一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》1F411000水利水電

職業(yè)教育水利水電建筑工程專(zhuān)業(yè)一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》1F411000重點(diǎn)難點(diǎn)《執(zhí)業(yè)資格培訓(xùn)包》項(xiàng)目組2015年2月一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》1F411000 水利水電工程勘測(cè)與設(shè)計(jì)1F411010 水利水電工程勘測(cè)一、測(cè)量?jī)x器的使用（一）常用測(cè)量?jī)x器及其作用水利水電工程施工常用的測(cè)量?jī)x器有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、電磁波測(cè)距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)（GPS）。1.水準(zhǔn)儀分類(lèi)及作用水準(zhǔn)儀按精度不同可分為普通水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)儀。國(guó)產(chǎn)水準(zhǔn)儀按精度分有 DS05、DS1、 DS3、DS10等。DS3中的D、S分別為“大地測(cè)量”和“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，數(shù)字 3表示該儀器精度，即表示每公里往返測(cè)量高差中數(shù)的偶然中誤差為±3mm。水準(zhǔn)儀用于測(cè)量出兩地面點(diǎn)之間的高差，然后根據(jù)測(cè)得的高差和已知點(diǎn)的高程，推算出另一個(gè)點(diǎn)的高程。經(jīng)緯儀分類(lèi)及作用經(jīng)緯儀按精度不同可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等；按讀數(shù)裝置不同可分為兩類(lèi)：測(cè)微尺讀數(shù)裝置；單平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)裝置。經(jīng)緯儀是進(jìn)行角度測(cè)量的主要儀器，包括水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量。另外，經(jīng)緯儀也可用于低精度測(cè)量中的視距測(cè)量。電磁波測(cè)距儀分類(lèi)及作用電磁波測(cè)距儀按其所采用的載波可分為：用微波段的無(wú)線(xiàn)電波作為載波的微波測(cè)距儀；用激光作為載波的激光測(cè)距儀；用紅外光作為載波的紅外測(cè)距儀，后兩者又統(tǒng)稱(chēng)為光電測(cè)距儀。測(cè)距儀用于測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離。一般適用于小地區(qū)控制測(cè)量、地形測(cè)量、地籍測(cè)量和工程測(cè)量等。全站儀的功能全站儀的功能是測(cè)量水平角、天頂距（豎直角）和斜距，借助于機(jī)內(nèi)固化的軟件，可以組成多種測(cè)量功能，如可以計(jì)算并顯示平距、高差以及鏡站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)行偏心測(cè)量、懸高測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量、面積計(jì)算等。5.全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（Global PositioningSystem，GPS）是擁有在海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 GPS具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等顯著特點(diǎn)。在大地測(cè)量、城市和礦山測(cè)量、建筑物變形測(cè)量、水下地形測(cè)量等方面得到廣泛的應(yīng)用。水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量，國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量為普通水準(zhǔn)測(cè)量。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量采用的尺長(zhǎng)為3m，是以厘米為分劃單位的區(qū)格式木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺。雙面水準(zhǔn)尺的一面分劃黑白相間稱(chēng)為黑面尺（也叫主尺），另一面分劃紅白相間稱(chēng)為紅面尺（也叫輔助尺）。黑面分劃的起始數(shù)字為“0”，而紅面底部起始數(shù)字不是“0”，一般為4687或4787mm。（二）水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的使用水準(zhǔn)儀的使用1）微傾水準(zhǔn)儀的使用步驟包括安置儀器和粗略整平（簡(jiǎn)稱(chēng)粗平）、調(diào)焦和照準(zhǔn)、精確整平（簡(jiǎn)稱(chēng)精平）和讀數(shù)。2）精密水準(zhǔn)儀的操作程序與一般水準(zhǔn)儀基本相同，不同之處是精密水準(zhǔn)儀是采用光學(xué)測(cè)微器測(cè)出不足一個(gè)分格的數(shù)值。-I-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》3）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀操作程序：粗平-照準(zhǔn)-讀數(shù)。4）數(shù)字水準(zhǔn)儀操作程序，與自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀基本一樣，但數(shù)字式水準(zhǔn)儀能自動(dòng)觀測(cè)和記錄，并將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來(lái)。經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、照準(zhǔn)和讀數(shù)四個(gè)操作步驟。二、水利水電工程施工測(cè)量的要求（一）基礎(chǔ)知識(shí)高程地面點(diǎn)到高度起算面的垂直距離稱(chēng)為高程。地圖的比例尺及比例尺精度地圖上任一線(xiàn)段的長(zhǎng)度與地面上相應(yīng)線(xiàn)段水平距離之比，稱(chēng)為地圖的比例尺。常見(jiàn)比例尺表示形式有兩種：數(shù)字比例尺和圖示比例尺。（1）數(shù)字比例尺以分子為一的分?jǐn)?shù)形式表示的比例尺稱(chēng)為數(shù)字比例尺。即表示為 1/M，M稱(chēng)為比例尺分母。比例尺的大小視分?jǐn)?shù)值的大小而定。 M越大，比例尺越?。?M越小，比例尺越大。數(shù)字比例尺分為三類(lèi)：1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000為大比例尺；1∶25000、1∶50000、1∶100000為中比例尺；1∶250000、1∶500000、1∶1000000為小比例尺。2）圖示比例尺最常見(jiàn)的圖示比例尺是直線(xiàn)比例尺。用一定長(zhǎng)度的線(xiàn)段表示圖上的實(shí)際長(zhǎng)度，并按圖上比例尺計(jì)算出相應(yīng)的地面上的水平距離注記在線(xiàn)段上，這種比例尺稱(chēng)為直線(xiàn)比例尺。（二）施工放樣的基本工作放樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)備平面位置放樣方法的選擇平面位置放樣應(yīng)根據(jù)放樣點(diǎn)位的精度要求、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件和擁有的儀器設(shè)備，選擇適用的放樣方法。平面位置放樣的基本方法有：直角交會(huì)法、極坐標(biāo)法、角度交會(huì)法、距離交會(huì)法等幾種。高程放樣方法的選擇1）高程放樣方法的選擇，主要根據(jù)放樣點(diǎn)高程精度要求和現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)條件?？煞謩e采用水準(zhǔn)測(cè)量法、光電測(cè)距三角高程法、解析三角高程法和視距法等。2）對(duì)于高程放樣中誤差要求不大于±10mm的部位，應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量法。3）采用經(jīng)緯儀代替水準(zhǔn)儀進(jìn)行工程放樣時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：放樣點(diǎn)離高程控制點(diǎn)不得大于50m；必須用正倒鏡置平法讀數(shù)，并取正倒鏡讀數(shù)的平均值進(jìn)行計(jì)算。4）采用光電測(cè)距三角高程測(cè)設(shè)高程放樣控制點(diǎn)時(shí)，注意加入地球曲率的改正，并校核相鄰點(diǎn)的高程。（三）開(kāi)挖工程測(cè)量開(kāi)挖工程測(cè)量的內(nèi)容開(kāi)挖區(qū)原始地形圖和原始斷面圖測(cè)量；開(kāi)挖輪廓點(diǎn)放樣；開(kāi)挖竣工地形、斷面測(cè)量和工程量測(cè)算。開(kāi)挖工程細(xì)部放樣開(kāi)挖工程細(xì)部放樣，需在實(shí)地放出控制開(kāi)挖輪廓的坡頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)角點(diǎn)或坡腳點(diǎn)，并用醒目的標(biāo)志加以標(biāo)定。開(kāi)挖工程細(xì)部放樣方法有極坐標(biāo)法、測(cè)角前方交會(huì)法、后方交會(huì)法等，現(xiàn)場(chǎng)主要采用極坐標(biāo)法和測(cè)角前方交會(huì)法。采用測(cè)角前方交會(huì)法，宜用三個(gè)交會(huì)方向，以“半測(cè)回”標(biāo)定即可。用極坐標(biāo)法放樣開(kāi)挖輪廓點(diǎn)，測(cè)站點(diǎn)必須靠近放樣點(diǎn)。-II-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》3）距離丈量可根據(jù)條件和精度要求采用下列方法：用鋼尺或經(jīng)過(guò)比長(zhǎng)的皮尺丈量，以不超過(guò)一尺段為宜，在高差較大地區(qū)，可丈量斜距加傾斜改正；用視距法測(cè)定，其視距長(zhǎng)度不應(yīng)大于50m，預(yù)裂爆破放樣，不宜采用視距法；用視差法測(cè)定，端點(diǎn)法線(xiàn)長(zhǎng)度不應(yīng)大于70m。斷面測(cè)量和工程量計(jì)算（1）開(kāi)挖工程動(dòng)工前，必須實(shí)測(cè)開(kāi)挖區(qū)的原始斷面圖或地形圖；開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)定期測(cè)量收方斷面圖或地形圖；開(kāi)挖工程結(jié)束后，必須實(shí)測(cè)竣工斷面圖或竣工地形圖，作為工程量結(jié)算的依據(jù)。2）斷面間距可根據(jù)用途、工程部位和地形復(fù)雜程度在5～20m范圍內(nèi)選擇。設(shè)計(jì)有特殊要求的部位按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。3）斷面圖和地形圖比例尺，可根據(jù)用途、工程部位范圍大小在1∶200～1∶1000之間選擇。4）斷面點(diǎn)間距應(yīng)以能正確反映斷面形狀，滿(mǎn)足面積計(jì)算精度要求為原則。一般為圖上1～3cm施測(cè)一點(diǎn)；地形變化處應(yīng)加密測(cè)點(diǎn)；斷面寬度應(yīng)超出開(kāi)挖邊線(xiàn)3～10m。5）開(kāi)挖施工過(guò)程中，應(yīng)定期測(cè)算開(kāi)挖完成量和工程剩余量。開(kāi)挖工程量的結(jié)算應(yīng)以測(cè)量收方的成果為依據(jù)。開(kāi)挖工程量的計(jì)算中面積計(jì)算方法可采用解析法或圖解法。6）兩次獨(dú)立測(cè)量同一區(qū)域的開(kāi)挖工程量其差值小于5％（巖石）和7％（土方）時(shí)，可取中數(shù)作為最后值。（四）立模與填筑放樣立模和填筑放樣的內(nèi)容立模和填筑放樣應(yīng)包括下列內(nèi)容：測(cè)設(shè)各種建筑物的立?；蛱钪喞c(diǎn)；對(duì)已架立的模板、預(yù)制（埋）件進(jìn)行形體和位置的檢查；測(cè)算填筑工程量等。建筑物的細(xì)部放樣1）混凝土建筑物立模細(xì)部輪廓點(diǎn)的放樣位置，以距設(shè)計(jì)線(xiàn)0.2～0.5m為宜。土石壩填筑點(diǎn)，可按設(shè)計(jì)位置測(cè)設(shè)。2）立模、填筑輪廓點(diǎn)，可直接由等級(jí)控制點(diǎn)測(cè)設(shè)，也可由測(cè)設(shè)的建筑物縱橫軸線(xiàn)點(diǎn)（或測(cè)設(shè)點(diǎn)）測(cè)設(shè)。1）由軸線(xiàn)點(diǎn)或測(cè)站點(diǎn)放樣細(xì)部輪廓點(diǎn)時(shí)，一般采用極坐標(biāo)法。2）在不便于丈量距離的部位進(jìn)行放樣時(shí)，宜采用短邊（200m以?xún)?nèi)）前方交會(huì)法。3）在有眾多三角點(diǎn)作為交會(huì)方向的部位，也可采用后方交會(huì)法測(cè)定測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)，然后再放樣細(xì)部點(diǎn)。4）在已經(jīng)精確測(cè)定了軸線(xiàn)的部位進(jìn)行細(xì)部放樣時(shí)，也可采用軸線(xiàn)交會(huì)法。5）在有條件的地方，細(xì)部點(diǎn)的精確放樣，可采用邊角前方交會(huì)法、邊角后方交會(huì)法或測(cè)邊交會(huì)法等。填筑工程量測(cè)算1）混凝土澆筑和土石料填筑工程量，必須從實(shí)測(cè)的斷面（或平面）圖上計(jì)算求得。2）混凝土澆筑塊體收方，基礎(chǔ)部位應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)開(kāi)挖竣工圖計(jì)算；基礎(chǔ)以上部位，可直接根據(jù)水工設(shè)計(jì)圖紙的幾何尺寸及實(shí)測(cè)部位的平均高程進(jìn)行計(jì)算。3）土石料填筑量收方，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)的各種填料分界線(xiàn)，分別計(jì)算各類(lèi)填料方量。4）兩次獨(dú)立測(cè)量同一工程，其測(cè)算體積之較差，在小于該體積的3％時(shí)，可取中數(shù)作為最后值。（五）施工期間的外部變形監(jiān)測(cè)施工期間外部變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容施工區(qū)的滑坡觀測(cè)；高邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)；圍堰的水平位移和沉陷觀測(cè)；臨時(shí)性的基礎(chǔ)沉陷（回彈）和裂縫監(jiān)測(cè)等。變形觀測(cè)的基點(diǎn)，應(yīng)盡量利用施工控制網(wǎng)中較為穩(wěn)固可靠的控制點(diǎn)，也可建立獨(dú)立的、相對(duì)的控制點(diǎn)，其精度應(yīng)不低于四等網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。選點(diǎn)與埋設(shè)（1）工作基點(diǎn)的選擇與埋設(shè)注意點(diǎn)-III-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》1）基點(diǎn)必須建立在變形區(qū)以外穩(wěn)固的基巖上。對(duì)于在土質(zhì)和地質(zhì)不穩(wěn)定地區(qū)設(shè)置基點(diǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行加固處理?；c(diǎn)應(yīng)盡量靠近變形區(qū)，其位置的選擇應(yīng)注意使它們對(duì)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成有利的作業(yè)條件。2）工作基點(diǎn)一般應(yīng)建造具有強(qiáng)制歸心的混凝土觀測(cè)墩。3）垂直位移的基點(diǎn)，至少要布設(shè)一組，每組不少于三個(gè)固定點(diǎn)。（2）測(cè)點(diǎn)的選擇與埋設(shè)要求測(cè)點(diǎn)應(yīng)與變形體牢固結(jié)合，并選在變形幅度、變形速率大的部位，且能控制變形體的范圍；滑坡測(cè)點(diǎn)宜設(shè)在滑動(dòng)量大、滑動(dòng)速度快的軸線(xiàn)方向和滑坡前沿區(qū)等部位；高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，宜呈斷面形式布置在不同的高程面上，其標(biāo)志應(yīng)明顯可見(jiàn)，盡量做到無(wú)人立標(biāo)；采用視準(zhǔn)線(xiàn)監(jiān)測(cè)的圍堰變形點(diǎn)，其偏離視準(zhǔn)線(xiàn)的距離不應(yīng)大于20mm；垂直位移測(cè)點(diǎn)宜與水平位移測(cè)點(diǎn)合用；圍堰變形觀測(cè)點(diǎn)的密度，應(yīng)根據(jù)變形特征確定：險(xiǎn)要地段20～30m布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)；一般地段50～80m布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)；山體或建筑物裂縫觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)埋設(shè)在裂縫的兩側(cè)。觀測(cè)方法的選擇一般情況下，滑坡、高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)采用交會(huì)法；水平位移監(jiān)測(cè)采用視準(zhǔn)線(xiàn)法（活動(dòng)覘牌法和小角度法）；垂直位移觀測(cè)，宜采用水準(zhǔn)觀測(cè)法，也可采用滿(mǎn)足精度要求的光電測(cè)距三角高程法；地基回彈宜采用水準(zhǔn)儀與懸掛鋼尺相配合的觀測(cè)方法。(六)竣工測(cè)量竣工測(cè)量的主要項(xiàng)目（1）主要水工建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖建基面的 1∶200～1∶500地形圖（高程平面圖）或縱、橫斷面圖；2）建筑物過(guò)流部位或隱蔽部位形體測(cè)量；3）外部變形監(jiān)測(cè)設(shè)備埋設(shè)安裝竣工圖；4）建筑物的各種重要孔、洞的形體測(cè)量（如電梯井、倒垂孔等）；5）視需要測(cè)繪施工區(qū)竣工平面圖。開(kāi)挖竣工測(cè)量主體工程開(kāi)挖到建基面時(shí)，應(yīng)及時(shí)實(shí)測(cè)建基面地形圖，亦可測(cè)繪高程平面圖，比例尺一般為1200。圖上應(yīng)標(biāo)有建筑物開(kāi)挖設(shè)計(jì)邊線(xiàn)。填筑竣工測(cè)量單項(xiàng)填筑工程竣工時(shí)，應(yīng)測(cè)繪建筑物的高程平面圖，或縱橫斷面圖，其比例尺不應(yīng)小于施工詳圖；土、石壩在心墻、斜墻、壩殼填筑過(guò)程中，每上料二層，須進(jìn)行一次邊線(xiàn)測(cè)量并繪成圖表為竣工時(shí)備用。測(cè)量誤差（1）誤差產(chǎn)生的原因。概括起來(lái)有以下三個(gè)方面：1）人的原因；2）儀器的原因；3）外界環(huán)境的影響。2）誤差的分類(lèi)誤差按其產(chǎn)生的原因和對(duì)觀測(cè)結(jié)果影響性質(zhì)的不同，可以分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差三類(lèi)。1）系統(tǒng)誤差：在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行一系列的觀測(cè)，如果出現(xiàn)的誤差在符號(hào)和數(shù)值上都相同，或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱(chēng)為“系統(tǒng)誤差”。2）偶然誤差：在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行一系列的觀測(cè)，如果誤差出現(xiàn)的符號(hào)和數(shù)值大小都不相同，從表面上看沒(méi)有任何規(guī)律性，這種誤差稱(chēng)為“偶然誤差”。3）粗差：由于觀測(cè)者粗心或者受到干擾造成的錯(cuò)誤。三、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件與分析（一）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，可理解為與工程建筑物有關(guān)的各種地質(zhì)因素的綜合，主要包括：①地形地貌；②地層及巖性；③地質(zhì)構(gòu)造及地震；④水文地質(zhì)；⑤物理地質(zhì)現(xiàn)象；⑥巖（土）體物理-IV-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》力學(xué)性質(zhì)；⑦天然建筑材料等內(nèi)容。地質(zhì)構(gòu)造及地震地質(zhì)構(gòu)造指由于地球內(nèi)部動(dòng)力引起組成巖石圈物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)而遺留下來(lái)的形態(tài)。地質(zhì)構(gòu)造按構(gòu)造形態(tài)可分為傾斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造三種類(lèi)型。經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)，水平狀態(tài)巖層與水平面成一定角度的傾斜巖層，稱(chēng)為傾斜構(gòu)造；褶皺構(gòu)造指組成地殼的巖層受構(gòu)造應(yīng)力作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造，其基本類(lèi)型包括背斜和向斜兩種；斷裂構(gòu)造指巖層在構(gòu)造應(yīng)力作用下，巖層沿著一定方向產(chǎn)生機(jī)械破裂，失去連續(xù)性和完整性，可分為節(jié)理、劈理、斷層三類(lèi)。地震一般可分為天然地震、人工地震兩類(lèi)。對(duì)于天然地震按成因可分為構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震；人工地震指由人類(lèi)活動(dòng)誘發(fā)的地面震動(dòng)，如爆破、隕石墜落、水庫(kù)蓄水等。水文地質(zhì)水文地質(zhì)研究地下水變化和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。水文地質(zhì)條件一般包括以下內(nèi)容：（1）地下水類(lèi)型，分為包氣帶水、潛水、承壓水。（2）含水層與相對(duì)隔水層的埋藏深度、厚度、組合關(guān)系、空間分布規(guī)律及特征。（3）巖（土）層的水理性質(zhì)，包括容水性、給水性、透水性等。（4）地下水的運(yùn)動(dòng)特征，包括流向、流速、流量、補(bǔ)排關(guān)系等。5）地下水的動(dòng)態(tài)特征，包括水位、水溫、水質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律。6）地下水的水質(zhì)，包括水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。水文地質(zhì)條件直接關(guān)系著水庫(kù)滲漏 、壩基穩(wěn)定、地下水資源評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性等一系列工程建設(shè)問(wèn)題。巖（土）體物理力學(xué)性質(zhì)巖（土）體物理力學(xué)性質(zhì)以數(shù)值指標(biāo)表示巖（土）體的工程特性。常用的巖石物理性質(zhì)指標(biāo)有比重、密度、孔隙率、含水率、吸水性、透水性、膨脹性等；常用的巖石（體）力學(xué)性質(zhì)有變形模量、彈性模量、泊松比、單軸抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)主要有兩類(lèi)：顆粒級(jí)配組成和土所處的基本物理狀態(tài)指標(biāo)，包括密度、含水率、比重、孔隙比和飽和度等；土的水理性質(zhì)指黏性土的液性指數(shù)、塑性指數(shù)等；常用的土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)有壓縮系數(shù)、壓縮模量、泊松比、抗剪強(qiáng)度、滲透系數(shù)、膨脹率等。天然建筑材料天然建筑材料指工程建設(shè)所需要的天然砂礫料、石料、土料。天然建筑材料的勘察應(yīng)查明工程所需天然建材料場(chǎng)的分布、位置、儲(chǔ)量、質(zhì)量、開(kāi)采和運(yùn)輸條件等，為工程設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。天然建筑材料的勘察級(jí)別劃分為普查、初查、詳查三個(gè)階段。關(guān)于料場(chǎng)儲(chǔ)量，在初查階段（對(duì)應(yīng)于工程的可行性研究階段），勘察儲(chǔ)量一般不少于設(shè)計(jì)需要量的 2.5～3倍；詳查階段（對(duì)應(yīng)于工程的初步設(shè)計(jì)階段）勘察儲(chǔ)量一般不少于設(shè)計(jì)需要量的 1.5～2倍，并應(yīng)滿(mǎn)足施工可開(kāi)采儲(chǔ)量的要求 。（二）水利水電工程地質(zhì)問(wèn)題分析壩基工程地質(zhì)問(wèn)題分析不同的壩型，除了對(duì)各類(lèi)壩型的工作特點(diǎn)應(yīng)有所了解外，特別要了解不同壩型對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性和對(duì)工程地質(zhì)條件的要求。如巖基中由于壩區(qū)巖體存在的某些地質(zhì)缺陷，可能導(dǎo)致產(chǎn)生的工程地質(zhì)問(wèn)題主要有壩基穩(wěn)定問(wèn)題（包括滲透穩(wěn)定、沉降穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定）和壩區(qū)滲漏問(wèn)題（包括壩基滲漏和繞壩滲漏）。２.邊坡工程地質(zhì)問(wèn)題分析常見(jiàn)的邊坡變形破壞主要有松弛張裂、蠕變、崩塌、滑坡四種類(lèi)型。此外尚有塌滑、錯(cuò)落、傾倒等過(guò)渡類(lèi)型，另外泥石流也是一種邊坡破壞的類(lèi)型。松弛張裂：是指由于臨谷部位的巖體被沖刷侵蝕或人工開(kāi)挖，使邊坡巖體失去約束，應(yīng)力重新調(diào)整分布，從而使岸坡巖體發(fā)生向臨空面方向的回彈變形及產(chǎn)生近平行于邊坡的拉張裂隙，一般稱(chēng)為邊坡卸荷裂隙。蠕變：是指邊坡巖（土）體主要在重力作用下向臨空方向發(fā)生長(zhǎng)期緩慢的塑性變形的現(xiàn)象，有表層蠕動(dòng)和深層蠕動(dòng)兩種類(lèi)型。崩塌：是指較陡邊坡上的巖（土）體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動(dòng)堆積于坡腳的地質(zhì)現(xiàn)象。在堅(jiān)硬巖體中發(fā)生的崩塌也稱(chēng)巖崩，而在土體中發(fā)生的則稱(chēng)土崩。３.水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題分析-V-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》水庫(kù)有兩類(lèi)：一類(lèi)是筑壩攔水所形成的人工湖泊，即地面水庫(kù)；另一類(lèi)是利用地下蓄水構(gòu)造，經(jīng)人工控制形成的地下水庫(kù)。水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題包括：水庫(kù)滲漏、水庫(kù)浸沒(méi)、水庫(kù)塌岸、水庫(kù)淤積、水庫(kù)誘發(fā)地震等。４.土質(zhì)基坑工程地質(zhì)問(wèn)題分析1）土質(zhì)基坑工程地質(zhì)問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面：邊坡穩(wěn)定和基坑降排水。2）在基坑施工中，為防止邊坡失穩(wěn)，保證施工安全，采取的措施有：設(shè)置合理坡度、設(shè)置邊坡護(hù)面、基坑支護(hù)、降低地下水位等。3）基坑降排水的目的主要有：增加邊坡的穩(wěn)定性；對(duì)于細(xì)砂和粉砂土層的邊坡，防止流砂和管涌的發(fā)生；對(duì)下臥承壓含水層的黏性土基坑，防止基坑底部隆起；保持基坑土體干燥，方便施工。4）基坑開(kāi)挖的降排水一般有兩種途徑：明排法和人工降水。其中，人工降水經(jīng)常采用輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)降水方式。1F411020 水利水電工程設(shè)計(jì)一、水利水電工程設(shè)計(jì)階段劃分水利工程設(shè)計(jì)階段一般可分為項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、招標(biāo)設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段。對(duì)于重大項(xiàng)目和技術(shù)復(fù)雜項(xiàng)目，可根據(jù)需要增加技術(shù)設(shè)計(jì)階段。二、水利水電工程等級(jí)劃分及特征水位（一）水利水電工程等別劃分１.根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）的規(guī)定，水利水電工程的等別根據(jù)其工程規(guī)模、效益及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性，劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五等，按表1F411021-1確定。對(duì)于綜合利用的水利水電工程，如按各綜合利用項(xiàng)目的分等指標(biāo)確定的等別不同時(shí)，其工程等別應(yīng)按其中的最高等別確定。工工程規(guī)水庫(kù)總庫(kù)程模83容（10m）等別Ⅰ大（1≥10

水利水電工程分等指標(biāo)表1F411021-1防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦保護(hù)農(nóng)治澇面積灌溉面積供水對(duì)象裝機(jī)容量企業(yè)的重要性田（104（104畝（104畝重要性（104kW畝））））特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120）型Ⅱ大（210～1.0重要500～10200～60150～50重要120～30）型0Ⅲ中型1.0～0.1中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ?。?0.1～0.0一般30～515～35～0.5一般5～1）型1Ⅴ小（2）0.01～<5<3<0.5<1型0.001注：1.水庫(kù)總庫(kù)容指水庫(kù)最高洪水位以下的靜庫(kù)容； 2. 治澇面積和灌溉面積均指設(shè)計(jì)面積。平原區(qū)攔河水閘工程的等別，應(yīng)根據(jù)其過(guò)閘最大流量的大小進(jìn)行分等，按表1F411021-2確定。攔河水閘工程分等指標(biāo)表1F411021-2工程等別工程規(guī)模過(guò)閘流量（m3/s）Ⅰ大（1）型≥5000Ⅱ大（2）型5000～1000-VI-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》Ⅲ中型1000～100Ⅳ?。?）型100～20Ⅴ小（2）型＜20灌溉、排水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其裝機(jī)流量與裝機(jī)功率，按表1F411021-3確定。工業(yè)、城鎮(zhèn)供水泵站的等別，應(yīng)根據(jù)其供水對(duì)象的重要性，按表1F411021-1確定。灌溉、排水泵站分等指標(biāo)表1F411021-3工程等別工程規(guī)模分等指標(biāo)裝機(jī)流量（m3/s）裝機(jī)功率（104kW）Ⅰ大（1）型≥200≥3Ⅱ大（2）型200～503～1Ⅲ中型50～101～0.1Ⅳ?。?）型10～20.1～0.01Ⅴ小（2）型＜2＜0.01引水樞紐工程等別應(yīng)根據(jù)引水流量的大小，按1F411021-4確定。引水樞紐工程分等指標(biāo)表1F411021-4工程等別ⅠⅡⅢⅣⅤ工程規(guī)模大（1）型大（2）型中型小（1）型?。?）型引水流量≥200200～5050～1010～2＜23（m/s）（二）水工建筑物級(jí)別劃分永久性水工建筑物級(jí)別1）水利水電工程永久性水工建筑物的級(jí)別，根據(jù)建筑物所在工程的等別和建筑物的重要性劃分為五級(jí)，按表1F411021-5確定。永久性水工建筑物級(jí)別表1F411021-5工程等別主要建筑物次要建筑物工程等別主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅳ45Ⅱ23Ⅴ55Ⅲ342）失事后損失巨大或影響十分嚴(yán)重的水利水電工程的2～5級(jí)主要永久性水工建筑物，經(jīng)過(guò)論證并報(bào)主管部門(mén)批準(zhǔn)，可提高一級(jí)；失事后造成損失不大的水利水電工程的1～4級(jí)主要永久性水工建筑物，經(jīng)過(guò)論證并報(bào)主管部門(mén)批準(zhǔn)，可降低一級(jí)。3）水利樞紐工程水庫(kù)大壩按表1F411021-5規(guī)定為2級(jí)、3級(jí)的永久性水工建筑物，如壩高超過(guò)表1F411021-6指標(biāo)，其級(jí)別可提高一級(jí)，但洪水標(biāo)準(zhǔn)可不提高。水庫(kù)大壩等級(jí)指標(biāo)表1F411021-6級(jí)別壩型壩高（m）2土石壩90混凝土壩、漿砌石壩1303土石壩70混凝土壩、漿砌石壩1004）水電樞紐工程2級(jí)土石壩壩高超過(guò)100m、混凝土壩或漿砌石壩壩高超過(guò)150m，3級(jí)土石壩壩高超過(guò)80m、混凝土壩或漿砌石壩壩高超過(guò)120m時(shí)，大壩的級(jí)別相應(yīng)提高1級(jí)，洪水標(biāo)準(zhǔn)宜相應(yīng)提高，但抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不提高。（5）當(dāng)永久性水工建筑物基礎(chǔ)的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或采用新型結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)2～5級(jí)建筑物可提高一級(jí)設(shè)計(jì)，但洪水標(biāo)準(zhǔn)不予提高。２.堤防工程級(jí)別根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）規(guī)定，堤防工程的級(jí)別應(yīng)根據(jù)確定的保護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)，按表1F411021-7確定。堤防工程的級(jí)別表1F411021-7防洪標(biāo)準(zhǔn)［重現(xiàn)期≥100＜100，且≥50＜50，且≥30＜30，且≥20＜20，且≥10（年）］堤防工程級(jí)別12345-VII-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》穿堤水工建筑物的級(jí)別，按其所在堤防工程的級(jí)別和與建筑物規(guī)模相應(yīng)的級(jí)別中的最高級(jí)別確定。臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別1）水利水電工程施工期使用的臨時(shí)性擋水和泄水建筑物的級(jí)別，應(yīng)根據(jù)保護(hù)對(duì)象的重要性、失事造成的后果、使用年限和臨時(shí)建筑物的規(guī)模，按表1F411021-8確定。臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別表1F411021-8級(jí)別保護(hù)對(duì)象失事后果使用年限臨時(shí)性水工建筑物規(guī)（年）模高度（m）庫(kù)容（108m3）3有特殊要求的1級(jí)淹沒(méi)重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、交通干線(xiàn)或>3>50>1.0永久性水工建筑推遲總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電，物造成重大災(zāi)害和損失41、2級(jí)永久性水淹沒(méi)一般城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、交通干線(xiàn)或3～1.550～151.0～0.1工建筑物影響總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電，造成較大經(jīng)濟(jì)損失53、4級(jí)永久性水淹沒(méi)基坑，但對(duì)總工期及第一臺(tái)（批）<1.5<15<0.1工建筑物機(jī)組發(fā)電影響不大，經(jīng)濟(jì)損失較小2）當(dāng)臨時(shí)性水工建筑物根據(jù)表1F411021-8指標(biāo)同時(shí)分屬于不同級(jí)別時(shí)，其級(jí)別應(yīng)按照其中最高級(jí)別確定。但對(duì)于3級(jí)臨時(shí)性水工建筑物，符合該級(jí)別規(guī)定的指標(biāo)不得少于兩項(xiàng)。3）利用臨時(shí)性水工建筑物擋水發(fā)電、通航時(shí)，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，3級(jí)以下臨時(shí)性水工建筑物的級(jí)別可提高一級(jí)。（三）水利水電工程洪水標(biāo)準(zhǔn)１. 一般規(guī)定當(dāng)山區(qū)、丘陵地區(qū)的水利水電工程永久性水工建筑物的擋水高度低于15m，且上下游最大水頭差小于10m時(shí)，其洪水標(biāo)準(zhǔn)宜按平原、濱海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。當(dāng)平原、濱海地區(qū)的水利水電工程其永久性水工建筑物的擋水高度高于15m，且上下游最大水頭差大于10m時(shí)，其洪水標(biāo)準(zhǔn)宜按山區(qū)、丘陵區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。２.山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)，按表 1F411021 -9確定。山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)［重現(xiàn)期（年）］表1F411021-9項(xiàng)目水工建筑物級(jí)別12345設(shè)計(jì)1000～500500～100100～5050～3030～20校核土石壩可能最大洪水（PMF）或100005000～20002000～1001000～30300～200～500000混凝土5000～20002000～10001000～500500～200200～100壩、漿砌石壩３.平原、濱海區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物平原區(qū)永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)，按表1F411021-11確定。平原區(qū)永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)［重現(xiàn)期（年）］表1F411021-11項(xiàng)目永久性水工建筑物級(jí)別12345水庫(kù)工程設(shè)計(jì)300～100100～5050～2020～1010校核2000～10001000～300300～100100～5050～20攔河水閘設(shè)計(jì)100～5050～3030～2020～1010校核300～200200～100100～5050～3030～20４.臨時(shí)性水工建筑物臨時(shí)性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和級(jí)別，在表 1F411021 -13的幅度內(nèi)-VIII-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)度綜合分析，合理選用。臨時(shí)性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)［重現(xiàn)期（年）］表1F411021-13臨時(shí)性建筑物類(lèi)型臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別345土石結(jié)構(gòu)50～2020～1010～5混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)20～1010～55～3（四）水利水電工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)水工建筑物的工程抗震設(shè)防類(lèi)別，應(yīng)根據(jù)其重要性和工程場(chǎng)地基本烈度按表 1F411021 -14確定。工程抗震設(shè)防類(lèi)別表1F411021-14工程抗震設(shè)防類(lèi)別建筑物級(jí)別場(chǎng)地基本烈度甲1（壅水）≥6乙1（非壅水），（壅水）丙2（非壅水），3≥7丁4，5各類(lèi)水工建筑物抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)烈度應(yīng)按下列規(guī)定確定：一般采用基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度。工程抗震設(shè)防類(lèi)別為甲類(lèi)的水工建筑物，可根據(jù)其遭受強(qiáng)震影響的危害性，在基本烈度基礎(chǔ)上提高1度作為設(shè)計(jì)烈度?；玖叶葹?度或6度以上地區(qū)的壩高超過(guò)200m或庫(kù)容大于100億m3的大型工程，以及基本烈度為7度及7度以上地區(qū)壩高超過(guò)150m的大（1）型工程，需要做專(zhuān)門(mén)的地震危害性分析。（五）水庫(kù)特征水位及特征庫(kù)容１.水庫(kù)特征水位（1）校核洪水位。水庫(kù)遇大壩的校核洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。它是水庫(kù)在非常運(yùn)用校核情況下允許臨時(shí)達(dá)到的最高洪水位，是確定大壩頂高程及進(jìn)行大壩安全校核的主要依據(jù)。2）設(shè)計(jì)洪水位。水庫(kù)遇大壩的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。它是水庫(kù)在正常運(yùn)用設(shè)計(jì)情況下允許達(dá)到的最高洪水位，也是擋水建筑物穩(wěn)定計(jì)算的主要依據(jù)。3）防洪高水位。水庫(kù)遇下游保護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。只有水庫(kù)承擔(dān)下游防洪任務(wù)時(shí)，才需確定這一水位。4）防洪限制水位（汛前限制水位）。水庫(kù)在汛期允許興利的上限水位，也是水庫(kù)汛期防洪運(yùn)用時(shí)的起調(diào)水位。5）正常蓄水位（正常高水位、設(shè)計(jì)蓄水位、興利水位）。水庫(kù)在正常運(yùn)用的情況下，為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的興利要求在供水期開(kāi)始時(shí)應(yīng)蓄到的最高水位。它決定水庫(kù)的規(guī)模、效益和調(diào)節(jié)方式，在很大程度上決定水工建筑物的尺寸、形式和水庫(kù)的淹沒(méi)損失，是水庫(kù)最重要的一項(xiàng)特征參數(shù)，也是擋水建筑物穩(wěn)定計(jì)算的主要依據(jù)。（6）死水位（設(shè)計(jì)低水位）。水庫(kù)在正常運(yùn)用的情況下，允許消落到的最低水位。水庫(kù)正常蓄水位與死水位之間的變幅稱(chēng)為水庫(kù)消落深度。２.水庫(kù)特征庫(kù)容1）靜庫(kù)容。壩前某一特征水位水平面以下的水庫(kù)容積。2）總庫(kù)容。最高洪水位以下的水庫(kù)靜庫(kù)容。3）防洪庫(kù)容。防洪高水位至防洪限制水位之間的水庫(kù)容積。4）調(diào)洪庫(kù)容。校核洪水位至防洪限制水位之間的水庫(kù)容積。5）興利庫(kù)容（有效庫(kù)容、調(diào)節(jié)庫(kù)容）。正常蓄水位至死水位之間的水庫(kù)容積。6）重疊庫(kù)容（共用庫(kù)容、結(jié)合庫(kù)容）。防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容重疊部分的庫(kù)容，是正常蓄水位至防洪限制水位之間汛期用于蓄洪、非汛期用于興利的水庫(kù)容積。7）死庫(kù)容（墊底庫(kù)容）。死水位以下的水庫(kù)容積。-IX-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》三、水利水電工程工程壩址（閘址）選擇（一）壩址選擇壩址選擇應(yīng)根據(jù)河段的地形地質(zhì)條件及開(kāi)發(fā)利用要求，并通過(guò)研究比較后選定。地形條件很大程度上制約壩型選擇和樞紐建筑物特別是泄洪消能建筑物以及施工導(dǎo)流工程的布置，最終反映到壩址的經(jīng)濟(jì)性上。河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩；河谷寬闊，地質(zhì)條件較好，可以選用重力壩或支墩壩；河谷寬闊、河床覆蓋層深厚或地質(zhì)條件較差，且土石、砂礫等當(dāng)?shù)夭牧蟽?chǔ)量豐富，適于修建土石壩。（二）閘址選擇閘址選擇應(yīng)根據(jù)水閘的功能、特點(diǎn)和運(yùn)用要求，綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、潮汐、泥砂、凍土、冰情、施工、管理、周?chē)h(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。四、水工建筑物的分類(lèi)水工建筑物按功能可分為通用性水工建筑物和專(zhuān)門(mén)性水工建筑物兩大類(lèi)；按使用期限可分為永久性水工建筑物和臨時(shí)性水工建筑物。（一）水工建筑物按功能分類(lèi)通用性水工建筑物可分為擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物、取（進(jìn)）水建筑物、河道整治建筑物。專(zhuān)門(mén)性水工建筑物可分為水電站建筑物、渠系建筑物、港口水工建筑物、過(guò)壩建筑物。（二）水工建筑物按使用期限分類(lèi)永久性建筑物永久性建筑物是指工程運(yùn)行期間長(zhǎng)期使用的水工建筑物。根據(jù)其重要性又分為主要建筑物和次要建筑物。1）主要建筑物：是指失事后造成下游災(zāi)害或嚴(yán)重影響工程效益的水工建筑物。例如：壩、泄水建筑物、輸水建筑物及電站廠房。2）次要建筑物：是指失事后不致造成下游災(zāi)害，或工程效益影響不大，易于恢復(fù)的水工建筑物。例如：失事后不影響主要建筑物和設(shè)備運(yùn)行的擋土墻、導(dǎo)流墻、工作橋及護(hù)岸。2.臨時(shí)性建筑物臨時(shí)性建筑物是指工程施工期間使用的建筑物，如圍堰、導(dǎo)流隧洞、導(dǎo)流明渠。五、水工建筑物設(shè)計(jì)基本知識(shí)（一）水工建筑物主要設(shè)計(jì)方法水工建筑物主要設(shè)計(jì)方法有安全系數(shù)法與可靠度法。安全系數(shù)法安全系數(shù)是水工建筑物、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗破壞強(qiáng)度與設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)組合的比值，是建筑物、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的安全儲(chǔ)備的指標(biāo)。單一安全系數(shù)法要求 S≤R/K，其中K為安全系數(shù)， R為結(jié)構(gòu)抗力的取用值， S為作用效應(yīng)的取用值?？煽慷确ńY(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下具有預(yù)定功能的概率。將影響結(jié)構(gòu)可靠度的因素視作隨機(jī)變量，即形成以概率理論為基礎(chǔ)的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱(chēng)為該功能的極限狀態(tài)。水工混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類(lèi)。-X-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》（二）主要荷載根據(jù)《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（ DL5077—1997），水工建筑物的荷載按作用隨時(shí)間的變異性，可分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載。永久荷載：包括結(jié)構(gòu)自重和永久設(shè)備自重、土壓力、淤沙壓力、地應(yīng)力、圍巖壓力、預(yù)應(yīng)力?？勺兒奢d：包括靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、水錘壓力、浪壓力、外水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、 灌漿壓力等。偶然荷載：包括地震作用、校核洪水位時(shí)的靜水壓力、揚(yáng)壓力、浪壓力及水重等。水工建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，首先要計(jì)算建筑物上所承受的荷載，然后再進(jìn)行荷載組合，以及進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析、應(yīng)力分析、滲流計(jì)算、沉降計(jì)算、應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算和抗震設(shè)計(jì)等。（三）抗滑穩(wěn)定分析在各種荷載組合情況下，水工建筑物都應(yīng)保持其穩(wěn)定。目前水工建筑物的穩(wěn)定分析采用整體宏觀的半經(jīng)驗(yàn)法。在重力壩抗滑穩(wěn)定分析時(shí)，通常校核重力壩沿壩基面的抗滑穩(wěn)定；如果巖基內(nèi)有軟弱夾層，則要核算沿軟弱夾層的抗滑穩(wěn)定。（四）滲流分析滲流分析主要內(nèi)容有：確定滲透壓力；確定滲透坡降（或流速）；確定滲流量。對(duì)土石壩，還應(yīng)確定浸潤(rùn)線(xiàn)的位置。六、水利水電工程建筑材料的應(yīng)用（一）建筑材料的類(lèi)型建筑材料一般按材料的物理化學(xué)性質(zhì)、來(lái)源和功能用途進(jìn)行分類(lèi)。建筑材料按其物理化學(xué)性質(zhì)分類(lèi)建筑材料按其物理化學(xué)性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、復(fù)合材料三大類(lèi)。（1）無(wú)機(jī)材料1）無(wú)機(jī)非金屬材料又常稱(chēng)為礦物質(zhì)材料，包括無(wú)機(jī)膠凝材料、天然石料、燒土與熔融制品。①無(wú)機(jī)膠凝材料：是自身或與其他物質(zhì)混合后一起經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)作用，能由漿體變成堅(jiān)硬的固體，并能將散?；驂K片狀材料膠結(jié)成整體的物質(zhì)。按硬化條件不同，分為氣硬性和水硬性?xún)深?lèi)。氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，并保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度，屬于這類(lèi)材料的有石灰、石膏與水玻璃等。只能用于地面上干燥環(huán)境的建筑物。水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中而且能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)提高其強(qiáng)度，屬于這類(lèi)材料的有水泥等。既可用于地上也可用于地下或水中。②天然石料：按形成條件不同分為巖漿巖（火成巖）、沉積巖（水成巖）、變質(zhì)巖三大類(lèi)；按其開(kāi)采加工程度的不同分為毛石、塊石、料石等。③燒土與熔融制品：如燒結(jié)磚、陶瓷、玻璃等。2）金屬材料包括黑色金屬材料和有色金屬材料兩類(lèi)。①黑色金屬材料：是指以鐵元素為主要成分的金屬及其合金材料，是鋼和生鐵的總稱(chēng)。②有色金屬材料：是指黑色金屬材料以外的金屬及其合金材料。在水工建筑中常用的有色金屬是銅和銅的合金及鋁的合金。紫銅片是水工建筑中常用的止水材料。2）有機(jī)材料包括瀝青材料、植物材料和合成高分子材料等三類(lèi)。3）復(fù)合材料-XI-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》按其組成分為金屬與金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與有機(jī)材料復(fù)合材料、金屬與有機(jī)材料復(fù)合材料；按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為纖維復(fù)合材料、夾層復(fù)合材料、細(xì)粒復(fù)合材料、混雜復(fù)合材料。建筑材料按材料來(lái)源分類(lèi)建筑材料按材料來(lái)源可分為天然建筑材料和人工材料兩類(lèi)。1）天然建筑材料，如常用的土料、砂石料、石棉、木材等及其簡(jiǎn)單采制加工的成品（如建筑石材等）。2）人工材料，如石灰、水泥、瀝青、金屬材料、土工合成材料、高分子聚合物等。建筑材料按其功能分類(lèi)建筑材料按其功能分為結(jié)構(gòu)材料、防水材料、膠凝材料、裝飾材料、防護(hù)材料、隔熱保溫材料等。1）結(jié)構(gòu)材料，如混凝土、型鋼、木材等。2）防水材料，如防水砂漿、防水混凝土、鍍鋅薄鋼板、紫銅止水片、膨脹水泥防水混凝土、遇水膨脹橡膠嵌縫條等。3）膠凝材料，如石膏、石灰、水玻璃、水泥、混凝土等。4）裝飾材料，如天然石材、建筑陶瓷制品、裝飾玻璃制品、裝飾砂漿、裝飾水泥、塑料制品等。5）防護(hù)材料，如鋼材覆面、碼頭護(hù)木等。6）隔熱保溫材料，如石棉紙、石棉板、礦渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纖維板等。（二）建筑材料的應(yīng)用土工合成材料土工合成材料在水利水電工程中的應(yīng)用包括：1）防滲。用于土壩、堤防、池塘等工程的防滲。2）反濾、排水。用于土石壩、水閘、堤防、擋土墻等工程的排水和反濾體。3）護(hù)岸護(hù)底工程。利用土工布做成軟體排鋪設(shè)在防沖的邊坡上，防止水流沖刷渠道和海岸等土岸坡。4）防汛搶險(xiǎn)方面。利用填滿(mǎn)土石料的土工編織袋，快速加高加固堤壩，在迎水面上利用土工布制成的軟體卷材快速鋪設(shè)，及時(shí)堵住滲漏通道，有效控制管涌、流土，防止?jié)B透破壞。2.建筑石材水工建筑物對(duì)石料的要求是有較好的耐水性、抗凍性、耐久性。1）火成巖：包括花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖等。2）水成巖：包括石灰?guī)r、砂巖等。3）變質(zhì)巖：包括片麻巖、大理巖、石英巖等。水泥1）水泥的品種及主要性能水泥是水硬性膠凝材料。水泥按其礦物成分組成可分為硅酸鹽系列、鋁酸鹽系列、硫鋁酸鹽系列、鐵鋁酸鹽系列、氟鋁酸鹽系列等；按其用途和特性可分為通用水泥、專(zhuān)用水泥和特性水泥。（2）水泥的適應(yīng)范圍1）水位變化區(qū)域的外部混凝土、溢流面受水流沖刷部位的混凝土，應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥，避免采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。2）有抗凍要求的混凝土，應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥，并摻用引氣劑或塑化劑，以提高混凝土的抗凍性。當(dāng)環(huán)境水兼硫酸鹽侵蝕時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。3）大體積建筑物內(nèi)部的混凝土，應(yīng)優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等，以適應(yīng)低熱性的要求。4）位于水中和地下部位的混凝土，宜采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。（3）水泥檢驗(yàn)的要求-XII-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》水泥應(yīng)有生產(chǎn)廠家的出廠質(zhì)量證明書(shū)（包括廠名、品種、強(qiáng)度等級(jí)、出廠日期、抗壓強(qiáng)度、安定性等代表該產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)容）以及28d強(qiáng)度證明書(shū)。有下列情況之一者，應(yīng)復(fù)試并按復(fù)試結(jié)果使用：用于承重結(jié)構(gòu)工程的水泥，無(wú)出廠證明者；存儲(chǔ)超過(guò)3個(gè)月（快硬水泥超過(guò)1個(gè)月）；對(duì)水泥的廠名、品種、強(qiáng)度等級(jí)、出廠日期、抗壓強(qiáng)度、安定性不明或?qū)|(zhì)量有懷疑者；進(jìn)口水泥。水泥砂漿砂漿的和易性技術(shù)指標(biāo)包括流動(dòng)性和保水性?xún)蓚€(gè)方面。1）流動(dòng)性。常用沉入度表示。沉入度大的砂漿，流動(dòng)性好。2）保水性。即保有水分的能力。保水性可用泌水率表示，即砂漿中泌出水分的質(zhì)量占拌合水總量的百分率。但工程上采用較多的是分層度這一指標(biāo)。所謂分層度通常用上下層砂漿沉入度的差值來(lái)表示。砂漿的分層度以1～2cm為宜。5.水泥混凝土反映水泥混凝土質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)有：和易性、強(qiáng)度及耐久性。1）和易性水泥混凝土拌合物的和易性包括流動(dòng)性、黏聚性、保水性三個(gè)方面。影響和易性的因素有水泥漿的用量、水泥漿的稠度、砂率、水泥的品種、水泥細(xì)度、外加劑的摻入、時(shí)間和溫度等。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。2）混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度有抗壓、抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度等，結(jié)構(gòu)中主要是利用混凝土的抗壓強(qiáng)度。1）混凝土的抗壓強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度是把混凝土拌合物做成邊長(zhǎng)為 15cm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20℃±2℃，相對(duì)濕度95%以上）下，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法測(cè)定的混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度（以MPa計(jì)）。根據(jù)抗壓強(qiáng)度的大小將混凝土分為不同的強(qiáng)度等級(jí)如C15、C20、C25、C30等。影響混凝土強(qiáng)度的因素有：施工方法及施工質(zhì)量、水泥強(qiáng)度及水灰比、骨料種類(lèi)及級(jí)配、養(yǎng)護(hù)條件及齡期等。2）混凝土的抗拉強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度，一般約為相應(yīng)抗壓強(qiáng)度的10%左右。有抗裂要求的結(jié)構(gòu)，除需對(duì)混凝土提出抗壓強(qiáng)度要求外，還需對(duì)抗拉強(qiáng)度提出要求?？估瓘?qiáng)度的測(cè)定方法有劈裂抗拉試驗(yàn)法及軸心抗拉試驗(yàn)法兩種。3）混凝土的耐久性混凝土的耐久性包括抗?jié)B性、抗凍性、抗沖磨性、抗侵蝕性、抗碳化性等。1）抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透作用的能力。抗?jié)B等級(jí)分為：W2、W4、W6、W8、W10、W12等，即表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水壓力而不滲水。影響混凝土抗?jié)B性的因素有水灰比、骨料最大粒徑、養(yǎng)護(hù)方法、水泥品種、外加劑、摻合料和齡期等。2）抗凍性是指混凝土在飽和狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)作用而不嚴(yán)重降低強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度下降不超過(guò)25%，質(zhì)量損失不超過(guò)5%）的性能。抗凍等級(jí)分為：F50、F100、F150、F200、F250及F300等。3）抗沖磨性是指混凝土抵抗高速含砂水流沖刷破壞的能力。4）抗侵蝕性是指混凝土抵抗環(huán)境水侵蝕的能力。5）抗碳化性是指混凝土抵抗環(huán)境大氣中二氧化碳的碳化能力。（4）骨料1）細(xì)骨料：粒徑在0.16～5mm之間的骨料。按形成條件分為天然砂、人工砂；按細(xì)度模數(shù)F·M分為粗砂（F·M=3.7～3.1）、中砂（F·M=3.0～2.3）、細(xì)砂（F·M=2.2～1.6）、特細(xì)砂（F·M=1.5～0.7）。2）粗骨料：粒徑大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。水工混凝土所用的粗骨料一般分為特大石（ 150～80mm或120～80mm）、大石（80～40mm）、中石（40～20mm）、小石（20～5mm）四級(jí)。-XIII-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》5）混凝土的外加劑外加劑按其主要功能可分為四類(lèi)：1）改善混凝土和易性的外加劑，包括減水劑、引氣劑、泵送劑等。2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，包括速凝劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑。3）改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑、阻銹劑、養(yǎng)護(hù)劑等。4）改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、防水劑和泵送劑等。（6）粉煤灰根據(jù)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 （GB1596—2005）的規(guī)定，粉煤灰按煤種分為 F類(lèi)和C類(lèi)，F(xiàn)類(lèi)是由無(wú)煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰； C類(lèi)是由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰，其氧化鈣含量一般大于 10%。拌制混凝土和砂漿用粉煤灰分為三個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)。建筑鋼材建筑鋼材分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼材和鋼筋混凝土用鋼筋及鋼絲。水工鋼結(jié)構(gòu)主要有鋼閘門(mén)及壓力鋼管等。工程所用的鋼筋有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋及熱處理鋼筋四種。鋼絲主要有不同規(guī)格的預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲及鋼絞線(xiàn)。工程中常用鋼筋的主要力學(xué)性能如下：（1）鋼筋的應(yīng)力 -應(yīng)變曲線(xiàn)1）有物理屈服點(diǎn)鋼筋的典型應(yīng)力 -應(yīng)變曲線(xiàn)如圖1F4110026（a）所示。2）無(wú)物理屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力 -應(yīng)變曲線(xiàn)如圖1F4110026（b）所示。這類(lèi)鋼筋的抗拉強(qiáng)度一般都很高，但變形很小，也沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，通常取相應(yīng)于殘余應(yīng)變?chǔ)?0.2％時(shí)的應(yīng)力，作為名義屈服點(diǎn)，即條件屈服強(qiáng)度或條件流限，其值約相當(dāng)于0.8倍的抗拉強(qiáng)度。圖1F411026 鋼筋的應(yīng)力 -應(yīng)變曲線(xiàn)（a）有物理屈服點(diǎn)鋼筋的σ -ε圖；（b）無(wú)物理屈服點(diǎn)鋼筋的σ -ε圖2）鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)有物理屈服點(diǎn)的鋼筋的屈服強(qiáng)度是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)；無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋由于其條件屈服點(diǎn)不容易測(cè)定，因此這類(lèi)鋼筋的質(zhì)量檢驗(yàn)以極限強(qiáng)度作為主要強(qiáng)度指標(biāo)。屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎性能是有物理屈服點(diǎn)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的四項(xiàng)主要指標(biāo)，而對(duì)無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋則只測(cè)定后三項(xiàng)。鋼材在建筑結(jié)構(gòu)中主要是承受拉力、壓力、彎曲、沖擊等外力作用。施工中經(jīng)常對(duì)鋼材進(jìn)行冷彎或焊接等工藝加工。鋼材的力學(xué)性能主要有抗拉性能（抗拉屈服強(qiáng)度、抗拉極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率）、硬度和沖擊韌性等；工藝性能有焊接性能及冷彎性能。1）抗拉屈服強(qiáng)度：指鋼材在外力作用下開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力。2）抗拉極限強(qiáng)度：指試件破壞前，應(yīng)力—應(yīng)變圖上的最大應(yīng)力值。3）伸長(zhǎng)率：指鋼材拉斷后，標(biāo)距長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)的比值。4）硬度：指材料抵抗另一更硬物體壓入其表面的能力。常用壓痕的深度或壓痕單位表面積上所受的壓力作為衡量指標(biāo)。5）沖擊韌性：指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。用沖斷試件時(shí)每單位截面積上所消耗的功來(lái)表示。6）焊接性能：是用焊接的手段使焊頭能牢固可靠且硬脆性小的性能。-XIV-一級(jí)建造師《水利水電工程管理與實(shí)務(wù)》7）冷彎性能：指鋼材在常溫下承受靜力彎曲時(shí)所容許的變形能力。七、水力荷載水工建筑物的荷載按作用隨時(shí)間的變異性，可分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載。其中可變荷載包括：靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、水錘壓力、浪壓力、外水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等；偶然荷載包括:地震作用、校核洪水位時(shí)的靜水壓力。其中，靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、浪壓力和冰壓力是水工建筑物上所承受的主要水力荷載。八、滲流分析（一）土石壩的滲流分析滲流分析的內(nèi)容包括：①確定浸潤(rùn)線(xiàn)的位置；②確定滲流的主要參數(shù)——滲流流速與坡降；③確定滲流量。進(jìn)行滲流分析的方法較簡(jiǎn)單的有水力學(xué)法和流網(wǎng)法。水力學(xué)法水力學(xué)方法可以用來(lái)近似確定浸潤(rùn)線(xiàn)的位置，計(jì)算滲流量、平均流速和坡降。水力學(xué)方法假定壩體內(nèi)土質(zhì)是均質(zhì)的，各方向的滲透系數(shù)相同；滲流是層流，符合達(dá)西定律，任一鉛直線(xiàn)上的流速和水頭是常數(shù)。2.流網(wǎng)法流網(wǎng)法是一種圖解法，