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2020一级建造师《水利水电工程》考点预习汇总【八】
考点：工程地质与水文地质条件及分析
一、地质构造及地震
按构造形态分为：倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。
二、边坡的工程地质条件分析【重要】
1.边坡变形破坏的类型和特征
常见类型：松弛张裂、蠕变、崩塌、滑坡;
过渡类型：塌滑、错落、倾倒;
泥石流也是一种边坡破坏的类型。滑坡是分布最广、危害最大的一种。
2.影响边坡稳定的因素
(1)地形地貌条件的影响;
(2)岩土类型和性质的影响;
(3)地质构造和岩体结构的影响;
(4)水的影响;
(5)其他因素：风化因素、人工挖掘、振动、地震等。
三、土质基坑工程地质问题分析【必会】
1.土质基坑工程地质问题：边坡稳定和基坑降排水。
2.防止边坡失稳的措施：设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等(14年案例)。
3.基坑降排水目的：
(1)增加边坡的稳定性;
(2)对于细砂和粉砂土层的边坡，防止流砂和管涌的发生;
(3)对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止基坑底部隆起;
(4)保持基坑土体干燥，方便施工。
4.基坑开挖的降排水途径：明排法和人工降水。人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。
1)明排法适用：(15年考点)
(1)不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层;
(2)基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。
2)轻型井点降水适用：黏土、粉质黏土、粉土的地层;
(2)基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象;
(3)地下水位埋藏小于6.0m，宜用单级真空点井;当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井;场地条件允许宜用多级点井。
3)管井降水适用条件：(13、15年考点)
(1)第四系含水层厚度大于5.0m;
(2)含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。
【例题·多选】管井井点降水的适用条件( )。
A.黏土、粉质黏土、粉土的地层
B.含水层渗透系数K宜大于1.0m/d
C.基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象
D.第四系含水层厚度大于5.0m
E.基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m
【答案】BD
【解析】管井降水适用条件：第四系含水层厚度大于5.0m;含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。
2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【二】
考点：水利水电工程等级划分及工程特征水位
一、水利水电工程等别划分【必会】
水利水电工程根据其工程规模、效益和在经济社会中的重要性，划分为五等。(16、17年案例，水库)
水利水电工程分等指标 【18年修改】 表1F411021-1
工程等别 | 工程规模 | 水库总库容/108m³ | 防洪 | 治涝 | 灌溉 | 供水 | 发电 | |||
保护人口/104人 | 保护农田面积/104亩 | 保护区当量经济规模/104人 | 治涝面积（104亩） | 灌溉面积（104亩） | 供水对象重要性 | 年引水量/108m³ | 装机容量/MW | |||
Ⅰ | 大（1）型 | ≥10 | ≥150 | ≥500 | ≥300 | ≥200 | ≥150 | 特别重要 | ≥10 | ≥1200 |
Ⅱ | 大（2）型 | ＜10，≥1.0 | ＜150，≥50 | ＜500，≥100 | ＜300，≥100 | ＜200，≥60 | ＜150，≥50 | 重要 | ＜10，≥3 | ＜1200，≥300 |
Ⅲ | 中型 | ＜1.0，≥0.1 | ＜50，≥20 | ＜100，≥30 | ＜100，≥40 | ＜60，≥15 | ＜50，≥5 | 比较重要 | ＜3，≥1 | ＜300，≥50 |
Ⅳ | 小（1）型 | ＜0.1，≥0.01 | ＜20，≥5 | ＜30，≥5 | ＜40，≥10 | ＜15，≥3 | ＜5，≥0.5 | 一般 | ＜1，≥0.3 | ＜50，≥10 |
Ⅴ | 小（2）型 | ＜0.01，≥0.001 | ＜5 | ＜5 | ＜10 | ＜3 | ＜0.5 | ＜0.3 | ＜10 | |
注1：水库总库容指水库最高水位以下的静库容；治涝面积指设计治涝面积；灌溉面积指设计灌溉面积；年引水量指供水工程渠道设计年均引（取）水量。 注2：保护区当量经济规模指标仅限于城市保护区；防洪、供水中的多项指标满足1项即可。 注3：按供水对象的重要性确定工程等别时，该工程应为供水对象的主要水源。 | ||||||||||
【注意】对于综合利用的水利水电工程，等别应按其中的最高等别确定。
对拦河水闸、灌排泵站作为水利水电工程中的一个组成部分或单个建筑物时不再单独确定工程等别，作为独立项目立项建设时，其工程等别按照承担的工程任务、规模确定。(18年修改)
二、水工建筑物级别划分【必会】
1.永久性水工建筑物级别
1)水库及水电站工程的永久性水工建筑物级别
根据工程的等别或永久性水工建筑物的分级指标划分为五级。(18年修改)
永久性水工建筑物级别 表1F411021-2
工程等别 | 主要建筑物 | 次要建筑物 | 工程等别 | 主要建筑物 | 次要建筑物 |
Ⅰ | 1 | 3 | Ⅳ | 4 | 5 |
Ⅱ | 2 | 3 | Ⅴ | 5 | 5 |
Ⅲ | 3 | 4 |
|
|
|
水库大坝按上表规定为2级、3级的永久性水工建筑物，如坝高超过下表指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。
水库大坝等级指标 表1F411021-3
级别 | 坝 型 | 坝高(m) |
2 | 土石坝 混凝土坝、浆砌石坝 | 90 130 |
3 | 土石坝 混凝土坝、浆砌石坝 | 70 100 |
水库工程中最大高度超过200m的大坝建筑物，其级别应为1级，其设计标准应专门研究论证，并报上级主管部门审查批准。
2)拦河闸永久性水工建筑物级别(18年新增)
拦河闸永久性水工建筑物的级别，应根据其所属工程的等别按表1F411021-2确定。按表1F411021-2规定为2级、3级，其校核洪水过闸流量分别大于5000m³/s、1000m³/s时，其建筑物级别可提高一级，但洪水标准可不提高。
2.堤防工程级别(18年修改)
防洪工程中堤防永久性水工建筑物的级别应根据其保护对象的防洪标准按1F411021-4确定。当经批准的流域、区域防洪规划另有规定时，应按其规定执行。
堤防工程的级别 表1F411021-4
防洪标准(重现期，年) | ≥100 | <100，且≥50 | <50，且≥30 | <30，且≥20 | <20，且≥10 |
堤防工程级别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
分洪道(渠)、分洪与退洪控制闸永久性水工建筑物级别，应不低于所在堤防永久性水工建筑物级别。
【例题·单选】某堤防工程保护对象的防洪标准为30年一遇，该堤防工程的级别为( )级。
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】C
【解析】堤防工程的级别应根据确定的保护对象的防洪标准确定。由此可知该堤防工程的级别为3级。
3.临时性水工建筑物级别
1)临时性挡水和泄水建筑物的级别，根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模确定。(15、17年考点)
临时性水工建筑物级别 表1F411022-8
级别 | 保护对象 | 失事后果 | 使用年限 （年） | 临时性水工建筑物规模 | |
高度（m） | 库容（108m3） | ||||
3 | 有特殊要求的1级永久性水工建筑物 | 淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台（批）机组发电，推迟工程发挥效益，造成重大灾害和损失 | >3 | >50 | >1.0 |
4 | 1、2级永久性水工建筑物 | 淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响总工期及第一台（批）机组发电，推迟工程发挥效益，造成较大经济损失 | 3~1.5 | 50~15 | 1.0~0.1 |
5 | 3、4级永久性水工建筑物 | 淹没基坑、但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，对工程发挥效益影晌不大，经济损失较小 | <1.5 | <15 | <0.1 |
2)对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。
三、水利水电工程洪水标准
1.一般规定(18年修改)
(1)洪水标准是指为维护水工建筑物自身安全所需要防御的洪水大小，一般以某一频率或重现期洪水表示，分为设计洪水标准和校核洪水标准。
(2)永久性水工建筑物的洪水标准，应按山区、丘陵区和平原、滨海区两类分别确定。
(5)堤防、渠道上的闸、涵、泵站及其他建筑物的洪水标准，不应低于堤防、渠道的防洪标准，并应留有安全裕度。
2.水库及水电站工程永久性水工建筑物(18年新增)
1)挡水建筑物采用土石坝和混凝土坝混合坝型时，其洪水标准应采用土石坝的洪水标准。
2)当水库大坝施工高程超过临时性挡水建筑物顶部高程时，坝体施工期临时度讯的洪标准，应根据坝型及坝前拦洪库容，按表1F411021-8确定。根据失事后对下游的影响其洪水标准可适当提高或降低。
水库大坝施工期洪水标准[重现期(年)] 表1F411021-8
坝型 | 拦洪库容（#FormatImgID_0#） | |||
≥10 | <10，≥1.0 | <1.0，≥0.1 | <0.1 | |
土石坝 | ≥200 | 200~100 | 100~50 | 50~20 |
混凝土坝、浆砌石坝 | ≥100 | 100~50 | 50~20 | 20~10 |
3)水库工程导流泄水建筑物封堵期间，进口临时挡水设施的洪水标准应与相应时段的大坝施工期洪水标准一致。
3.拦河水闸工程永久性水工建筑物(18年新增)
拦河闸、挡潮闸挡水建筑物及其消能防冲建筑物设计洪(潮)水标准，应根据其建筑物级别按表1F411021-10确定。
4.临时性水工建筑物(11、15年考点)
临时性水工建筑物洪水标准[重现期(年)] 表1F411021-11
临时性建筑物类型 | 临时性水工建筑物级别 | ||
3 | 4 | 5 | |
土石结构 | 50~20 | 20~10 | 10~5 |
混凝土、浆砌石结构 | 20~10 | 10~5 | 5~3 |
对失事后果严重的，应考虑遇超标准洪水的应急措施。
四、水利水电工程抗震设防标准
根据水工建筑物重要性和工程场地基本烈度按表1F411022—14确定。(14年考点)
工程抗震设防类别表 表1F411022-14
工程抗震设防类别 | 建筑物级别 | 场地基本烈度 |
甲 | 1（壅水） | ≥6 |
乙 | 1（非壅水），2（壅水） | |
丙 | 2（非壅水），3 | ≥7 |
丁 | 4，5 |
设计烈度应按下列规定确定：
(1)一般采用基本烈度作为设计烈度。
(2)工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物，可根据其遭受强震影响的危害性，在基本烈度基础上提高l度作为设计烈度。
(3)基本烈度为6度或6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m³的大型工程，以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大(1)型工程，需要做专门的地震危害性分析。
2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【三】
考点：水利水电工程合理使用年限及耐久性
合理使用年限是指，水利水电工程及其水工建筑物建成投入运行后，在正常运行使用和规定的维修条件下，能按设计功能安全使用的最低要求年限。
耐久性是指，在设计确定的环境作用和规定的维修、使用条件下，建筑物在合理使用年限内保持其适用性和安全性的能力。
一、工程合理使用年限
水利水电工程合理使用年限，应根据工程类别和等别按表1F411022-1确定。对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目确定的合理使用年限不同时，其合理使用年限应按其中最高的年限确定。
水利水电工程合理使用年限(单位：年) 表1F411022-1
| 工程类别 | |||||
工程等别
| 水库 | 防洪 | 治涝 | 灌溉 | 供水 | 发电 |
I | 150 | 100 | 50 | 50 | 100 | 100 |
Ⅱ | 100 | 50 | 50 | 50 | 100 | 100 |
Ⅲ | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
Ⅳ | 50 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
V | 50 | 30 | 30 | 30 |
| 30 |
水利水电工程各类永久性水工建筑物的合理使用年限，应根据其所在工程的建筑物类别和级别按表1F411022-2的规定确定，且不应超过工程的合理使用年限。当永久性水工建筑物级别提高或降低时，其合理使用年限应不变。
水利水电工程各类永久性水工建筑物的合理使用年限(单位：年) 表1F411022-2
| 建筑物级别 | ||||
建筑物类别
| l | 2 | 3 | 4 | 5 |
水库壅水建筑物 | 150 | 100 | 50 | 50 | 50 |
水库泄洪建筑物 | 150 | 100 | 50 | 50 | 50 |
调（输）水建筑物 | 100 | 100 | 50 | 30 | 30 |
发电建筑物 | 100 | 100 | 50 | 30 | 30 |
防洪（潮）、供水水闸 | 100 | 100 | 50 | 30 | 30 |
供水泵站 | 100 | 100 | 50 | 30 | 30 |
堤防 | 100 | 50 | 50 | 30 | 20 |
灌排建筑物 | 50 | 50 | 50 | 30 | 20 |
灌溉渠道 | 50 | 50 | 50 | 30 | 20 |
注：水库壅水建筑物不包括定向爆破坝、橡胶坝。
l级、2级永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为50年，其他级别的永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为30年。
二、耐久性设计要求
水利水电工程及其水工建筑物耐久性设计应包括下列内容：
(1)明确工程及其水工建筑物的合理使用年限;
(2)确定建筑物所处的环境条件;
(3)提出有利于减轻环境影响的结构构造措施及材料的耐久性要求;
(4)明确钢筋的混凝土保护层厚度、混凝土裂缝控制等要求;
(5)提出结构的防冰冻、防腐蚀等措施;
(6)提出解决水库泥沙淤积的措施;
(7)提出耐久性所需的施工技术要求和施工质量验收要求;
(8)提出正常运用原则和管理过程中需要进行正常维修、检测的要求。
1.水工建筑物所处的侵蚀环境条件
水工建筑物所处的侵蚀环境条件可按表1F411022-3分为五个类别。
水工建筑物所处的侵蚀环境类别 表1F411022-3
环境类别 | 环境条件 |
一 | 室内正常环境 |
二 | 室内潮湿环境；露天环境；长期处于水下或地下的环境 |
三 | 淡水水位变化区；有轻度化学侵蚀性地下水的地下环境；海水水下区 |
四 | 海上大气区；轻度盐雾作用区；海水水位变化区；中度化学侵蚀性环境 |
五 | 使用除冰盐的环境；海水浪溅区；重度盐雾作用区；严重化学侵蚀性环境 |
2.混凝土保护层厚度的要求
钢筋的混凝土保护层厚度是指，从混凝土表面到钢筋(包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋)公称直径外边缘之间的最小距离;对后张法预应力筋，为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。混凝土保护层厚度设计值不应小于钢筋的公称直径，同时也不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍。
合理使用年限为50年的水工结构钢筋的混凝土保护层厚度不应小于表1F411022-4所列值。
混凝土保护层最小厚度(单位：mm) 表1F411022-4
|
| 环境类别 | ||||
项次
| 构件类别
| 一 | 二 | 三 | 四 | 五 |
1 | 板、墙 | 20 | 25 | 30 | 45 | 50 |
2 | 梁、柱、墩 | 30 | 35 | 45 | 55 | 60 |
3 | 截面厚度不小于2.5m的底板及墩墙 | -- | 40 | 50 | 60 | 65 |
3.混凝土抗冻等级的要求
合理使用年限为50年的水工建筑物结构和构件的混凝土抗冻等级应根据气候分区、冻融循环次数、表面局部小气候条件、水分饱和程度、结构构件重要性和检修条件等按表1F411022-5选定。
混凝土抗冻等级 表1F411022-5
项 | 气候分区 | 严寒 | 寒冷 | 温和 | ||
次 | 年冻融循环次数（次） | ≥100 | <100 | ≥100 | <100 |
|
1
| 结构重要、受冻严重且难于检修的部位：(1)水电站尾水部位、闸门槽二期混凝土、轨道基础； (2)坝厚小于混凝土最大冻深2倍的薄拱坝、不封闭支墩坝的外露面、面板堆石坝水位变化区及其以上部位的面板和趾座； (3)冬季通航或受电站尾水位影响的不通航船闸的水位变化区的构件、二期混凝土； (4)流速大于25m/s、过冰、多沙或多推移质 的溢流坝、深孔或其他输水部位的过水面及二期混凝土； (5)冬季有水的露天钢筋混凝土压力水管、渡槽、薄壁充水闸门井 |
F400
|
F300
|
F300
|
F200
|
Fl00
|
2
| 受冻严重但有检修条件的部位： (1)混凝土坝上游面冬季水位变化区： (2)水电站或船闸的尾水渠，引航道的挡墙、护坡； (3)流速小于25m／s的溢洪道、输水洞 （孔）、引水系统的过水面； (4)易积雪、结霜或饱和的路面、平台栏杆、挑檐、墙、板、梁、柱、墩、廊道或竖井的单薄墙壁 |
F300
|
F250
|
F200
|
F150
|
F50
|
3 | 受冻较重部位： (1)混凝土坝外露的阴面部位； (2)冬季有水或易长期积雪结冰的渠系建筑物 | F250 | F200 | F150 | F150 | F50 |
4 | 受冻较轻部位： (1)混凝土坝外露的阳面部位： (2)冬季无水干燥的渠系建筑物； (3)水下薄壁构件； (4)水下流速大于25m/s的过水面 | F200 | F150 | Fl00 | Fl00 | F50 |
5 | 表面不结冰和水下、土中、大体积内部的混凝土 | F50 |
|
|
|
|
4.有关材料要求
对于合理使用年限为50年的水工结构，配筋混凝土耐久性的基本要求宜符合表1F411022-6的要求。
配筋混凝土耐久性基本要求 表IF411022-6
环境类别
| 混凝土最低 强度等级 | 最小水泥用量 （kg/m³） | 最大水胶比
| 最大氯离子含量(%) | 最大碱含量 （kg/3m³） |
一 | C20 | 220 | O.60 | 1.O | 不限制 |
二 | C25 | 260 | 0.55 | 0.3 | 3.0 |
三 | C25 | 300 | O.50 | 0.2 | 3.0 |
四 | C30 | 340 | 0.45 | O.l | 2.5 |
五 | C35 | 360 | 0.40 | 0.06 | 2.5 |
注：1.钢丝、钢绞丝的预应力混凝土最低强度等级不宜小于C40;最小水泥用量不宜少于300kg/m³
5.水工混凝土上结构的水下部分，不宜采用碱活性骨料。
混凝土坝、碾压混凝土坝等大体积混凝土材料应满足下列要求：
(1)应采用合适的混凝土原材料，提高混凝土的密实性，改善混凝土性能。应优先选用中热硅酸盐水泥或发热量较低的硅酸盐水泥。
(2)混凝土水胶比根据混凝土分区或部位宜按表1F411022-7确定。碾压混凝土的水胶比应小于0.70。
大坝混凝土最大水胶比 表1F411022-7
| 大坝混凝土分区或部位 | ||||
气候分区
| 水上 | 水位变化区 | 水下 | 基础 | 抗冲 |
严寒和寒冷区 | 0.55 | 0.45 | 0.50 | O.50 | 0.45 |
温和区 | 0.60 | 0.50 | O.55 | 0.55 | 0.45 |
(3)基础混凝土强度等级不应低于C15，过流表面混凝土强度等级不应低于C30。碾压混凝土坝表层混凝土强度等级不应低于C18015，上游面防渗层混凝土强度等级不应低于 C18020且宜优先采用二级配碾压混凝土。
对可能发生碱骨料反应的混凝土，宜采用掺加活性掺合料作为抑制措施。掺合料的种类、掺量应通过抑制试验确定，宜采用大掺量矿物掺合料。
2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【四】
一、水工建筑物的分类
1.按功能分为以下类型：
(1)挡水建筑物：如各种坝和水闸以及抗御洪水，或沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
(2)泄水建筑物：如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
(3)输水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。
(4)取(进)水建筑物：如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
(5)渠系建筑物：如渠道上的节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸、跌水、陡坡等。
(6)河道整治建筑物：如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
(7)专门建筑物:用于发电、通航、过木、过鱼等单一目的的建筑物，如水电站、船闸、升船机、鱼道、鱼闸、过木道(机)、筏道等。
有些水工建筑物的作用并不是单一的。例如溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用;水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。
2. 按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物。
1)永久性建筑物
(1)主要建筑物：是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。例如：坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。
(2)次要建筑物：例如：失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。
2)临时性建筑物
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。
3. 一项水利工程往往有几个不同作用的水 工建筑物相互配合，协同运行，形成水工建筑物综合体，称之为水利工程枢纽，分为蓄水枢纽、取水枢纽(又称为引水枢纽、渠首工程)和提水枢纽等。
二、水工建筑物结构荷载
1.永久荷载：结构自重和永久设备自重、土压力、淤沙压力(有排沙设施时可列为偶然荷载)、地应力、围岩压力、预应力锚固荷载。
2.可变荷载：静水压力、外水压力、扬压力、动水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、浪压力、楼面活荷载、平台活荷载、桥机荷载、闸门启闭机荷载、温度荷载、灌浆荷载、土壤空隙水压力、系缆力、撞击力等。
3.偶然荷载：包括地震荷载、校核洪水位时的静水压力等。
三、水工建筑物的基本设计方法
(1)理论分析。
(2)试验研究。
(3)原型观测。
(4)工程类比。
四、水工建筑物结构设计的基本方法
1.单一安全系数法
2.分项系数极限状态设计法
水工混凝土结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
五、典型水工建筑物结构受力分析
1.重力坝
2.水闸
3.水工挡土墙
六、水工建筑物抗滑稳定分析
稳定分析采用整体宏观的半经验法。
重力坝失稳一般发生在坝底与基岩的接触面，通常校核重力坝沿坝基面的抗滑稳定。
七、水工建筑物应力分析
1.重力坝应力分析的方法可归纳为理论计算和模型试验两大类。
2.重力坝坝基面的最大垂直压应力应小于坝基容许压应力，最小垂直压应力应大于零;在地震情况下，坝基允许出现不大的拉应力。
八、水工建筑物渗流分析【重要】
主要内容：确定渗透压力;确定渗透坡降(或流速);确定渗流量。
对土石坝，还应确定浸润线的位置。(13、15考点)
十、水工建筑物抗震设计
水库的修建往往可以诱发地震。
地震荷载包括：地震惯性力、水平向地震动水压力和地震动土压力等。
基本烈度：指建筑物所在地区在今后一定时期内可能遭遇的最大地震烈度。
设计烈度：抗震设计中实际采用的烈度。对于重要建筑物的设计烈度可在基本烈度的基础上提高1度。
考点：水工建筑物结构受力状况及主要设计方法
2020一级建造师《水利水电工程》考点预习【五】
考点：水利水电工程建筑材料的应用
一、建筑材料的类型
1.无机材料
(1)无机非金属材料
1)无机胶凝材料
①气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，并保持或继续提高其强度，石灰、石膏与水玻璃等。只能用于地面上干燥环境的建筑物。
②水硬性胶凝材料：不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化，保持并继续提高其强度，水泥等。既可用于地上也可用于地下或水中的建筑物。
2)天然石料：按形成条件不同分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)、变质岩三大类;按颗粒大小分为土料、砂、石三类;按其开采加工程度的不同分为毛石、块石、粗料石、建筑板材等。
(2)金属材料
1)黑色金属材料：是指以铁元素为主要成分的金属及其合金材料，是钢和生铁的总称。
2)有色金属材料：是指黑色金属材料以外的金属及其合金材料。在水工建筑中常用的有色金属是铜和铜的合金及铝的合金。紫铜片是水工建筑中常用的止水材料。
2.有机材料
包括沥青材料、植物材料和合成高分子材料等三类。
(5)土工合成材料:土工合成材料产品的原料主要有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、
聚酰胺(PA)、高密度聚乙烯( HDPE)、发泡聚苯乙倍(EPS)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)和线形低密度聚乙烯(LLDPE)等。根据《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290- 2014规定， 土工合成材料包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特殊材料四大类。(18年修改)
二、建筑材料的应用条件
(一)筑坝用土石料
1.土坝(体)壳用土石料：常用于均质土坝的土料是砂质黏土和壤土，要求其应具有一定的抗渗性和强度，其渗透系数不宜大于1×10 -4cm/s;黏料含量一般为10%～30%。
2.防渗体用土石料：一般采用黏土、砂壤土、壤土、黏质土等材料。
3.排水设施和砌石护坡用石料：可采用块石，其饱和抗压强度不小于40～50MPa，岩石孔隙率不大于3%。也可采用碎石、卵石，不宜使用风化岩石。
(二)土工合成材料(18年修改)
土工合成材料在水利水电工程中的应用包括:
1.防渗工程。土工合成材料用于防渗工程时，主要材料选取应符合下列要求:
(1)一般情况下宜采用土工膜或复合土工膜;
(2)承受较高拉力时，宜采用加筋复合土工膜;
(3)地形复杂，土工膜焊接质量难以保证，要求隔渗层受损后易于自愈时，可采用土工合成材料膨润土防渗垫;
(4)道路工程可采用现场涂(喷)沥青的薄膜士工织物。
2.反滤、排水工程。工程中需要反滤功能时，可采用无纺土工织物，或兼顾其他需要采用有纺土工织物;工程中需要排水功能时，可采用无纺土工织物( 利用其平面排水) ;需要排水能力较大时，可采用复合排水材料和结构(排水沟、排水管、软式排水管、缠绕式排水管或塑料排水带等)。
3.防护工程。需要利用工程措施实现防冲、防浪、防冻、防震、固砂、险情抢护、防止盐溃化、防泥石流或需用轻质材料使结构减载等时，可选用相应的土工合成材料。
4.加筋土工程。士工合成材料可用作加筋材改善土体强度，提高土工结构物稳定性和地基承载力。用作加筋材的土工合成材料按不同结构需要可分为:土工格栅、土工织物、土工带和土工格室等。
(三)建筑石材
要求有较好的耐水性、抗冻性、耐久性。
1.火成岩：花岗岩，闪长岩，辉长岩，辉绿岩，玄武岩;
2.水成岩：石灰岩，砂岩;
3.变质岩：片麻岩，大理岩，石英岩。
(四)水泥
1.通用硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。
2.水泥的适用范围：【重要】
(2)有抗冻要求的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，并掺用引气剂或塑化剂，以提高混凝土的抗冻性。
(3)大体积建筑物内部的混凝土，应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
3.水泥检验的要求：水泥应有生产厂家的出厂质量证明书以及28d强度证明书;
4.有下列情况之一者，应复试并按复试结果使用：用于承重结构工程的水泥，无出厂证明者;存储超过3个月(快硬水泥超过l个月);对水泥的厂名、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性不明或对质量有怀疑者;进口水泥。【重要】
(五)水泥砂浆【重要】
1.流动性：常用沉入度表示。沉入度大的砂浆，流动性好。
2.保水性：保水性可用泌水率表示，工程上采用较多的是分层度这一指标。砂浆的分层度以1～2cm为宜。(15年考点)
(六)水泥混凝土【重要】
反映水泥混凝土质量的主要技术指标有：和易性、强度及耐久性。(14年考点)
1.和易性
包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。
2.混凝土的强度：
(1)抗压强度：根据抗压强度的大小将混凝土分为不同的强度等级。
(2)抗拉强度：一般约为相应抗压强度的10%左右。有抗裂要求的结构，需对抗拉强度提出要求。测定方法有劈裂抗拉试验法及轴心抗拉试验法。
3.混凝土的耐久性：包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。
(1)抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。抗渗等级分为：W2、W4、W6、W8、Wl0、Wl2等，即表示混凝土能抵抗0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压力而不渗水。
(2)抗冻性是指混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环作用而不严重降低强度(抗压强度下降不超过25%，质量损失不超过5%)的性能。抗冻等级分为：F50、F100、F150、F200、F250及F300等。
(七)建筑钢材
钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢筋及钢丝。
钢筋：热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋及热处理钢筋。
钢丝主要有不同规格的预应力混凝土用钢丝及钢绞线。
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