1、水工建筑物2022/7/302 第2章 巖基上 重力壩2.1 概述2.2 非溢流壩的剖面及布置2.3 重力壩的荷載及組合2.4 重力壩抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力分析2.5 溢流重力壩2.6 重力壩材料及構(gòu)造2.7 重力壩地基處理2022/7/3022.5 溢流重力壩2.5.3 溢流重力壩消能防沖2.5.2 溢流重力壩剖面設(shè)計(jì)2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2.5.0 溢流重力壩特點(diǎn)2022/7/3032.5.0 溢流重力壩特點(diǎn) 溢流重力壩既是擋水建筑物,又是泄水建筑物。 它主要承擔(dān)泄洪保壩、輸水供水、排沙、放空水庫、施工導(dǎo)流等任務(wù)。應(yīng)使水流平順地通過壩面，避免產(chǎn)生振動(dòng)和空蝕應(yīng)使下泄水流對(duì)河床不產(chǎn)生危及壩體安

2、全的局部沖刷不影響樞紐中其他建筑物正常運(yùn)行。有足夠的泄洪能力溢流壩除具有非溢流壩相同的工作條件外，同時(shí)又要滿足泄洪要求。壩體除要滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還要滿足下列要求：2022/7/3042.5.0 溢流重力壩特點(diǎn) 溢流重力壩既能擋水又能通過壩頂溢流。 因此，壩體設(shè)計(jì)除要穩(wěn)定和強(qiáng)度計(jì)算與非溢流壩相同外，還涉及到泄流的孔口尺寸、溢流堰形態(tài)以及消能方式等的合理選定。2022/7/3052.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)一、孔口型式根據(jù)泄水孔的位置以及壩頂是否有胸墻，泄水重力壩孔口型式 （泄水方式 ）可分為三種：壩頂溢流式： 開敞式溢流、表孔溢流大孔口溢流式：設(shè)有胸墻深式泄水孔：2022/7/3062.

3、5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)一、孔口型式 壩頂溢流式 大孔口溢流式 2022/7/307（1）壩頂溢流式（開敞式）溢流孔除宣泄洪水外,還能排除冰棱和其他漂浮物。壩頂可設(shè)或不設(shè)閘門。壩頂不設(shè)閘門溢流堰的堰頂高程就是水庫的正常蓄水位。泄洪時(shí)，庫水位壅高，淹沒損失大，非溢流壩頂高程相應(yīng)提高。優(yōu)點(diǎn)：型式簡單，管理方便。僅適合于淹沒損失不大的中小型工程。2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)南夢3水電站2022/7/308（1）壩頂溢流（開敞式）壩頂設(shè)閘門特點(diǎn)：-下泄流量Q與成H03/2正比（H0為表孔堰頂水頭），超泄能力大。-閘門承受水壓力小，孔口尺寸可大些。-閘門啟閉操作、檢修方便，工作安全可靠。 -預(yù)泄洪水

4、的能力低。 朱莊水庫2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/309（2）大孔口溢流式溢流孔上部設(shè)置胸墻,堰頂較低。特點(diǎn)： -可以提前預(yù)泄洪水，降低上游洪水位，降低壩高，減少工程量。-胸墻擋水可以減小閘門高度。-當(dāng)庫水位低時(shí)，胸墻不影響泄流，和壩頂溢流式相同；當(dāng)庫水位較高時(shí)，由于胸墻的攔阻，不能排泄冰凌和漂浮物。-胸墻多做成固定的，也可以做成活動(dòng)的。2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3010（2）大孔口溢流式2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/30112.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)二、孔口尺寸孔口尺寸擬定包括：過水前緣總寬度、堰頂高程、孔口的數(shù)目、尺寸等。2022/7/30

5、12二、孔口尺寸1.單寬流量的確定單位寬度泄水壩下泄的流量稱為單寬流量。單寬流量q是決定孔口尺寸的重要指標(biāo)。2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3013二、孔口尺寸1.單寬流量的確定2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3014二、孔口尺寸1.單寬流量的確定 單寬流量q必須綜合地質(zhì)條件、下游河道水深、樞紐布置和消能工設(shè)計(jì)多種因素,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。工程實(shí)踐證明：軟弱巖石常取 q = 2050m3/(sm)中等堅(jiān)硬的巖石取 q = 50100 m3/(sm)特別堅(jiān)硬的巖石 q= 100150 m3/(sm)地質(zhì)條件好、堰面鋪鑄石防沖、下游尾水較深和消能效果好的工程,可以選取更

6、大的單寬流量。2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3015二、孔口尺寸2.孔口尺寸的確定2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3016二、孔口尺寸 2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3017二、孔口尺寸 2.5.1 溢流重力壩孔口設(shè)計(jì)2022/7/3018一、溢流壩堰面曲線2.5.2 溢流重力壩剖面設(shè)計(jì)溢流壩的基本剖面呈三角形。實(shí)用斷面是將三角形上部和壩體下游斜面做成溢流面，且溢流面外形應(yīng)具有較大的流量系數(shù)，使泄流順暢，壩面不發(fā)生空蝕。二、實(shí)用斷面設(shè)計(jì)2022/7/3019一、溢流壩堰面曲線溢流壩堰面曲線由頂部溢流面曲線段、中間直線段、下部反弧段 組成。2.5.2 溢流

7、重力壩剖面設(shè)計(jì)2022/7/30201.頂部溢流面曲線段溢流壩頂曲線段的形狀對(duì)泄流能力及流態(tài)的影響很大。當(dāng)采用壩頂溢流孔口時(shí)，其壩頂溢流可采用曲線型非真空實(shí)用剖面堰。工程中常用有克奧曲線和冪曲線(WES)。近年來，我國多座高溢流壩設(shè)計(jì)均采用WES曲線。一、溢流壩堰面曲線2022/7/30211.頂部溢流面曲線段當(dāng)設(shè)有胸墻，采用大孔口泄流，在校核洪水位情況下,Hmax/D1.5 時(shí)，或閘門全開時(shí)，仍屬孔口泄流，堰面曲線如圖。一、溢流壩堰面曲線2022/7/3022一、溢流壩堰面曲線2.中間直線段 中間直線段與頂部曲線段和下部反弧段相切，坡度與非溢流壩的下游坡度同。具體由穩(wěn)定和強(qiáng)度分析及剖面設(shè)計(jì)確

8、定。3.底部反弧段 該段是使沿溢流壩面下泄的高速水流平順地轉(zhuǎn)向的工程設(shè)施，要求沿程壓力分布均勻，不產(chǎn)生負(fù)壓和不致引起有害的脈動(dòng)壓力。常用圓弧曲線，反弧半徑應(yīng)按不同的消能設(shè)施選用。 反弧段的半徑 R=（610）h h：校核水位閘門全開時(shí)，反弧段最低點(diǎn)水深，可按能量方程求解。2.5.2 溢流重力壩剖面設(shè)計(jì)2022/7/3023二、實(shí)用剖面設(shè)計(jì)2.5.2 溢流重力壩剖面設(shè)計(jì)2022/7/30242022/7/30252.5.3 溢流重力壩消能防沖 在河道上修建的堰、水閘、溢流壩等水工建筑物，改變了河道水流的特性。下泄的水流流速高，動(dòng)能很大，且泄水建筑物比原河道窄，單寬流量大，能量更為集中。而下游河道

9、中水流的速度一般較低，屬于緩流。故下泄水流過渡到正常流動(dòng)狀態(tài)，就存在兩種流態(tài)的銜接。 必須采取有效地消能措施，確保下游河床、壩址下游地基以及建筑物的安全或其他建筑物的正常運(yùn)行。2022/7/30262.5.3 溢流重力壩消能防沖通過壩體的下泄水流具有很大的能量。例如，當(dāng)單寬流量q=100m3/sm，上下游水頭差H=50m，則在1m寬的河床上水流的勢能差約50MW。q、H越大，勢能差也越大。如此巨大的能量主要消耗于兩個(gè)方面：-水流的內(nèi)部損耗，如摩擦、沖擊、紊動(dòng)、漩渦；-水流與固體邊界作用，如摩擦、沖刷等。2022/7/30272.5.3 溢流重力壩消能防沖消能設(shè)計(jì)原則盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消

10、耗在水流內(nèi)部的紊動(dòng)中,以及水流與空氣的摩擦上不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷下泄水流平穩(wěn),不影響樞紐中其他建筑物正常運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠工程量小，造價(jià)低。2022/7/30282.5.3 溢流重力壩消能防沖消能方式巖基上溢流重力壩常用的的消能方式有挑流式、底流式、面流式和戽流式等。其中挑流消能應(yīng)用最廣，底流消能次之，面流及戽流消能應(yīng)用較少。 葛洲壩底流消能 新安江挑流消能 富春江面流消能2022/7/3029消能方式底流消能工作原理：采取工程措施，在壩趾下游設(shè)消力池、消力坎等，促使下泄水流在限定范圍內(nèi)產(chǎn)生水躍，通過水流的內(nèi)部摩擦、摻氣和撞擊消耗能量。主流位于底部，稱為底流消能。 降低

11、護(hù)坦高程形成消力池消力坎2022/7/3030消能方式面流消能工作原理：在建筑物的末端，設(shè)一個(gè)比下游水位低、水平的或仰角較小的底坎，將下泄高速水流引向下游河道的水流表面，并逐漸向下游擴(kuò)散，而靠近河底則流速較小，同時(shí)壩后主流區(qū)下部形成激烈漩滾，以消耗部分下泄水流能量。2022/7/3031消能方式消力戽消能消力戽是以模型試驗(yàn)為基礎(chǔ)研究成功的一種消能方式,它是利用一個(gè)較大的反弧半徑和挑角形成的戽斗、在一定尾水深度的作用下，使從溢流壩下游的高速水流在戽斗內(nèi)產(chǎn)生激烈的表面旋滾，并使出戽的高速水股在底部及尾水中均產(chǎn)生旋滾，以達(dá)到較好的消能效果。2022/7/3032消能方式消力戽消能工作原理：利用戽坎在

12、水下特點(diǎn)，使水流分別在戽內(nèi)和戽后漩滾，形成“三滾一浪”，進(jìn)而達(dá)到消能目的。2022/7/3033（一） 挑流消能 利用溢流壩下游反弧段的鼻坎,將下泄高速水流挑射拋向空中,拋射水流在摻入大量空氣時(shí)消耗部分能量,而后落到距壩較遠(yuǎn)的下游河床水墊中產(chǎn)生強(qiáng)烈的漩滾,并沖刷河床形成沖坑,隨著沖坑逐漸加深,大量能量消耗在水流漩滾的摩擦之中,沖坑也逐漸趨于穩(wěn)定。2022/7/3034（一） 挑流消能能量的耗散分為三部分 ：高速水流沿固體邊界的摩擦；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴(kuò)散；射流落入下游尾水中淹沒紊動(dòng)擴(kuò)散消能。2022/7/3035（一） 挑流消能優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、檢修及施工方便。缺點(diǎn)：下游沖刷嚴(yán)重

13、，尾水波動(dòng)較大，霧化大，影響電站工作。 規(guī)范條例：挑流消能適用于堅(jiān)硬巖石上的高、中壩，低壩需經(jīng)論證才能選用。當(dāng)壩基有延伸至下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面，可能被沖坑切斷而形成臨空面，危及壩基穩(wěn)定，或岸坡可能被沖塌時(shí)，不宜采用挑流消能，或須做專門的防護(hù)措施。2022/7/30362022/7/3037寬尾墩與挑流聯(lián)合消能(清江隔河巖)2022/7/3038（一） 挑流消能挑流消能設(shè)計(jì)內(nèi)容： 鼻坎型式、鼻坎高程、反弧半徑R 、挑射角度； 計(jì)算挑距及沖坑深度。2022/7/30391.挑流鼻坎的型式、高程及挑角確定 挑流鼻坎型式：有連續(xù)式、差動(dòng)式、窄縫式和扭曲式等。挑流消能設(shè)計(jì)內(nèi)容： 2022/7/3040

14、1.挑流鼻坎的型式、高程及挑角確定（1）差動(dòng)式挑流鼻坎差動(dòng)式是在鼻坎末端設(shè)置一排坎槽 ，使水流通過高低坎分為兩股射出，在垂直方向有較大的擴(kuò)散，水舌入水寬度增加，減少了單位面積上的沖刷能量，兩股水流在空中互相撞擊、摻氣加劇。因此沖坑較連續(xù)式的淺，約減少35，但挑距將有所減小。挑流消能設(shè)計(jì)內(nèi)容： 矩形差動(dòng)式：齒槽斷面為矩形 梯形差動(dòng)式：齒槽斷面為梯形 2022/7/30411.挑流鼻坎的型式、高程及挑角確定（1）差動(dòng)式挑流鼻坎 優(yōu)點(diǎn)：使挑射水舌擴(kuò)散，分成兩段 ，相互撞擊、加大摻氣量，加大空中耗能，減小入水的單位面積上的能量，減小沖刷，下游波動(dòng)也小些。 型式：矩形和梯形齒坎 。 缺點(diǎn)：沖刷坑最深點(diǎn)距

15、壩底較近，鼻坎上流形態(tài)復(fù)雜，高速水流下易于空蝕。 矩形側(cè)壁易產(chǎn)生較大負(fù)壓；梯形施工復(fù)雜 。挑流消能設(shè)計(jì)內(nèi)容： 2022/7/3042差動(dòng)式鼻坎的上齒坎挑角和下齒坎挑角的差值以510為宜，上齒寬度和下齒寬度之比易大于1.0，齒高差以1.5m為宜，高坎側(cè)宜設(shè)通氣孔。2022/7/3043（2）連續(xù)式鼻坎 主要特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，射程遠(yuǎn)，水流平順，很少產(chǎn)生空蝕，水霧化較輕，但摻氣作用較差。 鼻坎挑射角： 一般=2025 反弧半徑：R =（810）h，h為鼻坎上水深。R太小，水流轉(zhuǎn)向不平順；過大時(shí)，鼻坎向下游延伸太長，增大工程量。 鼻坎高程：一般高出下游最高水位12m。2022/7/30442.挑距估算：

16、水力學(xué)計(jì)算3.沖刷坑深度：水力學(xué)計(jì)算挑流消能設(shè)計(jì)內(nèi)容： 2022/7/30452.6 重力壩材料及構(gòu)造2.6.2 重力壩構(gòu)造2.6.1 混凝土重力壩的材料2022/7/30462.6.1 混凝土重力壩的材料重力壩的建筑材料主要是混凝土。對(duì)于水工混凝土，除強(qiáng)度外還應(yīng)按其所處的部位和工作條件，在抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、低熱，抗裂性能方面提出不同的要求。水工混凝土除要求具有足夠的強(qiáng)度以外，還有一定的抗?jié)B性、抗侵蝕性、抗凍性、抗磨性和低熱性等。2022/7/3047（一）混凝土強(qiáng)度等級(jí) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)是混凝土的重要性能指標(biāo)。一般重力壩的混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)分為C10、C15、C20、C25、C30等

17、。C7.5的混凝土只能用在某些不重要的、應(yīng)力很小的部位，僅作回填及壓重用。C30或更高強(qiáng)度等級(jí)混凝土應(yīng)盡量少用或僅用于局部。2.6.1 混凝土重力壩的材料2022/7/3048（一）混凝土強(qiáng)度等級(jí) 大壩常態(tài)混凝土的抗壓強(qiáng)度齡期一般采用90天和保證率為80%的軸心抗壓強(qiáng)度，最多不超過180天.壩體混凝土的抗拉強(qiáng)度齡期一般可取按28天強(qiáng)度。2.6.1 混凝土重力壩的材料2022/7/3049（二）混凝土的耐久性 混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用，并長期保持其良好的使用性能的能力稱為混凝土的耐久性。耐久性包括抗?jié)B性、抗凍性、抗沖磨性、抗侵蝕性、抗裂性。1.抗?jié)B性 對(duì)于大壩的上游面,基礎(chǔ)層和下游水位以下的壩面均

18、為防滲部位,其混凝土應(yīng)具有抵抗壓力水滲透作用而不被破壞的能力。2.抗凍性 抗凍性指混凝土在飽和狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)作用而不破壞,不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。.3.抗磨性 是指抗高速水流或挾沙水流沖刷、磨損作用的性能。 4.抗侵蝕性 是指混凝土抵抗環(huán)境水侵蝕的性能。5.抗裂性 2.6.1 混凝土重力壩的材料2022/7/3050（三）混凝土重力壩材料分區(qū) 2.6.1 混凝土重力壩的材料壩體分區(qū)原因：1.壩體各部分工作條件不同，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗裂等性能要求不同；2.為了節(jié)約和合理使用水泥，通常將壩體按不同部位和不同工作條件分區(qū)，采用不同標(biāo)號(hào)。2022/7/3051（三）混凝土重

19、力壩材料分區(qū) 2022/7/3052分區(qū)數(shù)盡量少，以利施工。相鄰區(qū)的強(qiáng)度標(biāo)號(hào)相差不宜超過兩級(jí)，以免引起壩內(nèi)應(yīng)力重分布或產(chǎn)生裂縫。分區(qū)厚度：一般不得小于23m。（三）混凝土重力壩材料分區(qū) 2022/7/30532022/7/30542.6.2 重力壩構(gòu)造重力壩的（細(xì)部）構(gòu)造設(shè)計(jì)：包括壩頂結(jié)構(gòu)、壩體分縫、止水、排水、廊道布置等內(nèi)容。這些構(gòu)造的合理選型和布置，可以改善重力壩工作性態(tài)，提高壩體抗滑穩(wěn)定性及減小壩體應(yīng)力，滿足運(yùn)用和施工上的要求，保證大壩正常工作。2022/7/3055壩頂結(jié)構(gòu)（補(bǔ)充內(nèi)容）1、非溢流壩一般采用實(shí)體結(jié)構(gòu)（圖a），頂面按路面設(shè)計(jì)，在壩頂上布置排水系統(tǒng)和照明設(shè)備。少數(shù)情況，也可采

20、用某種輕型結(jié)構(gòu)（圖b），后者較適用于地震區(qū)。2022/7/3056壩頂結(jié)構(gòu)（補(bǔ)充內(nèi)容）2、溢流壩溢流壩壩頂上的構(gòu)造：有閘門、閘墩、邊墩和導(dǎo)墻、工作橋及交通（公路）橋等。工作閘門檢修閘門（平面閘門）門式啟閉機(jī)卷揚(yáng)機(jī)閘墩交通橋交通橋便橋工作橋卷揚(yáng)機(jī)門式啟閉機(jī)交通橋工作閘門（弧形閘門）2022/7/30572.6.2 重力壩構(gòu)造（一）壩體防滲與排水設(shè)施 1.壩體防滲 為減小滲水對(duì)壩體的不利影響，在混凝土重力壩壩體上游面和下游面最高水位以下部分，多采用一層具有防滲、抗凍、抗侵蝕的混凝土作為壩體防滲設(shè)施。 防滲指標(biāo)根據(jù)水頭和防滲要求而定。 防滲厚度一般為作用水頭1/20 1/10 不小于2m。2022/

21、7/30582.壩體排水設(shè)施 靠近上游壩面布設(shè)排水管幕，減小壩體滲透壓力。 排水線路：滲入壩體排水管廊道、集水井下游（自流或用抽水機(jī)）。 排水管距上游面要求不小于壩前水深的1/101/12，且不小于2米，使?jié)B透坡降在允許范圍內(nèi)。 排水管常用預(yù)制多孔混凝土管，間距23m。管內(nèi)徑1525cm，太小易堵塞。 排水管與廊道連接多采用直通式，且多在上游側(cè)（使廊道干燥）。2.6.2 重力壩構(gòu)造（一）壩體防滲與排水設(shè)施 2022/7/30592.6.2 重力壩構(gòu)造（一）壩體防滲與排水設(shè)施 2022/7/30602.6.2 重力壩構(gòu)造（一）壩體防滲與排水設(shè)施 2022/7/3061 1.壩內(nèi)廊道 為滿足施工和

22、適用要求（如灌漿、排水、觀測、檢查交通的需要），須在壩體內(nèi)設(shè)置各種廊道。 這些廊道相互連通，構(gòu)成廊道系統(tǒng)。2.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/30622.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/30631.壩內(nèi)廊道 基礎(chǔ)灌漿廊道作用：主要用于防滲帷幕及地基排水孔的施工。 帷幕灌漿常在壩體澆筑到一定高程后開始進(jìn)行，以便利用混凝土的壓重來提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。為此，需要在壩踵附近設(shè)置灌漿廊道。 2.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/30641.壩內(nèi)廊道 基礎(chǔ)灌漿廊道尺寸：一般采用城門洞形。斷面尺寸應(yīng)滿足灌漿作業(yè)要

23、求。 一般底寬2.53.0m，高3.0 4.0m。 距上游壩面：可取0.05 0.1 倍水頭， 且不小于4 5m（滲透坡降問題）。 距壩基面：不小于1.5倍廊道寬度。廊道上游側(cè)設(shè)排水溝，下游側(cè)設(shè)排水孔及揚(yáng)壓力觀測孔。灌漿廊道沿地形向兩岸逐漸升高。坡度不宜大于40 45度，以便鉆孔、灌漿操作和搬運(yùn)灌漿設(shè)備。2.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/3065基礎(chǔ)灌漿廊道布置圖2.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/3066大壩基礎(chǔ)灌漿廊道采用預(yù)制砼廊道2.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/30672.6.2 重力壩構(gòu)造（

24、二）重力壩壩身廊道及泄水孔 1.壩內(nèi)廊道 檢查廊道 常在靠近壩體上游面沿高度方向隔1520m設(shè)檢查廊道。最小寬度為1.2m，最小高度為2.2m。 距上游面不小于0.050.07倍水頭，且不小于3m（寒冷地區(qū)適當(dāng)加厚）。上游側(cè)設(shè)排水溝。2022/7/30682.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 1.壩內(nèi)廊道 檢查廊道2022/7/30692.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 1.壩內(nèi)廊道 壩基廊道 壩基排水廊道由壩基排水孔收集基巖排出的水，經(jīng)過設(shè)在廊道底角的排水溝流入集水井，并排至下游。若排水廊道低于下游水位，則應(yīng)用水泵將水送至下游。 收集壩基滲水的排水廊道沿壩高每隔

25、1520m布置一道。滲水由壩身排水管進(jìn)入廊道排水溝，再沿岸坡排水溝流至最低排水廊道的集水井。2022/7/30702.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 1.壩內(nèi)廊道 壩基廊道 壩內(nèi)廊道應(yīng)用力求一道多用，綜合布置，以減少廊道的數(shù)目。 廊道離上游壩面不應(yīng)小于2-2.5m。 廊道斷面采用城門型。2022/7/30712.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2.壩內(nèi)泄水孔 重力壩泄水孔的進(jìn)口淹沒在水位以下較深處，故又稱深式泄水孔。泄水孔作用： 預(yù)泄庫水，增大水庫的調(diào)蓄能能力； 放空水庫，以便檢修； 排放淤泥，減少淤積； 隨時(shí)放水，以滿足航運(yùn)和灌溉的要求； 施工導(dǎo)流。2022/

26、7/30722.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2.壩內(nèi)泄水孔 按孔內(nèi)水流狀態(tài)：有壓泄水孔、無壓泄水孔 有壓泄水孔（發(fā)電壓力輸水孔）： 工作閘門布置在出口，可以部分開啟，出口低，利用的水頭大，斷面尺寸較小。無壓泄水孔（其他泄水、放水孔）： 工作閘門布置在進(jìn)口，為形成無壓水流，需在閘門后將斷面頂部升高。（工作閘門前仍為有壓段）2022/7/30732.6.2 重力壩構(gòu)造（二）重力壩壩身廊道及泄水孔 2022/7/30742022/7/3075壩身泄水孔(單位：m)l一泄洪孔：2一弧形門； 3一檢修門槽；4一通氣管；5一錐形閥； 6一排水管; 7一攔污柵； 8一廊道； 9一檢查井；

27、10一導(dǎo)流底孔2022/7/30761.壩體分縫目的：a、滿足施工要求（如混凝土澆筑能力及施工期溫度控制等）； b、防止溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫； c、防止不均勻沉降產(chǎn)生裂縫。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30771.壩體分縫按縫的作用可分為：沉降縫、溫度縫及工作縫按縫的位置可分為：橫縫、縱縫及水平縫。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30781.壩體分縫沉降縫：將壩體分為若干段，以適應(yīng)地基的不均勻沉降，防止產(chǎn)生沉降裂縫。常設(shè)在地基巖性突變出。溫度縫：是將壩體分塊，以減小壩體伸縮時(shí)地基對(duì)壩體的約束，以及新舊混凝土之間的約束，從而防止產(chǎn)生裂縫。工作

28、縫（施工縫）：主要是便于分期分塊澆筑，裝拆模板及混凝土散熱而設(shè)的臨時(shí)縫。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30791.壩體分縫 橫縫2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30802022/7/30811.壩體分縫 橫縫永久性橫縫 從壩底至壩頂?shù)呢灤┛p，將壩體分成獨(dú)立的壩段。 常做成豎直平面，不設(shè)鍵槽，不進(jìn)行灌漿，各壩段獨(dú)立工作。現(xiàn)在常是溫度縫、沉降縫合二為一，故留成2cm寬的縫。 橫縫內(nèi)需設(shè)止水。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30821.壩體分縫 橫縫臨時(shí)性橫縫主要用于當(dāng)岸坡較陡、壩基地質(zhì)條件較差或強(qiáng)地震區(qū)。為提高壩

29、體的抗滑穩(wěn)定性，在施工期用橫縫將壩體沿軸線分段澆筑，以利于溫度控制，然后對(duì)橫縫進(jìn)行灌漿，形成整體重力壩。 2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30831.壩體分縫 縱縫 平行于壩軸線方向設(shè)的縫。目的：適應(yīng)混凝土澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力?？v縫是臨時(shí)縫，待壩體降到穩(wěn)定溫度后進(jìn)行接縫灌漿?？v縫布置形式：鉛直縱縫、錯(cuò)縫、斜縫。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30842022/7/30851.壩體分縫 縱縫 （1）鉛直縱縫 鉛直縱縫將壩體分成柱狀快，混凝土澆筑施工時(shí)干擾小，是應(yīng)用最多的一種施工縫。 縫間距視混凝土澆筑能力和施工期溫度控制而定，一般

30、為1530m。 為了使縫面更好地傳力， 縱縫縫面設(shè)水平向鍵槽。鍵槽呈斜三角形，槽面大致順主應(yīng)力方向。2022/7/3086 球型鍵槽模板拆模后混凝土面效果 球型鍵槽模板2022/7/30871.壩體分縫 縱縫 （1）鉛直縱縫 為保證壩面的整體性，在縫面上布設(shè)灌漿系統(tǒng)。待壩體溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，壩塊收縮至縫的張開度達(dá).5mm以上時(shí)進(jìn)行灌漿。 縫四周設(shè)止?jié){片。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30881.壩體分縫 縱縫 （2）錯(cuò)縫 縫面不作灌漿處理。澆注塊高度在基巖附近1.5 2m，在壩體上部不大于3 4m，錯(cuò)縫間距10 15m，縫的錯(cuò)距不超過澆注塊的一半。 錯(cuò)縫施工簡便

31、，在低壩上使用。1.壩體分縫 縱縫 （3）斜縫 可大致沿主應(yīng)力方向設(shè)置，因縫面剪應(yīng)力很小，可以不灌漿。斜縫須在離上游面一定距離處終止。為防止斜縫在終止處向上貫穿，須采用并縫措施：布設(shè)并縫鋼筋、設(shè)并縫廊道等。施工最好使上下塊均勻上升。 施工復(fù)雜，較少采用。2022/7/30891.壩體分縫 水平施工縫 水平施工縫是上下層新老混凝土澆筑塊之間施工接縫，是臨時(shí)性的。 新混凝土澆注前，須清除縫面渣、灰塵和水泥乳膜，用風(fēng)水槍或壓力水沖洗，使表面成為干凈麻面。再均勻鋪一層23cm的水泥砂漿，然后在上面澆筑混凝土。 上下澆注塊之間常間歇37天。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30

32、902.止水 重力壩橫縫的上游面、溢流面、下游面最高尾水位以下及壩內(nèi)廊道和孔洞穿過分縫處的四周等部位應(yīng)設(shè)置止水設(shè)施。 止水材料： 金屬的、橡膠的、塑料的、瀝青的及鋼筋止水片。 2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30912.止水金屬止水片有銅片、鋁片和鍍鋅片，止水片厚一般為.6mm，兩端插入的深度不小于2025cm。橡膠止水和塑料止水片適應(yīng)變形能力較強(qiáng)，在氣候條件、所在部位等選用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30922.止水瀝青止水置于瀝青井內(nèi)，井內(nèi)設(shè)有蒸汽或電熱設(shè)備，加熱可使瀝青瑪蹄脂熔化，使其與混凝土有良好接觸。鋼筋止水是把做

33、成的鋼筋塞設(shè)置在縫的上游面，塞與壩體間設(shè)有瀝青油毛氈層，當(dāng)受水壓時(shí)，塞壓緊瀝青油毛氈層而起止水作用。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/3093銅止水片（W型斷面）2022/7/3094固定好的豎直塑料止水帶固定好的水平塑料止水帶2022/7/309520cm三峽大壩銅止水片止水定型圍囹2022/7/3096止水銅片的凹槽部位須用瀝青麻絲填實(shí)銅止水片鼻子內(nèi)填充的瀝青麻絲飽滿瀝青與麻絲混合不均勻，麻絲未浸透正確做法錯(cuò)誤做法2022/7/30972.止水對(duì)于高壩應(yīng)采用兩道止水，中間設(shè)瀝青井。中低壩適當(dāng)簡化，如中壩第二道止水片可采用橡膠或塑料片等。低壩經(jīng)過論證可采用一道止水片

34、，一般止水片距上游壩面為0.52.0m，以后各道止水設(shè)施間距離為0.51.0m。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30982.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/30992.止水 規(guī)范要求：高壩橫縫的兩道止水片：應(yīng)采用厚1.0mm1.6mm 的止水銅片，其中第一道止水片離上游面約0.52.0m。中壩的第一道止水片：應(yīng)為銅片。銅止水片宜加工成“”形，每一側(cè)埋入混凝土內(nèi)的長度不小于20cm25cm。（三）重力壩分縫與止水 2022/7/301002.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/301012.止水 規(guī)范要求：橫縫止水片必須與壩

35、基妥善連接。止水片埋入基巖內(nèi)的深度可為3050cm，必要時(shí)止水槽混凝土與基巖之間用錨筋連接。2.6.2 重力壩構(gòu)造（三）重力壩分縫與止水 2022/7/301022.7 重力壩地基處理2.7.3 壩基防滲和排水2.7.2 壩基的加固處理2.7.1 壩基開挖與清理2.7.0 壩基處理概述2022/7/301032.7 重力壩地基處理天然基巖都有風(fēng)化層、節(jié)理、裂隙等缺陷，有時(shí)也存在斷層破碎帶及軟弱夾層等，因此必須進(jìn)行處理。地基處理主要包含三方面的工作：滲流控制、強(qiáng)度控制、穩(wěn)定控制。處理后的地基應(yīng)滿足下列要求： 應(yīng)具有足夠的抗壓和抗剪強(qiáng)度。 應(yīng)具有良好的整體性和均勻性。 應(yīng)具有足夠的抗?jié)B性。 應(yīng)具有

36、足夠的耐久性。2.7.0 壩基處理概述2022/7/301042.7 重力壩地基處理 統(tǒng)計(jì)資料表明：重力壩的失事有40%是因?yàn)榈鼗鶈栴}造成的。地基處理對(duì)重力壩的經(jīng)濟(jì)、安全至關(guān)要，要與工程的規(guī)模和壩體的高度相適應(yīng)。 地基處理，包括五項(xiàng)措施： 開挖與清理； 固結(jié)灌漿； 破碎或軟弱夾層的專門處理； 斷層防滲帷幕灌漿； 壩基排水等。2.7.0 壩基處理概述2022/7/301052.7.1 壩基的開挖與清理 壩基開挖清理的目的是將壩體坐落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。 壩基的開挖深度應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力情況、巖石強(qiáng)度及其完整性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的要求研究確定。2.7 重力壩地基處理2022/7/301062.7.

37、1 壩基的開挖與清理2.7 重力壩地基處理2022/7/30107壩基加固目的：提高基巖的整體性和彈性模量減少基巖受力后不均勻變形提高基巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度降低壩基的滲透性壩基加固有固結(jié)灌漿、軟弱破碎帶處理等2.7.2 壩基的加固處理2.7 重力壩地基處理2022/7/30108三峽左廠房壩段建基巖面2022/7/30109（一） 壩基固結(jié)灌漿定義：混凝土壩工程中，對(duì)巖石的節(jié)理裂隙采用淺孔低壓灌注水泥漿的施工方法對(duì)壩基進(jìn)行加固處理，稱為固結(jié)灌漿。在防滲帷幕范圍內(nèi)先進(jìn)行固結(jié)灌漿可提高帷幕灌漿的壓力。2.7.2 壩基的加固處理2.7 重力壩地基處理2022/7/30110（一）壩基固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿的

38、范圍主要根據(jù)壩基的地質(zhì)條件、巖石破碎程度及壩基受力而定?；鶐r較好，僅在上下游應(yīng)力較大的地區(qū)進(jìn)行；壩基巖石普遍較差且是高壩時(shí)，全面積固結(jié)灌漿；有的工程在壩基以外一定范圍內(nèi)進(jìn)行固結(jié)灌漿。2.7.2 壩基的加固處理2.7 重力壩地基處理2022/7/30111（二）壩基固結(jié)灌漿灌漿孔的間距：孔距、排距 36m灌漿孔的排列形式：平面上作梅花形或方格形。 灌漿孔的鉆孔方向：與主要裂隙面正交。2.7.2 壩基的加固處理2.7 重力壩地基處理2022/7/30112（二）壩基固結(jié)灌漿灌漿的壓力：在不擾動(dòng)基巖的前提下盡量大。灌漿時(shí)，先用稀漿，之后逐漸加大漿的稠度。灌漿壓力：無混凝土蓋重時(shí)為0.20.4MPa有混凝土蓋重時(shí)為0.40.7MPa2.7.2 壩基的加固處理2.7 重力壩地基處理2022/7/30113三峽固結(jié)灌漿2022/7/30114（二）壩基軟弱破碎帶處理 壩基中存在較大的斷層破碎帶、軟弱夾層、泥化層、裂隙密集帶等，需要專門加固處理。 對(duì)傾角較大或與基面接近垂直