水利水电工程合理使用年限及耐久性
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水利水电工程合理使用年限及耐久性考点解析
水利水电工程合理使用年限及耐久性介绍
一、工程合理使用年限
1.水利水电工程合理使用年限，应根据工程类别和等别按下表确定。对综合利用水利水电工程，当按各项目确定的合理使用年限不同时，应按最高年限确定。
2.1级、2级永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为50年，其他级别的永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为30年。
二、耐久性设计要求
1.水工建筑物所处的侵蚀环境条件：一(室内正常环境)、二、三、四、五共五类。
2.混凝土保护层厚度的要求
保证水利水电工程结构耐久性的必要构造要求应包括下列措施
(1)应隔绝或减轻环境因素对混凝土、钢结构、水工金属结构、士石结构等的作用;
(2)应控制混凝土结构、土石结构裂缝和结构构造缝、间隙;
(3)应为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层，为钢结构、水工金属结构提供足够厚度的防腐层和合适的防腐蚀措施。
混凝土结构在不同环境条件下钢筋主筋、箍筋和分布筋的混凝土保护厚度应满足钢筋防锈、耐火以及与混凝土之间粘结力传递的要求，且混凝土保护层厚度设计值不应小于钢筋的公称直径，同时也不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍。
钢筋的混凝土保护层厚度是指，从混凝土表面到钢筋(包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋)公称直径外边缘之间的最小距离。
3.有关材料要求
混凝土坝、碾压混凝土坝等大体积混凝土材料：
(1)应采用合适的混凝土原材料，提高混凝土的密实性，改善混凝土性能。应优先选用中热硅酸盐水泥或发热量较低的硅酸盐水泥。
(2)碾压混凝土的水胶比应小于0.70。
(3)基础混凝土强度等级不应低于C15，过流表面混凝土强度等级不应低于C30。碾压混凝土坝表层混凝土强度等级不应低于C18015，上游面防渗层混凝土强度等级不应低于C18020且宜优先采用二级配碾压混凝土。
水利水电工程合理使用年限及耐久性考点试题
大咖讲解：水利水电工程合理使用年限及耐久性
水利水电工程建筑物的类型
水利水电工程分等指标：
拦河水闸工程分等指标：
水库与堤防的特征水位：
校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。
堤防工程特征水位：设防（防汛）水位、警戒水位、保证水位。
土石坝的构造及作用：
土石坝的基本剖面时梯形，主要由坝顶、防渗体（减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；降低滲透坡降，防止渗透变形）、上下游坝坡、坝体排水（降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏）地基处理等部分组成。
堤防的构造及作用：
土质堤防的构造包括：堤顶、堤坡与戗台、护坡与坡面排水、防渗与排水设施、防洪墙等。
混凝土坝的类型：
重力坝、拱坝和支墩坝三种。
重力坝的构造及作用：
按坝体高度分为高坝、中坝和低坝。按筑坝材料分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
用按泄水条件分为溢流重力坝和非溢流重力坝段。按坝体的结构分为实体重力坝、空
腹重力坝和宽缝重力坝。按施工方法分为浇筑混凝土重力坝和碾压混凝土重力坝。
重力坝的荷载与作用：
自重、静水压力、扬压力、动水压力、波浪压力、土压力及泥沙压力、冰压力
温度作用、地震作用等。
拱坝的结构特点和类型：
构拱坝时超静定结构，有较强的超载能力，受温度的变化和坝肩位移的影响较大。拱
型坝分为：定圆心等半径拱坝、等中心角变半径拱坝、变圆心变半径双曲拱坝。
支墩坝的结构特点和类型：
按挡水面板的形式分为平板坝、连拱坝和大头坝。
水利水电工程等级划分及特征水位
一、水工建筑物等级划分
1.水利水电工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等。
2.对拦河水闸、灌排泵站作为水利水电工程中的一个组成部分或单个建筑物时不再单独确定工程等别，作为独立项目立项建设时，其工程等别按照承担的工程任务、规模确定。
3.水工建筑物按建筑物使用时间的长短来分永久性建筑物和临时性建筑物。永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物，按其重要性分为主要建筑物和次要建筑物。
4.永久性水工建筑物根据永久建筑物所在工程的等别，以及建筑物重要性确定为五级。
5.堤防工程的防洪标准主要由防洪对象的防洪要求而定。堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定。
6.临时性水工建筑物按保护对象、失事后果、使用年限和导流建筑物规模等指标，划分为3、4、5级共三级。
二、围堰及水工大坝施工期洪水标准
1.临时性水工建筑物洪水标准
2.当水库大坝施工高程超过临时性挡水建筑物顶部高程时，坝体施工期临时度汛的洪水标准，应根据坝型及坝前拦洪库容，按教材表格确定。根据失事后对下游的影响，其洪水标准可适当提高或降低。
三、水库与堤防的特征水位
1.校核洪水位。水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。
2.正常蓄水位(正常高水位、设计蓄水位、兴利水位)。水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。
3.防洪限制水位(汛前限制水位)。水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。
4.保证水位：即堤防的设计洪水位，河道遇堤防的设计洪水时在堤前达到的最高水位。
工程地质与水文地质条件分析
1.常见的基本地质基本构造形态：产状、褶皱、断裂。
2.产状三要素：走向、倾向和倾角。
产状要素150∠60表示：倾向为150°，倾角为60°。
3.褶皱基本形态：背斜和向斜。
4.断裂构造分为：节理和断层。
节理：沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动。
断层：在断裂层两侧的岩块发生了显著位移。
断层有(含义)：正断层、逆断层、平移断层。
5.地形常以地形图予以综合反映;地貌常以地貌图放映。
6.地下水的形成、埋藏、分布和运动规律称为工程的水文地质条件。
7.坝基稳定问题：渗透稳定、沉降稳定和抗滑稳定。
坝区渗漏：坝基渗漏和绕坝渗漏。
8.边坡变形破坏主要有：松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡等。
9.软土基坑工程地质问题包括：土质边坡稳定和基坑降排水。
10.解决边坡失稳的措施有：设置合理坡度、边坡护面、基坑支护、降低地下水位。
11.软土基坑开挖的降排水途径：明排法、人工降水(轻型井点或管井井点)。
12.渗透变形(渗透破坏)一般分为：管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土。
13.施工地质工作
【速记点评】重点掌握边坡失稳的措施，可以选择题考查破坏类型，也可以案例题考查解决措施。
测量仪器的使用
水利水电工程施工常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统(gps)。
(一)水准仪分类及作用
1.分类
按精度：普通水准仪和精密水准仪;ds05、ds1、ds3、ds10等,d为“大地测量”,s“水准仪”，3表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。
按读数：光学水准仪与电子水准仪(数字水准仪);
按调平的原理：微倾式水准仪和自动安平式水准仪。
2.作用
水准测量，根据已知点的高程，推算另一个点的高程。
(二)经纬仪分类及作用
1.分类
按精度：dj07、dj1、dj2、dj6和dj10等，d为“大地测量”，j为“经纬仪”，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。
2.作用
进行角度测量的主要仪器，包括水平角测量和竖直角测量。也可用于低精度测量中的视距测量。
(三)电磁波测距仪分类及作用
1.分类
无线电波作为载波的微波测距仪;
光电测距仪：激光测距仪、红外测距仪。
2.作用
测量两点间距离。一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。
(四)全站仪及其作用
概念：一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。
作用：测量水平角、天顶距(竖直角)和斜距。可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。
(五)全球定位系统(gps)
概念：全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)是拥有在海、陆、空全方位实时三维的卫星导航与定位系统。
作用：gps具有全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点。在大地测量、城市和矿山测量、建筑物变形测量、水下地形测量等方面得到广泛的应用。
(六)水准尺
精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，国家三、四等水准测量为普通水准测量。
尺面每隔1cm涂有黑白或红白相间的分格，每分米有数字注记。
三、四等水准测量采用的尺长为3m，黑面叫主尺，红面尺叫辅助尺。黑面分划的起始数字为“0”，红面一般为4687或4787mm。水准尺侧面装一个圆水准器。(环球网校一级建造师水利水电测量仪器的使用辅导资料)
二、常用测量仪器的使用
(一)水准仪的使用
1.微倾水准仪的使用步骤：安置仪器和粗略整平(简称粗平)、调焦和照准、精确整平(简称精平)和读数。
使圆水准气泡居中称为粗平;水准管气泡成像吻合时，表明已精确整平。
调焦和照准。转动目镜、物镜调焦螺旋调焦;使十字丝竖丝照准水准尺。
读数总是由注记小的一端向大的一端读出。通常读数保留四位数。
(二)经纬仪的使用
步骤：对中、整平、照准、读数
1.对中和整平
(1)用垂球对中及经纬仪整平的方法
垂球对中。使垂球尖准确对准测站点。
整平。使水准管气泡居中。(2015考点)
(2)用光学对中器对中及经纬仪整平的方法
2.照准
(1)目镜调焦
(2)粗瞄目标
(3)物镜调焦
(4)准确瞄准目标
3.读数
读数窗内进行读数。电子经纬仪可在屏幕上直接读数。
水利水电工程施工放样
以分子为一的分数形式表示的比例尺：d/D=1/M
大比例尺：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000;
中比例尺：1:25000、1:50000、1:100000;
小比例尺：1:250000、1:500000、1:1000000。
二、土坝的施工放样
内容：坝轴线测设、坝身控制测量、清基开挖线、坡脚线放样、坝体边坡线放样及修坡桩测设。
2.坝身控制测量：平面控制测量(平行于坝轴线和垂直于坝轴线)、高程控制测量(施工范围外永久性水准点、施工范围内临时性水准点)。
1.坝轴线测设：交会法或极坐标法。
3.清基开挖线：坝体与原地面的交线。采用套绘断面法或经纬仪扫描法。
4.坡脚放样线：坝体与地面的交线。
5.坝体边坡线放样：轴距杆法或坡度尺法。
三、水闸的施工放样
内容：测设水闸的主轴线，闸墩中线，闸孔中线，闸底板的范围及各细部的平面位置和高程。
1.底板的高程放样根据底板的设计高程及临时水准点的高程，采用水准测量的方法。
2.先放闸墩中线，再以中线为依据放样闸墩轮廓线。
建筑材料的类型和特性
1、建筑材料的分类
按材料的化学成分分类：无机材料、有机材料、复合材料。
按其材料来源分类：天然建筑材料、人工材料。
按材料功能用途分类：结构材料、防水材料、胶凝材料、装饰材料、防护材料、隔热保温材料。
2、建筑材料的基本特性
（1）表观密度和堆积密度：表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。堆积密度指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。
（2）密实度和孔隙率：实密度指材料体积内被固体物质所充实的程度，其值为材料在绝对密实状态下的体积与自然状态下的体积的百分比。孔隙率指材料孔隙体积所占的百分比。
（3）填充率与空隙率：填充率指粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，被其颗粒填充的程度。空隙率指粉状或颗粒状材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。
（4）与水有关的性质：亲水性与僧水性、吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性（对于混凝土和砂浆材料，其抗渗性常用抗渗等级W表示，如材料的抗渗等级为W4、W10，分别表示试件抵抗净水水压力的能力为0．4MPa和1MPa）、抗冻性（用抗冻等级F表示，如F25、FS50，分别表示材料抵抗25次、50次冻融循环，而强度损失未超过25％，质量损失未超过5％）。
（5）材料的耐久性：一般包括抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性、耐磨性、抗老化性。
混凝土的分类和质量要求
2.对于干硬性混凝土拌合物(坍落度小于10mm)，采用维勃稠度(VB)作为其和易性指标。
3.影响拌合物和易性的因素很多，主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类以及外加剂等。
4.混凝土含砂率(简称砂率)是指砂的用量占砂、石总用量(按质量计)的百分比。
5.预应力混凝土结构的混凝土强度等级不小于C30。
6.提高混凝土抗渗性能的措施有：(1)提高混凝土的密实度，改善孔隙构造，减少渗水通道;(2)减小水胶比;(3)掺加引气剂;(4)选用适当品种的水泥;(5)注意振捣密实、养护充分等。
7.提高混凝土抗冻性最主要的措施有：(1)提高混凝土的密实度;(2)减小水胶比;(3)掺加外加剂;(4)严格控制施工质量，注意捣实，加强养护等。
