土石坝,水闸简答

1、水闸地下轮廓线的布置原则是什么？砂性土地基和粘性土地基地下轮廓线的布置有何不同？（6分） 防渗设计一般采用防渗与排水相结合的原则。

即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔或减压井与下游连通，使地基渗水尽快排出，
对粘性土地基，布置轮廓线时，排水设施可前移到闸底板下，以降低板下的渗透压力，并有利于粘性土加速固结，以提前闸室稳定性，防渗常用水平铺盖而不用板桩。

对于砂性土地基，当砂层很厚时，采用铺盖与板桩相结合的型式，排水设施布置在护坦上。

必要时，铺盖前端再加设一道短板桩；当砂层较薄，下面有不透水层时，将板桩插入不透水层。

2、水闸下游冲刷破坏的主要部位是哪些？如何进行处理？
水闸下游冲刷破坏的主要部位是下游河床、下游岸坡。

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。

4、土石坝坝坡滑裂面的形式有哪几种？常可能发生在什么土坝中，绘简图说明之。

（5分）
土石坝坝坡滑裂面的形状有三种：曲线滑裂面、直线或折线滑裂面、复合滑裂面。

①、曲线滑裂面：当滑裂面通过粘性土部位时，产生上缓下陡曲面，计算中常用圆弧代替。

②、直线或折线滑裂面：当滑裂面通过无粘性土时，可产生直线或折线形，面坡干燥或全部浸入水中时呈直线形，坝坡部分浸入水中时呈折线形。

③、复合滑裂面：当滑裂面通过性质不同的几种土料时，可产生由直线和曲线组成的复合形状滑裂面。

5、有压隧洞内水压力如何计算？写出计算公式并指出公式内字母的含义。

（6分）
1P —均匀内水压力,2
/m kN 2P —非均匀内水压力2/m kN
h ——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头,m
i γ——衬砌内半径,m
γ——水的重度,3
/m kN 6、隧洞为什么要做衬砌？有哪些类型？（5分）
答：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）平整衬砌；2）单层衬砌；3）喷锚衬砌；4）组合式衬砌；5）预应力衬砌。

7、正槽溢洪道和侧槽溢洪道的主要不同之处在哪里？（6分）
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。

2、对于粘性土和砂性土地基，其地下轮廓线的布置有何不同？
对粘性土地基，布置轮廓线时，排水设施可前移到闸底板下，以降低板下的渗透压力，并有利于粘性土加速固结，以提前闸室稳定性，防渗常用水平铺盖而不用板桩。

对于砂性土地基，当砂层很厚时，采用铺盖与板桩相结合的型式，排水设施布置在护坦上。

必要时，铺盖前端再加设一道短板桩；当砂层较薄，下面有不透水层时，将板桩插入不透水层。

3、请简述在水工隧洞中平压管和通气孔的作用？
平压管的作用：为了减小检修门的启门力而设置在遂洞上壁内，待检修工作结束后，在开启检修门之前，将水通过平压管放入两道门之间，使检修门两侧的水压平衡。

通气孔的作用：
① 在工作闸门各级开度下承担补气任务，补气可以缓解门后负压，稳定流态，避免建筑物发生振动和空蚀破坏，同时可减小由于负压而引起作用在闸门上的下施力和附加水压力。

② 检修时，在下放检修闸门之后，放空洞内水流时给予补气。

③ 排气。

检修完成后，需向检修闸门和工作门之间充水补气。

④ 对无压洞，是为适应高速水流水面自然掺气的需要。

4、若闸室抗滑稳定安全系数小于允许值，应采取哪些措施？
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。

5、简述土石坝的渗透变形的形式及防止措施？
管涌： 流土： 接触冲刷：接触流土和接触管涌：
常见的工程措施有：全面截阻渗流、延长渗径、设置排水设施、反滤层或排渗减压井等。

1．水闸有哪些主要的工作特点。

答：（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。

2．写出闸室抗滑稳定计算的定义式及两种计算公式。

（说明各项符号的意义及单位）
答：闸室抗滑稳定计算的定义式：K C =抗滑力/滑动力
闸室抗滑稳定计算的计算式:
∑∑=H
G f K c ∑∑+=H A C G tg K c 00ϕ
7．写出水闸结构布置及受力对称时的基底应力的计算公式（说明各项符号的意义和单位）
并写出基底应力的两项控制指标。

（8分）
答：基底应力P ：W
M A G P ∑∑±=min max 式中：min
max P ——闸室基底应力的最大值、最小值，kPa ；
∑G ——作用在闸室上的全部竖向荷载，kN ； ∑M ——作用在闸室上的全部荷载对基底垂直于水流方向的形心轴的力矩，kN ·m ；
A —闸室基底面积，m 2；
W —闸室基底对该底面垂直水流方向形心轴的截面矩，m
1、闸下游设置海漫的目的是什么？对海漫材料提出什么要求？
答：海曼的作用：以使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。

对海曼的要求：①表面有一定的粗糙度，以利进一步消除余能；
②具有一定的透水性，以使渗水自由排除降低扬压力；
③具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形。

2、水闸的哪些部位需要分缝？缝的作用是什么？哪些缝内需设止水？
答：水闸需要分缝的部位有：凡相临结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方.
缝的作用：防止因不均匀沉陷和温度变化产生裂缝。

需设置止水的缝：凡具有防渗要求的缝内。

3、通常采用哪些措施来提高闸室的抗滑稳定安全性？
答：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。

6、土石坝为什么要设置反滤层？设置反滤层应遵循什么原则？通常应在哪
些部位设置反滤层？
答：土石坝设置反滤层，其目的是为了提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌。

在任何渗流流入排水设施处一般都要设置反滤层。

设置反滤层要遵循的原则是：
1.被保护土壤的颗粒不得穿过反滤层；
2.各层的颗粒不得发生移动；
3.相邻两层间，较小的一层颗粒不得穿过较粗一层的孔隙；
4.反滤层不能被堵塞，而且应该具有足够的透水性，以保证排水畅通；
5.应保证耐久、稳定，其工作性能和效果应不随时间的推移和环境的改变而遭受破坏。

2．土坝排水设备的作用是什么？常用的坝体排水有哪些型式？（6分）
答：土石坝排水设备的作用是：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。

常用的坝体排水形式：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
4．水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？（6分）
答：竖井式：在隧洞进口附近岩体比较坚固完整。

塔式：岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岩进口建筑物
岸塔式：适于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。

斜坡式：适于较完整的岩坡
6．正槽溢洪道通常由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？。

（6分）
答：
正槽溢洪道通常由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲措施及出水渠等部分组成。

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。

消能防冲措施：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。

7. 隧洞设通气孔的作用是什么？（6分）
答：（1）补气：当检修闸门关闭，工作闸门打开，隧洞排水时，通气孔补气；
（2）排气：当检修完毕，工作闸门关闭，向工作闸门和检修闸门之间充水时，通气孔排气。