水利工程水工建筑物部分

第二部分水利工程（水工建筑物部分）宋文晶水利工程：對(duì)自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)成除害興利目的而修建的工程。第一節(jié)概述1.1水利工程對(duì)環(huán)境的影響（了解）1.庫區(qū)淹沒：庫區(qū)回水范圍內(nèi)淹沒耕地、生活區(qū)、名勝古跡等等，移民?；?、坍岸：岸坡浸水后巖體抗剪強(qiáng)度減少，當(dāng)庫水位減少時(shí)有也許因失穩(wěn)而坍滑。水庫淤積：水流入庫后流速減少，挾沙能力下降。水溫變化：水溫變幅隨水深增長而減小。水質(zhì)變化：庫內(nèi)生物分解。氣象變化：大水域影響小氣候，多霧、氣溫變幅減小、降雨形態(tài)變化。誘發(fā)地震：庫區(qū)存在活動(dòng)性地質(zhì)構(gòu)造。衛(wèi)生條件：水位上升導(dǎo)致土地鹽堿化，孳生蚊蟲微生物。2.水庫下游河道沖刷：泥沙淤積庫內(nèi)，下泄清水沖刷能力加大。河道水流變化：電站調(diào)配下泄水量。河道水溫：溢洪道以外的下泄水流多來自水庫底層，水溫較低。河道水質(zhì)：庫水的渾濁度隨水深而異，深水的溶解氧低。3.其他阻斷魚類洄游通道和野生動(dòng)物遷徙。1.2水工建筑物分類及等級(jí)劃分（掌握）1.水工建筑物的分類（按功用）擋水建筑物用以攔截江河，相成水庫或壅高水位。壩、閘、堤防、海塘泄水建筑物用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌等。溢流壩、泄水孔、溢洪道、泄水隧洞輸水建筑物為灌溉、發(fā)電和供水的需要而從上游向下游輸水的建筑物。引水隧洞、引水涵管、渡槽、渠道?。ㄟM(jìn)）水建筑物輸水建筑物的首部建筑。引水隧洞的進(jìn)口段、灌溉渠首、進(jìn)水閘、揚(yáng)水站整治建筑物用以改善河流的水流條件、調(diào)整水流對(duì)河床及河岸的作用以及為防護(hù)波浪和水流對(duì)岸坡的沖刷。丁壩、順壩、導(dǎo)流壩、護(hù)底和護(hù)岸專門建筑物發(fā)電用的壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房；灌溉用的沉沙池、沖沙閘；過壩用的船閘、升船機(jī)、魚道2.水利工程分等水利工程根據(jù)工程規(guī)模、效益和在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性分為五等。表1水利水電工程分等指標(biāo)表（水利部2023年分布）工程等級(jí)工程規(guī)模水庫總庫容(億m3)防洪排澇灌溉供水水力發(fā)電保護(hù)城鄉(xiāng)及工礦公司的重要性保護(hù)農(nóng)田面積（萬畝）排澇面積（萬畝）灌溉面積（萬畝）供水對(duì)象重要性裝機(jī)容量（萬kw）I大(1)型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120II大(2)型10~1.0重要500～100200~60150~50重要120~30III中型1.0~0.1中檔100～3060~1550~5中檔30~5IV小(1)型0.1~0.01一般30～515~35~0.5一般5~1V小(2)型0.01~0.001<5<3<0.5<13.水工建筑物分級(jí)水利工程中的水工建筑物，根據(jù)所屬工程等別及其在工程中的作用和重要性劃分為五級(jí)。表2水工建筑物的級(jí)別工程等別永久性建筑物級(jí)別臨時(shí)性建筑物級(jí)別重要建筑物次要建筑物一134二234三345四455五55注：①永久建筑物――工程運(yùn)營期間使用的建筑物，根據(jù)重要性分為：重要建筑物――系指失事后將導(dǎo)致下游災(zāi)害或嚴(yán)重影響工程效益的建筑物，如壩、閘、電站廠房、泵站等。次要建筑物――系指失事后不致導(dǎo)致下游災(zāi)害或?qū)こ绦б嬗绊懖淮?，易于修?fù)的建筑物，如擋土墻、導(dǎo)流墻、護(hù)岸等。②臨時(shí)性建筑物――系指工程施工期間使用的建筑物，如：導(dǎo)流建筑物、施工圍堰等。(1)對(duì)于二至五等的工程及臨時(shí)工程，下述情況經(jīng)論證可提高或減少檔別：工程位置特別重要，失事后將導(dǎo)致重大災(zāi)害者，可提高一級(jí)。工程地質(zhì)條件特別復(fù)雜或者采用經(jīng)驗(yàn)較少的新型結(jié)構(gòu)時(shí)，可提高一級(jí)。臨時(shí)性水工建筑物一旦失事將導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害或?qū)κ┕び袊?yán)重影響時(shí)，可提高一級(jí)。失事后影響不大的工程，經(jīng)論證可適當(dāng)減少檔別。(2)對(duì)水工建筑物的規(guī)定：（1）設(shè)計(jì)基如期。一級(jí)擋水建筑物12023，其他永久建筑物50年。臨時(shí)建筑物按預(yù)定的使用年限及也許滯后的時(shí)間擬定。特大工程擋水建筑物的設(shè)計(jì)基如期經(jīng)專門研究決定。（2）抗御災(zāi)害能力。如：防洪標(biāo)準(zhǔn)、抗震標(biāo)準(zhǔn)、壩頂超高等（3）安全性。如：建筑物的強(qiáng)度和穩(wěn)定安全指標(biāo)，限制變形規(guī)定等水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性及破壞也許產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性而定，與水工建筑物的級(jí)別相應(yīng)而分為三級(jí)。表3水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工建筑物的級(jí)別水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別1I2，3II4，5III對(duì)有特殊安全規(guī)定的水工建筑物，其結(jié)構(gòu)的安全級(jí)別應(yīng)專門研究決定。結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的安全級(jí)別，可依其在水工建筑物中的部位，自身破壞對(duì)水工建筑物安全影響的大小，取與水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別相同或減少一級(jí)。地基基礎(chǔ)的安全級(jí)別與建筑物的結(jié)構(gòu)安全級(jí)別相同。（4）運(yùn)營可靠性。如：建筑物的供電、供水、通航保證率、閘門等設(shè)備的可用性等。（5）建筑材料。如：使用材料的品種、質(zhì)量和耐久性等。

水壩壩型分類：重力壩、拱壩、土石壩、支墩壩、溢流壩、非溢流壩。第二節(jié)重力壩壩體基本剖面為三角形，筑壩材料為混凝土或漿砌石。壩軸線通常為直線，有時(shí)為了合用地形、地質(zhì)條件，或?yàn)榱藰屑~布置上的規(guī)定也可布置成折線或曲率不大的拱向上游的拱形。為了合用地基變形，溫度變化和混凝土的澆筑能力，壩體沿壩軸線用橫縫提成若干個(gè)獨(dú)立壩段。2.1工作原理工作原理：依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定規(guī)定，依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力引起的上游壩面拉應(yīng)力來滿足強(qiáng)度規(guī)定。2.2特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)①安全可靠。重力壩剖面尺寸大，壩內(nèi)應(yīng)力較低，筑壩材料強(qiáng)度高，耐久性好，因而抵抗洪水漫頂、滲漏、地震等破壞的能力比較強(qiáng)。②對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。任何形狀的河谷都適合修建重力壩。甚至在土基上也可以修建高度不高的重力壩。③樞紐泄洪問題容易解決，樞紐布置緊湊。重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)不同高程設(shè)立泄水孔，一般不需另設(shè)溢洪道或泄水隧洞。④便于施工導(dǎo)流。施工期可運(yùn)用壩體導(dǎo)流，一般不需另設(shè)導(dǎo)流隧洞。⑤施工方便。大體積混凝土，可采用機(jī)械化施工，在放樣、立模和混凝土澆筑方面都比較簡樸，并且補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)、維護(hù)或擴(kuò)建也比較方便。⑥結(jié)構(gòu)作用明確。重力壩沿壩軸線用橫縫提成若干壩段，各壩段獨(dú)立工作，結(jié)構(gòu)作用明確，穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算都比較簡樸。2.缺陷①壩體剖面尺寸大，材料用量多。②壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充足發(fā)揮。③壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩底揚(yáng)壓力大，對(duì)穩(wěn)定不利。④壩體體積大，由于施工期混凝土的水化熱和硬化收縮，將產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，因此，在混凝土澆筑時(shí)需要較嚴(yán)格的溫控措施。2.3合用條件任何形狀的河谷都可以修建重力壩。地質(zhì)條件規(guī)定也較低，土基上也可以修建高度不大的重力壩。2.4設(shè)計(jì)內(nèi)容（了解）1.剖面設(shè)計(jì)原則：①滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度規(guī)定，保證大壩安全；②工程量??；③運(yùn)用方便；④便于施工?；酒拭妫褐笁误w在自重、庫水壓力和揚(yáng)壓力三項(xiàng)重要荷載作用下，滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定規(guī)定的、最小的三角形斷面。實(shí)用剖面：重力壩的基本剖面擬定后，需考慮其他荷載和運(yùn)用條件，修正基本斷面。2.荷載分析重力壩的荷載：自重；靜水壓力；揚(yáng)壓力；泥沙壓力；浪壓力；冰壓力；動(dòng)水壓力；土壓力（試壩體外是否填有土石而定）；地震荷載。3.穩(wěn)定分析目的：核算壩體沿壩基面或沿地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。重力壩穩(wěn)定破壞的模式：表層滑動(dòng)淺層滑動(dòng)深層滑動(dòng)表層滑動(dòng)淺層滑動(dòng)深層滑動(dòng)深層滑動(dòng)：當(dāng)壩基內(nèi)存在不利的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，在水荷載作用下，壩體有也許連同部分基巖沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑移。4.應(yīng)力分析目的：檢查大壩在施工期和運(yùn)用期是否滿足強(qiáng)度規(guī)定，同時(shí)為研究解決設(shè)計(jì)和施工中的某些問題提供依據(jù)，如混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)和某些部位的配筋。5.構(gòu)造設(shè)計(jì)根據(jù)施工和運(yùn)用規(guī)定擬定壩體的細(xì)部構(gòu)造，如廊道系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壩體分縫等。蓄水后，庫水會(huì)通過壩體和壩基向下游滲透。為減小滲流對(duì)壩體穩(wěn)定和應(yīng)力的不利影響，在靠近壩體上游面設(shè)排水管，壩踵附近地基設(shè)防滲帷幕，帷幕后設(shè)排水孔。壩體排水管壩體排水管交通、檢查廊道灌漿廊道排水孔幕防滲帷幕重力壩防滲、排水系統(tǒng)6.地基解決重力壩對(duì)巖基的規(guī)定：有足夠的強(qiáng)度；足夠的整體性和較小較均勻的壓縮性；透水性小以及耐水的侵蝕等。地基解決的重要任務(wù)：防滲；提高基巖的強(qiáng)度和整體性。7.溢流重力壩和泄水孔設(shè)計(jì)涉及：堰頂高程、孔口尺寸、體形及消能、防護(hù)設(shè)計(jì)等。8.監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)壩體內(nèi)部、外部的觀測(cè)設(shè)計(jì)，制定大壩的運(yùn)營、維護(hù)和監(jiān)測(cè)條例。2.5提高壩體抗滑穩(wěn)定性的工程措施1.運(yùn)用水重。當(dāng)壩底面與基巖的抗剪強(qiáng)度參數(shù)較小時(shí)，常將壩的上游面做成傾向上游，運(yùn)用壩面上的水重來提高壩的抗滑穩(wěn)定性。注意上游坡度不宜過緩，否則在上游壩面容易產(chǎn)生拉應(yīng)力，對(duì)強(qiáng)度不利。2.采用有利的開挖輪廓線。開挖壩基時(shí)，最佳運(yùn)用巖面的自然坡度，使壩基面傾向上游。當(dāng)基巖比較堅(jiān)固時(shí)，可開挖成鋸齒狀，形成局部的傾向上游的斜面，但能否開挖成齒狀，重要取決于基巖節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀。3.設(shè)立齒墻。當(dāng)基巖內(nèi)有傾向下游的軟弱面時(shí)，可在壩踵部位設(shè)齒墻，切斷較淺的軟弱面。在壩趾部位設(shè)齒墻，將壩趾放在較好的巖層上，在一定限度上改善了壩踵應(yīng)力，同時(shí)由于壩趾壓應(yīng)力較大，壩趾下齒墻的抗剪能力也相應(yīng)增長。4.抽水措施。在壩基面設(shè)立排水系統(tǒng)，定期抽水以減少壩底浮托力。5.加固地基。（見后）6.橫縫灌漿。將部分或整個(gè)壩體的橫縫進(jìn)行局部或所有灌漿，以增強(qiáng)壩的整體性和穩(wěn)定性。7.預(yù)應(yīng)力措施?？拷鼔误w上游面，采用深孔錨固高強(qiáng)度鋼索，并施加預(yù)應(yīng)力，可增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定，又可消除壩踵處的拉應(yīng)力。2.6溫度裂縫和防止措施1.裂縫的分類1－橫向豎直貫穿裂縫；2－縱向豎直貫穿裂縫；3－水平深層裂縫；4壩表面裂縫表面裂縫、深層裂縫、貫穿性裂縫三類。1－橫向豎直貫穿裂縫；2－縱向豎直貫穿裂縫；3－水平深層裂縫；4壩表面裂縫橫向貫穿性裂縫會(huì)導(dǎo)致漏水和滲透侵蝕性破壞，縱向貫穿性裂縫會(huì)損壞壩的整體性，水平向貫穿性裂縫會(huì)減少大壩的抗剪強(qiáng)度。橫向和縱向貫穿性裂縫多發(fā)生在降溫過程因混凝土收縮受到基巖約束的情況下。為防止大壩裂縫，除適當(dāng)分縫、分塊和提高混凝土質(zhì)量外，還應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行溫度控制。2.溫度控制目的對(duì)大體積混凝土進(jìn)行溫度控制的目的，一是防止由于混凝土溫升過高、內(nèi)外溫差過大及氣溫驟降產(chǎn)生各種溫度裂縫；二是為做好接縫灌漿，滿足結(jié)構(gòu)受力規(guī)定，提高施工工效，簡化施工程序提供依據(jù)。3.溫度控制標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)允許溫差；上、下層允許溫差；內(nèi)外允許溫差。4.溫度控制措施①減少混凝土的初澆溫度。預(yù)冷骨料、加冰屑拌和；采用合理的混凝土分區(qū)，埋設(shè)塊石，摻用適宜的外加劑和塑性劑等盡量減少水泥用量；采用低熱水泥；并在運(yùn)送中注意隔熱保溫。②減少混凝土水化熱溫升。混凝土硬化初期發(fā)熱量最大，溫升最快，采用冷卻水管進(jìn)行初期冷卻或減小澆筑層厚度，運(yùn)用倉面天然散熱，可以有效地減小水化熱溫升。③加強(qiáng)對(duì)混凝土表面的養(yǎng)護(hù)和保護(hù)。在混凝土澆筑后初期需要對(duì)壩塊表面加覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)。冬季要抵御寒潮襲擊，夏季要防止熱量回灌進(jìn)入混凝土。綜合考慮工程的具體條件和設(shè)計(jì)原則研究擬定以上措施，并同時(shí)做好施工組織設(shè)計(jì)、安排好施工季節(jié)、施工進(jìn)度、壩塊澆筑順序等。2.7地基解決重要任務(wù)：①防滲；②提高基巖的強(qiáng)度和整體性。1．壩基的開挖與清理：使壩體座落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。開挖深度根據(jù)壩基應(yīng)力、巖石強(qiáng)度及完整性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的規(guī)定和地基加固解決的效果、工期和費(fèi)用等研究擬定?！痘炷林亓卧O(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ21-78）規(guī)定：H>70m的高壩需建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部基巖上；30m<H<70m的中壩可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化上部基巖上；同一工程中兩岸較高部位的壩段，運(yùn)用基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬。2．固結(jié)灌漿：提高基巖的整體性和強(qiáng)度，減少地基透水性。固結(jié)灌漿孔一般布置在應(yīng)力較大的壩踵和壩趾附近，以及節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。灌漿孔呈梅花狀或方格狀布置，孔距、排距、和孔深取決于壩高和基巖的構(gòu)造情況?？拙鄡?nèi)差逐步加密，鉆孔方向垂直于基巖面，或盡也許正交于重要裂隙面，但傾角不能太大。3．帷幕灌漿：減少壩底滲透壓力，防止壩基發(fā)生管涌，減少壩基滲流量。灌漿材料常用為水泥，此外尚有化學(xué)灌漿。防滲帷幕布置于靠近上游面壩軸線附近，自河床向兩岸延伸。防滲帷幕要有一定的深度、厚度，依據(jù)規(guī)范而定，灌漿壓力依實(shí)驗(yàn)擬定。灌漿孔的排數(shù)，一般高壩設(shè)2～3排，中壩設(shè)1～2排，低壩設(shè)1排，對(duì)地質(zhì)條件較差的地段可適當(dāng)增長。帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土后施工。鉆孔和灌漿常在壩體內(nèi)的廊道內(nèi)進(jìn)行，靠近壩坡處可在壩頂、岸坡或平洞內(nèi)進(jìn)行。4．壩基排水。為進(jìn)一步減少壩底面的揚(yáng)壓力，在防滲帷幕后設(shè)立排水孔幕。排水孔幕在混凝土壩體內(nèi)的部分要預(yù)埋鋼管，待帷幕灌漿后才干鉆孔。對(duì)較高的壩，當(dāng)下游尾水較深時(shí)，可采用抽排降壓措施，在主排水帷幕后，沿壩基面設(shè)輔助排水帷幕、縱、橫向廊道相連通，構(gòu)成壩基排水系統(tǒng)。5．?dāng)鄬悠扑閹А④浫鯅A層和溶洞的解決開挖回填混凝土。2.8重力壩的分縫、分塊1.橫縫垂直于壩軸線，將壩體分為若干獨(dú)立壩段。作用是：減小溫度應(yīng)力、適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工規(guī)定如：混凝土澆筑能力及溫度控制等。(1)永久橫縫：做成豎直平面，不設(shè)鍵槽，縫內(nèi)不灌漿，需設(shè)止水，止水后設(shè)排水井。(2)臨時(shí)性橫縫：縫面設(shè)鍵槽和灌漿系統(tǒng)。(3)壩段與基巖面的連接：當(dāng)基巖橫向（對(duì)岸方向）坡度緩于1：2時(shí)，用帷幕灌漿對(duì)接觸面進(jìn)行灌漿封實(shí)；當(dāng)橫向坡度陡于1：2時(shí)，設(shè)接觸面止水；當(dāng)橫向坡度陡于1：1時(shí)，按臨時(shí)性橫縫解決，進(jìn)行接縫灌漿。2．縱縫為適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力，在平行壩軸線方向設(shè)縱縫，將一個(gè)壩段提成幾個(gè)壩塊，待溫度降到穩(wěn)定溫度后再進(jìn)行接縫灌漿?？v縫按布置型式可分為：鉛直縱縫，斜縫和錯(cuò)縫?？v縫為臨時(shí)縫，縫面設(shè)水平向三角形鍵槽，并布設(shè)灌漿系統(tǒng)。3．水平施工縫上、下層澆筑塊之間的結(jié)合面。要傳力、防滲,必須解決好——清洗、鑿毛、鋪水泥沙漿（2～3厘米厚）。2.9泄水重力壩壩頂溢流或壩身泄水孔。消能工：底流消能――消力坎、消力池、護(hù)坦挑流消能――挑流鼻坎面流消能與消力戽消能

第三節(jié)拱壩3.1特點(diǎn)拱壩是固結(jié)于基巖上的空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈凸向上游的拱形，拱冠剖面呈豎直的或向上游凸出的曲線形，壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用，其所承受的水平荷載一部分通過拱的作用壓向兩岸，另一部分通過豎直梁的作用傳到壩底基巖。壩體的穩(wěn)定重要靠兩岸拱端的反力作用，并不全靠壩體自重來維持。由于拱是一種重要承受軸向壓力的推力結(jié)構(gòu)，拱內(nèi)彎矩較小，應(yīng)力分布較均勻，有助于發(fā)揮材料的強(qiáng)度。拱壩的體積比同一高度的重力壩大約可節(jié)省1/3～2/3。拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部位發(fā)生局部開裂時(shí)，壩體的拱和梁作用會(huì)自行調(diào)整，使壩體應(yīng)力重新分派。拱壩的超載能力可達(dá)成設(shè)計(jì)荷載的5～11倍。抗震能力強(qiáng)。拱壩壩身不設(shè)永久伸縮縫，溫度變化和基巖變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響顯著。不僅可以安全溢流，并且可以在壩身設(shè)立泄水孔。由于拱壩剖面較薄，壩體幾何形狀復(fù)雜，因此對(duì)施工質(zhì)量、筑壩材料強(qiáng)度和防滲規(guī)定都較復(fù)雜。3.2對(duì)地形地質(zhì)條件的規(guī)定（合用條件）1．抱負(fù)的地形條件（重要因素）：左右岸對(duì)稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐，以保證壩體的穩(wěn)定。一般情況下，河谷寬高比L/H<1.5的深切河谷可修建薄拱壩，厚高比T/H<0.2；L/H＝1.5～3.0的稍寬河谷可修建中厚拱壩，T/H＝0.2～0.35；L/H>3.0~4.5的寬河谷可修建重力拱壩，T/H>0.35；L/H>4.5的寬淺河谷應(yīng)修建重力壩。左右對(duì)稱的V型河谷，拱厚度較?。籙型河谷拱厚度較大，梯形河谷介于兩者之間。拱壩最佳修建于對(duì)稱河谷中，在不對(duì)稱河谷中修建的缺陷是壩體受力條件較差，設(shè)計(jì)、施工復(fù)雜。當(dāng)河谷不對(duì)稱時(shí)，可采用人工措施使壩體盡也許接近對(duì)稱，如（1）在較陡的一岸向深處開挖；（2）在較緩一岸建造重力墩；（3）設(shè)立墊座及周邊縫等。有時(shí)也可采用不對(duì)稱的雙心圓拱布置。2．抱負(fù)的地質(zhì)條件：基巖比較均勻，堅(jiān)固完整，有足夠的強(qiáng)度，透水性小，能抵抗水的侵蝕，耐風(fēng)化，岸坡穩(wěn)定，沒有大斷裂等。3.3拱壩的形式單曲拱壩：上游面鉛直，整個(gè)壩體僅在水平面上呈曲線型。雙曲拱壩：壩體在水平面和鉛直面都呈曲線型。在接近矩形或較寬的梯形河谷，壩體上游面鉛直，整個(gè)壩體僅在水平面呈曲線形，稱為單曲拱壩。施工比較簡便，直立的上游面也有助于布置進(jìn)水口或泄水孔的控制設(shè)備。在底部狹窄的V型河谷，壩體在水平面和鉛直面均呈曲線形，稱為雙曲拱壩。優(yōu)點(diǎn)：由于梁系也呈彎曲的形狀，兼有豎向拱作用，承受水平荷載后，在產(chǎn)生水平位移的同時(shí)，尚有向上位移的傾向，使梁的彎矩有所減小而軸向力加大，對(duì)減少壩的拉應(yīng)力有利；另一方面在水壓力作用下，壩體中部的豎向梁應(yīng)力是上游面受壓而下游面受拉，這同壩體自重產(chǎn)生的梁應(yīng)力正好相反。3.4拱壩的基本設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)（了解）1．荷載分析水壓力；自重（涉及水重）；泥沙壓力及浪壓力；溫度荷載；地震力；冰壓力。（1）基本荷載組合①水庫為正常蓄水位和相應(yīng)的尾水位+設(shè)計(jì)正常溫降引起的溫度荷載+自重+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力+（冰壓力）②水庫死水位（或運(yùn)營最低水位）及相應(yīng)的尾水位+設(shè)計(jì)正常溫升引起的溫度荷載+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力③設(shè)計(jì)洪水位和相應(yīng)的尾水位+設(shè)計(jì)正常溫升引起的溫度荷載+自重+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+動(dòng)水壓力+浪壓力④其它常遇的不利荷載組合（2）特殊荷載組合校核洪水位及相應(yīng)的尾水位+設(shè)計(jì)正常溫升引起的溫度荷載+自重+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+動(dòng)水壓力+浪壓力②基本荷載組合①+地震荷載③基本荷載組合①+其他稀遇的不利荷載組合④施工期的荷載組合：接縫沒有灌漿：1）自重；2）自重+施工洪水期的靜水壓力接縫分期灌漿：1)自重+接縫灌漿部分壩體溫度荷載（溫升或溫降）2)自重+施工洪水期的靜水壓力+接縫灌漿部分的溫升荷載2．拱壩的體形及布置壩體尺寸：拱圈的平面形式，各層拱圈軸線的半徑和中心角，拱冠梁（中心鉛直平面）上、下游形式及其沿高程的厚度。拱壩布置的基本原則：壩體輪廓力求簡樸，基巖面、壩面變化平順，避免有任何突變。3．應(yīng)力分析（1）方法：純拱法；拱梁分載法；有限元法，殼體理論（2）拱壩設(shè)計(jì)的應(yīng)力指標(biāo)：《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL282－203）規(guī)定：拱壩應(yīng)力分析應(yīng)以拱梁分載法或有限元法計(jì)算結(jié)果作為衡量強(qiáng)度安全的重要標(biāo)準(zhǔn)；1、2級(jí)拱壩和高拱壩或情況比較復(fù)雜的拱壩（如拱壩內(nèi)設(shè)有較大的孔洞、基礎(chǔ)條件復(fù)雜等），除用拱梁分載法計(jì)算外，還應(yīng)采用有限元法計(jì)算，必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL282－203）規(guī)定：用拱梁分載法或有限元等效應(yīng)力法計(jì)算拱壩應(yīng)力時(shí)，對(duì)于基本荷載組合，1、2級(jí)拱壩的抗壓安全系數(shù)采用4.0，3級(jí)拱壩的抗壓安全系數(shù)采用3.5；對(duì)于非地震情況的特殊荷載組合，1、2級(jí)拱壩的抗壓安全系數(shù)采用3.5，3級(jí)拱壩的抗壓安全系數(shù)采用3.0。主拉應(yīng)力的安全系數(shù)――規(guī)范規(guī)定：對(duì)基本荷載組合，用拱梁分載法算得主拉應(yīng)力不得大于1.2MPa，用有限元等效應(yīng)力法算得主拉應(yīng)力不得大于1.5MPa；對(duì)于非地震情況的特殊荷載組合，用拱梁分載法算得主拉應(yīng)力不得大于1.5MPa，用有限元等效應(yīng)力法算得主拉應(yīng)力不得大于2.0MPa；施工期在橫縫灌漿前，按單獨(dú)壩段驗(yàn)算時(shí)，最大拉應(yīng)力不大于0.5MPa，并規(guī)定在壩體自重單獨(dú)作用下，合力作用點(diǎn)應(yīng)落在壩體厚度中間的2/3范圍內(nèi)，遭遇施工洪水時(shí)，壩體抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1.2。地震區(qū)的拱壩應(yīng)力分析及指標(biāo)參照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。4．壩肩巖體穩(wěn)定分析方法：剛體極限平衡法；有限元法；地質(zhì)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)。穩(wěn)定指標(biāo)――抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（略）5．體形的優(yōu)化設(shè)計(jì)（略）6．壩身泄水壩身泄水方式：自由跌流式；鼻坎挑流式；滑雪道式（拱壩特有）；壩身泄水孔。消能方式：跌流消能，挑流消能，底流消能。7．材料及構(gòu)造8．建基面與地基解決3.5拱壩的構(gòu)造筑壩材料為混凝土，中小型工程可用漿砌塊石。1.分縫與接縫解決施工期分段澆筑，各段之間設(shè)有收縮縫。收縮縫有橫縫、縱縫兩類。收縮縫表面作成鍵槽，預(yù)埋灌漿管與出漿盒，壩體冷卻后進(jìn)行壓力灌漿。橫縫：橫縫是半徑向的，間距一般取15～20m，鉛直面。橫縫底部與地基面的夾角不得小于60o，并盡也許接近正交?？p內(nèi)設(shè)鉛直向的梯形鍵槽。橫縫上游側(cè)設(shè)止水片?？v縫：拱壩一般不設(shè)縱縫，對(duì)厚度大于40m的拱壩，經(jīng)分析論證，可考慮設(shè)立縱縫。相鄰壩塊間的縱縫應(yīng)錯(cuò)開，間距約為20～40m，一般鉛直，到縫頂附近應(yīng)緩轉(zhuǎn)與下游壩面正交。在一定條件下，可將橫縫的一部分保持為永久縫，如近拱端地質(zhì)條件較差局限性以承受拱端推力時(shí)。2.壩頂與壩面，廊道與排水，管孔（與重力壩相同）3.墊座與周邊縫對(duì)地形不規(guī)則的河谷或局部有深槽時(shí)，可在基巖與壩體之間設(shè)立墊座，在墊座與壩體之間形成周邊縫，一般為二次曲線或卵形曲線，使墊座以上的壩體盡量接近對(duì)稱。在徑向斷面上多數(shù)為圓弧形，縫面略向上游傾斜，與壩體傳至墊座的壓力線正交，也有一般弧線或直線。周邊縫的作用：①梁的剛度減弱，相對(duì)加強(qiáng)了拱的作用，改變了拱梁分載的比例。②減小壩體傳至墊座的彎矩，從而減小甚至消除壩體上游面的豎向拉應(yīng)力，使壩體和墊座接觸面的應(yīng)力發(fā)布趨于均勻。③可運(yùn)用墊座增大與基巖的接觸面積，調(diào)整和改善地基的受力狀態(tài)。④由于周邊縫的存在，壩體即使開裂，只能延伸到縫邊就會(huì)停止發(fā)展。若墊座開裂，也不致影響到壩體。⑤墊座是人工基礎(chǔ)，可減少河谷地形的不規(guī)則性和地質(zhì)上局部軟弱帶的影響，改善拱壩的支承條件。⑥墊座對(duì)壩體振動(dòng)起緩沖作用。3.6拱壩的地基解決與重力壩基本相同，但規(guī)定更為嚴(yán)格，特別是對(duì)兩岸壩肩的解決。1.壩基開挖拱端應(yīng)嵌入岸坡內(nèi)，最佳開挖成全徑向，也可采用非全徑向開挖。同一壩體采用兩種開挖形式時(shí)，自上而下應(yīng)平緩過渡。河床段建基面的上、下游高差不宜過大，且盡也許略向上游傾斜。整個(gè)壩基可運(yùn)用巖面在垂直水流方向應(yīng)平順，避免突變，也不宜開挖成臺(tái)階狀。2.固結(jié)灌漿和接觸灌漿拱壩壩基的固結(jié)灌漿孔一般按照全壩段布置，對(duì)于比較堅(jiān)硬完整的基巖，也可只在壩基的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)立數(shù)排固結(jié)灌漿孔?？拙嘁话銥?～6m，巖石破碎地區(qū)適當(dāng)加密，孔深一般5～15m。固結(jié)灌漿壓力，在保證不掀動(dòng)巖石的情況下宜采用較大值，一般為0.2～0.4MPa，有混凝土蓋重時(shí)，可取0.3～0.7MPa。對(duì)壩體與陡于50°～60°的岸坡間和上游側(cè)的壩基接觸面，以及基巖中所有槽、井、洞等回填混凝土的頂部，均需進(jìn)行接觸灌漿，以提高接觸面強(qiáng)度，減少滲漏。接觸灌漿應(yīng)在壩體混凝土澆筑到一定高度、混凝土充足收縮、鉆排水孔之前進(jìn)行。3.防滲帷幕拱壩的帷幕灌漿孔原則上應(yīng)進(jìn)一步隔水層以下3～5m；若相對(duì)隔水層埋藏較深，孔深可采用（0.3～0.7）倍壩高；地質(zhì)條件特別復(fù)雜的地段，經(jīng)論證孔深可達(dá)1倍壩高以上。帷幕灌漿孔一般用1排到3排，試壩高和地基情況而定，其中1排孔應(yīng)鉆灌至設(shè)計(jì)深度，其余各排孔深可取主孔深的0.5～0.7倍?？拙嘀鸩郊用?，開始為6m，最終為1.5～3.0m，排距略小于孔距。帷幕位置一般布置在壓應(yīng)力區(qū)，并盡也許靠近上游壩面。防滲帷幕還應(yīng)進(jìn)一步兩岸山坡內(nèi)，并與河床部位的帷幕保持連續(xù)性。4.壩基排水排水孔幕設(shè)在防滲帷幕下游側(cè)，一般只設(shè)1道主排水孔，必要時(shí)增設(shè)1～2排輔助排水孔。排水孔與防滲帷幕下游側(cè)的距離應(yīng)不小于帷幕孔中心距的1～2倍，且不得小于2～4m。主排水孔間距一般3m左右，輔助排水孔間距一般3～6m，孔徑不宜小于15cm，主排水孔深度在兩岸壩肩可采用帷幕孔深的0.4～0.75倍，河床部位孔深不大于帷幕孔深的0.6倍，但不應(yīng)小于固結(jié)灌漿孔的深度。對(duì)高壩及兩岸較陡、地質(zhì)條件較復(fù)雜的中壩，宜在兩岸設(shè)立多層排水平洞，加鉆排水孔，形成空間排水孔洞系統(tǒng)。5.斷層破碎帶或軟弱夾層的解決

第四節(jié)土石壩4.1特點(diǎn)可就地、就近取材，經(jīng)濟(jì)節(jié)省。能適應(yīng)各種地形、地質(zhì)和氣候條件。施工機(jī)械的發(fā)展，提高了土石壩的施工質(zhì)量，加快了進(jìn)度，減少了造價(jià)，促進(jìn)了高土石壩的發(fā)展。4.2土石壩類型按壩高分：30m以下為低壩；30～70m為中壩；超過70m為高壩。按施工方法分：碾壓式土石壩；沖填式土石壩；水中填土壩；定向爆破堆石壩等。應(yīng)用最廣泛的是碾壓式土石壩。按土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體用的材料種類，碾壓式土石壩可分為：均質(zhì)壩；心墻壩：土質(zhì)心墻，瀝青混凝土或混凝土心墻、鋼筋混凝土心墻土質(zhì)斜墻壩；多種土質(zhì)壩；面板壩（壩體由透水土石料組成，防滲面板由鋼筋混凝土、瀝青混凝土或塑料薄膜等組成）。4.3土石壩設(shè)計(jì)的基本規(guī)定（1）具有足夠的斷面維持壩坡的穩(wěn)定。土石壩的邊坡和壩基穩(wěn)定是大壩安全的基本保證。（2）設(shè)立良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流。（3）根據(jù)現(xiàn)場條件選擇好筑壩土石料的種類、壩的結(jié)構(gòu)形式以及各種土石料在壩體內(nèi)的配置。泄水建筑物具有足夠的泄洪能力，壩頂在洪水位以上有足夠的安全超高，以防漫溢。采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施，使壩運(yùn)用可靠和耐久。上游面護(hù)坡防浪，下游壩坡防雨水沖刷。4.4土石壩設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)1．基本剖面（1）壩頂高程式中：H――靜水位（正常運(yùn)營和非正常運(yùn)營）；ha――波浪在壩坡上的爬高；e――風(fēng)浪壅高；A――安全加高。（2）壩頂寬度土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，高壩最小頂寬為10～15m，中低壩為5～10m。壩頂寬度必須考慮心墻或者斜墻頂部及反濾層布置的需要。（3）壩坡土石壩的壩坡一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選。上游緩于下游；斜墻壩的上游坡緩于心墻壩，下游坡相反；粘性土壩坡為上陡下緩的曲面。均質(zhì)壩的平均坡度為1：3；心墻壩：下游坡――堆石常用壩坡為1：1.5~1：2.5；土料為1：2~1：3上游坡――堆石常用壩坡為1：1.7~1：2.7；土料為1：2.5~1：3.5斜墻壩：下游坡參照心墻壩，上游坡――石坡放緩0.2，土坡放緩0.5。面板壩：上游坡為1：1.4~1：1.7；下游坡1：1.3~1：1.4；卵礫石時(shí)放緩至1：1.5~1：1.6。2．滲流分析滲流分析內(nèi)容：擬定浸潤線位置；擬定滲流流速和坡降；擬定滲流量。土壩的滲流變形：（1）管涌：土體中部分顆粒被滲流水帶走的現(xiàn)象。只發(fā)生于無粘性土中。（2）流土：滲流作用下，粘性土及均勻無粘性土體被浮動(dòng)的現(xiàn)象，常見于滲流從壩下游溢出處。（3）接觸沖刷：細(xì)粒土（砂土或粘土）與粗粒土交界面上，細(xì)粒土被滲流水沖動(dòng)發(fā)生破壞的情況。此時(shí)滲流方向與交界面平行。（4）剝離：粘性土與粗粒土接觸面上，由于滲流作用使土顆粒與整體結(jié)構(gòu)分離的現(xiàn)象。剝離可發(fā)生于粘性土與反濾層交界面上。（5）化學(xué)管涌：土體中的鹽類被滲流水溶解帶走的現(xiàn)象。3．穩(wěn)定分析剛體極限平衡法（瑞典圓弧）壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)：壩的級(jí)別IIIIIIIV、V正常運(yùn)用條件1.301.251.201.15非常運(yùn)用條件I1.201.151.101.05非常運(yùn)用條件II1.101.051.051.00分析工況：施工期；穩(wěn)定滲流期；庫水位降落期。4．固結(jié)、沉降與應(yīng)力分析5.筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn)（見后）6.土石壩的構(gòu)造（見后）7．土石壩的地基解決（見后）4.5筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn)1.防滲土料（1）選擇原則①防滲性。滲透系數(shù)小于1×10-5cm/s，均質(zhì)壩或低壩可放寬到1×10-4cm/s。②抗剪強(qiáng)度；③壓縮性；④抗?jié)B穩(wěn)定性；⑤含水量；⑥膨脹量及體縮值；⑦可溶鹽、有機(jī)質(zhì)含量；⑧顆粒級(jí)配：小于0.005mm的粘粒含量不宜大于40％，一般30％以下為宜。最大粒徑不應(yīng)超過鋪土厚度的2/3。（2）礫石土防滲料：具有粗礫土和細(xì)粒土的混合料，粗粒含量在50％以內(nèi)。（3）填筑標(biāo)準(zhǔn)粘性土料以干容重為設(shè)計(jì)指標(biāo)，按壓實(shí)實(shí)驗(yàn)的最大干容重乘以壓實(shí)系數(shù)擬定。I、II級(jí)壩和高壩，壓實(shí)系數(shù)不低于0.97~0.99，對(duì)III級(jí)及以下的壩不低于0.95~0.97。含礫粘性土料的壓實(shí)性由細(xì)料的壓實(shí)性控制。I、II級(jí)壩和高壩，細(xì)粒的壓實(shí)系數(shù)不低于0.97~0.99，對(duì)III級(jí)及以下的壩不低于0.96。當(dāng)含礫量大于30％時(shí)，壓實(shí)度下限值可適當(dāng)減少。2．壩殼料填筑標(biāo)準(zhǔn)：（1）無粘性土：壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按相對(duì)密度擬定，不低于0.70~0.75。地震區(qū)浸潤線以上不低于0.70，浸潤線以下按設(shè)計(jì)烈度大小，不低于0.75~0.85。（2）堆石料：碾壓參數(shù)（碾壓設(shè)備型號(hào)、重量，鋪土厚度，加水量，碾壓遍數(shù)等）和干容重同時(shí)控制。3．反濾料、過渡料及排水材料（見后）4.6土石壩的構(gòu)造1．防滲體作用：控制壩內(nèi)浸潤線的位置，保持滲流穩(wěn)定。材料：土質(zhì)，瀝青混凝土。結(jié)構(gòu)形式：心墻，斜墻。厚度/寬度以平均允許坡降作為控制標(biāo)準(zhǔn)。2．壩體排水作用：控制和引導(dǎo)滲流，減少浸潤線，加速孔隙水壓力消散，以增強(qiáng)壩的穩(wěn)定，并保護(hù)下游壩坡免遭凍脹破壞。（1）棱體排水又稱濾水壩趾，在下游壩腳處用塊石堆成的棱體?？蓽p少浸潤線，防止壩坡凍脹，保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷且支持壩體增長穩(wěn)定性。（2）貼坡排水又稱表面排水。用1、2層堆石或砌石加反濾層直接鋪設(shè)在下游壩坡表面，不伸入壩體的排水設(shè)施。（3）壩內(nèi)排水涉及褥墊排水層、網(wǎng)狀排水帶、排水管、豎式排水體等。3．反濾層（1）作用濾土排水，防止土工建筑物在滲流逸出處發(fā)生滲透破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。對(duì)下游側(cè)有承壓水的土層，還可起壓重的作用。（2）部位在土質(zhì)防滲體與壩殼或壩基透水層之間，以及滲流逸出處或進(jìn)入排水體，都必須設(shè)立反濾層。（3）規(guī)定①被保護(hù)土層不發(fā)生管涌等有害的滲透變形，在防滲體發(fā)生裂縫的情況下，土顆粒不會(huì)被帶出反濾層，能促使裂縫自愈。規(guī)定孔隙足夠小。②透水性大于被保護(hù)土，能順利排除滲透水流，同時(shí)不致被細(xì)粒土淤塞而失效。（4）結(jié)構(gòu)反濾層一般由1～3層級(jí)配均勻、耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大。規(guī)范規(guī)定：；式中：D15為相鄰的粒徑較大一層土的特性粒徑；d85、d15為相鄰的粒徑較小一層土的控制粒徑和特性粒徑。4．土石壩的裂縫控制（1）縱縫走向與壩軸線大體平行，多發(fā)生在心墻壩、斜墻壩的壩頂和壩坡中部。成因：心墻壩的壩殼土料比心墻土料固結(jié)沉降快；斜墻壩的壩殼料如壓實(shí)局限性，上部和下部沉降不均，都可使斜墻斷裂，形成縱縫。（2）橫縫走向與壩軸線垂直，多發(fā)生在兩岸壩肩附近。岸坡較陡或岸坡地形忽然變化時(shí)，都易發(fā)生橫縫。（3）內(nèi)部裂縫重要由壩體和壩基的不均勻沉降引起。（4）防治措施①改善壩體結(jié)構(gòu)或平面布置：壩軸線改成略凸向上游的拱形；放緩壩坡；加厚心墻或斜墻；布設(shè)反濾層；不同土料間設(shè)過渡層。②重視地基解決③適當(dāng)選用土料④采用合宜的施工措施和運(yùn)營方式（5）裂縫解決表面裂縫：先用砂土填塞，再以低塑性粘土封填、夯實(shí)；深部裂縫：灌漿解決；嚴(yán)重裂縫：壩內(nèi)做混凝土防滲墻。5．土石壩與混凝土建筑物的連接（1）插入式混凝土壩斷面逐漸縮小，最后成為剛性心墻插入土石壩心墻內(nèi)。（2）翼墻式在組合部位作出混凝土擋土墻并向上下游延伸形成翼墻。4.7土石壩的地基解決重要規(guī)定：①控制滲流，避免滲透破壞；②保持壩體和壩基的靜力和動(dòng)力穩(wěn)定，③在保證安全運(yùn)營的條件下節(jié)省投資。規(guī)定較混凝土壩低。1．巖基解決當(dāng)巖基上的覆蓋層較薄時(shí)，只需防滲體座落在巖基上形成截水槽隔斷滲流即可。對(duì)高壩規(guī)定更嚴(yán)格。防滲體與基巖的接觸面規(guī)定結(jié)合緊密?；鶐r內(nèi)部防滲解決重要是帷幕灌漿。2．砂礫石壩基解決重要問題是滲流控制。垂直防滲措施：粘性土截水槽、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等上游水平防滲鋪蓋：下游排水設(shè)施：水平排水層、排水溝、減壓井、透水蓋重3．細(xì)砂、軟粘土和濕陷性黃土地基解決（1）細(xì)砂等易液化地基挖除或人工加密。表面振動(dòng)加密、振沖法、強(qiáng)夯。（2）軟粘土地基排水固結(jié)：砂井加速排水固結(jié)。（3）濕陷性黃土地基挖除、翻壓或強(qiáng)夯，預(yù)先浸水解決。

第五節(jié)水閘5.1功能與分類水閘是一種運(yùn)用閘門擋水和泄水的低水頭水工建筑物，多建于河道、渠系及水庫、海、湖泊岸邊。按功能分類：（1）節(jié)制閘攔河或在渠道上建造，用于攔洪、調(diào)節(jié)水位、控制下泄流量。河道上的節(jié)制閘又稱攔河閘。（2）進(jìn)水閘又稱取水閘、渠首閘。建在河道、水庫或湖泊的岸邊，用以控制引水流量，以滿足灌溉、發(fā)電或供水的需要。（3）分洪閘常建于河道的一側(cè)，用來將超過下游河道安全泄量的洪水泄入分洪區(qū)或分洪道。（4）排水閘建于江河沿岸，用來排除內(nèi)河或低洼地區(qū)對(duì)農(nóng)作物有害的漬水。（5）擋潮閘建在入海河口附近，漲潮時(shí)關(guān)閘，退潮時(shí)開閘泄水。（6）沖沙閘（排沙閘）常建在進(jìn)水閘一側(cè)的河道上與節(jié)制閘并排布置或在引水渠內(nèi)的進(jìn)水閘旁。其他尚有排冰閘、排污閘等。按閘室結(jié)構(gòu)分：開敞式、胸墻式、涵洞式等。5.2水閘的組成（1）閘室涉及閘門、閘墩、邊墻、底板、胸墻、工作橋、交通橋、啟閉機(jī)等。（2）上游連接段涉及兩側(cè)的翼墻、護(hù)坡、河床部分的鋪蓋。（3）下游連接段涉及護(hù)坦、海漫、防沖槽、兩岸的翼墻、護(hù)坡等。5.3軟土地基上水閘的工作特點(diǎn)（1）軟土地基的壓縮性大，承載力低，細(xì)砂易液化，抗沖能力差。地基也許產(chǎn)生較大的沉降或沉降差，導(dǎo)致閘室傾斜，止水破壞，閘底板斷裂，甚至破壞，引起水閘失事。（2）水閘泄流時(shí)，土基的抗沖能力較低，也許引起水閘下游的沖刷。（3）土基在滲流作用下，易發(fā)生滲透破壞。5.4水閘的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)1．閘址選擇壤土、中砂、粗砂和砂礫石適于作為水閘的地基。盡量避免淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂地基。2.閘孔設(shè)計(jì)（1）堰型選擇：寬頂堰、低實(shí)用堰（2）閘底板高程（3）閘孔的總凈寬（4）閘室單孔寬度和閘室總寬度3．防滲、排水設(shè)計(jì)（1）防滲設(shè)施：構(gòu)成地下輪廓的鋪蓋、板樁及齒墻（2）排水設(shè)施：鋪設(shè)在護(hù)坦、海漫的底部、閘底板下游段的砂礫石層4．消能、防沖設(shè)計(jì)（1）消能：一般采用底流消能。（2）海漫：消力池后接海漫。規(guī)定表面有粗糙度，具有透水性，具有柔性。形式有干砌石、漿砌石、混凝土板等。（3）防沖槽：海漫末端預(yù)留足夠的粒徑大于30cm的石塊，在沖刷水流的作用下散鋪在沖刷坑的上游面，形成護(hù)坡。（4）翼墻與護(hù)坡5．閘室的布置和構(gòu)造分縫與止水。6．閘室穩(wěn)定分析、沉降校核和地基解決7．閘室結(jié)構(gòu)計(jì)算8．水閘與兩岸的連接建筑涉及：上、下游翼墻和邊墩。作用：①擋住兩側(cè)填土、維持土壩及兩岸的穩(wěn)定；②上游翼墻引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘，下游翼墻使出閘水流均勻擴(kuò)散，減少?zèng)_刷；③保護(hù)兩岸或土坡不受過閘水流的沖刷；④控制閘身兩側(cè)的滲流，防止與其相連的岸坡或土壩發(fā)生滲透破壞；⑤軟弱地基上設(shè)有獨(dú)立岸墻時(shí)，可減少地基沉降對(duì)閘身應(yīng)力的影響。第六節(jié)渠系建筑物6.1分類及組成、作用涉及：渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。按照作用分：1．渠道作用是輸水。按用途分為：灌溉渠道、動(dòng)力渠道、供水渠道、通航渠道和排水渠道等。2．調(diào)節(jié)及配水建筑物用以調(diào)節(jié)水位和分派流量，如：節(jié)制閘、分水閘等。3．交叉建筑物渠道與山谷、河流、道路、山嶺等相交時(shí)修建的建筑物，如：渡槽、倒虹吸管、涵洞等。（1）渡槽：當(dāng)渠道與山谷、河流、道路相交，為連接渠道而設(shè)立的過水橋。（2）倒虹吸管：當(dāng)渠道跨越山谷、河流、道路時(shí)，為連接渠道而設(shè)立的壓力管道。形狀如倒置的虹吸管。（3）涵洞：當(dāng)渠道與道路相交而又低于路面時(shí)，可設(shè)立輸水涵洞；當(dāng)渠道穿過山溝或小溪且流量不大時(shí)，可用一段填方渠道，下面埋設(shè)涵洞。4．落差建筑物在渠道落差集中處修建的建筑物，如：跌水、陡坡等。陡坡與跌水的重要區(qū)別是，陡坡以斜坡代替跌水墻。5．泄水建筑物用以放空渠水的建筑物，如泄水閘、虹吸泄洪道等。6．沖沙和沉沙建筑物：沖沙閘、沉沙池等7．量水建筑物計(jì)算輸配水流的設(shè)施，如：量水堰、量水管嘴等。

第七節(jié)堤防工程7.1分類（熟悉）1．定義：堤防是沿江河、湖泊、海洋的岸邊或蓄滯洪區(qū)、水庫庫區(qū)的周邊修建的防止洪水漫溢或風(fēng)暴潮襲擊的擋水建筑物。2．分類：河堤、湖堤、海堤、圍堤、水庫堤防河堤：高水位連續(xù)時(shí)間短，堤身浸潤線不高，堤防斷面較??；湖堤：高水位連續(xù)時(shí)間長，風(fēng)浪較大，堤身斷面尺寸較河堤大，臨水面有較好的防浪護(hù)面，背水面有排滲設(shè)施；水庫堤防：斷面設(shè)計(jì)與湖堤相同；圍堤：用于臨時(shí)滯蓄超標(biāo)準(zhǔn)洪水，修建標(biāo)準(zhǔn)與干堤相同；海堤：風(fēng)浪大，堤防斷面大，較河堤堅(jiān)固。臨水面有防浪設(shè)施和其他護(hù)堤設(shè)施。3．河堤分類：遙堤、縷堤、格堤、月堤、越堤……遙堤：又稱主堤或干堤，距河較遠(yuǎn)，堤身較厚，用于防御特大洪水，是防洪的最后一道防線?？|堤：有名民垸、民埝、生產(chǎn)堤，距河較近，堤身單薄，保護(hù)縷堤至遙堤之間的灘地洪水大時(shí)也許漫溢潰決。格堤：連接遙堤與縷堤的橫向堤防，形成格狀，一旦縷堤決口，水遇格堤即止，同時(shí)可防止沿遙堤形成串溝奪河。月堤與越堤：依縷堤或遙堤進(jìn)占或退后的月牙形堤防。退后為月堤，進(jìn)占為越堤。其他：在堤頂加修的小堤稱為子堤或子埝。黃河堤防示意7.2設(shè)計(jì)（了解）擬定防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)（1）堤線選擇原則：①堤防對(duì)水流的干擾盡也許小；②堤線不宜距河槽岸線太近；③堤線宜選經(jīng)高埠老土、土質(zhì)堅(jiān)硬、層次單一的土層上；④堤線選擇盡量照顧兩岸城鄉(xiāng)的利益；⑤在越建或退建堤防時(shí)，越建不能使過流斷面顯著減小妨礙水流，退建堤防切忌形成袋狀，形成水流入袖，也不宜單獨(dú)一段堤距擴(kuò)展得太寬，以免形成回流淘刷，引起新的險(xiǎn)情。（2）堤頂高程和堤距的擬定（3）堤身斷面設(shè)計(jì)（4）滲流計(jì)算和滲控措施設(shè)計(jì)（5）堤坡穩(wěn)定分析抗震設(shè)計(jì)7.3滲透破壞和滲控措施（了解）1．滲透破壞管涌：非粘性土中細(xì)顆粒被滲透水流移動(dòng)帶出，形成滲流通道的現(xiàn)象。流土：局部范圍內(nèi)成塊的土體被滲流水掀起浮動(dòng)的現(xiàn)象。接觸沖刷：滲流沿不同材料或土層接觸面流動(dòng)時(shí)引起的沖刷現(xiàn)象。接觸管涌：當(dāng)滲流方向垂直于不同土壤的接觸面時(shí)，也許把其中一層中的細(xì)顆粒帶到另一層較粗顆粒的土層空隙中的管涌現(xiàn)象。接觸流土：接觸管涌繼續(xù)發(fā)展，形成成塊土體移動(dòng)，甚至形成剝蝕區(qū)時(shí)，便形成接觸流土。一般認(rèn)為粘性土不會(huì)發(fā)生管涌變形和破壞。砂土和砂礫石，顆粒不均勻系數(shù)＝d60/d10<10易發(fā)生流土；>20會(huì)發(fā)生管涌；10<<20也許發(fā)生流土，也也許發(fā)生管涌。2．滲控措施（1）截水墻攔截通過透水地基滲水的最有效手段。土料、鋼板樁、混凝土（2）臨河面不透水粘土鋪蓋（3）堤背防滲蓋重（4）堤背腳濾水設(shè)施：濾水戧臺(tái)、反濾層、導(dǎo)滲溝、減壓井

7.4堤防搶險(xiǎn)（了解）1．防漫溢泄、蓄、分；原堤加固加高，堤頂搶筑子堤。2．散浸搶護(hù)：外截內(nèi)導(dǎo)臨河截滲：粘土前戧截滲，外坡鋪設(shè)不透水土工膜。背河導(dǎo)滲：導(dǎo)滲溝、反濾層、透水后戧（濾水壓浸臺(tái)）。搶護(hù)脫坡：濾水換坡、濾水土撐。3．搶堵漏洞(1)外堵塞漏洞；(2)堤內(nèi)導(dǎo)水抑砂(3)堤身截?cái)嗦┕?．搶護(hù)管涌：與搶堵漏洞相似，修筑背水月堤、反濾鋪蓋層5．跌窩搶險(xiǎn)6．防風(fēng)浪：柳枕、木排、蘆葦或土袋還坡、土工織物7．凌汛搶險(xiǎn)：上游水庫調(diào)度，下游破冰泄流

第八節(jié)橋梁（熟悉）1．基本組成：橋跨結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺(tái)）、墩臺(tái)基礎(chǔ)。2．按基本結(jié)構(gòu)體系分類：梁式橋、拱式橋、剛架橋、纜索承重橋、組合體系橋。8.1基本設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)（了解）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)平面布置橫剖面設(shè)計(jì)縱剖面設(shè)計(jì)橋梁總跨徑橋梁分孔橋面標(biāo)高橋下凈空橋上與橋頭的縱坡布置基礎(chǔ)埋置深度橋面寬度橫截面布置設(shè)計(jì)方案比較驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式、尺寸、數(shù)量指標(biāo)、施工方案…8.2梁式橋1．定義橋梁在垂直荷載作用下，支承處僅產(chǎn)生豎向反力而無水平推力的結(jié)構(gòu)體系。多采用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼結(jié)構(gòu)。2．受力特點(diǎn)梁以承受彎矩為主。3．特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡樸，施工方便。4．基本類型按承重結(jié)構(gòu)的截面形式分：板橋、肋板式梁橋、箱形梁橋。按承重結(jié)構(gòu)的靜力體系分：簡支梁橋、懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、T形剛構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋。簡支梁橋：懸臂梁橋：簡支梁橋：懸臂梁橋：連續(xù)梁橋：T形剛構(gòu)橋：連續(xù)剛構(gòu)橋：8.3剛架橋1．定義橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)整體連接的橋梁。2．受力特點(diǎn)①主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩，減少了跨中正彎矩；②支柱承受壓力和彎矩；③支柱腳產(chǎn)生水平推力。3．特點(diǎn)外形尺寸小，橋下凈空大，橋下視野開闊，混凝土用量少。但鋼筋用量大，基礎(chǔ)造價(jià)較高。主梁高度較梁橋小，合用于需較大橋下凈空或建筑高度受限的情況，如立交橋、高架橋。4．類型單跨剛架橋、多跨剛架橋。剛架橋剛架橋8.4拱式橋1．定義重要承載結(jié)構(gòu)式拱圈或拱肋。通常用圬工材料和鋼筋混凝土。2．受力特點(diǎn)在豎向荷載作用下，拱的兩端支承處產(chǎn)生豎向和水平力，減少了拱圈（拱肋）的彎矩。3．特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：跨越能力大；能就地取材，造價(jià)低；耐久性好，維護(hù)費(fèi)用低；外形美觀；構(gòu)造簡樸，技術(shù)易掌握。缺陷：對(duì)地基規(guī)定高，增大下部結(jié)構(gòu)工程量和造價(jià)；施工是重要影響因素；建筑高度較梁式橋高。4．分類材料：圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋、鋼拱橋、組合材料拱橋（如鋼管混凝土拱橋）。拱圈截面形式：板拱橋、肋拱橋、雙曲拱橋、箱形拱橋拱上建筑形式：實(shí)腹式、空腹式拱軸線形式：圓弧線、拋物線、懸鏈線橋面位置：上承式、中承式、下承式有無推力：有推力、無推力拱式橋拱式橋8.5纜索承重橋1．定義以纜索為重要承重構(gòu)件的橋梁。分為斜拉橋、懸索橋。2．斜拉橋特點(diǎn)①運(yùn)用主梁、斜拉索、索塔三者的不同組合相成不同的體系以適應(yīng)不同的地形和地質(zhì)條件。②索塔上用若干斜向斜拉索支承起主梁以跨越較大障礙。斜拉索減少了梁內(nèi)應(yīng)力和尺寸，使橋梁跨越能力顯著增大。③與懸索橋相比，不需要笨重的錨固裝置，抗風(fēng)能力更優(yōu)。④調(diào)整斜拉索的拉力可以調(diào)整主梁的內(nèi)力，使主梁內(nèi)力更均勻合理。⑤便于采用懸臂法施工和架設(shè)，且安全可靠。⑥作為一種高次超靜定的組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)規(guī)定高。3．懸索橋（吊橋）特點(diǎn)①跨越能力在所有橋梁體系中最大。②可避免不良基礎(chǔ)。③采用高強(qiáng)材料作為重要承重結(jié)構(gòu)，用料省。④構(gòu)造簡樸、輕便，施工方便。⑤建筑高度較小，外形美觀缺陷：主索為柔性結(jié)構(gòu)，對(duì)有節(jié)奏荷載導(dǎo)致的振動(dòng)敏感。斜拉橋懸索橋斜拉橋懸索橋

目錄TOC\o"1-3"\h\z第一節(jié)概述 11.1水利工程對(duì)環(huán)境的影響（了解） 11.庫區(qū) 12.水庫下游 13.其他 11.2水工建筑物分類及等級(jí)劃分（掌握） 11.水工建筑物的分類（按功用） 12.水利工程分等 23.水工建筑物分級(jí) 2第二節(jié)重力壩 42.1工作原理 42.2特點(diǎn) 41.優(yōu)點(diǎn) 42.缺陷 42.3合用條件 42.4設(shè)計(jì)內(nèi)容（了解） 51.剖面設(shè)計(jì) 52.荷載分析 53.穩(wěn)定分析 54.應(yīng)力分析 65.構(gòu)造設(shè)計(jì) 66.地基解決 67.溢流重力壩和泄水孔設(shè)計(jì) 68.監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì) 62.5提高壩體抗滑穩(wěn)定性的工程措施 71.運(yùn)用水重。 72.采用有利的開挖輪廓線。 73.設(shè)立齒墻。 74.抽水措施。 75.加固地基。（見后） 76.橫縫灌漿。 77.預(yù)應(yīng)力措施。 72.6溫度裂縫和