蒑德勝水工建筑物

1、緒論世界水資源概況地球上的水總量很大，約為15億km3，但絕大部分是海洋中的咸水；人類可以利用的淡水總量約為0.38億km3 ，僅占全球總水量的2.5%，這其中有80%左右的淡水儲藏在極地和冰山、冰川，還有一部分藏于地下；對人類起著特別重要作用的地表水，全球約為47萬億m3，人均約9000m3 。我國水資源概況特點一：總量并不豐富，人均占有量更低特點二：年內(nèi)年際分配不均，旱澇災(zāi)害頻 特點三：地區(qū)分布不均，水土資源不相匹配。須建調(diào)水工程，提高水資源配置能力。特點四：我國自然水分蒸發(fā)強烈我國水能源概況我國的人均水資源并不豐富。但我國可用于發(fā)電的水能資源十分豐富，從青藏高原到海平面之間的巨大落差。特

2、點一：總量豐富，開發(fā)不足 可開發(fā)總量世界第一，占世界總量16.7。到2010年，開發(fā)量約僅占可開發(fā)量40%，遠低于發(fā)達國家60的平均水平。美國82；日本84；歐洲是72%以上，瑞士達到100%特點二：地區(qū)分布不均，與經(jīng)濟發(fā)展不匹配78水能資源集中于西部，東部僅6；51用電量在東部。特點三：江河來水量時間分布不均年內(nèi)降雨集中在汛期；年際間江河來水量變化大。須建設(shè)（年調(diào)節(jié)、多年調(diào)節(jié)）大型水庫。我們的任務(wù)今后1520年是水利、水電建設(shè)的良好機遇期；中央一號文件防汛抗旱、糧食安全、城鄉(xiāng)供水、生態(tài)保護等需求；西部大開發(fā)戰(zhàn)略的機遇：東部：水能資源占6，開發(fā)率大于50；西部：水能資源占78%，開發(fā)率僅約30

3、（？）。 水資源方面： 我國目前面臨著水多（洪澇災(zāi)害）、水少（干旱）、水臟（水污染）等一系列嚴(yán)峻問題；水能源方面：開發(fā)率低、地區(qū)分布極不均勻；任務(wù)：必須修建各項工程設(shè)施，對天然來水進行合理的調(diào)配和利用，這些工程措施統(tǒng)稱為水利水電工程。按照工程開發(fā)目標(biāo)可分為治河防洪工程、農(nóng)業(yè)水利工程、水力發(fā)電工程、航道與港口工程、給排水工程和綜合利用水利工程。所取得的成就水庫8.54萬多座，總庫容達6344億立方米（2007）；水庫8.64萬多座，總庫容達6924億立方米（2008）；江河堤防長度28.38萬km（2007）；面積50萬畝以上灌區(qū)149處，有效灌溉面積11207千公頃；全國農(nóng)田有效灌溉面積達到

4、58472千公頃（2008） ；水電裝機容量，約1.9億千瓦（2010）。三峽工程建成南水北調(diào)工程已經(jīng)開工（中線工程干線已基本貫通，東線工程每年調(diào)水150億m3 ） 。標(biāo)志性工程:50年代，新安江水電站，混凝土寬縫重力壩，壩高102m 60年代，劉家峽，混凝土重力壩，強震區(qū)，壩高147m70年代，烏江渡重力拱壩，石灰?guī)r巖溶區(qū)，壩高165m80年代，葛洲壩工程，大江截流流量達44004800m3/s 90年代， 三峽工程，世界第一（庫容、發(fā)電量、混凝土工程量、船閘等)；二灘拱壩，第一個國際招標(biāo)，我國最高拱壩；小浪底，第一個引進外資 ，出現(xiàn)洋工仔.2000年后，以小灣、錦屏一級、白鶴灘、溪洛渡、水

5、布埡等為代表的一大批巨型水電工程。水利樞紐和水工建筑物水工建筑物: 水利水電工程中采用的各種建筑物。水利樞紐:在水域的適當(dāng)?shù)攸c，為了一種或多種目的而集中布置若干個不同類型的水工建筑物，各自發(fā)揮不同作用并協(xié)調(diào)工作，構(gòu)成一有機綜合體，稱為水利樞紐。蓄水樞紐蓄水樞紐是在擋水建筑物（擋水壩）上游形成較大庫容的水利樞紐，也叫水庫樞紐。作用：抬高上游水位對河道天然流量進行年調(diào)節(jié)或多年調(diào)節(jié)（調(diào)洪作用）。適用條件：當(dāng)天然來水量在各年之間或一年內(nèi)有較大變化，但徑流總量可滿足要求的情況下，一般需修建較高的壩，以形成水庫、抬高上游水位，并用水庫的庫容調(diào)節(jié)來水流量。建筑物組成：擋水建筑物（大壩）泄水建筑物取水建筑物，

6、俗稱“水庫三大件”。根據(jù)水庫的開發(fā)目的不同，還有水電站和通航船閘等。引水樞紐以引水為主要目標(biāo)的低水頭水利樞紐。作用：雍高上游水位，控制引水流量，滿足用水需要。適用條件：河道天然流量充沛，但水位較低，水流不能進入渠道或管道。引水樞紐無需對河道天然流量進行調(diào)節(jié)，擋水建筑物高度不大，庫容也不大。建筑物組成：進水閘、雍水壩（或攔河閘）、沖沙閘等建筑物組成。如果是綜合利用的引水樞紐，還需建專門建筑物，如水電站和通航船閘。都江堰為最典型代表。泵站樞紐以泵站為主體的水工建筑物綜合體。作用：把低處的水抽送到高處，達到灌溉、排澇、發(fā)電（抽水蓄能電站）、航運等目的。建筑物組成：最常見的配套建筑物通常有引水閘（灌溉

7、泵站）、排水閘（排澇泵站）、通航船閘（兼有排洪、航運功能的河道）。世界上最大的泵站樞紐-江都電排站二、水工建筑物設(shè)計綜述水工建筑物分類按作用分類：擋水建筑物 （攔河壩、堤防，施工圍堰）泄水建筑物（溢洪道、泄水閘、泄水隧洞）取水建筑物（取水口、進水閘、泵站 ）輸水建筑物（渡槽、輸水隧洞等）整治建筑物（丁壩、導(dǎo)流堤、護岸等）專門建筑物（船閘、魚道、筏道等）按使用期限分類：永久性建筑物：工程運用期使用的建筑物；按在工程發(fā)揮的作用失事后造成的影響程度主要建筑物（壩、水閘、泄洪建筑物、水電站廠房等）；次要建筑物（擋土墻、導(dǎo)流堤、護岸等）。臨時性建筑物： 工程施工期使用的建筑物（導(dǎo)流建筑物、施工圍堰等）水

8、利工程的特點：工作條件復(fù)雜、受自然條件制約，施工難度大、效益大，對環(huán)境影響也大、失事后果嚴(yán)重水利水電樞紐工程分等、水工建筑物分級修建的水利工程應(yīng)保證其可靠度（安全性、適用性、耐久性）同時又要保證其經(jīng)濟性。然而安全度與經(jīng)濟性是相互矛盾的，工程的安全度越高，投資也越大。反之，則相反。目的：使工程具有足夠的、但又不是過分的可靠度，即可靠又經(jīng)濟（優(yōu)化問題）。 為此，根據(jù)水利工程的重要性對水利樞紐分等和對其水工建筑物分級。SL252-2000 水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)水工建筑物劃分級別依據(jù)：工程等別、使用年限（永久建筑物或臨時建筑物）、 重要性（主要建筑物或次要建筑物）、水工建筑物可劃分為5個

9、級別工程等別主要建筑物12345次要建筑物33455分等級的作用確定洪水標(biāo)準(zhǔn)（洪水頻率）擋水建筑物的安全超高 結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的安全系數(shù)建筑材料的品種、標(biāo)號設(shè)計方法的選擇：級別低的小型或臨時建筑物采用簡化計算方法；重大建筑物采用比較精確的計算方法（FEA），甚至做模型試驗。解決水工問題的方法理論分析、數(shù)值分析、物理實驗、原型觀測、監(jiān)測、工程經(jīng)驗水利工程的設(shè)計程序項目建議書：項目建議書是在流域規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃的基礎(chǔ)上編制的要求建設(shè)某項工程的建議性文件，要求政府部門將該項工程 列入中長期計劃?？尚行匝芯浚涸陧椖拷ㄗh書的基礎(chǔ)上，對擬建工程進行技術(shù)、經(jīng)濟論證。初步設(shè)計：在可行性研究的基礎(chǔ)上，對工程進行的

10、基本設(shè)計。包括進一步論證在指定地點和規(guī)定期限內(nèi)進行工程建設(shè)的可行性和合理性。招標(biāo)設(shè)計：招標(biāo)設(shè)計是為水利工程招標(biāo)而編制的設(shè)計。它是編制施工招標(biāo)文件和施工計劃的基礎(chǔ)，招標(biāo)設(shè)計屬于水利施工和招投標(biāo)課程教學(xué)內(nèi)容。施工詳圖：施工詳圖是在初步設(shè)計和招標(biāo)設(shè)計的基礎(chǔ)上，繪制具體施工圖的設(shè)計，是現(xiàn)場建筑物施工和設(shè)備安裝的依據(jù)。如建筑物基礎(chǔ)開挖圖、地基處理圖等。注意：對于規(guī)模小、重要性低的工程，上述設(shè)計階段可以減少、合并。例如：小型工程可將可行性研究和初步設(shè)計合并，單一的小型建筑物也無需招標(biāo)設(shè)計。大壩之最世界上最高的拱壩：前蘇聯(lián)時期（20世紀(jì)80年代）修建的、現(xiàn)位于塔吉克斯坦的英古里(Inquri)拱壩，272m

11、；世界上最高的土石壩：前蘇聯(lián)時期（20世紀(jì)90年代）修建的、現(xiàn)位于格魯吉亞的羅貢(Poryh)壩，335m；世界上最高的混凝土重力壩：20世紀(jì)90年代修建的、位于瑞士的大狄克遜(Grand dixence)壩，285m。最高的拱壩：位于云南省瀾滄江的小灣雙曲拱壩，294.5m 最高的重力壩：位于青海省龍羊峽大壩，178m最高的碾壓混凝土重力壩：位于廣西紅水河的龍灘碾壓混凝土重力壩，一期192m，最終220m最高的土石壩：位于陜西省渭河支流的石頭河土石壩，114m；最高的面板堆石壩：位于湖北省清江的水布埡混凝土面板堆石壩，232m。 重力壩什么是重力壩大壩：攔截江河渠道水流以抬高水位或調(diào)節(jié)流量的

12、擋水建筑物。壩軸線：在平面上代表大壩位置的一根橫斷河谷的線。通常選取壩體主要部分斷面上游面鉛直段水平投影線為壩軸線。重力壩：是用混凝土(concrete) 或者漿砌石(grouted rubble)材料建筑而成的擋水建筑物。重力壩的特點利用自重在壩基面產(chǎn)生的摩擦力以及壩與地基間的凝聚力來抵抗水平水壓力而維持穩(wěn)定。利用自重引起的壓應(yīng)力來抵消由水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。重力壩基本剖面呈三角形。通常上游面鉛直或稍傾斜。結(jié)構(gòu)形式類似于以地基為固端的懸臂梁，因為重力壩常沿壩軸線用橫縫分成獨立工作的若干壩段。 重力壩的優(yōu)點：(1) 壩體材料抗沖性能好，泄洪和施工導(dǎo)流問題容易解決。泄洪：可壩頂溢流，或在壩身開設(shè)泄

13、水孔泄洪，不需另設(shè)溢洪洞或泄水隧洞。這是重力壩的一個很大優(yōu)點，這樣不用另設(shè)河岸溢洪道、隧洞等其它泄水建筑物，樞紐布置也較緊湊。施工導(dǎo)流：可以利用壩體導(dǎo)流，不需另設(shè)導(dǎo)流洞。(2) 斷面形狀簡單，結(jié)構(gòu)作用明確，施工方便，安全可靠。 結(jié)構(gòu)作用明確。重力壩沿壩沿壩軸線用橫縫分成若干壩段，各壩段獨立工作，結(jié)構(gòu)作用明確，穩(wěn)定和應(yīng)力計算都比較簡單。施工方便。大體積混凝土，可采用機械化施工，放樣、立模、澆筑都比較方便，補強、維護和擴建也比較方便。安全可靠。剖面大且應(yīng)力低，筑壩材料強度高、耐久性好，抵抗洪水漫頂、滲漏、地震的能力都比較強。根據(jù)統(tǒng)計，在各種壩型中，重力壩的失事率是較低的。(3) 適合于在各種氣候條

14、件下修建。但在冬季，當(dāng)溫度低于-3時，混凝土中水會結(jié)冰，需采用加熱、保溫、防凍措施等。 夏季，當(dāng)溫度高于30時，需采用低熱水泥、低溫水、加冰屑、預(yù)冷骨料，摻外加劑延長初凝時間。(4) 對地基的要求比拱壩低，但比土石壩高。重力壩的缺點：壩體體積大，耗費材料多，不能充分利用材料強度。 壩體與地基的接觸面大，作用在壩底面上的揚壓力大。 施工期對大體積混凝土溫控要求高。重力壩修在哪？重力壩壩址一般選在狹窄河谷，節(jié)省工程量。為了布置河床式溢洪道、壩后式水電站廠房和通航船閘，有時也選擇在比較寬的河谷建壩（如葛洲壩工程、三峽工程）；因壩體重量大，水平水壓力大。一般應(yīng)修建在巖石地基上，地質(zhì)條件好：基巖堅硬、完

15、整； 抗?jié)B性能好；無難于處理的斷層；重力壩的壩軸線一般采用直線布置，與河流流向垂直,避免不良的受力條件；溢流壩段宜布置在河道主流位置，兩端以非溢流壩段與岸坡連接；在合適位置布置電站、船閘等其它建筑物，根據(jù)地形、地質(zhì)、水力、施工等運行條件，使各建筑物有機而協(xié)調(diào)工作。重力壩的分類1）按壩頂是否溢流可分 溢流重力壩：既可擋水，又可泄水的重力壩。非溢流重力壩：擋水2）按結(jié)構(gòu)型式可分：實體重力壩:寬縫重力壩：特點：減少揚壓力，節(jié)約混凝土方量1020 ；改善混凝土澆筑時的散熱條件；施工復(fù)雜，模板用量多。支墩壩：由一系列獨立的支墩順壩軸線排列，前面設(shè)擋水構(gòu)件，形成橫斷河道的擋水壩。擋水構(gòu)件承受水壓力等荷載，

16、經(jīng)支墩將荷載傳給地基。特點：節(jié)約混凝土方量，充分利用材料強度；側(cè)向穩(wěn)定性差，對地基的要求嚴(yán)格；鋼筋用量較大，施工復(fù)雜。空腹重力壩：特點：減少揚壓力，節(jié)約混凝土方量2030；空腹可布置水電站廠房；施工復(fù)雜，模板用量多。預(yù)應(yīng)力重力壩：特點：利用受拉鋼筋或鋼桿對重力壩施加預(yù)應(yīng)力，改善壩體應(yīng)力；加大抗滑穩(wěn)定性；施工復(fù)雜，鋼筋用量多。目前僅在小型工程和舊壩加固工程中采用。 3）按施工方式可分 常態(tài)混凝土重力壩碾壓混凝土重力壩：用干貧混凝土或無坍落度干硬性混凝土經(jīng)碾壓而成的混凝土重力壩。（龍灘）（背景資料：20世紀(jì)七十年代，通過減少混凝土中水和水泥用量，發(fā)展了用無坍落度混凝土。經(jīng)施工機械運輸、攤鋪，用振動

17、碾壓而成的混凝土，稱為碾壓混凝土（RCC）。 ）主要特點 ： 節(jié)約水泥，可簡化溫控措施。碾壓混凝土一般都摻入較大數(shù)量（膠凝材料的30%70%）的粉煤灰或其他具有一定活性的摻合料，因而水泥用量顯著減少，水泥用量為50 120kg/m3 ，而常態(tài)混凝土的水泥用量為160 220kg/m3 。可縮短工期。工期一般可縮短1/51/3，甚至更短。降低造價。碾壓混凝土的單價比常規(guī)混凝土低1530%，有的低50%左右。重力壩的設(shè)計內(nèi)容總體布置：選擇壩址、壩軸線和壩的結(jié)構(gòu)形式，決定壩體與兩岸其他建筑物的連接方式等；剖面設(shè)計（非溢流重力壩）：參照已建工程經(jīng)驗，初步擬定剖面尺寸；穩(wěn)定計算：驗算壩體沿建基面或地基中

18、軟弱結(jié)構(gòu)面的穩(wěn)定安全度；應(yīng)力計算：使應(yīng)力條件滿足設(shè)計規(guī)范要求，保證大壩和壩基有足夠的強度；構(gòu)造設(shè)計：根據(jù)施工和運行要求，確定壩體的細部構(gòu)造，如分縫、廊道系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、止水系統(tǒng)等；地基處理：根據(jù)地質(zhì)條件，進行地基的防滲、排水設(shè)計；進行斷層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的處理；溢流重力壩和泄水孔的孔口尺寸的設(shè)計：包括泄水建筑物體型、溢流堰頂高程、溢流重力壩前沿的寬度和泄水孔進口的高程、泄水孔口的尺寸，以及泄水重力壩的應(yīng)力穩(wěn)定計算；監(jiān)測設(shè)計：包括壩體內(nèi)部和外部的觀測設(shè)計。 重力壩的荷載作用在壩上的荷載主要有以下幾種：壩體及壩上永久設(shè)備的自重；上、下游壩面上的靜水壓力；溢流壩反弧段上的動水壓力;揚壓力; 冰壓力；浪壓

19、力；泥沙壓力；地震荷載，包括地震慣性力、地震動水壓力和地震動土壓力；由于建筑材料的體積變形（由溫度和干濕所引起的伸縮變形）受到約束所引起的荷載；其他荷載，包括風(fēng)壓力、雪壓力、船舶的纜繩拉力和靠船撞擊力、運輸車輛、貨物、起重機和人群等的臨時荷載以及爆炸引起的氣浪力等。自重常沿壩軸線方向取1米寬壩體為計算單元。 1、壩體及壩上永久設(shè)備的自重：壩體及其上永久性設(shè)施的重量 W=（iVi）。壩體自重：應(yīng)按其斷面的幾何尺寸及材料容重計算。在初步設(shè)計階段，混凝土的容重可根據(jù)骨料的類別采用23.023.5kN/m3，對重要的工程應(yīng)采用混凝土的試驗數(shù)值。 對壩上永久設(shè)備：如閘門、啟閉機、電機、電梯等自重均按實際

20、重量計算。水荷載：上、下游壩面的靜水壓力水的容重： 清水w ;渾水w(按實際情況考慮)溢流壩反弧段上的動水壓力壩底揚壓力無防滲排水設(shè)施的實體重力壩通常假定揚壓力呈直線分布。揚壓力可分解成兩部分：浮托力與滲透壓力 無防滲排水設(shè)施 有防滲帷幕和排水設(shè)施 有抽排設(shè)施設(shè)有防滲帷幕和排水設(shè)施的實體重力壩 防滲帷幕：在壩基土巖中鉆孔灌漿而形成一道連續(xù)的地下墻。排水幕：在壩基土巖中鉆孔而形成一排水孔。 作用： 阻止?jié)B透水流，降低滲透壓力，延長滲徑。為揚壓力折減系數(shù)： 河床壩段：采用0.20.3； 岸坡壩段：采用0.30.4。原型觀測資料表明：揚壓力因受泥沙淤積的影響隨時間延長而減小，對穩(wěn)定有利。設(shè)有抽排降壓

21、設(shè)施的實體重力壩抽排降壓設(shè)施：為了有效地減小壩基揚壓力，還可在基礎(chǔ)灌漿廊道下游設(shè)置縱、橫排水廊道和基面排水孔由自動抽水設(shè)備定時抽排。 1為揚壓力折減系數(shù)；2為殘余揚壓力系數(shù)。壩身揚壓力：滲入壩體內(nèi)部的水流也產(chǎn)生揚壓力。壩體揚壓力影響壩內(nèi)應(yīng)力。為了減小壩體內(nèi)揚壓力，常在上游壩面附近35m范圍內(nèi)提高混凝土的防滲性能，形成防滲層；其后設(shè)置壩身排水管孔。壩體水平截面上的揚壓力：當(dāng)計算截面在下游水位以下時：壩體排水管幕處揚壓力折減系數(shù)一般采用=0.150.3；當(dāng)計算截面在下游水位以上時：壩體排水管幕處揚壓力折減系數(shù)同上，下游壩面處揚壓力為0；排水管幕與下游壩面之間按直線變化。 荷載分布荷載組合除自重荷載

22、之外，荷載總是變化的，而且這些荷載存在的概率也是變化的，設(shè)計時應(yīng)考慮這些荷載同時出現(xiàn)的可能性 。定義：在規(guī)定的計算情況下，同時作用在結(jié)構(gòu)上的荷載的集合。（a）基本荷載：長期作用（如自重等）、或在建筑物工作期間經(jīng)常出現(xiàn)的荷載（b）特殊荷載： 偶然作用（如校核水位時的靜水壓力、浪壓力等） 或特別罕見（如地震）的荷載；（a）基本荷載組合：是由經(jīng)常出現(xiàn)的荷載組成的荷載集合，用于建筑物的正常設(shè)計情況。由于出現(xiàn)的概率較大，設(shè)計規(guī)范中規(guī)定了較大的安全系數(shù)和安全超高。 （b）特殊荷載組合：是指包含特殊荷載（偶然出現(xiàn)的荷載）的組合，用于校核情況。由于出現(xiàn)的概率小，故安全系數(shù)和安全超高均較小。荷載組合重力壩的穩(wěn)定

23、分析目的：核算重力壩在各種可能荷載組合下的穩(wěn)定安全度。建筑物設(shè)計基本原則：安全性與經(jīng)濟性。重力壩設(shè)計基本原則：保持穩(wěn)定、剖面小、應(yīng)力不超過材料強度（主要是上游壩面無拉應(yīng)力）重力壩主要破壞模式滑動破壞：是壩體沿抗剪能力不足的薄弱層面產(chǎn)生滑動，包括沿壩基面淺層滑動和連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面的深層滑動。傾倒破壞：在荷載作用下，上游壩踵下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓發(fā)生壓碎區(qū)而引起傾倒滑移破壞。重力壩穩(wěn)定分析方法剛體極限平衡法規(guī)范使用，重點講解。就是壩體、巖體或大壩與壩體組成的滑裂體看成剛體，不考慮滑裂體本身和滑裂體之間變形的影響，也不考慮滑裂面上應(yīng)力分布情況，僅考慮滑裂面上的合力（正壓力、重力），

24、而忽略力矩的作用效應(yīng)。數(shù)值方法有限元法、塊體元法、流形元法暫時尚無控制標(biāo)準(zhǔn)。模型試驗法。計算方法參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要配套規(guī)范SL3192005混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范（安全系數(shù)法 ）DL51081999 混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范（分項系數(shù)極限狀況法 ）（規(guī)范是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是工程師進行設(shè)計的準(zhǔn)則）抗滑穩(wěn)定問題分類:平面問題：各壩段獨立受力，河床壩段一般作為平面問題處理?？臻g問題：當(dāng)河床壩段壩基內(nèi)斷層多條相互切割交錯構(gòu)成空間滑動體時；地形陡峻的岸坡壩段。沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析：以實體重力壩為例穩(wěn)定分析時，以一個壩段或取單寬計算。目前常用的計算公式有摩擦公式和抗剪斷公式。摩擦公式認為壩體與壩基為接觸狀態(tài)。此法把滑動面看

25、成是一種接觸面，而不是膠結(jié)面?；瑒用嫔系淖杌χ挥嬆Σ亮Γ挥嬆哿?。 摩擦公式針對當(dāng)壩基面為水平時： 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K為： 式中：P為作用于壩基面以上的合力在水平方向投影的代數(shù)和。W為作用于壩基面以上的合力在垂直方向投影的代數(shù)和。U 為作用于壩基面上的揚壓力。f 為壩基面上的摩擦系數(shù)。采用一般的摩擦試驗取得?？辜魯鄰姸裙娇辜魯鄰姸裙秸J為壩體與壩基為膠結(jié)狀態(tài)，滑動面上的阻滑力包括摩擦力和凝聚力。并直接通過膠結(jié)面的抗剪斷試驗確定抗剪斷強度的參數(shù)f和c。壩基面上的抗滑安全系數(shù)（抗剪斷穩(wěn)定安全系數(shù)）K為: 式中：f 壩基面上的抗剪斷摩擦系數(shù)；c 壩基面上的抗剪斷凝聚力；A 壩基面上的面積；K按

26、抗剪斷公式計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。設(shè)計抗滑安全系數(shù)抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K、K的設(shè)計要求值 K、K 與建筑物級別、荷載組合有關(guān)，見下表： 公式選用說明：摩擦公式簡單，概念明確，計算方便，多年來積累了豐富的經(jīng)驗。如果用摩擦公式計算的K=1.0，并不意味壩處于臨界狀態(tài)。因為公式不考慮粘結(jié)力與實際不符，其安全裕度已含在假定中。安全系數(shù)只是一個抗滑穩(wěn)定的安全指標(biāo)，并不能反映壩體真實的安全程度。摩擦公式忽略了凝聚力，不合乎實際，而抗剪斷公式則考慮，物理概念明確，比較符合壩體的實際情況，逐漸采用較多。我國規(guī)范規(guī)定中建議：當(dāng)壩基內(nèi)不存在可能導(dǎo)致深層滑動的軟弱面時，應(yīng)按抗剪斷強度公式計算；對中型工程的中、低壩，為安

27、全計，也可按抗剪公式（摩擦公式）計算。以上介紹的兩種抗滑穩(wěn)定計算公式雖然理論上還不夠完善，但都有長期的使用經(jīng)驗。應(yīng)用時應(yīng)注意“抗滑穩(wěn)定計算公式參數(shù)取值荷載組合控制標(biāo)準(zhǔn)” 配套問題。沿壩基巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的深層抗滑穩(wěn)定分析當(dāng)壩基內(nèi)存在不利的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面時，在水荷載作用下，壩體有可能連同部分基巖沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑移，即所謂的深層滑動。在深層抗滑穩(wěn)定分析中，一般根據(jù)深層抗滑體的不同，分為：單斜面深層抗滑穩(wěn)定計算（計算與建基面類似）雙斜面深層抗滑穩(wěn)定計算多斜面深層抗滑穩(wěn)定計算（計算方法與雙滑面類似）單斜面深層抗滑穩(wěn)定計算當(dāng)壩基內(nèi)只存在一個巖體軟弱結(jié)構(gòu)面，將軟弱結(jié)構(gòu)面以上的壩體和地基作為整體，按剛體極

28、限平衡法，核算軟弱結(jié)構(gòu)面上的抗滑安全系數(shù)。式中 fB滑動面上的抗剪斷屈服極限強度摩擦系數(shù)；cB滑動面上的抗剪斷屈服極限強度凝聚力；其余符號同前。 折線滑動面抗滑穩(wěn)定計算公式實際工程中，壩基內(nèi)往往存在多條相互切割交錯的斷層和軟弱夾層。構(gòu)成復(fù)雜的滑動面。在深層抗滑穩(wěn)定分析時，應(yīng)驗算所有可能的滑動通道，從中找出最不利的滑動面組合和其上抗滑安全系數(shù)。一般： 將傾向下游的緩傾角斷層、泥化夾層假設(shè)為第一滑動面； 將傾向上游的斷層、泥化夾層假設(shè)為第二滑動面；也可以假定多條滑裂面，通過試算確定一條最不利的第二滑動面。折線滑動面抗滑穩(wěn)定計算公式計算時將滑移體分成兩區(qū)，在其分界面BD上，引入一個需要事先假定與水平

29、面成角的內(nèi)力Q（抗力）。分別令區(qū)或區(qū)處于極限平衡狀態(tài)，即可演繹出三種不同的計算方法：被動抗力法、剩余推力法、等安全系數(shù)法 折線滑動面抗滑穩(wěn)定計算公式被動抗力法先令區(qū)處于極限平衡狀態(tài)（抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1），求得抗力Q后，再計算區(qū)沿AB面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K1，作為整個壩段深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。被動抗力法的概念清楚但理論依據(jù)不足；當(dāng)抗力體提供的Q較小，壩體段可能產(chǎn)生較大的位移，導(dǎo)致于上游帷幕破壞，而該現(xiàn)象無法定量分析，計算結(jié)果中也不能反映出來。剩余推力法假定壩體段的穩(wěn)定安全系數(shù)K1=1，求抗力體上的推力Q；由此計算出抗力體的穩(wěn)定安全系數(shù)K2，作為深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 剩余推力法存在的問題是當(dāng)壩

30、體段的f1較大時，Q可能為負值或零，不符合實際情況；為承受Q，抗力體可能會產(chǎn)生較大的變形，以至壩趾巖體壓碎，計算結(jié)果中也不能反映出來。 等安全系數(shù)法假定K1=K2，分別由兩個極限平衡方程求解K、Q。 由于第一滑動面一般為斷層、泥化夾層，產(chǎn)生塑性破壞，變形較大；第二滑動面一般處于完整巖體中，破壞形式為脆性破壞，變形較小既破壞，因此兩滑動面上的安全系數(shù)實際不相同。三種方法比較剩余推力法、被動抗力法，由于先令一個區(qū)處于極限平衡狀態(tài)，也即相當(dāng)于這一區(qū)的K1，因而推算出另一區(qū)的K值要比等安全系數(shù)法的為大，相比之下，等安全系數(shù)法更合理。岸坡壩段的抗滑穩(wěn)定分析：空間問題，與岸坡壩基面的開挖形狀有關(guān)。提高抗滑

31、穩(wěn)定性的工程措施（1）將壩體上游面做成傾斜，利用水重增加向下的垂直力。（2）開挖時將壩基面向上游傾斜，對抗滑穩(wěn)定有利。（3）在壩踵處設(shè)深齒墻。當(dāng)軟弱夾層埋藏較淺時，將壩踵附近出露的軟弱夾層開挖齒槽切斷，并回填混凝土處理，施工簡單，工程量不大，有利于壩基防滲。（4）采用有效的防滲排水或抽水措施，減少揚壓力。提高抗滑穩(wěn)定性的工程措施（5）設(shè)置混凝土洞塞。當(dāng)軟弱夾層埋藏較深時，厚度大且傾角較平緩 ，全部挖出工程量大，可在軟弱夾層中放置數(shù)排混凝土洞塞，增加軟弱夾層的抗剪能力。（6）在壩趾下游處修建深齒墻。在壩趾下游處修建深齒墻可以增加尾巖抗力作用，在壩基開挖過程中出，發(fā)現(xiàn)了原來沒有預(yù)見到的夾層時適于該

32、措施。 提高抗滑穩(wěn)定性的工程措施（7）鋼筋混凝土抗滑樁。在壩基軟弱夾層的下游壩趾、抗力體部位，布置鋼筋混凝土抗滑樁，深入到滑動面以下完整巖體中，利用樁體承受推力或剪力增加尾巖抗力。（8）預(yù)應(yīng)力錨索。預(yù)應(yīng)力錨索加固是在壩頂鉆孔至基巖深部，孔內(nèi)放置鋼索，其下端錨固在夾層以下的完整巖石中，而在壩頂錨索的另一端施加拉力，使壩體受壓，既可提高壩體的抗滑穩(wěn)定性，又可改善壩踵的應(yīng)力狀態(tài)。重力壩的應(yīng)力分析目的：為了檢驗大壩在施工期和運行期是否滿足強度要求；為解決設(shè)計和施工中的某些問題，如砼分區(qū)，某些部位的配筋等提供依據(jù)。過程：進行荷載計算及荷載組合選擇合適的方法進行應(yīng)力計算檢驗大壩各部位的應(yīng)力是否滿足強度要求

33、 方法：1. 模形試驗方法；2. 材料力學(xué)方法 3. 彈性理論的解析方法；4. 彈性理論的差分方法 5. 彈性理論的有限單元法重力壩的應(yīng)力分析的材料力學(xué)方法一）基本假定壩體砼為均質(zhì)，連續(xù)各向同性的彈性材料取單寬壩體作為固結(jié)在地基上的懸臂梁計算，且不受兩側(cè)壩體的影響水平斷面上的垂直正應(yīng)力y是直線分布二）計算單元、計算截面計算單元：垂直壩軸線方向，取單位壩寬為計算單元。對溢流壩段，取一個壩段為計算單元。計算截面：在計算單元的橫剖面上，截取若干個控制性水平截面進行應(yīng)力計算一般選取壩基面、上下游折坡處、壩體削弱部位（廊道部位等）以及需要計算壩體應(yīng)力的部位重力壩的應(yīng)力分析的材料力學(xué)方法三）邊緣應(yīng)力計算作

34、用力與應(yīng)力的正方向規(guī)定如右圖所示：X坐標(biāo)軸指向上游，Y坐標(biāo)軸向下為正；取水平外力以指向上游為正，鉛直外力以向下為正，力矩以反時針方向為正；與彈力符號相反正應(yīng)力以壓為正，剪應(yīng)力以微分體的拉伸對角線在一、三象限為正。與彈力符號相同為便于區(qū)別，上下游邊緣應(yīng)力分別用“” 和“”加以標(biāo)注。重力壩的應(yīng)力分析的材料力學(xué)方法水平截面上的邊緣垂直正應(yīng)力y 和y 假定任一水平截面上的垂直正應(yīng)力y呈直線分布，可用材料力學(xué)偏心受壓公式計算。式中： W作用在計算截面以上全部荷載的鉛直分力總和。M作用在計算截面以上全部荷載對截面形心的力矩總和。 T計算截面沿上下游方向的寬度。 重力壩的應(yīng)力分析的材料力學(xué)方法水平截面上邊緣

35、剪應(yīng)力 、 （不考慮揚壓力） 對上游壩面A點三角形微元體，根據(jù)力的平衡條件Fy=0，得同理可得式中p、 p分別為計算截面處上下游壩面的水壓力強度（如有泥沙壓力和地震動水壓力時也應(yīng)計算在內(nèi)）； n、m為上下游壩面坡度，n=tgu， m=tgd， ，u、 u分別為上下游壩面與鉛直面的交角。 重力壩的應(yīng)力分析的材料力學(xué)方法邊緣水平正應(yīng)力 x 和x （不考慮揚壓力）對于上游壩面A的微元體，取Fx=0得：同理可得B點重力壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)壩基面應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn)壩體應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn) 重力壩的剖面設(shè)計設(shè)計原則 ： 滿足穩(wěn)定和強度要求，保證大壩安全； 工程量最少；外部形狀簡單，便于施工；運行管理方便。影響剖面設(shè)計的因

36、素很多，諸如荷載、地基條件、運用要求、筑壩材料、施工條件等等。設(shè)計時需要綜合考慮上述因素進行方案比較，從中選出最優(yōu)方案。近年來開始采用優(yōu)化設(shè)計方法，取得了良好效果?；酒拭婊酒拭妫褐亓纬惺艿闹饕奢d是水壓和自重，控制剖面尺寸的主要指標(biāo)是穩(wěn)定和強度要求。因為作用于上游面的水壓呈三角形分布，所以重力壩的基本剖面是三角形 。實用剖面（非溢流重力壩剖面）三種形式：（1）鉛直上游壩面（實用剖面a）適用：壩基f、c較大，剖面由應(yīng)力條件控制。 優(yōu)點：便于布置和操作壩身過水管道進口控制設(shè)備。 缺點：經(jīng)濟性不明顯。 （2）上游壩面上部鉛直、下部傾斜 （實用剖面b）優(yōu)點：利用部分水重增加壩的穩(wěn)定性，上部仍能便

37、于管道進口布置和操作。 缺點：上游折坡點要結(jié)合應(yīng)力和管道進口布置高程 選定，要驗算折坡點截面的強度和穩(wěn)定。一般在壩高的1/32/3的范圍內(nèi)。 （3）上游壩面略呈傾斜 （實用剖面c）優(yōu)點：增加壩體自重，利用部分水重增加壩的穩(wěn)定性，可避免庫空時下游產(chǎn)生過大拉應(yīng)力。 適用：f、c 較小情況。實用剖面（非溢流重力壩剖面）在通常情況下，上游邊坡系數(shù)n=00.2，下游邊坡系數(shù)m=0.60.8，壩底寬約為壩高的0.70.9倍，這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)可作為擬定壩剖面時的參考。壩頂寬度：滿足設(shè)備布置、運行、交通及施工的要求，非溢流壩的壩頂寬度一般可取壩高的8 10%，并不小于2米。 若作交通要道，應(yīng)按交通要求布置。有時在

38、壩頂布置移動式起重機，壩頂寬度應(yīng)滿足安置起重機軌道以及其他運用上的要求。當(dāng)有較大的冰壓力或漂浮物撞擊力時，壩頂最小寬度還應(yīng)滿足強度的要求。 實用剖面（非溢流重力壩剖面）壩頂高出水庫靜水面的高度可按下式計算：式中： 2h1波浪高度；h0波浪中心線高出靜水位的高度；hc安全超高。注：在計算h1和h0時，設(shè)計和校核情況應(yīng)采用不同的計算風(fēng)速值。 安全超高值（單位：m） 典型的壩頂結(jié)構(gòu)圖由于布置上的要求，有時需將壩頂部分地伸出壩外；當(dāng)要求的壩頂較寬時，也可做成橋梁結(jié)構(gòu)型式。壩頂防浪墻的高度一般為1.2m，采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在壩體伸縮縫處，防浪墻也應(yīng)留有伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)置止水。 重力壩剖面

39、優(yōu)化設(shè)計可采用優(yōu)化方法，進行重力壩剖面優(yōu)化設(shè)計。確定描述壩體體形的設(shè)計參數(shù)； 建立目標(biāo)函數(shù)：一般取結(jié)構(gòu)的重量和造價，因重力壩的造價主要取決于壩體砼方量，故取壩體體積作為目標(biāo)函數(shù)； 確定約束條件：如穩(wěn)定約束、應(yīng)力約束、幾何約束等； 優(yōu)化計算方法：目標(biāo)函數(shù)和約束條件都是設(shè)計參數(shù)的非線性函數(shù)，因此重力壩的優(yōu)化設(shè)計是一個非線性規(guī)劃問題。重力壩的泄水與消能防沖泄水重力壩即是擋水建筑物，又是泄水建筑物；既要滿足穩(wěn)定和強度的要求，又要滿足水力條件的要求。其中水力條件包括：要有足夠的泄流能力；要使水流平順地流過壩面，避免產(chǎn)生振動和空蝕；應(yīng)使下泄水流對河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷，不影響樞紐中其它建筑物的正

40、常運行。 孔口設(shè)計（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 ）可分為壩頂溢流式（或稱表孔溢流）、大孔口溢流式和深式泄水孔三種。 壩頂式溢流（表孔溢流）特點：下泄流量Q與H03/2正比（H0為水頭），超泄能力大。閘門承受水壓力小，孔口尺寸可大些。工作可靠，操作、檢修方便。 能排泄冰凌和其它漂浮物。預(yù)泄洪水的能力低. 大孔口式溢流特點： 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。大孔口溢流式由于有胸墻擋水可以減小閘門高度。當(dāng)庫水位低時，胸墻不影響泄流，和壩頂溢流式相同；當(dāng)庫水位較高時，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

41、以做成活動的。深式泄水孔深式泄水孔可以根據(jù)孔內(nèi)流態(tài)分為有壓和無壓兩類。特點： 可用于預(yù)泄洪水、放空庫水、排放泥砂、向下游供水、施工導(dǎo)流等。（一般不用作主要的泄水建筑物）下泄流量與H1/2成正比（H為水頭），超泄能力較小。由于閘（閥）門承受的水頭較高，操作、檢修都比較復(fù)雜。孔口設(shè)計（二）孔口尺寸1、確定洪水標(biāo)準(zhǔn)(洪峰流量和洪水總量)，確定堰頂（或孔口）高程和孔口尺寸，進行水庫調(diào)洪演算的重要依據(jù)。2、單寬流量的選定：單位寬度泄水壩下泄的流量稱為單寬流量，用字母q表示，是影響設(shè)計的重要因素。單寬流量越大，單位寬度下泄水流所含的能量越大，消能越困難，對下游局部沖刷可能越嚴(yán)重，但溢流壩段可縮短，樞紐布置

42、也容易。單寬流量的選擇與樞紐布置、堰頂（或孔口）高程、孔口尺寸、閘門型式、下游消能防沖等直接有關(guān)，關(guān)系著樞紐的造價和安全。3、選定溢流壩段的孔口尺寸一般先根據(jù)前述特點選定泄水型式（壩頂溢流、大孔口溢流、深式泄水孔或其組合型式），擬定若干個堰頂高程和孔口尺寸方案；再根據(jù)洪水標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)報情況，分別進行調(diào)洪演算，求出各方案的防洪庫容、設(shè)計和校核洪水位及相應(yīng)的下泄流量，并估算出淹沒損失和樞紐造價。從淹沒損失、下泄流量、單寬泄流量以及造價等方面進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選出最為經(jīng)濟合理的方案。 在擬定孔口尺寸時，應(yīng)盡量采用閘門設(shè)計規(guī)范推薦的寬高比。 為了控制下游河床的水流流態(tài)，應(yīng)對稱均衡開啟閘門。因此，孔口數(shù)目最

43、好采用奇數(shù)。 溢流壩面設(shè)計溢流壩面的形狀對溢流能力和流態(tài)有很大影響。壩頂溢流式可分為非真空剖面堰和真空剖面堰兩種類型。目前，我國水利水電工程中應(yīng)用較廣的是非真空剖面堰，其壩面曲線有克奧曲線和冪曲線（或稱WES曲線）兩種（詳見有關(guān)水力學(xué)方面的專著）。 高速水流問題溢流壩設(shè)計中有關(guān)高速水流的幾個問題：高水頭溢流壩（包括深式泄水孔）泄水時，由于流速很高（可達3040m/s），因而產(chǎn)生了一系列問題，如：空蝕、摻氣、脈動等。設(shè)計時必須予以考慮。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

44、差也越大。如此巨大的能量主要消耗于兩個方面：水流的內(nèi)部損耗，如摩擦、沖擊、紊動、漩渦；水流與固體邊界作用，如摩擦、沖刷等；當(dāng)沖刷擴展到壩基時，就會危及壩體安全。消能措施的主要任務(wù)：就是盡量促使能量消耗于水流內(nèi)部阻力（混摻阻力和粘滯阻力）和外部阻力（礅、柱等固體阻抗），最大限度地限制其沖刷破壞的作用；采取控制水流的措施，將具有巨大能量的水流挑離壩體，使之沖刷河床但不致影響建筑物和附近岸坡的安全。消能方式主要有：挑流消能、底流消能、面流消能及消力戽消能。消能防沖消能防沖重力壩的材料與構(gòu)造建筑重力壩的材料一般為混凝土、漿砌石等。 用于建造重力壩的混凝土屬于水工混凝土，除應(yīng)有足夠的強度以保證其安全承受

45、荷載外，還應(yīng)要求在周圍天然環(huán)境和使用條件下具有經(jīng)久耐用的性能，即具有強度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、低熱、抗裂等性能要求。常用的砼標(biāo)號有C10、C15、C20、C25、C30、C40等。 壩體材料分區(qū)各部分工作條件不同，對材料性能指標(biāo)的要求也不同。為了節(jié)約和合理使用水泥，通常需要對壩體材料分區(qū)：1區(qū)：上下游水位以上壩體表層混凝土，以抗凍性能控制。2區(qū)：上下游水位變化區(qū)的壩體表層混凝土，以抗凍性能控制。3區(qū)：上、下游最低水位以下壩體表層混凝土，以抗?jié)B性能控制。4區(qū)：壩基部位混凝土，以強度性能控制。5區(qū)：壩體內(nèi)部混凝土，以強度性能控制。6區(qū)：有抗沖刷要求部位的混凝土（例如溢流面，泄水孔，導(dǎo)墻和閘

46、墩等），以抗沖刷性能控制。 材料分區(qū)原則分區(qū)數(shù)盡量少，以利施工。相鄰區(qū)的強度標(biāo)號相差不宜超過兩級，以免引起壩內(nèi)應(yīng)力重分布或產(chǎn)生裂縫。分區(qū)的厚度一般不得小于23m。重力壩的(細部)構(gòu)造重力壩的構(gòu)造設(shè)計包括壩頂結(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，滿足運用和施工上的要求，保證大壩正常工作。（一）壩頂結(jié)構(gòu)1、非溢流壩一般采用實體結(jié)構(gòu)頂面按路面設(shè)計，在壩頂上布置排水系統(tǒng)和照明設(shè)備。少數(shù)情況，也可采用某種輕型結(jié)構(gòu)，后者較適用于地震區(qū)。重力壩的(細部)構(gòu)造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

47、交通（公路）橋等。重力壩的(細部)構(gòu)造（1）工作閘門 工作閘門主要用于調(diào)節(jié)下泄流量。在動水中啟閉，要求有較大啟閉力。形式為：弧形閘門或平面閘門。 （2）檢修閘門 檢修閘門用于短期擋水，以便對工作閘門及機械設(shè)備檢修。檢修閘門在靜水中啟閉，啟閉力較小。閘門的形式一般采用平板閘門，各閘孔可交替使用平板檢修閘門。 當(dāng)庫水位在檢修期低于溢流堰頂高程時，可不設(shè)檢修閘門。 重力壩的(細部)構(gòu)造（3）閘墩 閘墩用于分隔閘孔；承受和傳遞水壓力；支承閘墩上部結(jié)構(gòu)重量。 閘墩高度和長度應(yīng)滿足閘門、工作橋、交通橋、啟閉設(shè)備的布置和運行要求。 閘墩厚度應(yīng)滿足強度、穩(wěn)定條件。（4）邊墩和導(dǎo)墻 邊墩用于分隔溢流壩段，非溢流

48、壩段。 導(dǎo)墻是邊墩向下游的延續(xù)，用于分隔下泄水流與壩后電站的出水水流。 導(dǎo)墻應(yīng)高出摻氣后的溢流水面1.01.5m。（5）工作橋、交通橋、啟閉設(shè)備 工作橋用于管理人員進行閘門操作和維護等。 交通橋用于溝通河流兩岸的交通。 啟閉設(shè)備用于起閉工作閘門和檢修閘門。 重力壩的(細部)構(gòu)造（二）壩體分縫目的：a、適應(yīng)施工能力的要求（如混凝土澆筑能力及施工期溫度控制）； 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。壩體分縫類型按其作用可分為溫度縫（又稱伸縮縫）、沉陷縫和施工縫。按其使用期限可分為永久縫和臨時縫。 溫度縫和沉陷縫多為永久縫，施工縫多為臨時縫。重力壩的(細部)構(gòu)造（三）壩體排水：減少

49、滲水對壩體的危害。 布置：沿壩軸線方向，一般每隔23m的間距布置一根排水管。壩體排水離上游壩面距離一般為（1/101/20）壩前水深，以防止?jié)B水溶濾破壞作用。排水線路：滲入壩體排水管廊道集水井下游。重力壩的(細部)構(gòu)造（四）壩內(nèi)廊道系統(tǒng)：在壩體中設(shè)置廊道系統(tǒng)主要用于基礎(chǔ)灌漿、排水、觀測、檢查、壩內(nèi)交通等。重力壩的(細部)構(gòu)造1、基礎(chǔ)灌漿廊道作用：基礎(chǔ)灌漿廊道主要用于防滲帷幕及地基排水孔的施工。尺寸：城門洞型2.5m×3.5m，滿足灌漿要求；距上游壩面：應(yīng)滿足砼滲透坡降要求，一般（1/10 1/20）壩前水深。距壩基面：滿足帷幕灌漿時蓋重的要求，在基巖面以上應(yīng)有1.5倍廊道寬度的距離，

50、一般取4-5m。重力壩的(細部)構(gòu)造2、檢查排水廊道和其它廊道沿高程：每隔15-20m設(shè)一層。離上游壩面的距離：與基礎(chǔ)灌漿廊道一樣，通?？扇?.050.1倍壩前水深，且不應(yīng)小于3.0m。尺寸：滿足交通檢查等要求，上圓下方，尺寸1.2m×2.2m。壩體排水與廊道的連接型式：1型：壩體排水在廊道頂部滴水，廊道壁面經(jīng)常被排水浸濕。 2型：在壩體排水處設(shè)置鑄鐵管連接，接頭施工較復(fù)雜。 3型：壩體排水與廊道之間采用1m水平連接管，連接管容易被砂漿或雜物堵塞，無法疏通。 重力壩的地基處理對建壩地基的要求 強度：即具有一定的承載能力，不發(fā)生顯著的變形 。 抗?jié)B性：不發(fā)生管涌等滲透破壞。（管涌是壩

51、基中的細土壤顆粒被滲流帶走而逐漸形成滲流通道的現(xiàn)象）。天然地基經(jīng)過長期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷以及斷層、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面。重力壩的地基處理的任務(wù)就是提高地基的強度、穩(wěn)定性和抗?jié)B能力。地基處理措施：挖、灌重力壩的地基處理一、壩基的開挖和清理壩基的開挖，即挖出覆蓋層及風(fēng)化破碎的巖石。開挖深度應(yīng)根據(jù)大壩的工程等級、壩高和基巖條件確定：壩高超過100m：應(yīng)挖到新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖；壩高100m50m：宜挖到微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部的基巖；壩高小于50m：宜挖到弱風(fēng)化中部至上部的基巖。兩岸地形較高的壩段其開挖基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬，也可采用其它措施如固結(jié)灌漿等以補其不足。

52、重力壩的地基處理二、壩基的固結(jié)灌漿在壩基的較大范圍內(nèi)鉆孔，進行淺層低壓灌漿，用于整體加固地基。目的：提高基巖的整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形；提高基巖的抗壓抗剪強度； 降低壩基的滲透性，減少滲漏量。設(shè)計內(nèi)容： 1、確定灌漿范圍：應(yīng)力較大的上下游部位 局部節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶及其附近的范圍 。（固結(jié)灌漿的范圍主要在為壩趾及壩踵處。） 2、灌漿孔的深度 ：58m。 3、灌漿孔的間距：34m。 4、排列型式：梅花形或井字形。三、帷幕灌漿 是在靠近上游壩基布設(shè)一排或幾排鉆孔，利用高壓灌漿填塞基巖內(nèi)的裂縫和孔隙等滲水通道，在基巖中形成一道相對密實的阻水帷幕。 目的：減少壩底滲透壓力；降低壩底滲流

53、坡降，防止壩基發(fā)生機械或化學(xué)管涌；減少滲流量。注意事項：深度：帷幕應(yīng)伸入相對不透水層35m。 厚度 ：灌漿帷幕的厚度要能保持帷幕的 滲透穩(wěn)定。 帷幕的厚度與灌漿孔排數(shù)有關(guān)。 灌漿材料：有水泥漿和化學(xué)灌漿等。灌漿次序：澆混凝土壩塊壓重固結(jié) 灌漿帷幕灌漿。鉆孔方向一般為垂直向下，或取10°的傾角， 以穿過更多的裂隙。帷幕應(yīng)伸入兩岸壩肩基巖的一定范圍內(nèi)。以 防止繞壩滲漏 重力壩的地基處理四、壩基排水 壩基排水的目的是進一步降低壩底滲透壓力 。 (通過打排水孔和設(shè)置基礎(chǔ)排水廊道)。壩基排水系統(tǒng)一般包括：排水孔幕和基面排水。重力壩的地基處理五、斷層破碎帶和溶洞的處理1斷層破碎帶的處理（1）斷層的走向大致與壩軸平行且為陡傾角 特點：力學(xué)性能差，但不透水。 處理方式：開挖，再回壩混凝土塞或混凝土拱。重