水工建筑物复习纲要(武汉大学)

水工建筑物教学大纲课程编码：AX303130A学分：4学分总学时：64学时适用专业：水利水电工程专业先修课程：理论力学、材料力学、结构力学、工程材料、工程测量、土力学、工程地质、水力学、钢筋混凝土结构、钢结构、工程水文学、水能规划等学科基础平台。

一、课程性质、目的与任务1、课程性质：本课程是水利水电工程专业的主干专业必修课之一，是本专业学位课。

2、目的与任务目的是使学生初步掌握各种水工建筑物的设计理论和方法、运行管理及科学研究的基本知识，了解各种水工建筑物在水利枢纽中的相互关系及布置原则。

通过课堂听课、课程作业、课程设计、工程参观、实验和工地实习等环节，使学生受到运用所学知识解决实际工程问题的基本训练，为今后从事大中型水利水电工程的设计、施工、管理和科学研究打下基础。

二、教学基本要求了解我国的水力资源的特点、分布及开发情况；了解过坝建筑物的工作原理及选用；了解渠首与渠系建筑物的组成及适用条件；了解水工建筑物的管理及监测；了解水利枢纽中各种水工建筑物在布置上的要求，以及具体的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水利枢纽布置的影响，了解水利枢纽布置的方法与步骤。

理解重力坝、拱坝、土石坝的基本工作原理，渗流、稳定及应力分析方法及过程。

掌握坝轴线、坝高、坝长的定义，重力坝、拱坝、土石坝的结构组成、地基处理的基本方法等，懂得从安全、经济、适用的原则出发，根据任务和具体条件进行水工建筑物的轮廓及细部结构尺寸的初步设计；掌握支墩坝、水闸、岸边溢洪道、水工隧洞及闸门的基本概念、适用条件、结构组成，能对其进行初步设计；能够绘制一般的水工建筑物的设计图纸，对水工建筑物的模型实验有所了解，并初步掌握某些水工建筑物的施工方法及工序安排。

总之通过本课程的学习，应使学生达到能够运用所学知识进行各种常见水工建筑物的一般设计计算，能够进行水利工程初步设计。

三、本课程与其它课程的联系和分工1、水力计算和渗流计算的基础理论在《水力学》、《土力学》课程中讲授。

1．我国水资源的基本概况我国河川多年平均年径流量居世界第六位，人均水资源流量为世界人均占有量的1/4、列世界第121位。

分布特点：（1）员辽阔、自然条件相差悬殊，水资源在时间和空间上分布不合理。

（2）水资源分布与人口、耕地布局不相适应。

2.水利工程的概念是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。

在时间上重新分配水源，做到防洪补枯，防止洪涝灾害和发展灌溉，发展水利、水电、航运事业。

3、河道整治与防洪工程所承担的任务通过整治建筑物和其他措施，防止河道冲蚀，改道和淤积，使河流的外形和演变过程都能满足防洪和兴利的要求。

其措施是建立“上拦下排，两岸分滞”的工程体系。

4、农田水利工程所承担的任务通过建闸修渠等工程措施，形成良好的灌排系统，调节和改变农田水分状态和地区水利条件，符合农业生产发展的需要。

其中包括：取水、疏水配水和排水工程。

5、水力发电工程所承担的任务将巨大能量的水流转换为机械能，再通过发电机转换为电能的工程设施为水力发电工程。

其中两个基本要素是：落差和流量。

6、供水和排水工程所承担的任务供水是将水从天然水源取出，经净化加压，供给城市、工矿企业等用水部门；排水是排除工矿企业及城市废水、污水和地面雨水。

7、航运工程所承担的任务包括船运和伐运。

内河航运有天然水道（河流、湖泊）和人工水道（运河、水库）。

8、水工建筑物按用途分类：挡水（闸和坝）、泄水（溢流坝、溢洪道、泄洪洞）、输水（疏水洞、引水管、渠道、渡槽）、取水（进水闸、扬水站）、整治（丁坝、顺坝、护岸）和专门建筑物（电站厂房、沉沙池、船闸、升船机、鱼道）六类。

8、水工建筑物按使用时间分类：（1）永久建筑物：主要建筑物（闸、坝、泄水、输水、水电站厂房等）和次要建筑物（挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等），（2）临时建筑物（围堰、导流建筑物等）。

9、水工建筑物的特点：工程量大、投资多、工期长、工作条件复杂、施工条件复杂、对国民经济影响巨大。

绪论1.水工建筑物水利枢纽及其分类.水工建筑物：对天然的水进行兴利除害的工程措施。

水利枢纽:为了一种或多种目标而集中兴建几个不同功能的建筑物综合体,各自发挥不同作用，构成一个综合体。

水工建筑物的分类：（1）按建筑物作用分类：挡水建筑物，泄水建筑物，取水建筑物，输水建筑物，整治建筑物，专门建筑物.(2）按建筑物使用年限分类：永久性水工建筑物临时性水工建筑物2。

水工建筑物的分等分级水工建筑物的分等分级：分为V等5级.水利水电工程中的永久建筑物根据工程等别及其在工程中的重要性进行分级；临时性水工建筑物则根据被保护建筑物级别、本身规模、使用年限及重要性分级。

3。

水工建筑物的特点水工建筑物的特点：(1）工作条件复杂（2）施工条件艰苦(3）对自然环境和社会环境影响大（4）失事后果严重。

4.水利水电工程的设计阶段（1）项目建议书（2）可行性研究（3)初步设计（4）招标设计（5）施工详图。

5.极限状态及分类极限状态：指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时此特定状态就称为该功能的极限状态。

极限状态分类：承载能力极限状态,正常使用极限状态。

6.水工结构设计中有哪几个分项系数（1）结构重要性系数γ02）作用分项系数γf（3）材料性能分项系数γm(4）设计状况系数ψ(5）结构细数γd.第一章重力坝1.重力坝定义优缺点重力坝:是用混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，利用结构自重来维持稳定的坝型。

优点：（1)重力坝断面较大，可以坝顶泄流，预留底孔过水,导流。

（2)对地形地质条件适应性较强。

（3）设计方法简单。

（4）对意外情况抵抗能力较强.缺点：坝体断面尺寸大，水泥用量多,坝体应力较低，材料强度不能充分发挥，对于用混凝土建造的重力坝，因水泥水化热引起的施工期的混凝土湿度应力很大.2.重力坝的工作条件作用在坝上的水压力，浪压力，泥沙压力,地震力及坝体自重等荷载使坝体产生应力，同时又通过坝体将这些荷载传给地基，使地基受到很大的压力和剪力作用,重力坝挡水后，上游的水将通过坝体和坝基向下渗透渗流不仅引起漏水且产生渗透压力，渗透压力会使坝体应力恶化，坝基渗透压力则会减小坝的有效重力，从而降低坝的稳定性。

《水工建筑物》考试大纲一、考试目的通过本课程学习，使应试者掌握典型水工建筑物的基本工作原理，以及不同水工建筑物的运行管理特点，熟悉水工建筑物基本的、通用的规律和设计计算的理论和方法，拓展理论视野，从而培养应试者分析和解决实际问题的能力。

具体目标为：1、了解典型水工建筑物的作用特点、工作条件、型式、构造、材料、地基处理和设计计算的理论和方法。

2、掌握典型水工建筑物的总体布置、设计原则和工程管理运行特点。

3、掌握典型水工建筑物特征值的确定原则。

二、考试题型和题量1、考试时间：120分钟2、题型、题量及配分：单项选择题：共30题，每题1分，共30分；多项选择题：共20题，每题2分，共40分；判断是非题：共30题，每题1分，共30分；试卷总分：100分三、考试的具体内容和要求第一章绪论考试内容：1、我国水资源的基本概况；2、水利工程的概念；3、水利枢纽和水工建筑物；4、水利工程管理。

考试要求：1、了解我国水资源的基本概况；2、了解水利工程的概念及不同工程所承担的任务；3、熟悉水工建筑物按用途和使用时间所进行的分类；4、熟悉水工建筑物的特点；5、了解水利工程的分等和水工建筑物的分级；6、熟悉水利工程管理工作的基本任务和内容。

第二章重力坝考试内容：1、重力坝的特点和分类；2、非溢流坝的剖面设计及荷载与荷载组合；3、重力坝的抗滑稳定分析；4、溢流重力坝；5、重力坝的深式泄水孔及其分类和作用，通气孔和平压管；6、重力坝的材料和构造；7、重力坝的地基处理要求；8、砼重力坝的运用管理。

考试要求：1、掌握重力坝的特点和分类；2、了解非溢流重力坝剖面设计的基本原则及基本剖面，掌握坝顶宽度、坝顶高程确定的基本原则和方法；3、掌握重力坝的荷载类别，了解其组合方式；4、了解重力坝产生滑动的可能界面，掌握提高坝体抗滑稳定的几种工程措施；5、掌握溢流重力坝的泄流方式和常见的消能方式；6、掌握深式泄水孔的分类作用以及分类；7、掌握有压泄水孔中通气管和平压管的作用；8、掌握砼重力坝的耐久性内容，砼重力分缝原因和常缝的类型；9、了解重力坝对地基的要求及地基加固的目的；10、了解其它重力坝的常用坝型；11、了解重力坝在运用过程中主要破坏形式。

水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。

3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类：（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。

*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点（了解）（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点)（1）水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等（2）水工建筑物的分级永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…分级依据：工程等别、作用、重要性级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。

临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。

3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)（1）承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。

1 、枢纽中的水工建筑物根据所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级;2、水利水电工程根据：工程规模、效益、及其在国民经济中的重要性分为五等;3、水利工程的特点：工作条件复杂、施工难度大、效益大对环境影响也大、失事后果严重;4、主要建筑物：系指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物;次要建筑物：系指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大,并易于修复的建筑物,如挡土墙、导流墙及护岸;5、水利枢纽：为满足防洪要求,获得发电、灌溉、供水等方面的效益,需要在河流的适宜河段修建用来控制和分配水流的不同类型建筑物为水工建筑物,由不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽;6、挡水建筑物：用以拦截江河、形成水库或雍高水位,如各种坝和水闸；以及为抗御洪水或挡潮,沿江河海岸修建的提防、海塘等;泄水建筑物：用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌,或为人防、检修而放空水库、渠道等,以保证坝和其他建筑物的安全;如各种溢流坝、坝身泄水孔;输水建筑物：为满足灌溉、发电和供水的需要,从上游向下游输水用的建筑物,如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽等;取水建筑物：输水建筑物的首部建筑,如引水隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等;整治建筑物：用以改善河流的水流条件,调整水流对河床及河岸的作用,以及防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷,如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等;专门建筑物：为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物,如专为发电用的压力前池、调压室;第三章重力坝1、重力坝在水压力及其他荷载作用下,主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力,以满足强度要求;重力坝基本剖面呈三角形;2、重力坝按其结构形式：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝;宽缝重力坝：将实体重力坝的横缝的中下部扩宽成具有空腔的重力坝;3、扬压力：重力坝在下游水深作用下产生浮托力,在上下游水位差作用下,产生渗透水压力,渗透水压力及浮托力之和称为扬压力;4、重力坝抗滑稳定分析的目的：核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面、抗滑稳定的安全度;5、提高坝体抗滑稳定性的工程措施：1利用水重;将坝体的上游面略向上游倾斜;2采用有利的开挖轮廓线;使坝基面倾向上游;3设置齿墙;6、重力坝应力分析的目的:检验大坝在施工期和运用期是否满足强度要求;7、重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力、和扬压力作用下,满足坝基面稳定和强度使工程量最小的三角形剖面;8、重力坝剖面设计原则：满足稳定和强度要求,工程量最少、便于施工、运行方便;9、重力坝采用概率极限状态设计时：对重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行强度验算;10、重力坝地基处理主要包括两个方面工作：1防渗;帷幕灌浆目的：降低坝底渗流压力,防止坝基内产生机械或化学管涌,减少坝基渗流量,防渗帷幕布置在靠近上游坝面坝轴线附近,灌浆孔一般设1至2排;灌浆材料最常用的是水泥浆;2提高基岩的强度和整体性;固结灌浆目的：提高基岩的强度和整体性,降低地基的透水性;固结灌浆孔一般布置在应力较大的坝踵和坝址附近,以及节理裂隙发育和破碎带范围内,灌浆孔呈梅花形或方格状布置;11、横缝：是垂直坝轴线的缝,将坝体分成若干段,其作用是减小温度应力,适应地基不均匀沉陷和满足施工要求;分为永久性横缝和临时性横缝,临时性横缝应在缝面设置键槽和灌浆系统,待坝体降到一定温度后进行接缝灌浆;纵缝：是平行坝轴线方向的缝,将一个坝段分成几个坝块,作用是适应混凝土的浇筑能力和减少施工期的温度应力,为临时缝,最后进行接缝灌浆;水平施工缝：是浇筑块之间新老混凝土的结合面,一般浇筑块厚度为至4米,以利散热,新混凝土浇筑前要将施工缝面清洗为干净的麻面,以便新老混凝土很好的结合;12、溢流重力坝的消能方式,各适用何种条件、有何特点; 1底流式消能：通过水跃,将急流变成缓流而消能,多用于中小工程,高坝应用较少;2挑流消能：适用于基岩比较坚固的中、高坝;3面流式消能 4消力衫第四章拱坝1、拱坝的坝体稳定主要依靠两岸拱端的反力作用,不像重力坝那样依靠自重来维持稳定;拱坝属于高次超静定结构,超载能力强,安全度高;拱坝坝身不设永久性伸缩缝;2、河谷的形状特征常用坝顶高程处的河谷宽度L与最大坝高H的比值,即宽高比L/H来表示;拱坝的厚度,常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值,即厚高比T/H来区分;当L/H<薄拱坝,T/H<；L/H=、中厚拱坝,T/H=—；L/H>3—重力拱坝 T/H>;3、单曲拱坝：有水平曲率,各悬臂梁的上游面呈铅直的拱坝;双曲拱坝：水平和竖直向都有曲率的拱坝;4、降温对坝体应力不利,升温对坝肩岩体稳定不利;中心角过大对坝肩岩体稳定不利;5、拱坝的应力分析：纯拱法、拱梁分载法、有限元法;6、拱梁分载法：把拱坝看成由一系列水平拱圈和铅直梁所组成,荷载由拱和梁共同承担,各承担多少荷载由拱梁交点处变位一致条件决定;荷载分配后,梁按静定结构计算应力,拱按纯拱法计算应力; 拱冠梁法：是按中央悬臂梁与若干层水平拱在其交点变位一致的原则分配荷载的拱坝应力分析法,是简化的拱梁分载法;一般是沿坝高选取5—7层水平拱圈,仅考虑承受径向荷载,并假定荷载沿拱圈均匀分布;这种方法适用对称或接近对称的拱坝,是一近似应力分析法7、拱坝坝身泄水的方式及适用条件; 1自由跌流式：适用于基岩良好,单宽泄流量较小,坝体较薄的双曲拱坝或小型拱坝; 2鼻坎挑流式：适用于坝体较高,单宽流量较大的情况; 3滑雪道式：适用于泄洪量大、坝体较薄的拱坝枢纽中;4坝身泄水孔：适用于坝体较高的拱坝;8、拱坝与重力坝相比的工作特点; 拱坝是一种推力结构,在外荷载作用下,拱圈截面上主要承受轴向压应力,弯矩较小,有利于充分发挥坝体混凝土或浆砌石料抗压强度,而重力坝以受弯曲为主的静定结构;结构：拱坝是固接于基岩的空间壳体结构,在平面上呈凸向上游的拱形,其拱冠剖面呈竖直或向上游凸出的曲线型;受力：坝体结构既有拱作用又有梁作用,其所承受的水平荷载一部分通过拱的作用压向两岸,另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩;稳定：拱坝的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用,并不全靠坝体自重来维持;9、确定拱坝的坝体剖面主要参数：拱弧半径、中心角、拱弧圆心沿高程的轨迹、拱圈厚度;第五章土石坝1、土石坝按施工方法分：碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝、定向爆破堆石坝 ;均质坝：坝体主要由一种土料组成,同时起防渗和稳定的作用;土质防渗体分区坝：心墙坝、斜墙坝;上游坝坡比下游坝坡较缓,斜墙坝的上游坝坡一般较心墙坝缓;2、土石坝组成：坝身、防渗体、排水体、护坡;坝身；主要用来保持坝体的稳定,坝壳料应具有比较高的强度;下游坝壳的水下部分以及上游坝壳的水位变动区要求具有良好的排水性; 防渗体：作用控制坝内侵润线的位置,保持稳定渗流;排水体：控制和引导渗流,降低侵润线,加速孔隙水压力消散,增强坝的稳定,保护下游免遭冻胀破坏;护坡：上游护坡为了防止风浪淘刷、顺坡水流冲刷;下游护坡为了避免雨水冲刷,保护下游尾水部位坝坡免受风浪、冰层和水流的作用;3、土石坝渗流分析的内容：1确定坝内侵润线2渗流的主要参数—渗流的流速与比降3确定渗流量土石坝渗透变形的形式：管涌,主要出现在较疏松的无粘性土中;流土,接触冲刷,接触流土; 防止渗透变形的工程措施：1降低渗透坡降：设置垂直、水平防渗体;2降低下流出口处的渗流压力,采取排水减压措施;3对可能发生管涌的部位,设置反滤层,拦截可能被渗流带走的细颗粒,对可能产生流土的部位,设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力;4设过渡区,实现防渗体与坝壳体可靠连接;4、土石坝的排水形式：1棱体排水：优点可以降低侵润线,防止坝坡冻胀,保护尾水范围内的下游坝脚不受波浪淘刷,但所需的石料用量大,费用较高,与坝体施工有干扰,检修困难;贴破排水：结构简单,用料省,施工方便,但不能降低侵润线;坝内排水,综合式排水;第六章水闸1、水闸的组成：闸室,是水闸的主体,起控制水流和连接两岸的作用,包括闸门、闸墩、底板、工作桥;上游连接段：作用是引导水流平稳地进入闸室,保护上游河床及岸坡免于冲刷,并有防渗作用,包括上游防冲槽、铺盖、上游翼墙、两岸护坡;下游连接段：主要作用是消能、防冲和安全排出经两岸的渗流;护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙和护坡;海漫：表面有一定的粗糙度；具有一定的透水性；具有一定的柔性;定义：是水闸紧接护坦之后,还要急需采用的防冲加固措施,其作用是进一步消减水流的剩余能量,保护护坦和减小对其下游河床的冲刷;2、水闸渗流计算的方法：流网法、改进的阻力系数法、直线法;水闸地基渗流计算的目的：求解渗透压力、渗流坡降、并验证初拟的地下轮廓线和排水布置是否满足要求;3、闸墩和底板连在一起,称为整体式底板；整体式底板具有将结构自重和水压力等荷载传给地基及防冲、防渗等作用,故底板较厚,分离式底板闸室上部结构的重量和水压力直接由闸墩传给地基,底板仅具有防冲、防渗和稳定的要求,厚度根据自身确定;特点：分离式底板一般适用于地基条件较好的沙土或岩石基础;由于底板较薄,所以工程量较整体式底板省;4、水闸底板相对紧密度DR>的非粘性土地基或粘性土地基,可采用弹性地基梁法；对于<采用反力直线分布法;5、闸门按其工作性质可分为：检修闸门、工作闸门、事故闸门,检修闸门在静水中启闭,工作闸门在动水中启闭,事故闸门在静水中开启,在动水中关闭;第七章岸边溢洪道1、岸边溢洪道按结构形式：正槽溢洪道、侧槽溢洪道、井式溢洪道、虹吸式溢洪道;2、正槽溢洪道：引水渠、控制段、泄槽、出口消能段、尾水渠组成;泄槽在平面上宜尽可能采用：直线、等宽、对称布置;当坡度由缓变陡时,应采用竖向射流抛物线来连接；当坡度由陡变缓,需用反射弧连接;过堰水流方向与泄槽轴线方向一致;第八章水工隧洞1、水工隧洞按洞内水流流态分为：有压水工隧洞和无压水工隧洞;应避免出现时而有压时而无压的明满流交替状态;2、水工隧洞组成：进口段、洞身段、出口段;3、工作闸门布置在进口的泄水隧洞无压隧洞；工作闸门布置在出口的有压隧洞;4、水工隧洞按进口段布置及结构形式：竖井式、塔式、岸塔式、斜坡式;5、无压水工隧洞的常用断面型式：圆拱直墙型、圆拱斜墙型、马蹄型、圆形;有压：圆形断面;6、有压隧洞和无压隧洞的断面尺寸确定有何不同,如何确定; 无压隧洞断面尺寸的确定,首先应满足运用要求,主要应满足泄流能力和洞内水面线,当洞内水流流速大于15—20,还应防止发生满流工作情况,水面以上需留有足够的空间余幅;有压水工隧洞的断面尺寸也是根据水力计算确定,主要任务是计算泄流能力及沿程压迫线,保证其始终处于有压流状态;7、作用在水工隧洞衬砌上的基本荷载：围岩压力、衬砌自重、内水压力、外水压力;一般岩体中,作用在衬砌上的主要是铅直向下的围岩压力;衬砌主要类型：平整衬砌、单层衬砌、组合式衬砌、预应力衬砌;衬砌的作用：1限制围岩变形,保证围岩稳定2承受围岩压力,内水压力3防止渗漏4保护岩石免受水流,空气、温度和干湿变化等冲蚀破坏作用;8、回填灌浆：为了填充衬砌与围岩之间的空隙,使之结合紧密,共同受力,以发挥围岩的弹性抗力作用,减少渗漏;9、水工隧洞出口的消能方式：挑流消能、底流消能;10、水工隧洞：在水利枢纽中为满足防洪、发电等各项任务而设置的隧洞,称为水工隧洞;其作用：配合溢洪道宣泄洪水；引水发电或为灌溉、供水和航运输水；排放水库泥沙；放空水库；施工期用来导流;11、有压隧洞和无压隧洞断面型式和断面尺寸如何确定; 1洞身断面形式取决于水流流态、地质条件、施工条件及运行要求等; 2无压隧洞的断面形式多采用圆拱直墙型、为了减小或消除作用在边墙上的侧向围岩压力,也可把边墙做成倾斜的；如围岩条件较差,还可以采用马蹄形断面；当围岩条件差,又有较大外水压力,也可采用圆形断面; 3有压隧洞一般采用圆形断面; 4洞身断面尺寸应根据要求,泄流量、作用水头及剖面布置,通过水利计算确定;水闸：是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物,多见于河道、渠系及水库、湖泊岸边,一般由闸室、上游连接段、下游连接段三部分组成;围岩压力：也称山岩压力,是隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护或衬砌上的压力;管涌：坝体和坝基土体中部分颗粒被渗流带走的现象,是土坝渗流变形的一种形式;流土：在渗流作用下,粘性土及均匀无粘性土被掀起浮动的现象;侵润线：渗流在土坝坝体内的自由水面与垂直坝轴线剖面的交线;。

《水工建筑物》复习材料
水工建筑物，就是建筑物与水体.事物之间或者缓冲水体，水体、景观的建筑设计，是一种科学和工程技术结合的建筑思想，主要用来处理水体，保护人类生命和财产，美化水体景观和净化水体环境的。

水工建筑物可以分为岸坡工程、水面建筑物、压力平衡工程和深水工程等四大类。

1、岸坡工程。

岸坡工程是指以河岸坡面为基础，利用岸堤、护坡、护岸等工程技术，实现水体岸线的保护定型，以及河流的安全稳定，并形成合理可控的河床景观。

通过岸堤的建设，可以有效防止洪水污染对河道的侵蚀，保护河网的安全稳定;护坡是指采用工程物料将水体的破坏性减弱，保护岸坡的安全稳定，并使岸坡保持原有景观，以达到水土保持的目的;护岸工程是指采取护岸、护边等技术措施，对水体边坡进行保护，保护河床的稳定性，有利于水体安全清洁。

2、水面建筑物。

水面建筑物是指水体表面上的建筑物，主要包括水闸、桥梁、渡口等，它们是连接水体表面的桥梁或隔离河流的水闸。

水闸是指利用水体的高度变化，改变水体的流动方向，控制水体的流量，实现水体的分水管理。

水工建筑物复习纲要（下）lZD•第十章水闸一、水闸的功用（1）水闸的定义一种用闸门来控制流量、调节水位的低水头水工建筑物。

（2）水闸的功用•主要功用：控制闸前水位，调节过闸流量，发挥挡水、泄水、取水等作用。

•其他功用：防洪、排涝、挡潮，以及供水、发电、灌溉、航运等作用。

二、水闸的工作特点（一）水闸与溢流坝段的比较相似点：大多都建在主河道上，都起挡水和泄水的作用。

不同点：•（1）溢流坝大多建在山区河流上，堰体高，上游水位高，形成水库，一般属于高水头建筑物；水闸大多建在平原河床上，堰体低，上游水位低，不能形成水库，属于低水头建筑物。

•（2）溢流坝闸门主要在泄洪时开启，因工作水头较高，一般采用挑流消能，下游消能情况简单；水闸闸门经常开启，泄流量多变，一般采用底流消能，下游消能情况复杂。

•（3）溢流坝必须建在岩基上；水闸也有的建在基岩上，但大多数建在平原河床的软基上。

（二）水闸的特点建在平原河床软基上的水闸有如下特点：（1）水的方面（a）闸室稳定问题•上下游水头差形成的水压力。

•在水的推力作用下，闸室在自重和水重的作用下必须维持自身的稳定。

•包括整体抗滑稳定和结构构件稳定（如底板、闸墩、胸墙等构件的稳定）。

（c）高速水流问题•消能难度较大水闸在开闸泄水时，下泄的高速水流具有较大的能量，可能对河床和河岸产生不利冲刷。

水闸泄水消能的最危险工况，不一定发生在最大泄流量时。

因此，给消能设计带来较大的复杂性和不确定性。

•可能形成折冲水流（2）地基方面（a）平原地区土基的特点：•土层分布复杂，可能夹有压缩性大、承载能力低、抗震强度差的软土；•可能含有结构松散、易于液化、抗冲能力低的粉砂或细砂层；•抗冲刷能力差，允许渗透坡降低，对防渗、消能不利。

（b）软土地基对闸室本身的稳定和沉降将带来严重的影响，因此，在水闸设计时，应：•采用适当措施，进行地基处理；•适当控制渗流；•加强消能防冲措施。

（3）结构方面水闸的闸室结构与大体积的重力坝或散粒体的土坝有较大差别。

《水工建筑物》课程复习指导一、重点章节说明★重点章节：1 绪论，2重力坝，3 土石坝，4 水闸，5.溢洪道，6.水工隧洞。

★历年计算题：重力坝的抗滑稳定分析。

记住公式和允许安全系数值，知道计算方法的适用条件，要用对公式。

会画受力分析图，知道提高重力坝抗滑稳定的工程措施。

★荷载计算：扬压力、冰压力、浪压力，泥沙压力。

★绘图题：扬压力分布图，土石坝的构造，土石坝的防渗排水构造图。

二、重点内容1）绪论：水利枢纽的概念和分类、各类水利枢纽的建设条件，水利水电工程、各类水工建筑物的概念。

水利工程分等与建筑物分级的意义，等级划分的标准和结果。

水利工程的特点。

2）重力坝：重力坝的特点，重力坝剖面设计原则，基本剖面、实用剖面的概念和剖面拟定的方法。

主要荷载的计算，如大坝自重、上下游坝面的静水压力（含水平和竖向水压力），扬压力，淤沙（泥沙）压力，浪压力。

基本荷载组合、特殊荷载组合及其区别，基本（特殊）组合中的主要荷载名称；溢流坝设计要求、溢流坝面形式（组成的三个部分）、泄水消能形式（为什么经常选择挑射消能）；挑射消能的机理、优点和缺点。

空蚀对建筑物的影响；抗滑稳定分析（分析方法和提高抗滑稳定的措施）；重力坝对地基的要求、坝高的计算规定，坝基处理方法及其适用条件；坝体混凝土性能要求及材料分区；坝基应力控制标准（坝踵、坝趾的竖向正应力要求）。

3）土石坝：土石坝特点，坝体构造和形式，坝高的确定方法，坝体和坝基防渗排水的形式和适用条件，透水地基处理方法及其选择原则（含岩基和砂砾石透水地基），渗流计算的目的和方法，滑动面形状与坝型的关系，孔隙水压力对坝体稳定的影响；抗滑稳定分析的常用方法及特点（适用条件），坝址、坝型选择考虑的原则，水利枢纽布置的原则和方法。

4）水闸：水闸分类、工作特点、水闸组成（上游连接段、闸室段和下游连接段）、在不同土壤上进行地下轮廓线布置的特点，闸基防渗设施的形式和选择方法。

消能防冲设计（消能形式，底流式消能中的消力池、海曼和防冲槽）。

水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。

3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类：（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。

*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点（了解）（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点)（1）水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等（2）水工建筑物的分级永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物 永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…分级依据：工程等别、作用、重要性 级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。

临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。

3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)（1）承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。