水工建筑物物(水力学监测)

一、名词解释（包括填空题）监测—对某个对象的运行发展过程进行抽查、测量以便掌握其发展状况的行为。

检测—对某个对象进行量测，与要求的指标进行对比，以便判定其质量是否发到要求的行为。

水工建筑物类型：水坝、水闸、水工隧洞、泵站、渠道、堤防、竖井···水电工程安全由科学先进的设计、高质量的施工和运行中的维护管理所决定，其中后两者离不开检测和监测。

大坝破坏的7种类型：管涌、散浸、滑坡、空洞、脱坡、崩岸、漫顶。

安全监测的目的：设置安全监测系统，按时科学观测，并用科学的方法进行资料分析，及时发现问题，及时处理；除了及时掌握建筑物的工作状态，确保期安全外，其还有诊断、预测、法律、研究等方面的作用。

（1）诊断的需要：包括验证设计参数、改进设计；对施工技术进行评估和改进；对不安全迹象和险情的诊断并采取措施进行加固等。

（2）预测的需要：运用长期积累的观测资料掌握变化规律，对建筑物的未来状态做出及时有效的预报。

（3）法律的需要：对由于工程事故而引起的责任和赔偿问题，观测资料有助于确定原因和责任，以便法庭作出公正判决。

（4）研究的需要：观测是建筑物工作形态的真实反映，可为未来设计提供定量信息等。

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

数据采集器（Bar code Hand Terminal），又称盘点机、掌上电脑。

它是将条码扫描装置与数据终端一体化，带有电池可离线操作的终端电脑设备。

具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。

大坝安全监测技术的现状与发展：国外——人工观测（人工观测是观测人员用仪器测量、用肉眼观察的方法）；自动化观测（监测系统通常包括传感器、数据采集器、传输网络和中心数据处理系统。

水工建筑物观测规程编写：周涛喻谦初审：马远华审核：王辉批准：目录1、主题内容与适应范围 (1)2、引用标准 (1)3、大坝安全监测工作 (1)4、大坝变形监测 (8)5、水平位移观测 (10)6、大坝垂直位移观测 (13)7、大坝挠度观测 (19)8、大坝倾斜观测 (20)9、接缝及裂缝观测 (21)10、基岩变形观测 (22)11、大坝渗流渗压观测 (22)12、应力应变及温度监测 (28)13、巡视检查 (39)14、大坝观测责任制 (45)15、附则 (46)李家峡水电站水工建筑物观测规程1.主题内容与适应范围1.1本规程规定了李家峡水电站水工建筑物安全监测的目的、方法和资料分析等要求。

1.2 本规程适用于李家峡水电站大坝安全监测系统、水工建筑物巡视检查、实测资料分析。

应及时掌握大坝工作状态，确保水工建筑物安全运行。

1.3对于本电厂没有安全监测设施的建筑物及设备，可根据运行性状的需要，补设安全监测措施；对大坝安全有重大影响的近坝1#、2#滑坡体及坝址区两岸高边坡和消能区3#滑坡体的监测，可参照本规程实施。

2．引用标准根据部颁《水电站大坝安全管理暂行办法》、《水电站大坝安全监察试行细则》、《混凝土大坝安全监测技术规范》；西管局颁《西北水电站大坝日常巡查实施细则》的规定，结合本电站实际，制定规程。

3．大坝安全监测工作3.1目的和任务3.1.1按照规程的要求，进行水工建筑物现场观测和经常性的资料整理分析，了解建筑物的工作状态，掌握其变化规律，总结运行经验，为改善运行方式，制定检修计划，提供依据。

3.1.2及时发现异常现象或工程隐患，以便采取补救措施，确保水工建筑物的安全运行。

3.1.3通过对观测资料的整编、分析可验证设计，检验施工质量，为其他水利枢纽扭设计、施工、管理及科学研究积累资料，以提高坝工设计、施工及管理水平。

3.2应遵循的基本原则3.2.1大坝安全监测应满足监控大坝运行安全、反馈设计信息、管理工作的要求，进行周期性的观测特殊情况（洪水、地震及其它特殊情况）下的加测。

水工建筑物总结
水工建筑物是指以水利工程建筑物为主的建筑物。

它们是水利工程的
基础，是人类社会发展过程中用来控制水的主要设备。

水工建筑物包括：
水库、堤坝、水闸、渡槽、墩、管涵、洞排水渠、风机等等；其中，水库
主要用于蓄水和发电，堤坝主要用于防洪，水闸主要用于调节水流，渡槽
用于改变水流的方向，墩主要用于支撑水工建筑物，管涵主要用于连接水库，洞排水渠主要用于排水，以及风机等水利工程设备。

水库是水工建筑物的主要组成部分。

它主要用于蓄水和发电，而且它
的水深大于湖泊的水深，可以提供足够的水储量，能够维持一定的水位，
而且还能用来灌溉等。

它的建筑形式有水平型、由堤坝形成的垂直型和斜
坡型，要根据当地的地形地貌选择合适的建筑形式，且注意安全性。

堤坝用来抵抗洪水，是抗洪水与防洪的主要设施，建筑形式有挡水堤、护坡堤和堤坝等。

堤坝除了能够抵挡洪水以外，还能把洪水引导到合适的
流域当中，从而对当地社会经济发展提供重要的帮助。

水闸是水利工程中最重要的设施，用来调节水流，水闸有以堤坝为主
的堤闸，以管线为主的管道闸。

目录第一章安全监测原理与方法 (1)第一节水工建筑物特性与监测工作的重要性 (1)一、水利水电工程特性 (1)二、监测工作的重要性 (2)第二节安全监测原理 (3)第三节安全监测的方法与仪器设备 (8)一、变形监测 (8)二、渗流监测 (10)三、应力应变及温度监测 (11)四、地震反应监测 (12)五、水力学监测 (12)六、环境量监测 (13)七、巡视检查 (13)第四节安全监测设计的基本思路 (13)一、监测目的 (14)二、监测设计依据和原则 (15)三、监测设计重点 (19)第五节安全监测技术发展与最新技术 (26)一、监测仪器设备 (27)二、监测数据自动采集系统 (30)三、监测资料分析与信息管理系统 (30)四、安全监控与反馈 (32)五、安全监测技术标准 (33)第一章安全监测原理与方法第一节水工建筑物特性与监测工作的重要性一、水利水电工程特性水是人类社会赖以生存不可或缺的自然资源。

大江大河孕育了人类最初的文明，水资源的利用和开发促进了人类社会的发展，人类一直与水相伴而处，为了利用水资源人们修建了多种水利工程，为了预防水灾害人们又治河修堤构筑了很多防洪工程。

建造水利水电工程是改造自然开发利用水资源的重大举措，能为社会带来巨大的经济效益和社会效益。

随着社会的发展，这种关系还将越来越紧密。

但是，随着经济与社会的发展，城市化进程加快、人口与财产高度集中，这种紧密的经济结构有其脆弱的一面，难于承受水利水电工程设施失效的影响。

作为国民经济的基础产业之一，水利水电工程工作性状失常，会直接影响经济收益；而工程一旦失事，则将给社会带来巨大的生命财产损失和人为的灾害，严重时甚至会形成社会问题和环境问题。

因此，应从社会、环境、经济全局利益出发，高度重视水工程安全。

水工建筑物与一般的土木建筑物不同，建设规模宏大，地形地质条件各异，结构形式多样，运行条件特殊，承受荷载复杂，从勘测设计到施工完建，历时长，经过的程序和环节非常多。

《水工建筑物》教学大纲学分：4 总学时：72理论学时：72 实践学时：0面向专业：水利水电工程大纲执笔人：李天科大纲审定人：一、说明1、课程的性质、地位和任务水工建筑物是水利水电工程专业的主要专业课之一，是毕业生在实际工作中应用最多的一门专业课。

主要讲授一般水工建筑物的工作特点、型式、构造、设计原理和计算方法、布置原则等方面的知识。

通过课堂教学、录像、认识实习、课程设计、毕业设计、毕业实习等环节，培养学生具有分析问题和解决问题的能力。

为从事水利水电工程科研、设计、施工、管理等工作打下基础。

2、课程教学的基本要求本课程安排在水力学、理论力学、材料力学、水工钢筋混凝土、钢结构、工程地质、土力学、工程水文学等专业基础课后的第七（或第六）学期开课较合理，内容上与以上学科衔接。

课堂教学要求学生掌握基本概念、基本内容及各类水工建筑物的工作特点和适用条件等。

了解本学科的国内外发展水平和发展方向。

3、课程教学改革本课程采用全国统编教材，由于教材改编周期较长，涉及建筑物种类多，但课时有限，不可能面面具到。

教学中应结合学生地区的分布特点，讲授相关内容，删掉应用较少的章节，补充水工设计中新的结构型式、新的计算方法、新材料应用、新的监测管理手段等。

二、教学大纲内容绪论（4学时）第一节中国水利工程建设①、中国水量、水能资源特点②、中国水利工程发展概况③、世界水利工程概况④、中国水利发展方向第二节水利枢纽和水工建筑物①、水工建筑物分类②、水利枢纽分等依据与方法③、水工建筑物分级方法④、水工建筑物特点第三节水利工程的设计程序①、水利工程建设特点②、水利工程设计程序③、不同设计阶段的主要设计任务第四节本课程的任务和本教材的基本内容①、学习方法②、主要学习内容③、各部分应掌握的深度本章重点、难点：水利枢纽分等，水工建筑物分级的方法。

思考题：1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？5、水利枢纽、水工建筑物为何要分等分级？分等分级的依据是什么？第一章重力坝（14学时）第一节、重力坝的特点、工作条件、形式和布置①、特点与形式②、工作条件③、对地基要求④、组成及布置第二节、重力坝的荷载及荷载组合第三节、重力坝的稳定及应力分析第四节、非溢流重力坝的剖面设计①、基本剖面②、实用剖面③、剖面优化第五节、溢流重力坝①、洪水标准②、孔口形式③、剖面设计④、消能方式第六节、重力坝的材料及构造①、材料要求②、材料分区③、构造要求④、温度控制第七节、重力坝的地基处理①、固结灌浆②、帷幕灌浆③、坝基排水本章重点、难点：1、总体布置2、稳定分析3、应力分析思考题：1、重力坝的工作原理和工作特点是什么？2、重力坝剖面比较宽厚的原因是什么？为什么说重力坝的材料强度不能得到充分利用？3、作用在重力坝上的荷载有哪些？其计算方法如何？为什么要进行荷载组合？设计重力坝时需考虑哪几种荷载组合？4、重力坝失稳破坏形式是什么？稳定验算有哪些公式？它们主要区别在哪里？提高重力坝稳定性的工程措施有哪些？5、重力坝应力分析的目的是什么？目前应力分析的方法有哪几种？材料力学的基本假定是什么？如何应用材料力学法计算坝体的边缘应力和内部应力？6、拟定重力坝剖面的主要原则是什么？何谓重力坝的基本剖面？如何从基本剖面修改成实用剖面？7、重力坝为什么要分缝？缝有哪几种类型？横缝如何处理？止水如何布置？纵缝有哪几种布置方式？为什么斜纵缝可以不进行水泥灌浆？8、重力坝各部位对混凝土性能有哪些要求？如何进行坝体混凝土标号分区？9、重力坝的坝身和坝基排水的目的是什么？各如何布置？10、坝内廊道的作用有哪些？不同用途的廊道设置部位和尺寸如何确定？廊道系统的布置原则是什么？11、混凝土重力坝施工期产生裂缝的原因为何？防止裂缝的主要措施是什么？12、重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？帷幕灌浆和固结灌浆的作用是什么？断层破碎带处理方式有哪些？第二章拱坝（4学时）第一节、概述第二节、拱坝的荷载与应力控制标准①、拱圈布置形式②、剖面的选择③、布置步骤本章重点.难点：了解布置形式及特点思考题：1、拱坝和重力坝的工作条件有何不同？2、拱坝对地形、地质条件有何要求？河谷形状对拱坝剖面和荷载分配有何影响？3、选取拱圈中心角要考虑哪些因素？这些因素之间的关系如何？4、单曲拱坝、双曲拱坝各有什么优缺点？各适用什么场合？5、双曲拱坝的倒悬是怎样形成的？如何处理拱坝过大的倒悬度？第三章土石坝（14学时）第一节、概述第二节、土石坝的剖面和构造①、坝顶与坝坡②、防渗形式③、排水布置④、反滤要求第三节、土石坝的渗流分析①、公式推导②、公式应用③、渗量计算第四节、土石坝的稳定分析①、圆弧法②、直线法③、折线法④、参数选择⑤、计算条件第五节、土料选择与填土标准的确定①、对土料的要求②、填筑标准本章重点.难点：1.土坝分类及适用条件2.土坝的构造3.渗流计算方法4.稳定计算方法思考题：1、设计和建造土石坝的基本要求有哪些？2、土石坝有哪些基本类型？各自的优缺点及适用的场合如何？3、影响土石坝坝坡的因素有哪些？如何影响？土石坝剖面如何拟定？4、如何根据土石坝的工作特点和土石料的性质来进行坝各部位的土料设计？5、渗流分析中，浸润线的基本方程是如何推导出来的？如何根据这个方程对各种坝型.各种坝基进行渗流分析？6、渗透变形有那几种？如何防止渗透变形？7、反滤层的主要作用是什么？在坝的哪些部位要设置反滤层？如何设计和布置反滤层？8、土石坝失稳的形式有哪些？坝坡坍滑有哪几种类型？为什么土石坝只进行局部稳定验算，而不进行整体稳定验算？9、渗流和孔隙压力对土石坝的稳定有何影响？计算中如何考虑？10、设置排水的目的是什么？坝体排水有哪些形式？各自优缺点及适用的场合如何？11、为什么上下游坝面要设置护坡？护坡的型式有哪些？各自的优缺点及适用场合如何？12、砂砾石地基处理有哪些工程措施？各种措施的设计要求是什么？13、土石坝产生裂缝的原因是什么？裂缝的形式有哪些？如何防止？第四章河岸溢洪道（6学时）第一节、泄水建筑物的作用、类型及河岸溢洪道的布置和形式选择第二节、开敞式正槽溢洪道①、引水渠②、控制段③、泄水槽④、消能段⑤、尾水段⑥、管理要点第三节、非常溢洪道①、分类②、设计要求③、工程实例本章重点.难点：1、溢洪道设计标准2、溢洪道布置原则3、非常溢洪道设计方法思考题：1、水利枢纽在什么情况下须设置河岸溢洪道？2、河岸溢洪道有哪些型式？各自的特点和适用条件如何？3、溢洪道的控制堰有哪些可供选择的型式和布置方式？你对其不同的泄流特征有何认识？堰顶是否设闸门的利弊如何？4、高水头河岸溢洪道的泄槽上可能有哪些水流问题要解决？他们与泄槽的体形布置有何关系？5、什么叫非常溢洪道？其设置方式有哪些？各有何特点？如何选用？第五章水工隧洞（6学时）第一节、水工隧洞的类型和工作特点第二节、隧洞的线路选择与工程布置第三节、隧洞的进、出口建筑物第四节、隧洞洞身的形式与构造①、断面形式及尺寸②、衬砌分类③、喷锚支护方法第五节、隧洞衬砌的结构计算①、荷载计算②、荷载组合③、结构计算方法本章重点.难点：1.隧洞方案选择比较2.荷载计算方法3.结构计算方法思考题：1、水工地下洞室有哪些功用？其工作条件有何特点？2、按流态分深式泄水隧洞有哪两种基本类型？工作闸门应如何布置？如何保证洞内流态的稳定和防止明满流交替现象发生？3、水工地下洞室的进口形式有哪些？他们各自的优缺点和适用场合？4、泄水隧洞进口段设置的通气孔、平压管有何功用？5、水工隧洞横段面形态有哪些？各适用场合？6、水工地下洞室衬砌的功用是什么？有哪些衬砌形式？衬砌是否要分缝？如何分缝？7、水工地下洞室衬砌的荷载与受力情况如何？荷载怎样组合？第七章水闸（14学时）第一节、概述第二节、水闸的孔口设计①、设计条件②、闸孔形式③、堰顶高程第三节、水闸的消能防冲设计①、过闸水流特点②、消能设施③、防冲方法④、消能设计条件⑤、水闸管理第四节、闸基渗流分析与防渗设施①地下轮廓线拟定②渗流计算方法③排水设施第五节、闸室的布置与构造①底板②闸墩③胸墙④工作桥⑤交通桥⑥分缝与止水第六节、闸室和闸基的稳定分析①抗滑稳定②沉陷稳定③工程措施第七节、闸室的结构计算①闸墩②整体底板计算③分离底板计算第八节、水闸与两岸的连接结构第九节、软基处理和桩基式水闸重点与难点：⒈设计条件⒉稳定计算⒊结构计算⒋水闸管理思考题；1、试述水闸的类型、组成部分及其作用2、试述水闸的工作特点及防止发生波状水跃和折冲水流的措施？3、闸孔形式有哪些？各有什么特点？为什么平底堰流孔口被广泛采用？4、如何决定闸底板高程？5、为什么闸下水流一般采用底流水跃的连接方式？消能防冲设计的控制条件如何确定？6、粘土和砂沙土地基上水闸防渗布置所要解决的主要矛盾和防渗布置方式有何不同？不同的防渗布置对水闸的抗滑稳定及地基渗透稳定有何影响？7、试述改进阻力系数法计算闸基渗流的基本原理？8、闸室稳定计算包括哪些内容？如何进行闸室稳定计算？提高闸室抗滑稳定性的措施有哪些？9、计算闸墩应力应考虑哪些情况？如何计算？10、整体式平底板的强度计算有哪些方法？试述计算假定及计算要点？第十章渡槽（6学时）第一节、渡槽的作用、类型及位置选择第二节、渡槽的水力设计、荷载及荷载组合①、水力计算方法②、荷载计算③、荷载组合第三节、梁式渡槽①、槽身结构计算②、支承结构计算③、基础结构第四节、拱式渡槽①、上部结构②、主拱圈设计③、拱座设计第五节、其他形式渡槽第六节、渡槽的进、出口建筑物及总体布置本章重点，难点：1.渡槽方案选择2.水力计算要点3.槽身断面优化4.主拱圈计算方法思考题：1.渡槽分类2.水面衔接形式3.U型槽身的特点4.主拱圈的稳定校核第十一章倒虹吸（简介）（2学时）第十二章陡坡与跌水（简介）（2学时）建议教学方法：每章先概要提出该建筑物的工作特点，适用条件，成功的经验和存在的问题等，针对问题讲述布置原则，构造要求，设计方法，同时结合录象，认识实习，水利科技杂志等介绍国内最新技术，使学生有一个高起点。

015水工建筑物课程标准《水工建筑物》课程标准一、课程概况专业核心课、岗位方向课。

二、专业对课程要求《水工建筑物》课程是一门水利类专业岗位能力（工程施工、监理、管理及中小型工程设计）核心课程。

该门课程是以水利水电枢纽工程设计、施工、运行、管理、质检和监理等工作为背景，系统研究工程布置、结构形式、结构设计的理论和方法，与其他专业课程之间有着密切的联（3）能够准确判断作用于水工建筑物的常见荷载类型；（4）能够陈述重力坝、土石坝工作原理和特点；（5）能够分析作用于重力坝、土石坝的常见荷载；（6）能够陈述重力坝、土石坝的剖面设计要点及细部构造。

（7）能准确陈述新型材料坝的各部分组成与选材要求。

（8）能对常见水利工程地基提出加固及防渗处理措施。

（9）能够陈述常见泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）的类型及工作特点。

（10）能够准确陈述常见泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）的布置要点及主要构造。

（11）能够叙述常见泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）各部分组成的作用及设计要点。

（12）能够叙述灌区渠系的构成特点及功能要求；（13）能够准确陈述渠系建筑物（小型水闸、渡槽、倒虹吸、涵洞）的类型、组成及工作特点；（14）能够叙述水利枢纽布置的任务与内容；（15）能够说出水工建筑物的一般观测项目和要求；（16）能够准确陈述大坝安全监测所用仪器和方法。

3、能力目标（1）能够依据规范、标准对水利水电工程分等，相应水工建筑物分级；（2）能够根据水工建筑物的特点进行建筑物分类；（3）会计算作用于水工建筑物的常见荷载（4）能够计算作用于混凝土坝、土石坝的常见荷载；（5）能够根据任务和具体条件选择挡水建筑物的型式和基本尺寸；（6）能够进行重力坝、土石坝的剖面设计；（7）能够进行重力坝、土石坝的稳定计算、强度校核；（8）能够根据各类挡水建筑物的工作特点和具体条件，拟定其主要细部构造（9）能够依据地质、地形特点选择合适的泄水建筑物型式；（10）能够在地形图上准确定出泄水建筑物的位置；（11）能够准确选择泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）的断面型式；（12）能够根据设计要求和条件计算泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）断面尺寸；（13）能够依据地质、地形特点选择合适的泄水建筑物型式；（14）能够在地形图上准确定出泄水建筑物的位置；（15）能够准确选择泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）的断面型式；（16）能够根据设计要求和条件计算泄水建筑物（泄水孔、河岸溢洪道、泄水隧洞）断面尺寸；（17）能够根据原地形图绘制渠道纵向断面设计图；（18）能够按条件和要求正确选择渠系建筑物的型式；（19）能够计算渠系建筑物的基本尺寸；（20）能够熟练查阅渠系建筑物定型设计图册；（21）能够依据所给资料和要求，进行水利枢纽的初步布置；（22）能对常见水工建筑物的运行进行一般检查观测及资料整理与分析。

1 水利工程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.水工建筑物:为综合利用水资源,达到防洪,灌溉,发电,供水,航运等目的,修建的不同类型的建筑物,以控制和支配水流,满足国民经济的需要.水利工程特点:工程量大,投资多,工期长;工作条件复杂;受自然条件制约,施工难度大;效益大,对环境影响也大;失事后果严重.可靠度:结构在正常设计,正常施工,正常运行的条件下,在设计基准期内完成预定功能的概率;安全性,适用性和耐久性合称为可靠性.流土:在向上渗流作用下,表层局部土体被顶起或是粗细颗粒群发生浮动而流失的现象管涌:在渗流作用下,土中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而流失的现象,主要发生在无黏性土中接触冲刷:渗流沿两不同土壤接触面流动,带走细颗粒,使临近接触面不同土层混合起来接触流土:渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面.坝基不同土层间渗流将一层细颗粒带至另一层粗颗粒(管涌);一层为黏土,含水量大,凝聚力降低而成块移动,甚至形成剥蚀(接触流土).灌浆:回填灌浆(充填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,并减少渗漏.)和固结灌浆(加固围岩,提高围岩的整体性,减小围岩压力,保证围岩的弹性抗力,减小渗漏).水工隧洞:为满足水利水电工程各项任务的需要,在地面以下开凿的各种隧洞.土石坝指由当地土料,石料或混合料,经过抛填,碾压等方法堆砌成的挡水坝.扬压力:是渗透压力和浮托力的总称.其中渗透水压力由上,下游水位差产生,浮托力由下游水深产生.浸润线:土石坝挡水后,在坝体内形成由上游向下游的渗流,这在坝体中渗流的水面线.节制闸:枯水期用于拦截河道,抬高水位,以利上游取水或航运要求,洪水期则开闸泄洪,控制下泄流量. 重力坝指依靠坝体自重所产生的抗滑力来维持稳定的挡水建筑物.其坝轴线一般为直线,垂直于坝轴线方向设横缝,将坝体分成若干个坝段,每一个坝段相当于固接于地基上的悬臂梁.有压隧洞指洞内充满水,没有自由水面,隧洞内壁承受较大的内水压力,断面形状一般为圆形的过水隧洞.水利水电工程分等和水工建筑物分级:(1)分等分级的意义(目的):为贯彻执行国家经济,技术政策,达到既安全又经济的目的.(2)将水利水电工程按其工程规模,效益和在国民经济中的重要性分为5等;(3)将水工建筑物的永久建筑物和临时建筑物按其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为5级和3级.水闸按作用分为节制闸,进水闸,排水闸,分洪闸,挡潮闸,冲沙闸.书闸按闸室的结构型式可分为开敞式和涵洞式.水闸组成:上游连接段(作用:使水流平顺进入闸孔,同时保护两岸及河床免受冲刷并具有防渗作用),闸室段,下游连接段.闸门作用:挡水和控制下泄流量.护坦作用:消减过闸水流的能量,防治冲刷下游河床.上游连接段组成:上游翼墙,铺盖,护底,上游防冲槽,上游护坡.下游:下游翼墙,护坦(消力池),海漫,下游防冲槽,下游护坡.闸室段:底板,闸墩,闸门,胸墙,工作桥,交通桥.水闸的底流方式,由消力池,海漫和防冲槽等三部分组成.水闸工作特点：(1)稳定方向：水闸必须具有足够的重力,以维持自身的稳定.(2)渗流方向：应妥善进行防渗设计.(3)消能防冲方面：必须采取有效的消能防冲措施,以防止河道产生有害的冲刷.(4)沉降方面：采取必需的地基处理等措施,以减小过大的地基沉降和不均匀沉降.提高水闸抗滑稳定措施:①将闸门位置移向低水位一侧,或将水闸底板向高水位一侧加长②适当加大结构尺寸③增加闸室地板的齿墙深度④增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近⑤利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板,但闸室自身抗滑稳定系数应小于1.0,阻滑板应满足限裂要求.土基特点:抗剪强度低,稳定性差;压缩性较大,容易产生不均匀沉降;易产生渗透变形,抗冲刷能力差;水闸下游冲刷破坏主要部位是下游河床,下游岸坡.处理：下游河床：设置消力池,消力槛,海漫,防冲槽等下游岸坡：①在消力池斜坡段顶部上游预留平台,上设小槛；②使上游引渠具有较长的直线段,并对称布置翼墙；③下游布置翼墙,并控制翼墙扩散角；④下游设置护坡；⑤制订合理的闸门开启程序.水闸防渗长度:L=C △H坝基加固处理有开挖,清理,固结灌浆和破碎带的处理.进口建筑物型式:竖井式,塔式,岸塔式,斜坡式进水口.重力坝特点:优点:1工作安全,运行可靠2对地形,地质条件适应性强3泄洪方便,导流容易4施工方便,维护简单5,受力明确,结构简单缺点:1坝体剖面尺寸大,材料用量多2材料的强度不能够得到充分发挥3坝底扬压力大,对坝体稳定不利4砼体积大,易产生不利的温度应力和收缩应力.重力坝分类:按坝高分为低坝,中坝,高坝三类;按泄水条件分为溢流和非溢流重力坝;按坝体结构形式分为实体,宽缝,预应力,装配式和空腹重力坝.按材料科分为混凝土和浆砌石重力坝.重力坝分缝原因：在水工建筑物中,为适应施工期和运行期的温度变化,地基不均匀沉降,施工时混凝土的浇筑能力及散热要求以及结构布置要求等设置的接缝构造.缝的类型按作用分为温度缝(伸缩缝),沉陷缝和施工缝,按使用期限分为永久缝和临时缝.温度缝和沉陷缝多为永久缝,施工缝多为临时缝.重力坝工作原理:在水压及其他荷载作用下,依靠坝体自重在坝基面产生的抗滑力来抵抗水平水压力已达到稳定的要求.提高重力坝抗滑稳定措施:设置倾斜的上游坝面,利用坝面上水重以增加稳定;采用有利的开挖轮廓线;设置齿墙;抽水降压措施;加固地基; 基本剖面:指坝体在自重,静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力3项主要荷载的作用下,满足稳定和强度的要求,并使工程量最小的三角形剖面.重力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的静水压力,控制坝体剖面尺寸的主要指标是稳定,强度要求,重力坝基本剖面是三角形.非溢流坝的坝顶或防浪墙顶必须高出库水位,其高出库水位的高度为:△h=h l +hz+hc,其中h l 表示波浪高度,hz 表示波浪中心线高出静水位的高程,hc 表示安全超高.溢流坝的溢流面由顶部的曲线段,中间的直线段,底部的反弧段组成.溢流重力坝消能方式为挑流式,底流式,面流式和户斗流式. 重力坝地基处理措施:①坝基的开挖与清理;②坝基固结灌浆:提高基岩的整体性和强度,降低地基的透水性;③帷幕灌浆: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.④坝基排水;⑤对断层破碎带,软弱夹层和溶洞进行处理.重力坝坝体排水措施是:靠近上游坝面设置排水管幕,其上下端与坝顶和廊道直通.坝基排水措施是在灌浆帷幕后设排水孔幕. 重力坝对地基要求：1重力坝地基应具有足够的抗压和抗剪强度,以承受坝体的压力2应具有良好的整体性和均匀性,以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降3应具有足够的抗渗性和耐久性,以满足渗透稳定的要求和防止渗渗水作用下的岩体变质恶化. 重力坝分缝:(1)横缝(2)纵缝(3)水平缝土石坝分类:按施工方法分:碾压式土石坝,水力冲填坝,定向爆破堆石坝按坝体材料分:土坝,土石混合坝,堆石坝;在坝身内的配置和防渗体的额材料分:均质坝,黏土心墙心墙坝,斜墙坝和多种土质坝.土石坝:优点:易于取材,工程造价低;适应地形条件能力强;运用较安全可靠;结构简单,易于维修和扩建;提高了土石坝的施工质量缺点:断面大,体积大;坝身一般不能溢流,需另设溢洪道;施工不如混凝土坝方便;粘性土料的填筑受气候条件影响.坝坡比:上游:1:2.5,1:2.75,1:3;下游:1:2.25,1:2.5,1:12.75渗流计算的水力学法原理:等效原理和叠加原理.土石坝稳定破坏的状态:滑动(圆柱面,折线,复合滑动面),液化,塑性流动.土石坝工作特点:稳定,渗流,沉陷,冲刷方面.确定土石坝坝顶高程的确定:土石坝坝顶高程:水库静水位+超高(Y)Y=R+e+A ①设计洪水位+正常运用情况的坝顶超高;②校核洪水位+非常运用情况的坝顶超高;③正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高;④正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高,再加地震安全加高提高土石坝稳定性措施:提高了土的填筑标准;坝脚加压重;加强防渗排水措施;加固地基.土石坝坝坡滑裂面形状：曲线滑裂面,直线或折线滑裂面,复合滑裂面.面板堆石坝特点:就地取材;施工度汛问题比土坝容易解决;对地形地质和自然条=条件适应性较混凝土坝强;方便机械化施工,有利于加快施工工期和减少沉降;坝身不能泄洪,一般需另设泄洪和导流措施.变形裂缝:由于不均匀变形,在坝的某些部应变和剪应变而产生的裂缝.防渗体指该部位土体比坝壳其他部位土体更不透水,作用是控制坝体浸润线的位置,保持渗流稳定.设防渗体原因:土石坝挡水后,在坝体内会形成由上游的渗流,这会使水库损失水量,还引起管涌,流图等渗透变形,对坝颇稳定不利.形式:黏土心墙;黏土斜墙;非土料防渗体;常用坝体排水形式:1贴坡排水2棱体排水3褥垫排水4管式排水5综合式排水土坝按防渗体的位置分为均质坝;粘土心墙坝;粘土斜心墙坝;粘土斜墙坝.底流消能设施有挖深;消力槛;综合式三种形式.常用泄水建筑物:河床式溢洪道,河岸溢洪道.河岸溢洪道的分类:按结构形式分为正槽式,侧槽式 ,井式和虹吸式四种;按其泄洪标准和运用情况分为:正常溢洪道和非正常溢洪道(漫流式,自溃式,爆破引溃式三种).泄槽水流特点:高速,紊乱,渗气,惯性大,对边界变化非常敏感.正槽溢洪道由进水渠(将水库的水平顺地引向溢流堰),控制段(控制溢洪道泄流能力的关键部位),泄槽(将过堰洪水安全地泄向下游河道),消能防冲设施(消除多余能量),出水渠(溢洪道下泄水流经消能后,直接进入下游河床易造成伤害,应设置出水渠)等部分组成,溢流堰轴线与泄槽轴线接近正交,过堰水流流向与泄槽轴线方向一致.侧槽溢洪道通常由溢流堰,侧槽,泄水道和出口消能段等部分组成.正槽溢洪道和侧槽溢洪道区别：正槽溢洪道的泄槽轴线与溢流堰的轴线正交,过堰水流方向与泄槽轴线方向一致.侧槽溢洪道的泄槽轴线与溢流堰的轴线接近平行,过堰水流在侧槽内转900弯后顺泄槽而下.水工隧洞衬砌作用: ①防止围岩变形,保证围岩的稳定②承受围岩压力,内水压力和其他荷载③防止渗漏④保护围岩免受水流,空气,温度,干湿变化等冲蚀破坏作用⑤平整围岩,减小表面粗糙,增大过流能力.类型:1无衬砌隧洞2平整衬砌3受力衬砌(单层衬砌,组合式衬砌,预应力衬砌,喷锚衬砌)隧洞选线:从地质条件考虑;布置泄水隧洞的进口应注意使水平平顺;泄水隧洞一般流速较高;隧洞沿线应有一定的埋置深度;从施工方面要求;有压隧洞的底坡由进出口高程决定.无压隧洞断面形式:城门洞形,马蹄形,圆形.衬砌上荷载计算:围岩压力;弹性压力;内水压力(无压隧洞,有压隧洞);外水压力泄水隧洞作用:配合溢洪道泄放水,使水库调度灵活;泄防下游兴利用水;在多沙的河道上泄洪排沙;为人防或检修建筑物的要求而放空水库;施工导流,往往与永久泄水建筑物结合.地下轮廓布置原则:“上防下排”,即在闸室底板的上游侧布置铺盖,板桩和齿墙等防渗措施,用以延长渗径,减少底板下的渗透压力和渗透比降;在下游侧布置排水孔,减压井等排水设施,以便尽快排水渗水,减少底板下的渗透压力,防止发生渗透变形. 闸基渗流计算方法:流网法,改进阻力系数法和直线比例法.直线比例法包括勃莱法和莱因法.底板作用:防冲,防渗.荷载计算:自重,水重,水平水压力,扬压力,波浪压力,泥沙压力,地震力.水平水压力指作用在胸墙,闸门,闸墩及底板上的水平水压力.对于软土地基上的水闸,当计算地基最大沉降量或相邻部位的最大沉降差超过允许值时,采用措施:①变更结构形势②采用沉降缝隔开③调整闸室布置.尽量使基底压力均匀分布④调整基础尺寸,加大底板长度,以减少基底压力⑤必要时对地基进行人工加固,以提高地基承载力⑥选择合适的施工程序,将重大的建筑物安排在前期施工,使它提前沉降.防渗,排水措施:排水孔;连续排水垫层.侧向绕渗:水闸挡水后,除闸基有渗流外,水流同时还从上游经水闸两岸渗向下游的形式.管路布置:竖井式,斜管式,折线形,桥式.涵洞包括:圆涵,箱涵,盖板涵及拱涵.拱形涵组成:拱圈,侧墙及底板.跌水的上下游渠底高差为跌差.跌差小于3—5米时布置为单级跌水,超过5米为多级跌水,常采用等落差布置,每级跌差控制在3—5米.渡槽按支承结构分为梁式,拱式,桁架式,组合式及悬吊或斜拉式。