水工建筑物期末复习总结题.doc

第一二章填空选择

1. 水工建筑物：水利工程措施中，为满足防水害兴水利的日的或用水要求，所采用的各种建

筑物，称为水工建筑物。

2. 水利枢纽：为达到开发水力资源，防治水害，而修建多种不同的水工建筑物，这些建筑物

各自发挥不同作用，并相互配合，构成一个有机的综合体系，支配水流，兴利除害, 该综合体称为水利枢纽。

3. 水利枢纽，按特点分为：蓄水枢纽，取水枢纽（有坝取水枢纽，无坝取水枢纽），闸站枢

纽。

4. 水工建筑物，分为：专门建筑物，挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取水建筑物, 整

治建筑物。

5. 水利枢纽分级的依据：规模，效益，重要性。共分为五等。

6. 水工建筑物分级的依据：工程等别，作用，重要性。共分五级。

第三章重力坝分析解答及计算

7. 重力坝的工作原理：主要依靠坝身自重产生的抗滑力，满足稳定要求，依靠坝体自重产生

的压应力来抵消水压力产生的拉应力。

8. 重力坝的特点：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，@ 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。

9. 作用分为：①永久作用，②可变作用，③偶然作用。

10. 重力坝承受的荷载与作用主要有：自重（包括固定设备重），静水压力，扬压力，动水压

力，波浪压力，泥沙压力，冰压力，土压力，温度作用，风作用，地震作用。

扬压力，包括上浮力及渗流压力。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力。渗流压力, 是在上下游水位差作用下，水流通过基岩节理裂隙而产生的向上的静水压力。坝地面扬压力分布图形P34~35

12. 波高,波长和雍高称为波浪三要素。波浪的几何要素图P36

13. 3.334节计算

14?两种温度应力：施工期的温度应力包括，地基约束引起的应力和内外温差引起的应力。15?温度控制的标准：①地基允许温差，②上下层容许温差，③内外容许温差。

16. 温度控制措施：①降低混凝土的浇筑温度，②减少混凝土水化热温升，③加强对混凝土表

面的养护和保护。

17. 重力坝剖面设计原则：①满足稳定和强度要求，②工程量小，③运用方便，④优选体型，

⑤便于施工。

18. 重力坝的基本剖面：坝体在自重，静水压力和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强

度要求，并使工程量最小的三角形剖面。

19. 对于完整坚硕的基岩，抗剪强度参数f, c值较大，剖面尺寸主要由上游面不出现拉应力的条

件控制，上游坝坡较陡，甚至可以做成倒坡。对于完整性较差，较弱的基岩，f, c值较小，需要将上游坝坡放缓，以便借助上游坝面的水重，帮助坝体维持稳定。

20. 常用的剖面形态：①上游坝面铅直。适用于混凝土与基岩接触面间的f, c值佼大,或坝体内

设有泄水孔或引水管道，有进口控制设备的情况。②上游坝而上部铅直，下部倾斜，既便于布置进口控制设备，又可利用一部分水重，帮助坝体维持稳定，是实际工程屮经常采用的一种形式，③上游坝面略向上游倾斜，适用于混凝土与基岩接触间的f，c较低的情况。

21. 泄水重力坝，即是挡水建筑物乂是泄水建筑物，其泄水方式有堰顶溢流和坝身泄水孔泄水。

22?泄水重力坝位置选择：对于宽阔河道，泄水重力坝布置在河道主河槽，以利于流畅泄流, 水流消能，下泄水流归槽与下游水流妥善衔接，以及减少土石方开挖等。对于狭窄河道, 泄水重力坝常与水电站厂房在布置上发生矛盾，解决矛盾的方法，尝试加大泄水重力坝的泄流单宽流量，以及缩短泄流前沿长度，或采用泄水建筑物坝与电站厂房重叠布置。

23?溢流重力坝的工作特点：①足够的孔口尺寸，良好的孔型，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。

24. 溢流重力坝孔口设计：洪水标准：包括，洪峰流量和洪水总量。

孔口形式：分为，开敞溢流式，大孔口溢流式。

孔口尺寸：应考虑的因素，泄洪要求，枢纽布置，下游水流条件。闸门和启闭机：常用的工作闸门有平面闸门和弧形闸门，平面闸门的主要优点是，结构简单，闸墩受力条件好，各孔口可共用一个活动式启门机，缺点是启门力较大，闸墩较厚，设有门槽，水流条件差。弧形闸门的优点是，启门力较小, 闸墩较薄无门槽，水流平顺，缺点是，闸墩较长，且受力条件较差。

闸墩和工作桥：闸墩承受闸门传来的水压力，也是坝顶桥梁的支承。

采用平板闸门时需设闸门槽。溢流坝两侧边墩，也称边墙，一方面起闸墩的作用，同时也起着分隔溢流坝段和非溢流坝段的作用。导墙长度要延仲到厂房后一定范围，以减少溢流时尾水波动对电站运行的影响。

横缝的布置：两种方式，缝设在闸墩屮间，缝设在溢流孔跨屮。25. 溢流面体型设计：溢流面，由顶部曲线段，中部直线段和反弧段三部分组成，设计要求, ①

有较高的流量系数，泄流能力大，②水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏，③体型简单，造价低，便于施工等。

26?消能工的形式有：底流消能，挑流消能，面流消能和消力屛消能。

27. 坝身泄水孔分为：有压泄水孔，无压泄水孔，双层泄水孔。

28. 渐变段：泄水孔进口，一般都做成矩形，以便布置进口曲线和闸门，当有压泄水孔断血为

圆形时，在进口闸门后需设渐变段，以便水流平顺过渡，防止负压和空蚀的产生。

29. 地基处理的主要任务是：①防渗，③提高基岩的强度和整体性。

30. 帷幕灌浆的目的：降低坝体渗流压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。

（灌浆材料最常用的是水泥浆）

31?防渗帷幕布置于靠近上游面坝轴线附近，自河床向两岸延伸。钻孔和灌浆常在坝体内特设的廊道内进行，靠近岸坡处也可在坝顶，岸坡或平嗣内进行，平洞，还可以起排水作用，以利于岸坡稳定。

32?防渗帷幕的厚度应当满足抗滑稳定的要求，即帷幕内渗流坡降不应超过规定的允许值。灌浆所能得到的帷幕厚度I与灌浆孔排数有关，帷幕灌浆的排数一般情况下高坝两排，屮低坝设一排。

33.为进一步降低坝底面的扬压力，应在防渗帷幕后，设置排水孔幕。

34?灌浆帷幕和排水孔幕在渗流控制中的作用不同，前者主要是减小坝基渗流量，而后者主要是降低扬压力。

35. 横缝：垂直坝轴线，用于将坝体分成若干个独立的坝段。作用：减小温度应力，适应地基

不均匀变形和满足施工要求。横缝有永久性和临时性两种。

36. 纵缝：平行坝线方向，将一个坝段分成儿个坝块。作用：适应混凝土的浇筑能力和减小施工期的温度应力。可分为，铅直纵缝（最常采用），斜缝（很少釆用），错缝三种（低坝）。

37. 浆砌石重力坝：坝体是用块石或粗料石，和胶结材料砌成的。

38. 浆砌石重力坝砌体强度受很多因素影响，如石料的强度和形状，胶结材料的强度，砌筑工

艺和砌筑质量。

39. 宽缝重力坝：为了充分利用混凝土的抗压强度，将实体重力坝横缝的中下部扩宽，成为具

有空腔的重力坝，称为宽缝重力坝。

40. 空腹重力坝：坝体内沿坝轴线方向设有较大空腔的重力坝，称为空腹重力坝。

41. 支墩坝：由一系列支墩和挡水面板组成，支墩沿坝轴线排列，前面设挡水面板。按其结构

类型分为大头坝，连拱坝，平板坝。（连拱坝，平板坝的定义很简单：而板是一系列倚在支墩上的拱筒。面板为平板）

42. 大头坝的支墩形式：开敞式单支墩，封闭式单支墩，开敞式双支墩，封闭式双支墩。

第四章拱坝综合分析解答

43. 拱坝的特点（优缺点）：①拱坝是固结于基岩的空间壳体结构，②拱坝结构具有拱和梁双

重作用，③坝体稳定主要依靠两岸拱座，其次依靠自重。④拱为轴向受力，应力分布均匀，材料强度得到充分发挥，⑤拱和梁具有自行调整应力分布的功能，⑥坝肩岩体的稳定性是影响拱坝安全的主要因素，⑦温度作用为一主要荷载。⑧既能坝顶溢流，也能坝身孔口泄流。⑨施工质量，材料强度，防渗等要求严格。⑩对地基要求高于重力坝及大头坝。

44. 拱坝理想的地形：①左右两岸对称，②岸坡平顺无突变，③在平面上向下游收缩的峡谷段

（坝址河谷相对宽度较小），④坝段下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的稳定。45. 拱坝理想的地质条件：①基岩比较均匀，坚固完整，有足够的强度，②透水性小，能抵抗

水的侵蚀，耐风化，岸坡稳定，没有大断裂。

46. 选择坝址时应注意事项：①查清两岸岩层走向倾角，节理裂隙及不利地质现象，②尽可能

避免坝肩处有大的断层破碎带，③尽可能避免走向大致平行河谷，倾向河谷，的节理组。

④抗风化，透水性小，⑤有一定强度，岩性基本均匀。

47. 中心角20A：中心角越大，拱圈厚度T越薄。2（|）A过大,拱轴线与两岸只沿等高线交角太

小，不利于稳定。20A是一控制指标影响整个坝体曲率。坝体最小体积对应的2（t）A=133°（圆筒公式所得）

48. 拱坝的形式：定圆心等半径拱坝（单曲拱坝），变圆心变半径拱坝（双曲拱坝）。

49. 单曲拱坝的适用情况：近矩形或U形河谷，优点：构造简单，施工方便，易布置坝身泄水

孔及启闭设备。双曲拱坝的适用情况：V型，梯形及其它形式河谷。优缺点：①随河谷上下宽窄调整圆心与R使2切\较大，充分发挥拱的作用，改善应力，减小拱圈厚T。②具有双重拱的作用。II梁倒悬，可改善梁应力。③布置更灵活，④挑流时，冲坑距坡脚相对较远，⑤结构布置，计算，施工较单曲拱坝复杂。

50. 坝体尺寸的初步拟定：坝体尺寸主要指，拱圈平面形式，各层拱R, 4）,拱冠梁上下游面形

式及其沿高程厚度。确定坝体尺寸步骤：①定坝高，②定顶拱轴线，③拱冠梁, 拱圈形式和尺寸。

51. 拱冠梁顶厚Tc,确定应考虑因素：①Tc确定要考虑规模，运用要求，②Tc体现了顶拱刚度，

对坝上部及拱冠梁附近梁底应力有较大影响，当河谷上部较宽时，适当加大tc 利于降低梁底上游面拉应力。

52. 双曲拱坝体型确定：描述拱坝上游面曲线三参数，凸点与坝顶高差，凸度，最大倒悬度。

53. 水平拱圈的形式选择：最合理的拱圈，应是变曲率，变厚度，扁平的。合理的拱圈形式, 应

为压力线接近拱轴线，使拱截面应力分布趋于均匀。

54?现有的拱圈形式：圆拱，三心拱，双心拱，抛物线拱，椭圆拱，对数螺旋线拱。

55. 不对称河谷的处理：①深挖，②建重力墩，③设垫座及周边缝，④投资太大时，亦可采用

不对称双心圆拱布置。

56. 共端布置原则：①嵌入坚实基岩，②拱顶与基岩接触面，应成全半径向，③在坝体下部，

若全半径向使上游开挖过大吋，可由坝顶向下由全半径向渐变至，坨半径向拱座。④若全半径向拱座，使下游面基岩开挖过大时，亦可改用中心角大于半径向中心角的非径向拱座。57?倒悬度：上下层坝面错动距离与其间高差之比。

58. 坝面倒悬处理：①近岸边坝体上游面保持直立，河床中部坝体俯向下游。②河床中部, 坝体

上游面保持直立，岸边坝体向上游倒悬。③协调前两种方案，使河床段坝体稍俯向下游，岸坡段坝段稍向上游倒悬。

59. 把坝体俯向下游的优点：①增加了竖向水压，使坝内主应力迹线倾向下游利于稳定，

②沿主应力倾向截取拱圈，其e大于水平拱圈，应力条件交不向下游倾斜的拱坝好，

③挑流冲坑，距坝脚较远。

60. 拱坝的荷载及其特点：

设计荷载：静水压力，动水压力，自重，扬压力，浪压力，泥沙压力，冰压力，温度作用，地震荷载等，与重力坝基本相同，但有其特点。

水平径向荷载：静水压力，泥沙压力，浪压力，冰压力，由拱梁系统共同承担，此中静水压力，为坝体上最主要荷载。（略，见对比）

61. 应力分析方法共五种：纯拱法，拱梁分载法，有限元法，壳体理论计算法，结构模型试验。

62. 拱梁分载法的原理：①将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，荷载rti

拱系和梁系分担，荷载分配rti变位一致来确定。②算法是首先将总荷载是分配到梁，拱，按各自的方法算各自的变位，如变位一致则分配正确，否则调整直到一致。

63. 拱梁分载法基本原理：内外力替代原理，唯一解原理。

64. 拱梁分载法，考虑径向截面和水平截面上各有6种内力，共12个。

65. 用结构力学方法计算拱坝应力时，采用了以下儿项基本假定：①坝体和基岩都是均匀, 各向

同性的弹性体，②忽略库岸，库底，在库水压力作用下的变形影响，③拱的法向截面在变形后，仍保持平面，④用伏格特公式计算地基变形。

66. 拱坝稳定分析主要有刚体极限平衡法，有限元法，地质力学模型试验三种方法。

67. 刚体极限平衡法的假定条件：①滑移体为钢体，②仅考虑滑移体力的平衡，不考虑力距平

衡，③忽略拱坝的内力重分布，受力为定值，④达到极限平衡时，划裂面剪力与滑移方向平行方向相反。

68. 详述拱坝坝身泄水的方式：

坝身泄水方式有：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔四种。

自由跌流式：坝顶自由跌流；适用于较溥的双曲或小型拱坝，基岩良好、单宽流量小；需设防护措施，因为落水距坝较近。

鼻坎挑流式：溢流堰顶曲线末端设反弧挑流鼻坎，以使落水点距坝较远；鼻坎常有连续坎，有时也采用差动坎。

滑雪道式：溢流面由溢流坝顶和与坝体轮廓以外的泄槽（滑雪道）连接而成，槽尾设鼻坎挑流，滑雪道地板可在厂房顶、可专设支承；适用于泄洪量大、较薄的拱坝

坝身泄水孔：在水面以下一定深度的坝体内设置中孔或底孔泄流；坝体半高以上为中孔, 主要用于泄洪；坝体下部为底孔，多用于放空，辅助泄洪、排沙和导流。

69. 简述拱坝消能的形式和防冲措施：拱坝消能主要有：跌流消能、挑流消能、底流消能。跌

流消能水流从表孔直接跌落下游，利用下游水垫消能，落点距坝太近，需采取防冲措。鼻坎挑流、滑雪道、坝身泄水孔等多采用各种型式的鼻坎挑流消能，泄流具有向心集中的特点，可利用泄流对冲消能。对于重力拱坝，泄水孔下弯，可采用底流消能。

防冲措施：一般在下游需设护坦、护坡、二道坝等防冲措施。

70. 拱坝垫座和周边缝的作用：

①周边缝使梁的刚度和作用减弱，拱的作用加强；

②周边缝减小坝体传至垫座的弯矩，可减小上游坝面的拉应力；

③垫座加大了与基岩的接触面，改善地基的受力状态；

④垫座可减少不规则软弱面对坝体的影响；

⑤坝体开裂不影响基础，基础开裂不影响坝体；

⑥垫座对坝体起地震缓冲作用。

第五章土石坝综合分析解答

71. 土石坝：土石坝是指由土、石料等当地材料经碾压建成的大坝。土石坝广泛应用的原因：

①可以就地、就近取材，大量节约三材和材料运输费；

②能适应各种地形、地质及气候条件；

③可充分利用大容量、多功能、高效率施工机械；

④计算方法、试验手段的发展为土石坝设计提供了安全保障；

⑤高边坡、地下工程及溢流防冲等配套设施的发展解决了土石坝的难题。

72. 土石坝的类型：按坝高可分为，低坝，屮坝和高坝。按施工方法可分为，碳压式土石坝, 冲

填式土石坝，水中填土坝，定向爆破土石坝，应用最广泛的是碾压式土石坝。按土料在坝身内的配置和防渗体所采用材料的种类分为，①均质坝，②土质防渗体分区坝，③非土质材料防渗体坝。

73. 土石坝基本剖面，根据坝高和坝的等级，坝型和筑坝材料，坝基基本情况，施工运行条件，

等参照现有工程的实际经验初步拟定，然后通过，渗流和稳定分析检验，最终确定合理的剖面形状。

74. 土石坝渗流分析的主要内容：⑴确定浸润线的位置；⑵计算渗流流速和比降；⑶确定渗流

流量。

分析的目的：①渗流分析，将为坝体内各部分土的饱和状态的划分提供依据；

②确定对坝坡稳定有较重要影响的渗流作用力。

③作为坝体防渗布置和土料布置的依据；

④确定渗流量以估计水流损失和确定排水系统的容量。

75. 渗透变形的类型：管涌，流土，接触冲刷，接触流土。

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彖，这主要出现在较疏松的无粘性土中。

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。接触冲刷：渗流着渗流系数不同的两种土层接触面上，或是建筑物与地基接触面上游动时，将细颗粒沿接触面带走的现象。

接触流土：在渗流系数相差悬殊的两种土层交界面上，由于渗流垂直于层面流动，将渗流系数较小土层中的细颗粒带入渗流系数较大土层屮的现象。

76?渗透变形的防护措施：防渗结构，过渡区，反滤层，排水孔。（超过允许比降的，管涌型土层，应设置反滤层进行保护，超过容许比降的流土形土曾，应设排水盖或排水减压井等防护

措施，这种情况多发生在下游坝脚渗流溢出处）

77?土石坝填筑料的一般要求：

⑴具有与使用目的相适应的工程性质：防渗料具有足够的防渗性能，坝壳料具有较高的强度，反滤、过渡料等具有良好排水性能。

⑵土石料的工程性质在长时期内保持稳定：不风化，不浸蚀等

⑶具有良好的压实性能：防渗体可降到最优含水量，无影响压实的超径材料，压实后承载力高，施工机械可正常运行。

坝壳料的基本耍求：

⑴保持坝体的稳定，故需要较髙的强度；

⑵坝体水位下的筑料需良好的排水性能；如砂、砾石、卵石、漂石、碎石等。

78. 防渗体土料选择应考虑哪些特性：⑴防渗性；⑵抗剪强度；⑶压缩性；⑷抗渗稳定性;

⑸含水量；⑹颗粒级配；⑺膨胀量和体缩值；⑻可溶盐、有机质含量。

79. 粘性土的筑坝标准，采用压实度控制。非粘性土料的填筑标准，采用相对密实度。80?防渗体作用是防渗，必须满足降低坝体浸润线，降低渗透坡降和控制渗流量的要求。

排水的作用：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。

反滤层的作用：①防护渗流出口；②防止坝体和坝基发生管涌、流土等渗透变形以及不同土层界面的接触冲刷。

81. 详述坝体排水的形式及其优缺点：

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坝内排水：排水体设置在坝体内部。乂分褥垫排水、网状排水、竖直排水体和水平排水

层。优点是下游无水吋可降低浸润线，加速软基固结；缺点是不均匀沉陷适用性差, 易断裂，难以检修。

⑷综合式排水：由棱体排水、贴坡排水、坝内排水等两种或两种以上的排水措施组合而成。

具有以上各项排水的优点。

82. 反滤层设置两原则：①对保护土层不发生管涌等有害的渗透变形，②透水性大于被保护土

层，能通畅的排除渗透水流，同时不致被细颗粒瘀塞而失效。

83. 反滤层的位置：①土质防渗体与坝壳或坝基透水层之间，②渗流进入排水处。

84. 反滤层分类：

①I型反滤：位于被保护土的下方，渗流自上而下，需承受自重和渗透压力。

②II型反滤：位于被保护土的上方，渗流自下而上，自重与渗透压力相反。

反滤层般铺设1?3层级配均匀且耐风化的砂、砾、卵石或碎石，每层粒径随渗流方向而增大。

85. 过渡层：避免刚度相差较大的两种土料之间产生急剧的变形和应力。

反滤层可以起过渡层作用，但过渡层不能做反滤层。

86. 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；②上游水平防渗铺盖；③下游排水设施

垂直防渗设施的目的在于完全阻断透水层；防渗铺盖的目的在于延长渗径，减小渗流比

降到容许范围；下游排水设施的目的在于防排结合，控制渗流，降低浸润线。

87. 防渗铺盖的作用：延长渗径，从而使坝基渗漏损失和渗流比降减小至容许范围以内，铺盖

不能像垂直防渗设施，那样可以完全阻截渗流，多用在中小型工程中。

88. 细砂等易液化土坝基：处理措施，①打板桩封闭或压重，冃的是增加土体的约束力。

②提高土体的密实度和颗粒骨架的稳定性。③排水和减压，创造排水条件，以使震动孔隙

水压力很快消散。

89. 淤泥地基处理：主要问题是天然含水量高，抗剪强度低，承载能力低。处理方法：①挖除，

②设置砂井加速排水。③坝脚压重，以保持地基的稳定性。

90. 软粘土坝基：处理措施，①挖除，②设置砂井加速排水，③坝脚压重，以保持地基的稳定

性。

91. 湿陷性黄土坝基：主要危害，浸水后产生过大的不均匀沉降，造成坝体裂缝。不宜建坝

92. 土石坝体与碗建筑物的连接形式：插入式和翼墙式两种型式。插入式连接是从妊坝与土石

坝的连接部位开始，磴坝的断面逐渐减小，最后成刚性插入土石坝的心墙内，适用于低坝。

翼墙式连接是在结合部作成碗扌当墙并向上下游延仲成翼墙，适用于与船闸、碗溢流坝等建筑物的连接。

93?坝型选择：土石坝设计屮首要问题，关系到整个枢纽的工程量，投资和工期。坝髙，筑坝材料，地形，地质，气候，运行和施工条件，都是影响坝形选择的主要因素。

94. 均质坝，土质防渗体的心墙坝和斜墙坝，①可以适应任意的地形地质条件，②对筑坝土料

的要求逐渐放宽，③即可采用先进的施工机械进行建造，在条件不具备时，也可采用比较简单的施工机械修筑。是中小型工程优先考虑的坝型。均质坝坝体材料单一, 施工方便，当坝址附近有足够数量的适宜土料时可以选用，这种把所用的土料渗透系数较小，产生孔隙水压力，影响土料的抗剪强度，所以，坝坡较缓，工程量大。

95. 土质心墙和斜墙，便于与坝基内的垂直和水平防渗体相连接，心墙和斜墙坝，可以在深厚

的覆盖层上修建，是高，中坝最常用的坝型。

第六章水闸填选及名词解释

6.1详述水闸的分类。

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。

①节制闸：拦河或建在渠首，用于拦洪、调节水位以满足上游引水或航运的需要，控制下泄流量，保证下游河道安全或根据需要调节放水流量。

②进水闸：建在河道、水库或湖泊岸边，用来控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要，又称取水闸或渠首闸。

③分洪闸：建于河道一侧，用来将超过现有安全的洪水量泄入分洪区或分洪道。

④排水闸：建于江河沿岸，用于排除内河或低洼地区的渍水。具有双向挡水的作用, 可引、挡外河水，也可排、挡内河水。

⑤挡潮闸：建于入海河口，涨潮关闭以防海水倒灌；退潮开启泄水。具有双向挡水的特点。

⑥冲沙闸：建在进水闸一侧、拦河闸并排等，用于排除闸前或坝前淤积的泥沙，延长水库等的使用寿命。

⑵按结构形式分：开敞式、胸墙式、涵洞式等

6.2详述水闸的组成部分。

水闸由闸室、上游连接段、下游连接段3部分组成。其中闸室为水闸的主体，含闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等，闸门挡水及控流、闸墩分隔闸孔等、底板是基础并防渗、工作桥用于安装启闭机，交通桥用于过闸交通。上游连接段含两岸翼墙、两岸护坡、河床部分的铺盖及防冲墙、护底等，目的在于导流、防冲、防渗、护稳等。下游连接段含护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、两岸护坡等，目的在于消能、导流、调流、减速、防冲等。

6.3简述水闸设计的内容。

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

6.12海漫的作用是什么？

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。

6.17简述水闸地基处理的措施。

处理措施主要有8种：⑴预压加固；⑵换土垫层；⑶桩基础；⑷沉井基础；⑸振冲砂石柱；

⑹强夯法；⑺爆炸法；⑻高速旋喷法。

7.1岸边溢洪道的型式有哪儿类？哪一类应用最广？

⑴正槽式；⑵侧槽式；⑶竖井式；⑷虹吸式。其中正槽式应用最广泛。

7.2何为正槽溢洪道？其组成部分有哪些？

正槽溢洪道的溢流堰轴线和泄槽轴线正交，过堰流向与泄槽走向一致。由⑴进水段；⑵ 控制段；⑶泄槽；⑷消能段；⑸尾水渠等五部分组成。

7.4简述正槽溢洪道控制段的组成部分及溢流堰的形式，最常用何种堰熨？

控制段的组成：⑴溢流堰：关键部位，控制了溢洪道的过水能力；⑵两侧连接建筑。

溢流堰的形式：⑴按横断面形状及尺寸分为薄壁堰、宽顶堰、实用堰；⑵按平面布置的轮廓形状分为直线堰、折线堰、曲线堰、环形堰；⑶按堰轴线与来水方向相对关系分为正交堰、斜堰、侧堰。最常用的堰型是宽顶堰和实用堰。

8.1详述水工隧洞的类型和功能。

主要类型：

(1) 按功能分：泄洪、引水输水、灌溉供水、放空排沙、施工导流等隧洞。

(2) 按流态分：有压隧洞、无压隧洞。

(3) 按衬砌方式分：不衬砌隧洞，喷锚、混凝土衬砌或钢筋混凝土衬砌隧洞等。

(4) 按流速大小分：高速隧洞(>16m/s)，低速隧洞(<16m/s)o

主要功能：

(1) 泄洪：配合溢洪道宣泄洪水，有时也作为主要泄洪建筑物。

(2) 引水：引水发电、灌溉等，为供水和航运等输水。

(3) 排沙：排放水库泥沙，延长水库使用寿命，有利于电站等的正常运行。

(4) 放空水库：用于人防和检修水工建筑物。

(5) 施工导流：用于水利枢纽施工期导流。

8.2简述水工隧洞的水力特点。

一般表现为深泄水孔。具体为①泄水能力与水头的坨成正比，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。

8.3简述水工隧洞的组成及其各部分的作用。

⑴进口段：用以控制水流，含拦污栅、进水喇叭口、闸门室、渐变段；

⑵洞身段：用以输送水流；

⑶出口段：用以连接消能设施，无压隧洞仅设门框，有压隧洞含渐变段和工作闸门室。8.4水工隧洞的洞线为何力求短直？

洞线在平面上应力求短直，目的在于可减少工程量、方便施工、减少水头损失。

8.5有压隧洞和无压隧洞工作闸门布置位置有何不同？

无压洞常布置在进口，有压洞常布置在出口。

8.6泄洪洞与导流洞合一布置常采用什么形式？泄洪洞与发电洞合一布置的形式有哪几种泄洪洞

与导流洞合一布置常采用“龙抬头”式。

泄洪洞与发电洞合一布置的形式有：①主洞（干洞）泄洪、支洞（岔洞）发电；②支洞（岔洞）泄洪、主洞（干洞）发电。

8.7详述水工隧洞的进水口形式及其优缺点。

进水口形式主要有①竖井式；②塔式：③岸塔式；④斜坡式。

竖井式在进口附近开挖竖井，井底设闸门，井顶设启闭设备及操纵室；其优点是结构简单，不受风浪和冰的影响，抗震和稳定性好，地形条件适宜时，工程量较小；缺点是竖井开挖较困难，竖井前的洞段检修不便；适用条件是地质条件好，地形适宜。

塔式独立于隧洞首部而不依靠岩坡的封闭式塔或框架式塔，塔底设闸门，操纵室多设在塔顶，水平截面多为矩形；其优点是对取水用的封闭塔，可在不同高程设置取水口，取用上层温度较高的清水；缺点是受风浪、地震、冰的影响大，稳定性相对较差，需工作桥与库岸相连；适用于岸坡岩石较差，岸坡低缓，覆盖层较厚的情况。

岸塔式是靠在开挖后洞脸岩坡上直立或倾斜的进水塔;其优点是稳定性比塔式好,施工、安装比较方便，无须接岸桥梁；缺点是受风浪、冰、地震有一定彩响；适用于岸坡较陡、岩石比较坚固稳定的情况。

斜坡式是在较为完整的岩坡上进行平整开挖、护砌而成的一种进水口，闸门和拦污栅的轨道直接安装在斜坡护砌上；其优点是结构简单，施工、安装方便，稳定性好，工程量小；缺点是因闸槽倾斜，闸门面积加大，关门时不易靠自重下降；适用于岩坡完整，地形适宜，斜坡的护砌上可直接安装轨道的情况。

8.8简述水工隧洞进水口的组成部分和要求。

组成部分：①进水喇叭口；②闸门室；③通气孔；④平压管；⑤渐变段。

要求：①体形与孔口水流的形态相适应，使水流平顺通过，不致脱壁；②避免产生不利的负压和空蚀破坏；③减少局部水头损失，以提高泄流能力。

8.9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釆用圆形？

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。

8.10简述有压隧洞和无压隧洞水力计算的内容和方法。

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；②洞内水而线；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。8.11简述隧洞衬砌的功用和类型。

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，整个洞身均釆用一种措施衬砌；③组合式衬砌，内层和外层，顶拱和边墙等釆用磴或钢筋碇、钢板、钢筋网喷浆等不同方法衬砌。

8.12简述衬砌灌浆的类型、目的和先后。

衬砌灌浆的类型：①回填灌浆；②固结灌浆。

冋填灌浆的目的是为了充填衬砌与围岩之间的空隙，使之紧密结合，共同工作，改善传力条件和减少渗漏；固结灌浆的目的是加固圉岩，提高围岩整体性，减小圉岩压力，保证岩石的弹性抗力，减小渗漏。

固结灌浆在冋填灌浆7?14天后进行，并与冋填灌浆孔错开布置。

8.13水工隧洞的主要消能方式有哪几种？应用情况如何？

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，适用于洞内流速很髙，可防止空蚀和泥沙磨损。

8.14岩体初始应力主要由哪两部分组成？哪部分岩体属围岩？

岩体初始应力主要由自重应力和构造应力组成。

洞室开挖后产生应力重分布的这部分岩体叫围岩

8.15简述隧洞衬砌计算的方法和荷载，围岩压力有哪几种计算方法？

隧洞衬砌计算的主要方法：一类是将围岩与衬砌分开，按文克尔假定考虑圉岩的弹性抗力，衬砌上承受各项有关荷载，然后按超静定结构解算衬砌内力；二类是将围岩与衬砌视为整体，主要是有限元法。

隧洞衬砌计算的主要荷载：①围岩压力（山岩压力）；②内水压力；③外水压力；④衬砌自重；⑤灌浆压力；⑥温度荷载；⑦地震力。

③围岩压力的计算方法：①塌落拱法（松散介质理论）；②围岩压力系数法；③弹塑性理论法。

&16何为围岩的弹性抗力？有压隧洞内水压力含哪两部分？

围岩的弹性抗力：当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，将受到围岩的抵抗，这个被动的抵抗力叫围岩的弹性抗力。

有压隧洞屮的内水压力含均匀内水压力和非均匀无水头满水压力两部分。

8.17有压隧洞衬砌为何要分段计算及设计？

因为：隧洞沿线的地质条件及计算参数常变化，内、外水压力同样也有变化，要使衬砌安全和经济，应根据变化情况将隧洞沿轴线分成若干段落，分段进行设计。

8.18简述喷锚支护的定义和类型。

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。