水利工程第3章第一节.ppt

工程中，先考虑坝体主要荷载，按安全和经济的要求，拟定基本剖面，再根据运行 和其他要求，将基本剖面改为实用剖面。 基本剖面：指在主要荷载作用下，满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三角形剖面。 上游n=00.2,下游m=0.70.9,坝底宽为高的0.70.9倍,（四）重力坝的剖面设计,(2)实用剖面 根据运用和交通的要求,坝顶应有足够的宽度,一般取坝高的8%10%,并且不小于2m,坝顶高程按下列公式计算,并选用两者之中的较大值,下表为我国已建的一些重力坝的基本数据,供重力坝剖面设计时参考,砼重力坝的材料：合理规定砼特性指标，要求经济、安全，易于施工。 1.水工混凝土 除强度以外，还应满足抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗磨和低热等条件,（五）重力坝的材料,（1）水工混凝土的强度 混凝土按标准立方体试件抗压极限强度分为12种等级，单位Pa 重力坝常用的是C10，C15，C20，C25,（2）混凝土的抗渗性 坝上游面、基础面等要有抵抗压力水渗透的能力。抗渗性标号系指28天龄期的圆柱体标准试件，能够承受的水压力，用抗渗标号来表示。,（3）混凝土的抗冻性 混凝土的抗冻标号系指28天龄期，标准试件，在饱和状态下所能承受的冻融循环次数而不破坏，也不严重降低强度和只有少量的重量损失,(4)抗磨性 是指砼抵抗高水流或挟沙水流的冲刷、磨损的性能，以抗磨强度或损失率表示。 抗磨强度：每平方米试件表面被磨损1kg所需小时数。 损失率：以试件每平方米受磨面上每小时磨损量（kg)计。,（5）抗侵蚀能力： 是指砼防止环境水中某些物质的化学作用而引起侵蚀破坏。 通过提高混凝土的密实度和不透水性或选用抗侵蚀水泥来提高 尽量减少水泥用量，合适的水泥品种，掺粉煤灰或外加剂。,1、坝体混凝土分区 将坝体混凝土按不同部位和不同工作条件分区，各区采用不同标号的混凝土,（六）重力坝的构造,各区对混凝土性能的要求见下表,相邻区的强度标号不宜超过两级,2.重力坝的分缝 目的： 为防止在运用期温度变化发生伸缩变形和地基可能产生不均匀而引起裂缝。（一般为横缝，即永久缝） 适应施工期砼的浇筑能力和温度控制（一般为纵缝，即临时缝） 缝宽一般为12cm,横缝及止水: 间距一般1020m，内设止水。,止水有金属片、橡胶、塑料、沥青和钢筋混凝土等。典型构造见下图：,纵缝和水平缝,包垂直纵缝、斜缝、错缝,垂直纵缝的缝距一般为1530m。砼冷却后灌浆填实。 斜缝可大致沿主应力方向设置。 错缝间距一般为1015m,3、坝体排水,目的：减小渗水对坝体的危害，降低坝体中的渗透压力,间距为23m，排水管至上游坝面的距离为水头的1/151/25，且不小于2m 常用预制多孔混凝土做成,4、坝内廊道,目的：帷幕灌浆、集中排水、坝内观测检修、操作闸门等,（七）浆砌石及其他型式的重力坝,1.浆砌石重力坝,目前大多仍仿照混凝土重力坝的分析和设计方法 （但在坝体防渗、坝体分缝、溢流坝面衬护等方面有其特点和要求）,（1）坝体防渗措施,1、砼防渗面板：面板厚度为上游水深的1/201/30，并不得小于0.3m，面板嵌入基岩1.01.5m，每隔1520设伸缩缝，砌体内预埋钢筋锚固。 优点：防渗效果好，便于检修 缺点：受温度变化易产生裂缝，增加模板的工程量。 2、浆砌条石防渗层：在上游用水泥砂浆砌一层质地良好的条石作为防渗层。板厚度为上游水深的1/101/20，砌缝宽为12m。，用75100号水泥砂浆作胶结材料，表面勾缝。 3、钢丝网水泥喷浆护面 4、沥青砼层。,（2）溢流坝面防护 溢流坝面通常采用混凝土衬垫，护面一、一般为0.61.5m，最薄不小于0.3m） （3）浆砌石重力坝的材料 浆砌石坝的主要材料是石料和胶结材料 1）石料 砌筑坝体常用的石料有毛石、块石和条石等数种 为充分利用石料，减小砌体孔隙、节省水泥用量、增加砌体密实度，应选大、中、小块石搭配使用,2）胶结材料 常用的有水泥砂浆、细石混凝土、小石子砂浆、混合砂浆等。 材料也需分区，溢流坝面和坝底重要部位常用砼和条石砌筑。砌体强度和胶结材料根据受力情况和防渗要求选。,（八）重力坝的地基处理,重力坝地基的要求 1、有足够的强度,以承受坝体压力 2、具有足够的整体性和均匀性，以满足坝基抗滑稳定和减少不均匀沉降。 3、具有足够的抗渗性，以满足坝基渗透稳定和减少渗漏。 4、具有足够的耐久性，以防止在水的长期作用下基岩性质发生恶化。,处理方法: 1.地基的加固处理 （1）地基的开挖与管理 靠近坝基面的缓倾角软弱夹层尽可能挖除 为保证基岩的整体性，防止爆破开挖过程中震裂岩石，开挖应分层进行 基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行彻底的清洗和冲洗 （2）固结灌浆,（3）断层破碎带处理 当坝基中存在较大的断层及软弱破碎带时需做专门处理,2.坝基防渗处理 目的：降低坝底渗透压力 防止坝基内产生机械或化学管涌 减少坝基渗漏量 岩基上的重力坝防渗处理一般采用帷幕灌浆的方法,帷幕灌浆是在靠近坝基布设一排或数排钻孔,利用高压灌浆填塞基岩内裂缝和孔隙,在基岩内形成一道相对密实的阻水帷幕,当相对不透水层较浅时，防渗帷幕的深度应伸入相对不透水层内35m 当相对不透水层较深时，深入一定深度。,防渗帷幕的厚度：应使帷幕内的渗透坡降不超过允许值，见右表,帷幕厚度可按下式估算 单排灌浆孔时 几排灌浆孔时 帷幕灌浆的排数，一般高坝设两排，中低坝设一排,3.坝基排水 为进一步排除渗流，应在防渗帷幕下游设置排水