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水工建筑物形成性考核冊 作業(yè)1 說明：本次作業(yè)覆蓋緒論和重力壩部分內(nèi)容。 一、判斷題（每小題2分，共16分） 1．所謂水利工程，是指對自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到除害興利目的而修建的工程。( √ ) 2．擋水建筑物的作用是攔截河流，形成水庫或雍高水位。如：各種材料和類型的壩和水閘；以及為防御洪水或阻擋海潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。(√ ) 3．輸水建筑物的作用是用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌或?yàn)槿朔?、檢修而放空水庫等，以保證壩和其他建筑物的安全。( X ) 4.為使工程的安全可靠性與其造價(jià)的經(jīng)濟(jì)合理性恰當(dāng)?shù)亟y(tǒng)一起來，水利樞紐及其組成的建筑物要進(jìn)行分等分級。 ( √ ) 5．重力壩的工作原理是在水壓力及其它荷載的作用下，主要依靠壩體自身重量產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定的要求。( √ ) 6. 重力壩的壩體自重是維持大壩穩(wěn)定的主要荷載，包括建筑物及其永久設(shè)備的重量。( √ ) 7．壩基設(shè)有防滲帷幕和排水幕的實(shí)體重力壩，可以減少壩基面上的浮托力。( √ ) 8．重力壩的基本剖面呈三角形是因?yàn)榭紤]施工方便。( X ) 二、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共18分） 1．用以攔截江河，形成水庫或壅高水位的建筑物稱為( A )。 a、 擋水建筑物 b、 泄水建筑物 c、 整治建筑物 d、 輸水建筑物 2. 用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或?yàn)槿朔?、檢修而放空水庫等，以保證壩和其他建筑物安全的建筑物，稱為( B )。 a、 擋水建筑物 b、 泄水建筑物c、 整治建筑物d、 輸水建筑物 3．為滿足灌溉、發(fā)電、過壩需要而興建的建筑物，稱為(D )。 a、泄水建筑物 b、輸水建筑物 c、 整治建筑物 d、專門建筑物 4．用以改善河流的水流條件，調(diào)整水流對河床及河岸的作用，以及為防護(hù)水庫、湖泊中的波浪和水流對岸坡的沖刷的建筑物，稱為 ( C )。 a、 擋水建筑物b、 泄水建筑物 c、 整治建筑物d、 輸水建筑物 5．地球上人類可以利用的淡水總量約為( D )億km3。 a、 15 b、 3.78 c、 2.5 d、 0.38 6．我國水能資源極其豐富，河川水能資源的理論蘊(yùn)藏量高達(dá)( A )億kW。 a、 6.76 b、 3.78 c、 2.5 d、 0.38 7．將重力壩相鄰壩段間的橫縫部分地拓寬而形成的壩，即為(A )。 a、寬縫重力壩 b、碾壓式重力壩 c、空腹重力壩 d、實(shí)體重力壩 8．在重力壩的底部沿壩軸線方向設(shè)置大尺寸的空腔，即為( A )。 a、寬縫重力壩 b、碾壓式重力壩 9．用水泥含量比較低的超干硬性混凝土，經(jīng)碾壓而成的混凝土壩稱為( B )。 a、 寬縫重力壩 b、 碾壓式重力壩 c、 空腹重力壩 d、 實(shí)體重力壩 三、多項(xiàng)選擇題（每小題2分，共14分） 1.水利工程的根本任務(wù)是( BC )。 a、 防洪 b、 興水利 c、 除水害 d、 灌溉、發(fā)電 2．水利水電樞紐工程按其( ABCD )為五等。 a、 規(guī)模 b、 作用 c、 效益 d、在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性 3．水利樞紐中的水工建筑物按其所屬樞紐工程中的（ ABC ）分為五級。 a、等別 b、作用 c、規(guī)模 d、重要性 4．組成水庫樞紐的“三大件”包括( ABC )等三類建筑物。 a、 擋水建筑物b、泄水建筑物 c、整治建筑物 d、 引水建筑物 5．作用于重力壩上的主要荷載包括( AC )。 a、 壩體自重 b、 靜水壓力 c、 揚(yáng)壓力 d、 溫度荷載 6．揚(yáng)壓力由( cd )組成。 a、靜水壓力 b、動水壓力 c、滲透力 d、浮托力 7．溢流重力壩的消能型式有( ABD )。 a、 挑流消能 b、 面流消能 c、 底流消能 d、自由跌流式消能 四、問答題（共52分） 1．簡述水工建筑物的特點(diǎn)。（7分） 答：①受自然條件制約多，地形、地質(zhì)、水文、氣象等對工程選址、建筑物選型、施工、樞紐布置和工程投資影響很大。 　　②工作條件復(fù)雜，如擋水建筑物要承受相當(dāng)大的水壓力，由滲流產(chǎn)生的滲透壓力對建筑物的強(qiáng)度和穩(wěn)定不利；泄水建筑物泄水時(shí)，對河床和岸坡具有強(qiáng)烈的沖刷作用等。 　　③ 施工難度大 ，在江河中興建水利工程，需要妥善解決施工導(dǎo)流、截流和施工期度汛，此外，復(fù)雜地基的處理以及地下工程 、 水下工程等的 施工技術(shù)都較復(fù)雜。 　　④大型水利工程的擋水建筑物失事，將會給下游帶來巨大損失和災(zāi)難。 2． 何為水利樞紐? 何為水工建筑物?（7分） 答：為了綜合利用水資源，最大限度地滿足各用水部門的需要，實(shí)現(xiàn)除水害興水利的目標(biāo)，必須對整個(gè)河流和河段進(jìn)行全面綜合開發(fā)，利用和治理規(guī)劃。為了達(dá)到防洪、灌溉、發(fā)電、供水等目的，需要修建各種不同類型的水工建筑物，用來控制和支配水流，這種建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物。 集中建造的幾種水工建筑物配合使用，形成一個(gè)有機(jī)的綜合體稱為水利樞紐。 3. 為什么要對水利樞紐及水工建筑物進(jìn)行分等分級？如何進(jìn)行分等分級？（7分） 答：為使工程的安全可靠性與其造價(jià)的經(jīng)濟(jì)合理性恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)一起來，水利樞紐及其組成的建筑物要進(jìn)行分等分級，首先按水利樞紐工程的規(guī)模，效益及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用進(jìn)行分等，然后根據(jù)對各組成建筑物按其所屬樞紐的等別，建筑物在樞紐中所起的作用和重要性進(jìn)行分級。水利樞紐和水工建筑物的等級不同，對其規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理等的要求不同，等級越高者要求也越高，這種分等分級區(qū)別對待的方法也是國家經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)要求相統(tǒng)一的重要體現(xiàn)。 4. 提高重力壩抗滑穩(wěn)定的工程措施有那些？（7分） 答：(1)將壩體的上游面做成傾向上游的斜面或折坡面，利用壩面上的水重增加壩的抗滑力。(2)將壩基面開挖成傾向上游的斜面，借以增加抗滑力。(3)當(dāng)壩基內(nèi)有傾向下游的軟弱面時(shí)，可在壩踵部位設(shè)置深入基巖的齒墻切斷較淺的軟弱面，迫使可能滑動面沿齒墻底部或連同部分基巖一起滑動。(4)當(dāng)下游水位較高，可考慮在壩基面設(shè)置排水系統(tǒng)，定時(shí)抽水以減少壩底揚(yáng)壓力。(5)設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)保證混凝土與基巖結(jié)合良好，對于壩基巖石完整性比較差時(shí)，則應(yīng)采用固結(jié)灌漿加固地基。并做好帷幕灌漿和斷層、破碎帶及軟弱夾層的處理等。 (6)對于岸坡壩段或壩基巖石有破碎帶夾層時(shí)，將部分壩段或整個(gè)壩體的橫縫進(jìn)行局部或全部灌漿，以增強(qiáng)壩體的整體性和穩(wěn)定性。(7)在靠近壩體上游面，采用深孔錨固高強(qiáng)度鋼索，并施加預(yù)應(yīng)力，既可增加壩體的抗滑穩(wěn)定性能，又可消除壩踵處的拉應(yīng)力。 5．重力壩的抗滑穩(wěn)定分析方法有哪幾種? 其各自的適用條件如何? （8分） 答：抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算法和抗剪斷公式計(jì)算法。 抗剪強(qiáng)度分析法把壩體與基巖間看成是一個(gè)接觸面，而不是膠結(jié)面，驗(yàn)算其抗滑穩(wěn)定性，并滿足規(guī)范中關(guān)于抗滑穩(wěn)定安全度的要求。該方法適應(yīng)于中小型工程中的中、低壩的抗滑穩(wěn)定分析。 當(dāng)壩基內(nèi)不存在可能導(dǎo)致沿基礎(chǔ)巖石內(nèi)部滑動的軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，應(yīng)按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。此方法認(rèn)為，壩與基巖膠結(jié)良好，滑動面上的阻滑力包括抗剪斷摩擦力和抗剪斷凝聚力，并直接通過膠結(jié)面的抗剪斷試驗(yàn)確定抗剪斷強(qiáng)度參數(shù)f’和C 6． 簡述溢流壩常用的消能方式挑流消能和底流消能的消能原理和適用條件。（8分） 答：挑流消能是利用鼻坎將下泄的高速水流向空中拋射，使水流擴(kuò)散，并摻人大量空氣，然后跌入下游河床水墊后，形成強(qiáng)烈的旋滾，并沖刷河床形成沖坑，隨著沖坑逐漸加深，水墊愈來愈厚，大部分能量消耗在水滾的摩擦中，沖坑逐漸趨于穩(wěn)定。挑流消能工比較簡單經(jīng)濟(jì)，但下游局部沖刷不可避免，一般適用于基巖比較堅(jiān)固的高壩或中壩。 底流消能是在壩趾下游設(shè)消力池、消力坎等，促進(jìn)水流在限定范圍內(nèi)產(chǎn)生水躍，通過水流內(nèi)部的旋滾、摩擦、摻氣和撞擊消耗能量。底流消能適用于中、低壩或基巖較軟弱的河道。 7． 重力壩地基處理時(shí)，進(jìn)行帷幕灌漿和固結(jié)灌漿的作用是什么? （8分） 答：固結(jié)灌漿可提高基巖的整體性和強(qiáng)度，降低地基的透水性。 帷幕灌漿可降低滲透水壓力，減少滲流量，防止壩基產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌。 作業(yè)2 說明：本次作業(yè)覆蓋拱壩和土石壩部分內(nèi)容。 一、判斷題（每小題2分，共16分） 1．拱壩超載能力強(qiáng)、安全度高主要是由于壩體厚度較薄、材料均勻性好。( X ) 2.如果拱壩封拱時(shí)混凝土溫度過高，則以后溫降時(shí)拱軸線收縮對壩肩巖體穩(wěn)定不利。( √ ) 3．當(dāng)封拱溫度較低此后溫度升高，拱軸線伸長，變位方向與水壓引起的相反。( √ ) 4．在拱壩的應(yīng)力分析方法中，拱冠梁法在荷載分配時(shí)僅考慮了徑向變位的調(diào)整。 ( √ ) 5.心墻土石壩的防滲體一般布置在壩體中部，有時(shí)稍偏向上游，以便同防浪墻相連接，通常采用透水性很小的粘性土筑成。( √ ) 6．反濾層中各層濾料的粒徑順滲流方向布置應(yīng)由粗到細(xì)。( X ) 7．當(dāng)筑壩材料相同時(shí)，土壩上游壩坡通常比下游壩坡陡。 ( x ) 8．為了克服心墻壩可能產(chǎn)生的拱效應(yīng)和斜墻壩對變形敏感等問題，有時(shí)將心墻設(shè)在壩體中央向上游傾斜，成為斜心墻。 ( x ) 二、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共16分） 1．與重力壩相比，拱壩的( c )荷載必須計(jì)入，并且上升為主要荷載。 a、 揚(yáng)壓力 b、 自重 c、 溫度 d、 水壓力 2.( a )將拱壩視為有一系列各自獨(dú)立、互不影響的水平拱圈所組成。 a、 純拱法 b、 拱梁法c、 有限單元法 d、 拱冠梁法 3．( d )將拱壩視為由一系列水平拱圈和拱冠處的一根懸臂梁所組成。 a、 純拱法 b、 拱梁法 c、 有限單元法 d、 拱冠梁法 4．雙曲拱壩是指壩體在( c )方向上呈拱形。 a、水平 b、鉛直 c、水平和鉛直 d、a與b和c均不對 5．土石壩中( c )的排水體伸入壩體內(nèi)部，能有效的降低浸潤線，常用于下游水位較低或無水情況。 a、棱體排水 b、貼坡排水 c、褥墊排水 d、組合式排水 6．( c )排水不能降低浸潤線，但能提高壩坡的抗?jié)B穩(wěn)定性和抗沖刷能力，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。 a、棱體排水 b、貼坡排水 c、褥墊排水 d、組合式排水 7. 工程中常用于均質(zhì)土壩的壩坡穩(wěn)定分析方法是( b )。 a、有限元法 b、圓弧滑動法 c、折線滑動法 d、復(fù)式滑動法 8. 工程中常用于斜墻壩的壩坡穩(wěn)定分析方法是( a、 )。 a、有限元法 b、圓弧滑動法 C、折線滑動法 d、復(fù)式滑動法 三、多項(xiàng)選擇題（每小題3分，共18分） 1．工程中常用的拱壩應(yīng)力分析方法有( abc ) 。 a、拱梁法 b、拱冠梁法 c、有限元法 d、材料力學(xué)法 2．與重力壩相比拱壩的( abd )荷載，降為次要荷載。 a、 水壓力 b、 自重 c、 溫度荷載 d、 揚(yáng)壓力 3．拱壩壩身泄水的方式有( abc )。 a、自由跌流式 b、鼻坎挑流式 c、滑雪道式 d、底流消能式 4．按土料在壩體中的配置和防滲體所用的材料土石壩可分為：( bcd ) 。 a、均質(zhì)壩 b、心墻壩 c、水墜壩 d 、斜墻壩 5．在土石壩中常見滲透變形的形式有( abc ) 。 a、管涌 b、流土 c、接觸沖刷 d、沉陷 6.根據(jù)土石壩施工方法的不同，可將土石壩劃分為以下幾種：( abc ) 。 a、碾壓式 b、均質(zhì)壩 c、拋填式堆石壩 d 、定向爆破堆石壩 四、問答題（共50分） 1． 拱壩的工作原理與重力壩有何不同？（7分） 答：（1）拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)，在外荷載作用下，拱圈截面上主要承受軸向壓應(yīng)力，彎矩較小，有利于充分發(fā)揮壩體混凝土或漿砌石材料抗壓強(qiáng)度，而重力壩以受彎曲為主，無法充分發(fā)揮材料的抗壓強(qiáng)度。（2）與重力壩利用自重維持穩(wěn)定的特點(diǎn)不同，拱壩將外荷載的大部分通過拱作用傳至兩岸巖體，主要依靠兩岸壩肩巖體維持穩(wěn)定，壩體自重對拱壩的穩(wěn)定性影響不大。（3）自重和揚(yáng)壓力降為次要荷載，而溫度荷載和地基變形將對拱壩應(yīng)力產(chǎn)生較大影響。 2． 溫度荷載對拱壩的應(yīng)力和穩(wěn)定有何影響？（7分） 答：拱壩封拱后，壩體就成為整體，當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時(shí)，即溫度升高，拱圈伸長并向上游位移，由此產(chǎn)生的彎矩、剪力的方向與庫水位產(chǎn)生的相反，但軸力方向相同。．當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時(shí)，即溫度降低，拱圈收縮并向下游位移，由此產(chǎn)生的彎矩、剪力的方向與庫水位產(chǎn)生的相同，但軸力方向相反。因此一般情況下，溫降對壩體應(yīng)力不利，溫升對壩肩穩(wěn)定不利 3． 簡述拱壩應(yīng)力分析中拱冠梁法的基本原理。（6分 答：拱冠梁法的基本原理是將拱壩分為一系列的拱系統(tǒng)，只取拱冠處一根懸臂梁，根據(jù)各層拱圈與拱冠梁交點(diǎn)處徑向變位一致的條件求得拱梁荷載分配；且拱圈所分配到的徑向荷載，從拱冠到拱端為均勻分布，認(rèn)為拱冠梁兩側(cè)梁系的受力情況與拱冠梁一樣。荷載分配后拱按純拱法計(jì)算拱應(yīng)力，梁按懸臂梁計(jì)算其應(yīng)力 4. 簡述拱壩的壩身泄水的方式和適用條件。（6分） 答：拱壩壩身泄水方式主要有自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、壩身泄水孔式等。 自由跌落式：適用于基巖良好，泄量不大，壩體較薄的雙曲拱壩或小型拱壩。 鼻坎挑流式：適用于壩體較高，單寬流量較大的情況。 滑雪道式：適用于泄洪量大、壩體較薄的拱壩樞紐中。 壩身泄水孔式：適用于壩體較高的雙曲薄拱壩。 5.土壩滲流計(jì)算的目的是什么?計(jì)算方法有哪幾種? （6分） 答：土石壩滲流分析的目的是：①確定壩體浸潤線和下游逸出點(diǎn)位置，繪制壩體及地基內(nèi)的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖，為壩體穩(wěn)定核算、應(yīng)力應(yīng)變分析和排水設(shè)備的選擇提供依據(jù)；②計(jì)算壩體和壩基滲流量，以便估算水庫的滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸；③確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降，以判斷該處的滲透穩(wěn)定性；④確定庫水位降落時(shí)上游壩殼內(nèi)自由水面的位置，估算由此產(chǎn)生的孔隙壓力，供上游壩坡穩(wěn)定分析之用。根據(jù)這些分析成果，對初步擬定的壩體斷面進(jìn)行修改。 土石壩滲流的分析方法主要有：流體力學(xué)法、水力學(xué)法、流網(wǎng)法、試驗(yàn)法和數(shù)值解法。 6. 什么叫土石壩的滲透變形？防止?jié)B透變形的工程措施有哪些？（6分） 答： 土石壩壩身及地基中的滲流，由于物理或化學(xué)的作用，導(dǎo)致土體顆粒流失，土壤發(fā)生局部破壞，稱為滲透變形。防止?jié)B透變形的工程措施有：(1)采取水平或垂直防滲措施，以便盡可能地延長滲徑，達(dá)到降低滲透坡降的目的；(2)采取排水減壓措施，以降低壩體浸潤線和下游滲流出口處的滲透壓力。對可能發(fā)生管涌的部位，需設(shè)置反濾層，攔截可能被滲流帶走的細(xì)顆粒；對下游可能產(chǎn)生流土的部位，可以設(shè)置蓋重以增加土體抵抗?jié)B透變形的能力。 7. 土石壩常見的滑動破壞型式有哪些？各發(fā)生與什么情況？（6分） （1）破壞形式：脫落，塌陷，崩塌，滑動，擠壓，鼓脹，溶蝕。 （2）破壞原因：①對波浪的沖擊破壞考慮不周②護(hù)坡結(jié)構(gòu)不合理③護(hù)坡施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，干砌石不密實(shí)，空襲偏大，甚至出現(xiàn)架空④護(hù)坡材料選擇不當(dāng)⑤在管理運(yùn)用中，因庫水位驟降，護(hù)坡背面將形成較大的滲透壓力，導(dǎo)致護(hù)坡膨脹、破裂、掀起和滑動而破壞，維修不及時(shí)，破壞由小而大⑥嚴(yán)寒地區(qū)的冰凍影響。 8．簡述土石壩砂礫石地基處理的目的、原則和措施。（6分） 答：土石壩修建在砂卵石地基上時(shí)，地基的承載力通常是足夠的，而且地基因壓縮產(chǎn)生的沉降量一般也不大。總的說來，對砂卵石地基的處理主要是解決防滲問題，通過采取“上堵”、“下排”相結(jié)合的措施，達(dá)到控制地基滲流的目的。 土石壩滲流控制的基本方式有垂直防滲、水平防滲和排水減壓等。前兩者體現(xiàn)了“上堵”的基本原則，后者則體現(xiàn)了“下排”的基本原則。垂直防滲可采取粘性土截水槽、混凝土截水墻、混凝土防滲墻、水泥粘土灌漿帷幕、高壓噴射灌漿等基本型式，水平防滲常用防滲鋪蓋 作業(yè)3 說明：本次作業(yè)覆蓋水閘和岸邊溢洪道部分內(nèi)容。 一、判斷題（每小題4分，共28分） 1．泄槽軸線與溢流堰軸線接近平行的岸邊溢洪道，稱為側(cè)槽溢洪道。( √ ) 2．側(cè)槽溢洪道的過堰水流方向與泄槽軸線方向一致。( x ) 3．溢洪道泄槽中的水流均為急流。( x ) 4．分離式閘底板具有將結(jié)構(gòu)自重和水壓力等荷載傳給地基的作用，故底板較厚。( √ ) 5．在水閘閘室的滲流分析時(shí)，假定滲流沿地基輪廓的坡降相同，即水頭損失按直線變化的方法稱為直線法。( √ ) 6.水閘閘室的穩(wěn)定計(jì)算方法與重力壩相同均是取一米的單寬作為荷載計(jì)算單元。( x ) 7．在水閘中海漫的作用是進(jìn)一步消減水流剩余能量，保護(hù)護(hù)坦安全，并調(diào)整流速分布，保護(hù)河床、防止沖刷。( √ ) 二、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共12分） 1．過堰水流約轉(zhuǎn)90度后，再經(jīng)泄槽泄入下游的岸邊溢洪道，稱為( C )。 a、豎井式溢洪道 b、正槽式溢洪道c、側(cè)槽式溢洪道 d、虹吸式溢洪道 2.枯水期下閘擋水，洪水期開閘泄水，這個(gè)水閘可能是( A )。 a、節(jié)制閘 b、分洪閘 c、進(jìn)水閘 d、擋潮閘 3.在水閘的閘室中，用于分割閘孔和支撐閘門的部件是(B )。 a、底板 b、閘墩c、胸墻 d、翼墻不透水的鋪 4．蓋、板樁及底板與地基的接觸線，即第一根流線，稱為( A )。 a、地下輪廓線 b、防滲長度c、護(hù)坦 d、防滲設(shè)施 三、多項(xiàng)選擇題（每小題5分，共10分） 1. 正槽溢洪道的溢流堰可選用 ( BD ) 。 a、薄壁堰 b、寬頂堰c、實(shí)用堰 d、 駝峰堰 2．對水閘海漫的構(gòu)造要求為(cd ) 。 a、光滑性 b、不透水性、 c、透水性 d、柔性 四、問答題（每小題10分，共50分） 1． 簡述水閘底板的型式和作用。 答：水閘底板一般有整體式和分離式兩種。 整體式：閘孔兩側(cè)閘墩之間不會出現(xiàn)過大的不均勻沉降，對閘門起閉不利。 分離式：閘室上部結(jié)構(gòu)的重量將由閘墩或同部分底板傳給地基，使底板表面平整，并具有良好的防沖性能。 2．不同地基上的水閘，地下輪廓線的布置有什么不同?為什么? 答：(1)粘性土閘基地下輪廓線的布置：主要考慮如何降低閘底滲透壓力，以增加閘室穩(wěn)定性。為此，防滲設(shè)施常采用水平鋪蓋，而不用板樁，以免破壞天然的結(jié)構(gòu)，造成集中滲流。排水設(shè)施可前移到閘底板下，以降低底板上的滲透壓力并有利于粘土加速固結(jié)。(2)砂性土閘基地下輪廓線的布置：以防止?jié)B透變形和減小滲漏為主。對砂層很厚的地基，如為粗砂或砂礫，可采用鋪蓋與懸掛式板樁相結(jié)合，而將排水設(shè)施布置在護(hù)坦下面；如為細(xì)砂，可在鋪蓋上游端增設(shè)短板樁，以增加滲徑，減小滲透坡降。當(dāng)砂層較薄，且下面有不透水層時(shí)，。最好采用齒墻或板樁切斷砂層，并在護(hù)坦下設(shè)排水。對于粉砂地基，為了防止液化，大多采用封閉式布置，將閘基四周用板樁封閉起來。(3)特殊地基的地下輪廓線布置：當(dāng)弱透水地基內(nèi)有承壓水或透水層時(shí)，為了消減承壓水對閘室穩(wěn)定的不利影響，可在消力池底面設(shè)置深入該承壓水或透水層的排水減壓井 3．提高閘室的抗滑穩(wěn)定措施有哪些? 答：(1)增加鋪蓋長度，或在不影響抗?jié)B穩(wěn)定的前提下，將排水設(shè)施向水閘底板靠近，以減小作用在底板上的滲透壓力。(2)利用上游鋼筋混凝土鋪蓋作為阻滑板，但閘室本身的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)仍應(yīng)大于1．O。(3)將閘門位置略向下游一側(cè)移動，或?qū)⑺l底板向上游一側(cè)加長，以便多利用一部分水重。(4)增加閘室底板的齒墻深度。 4． 水閘整體式平底板內(nèi)力計(jì)算的方法有哪兩種?它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么? 答：常用的計(jì)算方法有：倒置梁法和彈性地基梁法。 倒置梁法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡便。其缺點(diǎn)是沒有考慮底板與地基變形的協(xié)調(diào)條件，假定底板垂直水流方向地基反力均勻分布是不符合實(shí)際的；支座反力與豎向荷載也不相符。 彈性地基梁法考慮了地基反力和閘墩和底板上的不平衡剪力，計(jì)算模型更符合實(shí)際情況，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。 5. 將溢洪道分為正常溢洪道和非常溢洪道的原因是什么？它們各自宣泄什么標(biāo)準(zhǔn)的洪水？ 答： 溢洪道按泄洪標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用情況，分為正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄設(shè)計(jì)洪水，后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置，分為河床式溢洪道和岸邊溢洪道。河床式溢洪道經(jīng)由壩身溢洪。岸邊溢洪道按結(jié)構(gòu)形式可分為：①正槽溢洪道。泄槽與溢流堰正交，過堰水流與泄槽軸線方向一致。②側(cè)槽溢洪道。溢流堰大致沿等高線布置，水流從溢流堰泄入與堰軸線大致平行的側(cè)槽后，流向作近90轉(zhuǎn)彎，再經(jīng)泄槽或隧洞流向下游。③井式溢洪道。洪水流過環(huán)形溢流堰，經(jīng)豎井和隧洞泄入下游。④虹吸溢洪道。利用虹吸作用泄水，水流出虹吸管后，經(jīng)泄槽流向下游，可建在岸邊，也可建在壩內(nèi)。岸邊溢洪道通常由進(jìn)水渠、控制段、泄水段、消能段組成。進(jìn)水渠起進(jìn)水與調(diào)整水流的作用?？刂贫纬Ｓ脤?shí)用堰或?qū)掜斞撸唔斂稍O(shè)或不設(shè)閘門。泄水段有泄槽和隧洞兩種形式。為保護(hù)泄槽免遭沖刷和巖石不被風(fēng)化，一般都用混凝土襯砌。消能段多用挑流消能或水躍消能。當(dāng)下泄水流不能直接歸入原河道時(shí)，還需另設(shè)尾水渠，以便與下游河道妥善銜接。溢洪道的選型和布置，應(yīng)根據(jù)壩址地形、地質(zhì)、樞紐布置及施工條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 作業(yè)4 說明：本次作業(yè)覆蓋教材第7、8、9、10章內(nèi)容。 一、判斷題（每小題3分，共36分） 1．泄水隧洞的線路選擇是確定一條隧洞長度最小的路線。( x ) 2.無壓隧洞斷面尺寸的確定，主要是滿足泄流能力和洞內(nèi)水面線的要求。( √ ) 3．圍巖的彈性抗力與襯砌上作用的荷載無關(guān)。( x ) 4.無壩取水的進(jìn)水口一般設(shè)置在河道的凸岸。( x ) 5.一般來說，當(dāng)落差較大時(shí)，陡坡比跌水經(jīng)濟(jì)。（ √ ） 6．與升船機(jī)相比，船閘運(yùn)輸量大、運(yùn)行費(fèi)用低廉，但耗水量大。 ( √ ) 7．升船機(jī)是利用機(jī)械力量將船只送過壩(閘)，其耗水量極小、運(yùn)送速度快、適用范圍大。( √ ) 8.漂木道與筏道的布置組成類似，也包括進(jìn)口段、槽身段和出口段。（ √ ） 9.倒虹吸管與渡槽相比，前者水頭損失較小，并且運(yùn)行管理比渡槽方便。（ x ） 10. 彎道環(huán)流原理都應(yīng)用在有壩引水樞紐中。（ x ） 11. 無壩取水口一般設(shè)置在河道的凸岸。（ x ） 12. 無壩引水與有壩引水的位置選擇原則相同。（ x ） 二、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共12分） 1.水工隧洞的工作閘門要求在( d )。 a、靜水中啟閉b、動水中關(guān)閉，靜水中開啟c、靜水中關(guān)閉，動水中開啟 d、動水中啟閉 2．( A )是輸送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等架空式輸水建筑物。 a、渡槽 b、涵洞c、倒虹吸 d、跌水 3．( C )是輸送渠道水流穿越河流、道路、山谷等而設(shè)置的壓力管道。 a、渡槽 b、陡坡c、倒虹吸 d、跌水 4．取水建筑物中的事故閘門要求在( A )。 a、動水中啟閉 b、靜水中啟、動水中閉c靜水中啟閉 d、動水中啟、靜水中閉 三、多項(xiàng)選擇題（每小題4分，共12分） 1．水工隧洞一般由( abd )部分組成。 a、進(jìn)口段 b、洞身段c、閘室段 d、出口段 2．水工隧洞進(jìn)水口的形式有( abc )。 a、塔式 b、豎井式c、岸塔式 d、斜坡式 3．作用在隧洞襯砌上的基本荷載有：（ abcd ）。 a、圍巖壓力 b、襯砌自重c、設(shè)計(jì)水位下洞內(nèi)的靜水壓力 d、溫度應(yīng)力 四、問答題（每小題10分，共40分） 1． 常見的水工隧洞有哪幾種？其作用和工作特點(diǎn)如何？ 答：水工隧洞可以分為發(fā)電引水隧洞、尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、施工導(dǎo)流隧洞、泄洪隧洞、排沙隧洞和放空隧洞，這些隧洞可以歸納為兩類;引水隧洞和泄水隧洞，根據(jù)隧洞的工作條件，又可將其分為有壓隧洞和無壓隧洞。 作用：配合溢洪道宣泄洪水，有時(shí)也可以作為主要泄洪建筑物使用，引水發(fā)電或?yàn)榱斯喔?、供水、航運(yùn)等目的的輸水；排放水庫泥沙，放空水庫，用于戰(zhàn)備或檢修建筑物，在水利樞紐施工期間用來施工導(dǎo)流。 特點(diǎn)：水流特點(diǎn)：引水隧洞的水流流速一般較低，但這類隧洞一般要求有光滑的外形，盡量減小水頭損失，從而保證隧洞出口的水頭。對于泄水隧洞來說，其流速一般很高，當(dāng)流速大于16-20m/s時(shí)，水流開始摻氣，并可能發(fā)生氣蝕，因此如果隧洞在彎道、漸變段等處的斷面形式不合適，或襯砌表面不平整，或在門槽處斷面有突變，都可能出現(xiàn)負(fù)壓或氣蝕破壞。在泄水隧洞的出口，水流的流速和單寬流量很大，水流能量集中，需注意采取有效的消能措施。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：隧洞是在山體中開挖出來的建筑物，開挖后破壞了巖體原有的平衡，從而導(dǎo)致巖體的變形，嚴(yán)重者會導(dǎo)致巖石崩坍，所以一定要做好勘探工作，在設(shè)計(jì)中，選擇洞線時(shí)要避開軟弱夾層和不利的地質(zhì)構(gòu)造。要求圍巖有足夠的厚度。為了保證水工建筑物的安全，要求閘門運(yùn)用靈活，安全可靠。 施工特點(diǎn)：隧洞是地下結(jié)構(gòu)，而且斷面小，洞線長，工序多，干擾大。因此，雖然工程量不一定很大，但因施工條件差，工作面受限制，往往工期長，因此，改善施工條件改進(jìn)施工方法加快施工進(jìn)度提高施工質(zhì)量是隧洞建設(shè)的重要課題。 2．有隧洞和無壓隧洞的斷面尺寸確定有何不同？如何確定？ 答：無壓隧洞斷面尺寸的確定，首先應(yīng)滿足運(yùn)用的要求，主要應(yīng)滿足泄流能力和洞內(nèi)水面線，當(dāng)洞內(nèi)水流流速大于15—20m/s時(shí)，還應(yīng)研究由于高速水流引起的摻氣、沖擊波及空蝕等問題。隧洞按無壓明流工作狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，為了防止發(fā)生滿流工作情況，水面以上需留有足夠的空間余幅。 有壓隧洞的斷面尺寸也是根據(jù)水力計(jì)算確定，其水力計(jì)算的主要任務(wù)是核算泄流能力及沿程壓坡線。有壓隧洞的壓坡線，應(yīng)根據(jù)能量方程分段推求。為了保證洞內(nèi)水流始終處于有壓狀態(tài)，洞頂應(yīng)有2m以上的壓力余幅。對于高流速的有壓泄水隧洞，壓力余幅應(yīng)適當(dāng)提高。 3. 隧洞襯砌的作用是什么？在什么情況下可以采用不襯砌隧洞？ 答：襯砌的功用是：①承受荷載：襯砌承受山巖壓力、內(nèi)水壓力等各種荷載；②加固圍巖共同承受內(nèi)、外水壓力和其它荷載等，使圍巖保持穩(wěn)定，不至于塌落；減小表面糙率：③由襯砌形成的光滑、平整的表面，可以減小隧洞的糙率和水頭損失，改善水流條件；④保護(hù)圍巖：襯砌可以防止水流、空氣、溫度、濕度變化等對圍巖的沖刷、風(fēng)化和侵蝕等破壞作用；⑤防止?jié)B漏。 當(dāng)圍巖堅(jiān)硬完整，開挖不需要支護(hù)，巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，透水性較小時(shí)，有些導(dǎo)流隧洞也可以不做襯砌或只在開挖表面噴混凝土。如在水流及其他因素長期作用下，巖石不致遭到破壞時(shí)，引水隧洞也可考慮不襯砌。 4．山巖壓力與彈性抗力有何不同？ 答：山巖壓力是作用在襯砌上的主動力，而彈性抗力則是被動力，并且是有條件的，圍巖考慮彈性抗力的重要條件是巖石本身的承載能力，而充分發(fā)揮彈性抗力作用的主要條件是圍巖與襯砌的接觸程度。彈性抗力的作用表明圍巖能與襯砌共同承受荷載，從而使襯砌的內(nèi)力得以減小。 14