(完整ppt)第3章挡水建筑物

坝顶上布置排水系统和栏杆或防浪墙等以及照明设备。也 可采用轻型结构。
坝顶结构布置
1—防浪墙；2—公路； 3—起重机轨道；4—人行道； 5—坝顶排水管； 6—坝体排水管；7—最高水位
(2)坝体分缝
为适应施工期混凝土的浇筑能力和温度控制以及防止地 基可能产生不均匀沉陷而引起裂缝，因而要分缝。
常设垂直于坝轴线的横缝和平行于坝轴线的纵缝、横缝 是永久缝，纵缝则属于临时缝；有时砼分层浇筑的层面也 是一种临时性水平施工缝。
将实体重力坝 的横缝的中间 加宽，则成为 宽缝重力坝。
空腹可以减 小坝底扬压 力，节约混 凝土量，还 可在空腹布 置水电站厂 房。但空腹 重力坝施工 较困难，钢 筋用量较多
在坝内设置大型纵 向空腔的重力坝， 称为空腹重力坝。
利用受拉钢筋 或钢杆对重力坝 施加预应力，以 增加坝身稳定性， 并有效地改善坝 身应力分布，从 而减小坝体混凝 土用量。
重力坝发展史：
19世纪以前，毛石砌体重力坝
早在公元前2900年，埃及便 在尼罗河上修建了一座高 15m、顶长240m的砌石重力 坝。
19世纪后期，混凝土重力坝
采用有效的防渗、排水措施，施工中 分缝、灌浆、温度等技术
20世纪，现代重力坝
30年代以后，重力坝日益增多，重力 坝占总坝数量的比重较大
60年代开始，土石坝理论和施工的发 展，重力坝的比例相对减少，技术上 继续进步
消能防冲形式（消能工）： 底流消能——通过水跃，消 除多余动能的消能方式；
底流消能
挑流消能——利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，
将下泄的急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的 河床。 另外还有面流消能、消力戽消能和多种消能工联合 消能。
挑流消能
三峡水利枢纽溢流重力坝
三峡泄洪闸泄洪
6.重力坝构造
（1）坝顶构造。一般用实体结构，顶面按路面设计，在
第3章 挡水建筑物
挡水建筑物是水利枢纽中最重要的水工建筑 物。各种坝的类型较多，下图为几种坝的类 型示意图。
坝的类型示意图 （a）重力坝 （b）拱坝 （c）支墩坝 （d）预应力锚固坝 （e）桩基锚固坝 （f）橡胶坝 （g）土石坝
1—预应力锚索 2—桩 3—橡胶袋
一、重力坝（三 峡） 二、拱 坝（溪洛渡） 三、土石坝（小浪底）
3.1 重力坝
1.重力坝概述 2.重力坝的特点 3.重力坝类型 4.重力坝的剖面设计 5.溢流重力坝 6.重力坝的构造 7.重力坝的地基处理
岩基上的重力坝
丹江口水利枢纽
1. 重力坝概述
人类筑坝的历史已近5000年，重 力坝是出现最早的一种坝型。
混凝土重力坝是在砌石重力坝的 基础上发展起来的。重力坝结构简 单，工作可靠，至今仍是一种被广 泛采用的坝型。
重力坝分缝示意图 纵缝形式示意图
(3)坝身排水管
坝身排水管是为了降低坝内浸润线位置，排除渗入坝体 内水流减小坝体渗透压力的孔管设施。如图所示。
排水管间距通常为2～3m，内径一般为15～25cm。常采 用预制的多孔混凝土管，在浇筑混凝土时埋入坝内。
坝身排水管及其与廊道的连接（单位：cm） 1—预制的多孔混凝土排水管；2—铸铁管；3—廊道；
3. 重力坝的类型
➢ 按坝高分为
高坝 H 70米 中坝 30米 H 70米 低坝 H 30米
➢ 按筑坝材料分为
混凝土重力坝 浆砌石重力坝
❖ 按泄水条件分为
溢流重力坝 非溢流重力坝
❖ 按构造不同分为
实体重力坝 宽缝重力坝 空腹重力坝 预应力锚固重力坝 装配式重力坝
宽缝的设置 能使扬压力 降低，可节 省混凝土 10%以上。 同时宽缝的 设置还改善 了散热条件。
但施工复杂， 钢筋用量多。
4.重力坝的剖面设计 重力坝的基本剖面是三角形
重力坝基本剖面
常用的实用剖面形态。
非溢流坝剖面形态
根据工程经验： 一般上游坝坡坡率n=0~0.2，常做成铅直或上部铅直下部 倾向上游的； 下游坝坡坡率m=0.6~0.8； 底宽约为坝高的0.7~0.9倍。
5. 溢流重力坝
2. 重力坝工作原理及特点
(1) 工作原理
Байду номын сангаас➢ 稳定要求
利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地 基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定
➢ 强度要求
利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生 的拉应力
(2) 工作特点 优点：
➢ 适于从坝顶溢流，施工期间也易于通 过较低的坝块或底孔（永久的或临时的） 泄流；
➢ 较之拱坝、支墩坝，断面形状简单， 混凝土浇筑简易，便于机械化施工，模 板数量少，且易采用定型模板；
优点：
➢ 适合于在各种气候条件下修建，在严寒地
区，重力坝与拱坝或支墩坝相比，受到冻害 的影响较小；
➢ 对地基的要求比拱坝低，但比土石坝高；
➢ 设计和建造的经验比较丰富，工作可靠， 使用年限较长，养护费用较低。
4—通过两道排水管之间横剖面的浸润线； 5—通过排水管处横剖面的浸润线；6—排水沟；7—灌浆帷幕；8—坝
基排水孔
(4)廊道系统
设置在重力坝体内的各种通道简称廊道。 按其用途可分为坝基灌浆廊道、排水廊道、观测检查廊 道、交通廊道以及其他用于闸门操作、电缆敷设的专用廊 道等。 按其布置可分为纵向廊道（廊道轴线与坝轴线平行）和 横向廊道（廊道轴线与坝轴线垂直）。纵、横廊道及竖井 互相连通形成廊道系统，由进出口与坝外相通，见图。
溢流重力坝：既是挡水建筑物又是泄水建筑物。是重力坝 枢纽中最重要的泄水建筑物，用于将规划库容不能容纳的 绝大部分洪水由坝顶泄向下游。
溢流重力坝剖面： （a）开敞溢流式；（b） 大孔口溢流式
除了满足强度和稳定要求，溢流重力坝还涉及到孔口尺寸、 溢流堰形态和消能方式的合理选择。装设闸门的溢流坝， 需用闸墩将溢流坝段分割成若干个等宽的孔口。溢流堰顶 部曲线多采用WES型。
缺点：
➢ 坝体体积大，要消耗大量水泥，材料强度没有
被充分利用；
➢ 由于体积大，浇筑时水泥的水化热消散困难；
➢ 底面积大，作用在坝底面上的扬压力也大，减 少了坝的有效重量，对坝体稳定不利；
➢ 坝体体积虽远较土石坝小，但单位体积的造价 远较土石坝高。
为了发扬优点克服缺点，可考虑改进设计方
法和施工方法。 ➢上游倾斜，改善受力 ➢坝体分区，不同部位使用不同标号混凝土 ➢采用碾压混凝土方法筑坝 ➢改进坝的结构型式（宽缝、空腹、预应力等）