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中山建斌职业技校水工建筑物教案：第二章重力坝07重力坝的建筑材料主要是混凝土。
对于水工混凝土，除强度外还应按其所处的部位和工作条件，在抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、低热，抗裂性能方面提出不同的要求。
一．混凝土重力坝的材料1.混凝土的强度等级普通混凝土强度等级是按标准方法制作养护的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值确定的，混凝土强度随着龄期延长而增长。
坝体常态混凝土强度标准值的龄期一般用90天，碾压混凝土可采用180天龄期，因此在规定混凝土强度设计值时，应同进规定设计龄期。
大坝常用混凝土强度等级有C7.5、C10、C15、C20、C25、C30。
高于C30的混凝土用于重要构件和部位。
大坝混凝土的强度标准值可采用90d龄期强度，保证率80%。
2.．混凝土的耐久性①抗渗性②抗冻性③抗磨性④抗浸蚀性⑤抗裂性二．混凝土重力坝的材料分区坝体分区示意图(a)非溢流坝；(b)溢流坝；(c)坝身泄水孔由于坝体各部分的工作条件不同，因而对混凝土强度等级、抗掺、抗冻、抗冲刷、抗裂等性能要求也不同，为了节省和合理使用水泥，通常将坝体不同部位按不同工作条件分区，采用不同等级的混凝土。
Ⅰ区为上、下游以上坝体外部表面混凝土Ⅱ区为上、下游变动区的坝体外部表面混凝土Ⅲ区为上、下游以下坝体外部表面混凝土Ⅳ区为坝体基础Ⅴ区为坝体内部Ⅵ区为抗冲刷部位的（例如溢洪道溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等）三．重力坝坝体的防渗与排水设施1.坝体防渗在混凝土重力坝坝体上游面和下游面最高水位以下部分，多采用一层具有防渗、抗冻、抗侵蚀的混凝土作为坝体防渗设施，防渗指标根据水头和防渗要求而定，防渗厚度一般为1/10～1/20水头，但不小于2m。
2.坝体排水设施重力坝内部排水构造（单位：mm）（a）坝内排水；（b）排水管靠近上游坝面设置排水管幕，以减小坝体渗透压力。
排水管幕距上游坝面的距离一般为作用水头的1/15～1/25，且不小于2.0m。
中山建斌职业技校水工建筑物教案：第二章重力坝03二、重力坝的荷载和作用及其组合1.荷载的作用①永久作用包括：坝体自重和永久性设备自重；淤沙压力（有排沙设施时可列为可变作用）；土压力。
②可变作用包括：静水压力；扬压力（包括渗透压力和浮托力）；动水压力（包括水流离心力，水流冲击力，脉动压力等）；浪压力；冰压力（包括静冰压力和动冰压力）；风雪荷载；⑦机动荷载。
③偶然作用包括：地震作用；校核洪水位时的静水压力。
2.荷载的组合按承载能力极限状态设计时，混凝土重力坝应考虑基本组合和偶然组合两种作用效应组合。
按正常使用极限状态设计时，混凝土重力坝应考虑短期组合和长期组合两种作用效应组合。
在设计混凝土重力坝坝体剖面时，应按照承载能力极限状态计算基本组合和偶然组合。
①荷载作用的基本组合。
荷载作用的基本组合包括下列作用：⑴坝体（建筑物）的自重（包括永久性机械设备、闸门、起重设备及其他结构自重）⑵以发电为主的水库，上游用正常蓄水位，下游按照运用要求泄放最小流量时的水位，且防渗及排水设施正常工作时的水作用Ａ．大坝上、下游面的静水压力；Ｂ．扬压力。
⑶大坝上游淤沙压力。
⑷大坝上下游侧向土压力。
⑸浪压力：Ａ、取５０年一遇风速引起的浪压力。
Ｂ、多年平均最大风速引起的浪压力。
⑹冰压力：取正常蓄水位时的冰作用。
⑺其他出现机会较多的作用。
②荷载作用的偶然组合荷载作用的偶然组合包括下列作用：⑻当水库泄放校核洪水（偶然状况）流量时，上下游水位的作用，且防渗排水正常工作时的水作用：①坝上下游面的静水压力②扬压力③相应泄洪时的动水压力。
⑼地震力。
一般取正常蓄水情况时相应的上、下游水深。
⑽其他出现机会很少的作用。
3.荷载作用分项系数根据荷载作用的特点，有不同的分项系数。
总结：本节讲述了坝体自重、静水压力、动水压力、淤沙压力、浪压力、扬压力、冰压力、地震作用、其它荷载的作用、计算及其组合；重点讲述了坝体自重、静水压力、淤沙压力、浪压力、扬压力计算。
水工建筑物 授课教案章节名称 第三章 重力坝 教学日期授课教师姓名 张社荣 职称 教授 授课时数14学时本章的教学目的与要求重力坝一章的教学是《水工建筑物》这门课程的入门章节，通过这章的学习，教师要将水工建筑物的设计方法、设计过程、设计原理和具体计算、绘图等内容系统的讲解清楚。
设计方法上要掌握极限状态设计方法；计算方法上要掌握材料力学方法、刚体极限平衡方法。
设计过程上要掌握从剖面拟定、作用施加、过坝水流处理、基础处理和细部构造等。
设计原理上要掌握强度和稳定是如何提出问题和解决问题的；掌握重力坝水电枢纽中“水”从拦蓄到宣泄的能量转换原理。
授课主要内容及学时分配重力坝的工作特点；重力坝上的主要荷载计算方法以及荷载组合；岩基上重力坝的稳定分析；强度校核（应力计算）；剖面设计；溢流重力坝的泄水方式及特点；下游消能与水面衔接；地基处理；构造要求。
重力坝的发展；轻型坝简介；碾压混凝土坝、砌石坝等。
重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）重点是设计方法、设计原理和设计过程；开始掌握国内外的设计标准、规范。
难点是如何将已经学过的知识和原理系统的运用的重力坝的设计过程中。
对学生的基本要求：(1)非溢流重力坝的荷载计算、剖面拟定、抗滑稳定验算及坝体应力的计算；(2)溢流重力坝的水力计算、剖面拟定；(3)重力坝的主要构造尺寸拟定能力；(4)重力坝的地基处理能力；(5)从新方法、新技术、新材料等方面看重力坝建设的发展方向。
思考题和作业（1） 重力坝的工作特点是什么？重力坝的优缺点？（2）重力坝的设计内容？基本剖面历史变革？（3）筑坝材料变革的历史和基础？（4）抗滑稳定的计算方法类型？计算方法比较。
提高坝体抗滑稳定的工程措施。
（5）重力坝失稳破坏的机理？目前设计中计算方法的缺陷？（6）重力坝应力分析的方法？扬压力存在的影响？（7）重力坝施工和运行期温度应力的计算方法？温度裂缝的类型和温度控制的措施？（8）重力坝地震作用计算方法、设防标准和工程措施？（9）溢流重力坝孔口设计、孔口形式类型及其特点？为什么用单宽流量衡量溢流重力坝泄水控制指标？（10）消能工的基本原理?不同消能工能量转换的途径？近20年在消能工设计方面的进展?（11）溢流坝有哪些高速水流问题？计算方法？判断标准？工程措施？（12） 重力坝地基处理的主要内容和作用？（13）重力坝构造设计的内容？面，构并做构造设计，最终绘出三维重力坝溢流和非溢流两个坝段。
水工建筑物课程设计(重力坝)1000字一、前言重力坝是水利工程中广泛应用的水工建筑物之一，具有简单、稳定、可靠等特点。
为了能够更好地学习和理解重力坝的设计与施工，本文将结合实际工程案例，介绍重力坝的基本概念、设计要点、施工过程以及安全措施。
二、概述重力坝是指靠坝体自身的重力抵抗水压力，并使坝体能够保持在平衡状态的坝。
重力坝通常具有比较宽的顶宽、大坝底宽，以及垂直或近垂直的坝面。
三、设计要点1. 坝体稳定性重力坝的稳定性是设计的重点之一，因此坝体的自重和坝前水柱作用所产生的水压力必须能够平衡。
为了保证坝体的稳定性，需要进行相应的坝体截面优化和稳定分析。
2. 溢洪道设计溢洪道是重力坝防洪的主要措施之一，需要根据坝址洪水特征和设计洪水确定相应的溢洪道参数。
一般来说，溢洪道的设计应该充分考虑坝上游的泄洪需求，同时确保洪水能够安全地通过坝址，避免发生洪水冲毁等事故。
3. 切尾设计切尾是指将河床河岸的土质挖出，以便于坝底的施工和加强重力坝的水密性。
在切尾的设计中应该充分考虑河床河岸土质的稳定性，避免在切尾过程中发生坍塌和滑坡等不安全情况。
四、工程案例以南岸水库为例，该水库位于河南省某市，总库容为 3.3亿立方米，控制流域面积为1117.1平方千米，最大蓄水位为265.5米。
该水库为一座重力坝，具体参数如下：1. 坝址基础岩层接触深度： -76米2. 坝顶标高： 277.5米3. 坝顶长度： 534.75米4. 坝顶宽度： 10.5米5. 坝脚标高： 206米6. 坝脚长度： 342米7. 坝脚宽度： 42米8. 坝高： 71.5米五、施工过程1. 剥离坝址土层：将坝址表土和浮石剥离至基岩层，同时进行基岩凿打和清理。
2. 贴面铺垫：在坝址的基础岩层上进行界板定位和方案确认，贴面铺垫，同时进行模板安装。
3. 混凝土浇筑：进行混凝土浇筑之前，需要对混凝土原材料进行检测和质量监控，保证混凝土强度和性能符合设计要求。
重力坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解重力坝的定义、结构及功能，掌握重力坝的受力原理；2. 学生能够掌握重力坝建设过程中涉及的主要材料及其特性；3. 学生能够了解重力坝在我国水利工程中的应用及重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析重力坝的稳定性，并提出改进措施；2. 学生能够通过小组合作，设计并绘制重力坝模型；3. 学生能够运用科学探究方法，对重力坝建设中的实际问题进行探讨。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习重力坝相关知识，培养对水利工程建设的兴趣和热情；2. 学生能够认识到重力坝在我国经济发展和社会进步中的重要作用，增强国家自豪感；3. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，提高沟通与协作能力。
课程性质：本课程为自然科学领域的水利工程课程，旨在帮助学生了解重力坝的基础知识，提高学生的实践操作能力。
学生特点：五年级学生具备一定的科学知识基础，好奇心强，善于观察和思考，但缺乏实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作相结合，提高学生的参与度和动手能力。
通过课程学习，使学生在掌握基础知识的同时，培养科学思维和创新能力。
将课程目标分解为具体学习成果，以便在教学设计和评估中实现课程目标的有效达成。
二、教学内容1. 重力坝的定义与结构- 教材章节：第三章第一节- 内容：介绍重力坝的概念、分类、主要组成部分及其功能。
2. 重力坝受力原理与稳定性分析- 教材章节：第三章第二节- 内容：讲解重力坝的受力原理、稳定性影响因素及评价方法。
3. 重力坝主要材料及其特性- 教材章节：第三章第三节- 内容：介绍重力坝建设中常用的材料，如混凝土、钢材等，并分析其性能特点。
4. 重力坝在我国水利工程中的应用- 教材章节：第三章第四节- 内容：举例说明重力坝在我国水利工程中的应用，强调其重要性。
5. 重力坝模型设计与制作- 教材章节：第三章实践环节- 内容：指导学生分组设计并制作重力坝模型，培养学生的动手能力和团队合作精神。
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《水工建筑物》（2011——2012学年第二学期）重力坝课程设计目录第一章基本资料 (2)1、重力坝课程设计任务书 (2)2、基本资料 (4)第二章计算书 (7)1、确定校核洪水位 (7) (7) (7)2、确定工程等级及坝型 (7)3、确定坝顶高程 (7)的计算 (7) (9)4、非溢流坝实用剖面的设计和静力校核 (10) (10)确定设计水位和校核水位下的荷载组合及荷载计算 (12)对两种工况进行非溢流坝的抗滑稳定计算，校核其安全性 (14)对非溢流坝坝底水平截面的边缘应力以及底部截面的内部应力计算，校核其强度 (15)用材料力学法计算边缘应力 (15)坝基面应力计算 (16)5、溢流坝剖面的拟定和消能设计 (19)泄水方式的选择 (19)溢流坝剖面拟定 (19)消能防冲设计 (23)6、细部构造设计 (25)坝基的连接、灌浆和排水 (25)坝基固结灌浆 (25)坝基防渗帷幕灌浆 (26)坝基排水 (27)坝身廊道和排水 (27)纵横缝构造及止水 (28)坝顶布置 (29)第一章基本资料1、重力坝课程设计任务书一、设计目的及要求课程设计是为了加强和巩固学生对理论知识的掌握，培养学生运用理论知识解决实际问题能力，是水工建筑物课程实践教学的必要环节，其目的和要求是：1、巩固和加深学生的基本理论和专业知识2、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力；3、培养学生计算、绘图等基本技能的训练；培养学生实事求是和刻苦钻研的工作作风；在指导教师的指导下，学生必须按计划独立完成设计，成果完整，并要答辩。
二、设计内容1、确定工程等级；2、在已知设计洪水位、设计泄洪流量和校核泄洪流量的前提下，确定堰顶高程，计算校核洪水位和坝顶高程；3、非溢流坝基本剖面的拟定；4、溢流坝剖面及消能方式的拟定；5、非溢流坝实用剖面的设计和静力计算；（1）非溢流坝实用剖面设计（2）确定正常和非常情况的荷载组合及荷载计算；（3）对以上两种情况进行非溢流坝的整体稳定计算，校核安全性；（4）对以上两种情况的坝底面的边缘应力计算，校核其强度。
课程设计 重力坝一、课程目标知识目标：1. 学生能理解重力坝的基本概念，掌握其结构特点和功能；2. 学生能描述重力坝在水利工程中的应用及其重要性；3. 学生能掌握重力坝的稳定性和承载力的基本原理。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析重力坝的设计和施工要求；2. 学生能够运用数学和物理知识，进行重力坝稳定性分析；3. 学生能够通过实例，学会查阅相关资料，了解重力坝在我国水利工程中的实际应用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程建设的兴趣，增强环保意识和责任感；2. 培养学生团队合作精神，提高沟通与交流能力；3. 培养学生尊重科学、严谨求实的态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为八年级物理学科相关内容，结合实际工程案例，让学生了解重力坝在水利工程中的作用。
学生特点：八年级学生具备一定的物理知识和数学基础，对实际工程有较强的好奇心，善于合作与交流。
教学要求：通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程分析，培养解决实际问题的能力，提高学科素养。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，达到课程目标。
后续教学设计和评估将以具体学习成果为依据，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 重力坝的定义及分类：介绍重力坝的基本概念、分类及其在水利工程中的应用。
教材章节：第二章 水工建筑物 第三节 水坝的类型与构造2. 重力坝的结构特点：讲解重力坝的结构组成、材料及主要受力特点。
教材章节：第三节 水坝的类型与构造3. 重力坝的稳定性分析：引导学生学习重力坝稳定性原理，掌握影响稳定性的因素。
教材章节：第四节 水坝的稳定性分析4. 重力坝的设计与施工要求：介绍重力坝的设计原则、施工方法及其质量控制。
教材章节：第五节 水坝的设计与施工5. 重力坝在我国的应用案例：分析我国重力坝工程实例，了解其在实际工程中的作用。
教材章节：第六节 我国著名水坝工程实例教学内容安排和进度：第一课时：重力坝的定义及分类、结构特点第二课时：重力坝的稳定性分析第三课时：重力坝的设计与施工要求第四课时：重力坝在我国的应用案例教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，按照以上安排进行教学，以达到课程目标。
s重力坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解重力坝的基本概念、结构和功能；2. 学生能掌握重力坝的设计原理，包括稳定性、抗滑性、应力分析等关键知识；3. 学生能了解重力坝建设对环境及生态的影响。
技能目标：1. 学生能运用所学知识分析重力坝的稳定性，具备一定的工程问题解决能力；2. 学生能通过实际案例，学会重力坝的设计方法和步骤，具备重力坝设计的基本技能；3. 学生能运用团队合作的方式，进行重力坝建设的模拟实践，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对水利工程产生兴趣，增强对国家重点工程的认知和责任感；2. 学生认识到重力坝建设在国民经济中的重要作用，培养爱国情怀；3. 学生在学习过程中，养成严谨、认真、积极向上的学习态度，培养良好的职业素养。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论知识与实践操作相结合，旨在培养学生具备扎实的专业知识、良好的工程素养和团队协作能力。
通过课程学习，使学生能够为我国水利工程事业做出贡献。
二、教学内容1. 重力坝的定义、分类及结构特点- 教材章节：第二章 水工建筑物 §2.3 重力坝- 内容：介绍重力坝的定义、分类，分析重力坝的结构特点及功能。
2. 重力坝设计原理- 教材章节：第二章 水工建筑物 §2.4 重力坝设计原理- 内容：讲解重力坝的稳定性、抗滑性、应力分析等设计原理，以及相应的计算方法。
3. 重力坝建设对环境及生态的影响- 教材章节：第二章 水工建筑物 §2.5 水利工程与环境- 内容：分析重力坝建设对周边环境及生态的影响，探讨环境保护措施。
4. 重力坝设计方法与步骤- 教材章节：第二章 水工建筑物 §2.6 重力坝设计方法与步骤- 内容：结合实际案例，讲解重力坝设计的方法、步骤及注意事项。
5. 重力坝建设案例分析- 教材章节：第二章 水工建筑物 §2.7 重力坝建设案例分析- 内容：分析国内外典型重力坝建设案例，总结经验教训。
第一章基本资料1.1 工程概况顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。
通过礼河、洲河及输水渠道，可通向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。
为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水，国家决定修建顺河水库。
顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。
水库距迁西县城35公里，有公路相通。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为I级建筑物，其它建筑物按II级建筑物考虑。
1.2 水文分析1.年径流：顺河水量较充沛，顺河站多年平均年径流量为24.5亿立方米占全流域的53%，年内分配很不均匀，主要集中在汛期七、八月份。
丰水年时占全年50~60%，枯水年占30~40%，而且年际变化也很大。
2.洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大涨落迅速的特点，据调查近一百年来有六次大水，其中1883年最大，由红痕估算洪峰流量约为24400—27400m³/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m³/s。
3.泥沙：本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375毫米，全年泥沙大部分来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大，由计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7.45公斤/立方米。
推移质缺乏观测资料。
可计入前者的10%，这样总入库沙量为2010万吨。
淤砂浮容重为0.9吨/立米，内摩擦角为12度。
淤砂高程157.5米。
1.3 气象条件库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均产气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)7月份最高月平均气温25℃，绝对最高达39℃(1955年)，本流域无霜期较短(90—180天)冰冻期较长(120—200天)，顺河站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸边可达1米，流域内冬季盛行偏北风，风速可达七、八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5米/秒，水库吹程D=3公里。
中山建斌职业技校水工建筑物教案：第二章重力坝授课题目：第二章重力坝第一节概述第二节非溢流坝的剖面设计教学目的：掌握重力坝的特点、重力坝的分类、非溢流坝剖面设计的基本原则、基本剖面及实用剖面。
教学重点：重力坝的特点、重力坝的分类。
非溢流坝基本剖面及实用剖面。
教学难点：非溢流坝剖面设计的基本原则、基本剖面及实用剖面。
教学过程：组织教学：师生问好，清查人数。
复习提问：什么是水利枢纽？水利工程管理的内容是什么？导入新课：重力坝是主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求的挡水建筑物。
在世界坝工史上是最古老，也是采用最多的坝型之一。
非溢流坝剖面形式、尺寸的确定，将影响到荷载的计算、稳定和应力分析，因此，非溢流坝剖面的设计以及其它相关结构的布置，是重力坝设计的关键步骤。
讲授新课：第一节概述混凝土重力坝示意图一、世界上最高的重力坝我国已建的重力坝：刘家峡148m，新安江105m，三门峡106m，丹江口110m，丰满、潘家口等，其中，高坝有20余座。
其中三峡混凝土重力坝和龙滩碾压混凝土重力坝分别高达175米和216.5米。
重力坝坝轴线一般为直线，垂直坝轴线方向设横缝，将坝体分成若干个独立工作的坝段，以免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引起坝体开裂。
为了防止漏水，在缝内设多道止水。
垂直坝轴线的横剖面基本上是呈三角形的，结构受力形式为固接于坝基上的悬臂梁。
坝基要求布置防渗排水设施。
二、重力坝的特点（一）优点：1、工作安全，运行可靠。
重力坝剖面尺寸大，坝内应力较小，筑坝材料强度较高，耐久性好。
因此，抵抗洪水漫顶、渗漏、侵蚀、地震和战争等破坏的能力都比较强。
据统计，在各种坝型中，重力坝失事率相对较低。
2、对地形、地质条件适应性强。
任何形状的河谷都可以修建重力坝。
对地质条件要求相对较低，一般修建在岩基上，当坝高不大时，也可修建在土基上。
3、泄洪方便，导流容易。
可采用坝顶溢流，也可在坝内设泄水孔，不需设置溢洪道和泄水隧洞，枢纽布置紧凑。
第二章重力坝学习要求目的：1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国内外发展概况和趋势。
2.掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。
3.理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
4.掌握重力坝应力分析的目的和内容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响范围和程度。
5.理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。
6.了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。
掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。
7.了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。
● 重点：1.混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。
2.重力坝的荷载及其计算方法。
3.重力坝的稳定分析方法。
4.重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。
5.非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。
● 难点：1.混凝土重力坝的设计要求和类型。
2.扬压力的计算，重力坝的荷载组合。
3.重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。
4.坝体边缘应力的计算。
5.拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆。
学习要点● 章节学习内容：1.混凝土坝的类型，国内外发展概况和趋势。
2.重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。
3.重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。
有关重力坝的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解重力坝的定义、结构及工作原理；2. 学生能掌握重力坝的受力分析，了解影响重力坝稳定性的因素；3. 学生能了解重力坝在我国水利工程中的应用及重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析重力坝的受力情况，并进行简单的稳定性评估；2. 学生能够通过实例分析，提出优化重力坝设计方案的建议；3. 学生能够运用绘图工具，绘制重力坝的结构示意图。
情感态度价值观目标：1. 学生对水利工程产生兴趣，认识到重力坝在我国水利事业发展中的重要作用；2. 学生能够树立正确的工程观念，关注水利工程的安全、环保和可持续发展；3. 学生能够培养合作精神，通过团队协作，共同完成课程任务。
课程性质：本课程为自然科学领域的水利工程课程，旨在让学生了解重力坝的相关知识，提高学生的工程实践能力。
学生特点：六年级学生具备一定的物理知识和逻辑思维能力，对水利工程有一定的好奇心，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，采用实例分析、小组讨论等形式，激发学生兴趣，提高学生的参与度和实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 引入重力坝的概念，介绍重力坝在我国水利工程中的应用及发展历程；2. 详细讲解重力坝的结构组成、工作原理及受力情况；- 结构组成：坝体、坝基、排水系统等；- 工作原理：利用自身重量抵抗水压力，保持稳定；- 受力情况：水压力、自重、地震力等；3. 分析影响重力坝稳定性的因素，如材料性质、几何尺寸、地质条件等；4. 介绍重力坝的设计原则和施工技术；- 设计原则：安全、经济、环保、可持续发展；- 施工技术：材料选择、施工工艺、质量控制等；5. 案例分析：选取具有代表性的重力坝工程，分析其设计、施工及运行情况；6. 结合实际工程案例，引导学生进行重力坝受力分析和稳定性评估；7. 组织学生进行小组讨论，提出优化重力坝设计方案的建议；8. 总结重力坝在我国水利事业中的地位和作用，强调水利工程的安全、环保和可持续发展。
重力坝设计《水工建筑物》课程设计姓名：专业：学号：基本资料一、基本情况本重力坝水库坝高53.9m，坝底高程31.0m，坝顶高程84.9m，坝基为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。
水库死水位51.0m，死库容0.3亿m3，正常水位80.0m，设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m，校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。
二、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14m/s，重现期50年最大风速23m/s，设计洪水位时2.6km，校核洪水位时3.0km；2、最大冻土层深度为125m；3、河流结冰期平均为150天左右，最大冰层1.05m。
三、工程地质条件1、坝址地形地质（1）、左岸：覆盖层2-3m，全风化带厚3-5，强风化加弱风化带厚3m，微风化层厚4m；（2）、河床：岩面较平整，冲积沙砾层厚约0-1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3-6m；坝址处河床岩面高程约在38m 左右，整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强；（3）、右岸：覆盖层3-5m，全风化带厚5-7，强风化加弱风化带厚1-3m，弱风化带厚1-3m，微风化层厚1-4m。
2、天然建筑材料：粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2-3km 均可开采，储量足。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
大坝设计一、工程等级本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。
根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。
枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。
二、坝型确定坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。
本枢纽坝址区为较坚硬的砂岩，当地石料丰富，确定本水库大坝为浆砌块石重力坝。
第一章基本资料1.1 工程概况该河流自西向东汇入东海，干流全长153公里，流域面积4860平方公里。
罢职以上流域面积2761平方公里，流于境内为山区，平均海拔高度662米，最高峰达1921米，流域境内气候湿润，雨量充沛，属热带气候。
径流主要来自降雨，小部分由地下水补给，每年4-9月份为汛期，其中5、6份为梅雨季节，河道坡道上上游陡下游缓，平均坡降6.32-0.97%，因河道陡，蓄水能力低，汇流快，有暴雨产生的洪水迅速涨落，一次洪水过程线尖瘦，属典型的山区性河流。
流于境内，一以农林为主，森林繁茂，植被良好，水土流失不严重枢纽下游为谋省的主要农副业生产基地某平原。
坝址下游约50公里有县级城市两座，在河流入海处有省辖市一座。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是防洪、发电、灌溉、渔业养殖。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为三等工程，主坝为3级建筑物，其它建筑物按4级建筑物考虑。
1.2 水文条件1.年径流：根据资料分析，坝址处的多年平均流量100m3/s，多年平均总量为31.5m3/s，年内分配很不均匀，主要集中在汛期4-9月份。
丰水年时占全年80%，枯水年占20%。
2.洪水：根据统计资料推算1000年一遇的浑水流量为11700m3/s，5000年一遇的洪水14900m3/s。
施工期间各设计洪水频率流量见下表。
吨，百年之后水库淤积高程115m。
淤沙浮容重为8.5kn/m3，内摩擦角100。
4.其他;本坝址地震烈度为7o1.3 气象条件(1)气温：坝址处的多年气温为17.3℃，月平均气温5℃（一月份）、最高29℃（七月份)。
实测极端气温-8.2℃（一月份）、最高气温40.6℃（七月份）。
(2)湿度：年平均相对湿度为79%左右，其中六月份87%为最大，一月份72%最小，日变化较大。
(3)降雨量：坝址以上流域的年平均降雨量1860毫米，实测最大降雨量为2574毫米，最少降雨量1242毫米。
中山建斌职业技校水工建筑物教案：第二章重力坝08一．重力坝对地基的要求坝区天然基岩，不同程度地存在风化、节理、裂隙，甚至断层、破碎带和软弱夹层等缺陷，对这些不利的地质条件必须采取适当的处理措施。
处理后的地基应满足下列要求：①应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力；②应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降；③应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗水作用下岩体变质恶化。
统计资料表明：重力坝的失事有40%是因为地基问题造成的。
地基处理对重力坝的经济、安全至关重要，要与工程的规模和坝体的高度相适应。
二．坝基的开挖与清理坝基开挖与清理的最终目的是将坝体座落在坚固、稳定的地基上。
开挖的深度根据坝基应力、岩石强度、完整性、工期、费用、上部结构对地基的要求等综合研究确定。
高坝需建在新鲜、微风化或弱风化下部的基岩上；中坝可建在微风化至弱风化中部的基岩上；坝高小于50m时，可建在弱风化中部~上部的基岩上。
同一工程中的两岸较高部位对岩基要求可适当放宽。
坝段的基础面上、下游高差不宜过大，并开挖成略向上游倾斜的锯齿状。
若基础面高差过大或向下游倾斜时，应开挖成带钝角的大台阶状。
两岸岸坡坝段基岩面，尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保坝体的侧向稳定，对于靠近坝基面的缓倾角、软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶蚀面等局部地程地质缺陷应予以挖除。
开挖至距利用基岩面0.5～1.0m时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免破坏基础岩体，遇到风化的页岩、粘土岩时，应留有0.2～0.3m的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。
坝基开挖后，在浇混凝土前，要进行彻底、认真的清理和冲洗：清除松动的岩块、打掉凸出的尖角，封堵原有勘探钻洞、探井、探洞，清洗表面尘土、石粉等。
三．坝基的加固处理坝基加固的目的：①提高基岩的整体性和弹性模量；②减少基岩受力后的不均匀变形；③提高基岩的抗压、抗剪强度；④降低坝基的渗透性。
1.坝基的固结灌浆当基岩在较大范围内节理裂隙发育或较破碎而挖除不经济时，可对坝基进行低压浅层灌水浆加固，这种灌浆称为固结灌浆，固结灌浆可提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。
工程试验表明，节理裂隙较发育的基岩固结灌浆后，弹性模量可提高2倍以上。
一般在坝体浇筑5m左右时，采用较高强度等级的膨胀水泥浆进行固结灌浆。
固结灌浆孔一般用梅花形和方格形布置。
固结灌浆宜在基础部位混凝土浇筑后进行，固结灌浆压力要在不掀动基岩的原则下取较大值，无混凝土盖重时取0.2～0.4MPa；有盖重时为0.4～0.7MPa，视盖重厚度而定。
特殊情况应视灌浆压力而定。
2.坝基断层破碎带的处理断层破碎带的强度低、压缩变形大，易产生不均匀沉降导致坝体开裂，若与水库连通，使渗透压力加大，易产生机械或化学管涌，危及大坝安全。
①垂直河流方向的陡倾角断层破碎带②顺河流方向的陡倾角断层破碎带③缓倾角破碎带3.软弱夹层的处理岩石层间软弱夹层厚度较小，遇水容易发生软化或泥化，致使抗剪强度低，特别是倾角小于30°的连续软弱夹层更为不利。
对浅埋的软弱夹层，将其挖除，回填与坝基强度等级相近的混凝土。
对埋藏较深的软弱夹层，应根据埋深、产状、厚度、充填物的性质，结合工程具体情况、采取相应不同的处理措施：①设置混凝土塞②设混凝土深齿墙③预应力锚索加固④设钢筋混凝土抗滑桩四．坝基的防渗和排水1.帷幕灌浆帷幕灌浆是最好的防渗方法，可降低渗透水压力，减少渗流量，防止坝基产生机械或化学管涌。
常用的灌浆材料有水泥浆和化学浆，应优先采用膨胀水泥浆。
化学浆可灌性好，抗渗性好，但价格昂贵。
防渗帷幕的位置布置在靠近上游坝面的坝轴线附近，自河床向两岸延伸。
防渗帷幕的深度应根据作用水头、工程地质、地下水文特性确定：坝基内透水层厚度不大时，帷幕可穿过透水层，深入相对隔水层3～5m。
防渗帷幕的厚度应当满足抗渗稳定的要求，即帷幕内的渗透坡降应小于容许的渗透坡降[J]。
防渗帷幕厚度应以浆液扩散半径组成区域的最小厚度为准，厚度与排数有关，中高坝可设两排以上，低坝设一排，多排灌浆时一排必须达到设计深度，两侧其余各排可取设计深度的1/2～1/3。
孔距一般为1.5～4.0m，排距宜比孔距略小。
还可以在上游坝踵处加一排补强。
帷幕灌浆的时间，应在坝基固结灌浆后并要求坝体混凝土浇筑到一定的高度（有盖重后）施工。
灌浆压力在孔底应大于2～3倍坝前静水头，帷幕表层段应大于1～1.5倍坝前静水头。
但应不破坏岩体为原则。
防渗帷幕伸入两岸的范围由河床向两岸延伸一定距离，与两岸不透水层衔接起来，当两岸相对不透水层较深时，可将帷幕伸入原地下水位线与最高库水位交点2.坝基排水降低坝基底面的扬压力，可在防渗帷幕后设置主排水孔幕和辅助排水孔幕。
主排水孔幕在防渗帷幕下游一侧，在坝基面处与防渗帷幕的距离应大于2m。
主排水孔幕一般向下游倾斜，与帷幕成10°～15°夹角。
主排水孔孔距为2～3m，孔径约为150～200m，孔径过小容易堵塞，孔深可取防渗帷幕深度的0.4～0.6倍，高中坝的排水孔深不宜小于10m。
主排水孔幕在帷幕灌浆后施工。
排水孔穿过坝体部分要预埋钢管，穿过坝基部分待帷幕灌浆后才能钻孔。
渗水通过排水沟汇入集水井，自流或抽排向下游。
辅助排水孔幕高坝一般可设2～3排；中坝可设1～2排，布置在纵向排水廊道内，孔距约3～5m,孔深6～12m。
有时还在横向排水廊或在宽缝内设排水孔。
纵横交错、相互连通就构成了坝基排水系统。
如图2-57。
如下游水位较深，历时较长，要在靠近坝趾处增设一道防渗惟幕，坝基排水系统要靠抽排。
实践证明：我国新安江、丹江口、刘家峡等重力坝采用坝基排水系统，减压效果明显，较常规扬压力减小30%。
浙江、湖南等地设计中采用了抽水减压，收到了良好的效果。
第十节混凝土重力坝的运用管理混凝土重力坝在运用过程中，由于设计、施工、运行管理及其他各种原因，所表现出的主要问题包括失稳、风化、磨损、剥蚀、裂缝、渗漏，甚至破坏的现象。
因此必须加强混凝土坝的养护和管理。
一、混凝土的检查和养护混凝土坝的检查与养护与养护分为运用前、运用中和特殊情况，其主要工作内容介绍如下：（一）运用前的检查与养护工程竣工验收期间，应了解工程设计施工情况，特别是水下部分和隐蔽工程的情况，在运用前，要根据设计资料和竣工验收规定，全面进行检查。
（二）运用中的检查与养护应经常检查坝面完整情况；保持排水系统的畅通；定期检查伸缩缝工作情况。
防止杂物卡塞、填料流失或止水损坏；做好安全检查与防护；对各种观测设备要做好保护，如有损坏或失效，应及时进行修复或更换。
（三）特殊情况下的检查与养护当遇到设计水位运行、低水位运行、地震、台风和寒冷冻等特殊情况后，应立即对工程进行检查，如有缺陷，应及时养护修理；发现异常现象时，要加强观察，并记录发展情况，研究紧急处理措施。
二、混凝土坝裂缝的处理裂缝的处理方法，主要有表层涂抹、喷浆修补，表层粘补，凿槽嵌补和灌浆处理等五种，应当根据裂缝的性质和具体条件进行选择。
（1）表面粘补表面粘补就是运用粘胶剂把橡皮及其他材料粘在裂缝部位的混凝土面上，达到封闭裂缝目的。
常用的方法有橡皮粘补、玻璃丝布粘补、紫铜片和橡皮联合粘补等。
（2）凿槽嵌补。
沿裂缝凿槽，槽内嵌填各种防水材料。
嵌补材料有沥青砂浆、环氧砂浆、预缩砂浆聚乙烯胶泥等。
嵌补时，槽面必须修理平整、清洗干净，除预缩砂浆外，一般要求槽内干燥，否则应采取一定措施，使槽内干燥后再嵌补。
（3）灌浆处理。
通过钻外对裂缝内部进行灌浆，以达到防渗堵漏或固结补强的作用。
布孔方式分骑缝孔与斜孔两种。
骑缝孔用于浅孔或仅需防渗堵漏的情况；斜孔与裂缝面交角大于３００，孔深超过缝面０．５m，用于深缝及骑缝孔浆液扩散范围不足的情况．常用的灌浆材料有水泥和各种化学材料，可按裂缝的性质、开度及施工条件等情况选定。
对于开度超过０．３mm的裂缝一般可用水泥灌浆；开度小于０．３mm的裂缝，宜用化学灌浆；对于渗透速较大（大于６００m/d）或受温度变化影响的裂缝（如伸缩缝等），不论其开度如何，均宜采用化学灌浆．三、混凝土坝渗漏的处理混凝土坝的渗漏按其发生的部位可分坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏四种情况。
造成渗漏的原因是多方面的，如坝基存在隐患，混凝土坝体的有裂缝、防渗及止下结构的破坏，遭遇地震及其他自然条件破坏等，都容易导致发生渗漏。
渗漏的危害很大，主要表现在：渗漏将增加坝体、坝基扬压力而影响大坝的稳定性；由于渗水的侵蚀作用，使混凝土强度降低，缩短大坝寿命；严重的渗漏不但造成水量损失，影响水库蓄水，而且会导致大坝变形或破坏。
因此，要认真分析设计、施工和运用情况，摸清渗漏部位原因及危害程度，以提出相应的处理措施。
渗漏处理的基本原则是“上堵下排”，主要方法有以下几种情况。
1．坝体渗漏的处理2．坝基（或接触）渗漏的处理3．绕坝渗漏的处理四、混凝土表面损坏的处理混凝土表面损坏现象主要包括表面蜂窝、麻面、表层裂缝、松软、剥落、钢筋外露或锈蚀等。
表面损坏如不及时处理，会继续扩大，缩短使用寿命，严重时会削弱结构强度，甚至使建筑物失效而破坏。
因此，应及时处理进行修补，避免和减少损坏的扩大。
混凝土表面常用的修补处理方法有以下几种：1．水泥砂浆修补2．预缩砂浆修补3．喷浆修补4．喷混凝土修补5．压浆混凝土修补6．环氧材料修补总结：本节重点讲授了坝基的开挖与清理、坝基的加固处理，混凝土重力坝在运用过程中的管理。
复习思考题１、坝内廊道有哪些？各有何作用？2、什么叫固结灌浆、帷幕灌浆？各有什么作用？。
