1、泄水重力壩既時擋水建筑物，又是泄水建筑物一、溢流重力壩的泄水方式：1. 壩頂溢流2. 壩深泄水孔泄水溢流重力壩的作用：承擔泄水、放水、排砂、放空水庫和施工導流等任務二、設計要求：1. 滿足穩定和強度要求外；2. 還需要按實際要求確定：位置選擇、泄水方式的組合、泄量分配、3. 堰頂和泄水孔口高程與位置三、溢流重力壩（一）溢流重力壩的工作特點1、足夠尺寸，良好體形、較大m；2、水流平順、不產生振動或、負壓，不免空蝕、空穴；3、不產生嚴重的沖刷；4、主流在河床部位，不產生折沖水流5、有控制靈活的下泄設備（二）孔口設計1、設計步驟：2、選定泄水方式，擬定泄水布置方案和若干剖面；3、初定孔口尺寸，按規定

2、進行洪水標準的調洪演算，確定防洪庫容、設計和校核水位以及相應的下泄流量；4、估算淹沒損失以及樞紐造價，進行綜合比較，確定最優方案。（三）溢流壩的體形設計1曲線的組成：2曲線的設計要求：頂部曲線堰頂溢流曲線下游段：WES曲線： n=1.85；克奧曲線：給定坐標值和施工非常方便。上游段：三圓弧曲線：給定方程的曲線：大孔口泄流設有胸墻下游段： 一般取0.96，定型設計水頭HdMAX上游段同前。反弧段：中間直線段3剖面設計（四）設計具體步驟：1. 洪水標準2. 孔口型式：開敞溢流式：大孔口溢流式：3. 孔口尺寸：溢流孔口尺寸與堰型、堰頂高程和單寬流量q等有關，由水力計算確定；初擬時，溢流堰凈寬，設溢流

3、孔每孔凈寬為b，孔數為n個，令閘墩厚度為d,則溢流壩前緣總寬度。4. 計算公式：堰流：孔流：5. 泄洪要求四、閘門和啟閉機閘門類型：類型位置及作用啟閉特點閘門類型工作閘門堰頂；調節下泄流量啟閉力大、動水中啟閉；平面閘門弧形閘門事故閘門緊急運用時動水中啟閉；平面閘門檢修閘門短期擋水，檢修設備啟閉力小、靜水中啟閉；平面閘門、 浮箱閘門、疊梁閘門平面閘門弧形閘門的比較：平面閘門：結構簡單、閘墩受力條件好，各孔口可以共用一個活動式啟閉機；缺點：啟閉力大，閘墩厚弧形閘門：啟閉力小，閘墩薄；無門槽，水流平順；缺點：閘墩長，受力條件差，?；顒邮剑憾嘤糜谄矫骈l門，兼用于起吊工作閘門和檢修閘門固定式：固定于工作

4、橋上，多用于弧形閘門五、閘墩和工作橋閘墩形狀閘墩厚度閘墩長度和高度閘墩的邊墻閘墩分縫橫縫的位置設在閘墩中間：地基不均勻沉降時不影響閘門的啟閉；設在溢流孔跨中：易受地基不均勻沉降影響，水流從縫上過，造成局部水流不順六、消能防沖設計1、消能工的設計原則和型式：2、底流消能：特點及措施：底流消能工作可靠，但工程量較大，多用于低水頭、大流量、地質條件較差的溢流重力壩。護坦構造與設計：護坦的穩定計算確定護坦的厚度：抗滑措施：穩定措施（錨固后的計算）后的校核：護坦的分縫以及材料：3、挑流消能鼻坎挑流消能設計主要包括：選擇合適的鼻坎型式、鼻坎高程和挑射角度、反弧半徑、鼻坎構造和尺寸；計算挑射距離和最大沖坑深

5、度；校核挑射水流形成的沖坑是否影響壩體的安全。設計的主要內容：挑距計算： 沖刷坑深度計算：挑流鼻坎體形的設計： 擴上坎 連續坎 差動坎 斜挑坎 扭曲坎 高低坎 窄縫坎 分流墩4、面流消能與消力戽消能：其優點是：下游河床可以不設護坦，工程量小；水流表面可以過木、排冰，不會損傷壩面。缺點是：對下游水深有較高要求；波狀水躍衰減慢，對電站運行及下游航運不利，且易沖刷兩岸。5、下游折沖水流以及防治措施：由于下游水流不能迅速在平面上擴散，使在主流兩側容易形成回流，主流受到壓縮，使護坦后的單寬流量增加，流速在長距離內不能降低，引起河床的沖刷；當兩側的回流強度不同、水位不同時，還可能將主流壓向一側，形成折沖水

6、流。3-6重力壩的深式泄水孔一、壩身泄水孔的作用及工作條件作用： 預泄水庫，增大水庫調蓄能力 放空水庫以檢修 排放泥沙，減少水庫淤積 隨時向下游放水，滿足航運或灌溉要求施工導流工作條件：二、壩身泄水孔的形式及布置有壓泄水孔無壓泄水孔雙層泄水孔分類：1 按作用：泄洪孔發電孔沖沙孔放水孔灌溉孔導流孔盡量考慮一孔多用2 按流態有壓泄水孔無壓泄水孔3 按高程 表孔、中孔和底孔三、有壓泄水孔見深孔中東風圖1進口曲線 進口曲線應該滿足的要求：減少進水口體形設計局部水頭損失，提高泄水能力，控制負壓，防止空蝕。進口曲線：符合流線規律，常采用1/4的橢圓曲線：喇叭進水口三向圓柱進水口三向橢圓進水口推薦垂直軸線橢

7、圓方程：表2-16小型工程直接才用圓柱和斜圓柱2閘門和閘門槽設計目的：防止設計不當引起空蝕矩形門槽 v10m/s閘門：采用平面閘門和弧形閘門各自的優缺點：閘門槽、運用、啟閉力、空蝕可能性、結構復雜性3孔身有壓泄水孔多采用矩形斷面，泄流能力較小的有壓泄水孔則常采用圓形斷面?？咨礓佋O鋼筋或者鋼板。無壓泄水孔常采用矩形，孔頂預留足夠的空間，高度可以是靜水位以上加30%50%的水深。門槽后為自由射流設計的水舌曲線。明流段可以向側向擴散。4漸變段L=(1.52.0)D，邊壁收縮率控制在1：101：5之間。5豎向連接有壓孔用圓弧連接：R大于5倍孔徑無壓孔用拋物線連接：6平壓管和通氣孔平壓管設于檢修閘門和工

8、作閘門之間；直徑由充水時間決定。平壓管作用：靜水中啟閉檢修門7泄水孔的應力分析(略)四、無壓泄水孔的設計見大朝山剖面圖布置及組成：平面上布置成直線；過水斷面為矩形或城門洞形。由壓力短管和明流段組成。1 壓力短管 組成： 進口曲線段、檢修門槽段、壓坡段1：4-1：62 明流段必須保證穩定無壓流，禁止明滿流交替，孔頂應預留足夠的安全超高。 槽底拋物線方程：3 通氣孔 面積計算同前3-7重力壩的材料和構造一、混凝土重力壩的材料1、混凝土的強度指標 設計強度與混凝土的齡期：壩體混凝土抗壓設計強度的齡期一般用90d，最多不超過180d。同時還規定28d齡期的抗壓強度不得低于。設計抗拉強度的齡期采用28d

9、，一般不采用后期強度。2、混凝土的耐久性要求抗滲性 W2、W4、W6、W8、W10、W12等六級抗凍性 F400、F300、F200、F150、F100、F50 等六級抗磨性 以混凝土的最低強度等級作要求 如在什么條件下 混凝土強度等級不得低于多少等抗侵蝕性 以混凝土的最低強度等級作要求 如在什么條件下 混凝土強度等級不得低于多少等3、重力壩的材料分區的意義區為上、下游最高水位以上壩體表層混凝土。在寒冷地區多采用厚2m3m的抗凍混凝土，一般用C15、P4、F100F200。區為上、下游水位變化區的壩體表層混凝土，多采用厚3m5m的抗滲、抗凍并具有抗侵蝕性的混凝土,一般用C15、P8、F150F

10、300。區分別為上、下游最低水位以下壩體表層混凝土，其抗滲性要求較高，多采用厚23m的抗滲混凝土,一般用C20、P10、F100。區為壩體靠近基礎的底部混凝土，主要滿足強度要求,一般用C20、P10、F200、DW。V區為壩體內部混凝土，多采用低標號低熱混凝土,一般用C1015、P42、Dw。區抗沖刷部位的混凝土，如溢流面、泄水孔、導墻和閘墩等?？箟簭姸炔坏陀?0MPa25MPa（90d齡期），嚴寒地區應滿足抗凍要求,一般用C25以上、F200F300。二、重力壩的壩頂構造1.非溢流壩段，壩頂上游常設置防浪墻，以降低壩體的高度2.溢流壩段，溢流壩段上部結構應根據運用要求布置。一般應有閘墩、工作

11、橋、閘門、啟閉設施、胸墻及交通橋等 (1)閘墩：閘墩在平面形狀上應盡可能使水流平順，長度要滿足壩頂的布置要求；最大高程應和壩頂平齊；門槽頸部厚不小于。(2)導流墻：導流墻的高程應高出摻氣后的水面線。在下游河床中可允許墻頂有一定的漫溢三、重力壩的防滲措施采用一層具有防滲、抗凍和抗侵蝕的混凝土，作為壩體的防滲設施。防滲層厚度一般為1/201/10水頭，但不小于2m。排水管幕上游壩面的距離一般為作用水頭的1/151/25，且不小于四、重力壩的分縫 橫縫、縱縫、水平施工縫分縫的目的：防止由于溫度變化和地基不均勻沉降導致壩體裂1、橫縫橫縫與壩軸線垂直，將壩體分成若干個壩段，橫縫間距一般為15m20m。永

12、久性橫縫 可兼作沉降縫和溫度縫，縫面常為平面，可不留縫寬。當不均勻沉降較大時，需留縫寬1cm2cm，縫間用瀝青油毛氈隔開，縫內須設置專門的止水臨時性橫縫 其縫面設置鍵槽，埋設灌漿系統2、縱縫縱縫是平行于壩軸線方向的縫，其作用是為了適應混凝土的澆筑能力、散熱和減小施工期的溫度應力3、水平施工縫水平施工縫是新老混凝土的水平結合面。每層澆筑塊的厚度約為1.5m4.0m，基巖表面約0.75m1.0m，以利散熱五、壩體的廊道系統滿足帷幕灌漿、排水、觀測和檢修壩體的需要，須在壩內設置各種廊道或豎井，構成廊道系統1. 基礎灌漿廊道2.壩體檢修和排水廊道3.壩內廊道附近的應力狀況3-8 重力壩的地基處理一、地

13、基處理的目的提高基巖的強度和整體性，防滲二、對壩基的要求：1) 足夠的抗壓和抗剪強度；2) 良好的整體性和均勻性3) 足夠的抗滲性和耐久性三、壩基的開挖和清理1) 壩基面開挖高程的確定70m以上：新鮮、微風化或弱風化基巖下部7030m ：微風化弱分化上部基巖同一工程中兩岸較高的部位，其利用基巖面的標準可以河床部位適當放寬。2) 壩基面清理：基巖開挖后，在澆筑混凝土前，需進行徹底的清理和沖洗，包括清除松動的巖塊、打掉凸出的尖角3) 壩基面開挖形狀：壩段的基礎面上下游高差不宜過大，并盡可能開挖成略向上游傾斜，若基巖面高差過大或向下游傾斜，宜開挖成大臺階狀四、壩基加固（一）壩基固結灌漿定義：對壩基進

14、行低壓淺層灌水泥漿加固地基目的：提高基巖整體性和強度，降低地基的透水性位置：孔的布置、直徑：孔深一般為5m8m；局部地區及壩基應力較大的高壩可適當加深；帷幕區宜配合帷幕深度確定，一般采用8m15m。灌漿壓力：一般無混凝土蓋重時為；有蓋重時為。（八）斷層和破碎帶、軟弱夾層和溶洞的處理1、斷層和破碎帶處理開挖回填混凝土：混凝土塞：寬度斷層寬度的1.5或2倍；約為1/4、1/10壩底寬?；炷列比蚱饺?、軟弱夾層處理挖除后回填混凝土壩踵混凝土齒墻夾層設混凝土塞壩趾設混凝土深齒墻壩趾下游側設混凝土抗滑樁壩趾下游巖體設預應力錨索。3、溶洞處理開挖、回填、灌漿等 五、壩基防滲、排水壩基防滲處理目的是：減

15、少壩基及繞壩滲漏；防止較大滲流對壩基產生滲透破壞；減小作用在壩基底面上的揚壓力，提高壩體的抗滑穩定性。1、壩基帷幕灌漿帷幕灌漿目的：降低壩底滲透壓力，防止壩基內產生機械或者化學管涌，減少壩基滲流量。帷幕位置：靠近上游面距壩軸線附近帷幕深度、孔徑、灌漿壓力 進入相對隔水層35米； 相對隔水層的吸水量要求： 壩高大于70米： /M3 壩高3070米： =0.01/M3壩高30米以下： =0.030.05L/M3注漿壓力：帷幕表層段的注漿壓力不宜小于11.5倍壩前靜水頭，孔底段:：注漿壓力不宜小于23倍壩前靜水頭?？拙嘁话?.54m。排距略小于孔距。帷幕的厚度：帷幕內的滲透坡降不超過允許值；帷幕能得

16、到的厚度與孔的排數關系：l=(n-1)c1+c22、壩基排水排水孔幕：距帷幕大于2米，可以略向下游傾斜10度15度； 孔徑150200mm，孔距23m，孔深為帷幕深度的0.40.6倍，而且高中壩排水孔深應大于10m。排水孔幕在混凝土壩中的部分預埋鋼管，待帷幕灌漿后才能鉆孔。較高的壩還可以采用走排措施。六、兩岸處理當河岸較陡，又有順坡剪切裂隙時，要校核岸坡沿裂隙的穩定性，必要時應開挖削坡，若開挖量大，也可采用預應力錨系鋼筋固定岸坡。若岸坡平緩穩定，岸坡壩段可直接建在開挖的岸坡基巖上；若岸坡較陡，但基巖穩定，為使岸坡壩段穩定，可考慮把岸坡開挖成梯級，利用基巖和混凝土的抗剪強度增加壩段的抗滑穩定，但

17、應避免把岸坡挖成大梯級，以防在梯級突變處引起應力集中，產生裂縫3-9碾壓混凝土重力壩廣西紅水河龍灘碾壓混凝土重力壩，裝機540萬kw，總投資240億。1碾壓混凝土與常態混凝土相比的優點：工藝簡單工期縮短膠凝料用量少120160kg/m3，水泥約為：6090kg/m3減少了溫升、溫控簡單；不設縱縫，節省了模板和接縫灌漿費用采用大型施工機械，提高運輸和填筑功效降低工程總造價2 碾壓混凝土重力壩的設計1）材料：膠凝材料用量少。粉煤灰占的比重一般為30%50%；外加劑占膠凝材料的0.25%2）施工控制：以稠度作為控制指標（震動密實時間VC值表示）。要求：1520秒3）混凝土的分區金寶銀式：內部碾壓混凝

18、土，外部23米的常態混凝土作為防滲層。鋪筑層厚0.5。施工可用滑模或者外部鋼筋混凝土為模板。材料c15c204）壩體防滲常態混凝土或者富膠凝材料的混凝土，約布置于上游3米處；噴涂合成橡膠薄膜防滲層；瀝青砂漿防滲層5）壩體排水排水管或者砂柱6）壩體分縫通倉澆筑、不設縱縫，或不設橫縫；鋪筑層，.震動切縫機，設鋼板后震動；7）壩內廊道一般設一層廊道；高壩設兩層廊道8）溫控水化熱低，但壩上升較快，水化熱增溫過程持續長。減少溫升措施：減少水泥用量，選用低熱水泥；冷卻原材料；冰屑和代替部分絆水合理安排施工時間3-10其他形式重力壩一、漿砌石重力壩漿砌石重力壩歷史悠久常用石料和膠結材料砌成。(一)砌石重力壩

19、的特點與混凝土重力壩比較，漿砌石重力壩有如下優點：(1)就地取材，工程造價低。(2)不需要溫度控制，不設縱縫，可增加壩段長度(3)省模板，省腳手架，減少木材、鋼材用量。(4)施工方便，技術簡單，施工干擾較少，按排靈活。也存在如下缺點：1)人工砌體質量不易保證；2)需要人工多，勞動強度大；3)砌體防滲性能差，需另設防滲層4)工期長，常用于中小工程。(二)漿砌石重力壩的材料(1)石料(2)膠結材料：常用的膠結材料有水泥砂漿、細石混凝土和混合砂漿(三)漿砌石壩體防滲機械化要求低，多用人工砌筑，漿砌石通常采用的防滲方法有以下三種： (1)混凝土板(墻)防滲。在漿砌石重力壩迎水面澆筑一道混凝土防滲面板(

20、如圖2-61所示)或距上游壩面o52m內澆筑混凝土防滲墻。防滲板(墻)底部厚度取130160最大水頭，頂厚不小于o3m，板內設溫度鋼筋，砌體內設預埋錨筋，嵌入基巖12m，并與地基防滲帷幕連成整體，板沿壩軸線1020m分縫，縫內設止水。防滲墻是用砌漿石或混凝土預制塊代替模板澆筑在一起而成的防滲體，施工時省去了模板，其它要求與混凝土防滲板相同。 (2)鋼絲網水泥噴漿護面防滲。在上游壩面掛一層或二層鋼絲網，噴上水泥沙漿作防滲層，厚度一般為56cm，應根據水頭大小選定。(3)砌石勾縫防滲。上游壩面用質地良好的條石或塊石砌好防滲層，用高強度等級水泥沙漿勾縫。防滲層厚度約為壩體最大水頭的11s一120，砌

21、縫深約23cm，砌縫厚約23cm，勾縫突出砌體o5lcm。該防滲體經濟，施工簡單，防滲效果差，只用于低水頭漿砌石壩。(四)溢流壩面襯護溢流壩面應根據工程規模、泄流量的大小、流速的高低選擇不同的襯護方式和厚度。當堰頂流速較大時，溢流壩面至挑流鼻坎全部用鋼筋混凝土襯護，厚約o515m，通過錨筋與砌體錨固在一起，沿壩軸線方向每隔10一20m做一條伸縮縫；流速不大時，在堰頂和鼻坎部位用混凝土襯護，直線段用條石襯護；流速較小時，允許全部用質地良好，抗沖力強的條石襯護。 (五)漿砌石分縫漿砌石壩不設縱縫，橫縫的間距比混凝土重力壩大，一般為2030m，最大不超過50m，并應與防滲設備的伸縮縫一致。特殊情況，在沿壩軸線方向，基巖特性或地形變化較大處應設橫縫，以適應可能發生的不均勻沉降。 (六)漿砌石重力壩的其他要求為使砌體與基巖結合良好，在砌石前先澆注0.31.0m厚的混凝土墊