水工建筑物考前突击知识点

1.重力坝的工作原理是什么？基本剖面是何形状？一般采用什么材料？

答：重力坝的工作原理：①主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求；

②依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力以达到应力要求。

基本剖面：三角形。材料：混凝土和浆砌石。

2.简述重力坝的优缺点（即特点）。

答：优点：①安全可靠；②对地形、地质条件的适应性强；③枢纽泄洪问题容易解决；

④便于施工导流；⑤施工方便；⑥结构作用明确。

缺点：①耗材多；②材料强度未充分发挥；③坝底扬压力大；④施工温度控制严格。

3.简述溢流重力坝的工作原理、特点和类型。

答：工作原理：依靠大坝的自重产生的摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定；

依靠自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力以达到应力要求

工作特点：将规划库容不能容纳的洪水经由坝顶泄向下游，以满足防洪和大坝安全要求。类型：①开敞溢流式；②大孔口溢流式

4.重力坝地基处理的作用是什么？它主要包括哪些内容？

答：重力坝地基处理的作用：①防渗；②提高岩基的强度和整体性。

主要内容：①坝基的开挖和清理；②坝基的固结灌浆；③帷幕灌浆；④坝基排水；⑤断层、软弱夹层、溶洞等不良地质的处理。

9.土石坝渗流分析的目的和计算方法是什么？

答：目的：⑴确定坝体浸润线及下游出逸点，绘制坝体及坝基流网图，为坝体稳定分析和应力计算提供依据；

（2）确定坝体与坝基的渗流量，以估算水库的渗漏损失，为坝后排水设施的设计提供依据；（3）确定坝坡逸出段与下游坝基表面的出逸坡降，以验算相邻土体的渗透稳定性计算方法：解析法，数值解法，流网法，试验法

6.详述土石坝的分类情况。

答：主要按坝高、施工方法、土料配置和防渗材料三种方式分：

㈠按坝高分⑴低坝：坝高<30m；⑵中坝：坝高=30～70m；⑶高坝：坝高>70m。

㈡按施工方法分⑴碾压式土石坝；⑵冲填式土石坝；⑶水中填土坝；⑷定向爆破堆石坝

㈢按土料配置和防渗体材料分，将碾压土石坝分为⑴均质坝：稳定和防渗均采用一种土料⑵土质心墙坝：由不透水土料中央防渗体和透水土料坝壳组成⑶土质斜墙坝：由不透水土料防渗体和下游透水土料支撑体组成⑷多种土质坝：由多种土料组成⑸人工材料心墙坝：以沥青砼、砼等为心墙的坝⑹人工材料面板坝：由沥青砼、砼、塑料薄膜等为防渗面板的土石坝

7.解释什么是永久性建筑物，主要建筑物，次要建筑物和临时建筑物，并举例

答：（1.永久性建筑物：指工程运行期间使用的建筑物，根据其重要性分为：主要建筑物：指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如：堤坝、水闸、电站厂房及泵站等；

次要建筑物：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、导流墙及护岸等；

（2.临时建筑物：指施工期间使用的建筑物，如：导流建筑物，施工围堰等

8. 固结灌浆，帷幕灌浆，回填灌浆的目的

答：对于重力坝而言：

固结灌浆的目的：增强基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。固结灌浆的布置位置：①应力较大的坝踵和坝趾；②裂隙发育和破碎带范围内。

帷幕灌浆的目的：降低坝底渗透压力,防止坝基产生管涌,减少坝基渗流量。

对于隧洞而言：

回填灌浆的目的：充填衬砌与围岩之间的空隙，使衬砌与围岩紧密结合，以改善衬砌的受力力条件和减少渗漏

固结灌浆的目的：为了加固围岩，提高围岩体的整体性，减小山岩压力，提高围岩体的弹性抗力，减少地下水对衬砌的外水压力及减少渗漏。

9.土石坝的坝后排水体常见形式及其优缺点。

答：⑴棱体排水(滤水坝址)：设置在坝趾的堆石棱体。优点是可降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护坝脚不受淘刷，增加坝体稳定；缺点是石料用量大，费用高，与坝体施工有干扰，检修困难。

⑵贴坡排水(表面排水)：堆石或砌石直接铺放在下游坝坡表面。优点是结构简单，用料少，施工方便，易于检修；缺点是不能降低浸润线，易冰冻而失效。常用于下游无水的中小型均质坝和浸润线较低的中坝。

⑶褥垫排水：能有效降低浸润线，并有助于坝基排水，加速软粘土地基的固结；但不均匀沉陷的适应能力较差，容易断裂，工程量大，难于抢修。

10. 土石坝渗流计算的目的是什么？

答：土石坝的渗流计算是为了确定经济可靠地坝型、合理的结构尺寸以及适宜的防渗排水设施，尤其是后一条，是水工设计的依据

11.拱坝的工作原理和重力坝有何不同？

答：拱坝：主要是依靠坝肩岩体维持稳定，坝体自重对拱坝稳定性的影响不大重力坝：依靠大坝的自重产生的摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定；

依靠自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力以达到应力要求

12. 详述渗透变形的类型及其防护措施

答：渗透变形主要有四类：①管涌，②流土，③接触冲刷，④接触流失

防护措施：渗透变形的危害主要表现为：导致坝体沉降、坝坡塌陷或形成集中的渗流通道等，危及大坝安全。①防渗结构：控制渗流，减小逸出坡降和渗流量，为第一道防线；②过渡区：实现防渗体与坝壳体可靠连接，防止刚度突变和渗流变形；③反滤层：实现坝体、坝基与排水的良好连接,滤土排水,防止管涌和流土；④排水孔：进一步降低地下水位，减小渗流力，排水为第二道防线。

13.反滤层的作用？在哪些部位需设置反滤层？

答：（1.①防护渗流出口；②防止坝体和坝基发生管涌、流土等渗透变形。

（2.在土质防渗体（包括心墙、斜墙、铺盖和截水槽）与坝壳和坝基透水层之间以及下游渗流出溢出，如果不满足反滤要求，则必须设置防水层

14.简述坝体排水的目的。

答：①控制和引导渗流；②降低浸润线；③加速孔隙水压力消散；④保护下游坝坡免遭冻胀破坏。

（可以降低伸入坝体内的水，有计划地排出坝外，以达到降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止渗透变形，增加坝坡的稳定性，防止冻涨破坏的目的）

15.面板坝的堆石体由有那四个分区？防渗体系由哪些构成？

答：面板坝的堆石体：分为垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区等四个区。

防渗体系：由面板、址板、灌浆帷幕、周边缝、接缝止水等构成。

16.砂砾石地基处理的主要问题和措施是什么？各措施的主要作用是什么？

答：砂砾石地基处理的主要问题是：渗流控制。

主要措施：①垂直防渗设施：目的在于完全阻断透水层；

②上游水平防渗铺盖：目的在于延长渗径，减小渗流比降到容许范围；

③下游排水设施：目的在于防排结合，控制渗流，降低浸润线。

17.为何要设置非常溢洪道？

答：因为⑴设计洪水本身有一定限制，实际中有可能存在超过设计频率的洪水；⑵设计洪水调查资料经过处理后得到，历史上也许还有更大的洪水；⑶人类对生态环境的破坏，改变了流域汇流条件，洪水更集中，峰值更大。

18.何为地下轮廓线和防渗长度？

答：地下轮廓线：上游铺盖、板桩、底板等防渗设施与地基的接触线，为渗流的第一根流线。

防渗长度：地下轮廓线的长度。

19.简述提高坝体抗滑稳定的工程措施。

答：提高坝体抗滑稳定的工程措施主要有：

①利用水重：将上游面做成倾斜以利用水重。②利用有利的开挖轮廓线③设置齿墙：齿墙阻断软弱面，改变滑动面位置，增加抗滑力④抽水措施：抽去坝底渗透水，减少浮托力。

⑤加固地基：帷幕灌浆以减少坝基渗透能力，固结灌浆以增加坝基强度和整体性，断层处理以减少坝基软弱结构面。⑥横缝灌浆：将局部或全部横缝灌浆，增加坝体的整体稳定性。

⑦预加应力措施。

20.大体积混凝土结构分缝的原因？

答：1.防止基础发生不均匀沉降；2.防止大体积混凝土内部的温度应力；

3.由施工浇筑能力决定

21.简述提高水闸抗滑稳定性的工程措施

答：1.将工作闸门位置移向低水位一侧，或将底板向高水位一侧加长；

2.增加铺盖长度或板桩的深度，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；

3.利用钢筋混凝土铺盖作为滑阻板等措施；

4.增设钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构；

5.增加闸室底板的齿墙深度;

35.混凝土重力坝为何要分区？分缝的类型和目的是什么？

答：分区的目的：坝体各部位的工作条件不同，对砼各种性能要求各不同，为了节约和合理利用水泥，常将坝体砼分区，各区可采用不同标号的砼。分缝有以下类型：⑴横缝，含永久性横缝和临时性横缝。分横缝的目的：横缝将坝体分成若干独立工作的坝段，可减少温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。⑵纵缝，含铅直纵缝、斜缝和错缝。设纵缝的目的：适应砼的浇筑能力；减少施工期的温度应力。⑶水平施工缝。水平施工缝的目的：适应砼的浇筑能力；减少施工期的温度应力。

26. 水闸两岸连接建筑物的作用是什么?

答：水闸与河岸或堤、坝等连接时，须设置岸墙和翼墙(有时还有防渗刺墙)等连接建筑物。

(a)挡两侧填土，保证岸土的稳定及免遭过闸水流的冲刷；

(b)当水闸过水时，引导水流平顺入闸，并使出闸水流均匀扩散；

(c)控制闸身两侧的渗流，防止土壤产生渗透变形；

(d)在软弱地基上设岸墙以减少两岸地基沉降对闸室结构的不利影响。

30.溢流坝常用的消能方式有哪些？适用条件如何？

答：目前常用的消能型式有：底流式消能、挑流式消能、面流式消能及消力戽消能或联合式消。

（1）其中大多数岩基上的高坝泄水都采用挑流式消能，底流消能适用于中、低坝或基岩较软弱的河道，

（2）消力戽适用于尾水较深（通常大于跃后水深），变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况。

（3）联合消能适用于泄洪量大、河床相对狭窄、下游地质条件差的高、中坝或单一消能型式经济合理性差的情况。联合消能应经水工模型试验验证。

23.简述孔口尺寸设计应考虑的因素。掌握两种孔口形式过流量的计算公式。

答：孔口尺寸设计应考虑的主要因素：①泄洪要求：泄流单宽流量是关键因素；②闸门和起闭机械：闸门承载能力和起闭能力等；③枢纽布置：枢纽中其他建筑的布置是否宽松；

④下游水流、地质条件：下游水的深度、岩石硬度等；⑤下游消能工的性能：消能工消能效果等。

22.除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有哪些因素？

答：除主要荷载以外，对坝体应力的影响还有如下影响：⑴地基变形模量对坝体应力的影响⑵坝体混凝土分区对坝体应力的影响⑶纵缝对坝体应力的影响⑷分期施工对坝体应力的影响⑸温度变化及施工过程对坝体应力的影响。

24.重力坝极限状态设计分哪两类？其验算的主要内容是什么？

答：重力坝极限状态设计包含①承载能力极限状态；②正常使用极限状态。其中承载能力极限状态需验算坝基面或深层抗滑稳定和坝趾抗压强度，正常使用极限状态需验算坝踵不出现拉应力。

25.重力坝的设计内容包括哪几个部分？

答：主要包括①剖面设计②稳定分析③应力分析④构造设计⑤地基处理⑥泄洪设计⑦监测设计。

27.简述溢流重力坝的基本要求。

答：①足够的孔口尺寸,良好的孔形,较高的流量系数；②水流平顺, 不产生负压和振动, 避免发生空蚀；③保证下游河床不产生危及大坝安全的局部冲刷；④下泄水流不产生折冲水流等,不影响其他建筑正常运行；⑤有灵活控制下泄水流的设备。

32.水流脉动对溢流坝有什么害处？

答：①增大建筑物的瞬时荷载；

②脉动周期性引起的振动可能对轻质建筑造成振动；

③增加空蚀破坏的可能性。

28.为什么说单宽流量是溢流重力坝设计中很主要的控制性指标？

答：因为①单宽流量是确定溢流坝的净宽和堰顶高程的主要参数；②单宽流量是影响消能工设计的关键因素；③单宽流量是影响坝下冲刷的主要因素。

29.为何闸墩上游端需做成圆弧形或流线型？溢流坝设置边墙的作用是什么？

答：闸墩上游端需做成圆弧形或流线型是为了进口水流平顺、减少水流侧收缩，溢流坝设置边墙的作用是起闸墩和分隔作用。

31.护坦的主要作用是什么？稳定验算主要验算其什么内容？

答：护坦的主要作用是防护河床免受高速水流的冲刷，稳定校核内容是满足抗浮稳定要求。

33.抗空蚀的主要措施有哪些？简述掺气装置的组成和类型。

答：抗空蚀的措施：掺气减蚀、优化体形、控制溢流面的平整度、采用抗空蚀材料掺气装置的组成：①掺气空间：低挑坎、跌坎等；②通气系统：为掺气空间补气。掺气空间的形式：①掺气槽式；②挑坎式；③跌坎式；④挑、跌联合式；⑤挑坎与掺气槽联合式；⑥跌坎与掺气槽联合式；⑦突扩式和分流墩式。

34.海漫的作用是什么？

答：⑴防冲：防止水流出消力池后的剩余能量对下游的冲刷；

⑵顺流：调整水流均匀扩散，使流速分布逐渐调整到天然状态。

35.坝基排水主要采用什么措施？其目的是什么？

答：坝基排水主要措施：于帷幕稍下游设置排水孔幕。目的在于进一步降低扬压力

36.何为碾压混凝土重力坝？与常态混凝土相比它有何优点？

答：碾压砼是采用自卸汽车或皮带输送机将超干硬性砼运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑坝新方法，是将土石坝施工的碾压技术应用到砼重力坝的一种筑坝方法。采用碾压砼修筑的重力坝称为碾压混凝土重力坝。

碾压混凝土与常态混凝土相比的优点：①工程程序简单，施工速度快；②胶凝材料用量少；

③水热化温升大大降低，简化了温度控制程序；④不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆的费用；⑤可使用大型通用机械设备，提高砼的运输和浇筑工效；⑥降低工程造价。

37.拱冠梁法的基本原理？

答：拱冠梁法的基本原理:将拱坝分为一系列的拱系统，只取拱冠处一根悬臂梁，根据各层拱圈与拱冠梁交点处径向变位一致的条件求得拱梁荷载分配；且拱圈所分配到的径向荷载，

从拱冠到拱端为均匀分布，认为拱冠梁两侧梁系的受力情况与拱冠梁一样。荷载分配后拱按纯拱法计算拱应力，梁按悬臂梁计算其应力

38.土石高坝应力和变形特性分析常用什么方法？可分析什么内容？

答：常用固结理论：太沙基和比奥饱和土固结理论。

常用计算方法：增量有限元法。

可分析的内容：⑴坝体塑流区、拉应力区的范围；⑵裂缝发生的可能性部位；⑶防渗体出现水力劈列的可能性及部位；⑷防护工程措施后的效果。

43.简述有压隧洞和无压隧洞水力计算的内容和方法。

答：有压隧洞的计算内容：①泄流能力；②沿程压坡线。

无压隧洞的计算内容：①泄流能力；②洞内水面线；③高速时需研究掺气、冲击波、空蚀问题。计算方法：①泄流能力均按管流计算；②沿程压坡线或洞内水面线按能量方程分段推求。

40.简述水工隧洞的水力特点。

答：一般表现为深泄水孔。具体为①泄水能力与水头的1/2成正比，超泄能力较表孔弱；

②进口位置低，能预泄；③承受的水头较高，流速大，易引起空化、空蚀；④水流脉动会引起闸门等振动；⑤出口单宽流量大，能量集中会造成下游冲刷。

41.简述隧洞衬砌的功用和类型。

答：衬砌的功用：①阻止围岩变形的发展，保证围岩稳定；②承受围岩压力、内水压力及其它荷载；③防止渗漏；④保护岩石免受水流、空气、温度、干湿变化等的冲蚀破坏作用；

⑤减小隧洞的表面糙率等。衬砌的类型：①平整衬砌，主要是护面和抹平衬砌；②单层衬砌，整个洞身均采用一种措施衬砌；③组合式衬砌，内层和外层，顶拱和边墙等采用砼或钢筋砼、钢板、钢筋网喷浆等不同方法衬砌。

42.无压隧洞洞身断面形式主要有哪些？有压隧洞洞身断面为何常采用圆形？

答：无压隧洞洞身断面形式：⑴城门洞形(圆拱直墙形)；⑵马蹄形；⑶圆形。

有压隧洞洞身断面常采用圆形,是因为圆形是最大水力断面，并且圆形水流条件和受力条件均有利。

44.水工隧洞的主要消能方式有哪几种？应用情况如何？

答：主要消能方式有：⑴挑流消能：应用最广，适用于出口高程高于或接近于下游水位，且地形、地质条件允许的情况；⑵底流消能：应用次广，适用于出口高程低于下游水位的情况；⑶洞内突扩消能：新型消能方式，适用于洞内流速很高,可防止空蚀和泥沙磨损。

45.简述喷锚支护的定义和类型。

答：喷锚支护是喷混凝土、设置锚杆或联合使用喷混凝土与锚杆支护的总称。

类型主要有：①喷混凝土支护②锚杆支护③喷混凝土+锚杆支护④喷混凝土+锚杆+钢筋网支护。

46.详述水闸的分类。

答：⑴按承担的任务分：主要分为节制、进水、分洪、排水、挡潮、冲沙闸6种。

⑵按结构形式分：开敞式、胸墙式、涵洞式等

⑶按过流量大小分：大型(Q>1000m3/s)、中型(Q=100～1000m3/s)、小型(Q<100m3/s)。

47.简述水闸设计的内容。

答：⑴闸址选择；⑵孔口形式和尺寸设计；⑶防渗、排水设计；⑷消能、防冲设计；⑸稳定性计算；⑹沉降校核和地基处理；⑺两岸连接建筑的型式和尺寸设计；⑻结构设计

49.水闸渗流计算常有哪几种方法？改进的阻力系数法的基本原理是什么？

答：主要有⑴流网法；⑵改进的阻力系数法；⑶直线法

改进的阻力系数法的基本原理：是以流体力学为基础的近似方法，它以板桩、底板、铺盖等交点或桩尖画等势线，将整个流区分为几个典型的流段，每个流段具有不同的阻力系数，水头损失按阻力系数进行分配，各流段的阻力损失之和便是上下游总水头差。

50.简述水闸底板的类型。

答：⑴按过闸形式分：水平底板和低实用堰底板⑵按与闸墩的连接形式分：整体式底板和分离式底板⑶按结构形式分：实体底板和箱式底板。

51.渠系建筑物种类？每种建筑物又有哪些？

答：(1.落差建筑物：跌水，陡坡

（2.交叉建筑物：渡槽，倒虹吸管，涵洞，桥梁