水工材料

水工材料（精选12篇）

水工材料 篇1

聚氨酯密封胶具有突出的耐油性、耐磨性、耐寒性和绝缘性,并且强度高、弹性好、恢复性高,对紫外和臭氧具有稳定性,是三大密封材料之一[1]。然而,由于现有传统的聚氨酯密封胶总体技术水平偏低,存在可靠性差、耐久性差等缺陷,故在水利等设计要求较高的领域应用较少,大部分只用于建筑和工业领域。本研究针对大坝、渠道、隧洞等水利工程,研制出一种综合性能优异、水工性能突出的聚氨酯密封止水材料,具有良好的抗渗、防腐性能,可提高水利等工程的安全性,并延长其使用寿命。

1 实验部分

1.1 主要原材料

聚醚二元醇(DDL2000):工业级,淄博德信联邦化学工业有限公司;聚醚三元醇(GEP-560S):工业级,中国石化上海高桥分公司;异氰酸酯(MDI-50、TDI):工业级,万华化学(烟台)销售有限公司;邻苯二甲酸二丁酯(DBP):工业级,济南林海化工有限公司;二邻氯二苯胺甲烷(MOCA):工业级,苏州明达化工有限公司;重质碳酸钙:工业级,乌鲁木齐米东区丰江超细粉体加工厂;表面改性剂(KNG):工业级,自制。

1.2 主要实验设备

数显恒温油浴槽:HH-S型,常州普天仪器制造有限公司;三辊研磨机:SM-65型,上海旭军机械设备有限公司;电子拉力试验机:DL-1000型,天津市港源试验仪器厂;自动调压混凝土渗透仪:HP-40型,北京耐尔得仪器设备有限公司。

1.3 实验设计

采用DDL2000、GEP-560S、增韧剂和异氰酸酯合成A料,以DDL2000、MOCA、增韧剂、重质碳酸钙等粉料分散研磨制成B料。选择异氰酸酯、增韧剂、填料、环氧树脂等对聚氨酯密封止水材料拉伸、抗渗和粘结等性能影响较大的因素作为试验因素,改变试验单因素合成样品,并对合成样品进行测试,最终制得一种综合性能优异、水工性能突出的聚氨酯密封止水材料。

1.4 合成工艺

将DDL2000、GEP-560S、增韧剂投入到三口圆底烧瓶中,在105℃下真空脱水1 h,在试验温度下,加入异氰酸酯,恒温到试验时间,降温即可得到A料。

将DDL2000、MOCA、增韧剂等投入分散罐内分散均匀,对重质碳酸钙进行表面改性处理,与其他粉料烘干、球磨后,加入到分散罐进行高速分散,并用三辊研磨机研磨2~3遍,即可得到B料。

1.5 力学性能测试

聚氨酯密封止水材料的性能按照GB/T 13477—2002《建筑密封材料试验方法》所述方法进行测试。

2 结果与分析

2.1 异氰酸酯对聚氨酯密封止水材料性能的影响

确定合成所需其他原料,分别采用TDI与MDI,在同样的工艺下制得A料,再与相同配方的B料反应制得聚氨酯密封止水材料,标记为样品1和样品2,并对其进行力学性能测试,结果见表1。

从表1可以看出,与样品1相比,样品2的拉伸强度与抗渗性能均有较大的提高。虽然MDI与TDI的内聚能、密度都较大,但MDI的分子结构对称性好,且结晶度高,故由MDI制得的聚氨酯密封止水材料的拉伸强度与抗渗性能相对较高[2]。

2.2 增韧剂对聚氨酯密封止水材料性能的影响

在样品2的基础上,分别掺加氯化石蜡与邻苯二甲酸二丁酯,在同样的工艺下制得A料,再与相同配方的B料反应制得聚氨酯密封止水材料,标记为样品3和样品4,并对其进行力学性能测试,结果见表2。

从表2可以看出,与样品3相比,样品4的断裂伸长率有明显的提高,拉伸强度与粘结强度也略有提升。因为邻苯二甲酸二丁酯的稳定性、增韧性及粘结性均优于氯化石蜡。

2.3 重质碳酸钙对聚氨酯密封止水材料性能的影响

在样品4的基础上,分别用未进行表面改性的重质碳酸钙和表面改性的重质碳酸钙等质量代换其他粉料,在同样的工艺下制得B料,再与相同配方的A料反应制得聚氨酯密封止水材料,标记为样品5和样品6,并对其进行力学性能测试,结果见表3。

从表3可以看出,与样品5相比,样品6的拉伸强度与抗渗性能有明显提高,其他性能变化不大,说明表面改性的重质碳酸钙对聚氨酯密封止水材料的拉伸强度和其他性能均有一定改善。原因是未处理的重质碳酸钙表面能较高,易团聚、分散性差,直接使用效果不好;经表面处理的重质碳酸钙,其与有机高聚物的相容性、界面结合力及分散性都得到了提高[3],从而制得的聚氨酯密封止水材料的拉伸强度与抗渗性能均得到了改善。

2.4 环氧树脂对聚氨酯密封止水材料性能的影响

在样品6的基础上,分别掺加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的环氧树脂,在同样的工艺下制得B料,再与相同配方的A料反应制得聚氨酯密封止水材料,标记为样品7、样品8、样品9、样品10和样品11,并对其进行力学性能测试,结果见表4。

从表4可以看出,随着环氧树脂掺量的增加,制得的聚氨酯密封止水材料的拉伸强度、粘结强度、抗渗性都得到了提高。当环氧树脂掺量为0.15%时,聚氨酯密封止水材料的抗渗性达到1.0 MPa、120 min,达到百米水头不渗水;继续增加环氧树脂的掺量,聚氨酯密封止水材料的抗渗性没有明显提升。当环氧树脂掺量为0.20%时,聚氨酯密封止水材料的粘结强度超过了拉伸强度,施工时基层无需涂刷界面剂;继续增加环氧树脂的掺量,聚氨酯密封止水材料的断裂伸长率明显降低。原因是环氧树脂的环氧基团易与高分子聚合物的多种基团发生反应,形成三维网状结构,且基团的极性较强,分子间作用力较大,故可以增加聚氨酯密封止水材料的物理性能[4]。试验表明,环氧树脂的适宜掺量为0.20%。

综上所述,配方中异氰酸酯采用MDI,增韧剂采用邻苯二甲酸二丁酯,重质碳酸钙经过表面改性,并且掺加0.20%的环氧树脂,制得了综合性能优异的聚氨酯密封止水材料,断裂伸长率可达602%,拉伸强度为1.12 MPa,粘结强度达1.24 MPa,抗渗性能可达1.0 MPa、120 min无渗漏。虽然目前水利行业对该类材料还没有相关的标准,但是实践经验表明,聚氨酯密封止水材料满足拉伸强度1.12 MPa、粘结强度1.24 MPa、抗渗性能1.0 MPa、120 min无渗漏(经推算可抵抗100 m水头)时,用于100 m水头以下的水利工程均是安全的。

3 施工与注意事项

本研究制备的聚氨酯密封止水材料的施工方法如下:1)将接缝中的杂物、浮灰清除干净;2)按比例(A料∶B料=1∶3,质量比)将双组分混合后充分搅拌,用嵌缝机或油灰刀嵌入接缝;3)将嵌入的聚氨酯密封止水材料压密实,不得有断头或空洞,嵌缝后应及时修整,使表面光滑、平整;4)施工完毕后,及时清洗各种工具。

聚氨酯密封止水材料施工过程中应注意如下事项:1)施工时应避开雨天,且保证施工面干燥;2)施工后24 h内接缝处不允许有位移;3)材料使用及保存时严禁混入醇类、胺类及水等,且严禁烟火。

4 应用

本研究制备的聚氨酯密封止水材料经中试生产后,已应用于新疆境内的20多个水利工程,如塔城白杨河水库面板伸缩缝工程、肯斯瓦特水库副坝伸缩缝处理工程、鄯善柯柯亚水库(二库)面板伸缩缝处理工程、哈密安乃沟面板伸缩缝嵌缝工程等,材料应用效果良好,得到了用户的一致好评。

参考文献

[1]李兵兵,王贵友,胡春圃.聚氨酯密封胶研究进展[J].粘接,2015(3):65-69,60.

[2]姚晓宁.SPU密封胶的制备及结构与力学性能关系的研究[D].北京:北京化工大学,2007.

[3]孙大朋.单组分聚氨酯/重质碳酸钙复合弹性体建筑密封胶的制备[D].长沙:湖南大学,2010.

[4]窦宝捷.环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2013.

水工材料 篇2

一、名词解释

材料的组成；孔隙率；胶凝材料；硅酸盐水泥；两磨一烧；凝结时间；混合材料；标准稠度用水量；水泥混凝土；颗粒级配；细度模数；饱和面干吸水率；混凝土拌和物和易性；坍落度；合理砂率；混凝土标准立方体抗压强度；F100；W6；混凝土强度保证率；混凝土外加剂；石油沥青；沥青混合料；沥青的粘滞性、塑性、耐热性；沸腾钢、镇静钢； Q235-A·F。

二、问答题

1、什么是工程材料？按材料的组成可分为哪几大类？

2、我国技术标准的分类及组成。

3、简述材料的孔隙率和孔隙特征与材料的密度、表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性及导热性等性质的关系？孔隙率和孔隙特征的变化对材料性能的影响？

4、简述影响材料强度测定结果的主要因素？

5、材料含水率与吸水率的关系？水对材料有哪些不良影响？

6、简述石灰的硬化过程。为什么说石灰是气硬性胶凝材料？

7、石灰“陈伏”的作用是什么？

8、硅酸盐水泥的主要矿物组成是什么？各自的主要特性如何？

9、水泥按用途可分为哪几类？通用水泥包括哪些水泥品种？

10、水泥水化热对混凝土工程有何危害？有哪些预防措施？

11、硅酸盐水泥标准规定的技术指标中，哪些指标不合格时为废品？哪些指标不合格时为不合格品？

12、掺有混合材料的硅酸盐水泥的主要特点有哪些？

13、普通混凝土组成材料及组成材料的作用如何？

14、普通混凝土的主要优、缺点有哪些？

15、混凝土和易性指标及测定方法？影响混凝土拌和物和易性的主要因素？

16、何谓混凝土标准立方体抗压强度？影响混凝土抗压强度的主要因素？

17、混凝土耐久性概念是什么？提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？

18、砂、石骨料质量要求包括哪些方面？

19、混凝土外加剂按作用可分为几类？混凝土掺用减水剂后产生哪些效果？ 20、混凝土配合比设计三参数及其确定原则是什么？

21、混凝土配合比设计步骤及方法是什么？

22、砂浆和易性评定指标及各指标表示方法？

23、砂浆抗压强度的影响因素有哪些？

24、何谓石油沥青？主要技术性质各用什么指标表示？

25、石油沥青的牌号用何指标划分？牌号高(低)与主要技术性质的关系如何？

26、水工沥青混凝土稳定性用何指标评定？水工沥青混凝土设计参数是什么？

27、水工沥青混凝土的主要技术性质及含意是什么？

28、建筑钢材有哪些主要优缺点？建筑钢材的工艺性能各包含哪些内容？

29、低合金高强度结构钢的主要优点有哪些？

30、建筑钢材牌号含义以及牌号高低与主要技术性质的关系？

三、作业

〔所布置的作业内容，包括名词解释、问答题、计算题等〕。

说明：

1、名词解释、问答复习题含填空、是非判断、选择等内容。

2、计算题含：含水率及吸水率；水泥抗折抗压强度及等级评定；砂细度模数计算及粗细程度评定；f～c/w公式计算及应用；混凝土抗压强度计算；混凝土配合比设计计算及配合比表示方法；掺减水剂混凝土配合比设计(节约水泥、提高强度)。建筑材料综合复习题及答案

一、名词解释

1、材料吸水率

是指在规定试验条件下，材料试件吸水饱和的最大吸水质量占其烘干质量的百分率。

2、堆积密度

是指集料装填于容器中包括集料空隙（颗粒之间的）和孔隙（颗粒内部的）在内的单位体积的质量。

3、表观密度

是指材料单位表观体积（实体体积+闭口孔隙体积）的质量。

4、软化系数

是指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值。

5、水泥体积安定性

表征水泥硬化后体积变化均匀性的物理性能指标。

6、凝结时间

凝结时间是水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需的时间，分为初凝时间和终凝时间。

7、混凝土和易性

指在一定的施工条件下，便于各种施工操作并能获得质量均匀、密实的混凝土的一种综合性能。它包括流动性、粘聚性和保水性等三个方面的内容。

8、混凝土耐久性——指混凝土在所处的自然环境中及使用条件下经久耐用的性能，即混凝土对受到的各种物理和化学因素的破坏作用的抵抗能力。例如：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗风化性、抗碳化性，以及预防碱——骨料反应等，统称为混凝土的耐久性。

9、混凝土徐变

混凝土在恒载（长期载荷）作用下，不仅会产生瞬时的弹性变形和塑性变形，而且还会产生随时间而增长的变形，这种随时间而发展的变形称为徐变。

10、水泥净浆标准稠度

是采用稠度仪测定，以试杆沉入净浆，距底板距离为6mm土1mm时的水泥净浆。

11、镇静钢

一种脱氧完全的钢。它是除了在炼钢炉中加锰铁和硅铁脱氧外，还在盛钢桶中加铝进行补充脱氧而成。残留在钢中的氧极少，铸锭时钢水很平静，无沸腾现象，故名。

12、时效

钢材经冷加工后，随着时间的进展，钢的强度逐渐提高，而塑性和韧性相应降低的现象称为时效。

13、沥青老化

是指沥青在热、阳光、氧气和水分等因素作用下，化学组分发生了转化，使其塑性降低，稠度增大，逐渐脆硬，直至失去使用功能的过程。

14、闪点

是指沥青加热挥发出的可燃气体，与火焰接触初次发生一瞬即灭的火焰时的温度。是沥青安全指标。

15、稳定度 是指在规定试验条件下，采用马歇尔仪测定的沥青混合料试件达到最大破坏的极限荷载。

16、针入度

指沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样的深度。

17、木材纤维饱和点

木材干燥时，首先失去自由水，然后失去吸附水，当木材细胞壁中的吸附水达到饱和，而细胞腔内尚无自由水时的木材含水率称为木材纤维饱和点。它是木材物理力学性质是否随含水率变化而发生变化的转折点，其值一般取30％。

18、塑料老化

指在使用条件（阳光、氧、热等）作用下，塑料中聚合物（即树脂）的组成和结构发生变化，致使塑料性质恶化的现象。

19、吸声材料

是一种能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料。20、伸长率

是指钢材拉伸试验中，钢材试样的伸长量占原标距的百分率。

二、判断题

1、将某种含孔材料，分别置于不同温度的环境中，所测的密度值中，以干燥条件下的密度值最小。（×）

2、凡是含孔材料，其干燥表观密度均比其密度小。（√）

3、无论在任何条件下，木材平衡含水量（率）始终为一定值。（×）

4、加气混凝土砌块用于墙体，若增加墙厚，则加气混凝土的导热系数降低。（×）

5、通常硬化条件下，石灰的干燥收缩值大，这是它不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。（√）

6、石灰是气硬性胶凝材料，因此，以熟石灰粉配制的灰土和三合土均不能用于受潮工程中。（×）

7、抗硫酸盐水泥的矿物组成中，C3A含量一定比硅酸盐水泥的高。（×）

8、决定水泥石强度的主要因素是熟料矿物组成及含量、水泥的细度。而与加水量（即W/C）无关。（×）

9、含重碳酸盐多的湖水中，不能使用硅酸盐水泥。（×）

10、硅酸盐水泥制成的混凝土构件，若事先使其表面碳化，则可以用于流动软水中。（√）

11、水泥是水硬性胶凝材料，因此，可以在潮湿环境中储存。（×）

12、抗渗要求高的混凝土工程，可以选用普通硅酸盐水泥。（√）

13、严寒地区，受水位升降影响的混凝土工程，不能选用矿渣水泥。（√）

14、水泥石中的某些成分，能与含碱量高的骨料发生反应，称为碱骨料反应。（×）

15、当水泥浆稠度和用量及骨料不变时,过分地提高砂率，会使拌合物和易性降低。（√）

16、选用混凝土粗骨料时，应以满足施工要求的前提下，最大粒径愈大愈好。（×）

17、卵石混凝土，比同条件下拌制的碎石混凝土的流动性好，强度则低。（√）

18、常温沥青混合料可以用于高速公路表面层。（×）

19、分层度愈大，说明砂浆的流动性愈好。（×）20、沥青混合料主要技术性质为：高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性和施工和易性。（√）

21、道路石油沥青的标号是按针入度值划分的。（√）

22、屈强比大的钢材，使用中比较安全可靠，但其利用率低，因此，以屈强比愈大愈好为原则来选用钢材，是错误的。（×）

23、增加石油沥青中的油分含量，或者提高石油沥青的温度，都可以降低它的粘性，这两种方法在施工中都有应用。（√）

24、当木材的含水率大于纤维饱和点时，若含水率改变，不会造成木材的体积变形。（√）

25、我国现行国标规定，采用马歇尔稳定度试验来评价沥青混合料的高温稳定性。（√）

三、选择题

1、属于亲水材料的下列材料有：①④

①花岗石

②石蜡

③油

④混凝土

⑤沥青

2、与导热系数有关的因素有：①②③④⑤

①材料化学组成②显微结构

③孔隙率和孔隙特征 ④含水率

⑤导热温度

3、吸水率增大对材料基本性质的影响表现在：①②③④⑤

①强度下降

②体积膨胀

③导热性能增加 ④抗冻性下降

⑤表观密度增大

4、材料吸水率的影响因素有：①③④⑤

①材料的亲水性和疏水性

②密度

③孔隙率大小 ④表观密度

⑤孔隙特征

5、材料抗渗性的高低主要取决于下列因素：②③④

①密度

②闭口孔隙率

③亲疏水性 ④孔隙特征

⑤导热性

6、比热最大的材料是：④

①钢

②塑料

③木材

④水

⑤砂石

7、导致导热系数增加的因素有：②③⑤

①材料孔隙率增大

②材料含水率增加

③温度升高 ④材料含水率减小

⑤密实度增大

8、硅酸盐水泥宜优先使用于：①

①预应力混凝土

②大体积混凝土

③耐热混凝土

④受海水侵蚀的工程

9、硅酸盐水泥熟料矿物组成中对强度贡献最大的是：③

①C3A

②C4AF

③C3S

④石膏

10、硅酸盐水泥中单位质量放热量最大的矿物是：①

①C3A

②C4AF

③C3S

④石膏

11、硅酸盐水泥熟料中后期强度增长快的矿物是：③

①C3A

②C4AF

③C2S

④C3S

12、为了调节硅酸盐水泥的凝结时间，加入适量：②

①石灰

②石膏

③MgO

④粉煤灰

13、水泥属于：①④ ①水硬性胶凝材料

②气硬性胶凝材料 ③复合材料

④无机胶凝材料

14、浇筑大体积混凝土基础应选用：④

①硅酸盐水泥

②硅酸盐膨胀水泥 ③高铝水泥

④矿渣水泥

15、混凝土拌合物和易性是一项综合的性能，它包括的几种不可分割的性质是：①②③

①流动性

②粘聚性

③保水性

④耐久性

16、水泥浆在混凝土硬化前与硬化后对骨料起的作用是：②

①胶结

②润滑与胶结

③胶结与填充

④润滑和填充

17、砂浆流动性用②测定。

①坍落度

②沉入度

③分层度

④延度

18、设计混凝土配合比时，选择水灰比原则是按什么确定的？③

①混凝土强度要求

②大于最大水灰比 ③混凝土强度要求与耐久性共同确定的 ④小于最大水灰比

19、喷射混凝土必须加入的外加剂是：④

①早强剂

②减水剂

③引气剂

④速凝剂 20、对混凝土拌合物流动性大小起决定作用是：③

①C

②W/C ③W ④S+G

21、气候干燥的环境中，不宜使用①

①火山灰水泥

②矿渣水泥

③高铝水泥

④普通水泥

22、石灰陈伏是为了消除②的危害。

①欠火石灰

②过火石灰

③生石灰

④消石灰

四、问答题

1、为什么矿渣水泥的早期强度低，而后期强度却超过同强度等级的普通水泥？

答：矿渣水泥的水化首先是熟料矿物水化，然后生成的Ca(OH)2才与矿渣中的活性氧化硅和活性氧化铝发生二次反应。同时，由于矿渣水泥中含有粒化高炉矿渣，相应熟料特别是快硬早强的C3A和C3S的含量相对降低，所以早期强度较普通水泥低。但到硬化后期（28天以后），由于混合材料中的活动物质产生化学反应后强度增长很快，28天以后的强度发展将超过硅酸盐水泥。

2、现有下列工程和构件生产任务，试分别选用合理的水泥品种，并说明选用的理由。

1现浇楼板、梁、柱工程，冬季施工； 2采用蒸汽养护的预制构件； 3紧急军事抢修工程；

4大体积混凝土闸、坝工程； 5有硫酸盐腐蚀的地下工程； 6海港码头入海洋混凝土工程； 7高温车间及其它有耐热要求的混凝土工程（温度在200℃以下及温度在900℃以上的工程）；

8有抗冻要求的混凝土工程；

9处于干燥环境下施工的混凝土工程； 10修补旧建筑物的裂缝。

11水中，地下的建筑物（无侵蚀介质）。答：1选用普通水泥或硅酸盐水泥。因该工程属一般土建工程中钢筋混凝土结构,但受低温作用。

2可用矿渣水泥、水山灰水泥等。矿渣水泥产量最大，成本较低，宜于蒸汽养护；

3选用快硬水泥，因它凝结硬化快、早期强度增长率较快；

4宜用火山灰水泥，因该水泥适合于地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；

5采用火山灰水泥或粉煤灰水泥，因它们耐蚀性较强、抗渗性和耐水性高； 6选用粉煤灰水泥，因为该水泥抗硫酸盐腐蚀、干缩小、水化热低，正适用于海港及海洋工程；

7温度200℃以下的宜用矿渣水泥，900℃以上选用高铝水泥； 8采用普通水泥或硅酸盐水泥，因二者抗冻性均较好； 9宜用粉煤灰水泥，其干缩性小，抗裂性较高； 10选用膨胀水泥，它可用来补偿水泥石的干缩；

11可采用硅酸盐水泥及普通水泥，由于无侵蚀介质，故不考虑耐腐蚀性，该水泥可用于水中、地下的建筑物。

3、干缩变形，温度变形对混凝土有什么不利影响，影响干缩变形的因素有哪些？

答：干缩变形的危害：使混凝土表面出现较大的拉应力，引起表面干裂，使混凝土的抗碳化、抗渗、抗侵蚀等性能严重降低。

温度变形的危害：①对大体积混凝土，在硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土是热的不良导体，散热缓慢，使得混凝土内部温度较外部为高，产生较大的内外温差；②对纵长混凝土及钢筋混凝土结构物也应考虑其影响。影响干缩变形的因素有：①混凝土单位用水量；②水灰比；③水泥的品种及细度；④骨料的种类；⑤养护。

4、对用于混凝土的骨料有何要求？

答：要求有：①良好的颗粒级配，以尽量减小空隙率；②表面干净，以保证与水泥浆的更好粘结；③含有害杂质少，以保证混凝土的耐久性；④足够的强度和坚固性，以保证起到充分的骨架和传力作用。

5、为什么一般砌筑工程多采用水泥混合砂浆？

答：建筑工程中广泛应用的砌筑砂浆是水泥混合砂浆，原因如下：对整个砌体来说，砌体强度主要取决于砌筑材料（如砖、石）,砂浆则主要起传递荷载作用，而对砂浆强度要求不高，通常为M2.5～M10，由此导致所用水泥等级也相应较低。用较高等级的水泥配制砂浆时，可加入掺合料（如石灰膏、粘土膏等）来改善砂浆的保水性，降低水泥强度等级，节约成本。这种加入掺合料的砂浆即为水泥混合砂浆。

6、简述建筑塑料的特点

答：建筑塑料与传统建筑材料相比，具有很多优异的性质和一些缺点。优异的性质：①表观密度小，一般在0.96～2.20g/cm3之间，平均约为1.45g/cm3，与木材相近；②比强度高，其比强度接近或超过钢材，是一种优秀的轻质高强材料；③可塑性好，可以用多种加工工艺塑制成不同形状或特殊形状的、各种厚薄不等的产品，适应建筑上不同用途的需要；④耐腐蚀性好，塑料是化学稳定性良好、憎水性的物质，对弱酸弱碱的抵抗性强；⑤绝缘性好一般导热系数为0.024～0.8W/(m·K)。

缺点：①易老化；②弹性模量低，只有钢材的1/10～1/20；③对温度的影响敏感，一般不耐高温，部分塑料易着火或缓慢燃烧，在建筑物失火时易于蔓延，有毒气体令人窒息；④成本较高故目前尚不能广泛地应用于建筑上，随着石油工业的发展，其成本将会日益下降。

由于塑料的上述特点，故塑料是世界大力发展的三大建筑材料之一。

7、吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？

答：吸声材料和绝热材料在构造特征上都是多孔性材料，但二者的孔隙特征完全不同。绝热材料的孔隙特征是具有封闭的、互不连通的气孔，而吸声材料的孔隙特征则是具有开放的、互相连通的气孔。

泡沫玻璃虽然是一种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧成后含有大量封闭的气泡，且气孔互不连通，因而不能用作吸声材料。

8、影响木材强度的主要因素有哪些？

答：影响木材强度的主要因素有：

(1)含水率在纤维饱和点之内变化时，随含水率增加，木材的强度降低；当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不变。

(2)木材在长期荷载作用下会导致强度降低。(3)木材随环境温度升高强度会降低。

(4)木材的疵病致使木材的物理力学性质受到影响。

9、石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？

答：石油沥青的主要技术性质有：(1)粘滞性：又称粘结性。粘滞性应以绝对粘度表示，但为工程上检测方便，采用条件粘度表示。粘稠石油沥青的粘结性指标：用针入度表示；对液体石油：采用粘度表示。

(2)塑性：指在外力作用下沥青产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。石油沥青的塑性：用延度表示。

(3)温度敏感性：温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。

表征沥青温度敏感性的指标：软化点、针入度指数表示沥青高温性能指标。沥青的脆点反映沥青的低温变形能力指标。

(4)大气稳定性：石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性，也是沥青材料的耐久性。石油沥青的大气稳定性的评价指标：加热蒸发损失百分率、加热后针入度比、加热后残渣延度。

10、胶粘剂的主要组成有哪些？其作用如何？

答：胶粘剂的主要组成有合成树脂、固化剂或交联剂、填料及稀释剂等。合成树脂主要起粘结作用；固化剂或交联剂主要使线型分子结合或交联成为体型的热固性的树脂或网型的弹性体(即橡胶)；填料主要起减少收缩和热膨胀性及降低成本等作用；稀释剂为调节粘结剂的粘度，便于使用操作而加入的有机溶剂，以改善工艺性能，增加涂敷湿润性等。

五、计算题

1、已知一试验室配合比，其每立方米混凝土的用料量如下：

水泥332㎏，河砂652㎏，卵石1206㎏，水190㎏。如果测得工地上砂的含水率为3％，卵石的含水率为1％。若工地搅拌机容量为0.4ｍ3（出料），为施工的方便起见，每次投料以两包水泥（100㎏）为准，计算每次拌和混凝土的工地配合比。

解答：水：47.5kg，水泥：100kg，砂：202kg，卵石：367kg

2、某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30，施工要求混凝土拥落度为30～50mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5MPa。可供应以下原材料：

水泥：P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc=3.lOg/cm3，水泥的富余系数为1.08；

中砂：级配合格，砂子表观密度ρ0s=2.60g/cm3；

石子：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρ0g=2.65g/cm3。设计要求：

(1)混凝土计算配合比；

(2)若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 3%，石子含水率为1%，试计算混凝土施工配合比。解：(1)求混凝土计算配合比。1)确定混凝土配制强度fcu,o

fcu,o = fcu,k + 1.645σ= 30 + 1.645×5 = 38.2 MPa 2)确定水灰比(W/C)

fce =γc·fce,k = 1.08×42.5 = 45.9 MPa W/C =

∵框架结构混凝土梁处于干燥环境，查表得容许最大水灰比为0.65，∴可确定水灰比为 0.53。3)确定用水量 mW0

对于最大粒径为30mm的碎石混凝土,当所需拥落度为30～50mm时，查表得：lm3混凝土的用水量可选用185kg。4)计算水泥用量 mco

mco = mW0/(W/C)= 185/0.53 = 349 kg/m3 查表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260 kg/m3，取mco=349kg/m3。5)确定砂率βS

对于采用最大粒径为40mm的碎石，当水灰比为0.53时，查表得砂率值可选取32%～37%，取βS=35%。6)计算砂、石用量mSO、mgo 用体积法计算，得：mso= 641kg，mgo =l192kg。

7)该混凝土计算配合比为 水泥：砂：石子 = 1：1.84：3.42，W/C=0.53。(2)确定施工配合比

现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，则施工配合比为 水泥 mc = mco=349kg

砂 ms = mso(1+3%)= 641×(l+3%)=660kg 石子 mg = mgo(1+1%)=1192×(1+1%)=1204kg

水工材料 篇3

关键词：水工环；地质勘察；现状；突破；

前言：

水工环地质勘察工作作为集基础性、公益性、实用性于一身的地质基础工作，在国家资源安全、生态平衡、环境保护等方面均有着重要意义，但现阶段，我国的水工环地质勘察工作在开展的过程中还面临着战略规划体系与新形势难以匹配、缺少创新能力等一系列发展难题，因此，如何改善现阶段水工环地质勘察工作的现状，如何实现水工环地质勘察工作的新突破，值得相关的勘察人员与研究人员进一步深思。

一、水工环地质勘察工作现状及原因分析

（一）地质勘察工作战略规划体系与新形势难以匹配

随着我国能源与其它矿产资源供需矛盾的日益凸显，近几年来的地质矿产保障工程开始呈现出日益增多的态势。现阶段，水工环地质勘察工作的勘察队伍主要由地调局直属队伍和省级地质调査队伍组成，辅以适当规模的公益性地质调查队伍，但随着工作量的加大，很多地区的水工环地质勘察队伍开始出现超负荷运行的状况，现有的经济条件和人才供给难以保证其工作有效进行，工作效率受到严重影响。而另一方面，由于这类勘察队伍缺少有效的规划工作，容易为了追求业绩而片面追求开采数量，导致矿产资源的过量和无序开展现象较为严重，整个地质勘察工作的结果与解决矿产资源供需矛盾的初衷相违背。

（二）水工环地质勘察工作缺少优秀的创新能力

科技是第一生产力，随着以计算机、信息技术为代表的一系列科学技术的成熟，水工环的地质勘察工作将与理论创新和技术创新息息相关，但现阶段，我国的水工环地质勘察工作缺少优秀的创新能力却是其面临的重要问题，具体表现在下列两个方面。其一是水工环的地质调查勘查技术研发与技术应用有待创新，例如部分地区的勘察队伍在地质填图上仍采用纯人工填图技术，不仅工作效率偏低，而且还难以达到预期效果，实际上数字化填图技术、X荧光追踪填图技术已逐渐商用化，但很多水工环的勘察队伍却由于缺少创新意识而未能对这些新技术有效应用。其二是基础性的地质勘察理论研究有待创新，在研究方向上，现阶段重应用性研究项目，轻基础理论研究项目的现象也较为普遍，导致具有本土化的水工环地质勘察技术难以取得较大突破，仍然以引进外国先进的技术装备作为主要手段，难以实现自主创新。

（三）水工环地质勘察人才队伍体系建设不到位

2015年为“十二五”规划中的最后一年，在这五年中，中央对水工环地质勘察工作的投入已有了显著的增加，但就整个水工环地质勘察工作的人才队伍而言，仍然难以与国家对地质勘察工作的要求相匹配，具体表现在以下几个方面。其一是人才队伍规模过小且结构缺乏合理性，截止到2014年末，中国地质调查局及27个直属单位水工环地质勘察工作的事业编制人员仅为7773人，且基层一线地质勘察人才缺口极为庞大。在结构方面，地面物探、化探地质等使用高新科技的勘察队伍过少，在地质找矿方面难以实现新的突破，而即使是在建筑领域这类水文地质勘察应用较广的领域中，也容易出现勘察工作不到位的情况，从而引发基坑失稳甚至塌陷等安全事故。其二是人才队伍的综合能力有待提高，考虑到水工环地质勘察工作的专业性和艰苦性较强，很多地方的勘察队伍开始降低相关的录取要求，随着老一代的专家和学者这类骨干技术人员的退休，整个水工环地质勘察队伍的人才开始呈现出综合能力严重不足，专业人才断层严重，地质勘察服务的深度和力度不够等一系列弊端。

二、实现水工环地质勘察工作新突破的方法分析

（一）调整组织结构以适应新形势下的新要求

国外地质勘察组织结构的一大特点是细化发展中心及职能定位，如USGS在2013年前仅划分为中、西、东三部，随着美国经济的不断完善，每一地区又分别为划分为东南部、东北部等数个部分，并添加阿拉斯加和环太平区洋沿岸区域。因此，针对现阶段水工环地质勘察工作战略规划体系与新形势存在不适应的现状，我国应当尽快调整组织结构，以使得整个水工环地质勘查与新形势下的新要求相匹配。在职能定位方面，应当明确地调局直属队伍、省级地质调査队伍、公益性地质调查队伍所承担的职责，以使得相关工作能够有序进行；在财政拨款方面，应当实现不同队伍的财政梯度分配，以使得不同地区不同方向的地质勘查队伍能够最大化资金使用效率，取得更优秀的勘察效果；在发展目标的制定上，则应当兼顾国家需求和人民群众的需要，避免重蹈“先污染、后治理”的覆辙，实现水工环地质勘察工作与环境保护工作的协调可持续发展。

（二）加快科技创新工作以促进水工环地质勘察工作开展

针对水工环地质勘察工作缺少优秀的创新能力的现状，相关单位和政府应当进一步加快加快科技创新工作，以促进水工环地质勘察工作开展，实现水工环地质勘察工作新突破。在科技研发方面，应当在引进国外先进的施工设备的基础上加强相应的自主研发工作，并加强重点难点项口进行科技攻关，切实将科技转换为生产力。在技术应用方面，相关政府应当派遣优秀技术人才进行先进勘察技术的普及工作，将新技术与传统的水工环地质勘察方法有效结合，表现出科技创新的优势，例如基于钻孔雷达的动态勘察技术、基于数字摄像的成像技术等等，这些勘察技术往往具有采样密度较大、勘察成本较低、勘察效率较高等一系列优点，故相关的勘察人员在面临泥岩的风化程度勘察、湿陷系数勘察等难题时，可以将现有的勘查技术与这类科学技术结合使用，从而解决棘手问题，提升勘察效率。

（三）注重人才队伍建设以实现水工环地质勘察的可持续发展

人才队伍是任一行业持久发展的必要条件，水工环地质勘察工作同样如此。整个人才队伍的建设工作应当以战略高度所进行，相关的管理人员和政府应当从激发员工潜能、实现自我价值、内化组织目标等不同方面加强地质勘查人才队伍的建设，具体可从以下几个方面着手。其一是重视地质勘察人才的梯队建设工作，对于具有优秀能力和较强综合素质的中青年勘察人才，需要提升其各方面的待遇水平，从而吸引人才，留住人才。其二是激发人才内驱力，部分水工环地质勘察队伍由于艰苦性较强，其中的优秀人才缺少奋斗的动力，对此可采用灵活的雇用制度、签订单位协议、进行绩效管理等方式激发这些人才的工作热情，推动水工环地质勘察工作再上上新高。其三是加强队伍的管理力度，用制度管权，按制度办事，靠制度管人，从而加强人才队伍建设以实现水工环地质勘察的可持续发展。

三、结语

综上所述，水工环地质勘察工作作为地质基础建设中的核心环节，对国家资源安全、生态平衡、环境保护方面均有着极其直接的影响。现阶段随着国家资金投入数量的加大以及多种勘察技术的应用，整个水工环地质勘察工作的勘察效果已有了显著的提升，但总体而言，其面临的问题也较为多样化。因此，相关的勘察人员需要加大不足之处的重视程度，然后分别采取针对性的措施进行解决， 实现水工环地质勘察工作的新突破。

参考文献：

[1]陈梦可.水工环地质勘察过程中的问题浅析[J].工程管理.2012，4（20）：190-191.

[2]李康.浅谈水工环地质勘察工作存在的问题及对策[J].勘察技术理论探究.2013，9（11）：67-68.

水工材料 篇4

1 材料的特性

钢筋混凝土在施工的过程中, 因为钢筋容易受到氧化作用和碳化而产生锈蚀、破坏和盐酸侵蚀等现象, 从而导致了混凝土性能的恶化。这些现象和问题通过总结归纳, 我们可以分为两个部分, 即混凝土组成材料与侵蚀介质之间直接发生了化学反应, 造成了水工混凝土出现损伤, 其次为侵蚀介质或者腐蚀产物通过各种裂缝或者中介物质进入水工混凝土内部, 从而引发了材料体积变化和出现不良现象。这两种现象在水工混凝土中是同时存在并且彼此影响的一个系统流程, 通过两者之间的相互作用, 相互影响, 从而加剧了混凝土性能的恶化。因此在施工的过程中需要采用具有良好耐久性能的表面修护材料, 以此提高混凝土的密实性, 保证并提高混凝土的耐久性能。

2 新材料的选择

2.1 水泥基渗透结晶型防水材料

为了能够在维护施工的过程中有效的解决混凝土中存在的渗漏问题, 一般都是通过选择一种较为合理的防水性材料, 从而确保混凝土的施工质量和使用寿命。水泥基渗透结晶型防水材料是现阶段水工混凝土表面修护工作中选择的主要材料, 它是由水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝土本身固有的化学特性和多孔性, 以水为载体, 借助于渗透作用, 在混凝土微孔及毛细管中传输, 再次发生水化作用, 形成不溶性的结晶体并与混凝土结合成整体。

2.2 聚合物水泥砂浆类材料

聚合物改性水泥砂浆作为防渗、防腐、防冻材料已在水工混凝土建筑物修补工程中得到广泛应用。水泥砂浆或混凝土加入少量胶乳材料改性后, 其抗渗性、抗碳化和抗冻性显著增强。经过近20年的工程实践, 证明这是一种性能可靠、经济、施工方便的修补材料, 目前已列入有关设计规范和施工规程, 施工速度及施工质量也大大提高。施工方法有人工涂刷、喷涂及灰浆机湿喷。聚合物胶乳品种很多, 笔者推荐采用丙烯酸聚合物改性水泥砂浆, 因为它的机械性能和化学性能均优于其它乳胶。

2.3 新型灌浆材料

利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料 (PU/EP-IPN) 。该化灌材料综合了环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点, 水下混凝土灌浆试块的粘接抗拉强度达到1.05MPa。浆材粘度不高, 凝结时间可调, 是一种性能优良、适用性强、适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。具有高弹性及可在水下固化的弹性聚氨酯材料与甲凝材料相互改性, 利用交叉渗透交联工艺制备出PU/PMMA互穿聚合物网络弹性体灌浆材料, 浆液粘度不高, 可灌性良好, 可在水下固结及形成弹性体防渗。在不添加任何溶剂时该浆液初始粘度在280×10-3Pa·s以下, 浆液在水下与混凝土表面固结后的弹性体延伸率达150%以上时, 仍与混凝土表面粘结良好而不脱落。

3 新技术及工艺

3.1 水下修补材料及水下修补技术

“九五”期间结合水利部科技重点攻关项目研究, 现阶段, 水下修补施工的嵌缝材料GBW遇水膨胀止水条、水下快凝堵漏材料、PU/EP、IPN水下灌浆材料、水下伸缩缝弹性灌浆材料、水下弹性快速封堵材料等逐步出现在人们眼前。这些材料大多采用先进的高分子互穿网络技术, 根据水下修补施工的特点, 材料的固化时间可调。

水下不分散混凝土在众多工程中得到应用, 近年来先后研制出UWB、NNDC、NCD、CP、SCR等多种水下不分散剂, 可以配制出适用于水工薄层修补的水下不分散混凝土, 在多数水利工程中已成功应用。随着应用领域的不断扩大, 对这种材料的需求也会不断增长, 这就为工程施工技术的研究提供了平台。

3.2 水下检测技术

随着国家对大坝安全特别是大坝水下安全的重视, 原有的采用潜水员和水下电视相结合的检测方法及水下建筑检测技术, 已经不能满足大坝水下安全管理的要求。近些年已经逐步采用水下机器人与海量图像处理技术相结合的方法, 开发了“水下观测成像多媒体软件应用系统”, 实现了水工建筑物检测和管理的技术路线一体化。在这套系统中, 根据大坝的结构, 对水下情况、拍摄内容等因素, 制定了拍摄规程, 主要包括拍摄的方向, 拍摄距离, 摄影机焦距, 速度, 光照等内容。采用此种规范化的管理, 减少了重复拍摄, 提高拍摄速度, 降低了成本。并且拍摄的目标信息全面、规范, 方便了后期处理。这一系列为大坝以及水工建筑物的安全和信息管理提供了可视化的安全管理平台, 为数字化大坝的建立奠定了基础。

4 老化病害的预防

混凝土和钢筋混凝土建筑物的寿命应大于50年, 可是从现实情况来看, 许多水工混凝土建筑物过早出现各种各样的缺陷和病害, 甚至尚未建成, 就出现严重工程缺陷, 或者刚投入使用, 就不得不进行修补。如果考虑到这些现实情况, 未来工程设计、施工和使用三个阶段都必须重视水工混凝土建筑物老化病害的预防措施。今后应优先考虑采用新材料、新工艺、新技术维修带病运行的建筑物, 并不断地将更新的专门技术应用于新建筑。人们对混凝土材料的认识, 已从以往片面追求高强度逐渐转变为采用高性能混凝土, 这种转变的本身就是重大的变革。

结束语

水工习题 篇5

2．重力坝工作原理是在水压力及其它荷载的作用下,主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求.(√)3．输水建筑物用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌或为人防、检修而放空水库等,以保证坝和其他建筑物的安全.(×)4．拱坝的超载能力高是由于坝体厚度较薄、材料均匀性好.(×)

5、宽缝重力坝与空缝重力坝能够有效地降低扬压力.(√)6．当筑坝材料相同时,土坝上游坝坡通常比下游坝坡陡.(×)

7．棱体排水伸人坝体内部,能有效的降低浸润线,常用于下游水位较低或无水情况.(×)

8．在水闸闸室的渗流分析时,假定渗流沿地基轮廓的坡降相同,既水头损失按直线变化的方法称为直线法.(√

9．侧槽溢洪道的过堰水流与泄槽轴线方向一致.(×)

10．陡坡与跌水的布置组成类似,也包括进口、跌水墙、侧墙、消力池和出口等部分.(×)

11、固结灌浆是深层高压水泥灌浆,其主要目的是为了降低坝体的渗透压力.(×)

12、按定型设计水头确定的溢流面顶部曲线,当通过校核洪水位时不能出现负压.(√)

13、坝的基本剖面是三角形是因为考虑施工方便.(×)

14、坝基帷幕灌浆的作用之一是降低浮托力.(×)

15、设计洪水情况属于荷载的偶然组合.(Χ)

16、溢流坝上不设闸门时,其堰顶高程与正常蓄水位齐平.(√)

17、重力坝的剖面尺寸大,与地基接触面积大,材料的强度能充分发挥.(×)

二、1．用以改善河流的水流条件,调整水流对河床及河岸的作用,以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷.如:丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等,称为(A)建筑物.A．挡水B．泄水 C．整治D．输水

2.隧洞出口的消能型式有(A).A．挑流消能B.面流消能

C．底流消能D．自由跌流式消能

3．(A)将拱坝视为有一系列各自独立、互不影响的水平拱圈所组成.A．纯拱法B．拱梁法

 C．有限单元法D．拱冠梁法

4不透水的铺盖,板桩及底板与地基的接触线,即第一根流线,称为(A)A地下轮廓线

B防渗长度

C底板D翼墙

5．隧洞的工作闸门在(C)开启.A．静水中B．动水中闭

C．静水中启D．动水中

6．过堰水流与泄槽轴线垂直的岸边溢洪道,称为(C). A．竖井式溢洪道B．正槽式溢洪道

 C．侧槽式溢洪道D．虹吸式溢洪道

三、1．水利水电枢纽工程按其(ACD)为五等.A．规模B.作用

C．效益D.在国民经济中的重要性

2．重力坝按其结构型式分类,可分为(A、C、D)重力坝.A．宽缝B．碾压式

C．空腹D．实体 3．根据土石坝施工方法的不同,可将土石坝划分为以下几种(A、B、E).A．碾压式B．均质坝

C．分区坝D.抛填式堆石坝

E．定向爆破堆石坝

4.工程中常用的拱坝应力分析方法有(A、B、C).A．拱梁法B．拱冠梁法

C．纯拱法D．材料力学法

5、重力坝坝体分缝按缝的作用可分为(ABD)A、沉降缝 B、温度缝 C、横缝 D、水平缝

6．在混凝土建筑物和土石坝的接触面上有可能发生(BD)渗流破坏.A流土B接触流土

C管涌D接触冲刷

7．水闸中海漫的构造要求为(B、C、D).A．光滑性B．粗糙度

C．透水性D．柔性

8．节制闸的作用是(A、B).A．挡水B．泄水

C．发电D．分洪 9．正槽溢洪道的溢流堰可选用(B、C).A．薄壁堰B．宽顶堰

C．实用堰

10、下面关于坝体应力的几种说法正确的是(A)A、正常运用期,坝基面的最大铅直正应力应小于坝基容许压应力.B、正常运用期,坝基面的最大铅直正应力应大于坝基容许压应力.C、坝体内绝对不允许出现拉应力 D、以上说法都不对.11、重力坝按其结构型式分类,可分为(ABC)重力坝 A、宽缝 B、实体 C、空缝 D、碾压

12、关于重力坝下列说法正确的是(ABD)A、可在坝顶溢流和坝身设置泄水孔泄洪 B、受扬压力的影响较大 C、对地质条件的要求比土石坝低 D、施工期间可以利用坝体导流

13、关于扬压力,下列说法正确的是(BCD)A、只有在坝基面有扬压力作用 B、扬压力起到消减坝体自重的作用,对重力坝的稳定和应力不利 C、设防渗帷幕和排水幕,能降低坝基渗透压力 D、在坝基采用抽排降压措施,可降低坝基扬压力

14、为提高重力坝抗滑稳定性,下列可以采取的正确措施是(AC)A、在坝踵设置齿墙 B、选用容重较大的筑坝材料,加强振捣提高混凝土的密度

C、将坝基开挖成倾向上游的斜面 D、将上游坝面做成向上游的倾斜面或折坡面,且坡度越缓越好

15、溢流坝的消能型式有(ABC)A、挑流消能 B、面流消能 C、底流消能 D、自由跌流式消能

16、按挡水面板的形式支墩坝可分为:(ABC).A、平板坝 B、连拱坝 C、大头坝 D、浆砌石坝

17、溢流重力坝可能是(AB)建筑物 A、挡水 B、泄水 C、整治 D、取水

18、重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿(AC)抗滑稳定的安全性能.A、坝基面 B、坝体内的层面 C、地基深层软弱结构面 D、坝体下游面坡

19、重力坝在垂直坝轴线方向常设有永久伸缩缝是由于(CD)A、施工速度快 B、坝体应力小 C、适应温度变化 D、适应地基不均匀沉降 20、随着水深的不同,水库坝前有三种可能的波浪发生,即(ABD)A、深水波 B、浅水波 C、中水波 D、破碎波

四、1．组成水库枢纽的“三大件”包括挡水、泄水和引水三类建筑物.2．重力坝按其结构型式分类,可分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝三种.3．由概率极限状态设计时,对重力坝应分别按承载能力 极限状态和正常使用极限状态进行强度验算.4．拱坝的应力分析方法有:圆筒法、纯拱法拱梁分载法、有限单元法和模型试验法.5．土石坝中常见的坝体排水型式有:棱体排水、贴坡排水、褥垫排水、组合式排水等.6．根据土石坝施工方法的不同,可将土石坝划分为:碾压式、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水中填土坝和水力冲填坝等.8．非常溢洪道一般分漫流式、自溃式和爆破引溃式三种型式.9．渡槽一般由槽身、支承结构、基础、和进出口建筑物等组成.10．水利枢纽设计分为预可行性研究阶段、可行性研究阶段、招标设计阶段、施工详图设计阶段四个阶段.11、挑流消能一般适于基岩较坚固的中高溢流坝.12、地震烈度表示地震对建筑物的影响程度.烈度越大,表示对建筑物的破坏越大,抗震设计要求越高.13、溢流坝的溢流面由顶部的曲线段、中间的直线段、底部的反弧段组成.14、扬压力是由上下游水位差产生的渗透压力和下游水深产生的浮托力两部分组成,扬压力对重力坝的坝体稳定不利.15、重力坝的失稳型式有滑动,倾覆破坏.16、挑流鼻坎的型式有连续式,差动式.17、坝基的固结灌浆的目的是提高坝基的整体性,强度,降低其透水性.18、重力坝的泄水孔按其作用分为泄洪,发电,排沙,施工导流,灌浆孔和放水孔.19、重力坝的类型,按筑坝材料分类.有混凝土重力坝,浆砌石重力坝.20、非溢流坝的坝顶或防浪墙顶必须高出库水位,其高出水位的高度为△h=hl+hz+hC,其中hl表示波浪高度,hz表示波浪雍高,hC表示安全加高.因空气阻力比水的阻力小,所以波浪中心线高出静水面一定高度.21、重力坝的沿坝基面抗滑稳定分析是取单宽作为计算单元.计算公式有抗剪断公式,抗剪强度公式.它们之间的区别是是否考虑混凝土与基岩的凝聚力.22、溢流坝大孔口溢流式泄水是在闸墩上部设置胸墙,即可利用胸墙挡水,也可减少闸门高度和降低堰顶高程.23、地基处理的主要任务是防渗,提高基岩强度.24.工程中常用的均质土石坝坝坡稳定分析方法是圆弧滑动法。

25、在重力坝的底部沿坝轴线方向设置大尺寸的空腔,即为空腹重力坝.26、溢流坝属于挡水和泄水建筑物.27、开敞式溢洪道的泄流能力与水头H的3/2次方成正比.28、重力坝的坝体廊道的主要作用是灌浆和排水.29、采用以下帷幕灌浆措施主要用来降低重力坝坝基的扬压力.30、重力坝地基处理时,顺水流方向的开挖面不宜向下游倾斜.31、坝基帷幕灌浆的主要目的是降低坝基渗透压力.五．1．拱坝坝身泄水的方式有哪些?消能防冲的措施有哪些?

答:拱坝坝身泄水方式主要有自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔式等. 自由跌落式:适用于基岩良好,泄量不大,坝体较薄的双曲拱坝或小型拱坝. 鼻坎挑流式:适用于坝体较高,单宽流量较大的情况. 滑雪道式:适用于泄洪量大、坝体较薄的拱坝枢纽中. 坝身泄水孔式:适用于坝体较高的双曲薄拱坝.3．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.其作用是:

(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;

探究水工技术发展与展望 篇6

关键词：水利工程；技术；堤坝；云南省

前言：水利工程作为调配水资源的一项工程，其对整个社会而言有着很重大的意义。通过合理调动地表和地下水，实现水资源的平衡分配。其通常会修建渠道、堤坝、水闸等等。随着水利技术的逐渐发展，很大程度上解决了我国的生态环境问题，带来了一定的社会效益和经济效益。因此，对水利技术的研究和展望是非常必要的。

1我国水工技术概况

我国的筑坝历史非常久远，至今已有2000多年的发展历程。20世纪初，知名的水电站工程（石龙坝）在云南省建立，带动了整个水利领域的发展。据调查显示，我国目前具有超过80000座已极具规模的堤坝，处于世界提拔數量之首。自21世纪开始，才逐渐出现了海拔较高的大坝（h大于等于0.2km）。闻名中外的三峡大坝长约2300多米，其是世界第一大水利工程。葛洲坝是我国在20世纪80年代末建造的枢纽项目，其泄量最高值为110000立方米/秒[1]。由上可见，我国的水利技术处于世界领先水平，每年都为整个世界的自然环境、水资源调配等各个方面都做出了不可磨灭的贡献。

2云南省水利技术的发展

牛兰江—滇池补水工程是云南省目前为止投资最多的一项工程。其位于昆明，主要是以合理分配、科学运用水资源为主。该工程是由德泽水库、干河堤水泵和诸多运水线路构成。以下以牛栏江滇池为例，对其工程所采用的技术进行深入分析。

2.1超高坝筑坝技术

云南省的水利技术自很早以前就出现了，其石龙坝也是我国第一个建立的水电站，非常具有代表性。因此省内的水利技术较高。其超高坝技术通常分为重力大坝、混凝土面板堆石坝及拱坝等。这种技术在使用时能够更好地与土地状况相协调，并有比较良好的抗震能力，其组织坚固，引流排水，是一种危险率较低的技术。牛栏江—滇池采用了这种方式修建了德泽水库，其大坝高142米，共存有44800万m3，坝身采用混凝土碾压的方式[2]。在大坝建成之前，相关部门和负责人曾对该地区的地质、地形等各方面进行了综合考察，花费了较长的时间和周期，其对于勘察量的要求较高。

2.2泄洪技术

昆明市自建立此补水工程后，在对其泄洪功能深入研究，并获得了有效的结论。其水坝建立充分结合了高坝大库的优势，加强了对其泄洪功能的还总是。由于云南省的地势崎岖，且地质条件复杂，在对工程的控流方式、抗腐蚀方法等有着极大的考验。其在修建时，利用很多不同形式的消能途径，实现了对大坝的高效流水空蚀的控制，并利用抵御腐蚀和冲击能力极高的建材进行高坝的修建。目前，牛栏江—滇池项目的坝头较高，且能够承载大量水流，水流直径大，具有极高的泄洪能力。

2.3处理复杂地基技术

云南省历来的水利石坝工程都面临着形变、断裂等问题，因此采用处理复杂地基方式能够降低这些现象产生率，提高安全性能。牛栏江作为金沙江分支，其水流区域占地较大，但是对水的利用效率低（仅为16%左右）[3]。为了防治这一现象，此工程其修建了防渗设施，采用稳固、防滑的技术提高大坝的灵活性，让其更好地与地基条件相适应。其在地基较弱的区域使用了补强与抵漏技术，避开会影响引水和大坝安全的区域，如没有办法避开，则调整受力方式，让坝基更加坚固而不会轻易扭曲。

3全国水利技术展望

如今，随着我国社会和经济发展，逐渐出现能源短缺和用水紧张的问题，对于自然环境的破坏程度加深。因此水利工程愈加受到政府和相关部门重视。如今，很多水利工程相继建立，如知名的溪洛渡、双江口等等。基于南水北调，引水工程逐渐走入了偏僻的山区，而这些地区通常地势险恶、地质条件较为复杂，对水利技术有着极大的考验。国家应加大对此方面技术的研发，在原有技术的基础上，实现高坝、石坝、混凝土重力坝高度超越300米的目标，提高修建适应能力，提高抗风险能力。

结论：水利工程自出现以来，发展速度较快。目前，我国已有超过8万座堤坝，实现了水资源的有效利用。在修建水利工程过程中，水利技术是核心，只有提高技术水平，才能更好地实现合理分配水资源的目标。在原有的复杂地基处理、超高坝筑坝、泄洪技术基础上，实现抗风险能力更强、地质适应力更好的技术提高，让水利技术能够更好地应用到处于环境险恶、崎岖的水利工程中，提高我国水利技术水平。

参考文献：

[1]汪俊波，郭俊文，马剑民，等.华能集团公司水工技术监督工作探析[J].水利技术监督，2013，09（02）：222-224.

[2].“火电厂水工技术监督导则”通过专家评审[J].水利水运工程学报，2011，02（09）：359-420.

[3]佟佩华，吴双成，王占琴，等.南旺运河枢纽工程600年前水工技术至高成就[J].中国文化遗产，2011，06（04）：129-136.

水工材料 篇7

水利工程是我国的基础产业工程,目前我国正在大规模、快速地进行水利工程基础设施建设,然而裂缝是水工混凝土建筑物最普遍、最常见的病害之一,它对水工混凝土建筑物的危害程度不一,严重的裂缝不仅危害建筑物的整体性和稳定性,而且还会产生大量的漏水,使水工建筑物的安全运行受到严重威胁。另外,裂缝的存在往往会引起渗漏溶蚀、钢筋锈蚀和冻融破坏等其它病害的发生和发展,并与它们形成恶性循环,严重降低水工混凝土的耐久性。因此,裂缝的存在增加了建筑物使用过程中的修理与加固费用,影响或限制了结构的正常使用功能,并缩短了结构的使用年限,影响效益和安全,造成经济损失,严重浪费资源,甚至引发社会问题。研究裂缝的种类、成因和修补措施已成为水利工程建设的重要问题之一。

1 裂缝的成因及修补措施

1.1 裂缝的成因

混凝土结构裂缝的成因[1,2,3,4,5,6]复杂, 甚至多种因素相互影响, 但每条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。水工混凝土建筑物结构裂缝就其产生的原因, 大致可划分为以下6种。

1.1.1 荷载引起的裂缝

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。如设计计算阶段, 结构计算时不计算或部分漏算、计算模型不合理、结构受力假设与实际受力不符、荷载少算或漏算、内力与配筋计算错误;结构设计时不考虑施工的可能性、设计断面不足、结构刚度不足、构造处理不当、设计图纸交代不清等;施工阶段, 不加限制地堆放施工机具和材料、不按设计图纸施工、擅自更改结构施工顺序、改变结构受力模式等;使用阶段, 超出设计载荷、发生大风、大雪、地震、爆炸等。

1.1.2 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化时, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。引起温度变化的主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热,都是导致结构温度裂缝最常见的原因。

1.1.3 收缩引起的裂缝

在实际工程中, 混凝土因收缩引起的裂缝最常见。在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和缩水收缩(干缩)[7]是发生混凝土体积变形的主要原因, 另外还有自生收缩和碳化收缩[8]。

1.1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长2～4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀, 导致结构破坏。

1.1.5 施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌合水及外加剂组成。配制混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。

1.1.6 施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。

1.2 裂缝修补措施

裂缝的修补措施主要有表面处理法、填充法、灌浆法和结构补强法。

(1)表面处理法

表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹适用于浆材难以灌入的细线裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水不伸缩的裂缝。表面贴补法(土工膜或其它防水片)适用于大面积漏水的防渗堵漏,如蜂窝麻面或不易确定漏水位置、变形的裂缝。

(2)填充法

填充法是用修补材料直接充填裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,如宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝,或裂缝中有充填物且用灌浆法很难达到效果的裂缝。该法多采取开V型槽,然后作填充处理,其特点是作业简单,费用低。

(3)灌浆法

灌浆法[9,10,11,12]可适用于细微裂缝到大裂缝,应用范围广,处理效果好。该方法是利用灌浆设备(压力0.2～0.4MPa)将补缝浆液注入混凝土裂隙,达到填塞目的。

(4)结构补强法

因超载荷产生的裂缝、裂缝长时间未处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度的可采取结构补强法,包括分断面补强法、锚固补强法、预应力法等。

2 传统水泥基修补材料

2.1 高强度预缩砂浆

预缩砂浆[13]是将普通水泥砂浆拌好, 归堆存放0.5～1.5h后再使用的干硬性水泥砂浆,其收缩小、粘度好、强度高,抗压抗拉强度为普通砂浆的3～4倍,与底层混凝土的粘结力大,抗冲磨性能好。其主要特点是:①水胶比小,一般为0.18～0.22,且经过预缩后,水分在水泥浆中能均匀分布,砂浆孔隙、表面不泌水,提高了与界面的粘结质量;②灰砂比一般在1∶1.8～1∶2.5,经过预缩后,砂浆已接近初凝,体积先行收缩,再经振实后,砂粒被水泥浆牢固地粘结,从而在一定程度上避免了因砂浆的收缩而造成脱壳;③经振实后的砂浆密度大、强度高,与原混凝土界面粘结的强度高,抗冲磨强度亦高。预缩砂浆的变形性能与混凝土比较接近,施工操作简单,具有碱性防锈作用,而且性能稳定,不含有机合成类材料,对水和环境无污染,能够减少修补后的体积收缩,防止与基材脱开,是值得优先考虑的混凝土表面缺陷修补材料。预缩砂浆具有良好的抗冲磨性能,适用于闸室、护坦等水平层磨损部位的修补。

刘红明[14]研究了预缩砂浆在钢筋混凝土压力管道结构表面缺陷修补中的应用,通过对陂底水库坝后电站钢筋混凝土压力管缺陷采用预缩砂浆进行修补,缺陷处预缩砂浆质量稳定, 3d强度可达28d强度的50%左右, 使用干硬性预缩砂浆比环氧砂浆方便、经济, 在混凝土结构缺陷修补中具有广阔的应用前景。黄开士[15]研究了预缩砂浆修补砼过流面缺陷工程的应用,对良浅水电站的砼过流面缺陷进行修补,砂浆终凝2～3d后,现场用短钢筋敲击修补块与相邻老砼,前者声音清脆,后者沉闷,直接感觉修补块应该比相邻老砼强度高。试修补缺陷28d后,对试块进行试压,其平均抗压强度可达到30MPa,最低的也能达到28 MPa,远远高于老砼的C19强度。这说明预缩砂浆修补缺陷达到良好效果,可以用来处理其它大量的砼过流面缺陷。

2.2 硅粉砂浆

硅粉混凝土的研究始于挪威和丹麦等国家,到20世纪70年代末期,硅粉混凝土已在不少工程中得到了应用。自1984年以来,我国进行了实验室的各种性能试验和施工现场较大规模的工业型试验。结果表明,硅粉具有许多独特的优点,作为一种掺合料,它可以显著改善混凝土的力学性、耐久性、流动特性和抗腐蚀性能。

硅粉砂浆[16,17,18]主要由普通水泥、石英砂、水及硅粉等掺加剂拌制而成。硅粉改善砂浆的主要机理和性能是:①普通的水泥砂浆组成结构是由水泥填充砂的空隙,而掺加极细的硅粉后,水泥的空隙又由硅粉颗粒填充,形成一种更为致密的结构物;②硅粉中的无定形SiO2能与水泥水化反应后生成的Ca(OH)2发生二次反应,生成CSH凝胶,CSH凝胶优于粗大而多孔的Ca(OH)2晶体,从而改善了砂浆的空隙结构和空隙率;③硅粉的微粒填充及火山灰反应使砂浆的力学性能、抗磨蚀、抗冲击、粘结、抗渗、抗冻等诸多性能得以改善,在宏观上表现为其吸水率明显降低,重度增大,抗压强度可达120MPa,相当于二级花岗岩;④抗磨蚀性能比普通水泥M60砂浆高1.5倍;⑤因其材料属无机盐类,不存在老化问题,且无毒、施工方便;⑥经实验室试验,新老砂浆粘结强度高达3.61MPa,超过C60混凝土的抗拉设计强度,从理论上完全能满足使用要求。

随着科学技术的发展, 新材料不断被研制成功, 经过实践和试验表明, 改性硅粉砂浆具有高强、耐磨、抗空蚀性能强等优良性能, 可广泛应用于水工泄水、排沙建筑物护面及有抗渗、抗冻等要求的工程。与同类修补材料相比, 其施工工艺简便、造价较低、毒性较小,且施工工艺易撑握, 有利于改善施工人员劳动条件。所以,改性硅粉砂浆施工技术在水工建筑物修补中推广和应用具有明显的经济效益和社会效益。

2.3 水泥基渗透结晶型防水材料

20世纪70年代水泥基渗透结晶型防水材料在国外市场畅销,90年代进入我国市场,自引入我国后已经成功应用于道路交通、住宅建筑、工业建筑、大型公共建筑、水工及特殊构筑物等工程中。

水泥基渗透结晶型防水材料[19](简称CCCW)是波特兰水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。它与水作用后,材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透,在混凝土中形成不溶于水的结晶体,填塞毛细孔道,从而使混凝土致密、防水[18]。传统防水材料在混凝土表面形成隔水层,随时间延长,其性能逐渐退化而失去防水效果,CCCW的防水性能随着时间延长持续增强,并且永久防水不老化。且独特的自我修复能力、整体防水性能、防化学侵蚀、无毒无公害以及施工简便等特性使其在混凝土防水领域具备了显著的优越性。水泥基渗透结晶型防水材料具有以下特点:①初凝速度快,防水效果显著,不需要长期保养;②具有超强的抗渗透能力,在混凝土内部渗透结晶,在自然条件下不老化、不变质;③耐化学腐蚀性好,特别适合在背水面施工;④自我修复能力强,含有特殊的活性物质,对水有极强的亲和力,遇水反应,再生成新的晶体;⑤涂层强度高;⑥无毒、无味、无污染,属环保型产品。该材料已在水工混凝土建筑物防渗修补中逐渐得到应用,如天生桥二级水电站、大坳水库、安康水库、十三陵水库等工程均取得良好效果。

3 聚合物水泥砂浆类修补材料

自20世纪80年代初在国内首先推出新型防渗、防腐、防冻材料丙乳砂浆后,我国相继研制成功并在工程中推广氯丁、氯偏、丁苯、偏氯乙烯、水溶性环氧等各种聚合物水泥砂浆。聚合物水泥砂浆[20,21]是通过向水泥砂浆掺加聚合物乳胶改性而制成的一类有机无机复合材料。这类砂浆的硬化过程是伴随着水泥水化形成水化产物刚性空间结构的同时,由于水化和水分散失使得胶乳脱水,胶粒凝聚堆积并借助毛细管力成膜,填充结晶相之间的空缺,形成聚合物相间网状结构。聚合物相的引入既提高了水泥石的密实性、黏结性,又降低了水泥石的脆性。与普通水泥砂浆相比,聚合物水泥砂浆的弹模低、抗拉强度高、极限拉伸率高、与老混凝土的粘结强度高,因此聚合物水泥砂浆层能承受较大振动、反复冻融循环、温湿度强烈变化等作用,耐久性优良,适用于恶劣环境条件下水工混凝土结构的薄层表面修补。施工方法有人工涂刷、喷涂及灰浆机湿喷,大大加快了施工速度,提高了施工质量。以下重点介绍丙乳砂浆和环氧树脂砂浆修补材料。

3.1 丙乳砂浆修补材料

丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的简称,是一种高分子聚合物的水分散体,也是一种水泥改性剂,加入水泥砂浆后为聚合物水泥砂浆,属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆,适用于水利、公路、工业及民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修补工程。丙乳砂浆中聚合物膜弹性模量较小,使水泥浆体内部的应力状态得到改善,可以承受变形而使水泥石应力减小,产生裂缝的可能性也减小,同时聚合物纤维越过微裂缝,起到桥架作用,缝间都有聚合物纤维相连,所形成的均质聚合物框架作为填充物跨过已硬化的微裂缝,限制微裂缝的扩展,微裂缝常在聚合物膜较多处消失,显示聚合物的抗裂作用;另外,聚合物有减水作用,使砂浆的水灰比减小,聚合物膜填充了水泥浆体的孔隙,切断了孔隙与外界的通道,起到密封的作用。

采用丙乳砂浆进行水工混凝土表面防护修补,国外1964年已开始使用这种材料,根据国内有关资料,1985年以来国内在潘家口水库加固、南湾水库溢洪道加固、山东省南四湖二级节制闸加固、福建山仔碾压混凝土坝上游防渗涂层、广西蒙山水库、上海陈家冲溢洪道公路桥大梁裂缝修补、韶山灌区渡槽表面修补、江苏万福闸加固等10多个工程采用这种材料进行各种表面防护修补,最长使用年限已达20年,均取得良好的效果。

3.2 环氧树脂砂浆修补材料

环氧树脂是一种无定形黏稠液体, 加热呈塑性,没有明显的熔点,受热变软,逐渐熔化而发黏,不溶于水,本身不会硬化,当加入一定量硬化剂后逐渐固化,是常用的高分子化学物质,常用的环氧树脂如E-44、E-42、E-43,以E-44最常用。环氧树脂具有强度高、粘结性能好、耐磨性好、价廉等优点, 对混凝土等各种材料都有很强的粘结性,但是其脆性大[22,23],为了扬长避短,常对环氧树酯进行改性处理。在树脂内加入适量的固化剂时,能配制出在常温下正常固化的树脂砂浆,固化后具有可使用的物理力学性能。根据使用条件和要求不同,在树脂砂浆配制过程中还可以加入适当比例的水泥、砂等填料和增塑剂。

环氧乳液水泥砂浆[24,25,26]修补材料是由环氧树脂经乳化后与水泥、砂子、填料按一定比例配制而成的一种聚合物水泥砂浆,具有与混凝土、石材和瓷砖等多种材料的粘结力强、耐水、耐酸碱、耐冲刷、抗渗强度高、耐冻融和防腐蚀等优异性能,特别适用于混凝土构筑物的粘结、修补。环氧乳液水泥砂浆的一个突出优点是能在潮湿基面施工,从而解决了建筑业防水施工的一大难题,使得被修复的构筑物不需干燥处理及溶剂清洗(污染环境) 即可施工,降低了施工难度,提高了劳动效率。另外,在钢筋混凝土施工中,在钢筋表面涂刷环氧乳液可有效预防钢筋的锈蚀,并可提高混凝土对钢筋的握裹力。环氧乳液水泥砂浆修补材料的粘度可任意调配,操作既方便又不污染环境,对人体无害,是目前建筑防水材料中很有发展前途的产品。

4 其它修补材料

4.1 粘钢植筋补强加固技术

混凝土结构外表面粘贴钢板补强加固技术始于20世纪60年代,目前已成为国内外适用面较广的一种加固技术。粘钢工艺[27,28]就是采用特制的粘钢胶将钢板粘贴在直立墙混凝土结构表面,这种特制的粘钢胶能将两种性质完全不同的物体长久而牢固地粘结在一起;该材料固化后为柔性粘结层, 牢牢粘结的同时, 还能较好地适应船舶碰撞作用产生的变形。粘钢施工工艺流程为:被粘混凝土和钢板表面处理→粘结剂配制→钻孔植筋→混凝土及钢板粘接面涂胶→粘贴→旋紧螺栓螺帽加压→固化→检查→对空鼓部位压力注胶。

植筋工艺[29]就是将锚固钢筋(螺栓) 植入原混凝土结构中, 利用螺帽将护面钢板与螺杆连接锚固, 使得护面钢板通过锚栓与混凝土结构有效连接。植筋施工工艺流程为:施工准备→钢筋探测及放样→混凝土钻孔及孔内清洗处理→植筋→灌胶与锚固→加压与固定→质量检查。钢板通过粘结力强大的粘结剂与结构紧密结合为一体,共同承担荷载,对结构的抗拉、抗弯、抗剪等能力进行补强,显著提高结构的强度和韧性,恢复承载能力,延长使用寿命。由于钢板贴合部位的混凝土受到约束,可控制已有裂缝的扩展,防止新裂缝的产生。因此,粘结剂的性能及粘贴工艺是结构补强加固成功与否的关键。

4.2 硅粉丙乳砂浆修补材料

硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的简称,是一种高分子聚合物的水分散体,也是一种水泥改性剂,加入硅粉水泥砂浆后为聚合物水泥砂浆。

硅粉丙乳砂浆与普通砂浆相比,极限拉伸率提高1～3倍,抗拉强度提高1.35～1.5倍,抗拉弹模降低,收缩小,抗裂性显著提高,与混凝土面、老砂浆及钢板粘结强度提高4倍以上,2d吸水率降低为1/10,抗渗性提高1.5倍,抗氯离子渗透能力提高8倍以上,使用寿命基本相同,且具有基本无毒、施工方便、成本低以及密封作用,能够达到防止老混凝土进一步碳化、延缓钢筋锈蚀速度、抵抗剥蚀破坏的目的。

4.3 碳纤维修补材料

碳纤维补强加固技术[31,32,33]是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维, 单向排列成束, 用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材, 将片材用专用环氧树脂胶粘贴在结构外表面受拉或有裂缝部位, 固化后与原结构形成一整体, 碳纤维即可与原结构共同受力。由于碳纤维分担了部分荷载, 降低了钢筋混凝土结构的应力, 从而使结构得到补强加固。由于碳纤维补强加固技术具有耐久性好、施工简便、不增大截面、不增加质量、不改变外形等优点,日渐受到国内外工程界重视。

碳纤维片补强技术的施工工艺流程为:混凝土结构表面处理→粘贴碳纤维基层处理→涂刷底层胶粘剂→粘贴部位的修补→粘贴碳纤维→养护。

碳纤维复合材料[34]用于混凝土结构的补强加固在我国只有几年的历史,但发展迅速。1997年由日本引进该技术,近几年主要用于钢筋混凝土建筑物的梁、板、柱等构件的补强加固。在水工混凝土建筑物补强加固工程中,已在山东和新疆的工程中采用了这项新技术。目前国内虽能生产碳纤维片,但在材质均匀性、预浸树脂含量等关键技术方面与国外相比尚有较大差距。对于粘结用的环氧树脂材料,根据不同部位的使用功能和使用条件需选用不同型号、不同性能的树脂。国产树脂性能比较单一,与国外产品性能相比差异较大,这些都是国产材料急需解决的重要问题。

5 结语

水工材料 篇8

1 原材料质量控制的实践意义

众所周知, 混凝土是指将水泥、砂石骨料、水、掺合料和外加剂等原材料按一定比例拌制成混合物, 经凝固硬化而黏结、养护成为具有一定强度的实体。水工混凝土的施工特点比较多, 例如:偏远性、工艺复杂性、施工系统庞杂性、原材料来源的广泛性、施工的时效性、施工单位自检工作量大等等。水利工程一般工程量非常大, 混凝土的浇筑量常以万m3计。水工混凝土施工的原材料量大、品种多, 原材料的质量和配比是否恰当, 直接影响着水工混凝土工程的质量。因此, 确保水工混凝土工程质量重要的因素是要从混凝土原材料的质量控制做起。原材料选用不当, 将导致混凝土工程产生质量缺陷或裂缝, 直接影响整个水工建筑物的质量和使用寿命。

2 原材料对水工混凝土质量的制约作用

原材料是组成混凝土的根本, 原材料质量的好坏直接影响到混凝土质量的好坏, 因此要选择优质原材料, 原材料在满足国家标准要求的情况下, 还要满足水利水电行业标准。

2.1 水泥

水泥是水利水电工程混凝土结构的主要建筑材料。水工建筑物在不同的环境下对水泥的品种质量有不同的要求。众所周知, 硅酸盐水泥熟料含有四种主要矿物, 它们所占成分比例不同将影响水泥的性能, 致水泥水化速度、水化热、强度都不相同。水工建筑物大体积混凝土使用的水泥熟料中铝酸三钙 (C3A) 含量过高, 混凝土的抗磨性差、干缩率大、水化热高、脆性大, 所以水工建筑物的施工还要控制水泥熟料中的铝酸三钙 (C3A) 含量。降低混凝土水化热、收缩率, 减少水泥熟料中铝酸三钙 (C3A) 含量, 可提高混凝土的抗裂和抗耐磨性能。对于不同要求的水工建筑物, 水工混凝土中所用水泥要求不同, 如大体积混凝土常用中低热硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等;环境水对混凝土有侵蚀时, 应根据侵蚀类型及程度采用高抗硫酸盐水泥、中抗硫酸盐水泥、硅酸盐水泥掺30%以上的Ⅰ或Ⅱ粉煤灰。水泥细度对水泥的水化速度、水泥的需水量、放热速度以及强度都有较大影响, 水泥颗粒愈细, 水化反映越快而且充分, 水泥早期强度也越高, 但是水泥颗粒越细, 其发热量也越大, 而且放热速度快, 体积收缩率大。目前我国大多数水泥磨的比较细、早期强度高、水化热大、混凝土的自收缩和干燥收缩大, 水泥中的粗颗粒减少, 就会减少稳定体积的未水化颗粒, 因而影响到混凝土的长期性能。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性, 水泥细度对水工建筑物大体积混凝土施工质量的影响更为明显。

2.2 粗骨料

石料的质量对混凝土性能的影响主要有以下几个方面: (1) 颗粒级配:碎石的级配对于混凝土的和易性、强度、抗渗性、抗冻性以及经济性等都有一定的影响。级配良好的碎石, 可以配出水泥用量较低的混凝土。碎石粒径越大需要湿润的比表面积越小, 大体积混凝土应尽量采用较大粒径的石子, 可以降低砂率、混凝土用水量与水泥用量, 提高混凝土强度, 减少混凝土升温及干缩裂缝。 (2) 含泥量及泥块含量:泥在混凝土中其比表面积大、吸水性大、体积不稳定, 吸水湿润时膨胀, 干燥时收缩;黏土含量多对混凝土强度、干缩、徐变、抗渗、抗冻融及抗磨损等均产生不良影响。 (3) 碎石强度和压碎值:石子的强度和压碎值指标直接影响混凝土的强度和变形性能, 对高强度混凝土的影响更为明显。

2.3 细骨料

水工混凝土常用的细骨料有天然砂 (河砂、山砂等) 、人工砂及混合料 (人工砂与天然砂混合而成) 等三种。砂料的品质对水工混凝土性能的影响主要有以下几个方面: (1) 颗粒级配:砂的颗粒级配合理与否直接影响到混凝土拌合物的稠度。合理的砂粒级配, 可以减少拌合物的用水量, 得到流动性、均匀性及密实性较好的混凝土, 同时可以降低水泥用量。 (2) 细度模数:砂的细度模数是衡量砂子粗细程度的重要参数, 人工砂的细度模数为2.4-2.8, 天然砂的细度模数为2.2-3.0, 用此模数砂子拌制的混凝土和易性、均匀性较好, 强度也较高。 (3) 含泥量及泥块含量:砂中的含泥若包裹在砂表面, 不利于砂与水泥的黏结, 将会影响混凝土强度及耐久性, 若含的泥是以松散颗粒存在, 由于其颗粒细与表面积大, 会增加混凝土的用水量, 特别是黏土的体积不稳定, 干燥时收缩、潮湿时膨胀, 对混凝土有干湿体积变化效应的破坏作用。

2.4 外加剂

在拌制混凝土时掺入少量外加剂, 以改善混凝土的性能。水工混凝土掺入引气、减水功能的外加剂有改善混凝土拌合物性能, 提高混凝土的流动性, 改善和易性, 降低耗能和改善劳动条件的作用。水工混凝土掺入各种减水剂, 在维持拌合物和易性与胶凝材料不变的条件下, 可降低用水量, 减少水灰比, 提高混凝土强度。掺入引气剂还可以提高混凝土抗冻性能, 水工混凝土中, 由于游离水的蒸发和温度变化, 形成不均匀的温度场, 产生温度应力而引起混凝土收缩, 导致其体积不稳定。混凝土中掺入膨胀剂可以提高混凝土的体积稳定性, 有效补偿收缩变形。

水工材料 篇9

1 当代水工环地质现状分析

就我国目前的水工环地质工作的现状来看, 该工作在开展的过程中, 还存在很多的问题, 严重的影响到了各种地质能源和水能源的开发以及利用, 而目前的水工环地质工作中主要存在的问题包括以下几方面:

1.1 生态环境日益恶化

相较于西方发达国家的地质矿产事业来说, 我国的地质矿产事业还处于开展的初级阶段, 在相关的地质矿产事业体系中, 还存在很多不完善的内容, 其中的问题也较为明显在, 我国目前所拥有的矿产企业在进行矿产作业的时候, 只重视对矿产开采的数量, 却忽略了质量, 同时也没有注意到环境保护的问题, 这样就使得很多的地质矿产开采区域的自然生态环境遭到了严重的破坏, 生态平衡被打破, 一些地质灾害频发, 对人们的生活以及生命安全都造成了极大的威胁, 使得人们的生活中出现了很多不便的情况, 因此, 可以看出, 在当前我国的水工环地质工作中, 面临的最为严重的问题就是生态环境日益恶化的问题。

1.2 地质人才梯队建设不完善

在国家的角度来看, 水工环地质工作都是由专门的人员和团队来开展, 自水工环地质考察中, 所应用的考察人员也是专业性的考察人员, 这为我国的水工环地质工作奠定了良好的人才基础, 使得该工作的引导性被大大的激发出来。然而, 在各个区域中以及在各个城市中, 部分的水工环地质工作中缺乏专业的人才, 而且地质人才的梯队建设也不健全, 很多的地质考察人员甚至不了解相关的考察技术以及考察常识, 在考察工作中, 只是单纯的凭借经验进行, 另外, 在水工环地质工作中, 人才的培训存在交接不合理的现象, 很多区域的水工环地质工作的主要人员都是一些老一辈的学者以及专家, 新一代的人才还无法胜任这一工作, 这样就使得在老一辈的学者退休后, 新一辈的人才无法接手这份工作, 这就使得我国的水工环地质工作无法正常的开展, 其发展也受到了极大的阻碍。

1.3 科技创新力度不够

在社会不断发展的同时, 各项工作也需要不断的创新, 才能够满足社会发展的需求, 但是我国的水工环地质工作在创新改革上的力度还不够, 在创新的方面, 我国的水工环地质工作还存在一些明显问题, 这些问题的存在就使得我国的水工环地质研究成果无法正常的应用到实际工作中, 从而使得我国的水工环地质工作的开展无法满足社会发展的需求, 而在水工环地质检验工作这一方面, 各种现代化勘探技术的应用也存在诸多的问题, 由于没有先进技术的引导, 使得水工环地质工作的管理以及评审等都存在滞后的问题, 严重影响到我国对各种地质能源和水能源的开发。

2 水工环地质工作的弱点以及新突破的办法

2.1 水工环地质工作的弱点

我国的水工地质工作虽然相较于西方发达国家来说, 开展的时间较晚, 但是这项工作的开展也经历了数十年, 并且在不断的发展过程中, 我国的水工环地质工作相关体系也得到了极大的完善, 相关的研究理论也层出不穷, 而且其中各个机构的设置也较为合理, 机构也进一步的得到了优化配置。在这一趋势的影响下, 相关工作人员也开始对自身的综合素质进行提升, 以满足水工环地质工作开展的需求。然而, 就算如此, 我国目前的水工环地质工作还存在弱项, 在各种不同因素的影响下, 我国的水工环地质工作中能够常常面临很多的我难题, 比如研究的方向出现偏差以及立项不具备统一性等, 这些方面的问题存在, 造成了我国水工环地质工作还存在一定的软肋, 同时, 这样的情况也间接的表明, 我国的水工环地质工作还有很大的发展空间, 其还能够进一步的得到提升。

2.2 水工环地质工作新突破的办法

2.2.1 加深行业改革, 促进行业发展

就我国当前水工环地质工作来说, 这一行业发展到如今已经出现了较为严重的瓶颈, 目前所急需要解决的问题就是对当前的行业改革工作进行深化, 水工环地质工作的改革并不盲目, 在二十一世纪之初, 全球就针对水工环地质工作进行过一次改革, 十数年后的今天, 我们已经明显的看到了来自第一次改革的成果, 这才促使当前的水工环地质工作也需要再一次进行改革, 以此来使得水工环地质工作能够更好的为社会发展提供良好的服务。

2.2.2 解放思想, 加强平台建设

解放思想主要是形容当前的习惯势力和主观上的偏见完全打破, 并且开始对新问题进行深入的研究, 促使思想内容能够得到相应的提高。利用思想观念突破的方式来使得当前的束缚和禁锢被完全打破, 这对于创造一个更好的客观是世界来说, 有着极大的益处。我国目前的水工环地质工作中所存在的行政化干预现象较为严重, 并且该项工作实际发展的效率极低。远远无法充分的满足当前社会对于水工环地质工作的需要, 而这一平台局限就存在于相关的管理部门, 所采取的管理措施不当, 影响到了水工环地质工作的发展空间。

2.2.3 引入新技术, 提升工作效率

21世纪是技术日新月异, 信息更新迅速的时代, 如今, 学科间的融合在不断加深, 交叉学科不断涌现, 以信息技术、计算机技术为代表的高新技术的出现为水工环地质工作朝着纵深方向发展提供了契机。目前, 对水工环地质工作的要求越来越高, 对地质勘探、地质测量、环境调研等工作的准确、精确化要求日益提高, 这无疑使得包括遥感技术在内的新技术成为了新型水工环地质工作的左膀右臂。

3 结论

综上所述, 我国如今在水工环地质工作方面表现出了一系列的隐患, 那么要使得这方面的问题得以解决, 就必须要从科学合理的角度, 来采取对应的解决措施, 进而避免事态的不断发展和恶化, 导致大量的灾害现象开始出现。此外, 在针对水工环地质工作进行完善的过程中, 也应当要适度的对于现代化的科技技术加以应用, 大量的新兴技术能够在一定程度上解决相应的问题, 这对于水工环地质工作的发展、突破来说, 起到了至关重要的作用。

参考文献

[1]黄载环.广西青年地质工作回顾与展望[J].南方国土资源, 2014 (11) .

[2]地质工作一定要做好“两个更加”——地质工作的根本出路在于结合[J].中国国土资源经济, 2011 (10) .

水工材料 篇10

1 水工环地质研究现状概述

1.1 水文地质研究现状

随着社会的额发展, 水文地质学的发展速度也明显加快。在现代的水文地质学研究中, 所研究的对象十分广泛且异常复杂。现代的水文地质学研究通常是对地下水进行研究, 然后就地下水的实际情况进行总结, 从而得出其是否能被人类所利用。在这一系列的工作中, 虽然看似简单, 但是却涉及到了各方面的知识。总而言之, 随着可续技术的进步, 一些先进的新理论和新技术不断产生, 从而有效的促进了水文地质学的长足发展。

1.2 工程地质研究现状

就工程地质学发展的实际情况而言, 工程地质学起初只是地质学中的一部分, 指导90年前才从地质学中分离开来。而工程地质学经过了这90年的快速发展, 其早已成为了一门独立, 并且具有丰富理论知识和研究内容的学科。随着工程地质学学科的独立, 为促进现代工程地质研究工作起到了不可估量的作用。随着我国经济的快速发展, 我国的工程地质学的发展速度也随之加快。在我国工程地质学的发展过程中, 不断引进国外比较先进的工程地质研究理论, 并且结合我国的实际情况, 创造出了符合我国国情的工程地质研究新理论。

1.3 环境地质研究现状

随着全球性生态环境的日益恶化和自然灾害危害的不断加大, 人类的生存和发展受到了严重的威胁。世界各国都加强了环境保护和治理及自然灾害的防治工作, 以保护和改善人类赖以生存的地球环境。环境地质工作作为环境质量评价、环境变化趋势预测、自然灾害防治和减轻的基础工作, 在国土整治和规划及环境保护中起着重要的作用。20世纪80年代以来, 环境地质工作得到了迅速的发展。在国际地质工作大波动、大重组、大调整的过程中。各地区加强了环境地质工作, 环境地质工作成为当前地质工作的主要任务和内容之一, 环境地质学已成为现代地质学的中心或焦点, 地质科学发展的希望和重要的生长点。

2 水工环研究的薄弱环节及改进措施

2.1 水工环研究的薄弱环节

(1) 高新技术在水工环工作中的应用很差。不论是野外调查、室内实验, 缺乏系统的先进的技术和设备, 大大的制约了水平的提高, 成为创新的阻力。

(2) 研究方向不稳定, 缺乏长期考虑, 多为短期行为, 这与整体上的科研管理机制有关, 一项工作很难较深入地、持续的搞下去, 对问题不能逐步深化和系统化, 所以就不可能有新的认识, 科学的积累, 急功近利, 最终不可能产生有分量的成果。

(3) 年青的科技人员中较多的忽视野外工作, 基础地质的基础和经验严重不足, 缺乏深入扎实的野外工作, 影响了自身水平的提高, 也出不了高质量成果, 久之, 科研人员整体素质水平逐步下降。

(4) 创新的力度、能力薄弱、不足, 工作方法守旧, 长期处于仅仅是跟踪状态。

2.2 改进措施

(1) 要确定长远的科技发展方向, 尤其是比较稳定的方向。制定比较稳定的研究方向, 要有远见, 要善于发现生长点, 并坚持下去, 才有成就, 否则常常的半途而废。能否选准研究方向, 是长远规划的又一个重要问题。

(2) 是先进技术的创新、引进和应用。目前的状况, 除去极少数的先进技术设备以外, 普通的常规性的设备、仪器、野外装备都比较落后。没有先进设备, 不可能产生新的科学认识, 或理论, 根本谈不上创新, 更不用说原始创新, 这也是为什么水、工、环科技水平总停留在落后状态的根本原因之一。

(3) 关键的是人才的培养, 培养什么样的人才十分重要。人才是保障实现水工环科技现代化的最大、最根本的问题, 队伍的建设问题是第一位的问题。所以长远规划, 首先要考虑的应是如何规划好培养人才和培养什么样的人才。

(4) 必须建设好长久稳定的野外实验站。现场实验 (或观测) 站是研究自然现象客观规律的不可少的基地。任何水、工、环的过程都是在时间上连续发生的, 是量变到质变的连续过程。任何固定时空的自然现象都只是过程中的一个点, 是局部现象。长期的监测 (观测) 是深入了解事物变化的本质规律的重要手段, 特别对地学来说是有非常重要的意义的。它在科技发展规划中应占有重要位置。它对学科的逐步深入发展和理论上的创新都是基本条件。

(5) 必须加强、重视区域性研究。我国是个地质条件复杂, 自然环境差别较大, 国土辽阔的国家。有许多各有特点的自然区域, 这些不同的区域都有其特有的水、工、环问题和与地区自然地质条件密切相关的经济建设问题。

3 结论

水工建筑施工相关技术分析 篇11

【关键词】水工建筑；施工技术；技术控制

社会经济发展的过程中对于水利资源也有着越来越大的需求，这就要求不断提高水工建筑的工程质量。然而水利工程的施工具有施工强度大、工期紧、工艺复杂、施工周期长的特点，容易受到自然环境的影响。这就要求切实提高提供建筑的施工技术和管理水平，充分保障水工建筑的施工质量。

1.施工技术在水工建筑施工过程中的重要作用

在水工建筑的工程项目建设过程中，施工技术具有非常重要的作用。水利工程的主要构成单元有发电系统、引水系统和建筑系统，建筑系统又包括排水设施和阻水设施[1]。这些设施能够对水流产生的能量进行转换，从而提供动能。动力系统要对水库中的水进行牵引，当水平面达到一定高度后就会自动流入动力系统，在动力系统中转化为电能。动力系统会产生不稳定的电流压力，因此就需要进行压力变更，在由传电设备向其他地区输出电能。

水利工程中的能量转化是靠水利施工技术实现的，因此要提高能量转换的速度也要从技术方面着手，通过创新和开发新技术和操作手段来对施工技术进行完善。技术管理也是工程项目一个重要的软件环节。通过技术管理能够使员工精神饱满地投入工作，切实提高员工的技术水平。通过基础管理可以激励员工积极研究新技术，切实提高水工建筑的施工质量，为企业带来效益，也为员工带来更大的收益。

2.主要的水工建筑施工技术

2.1主要的传统施工技术

2.1.1软土地基处理技术

水工建筑的施工会受到地质条件的影响，而我国的软土地基具有十分广泛的分布，难免会给水工建筑的施工带来不利的影响。由于软土地基也很容易发生不对称沉降，在软土地基上的水工建筑施工很容易出现裂缝和渗漏的现象[2]。在投入运营之后水工建筑的质量也难以保障。因此，在进行水工建筑施工时必须对施工现场的地质条件进行充分的调查，如果遇到软土地基，则要采用相应的技术进行处理。

软土地基的处理技术主要是使用沉管灌注桩、锚杆静压桩、振冲碎石桩等方式来对软土地基进行改造。与此同时，对于淤泥地基可以使用水泥搅拌桩基础的方法来进行改造。在进行水工建筑的海堤施工部分时，改造软土地基可以使用打砂桩和塑料排水板的方式。对软土地基的改造有利于避免不对称沉降造成的水工建筑质量问题，提高水工建筑的运营状态。

2.1.2 塑性混凝土防渗墙施工技术

塑性混凝土防渗墙施工技术上世纪八十年代传入我国的，在我国当前的水利工程建筑施工中用的比较广泛。可以使用多种材料复合制作塑性混凝土，例如膨润土和粘土。塑性混凝土的优点在于弹模低、变形极限大。塑性混凝土的弹性模量一般为E28=100—500MPa，塑性混凝土防渗墙具有较低的抗压强度，一般为R28=0.—2MPa，而且具有较低的渗透系数[3]。

塑性混凝土中掺入膨润土的方式主要有两种，第一种方式是通过专用水池来加入和搅拌膨润土，使膨润土达到一定的浓度，再往专用水池内加入砂石骨料和水泥。第二种方式是往膨润土、砂石骨料、水泥地干拌物种加水并搅拌。第二种方法操作起来比较简便，然而膨润土在塑性混凝土中的作用会有所降低，增大了塑性混凝土的弹性模量和强度。第二种方法能够避免膨润土的结块现象，使膨润土能够均匀地分散，有效地提高了拌合质量，使塑性混凝土的塌落度增大[4]。因此当前我国水工建筑施工过程中的膨润土施工基本使用湿掺法。

2.1.3预应力锚固技术

预应力锚固技术在水利工程施工中应用的非常普遍，也具有良好的应用效果，能够有效的加固和强化建筑物。预应力混凝土是预应力锚固技术的基础，以建筑物设计要求的深度、大小和方向来施加预应力压力，对建筑物的受理条件进行改变，从而有效地对建筑物进行加固。预应力锚固技术又分为混凝土预应力拉锚和预应力岩锚。

2.1.4水工建筑施工排水技术

由于水工建筑物的基础施工和地基处理的位置位于地下水位和排水口，容易受到基坑范围降雨、地下水和围堰渗水的影响。外水位、地下水、施工季节、地基开挖的深度和开挖程序都会影响到施工排水。与此同时还要排泄基坑内的水，创造良好的水利施工环境。在水利施工中广泛地应用到基坑排水，以此来避免地基受到破坏，提高地基的承载力，也可以使开挖工程量减小。如果没有做好相应的排水工作，不仅会使施工的难度增大，还会影响工程运行管理，使施工的质量下降。

2.2水利工程施工中的现代化技术

2.2.1计算机CAD技术

计算机CAD技术指的是一种应用软件，能够对水利工程的施工效率进行提高。该技术能够在计算机中清晰地展现物体的立体化形态，使技术人员能够通过计算机进行准确的计算，使水工建筑施工的效率得到提高。

2.2.2 GIS和数据库技術

当前我国的水利建筑施工过程中广泛地应用到了GIS技术和数据库技术，也就是实现了水工建设过程中数据处理和采集的科技化、自动化和数字化。通过数据库技术，能够将可靠的信息资料提供给技术人员。通过GIS技术可以将空间与时间的关系用三维全景模式的形式展现出来，对其进行仿真模拟。技术人员可以利用，GIS技术来分析与查询信息和数据。

2.2.3 GPS 定位技术

GPS定位技术在我国各行各业应用非常广泛，是一种先进的工程测量技术，GPS技术具有测量，精度高、使用便利的特点，能够有效的提高水工建筑施工的施工效率和施工质量。

3.水工建筑施工过程中的技术管理

水工建筑施工对于工期，和质量有着较高的要求，具有较高的技术水平，施工的过程中必须做好基础管理工作，保障各项技术的使用效果。当下还没有制定出水工建筑施工的经济考核标准，水工建筑施工具有复杂的施工工艺和多样化的管理方式，因此要将科学的考核管理制度建立起来，采取各种各样的手段来提高施工人员的技术水平。水工建筑施工中的技术是在不断的发展的，因此必须具备创新意识，对水工建筑的技术和工艺进行创新，及时淘汰落后的设备。水工建筑施工的技术人员也要积极学习施工中的新技术和新工艺，掌握新设备的操作方法，不断提高自身的技术水平。对于能够进行技术创新和工艺革新的技术人员，建筑企业必须对其进行大力的褒奖，从而将敢于争先、敢于创新的氛围创建出来。在施工的过程中，如果发生由于技术操作失误而引起的安全质量事故，也要对相应的责任人进行处罚。

4.结语

水利水电建筑工程，到施工对于我国的水利事业发展和经济有着重要的作用。水利水电工程建设的过程中具有工期短、质量要求高、技术含量高、成本大等特点。为了切实提高水工建筑的施工质量，必须切实提高水工建筑的施工技术水平，并且做好相应的技术管理工作，积极运用新工艺和新技术，对施工质量进行严格的控制，在相应的工期内保质保量的完成水工建筑的施工。 [科]

【参考文献】

[1]杨静明.水利水电工程常见施工技术探讨[J].中国新技术新产品，2011（22）.

[2]刘佳云.水利工程建设施工技术的探讨[J].中国新技术新产品，2010（04）.

[3]潘郦君，徐来阳.水工建筑结构件工程中温变裂缝的质量控制[J].中国新技术新产品，2010（09）.

水工闸门的设计研究 篇12

关键词：水工阀门,设计,研究

水工闸门作为水利建筑最重要的组成部分, 也是水电站、水坝等水电水利工程必不可少的配套建筑, 闸门最主要的作用就是封堵水坝、水电站的进出口水流量, 然后根据水坝自身实际情况而定, 相应的调整闸门的水流强度等级, 减少水中杂物漂浮物的排放, 剔除过多的砂砾与土石, 泄洪等等, 所以水利工程闸门的设计非常关键, 它关系到了水利工程的坚固耐用程度以及达到水利项目功效的目的。

1 水利闸门的功效作用

水利水闸是一种既能防止水流外泄又能适当的排放多余水量的基础设施, 具体的作用原理是依靠升降阀门来控制标识水位的建筑, 在我国近些年的水利水电工程项目里作为基础设施应用, 主要功能是防洪、倒水、灌溉农田、排泄废水和水力发电等许多行业领域中, 在我国现今的水电水利建设项目中, 闸门可以划分成许多范围, 例如, 节约闸、进水排水闸、分流闸、冲砂闸等, 不过水闸种类的不同在水电水利工程中所发挥的功效也完全不同, 所以在传统主观的思想模式下, 对于闸门与水利工程之间的联系作用可以划分许多, 相互之间单一对比, 也可以多种阀门共同应用一个水利项目的工程建设。

2 水利闸门的设计原理与实际内容

水利闸门作为水利水电工程的重要组成部分, 任何行为的操作都会对水利工程产生较大的影响, 并且在闸门的初步设计阶段也会遇见各种各样的客观因素, 受到当地地质环境的影响, 在水闸的建设施工过程中, 水闸的选址工作十分重要, 可以说影响到了水电水利工程项目的后续施工与使用阶段, 按照以往情况来看, 水利闸门的建设地点应该选在承载能力与抗压能力高的天然地带, 因为水利闸门关系重大, 所以必须根据施工地点周围的地质文理, 水流情况等进行详细的分析判断, 由专业技术人员制定详细的选址施工计划, 保证闸门前期准备工作的顺利开展, 最好在选址过程中能够找到一块整体稳固的岩石, 作为闸门的地基基础, 然后以基础为中心, 进行初期建设工作, 这样可以有效提升闸门的安全系数, 保障可以在安全环境下进行施工, 并且相应的提高了建设闸门的速度与质量, 相反, 一旦在施工过程中施工方没有把水利闸门的基础安放在坚固基石上, 就会影响后续施工操作, 出现地基不牢固, 承载力过低, 闸门控制水流不均衡的情况出现, 从而导致水利闸门事故的出现, 所以闸门的选址工作需要制定出一套系统完善的解决方法, 以专业技术人员为主, 辅以经验丰富的现场施工人员, 共同制定出科学合理的选址规范模式。

3 水利工程闸门的设计思路

3. 1 水利系统的设计

通常来说, 在水利工程专业技术人员的眼里水利设计可以分成几个部分, 一般囊括了水流过流能力的检测, 闸门的控制预定于控制运行方法, 对闸门进行加固设计时, 控制水流过流功能的主题内容包括预定水位的标识变化, 闸门水孔的断面形式尺寸, 以及闸门涵洞的伸缩变化等等, 设计人员在对具体设施进行设计修建时应该反复审核特殊水位的容量规模, 对水利闸门的节流过流功能进行反复的质检, 等到进行加固加厚底板重量时要做到地基稳固的保障, 对水流过流时产生的水压力要进行精确计算, 如果出现客观因素导致对水流水压力计算出现误差, 要依据当时施工现场的情况进行整改, 在保证施工质量的前提下, 使用不同的计算公式, 计算方法进反复核对, 直到得出一个统一标准为止, 如果出现水闸为穿堤闸门时, 那么闸门周边相邻的涵洞断面层尺寸与长度的变化都会引起数值的变化, 尤其需要注意的时闸门涵洞是否会出现延伸现象, 如果出现上诉问题, 施工人员应该立即对涵洞进行重新测量判断, 得出涵洞的具体测量数值, 最后依据相关公式计算, 得出最后结果。其中需要注意的时特殊水位的变化过程, 能否满足建筑水利阀门的设计要求。

3. 2 建筑水利闸门的防渗排水设计

建筑水利闸门的防渗排水设计普遍是根据水源的上下游以及建筑地基的位置情况所设定的, 根据相关公式计算得出的数值结果, 主要过程包括了对水利闸门地下环境设施的建设, 闸门排水的种类、闸门设施的防渗防漏功效、对闸门位置的探究及安装、检验闸门抗震地质的稳定性能、闸门的滤层以及防护设计、不同材质的水闸构造各不相同, 需要有针对性的进行相关工作检修。在进行去除风险加固闸门的设计时也要时刻谨记水利工程设计规范中的条例, 严格认真的执行相关安全规章制度, 反复的对建筑抗压防渗能力进行推演计算, 控制数值结果误差率, 但是值得注意的是如果对工程原有的防渗设施进行了整改维修, 就必须对新设施的抵抗渗流压力进行全新计算, 这样做的目的是因为新建立的防渗设施会改变原先抗渗压力层分布情况, 导致工程出现渗漏情况, 对闸门闸室的稳定性造成影响。在技术人员参与防渗抗压设计时, 一定要控制特殊的水位流动引起的变化, 水位数值一旦发生变化就会对其计算公式计算数值造成直接影响, 还有一点也需要注意, 在对建设投入使用许多年的水闸进行管理时, 一定要对当地地质的参数进行质检审核。

3. 3 闸室结构的不知以及闸室稳定性

依据闸室检测的数据进行分析, 将计算结果与检测结果中出现的问题相结合, 使用专业的工程技术措施进行加固, 同时根据加固后的情况进行结构比例整改分析, 测算过程中要尽力依照新型工程施工方式中的材料差异, 还有这些差异将对建筑水利工程带来的安全隐患问题。水闸的构建情况和计算大户的数值可以作为闸室结构布置的判断标准, 并且其荷载的预想参数也会发生相应变化, 在此之外荷载数值应该对质检情况进行分析, 如果工程需要建立明确的抗震等级, 施工人员就要根据《水利工程建设抗震规范设计》的规定进行操作, 保证工程可以按期完工。

3. 4 闸门地基的处理设计

建筑人员在对地基进行处理设计时, 当出现水闸不够均匀, 产生沉降现象时, 就需要技术人员勘察当地地质情况, 进行反复对比。由于闸基础隐藏在混凝土底板下, 工程底板的钢筋混凝土厚度平均在0. 8 米左右, 钢筋的间隔距离较小, 所以, 如果施工人员对基础的操作不够顺畅, 就应该明确合理的稳固手段, 如果有需要还要对地质进行更深入的探查, 选则最合理的建设路线, 在施工技术人员的控制下, 确保可以顺利完成闸门地基建设工作。

4 结束语

我国水利工程建设正在经历一个迅速发展的时代, 并且水工闸门的建设作为水利工程建设的重要组成部分, 在工程建筑里占据着主导地位, 其运用安装都直接关联着整个水利工程的稳固程度, 安全性能, 不仅我国, 在全世界范围闸门的建设都时一个风险极大的问题, 最近一段时间, 伴随水利建设工程的规范越来越大, 水工闸门的数值负载也在不断的增加, 所以闸门的安全系数问题也是水利工程建设需要完善的问题。

参考文献

[1]吴长征.水工闸门结构设计问题研讨[J].建筑工程技术与设计, 2015 (16) .