水工复习资料2

一、填空题

1.水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有挡水和泄水的作用，用以调节水

位、控制流量，以满足水利事业的各种要求。

2. 水闸按所承担的任务分为节制闸、进水闸、分洪闸、挡水闸和挡潮闸。

3.水闸由上游连接段闸室段和下游连接段组成。

4.水闸下游易出现的不利流态有波状水跃和折冲水流。

5.消能设计的控制条件一般是上游水位高，闸门部分开启和单宽流量大。

6.水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗措施，在低水位侧设置排水设施。

7.改进阻力系数法把复杂的地下轮廓简化成三种典型流段，进出口段及内部垂直段和水平段。

8.闸底板上、下游端一般设有齿墙，因为有利于抗滑稳定，并可延长渗径。

9.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流平顺、侧向收缩小和过流能力大的要求。

10.对于软弱粘性土和淤泥质土，应采用换土垫层地基处理方法。

1．河岸溢洪道的主要类型有正槽式、侧槽式井式和虹吸式四种。

2．正槽溢洪道通常由引水渠、控制段、泄槽消能防冲设施、出水渠等部分组成。

3．侧槽溢洪道通常由控制段、侧槽、泄槽消能防冲设施、出水渠等部分组成。

4．非常溢洪道一般分为漫流式、自溃式爆破引溃式三种。

5．溢流堰的主要形式有宽顶堰、实用堰驼峰堰和折线形堰。

1.水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、__塔_式、岸塔式和_斜坡式。其中_____塔式______受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。

2.水工隧洞按水流状态可分为_有压隧洞_、__无压隧洞__两种形式，___无压隧洞

________更能适应地质条件较差的情况，但其__流态_______复杂，所以应避免平面转弯。

3.回填灌浆是填充_衬砌_与__围岩_____之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善__传力_____条件和减少__渗漏_____。

4.无压隧洞多采用圆拱直墙形断面。

5.有压隧洞常采用圆形断面。

6.水工隧洞的纵坡的确定，主要涉及到泄流能力、压力分布、过水断面大小、工程量等，有压隧洞的纵坡由进出口高程确定，无压隧洞的纵坡由___水力计算_确定。

7.有压隧洞的工作闸门通常布置在隧洞的出口，工作闸门要求常在动水

中启闭，检修闸门常在静水中启闭。

8.水工隧洞按用途可分为泄洪洞、引水洞、排沙洞、放空洞、导流洞口等。

9.水工隧洞出口消能方式有挑流消能、底流消能、洞内旋流消能、洞中突扩消能。

地下轮廓线：不透水的铺盖，板桩及底板与地基的接触线，即是闸基渗流的第一根线

弹性地基梁法：把底板和地基看作弹性体，底板变形和地基沉降协调一致，垂直水流方向

D 0.5的砂地基反力不成均匀分布，据此计算地基反力和底板内力，此法适用于相对密度r

土地基和粘性土地基，考虑了地板变形和地基沉降相协,又计入边荷载的影响，比较合理。倒置梁法：是假定地基反力沿闸室纵向呈直线分布，垂直水流方向均匀分布，它是把闸墩作为地板的支座，在地基反力和其它荷载作用下按倒置连续梁计算底板内力。缺点是没有考虑底板与地基变形协调条件。

波状水跃：急流弗劳德数较小，水面跃起呈波状向缓流过渡，未能形成表面旋滚的水跃

折冲水流：水流过闸后不能均匀扩散，将使主流集中，蜿蜒蛇行，左冲右撞，形成折冲水流。水闸防渗长度:水闸的地下轮廓线的长度

非常溢洪道：用于宣泄超过设计标准的洪水，以保证大坝安全的泄洪建筑物或临时设施

有压隧洞：指洞内充满水，没有自由水面，整个断面都受水压力的隧洞。

弹性抗力：当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，会受到围岩的抵抗，这个抵抗力称之为弹性抗力

围岩压力：隧洞在岩体中开挖衬砌后，围岩的变形，滑移乃至坍塌趋势受到衬砌扼阻，此时围岩作用于衬砌的力称为围岩压力。

无压隧洞：指隧洞横断面不完全充水，存在有自由水面，洞顶不受水压作用的隧洞

水闸有哪些工作特点？设计水闸时应解决哪些主要问题？

工作特点：1，闸室在自重及外荷作用下，地基可能产生较大的沉降或沉降差。

2，对水闸下游冲刷。水闸下游常出现的波状水跃和折冲水流，将会进一步加剧对河床和两岸的陶刷。3，在闸后易出现翻砂冒水的现象，严重时闸基和两岸会被淘空，

引起水闸沉降。

解决措施：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）效能防冲方面：必须采取有效的效能防冲措施，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对于粘性土地基和砂性土地基地下轮廓的布置有何不同？

答：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。

平面闸门与弧形闸门相比较各有何优缺点？

优点：弧形与平面比较，主要优点是启门力小，可以封闭相当大面积的孔口，无影响水流态的门槽，闸敦厚度较薄，机架桥的高度较低，埋件小

缺点：需要的闸墩较长，不能提出孔口以外进行检修维护，也不能在孔口之间互换，总水压力集中于支铰处，闸墩受力复杂

水闸有哪几种类型？

按结构分：开敞式，胸墙式，涵洞式。按任务分：节制闸，进水闸，排水闸，挡潮闸，冲沙闸，分洪闸

水闸主要由哪几部分组成？各组成部分的作用分别是什么？

闸室，上游连接段和下游连接段。闸室是水闸的主体，包括闸门，闸墩，底板等。闸门用来挡水和控制流量。闸墩用以分隔闸孔和支撑闸门。底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲的作用。上游连接段包括翼墙和护坡及铺盖。用以引导水流平顺的进入闸室，保护两岸及河床免受冲刷，并与闸室共同构成防渗地下轮廓。下游连接段用以消除过闸水流的剩余能量，引导出闸水流均匀扩散，调整流速分布和减缓流速。

波状水跃和折冲水流产生的原因是什么？如何防止？

水闸上下游水位差较小时，相应Fr较低；拦河闸通常只占河床一部分，水流过闸时先收缩后扩散，布置不当，出闸水流不均匀扩散。防止：对于平底板水闸可在消力池斜坡的顶部上游预留一段0.5-1.0m宽的平台，其上布置一道小栏，使水流越坎入池，使成底流式水跃，水闸底板采用低实用土堰型。

改进阻力系数法计算闸基渗流的基本原理是什么？

衡量闸室稳定性有哪几个指标？如何进行闸室稳定验算？若稳定不满足要求，可采取哪些工程措施提高其稳定性？闸室上下游端地基反力比值n= ，沿土基面抗滑稳定安全系数Kc。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

闸室底板的结构计算方法有哪几种？

弹性地基梁法，反力直线分布法，倒置梁法

水闸两岸连接建筑物的作用是什么？连接建筑的型式有哪些？

作用：①挡住两侧填土，维持土坝及两岸的稳定②闸泄水或引水时，上游翼墙用于引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，减小冲刷③保持两岸或土坝边坡不受出闸水流

的冲刷④控制通过闸身两侧的渗流，防止与其相连的岸坡或土坝产生渗透变形⑤在软弱地基上设独立岸墙时，可以减少地基沉降对闸身的影响。形式：边墩和岸墙；翼墙；刺墙。水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？它们各自的优缺点是什么？各适用于什么情况？

竖井式优点：结构简单，不受风波和冰的影响，稳定性好；缺点：开挖困难，检修不便。适用于地质条件较好，岩体比较完整的情况。

塔式优点：框架式结构，材料用量少。缺点：易受风浪和冰，地震影响，稳定性较差。适用于岸坡岩石较差，覆盖层较薄。

岸塔式：较塔式稳定性好，对岩坡有支撑作用，施工安装方便。适用于岸坡较陡，岩体比较坚固的情况。

斜坡式：结构简单，施工安装方便，稳定性好，工程量小。缺点：进口不抬高，闸门面积加大，不易靠自重下落。适用于较完整的岩坡。

水工隧洞有哪些功能与用途？

1，配合溢洪道宣泄洪水，有时也可作为主要泄水建筑物之用。2，引水发电，或为灌溉，供水，航运和生态输水。3，排放水库泥沙，延长水库使用年限，有利于水电站等的正常运行。4，放空水库，用于人防或检修建筑物。5，在水利枢纽施工期用来导流。

水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？

作用：1，限制围岩变形，保证围岩稳定；2，承受围岩压力，内水压力等荷载3，防止渗漏4，保护岩石免受水流，空气，温度等的冲蚀破坏作用，5，减小表面糙率

类型：1平整衬砌，2单层衬砌3，组合式衬砌

有压隧洞的工作特点有哪些？

地质条件要好，满流（不能发生明，满流交替出现）2m的压力余幅

无压隧洞的工作特点有哪些？

可能发生明流冲击波，留有一定净空余幅，自掺气（供气以维持稳定流态，施工导流区允许临时出现满流）

隧洞选线时应注意哪些问题？

1，隧洞的线路应尽量避开不利的地址构造，围岩可能不稳定及地下水位高等地段，以减小作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。2，洞线在平面上应力求短直，这样既可以减少工程费用，方便施工，且有良好的水流条件。3，隧洞应有一定的埋藏深度，包括洞顶覆盖厚度和傍山隧洞靠边坡一侧的岩体厚度。4，隧洞的纵坡，应根据运用要求，上下游衔接，施工和检修等因素综合分析比较后确定。5，对于长隧洞，选择洞线时还应注意利用地形，地质条件，布置一些施工支洞，斜井以便增加工作面，有利于改善施工条件，增加施工进度。泄水隧洞进口段设置的通气孔、平压管各有何用途？

通气孔：1，工作闸门在各级开度情况下承担补气任务，补气可以降低门后负压，稳定流态，避免建筑物发生震动和空蚀，减小作用在闸门上的下拖力和附加水压力；2，检修时，在下放检修门之后放空洞内水流过程中用以补气；3，检修完成后，此时，通气孔用以排气。平压管：检修完成后打开平压管阀门给检修闸门和工作闸门之间通水，使检修闸门在静水中开启。

为什么有压隧洞一般采用圆形断面？而无压隧洞多采用城门洞形断面？

水流条件和受力条件都较为有利。顶部，圆拱适于承受铅直围岩压力，且便于开挖与衬砌。