04挡水建筑物和泄水建筑物

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1、第四章挡水建筑物和泄水建筑物本章重点介绍：工程中常用坝型，各种挡水建筑物和泄水建筑物的作用、特点、类型、结构形式、安全工作条件和要求，相关的水力现象。挡水建筑物的作用：拦截阻挡水流、抬高上游水位。形成水库。主要有：拦河坝（砼重力坝、拱坝、土石坝、支墩坝等）、拦河闸等。泄水建筑物的作用：宣泄多余洪水，确保大坝安全以及为完成枢纽运行而设的其它任务（预泄、冲砂、漂木、放空等）。泄水建筑物可布置在河床中央—河床式（重力坝溢流坝、坝身泄水孔），也可布置在河岸某处合适的地方（隧洞、岸边溢洪道，适于土石坝、轻型坝）泄水建筑物按其进水口在水库中的位置可分为溢流表孔和泄水深孔，表孔泄水建筑物有溢流坝、正槽

2、溢洪道等。深式泄水建筑物有深式泄水孔、隧洞等。第一节重力坝重力坝定义：在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。一、重力坝的特点和类型靠自身重力及与坝基间的凝聚力抵抗水推力维持坝稳定。坝基一般为岩基。具有以下特点：（1）安全可靠（2）易解决泄水问题（3）对地质地形条件适应性强（4）便于施工（5）适于各种气候条件主要缺点：（1）水泥用量大，材料强度不能充分发挥。（2）坝体扬压力大，扬压力抵消部份坝体重量，对坝体稳定不利。（3）温度应力对坝体质量影响大，必须采取设计及施工方法消除不利影响。世界上最高的重力坝：大迪克桑斯坝。

3、位于瑞士罗讷河支流迪克桑斯河上，控制流域面积357平方千米，水库总库容4亿米。坝址处河谷呈V形，同时也是欧洲最高的水坝，最大坝高285米，坝顶长695米。于1962年建成。（见图）我国最高的重力坝：三峡，181m。重力坝常用形式：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝（一）实体重力坝（大多数砼坝均属实体重力坝）上游坝面略向上游倾斜，适用于混凝土与基岩面间的f′、c′值较低的情况。（二）宽缝重力坝将重力坝坝段间横缝的中间部分拓宽形成宽缝的重力坝。在两个坝段之间具有空腔的重力坝。其优点是：①由于宽缝的存在，坝底面积小，扬压力显著降低，加之上游坡较缓，可利用上游水重来增加稳定，因此使坝体混凝土量可

4、较实体重力坝节省约10％～20％；②宽缝增加了散热面，有利于施工期混凝土温度控制；③坝内留设宽缝后，可以方便坝体观察和检查，必要时还可以在宽缝内进行维护修补和地基处理工作。缺点是：①模板工作量大，提高了混凝土的单价；②施工导流稍感不便③在严寒地区，必须采取保温措施。中国在50年代修建了新安江宽缝重力坝，坝高105m，缝宽比0.4;以后又修建了丹江口、云峰、故县和潘家口等宽缝重力坝，坝高依次为97m、113.8m、121m和107.5m。新安江水库新安江丹江口（三）空腹重力坝在重力坝坝体内沿坝轴线方向布置大型纵向空腹的坝。这是近数十年发展起来的一种新坝型（见图）。空腹重力坝的优点是：①坝体

5、空腔对减少坝基扬压力及改善坝基应力有利，因而坝体混凝土量可较实体重力坝节省20％～30％；②节省了坝基开挖量；③便于散热；④有的坝体空腔内可以布置水电站厂房,特别是当河谷狭窄，洪水流量大，下游水位变幅大，布置地面厂房困难时，有其优越性。缺点是:①施工复杂,有倒悬模板；②空腔周围易出现拉应力，为摸清和改善应力状态，需作大量计算和模型试验：③钢筋用量较实体重力坝多；④坝内厂房运行条件不如地面厂房好。广东枫树坝水库装机16.0万千瓦。 主坝坝型为混疑土宽缝、空腹重力坝，最大坝高95.1米，坝顶长度418米，主要泄洪方式为坝顶溢流，大坝特点是空腹坝坝内电站。（见下图 ）二、重力坝的组成材料砼，及

6、浆砌石（中小工程）（一）砼的组成主要由四种材料组成：水、水泥、砂、石（二）砼的强度和强度等级材料在静载荷外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，称为材料的强度。砼强度单位面积砼试件承受的极限外荷载。有抗压强度、抗弯强度和抗拉强度的标准。混凝土强度等级表达了砼极限抗压强度：如C20、C30等。（注：过去我国采用公制计量单位，混凝土强度的单位为kgf/cm2。现按国务院已公布的有关法令，推行以国际单位制为基础的法定计量单位制，在该单位体系中，力的基本单位是N（牛顿），因此，强度的基本单位为1N/m2，也可写作1Pa。标号改为强度等级后，混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2（Pa），

7、数值太小，一般以1N/mm2=106N/m2(MPa)作为混凝土强度的实际使用的计量单位，读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。新标准中强度计量单位均采用MPa（兆帕）表达。）（三）重力坝对材料的要求除强度外，还要求具的（1）抗渗性（2）低热性（3）抗冲耐磨性（4）抗冻性（5）抗侵蚀性（6）耐久性（四）重力坝的材料分区三、重力坝构造（一）坝体分缝：分横缝及纵缝1.横缝作用:适应温变、适应地基、适应地基间距：一般为12～20m。分类：永久