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综合评述黔西南布依族苗族自治州,作为中国西南地区内陆省份的重要部分,其港口与航道工程具有鲜明的内陆山区和河流(如南盘江、北盘江、红水河等)特色。
因此,针对黔西南地区的一级港口与航道工程建造师考试,其真题例题和考点解析必然紧密围绕“山区河流”、“高坝通航”、“库区航道”、“生态环保”等核心主题。与沿海港口工程侧重于深水防波堤、大型集装箱码头结构不同,黔西南地区的考试重点更偏向于在复杂地质、水文条件下,如何安全、经济、环保地建设与维护通航建筑物、整治险滩、利用水库改善航道条件。考生需深刻理解山区河流的水沙运动规律,掌握船闸、升船机等通航建筑物的设计、施工与运维关键技术,并高度重视工程建设对脆弱生态环境的影响及减缓措施。真题例题往往以具体的工程项目背景为依托,综合考查考生在技术、管理、法规及实践应用等多方面的能力,要求不仅知其然,更要知其所以然,能够灵活运用规范解决实际工程中的复杂问题。
下面呢将结合这些特点,对可能的真题例题及考点进行深入解析。
一、 港口与航道工程专业技术
此部分是考试的基础,侧重于对基本概念、原理、计算方法的掌握。黔西南地区的考题会特别突出内陆山区航道的特点。
1.工程水文学与水力学
- 考点解析:重点考查山区河流的水文特性,如水位暴涨暴落、流速大、比降陡、含沙量高且颗粒粗等。水力学方面,则侧重于明渠水流、堰闸水流、船闸输水系统水力学等。
- 真题例题模拟: 某黔西南山区河流计划建设一座航运枢纽,坝址处多年平均流量为850 m³/s,历史最大洪峰流量为7800 m³/s,最小流量为95 m³/s。河道为岩石河床,两岸陡峭。试计算该枢纽泄洪建筑物的设计洪水位和校核洪水位所需的基本水文参数,并分析在山区河流条件下,确定这些参数时应特别注意哪些因素?
- 例题解析:
- 解题思路: 此题考查设计洪水的确定。首先需要明确设计洪水位和校核洪水位对应的洪水频率标准(如百年一遇、千年一遇等)。关键参数包括设计洪峰流量、设计洪水总量、设计洪水过程线。
- 关键计算: 需要根据坝址处的流量观测资料,进行频率分析,推求指定频率下的洪峰流量。对于资料短缺地区,可能需采用地区经验公式或水文比拟法。
- 黔西南特色因素分析:
- 暴雨特性: 山区暴雨强度大、历时短,容易形成尖瘦型洪水过程线,洪峰流量大。
- 汇流时间短: 坡陡流急,洪水汇流速度快,对预报和预警要求高。
- 人类活动影响: 需考虑上游水库群的调蓄作用对下游设计洪水的影响。
- 泥石流与滑坡: 暴雨可能诱发地质灾害,堵塞河道形成堰塞湖,进而溃决产生特大洪水,在校核洪水时需作为非常工况考虑。
2.工程地质与土力学
- 考点解析: 黔西南地区喀斯特地貌发育,地质条件复杂。考点包括岩土体的物理力学性质、地基承载力、边坡稳定性、喀斯特渗漏问题等。
- 真题例题模拟: 在黔西南某航道整治工程中,需开挖一处高边坡以拓宽航道。边坡主要由石灰岩构成,岩体中发育有多组节理裂隙,并存在小型溶洞。作为建造师,请阐述为确保该高边坡在施工期和运营期的稳定,需采取哪些主要的工程地质勘察措施和边坡支护设计原则?
- 例题解析:
- 解题思路: 此题综合考查地质勘察与边坡支护设计。需从“查清条件”和“针对性设计”两方面回答。
- 地质勘察措施:
- 详细测绘节理裂隙的产状、间距、延续性、充填物,进行岩体质量分级(如RQD、RMR法)。
- 采用物探(如地质雷达、高密度电法)和钻探相结合的方法,查明溶洞的分布、规模、充填情况。
- 进行地下水观测,了解岩溶水的动态变化。
- 对岩体和结构面进行原位试验和室内试验,获取抗剪强度参数(c, φ值)。
- 边坡支护设计原则:
- “固脚强腰”:采用抗滑桩、挡土墙等加固坡脚;采用预应力锚杆(索)对边坡中上部进行加固。
- “排水为先”:建立完善的地表截排水系统和深层排水孔,降低地下水压力。
- “主动防护”:优先选用锚杆、锚索等主动受力体系,而非重力式挡墙等被动体系。
- 对溶洞进行注浆充填或混凝土回填处理,防止因其塌陷导致边坡失稳。
- 考虑动态设计、信息化施工,根据开挖揭露的实际地质情况调整支护参数。
3.建筑材料
- 考点解析: 港口与航道工程常用材料的性能、适用范围及耐久性。在内陆山区,会特别关注材料的地域性、经济性及抗冲刷、抗腐蚀性能。
- 真题例题模拟: 黔西南某船闸工程处于淡水环境,但其闸室墙混凝土结构仍出现了较为严重的表面剥落、钢筋锈蚀现象。请分析可能导致此病害的主要原因,并提出相应的修复处理方案。
- 例题解析:
- 病害原因分析:
- 材料因素: 混凝土水胶比过高,密实度差;氯离子含量超标(可能来自骨料或外加剂);钢筋保护层厚度不足。
- 环境因素: 水位变动区干湿循环作用加速劣化;山区水温变化大,冻融循环破坏(尽管在南方,但高海拔地区仍可能发生);水流、船舶停靠带来的磨蚀。
- 施工因素: 混凝土振捣不密实,养护不到位,早期开裂。
- 修复处理方案:
- 表面处理: 凿除疏松、劣化的混凝土,直至露出坚实基层,对锈蚀钢筋进行除锈防腐处理。
- 修复材料: 采用高性能聚合物改性砂浆或混凝土进行修复,其应具备高粘结强度、低收缩、抗渗性好等特点。
- 防腐加强: 在修复表面涂覆渗透型或成膜型防腐涂料(如环氧树脂、聚氨酯涂料),或采用牺牲阳极阴极保护技术。
- 长期监测: 安装传感器,对修复区域的钢筋电位、混凝土湿度等进行长期监测。
- 病害原因分析:
二、 港口与航道工程项目施工管理
此部分侧重于将技术知识应用于项目管理实践,考查施工组织、进度、成本、质量、安全等方面的综合能力。
1.施工组织设计
- 考点解析: 如何针对黔西南山区航道工程的特点,编制科学、合理、可行的施工组织设计,特别是施工导流、通航保障、场地布置等。
- 真题例题模拟: 某黔西南河流上新建一座船闸,施工期间需保证原有V级航道的基本通航能力。请简述编制该船闸工程施工组织设计时,在施工总平面布置和施工期通航方案方面应重点考虑的内容。
- 例题解析:
- 施工总平面布置重点:
- 场地狭小应对: 山区河谷狭窄,需精细规划临时设施、材料堆场、预制场的位置,尽量利用岸坡台地,避免与主体工程争抢空间。
- 交通组织: 规划好场内施工道路与外部交通的连接,充分考虑重件运输(如闸阀门)的路线和方式。
- 弃渣规划: 开挖土石方的综合利用和弃置场地选择,必须符合环保要求,防止水土流失和河道堵塞。
- 施工供电、供水: 山区可能电网覆盖弱,需考虑自备发电;水源可取用河水,但需处理。
- 施工期通航方案重点:
- 分阶段导流: 通常采用“分期围堰”法,先施工一侧,利用另一侧河道通航,再转换。
- 临时通航设施: 如设置临时船闸、升船机,或开辟临时航道。对于V级航道,可能需设置临时绞滩站辅助船舶过滩。
- 通航安全保障: 设置完善的导航、警示标志;建立与海事部门的联动通信机制;制定恶劣天气(如雾、大风)下的通航管制预案。
- 施工与通航的协调: 合理安排爆破、大型构件吊装等影响通航的作业时间,尽量避开航运高峰期。
- 施工总平面布置重点:
2.施工进度与控制
- 考点解析: 网络计划技术(双代号网络图、时标网络图)的应用,关键线路的识别,工期优化和调整。
- 真题例题模拟: 某航道整治工程的主要工作包括:A.施工准备(30天),B.围堰修筑与排水(45天),C.基槽开挖(60天),D.护岸结构施工(75天),E.围堰拆除与清场(30天)。其中,B完成后才能开始C和D,C和D都完成后才能开始E。请绘制双代号网络图,计算总工期,并指出关键线路。若业主要求提前15天完工,作为建造师可采取哪些措施?
- 例题解析:
- 网络图绘制与计算: (此处为描述性解析,实际需绘图)活动顺序为:A -> B -> C和D并行 -> E。总工期为 A(30) + B(45) + Max(C(60), D(75)) + E(30) = 30+45+75+30=180天。关键线路为A-B-D-E。
- 工期压缩措施:
- 关键工作上压缩: 优先压缩关键工作D(护岸结构施工)的工期,如增加模板和施工班组,采用预制构件等,这是最有效的方法。
- 改变施工方案: 例如,将护岸结构的现浇改为预制装配,可大幅缩短D的工期。
- 优化工作逻辑关系: 检查C和D是否可进一步搭接施工,例如在部分基槽开挖完成后即开始护岸施工,但需考虑技术可行性。
- 非关键线路上资源调整: 将非关键工作C(基槽开挖)上的部分资源调配至关键工作D。
- 需注意: 压缩工期会带来成本增加和潜在的质量安全风险,需进行技术经济比较。
3.施工安全与环境保护
- 考点解析: 高危作业(如水下爆破、高边坡开挖)的安全管理,以及在内陆生态敏感区施工的环保措施。
- 真题例题模拟: 黔西南某航道工程需进行水下炸礁作业,该河段临近饮用水源保护区,且是珍稀鱼类的洄游通道。请制定一份详尽的水下炸礁专项施工方案中关于安全和环境保护的核心措施。
- 例题解析:
- 安全措施:
- 爆破设计: 采用微差爆破技术,严格控制单响药量,降低振动和冲击波。
- 作业警戒: 划定安全警戒区,设置警戒船,爆破前发出视觉和听觉信号,确保区域内无船舶和人员。
- 器材管理: 炸药、雷管的运输、储存、使用严格遵守《民用爆炸物品安全管理条例》。
- 人员资质: 爆破员、安全员、押运员均需持证上岗。
- 环境保护措施:
- 水环境保护: 避开鱼类繁殖季节施工;采用气泡帷幕等物理屏障减轻冲击波对鱼类的影响;爆破后迅速清渣,防止悬浮物长时间扩散。
- 振动与噪声控制: 监测爆破振动对岸坡稳定和邻近建筑物的影响;尽量选择白天进行爆破,减少夜间噪声扰民。
- 生态补偿: 与渔业部门合作,实施人工增殖放流,修复渔业资源。
- 应急准备: 制定防止油污泄漏、船舶碰撞等突发环境事件的应急预案。
- 安全措施:
三、 法律法规与合同管理
此部分考查对行业法规、标准强制性条文以及工程合同(特别是FIDIC合同条件)的理解和应用能力。
1.行业法律法规及标准
- 考点解析: 《港口法》、《航道法》、《防洪法》、《水污染防治法》等与黔西南地区密切相关的法律法规,以及《港口与航道工程施工规范》等强制性标准条文。
- 真题例题模拟: 根据《中华人民共和国航道法》的规定,在航道和航道保护范围内进行哪些活动,应当符合航道通航条件影响评价的要求?如果某单位未经批准在黔西南某航道保护范围内修建临河建筑物,航道管理机构依法可采取哪些措施?
- 例题解析:
- 需进行航评的活动: 主要包括:(1)修建跨、临、拦河建筑物(如桥梁、隧道、管道、缆线);(2)设置引水、排水口;(3)采砂、淘金等作业;(4)其他可能影响航道通航条件的活动。
- 航道管理机构的措施: (1)责令停止违法行为,限期拆除违法建筑物,恢复原状;(2)逾期不拆除的,依法强制拆除,费用由违法者承担;(3)并可处以罚款;(4)对单位直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分。
2.工程合同管理
- 考点解析: 合同价款调整、工程变更、索赔处理、违约责任等。
- 真题例题模拟: 某航道疏浚工程采用单价合同。施工过程中,发包人书面通知承包人,将原设计疏浚土方的弃置地点由A区变更为更远的B区,导致运距增加。承包人据此提出费用和工期索赔。请问承包人的索赔是否成立?理由是什么?索赔费用应包含哪些内容?
- 例题解析:
- 索赔成立性: 成立。理由:弃置地点的变更是由发包人原因引起的工程变更,不属于承包人的风险范围。这导致了承包人的施工成本增加。
- 索赔费用内容:
- 直接费: 增加的船舶(泥驳)调遣费、增加的燃油消耗费、增加的设备折旧和人工费(因运距增加导致单船循环时间变长)。
- 间接费: 现场管理费、企业管理费等按比例分摊的部分。
- 利润: 通常变更工作可以计取利润。
- 计算依据: 需根据投标报价中的运土单价组成,分析运距增加带来的增量成本,或重新组价报发包人审核。
四、 综合实务与案例分析
这是考试中最具挑战性的部分,通常提供一个完整的工程背景,要求考生综合运用前述所有知识,解决一系列关联问题。
真题例题模拟: 背景资料:黔西南某大型水电枢纽配套的通航建筑物为单线单级船闸,最大水头45m。船闸主体结构已基本完工,正在进行闸阀门安装和控制系统调试。在调试过程中,发现人字闸门在关闭末期有剧烈振动现象,且下游输水阀门开启时,闸室内的船舶缆绳拉力瞬间增大,有断缆风险。你作为该项目的建造师,被要求处理这些问题。
问题1: 请分析人字闸门关闭末期产生剧烈振动的可能原因及处理措施。
问题2: 请分析输水阀门开启导致闸室内船舶缆绳拉力过大的原因,并提出改善措施。
问题3: 针对此调试阶段出现的问题,简述你作为建造师应如何组织后续工作,确保工程顺利交付。
例题解析:
问题1解析:
- 振动原因:
- 水力因素: 关门末期,门底缝隙射流或门顶溢流可能诱发卡门涡街脱落,当脱落频率与闸门自振频率接近时,发生共振。
- 机械因素: 支铰安装精度不足,存在间隙或不同心;止水安装过紧或磨损不均,导致关门力矩波动。
- 操作因素: 关门速度过快,水力冲击大。
- 处理措施:
- 现场测试: 进行振动测试,确定主振频率和振型。
- 优化操作: 调整关门程序,在接近全关位置时降低关门速度。
- 结构修改: 必要时可在门叶背部加设抗振肋板或阻尼器,改变其动力特性。
- 检查调整: 全面检查并调整支铰间隙和止水密封性。
问题2解析:
- 缆绳拉力过大原因: 根本原因是输水系统灌水时,水流能量过于集中,导致闸室内非恒定流现象严重,产生巨大的水面波动和纵向流速,对系泊船舶形成强大的水流作用力。
- 改善措施:
- 优化阀门开启规程: 采用更平缓的开启速率(如“慢-快-慢”两阶段开启法),避免流量骤增。
- 改进输水系统: 若条件允许,可在阀门后增设消能工(如格栅、消力槛),分散水流能量。但此时主体工程已完工,此方案实施困难。
- 加强系泊设施: 检查并确保系船柱、导缆钩等设施完好牢固。
- 制定安全操作规程: 规定船舶在闸室内的正确系缆位置和方式,要求使用足够强度的缆绳。
问题3解析:
- 成立专项小组: 立即组织设计、设备供应商、安装单位、监理方的技术人员成立问题处理小组。
- 详细诊断: 对振动和水力现象进行全面的数据采集和原因分析,必要时邀请专家咨询。
- 制定解决方案: 基于诊断结果,制定包含操作程序优化、设备局部改造等在内的综合处理方案,并报设计和业主审批。
- 实施方案与验证: 严格按审批方案进行整改,整改后进行全面、严格的反复测试,确保问题彻底解决,各项指标满足设计规范和航行安全要求。
- 完善文档: 将整个处理过程、方案、测试结果整理成详细的技术报告,纳入竣工资料。
- 沟通协调: 保持与业主、监管机构的密切沟通,及时汇报进展,确保信息透明,为后续竣工验收打下基础。
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