部分水利工程二课件

1、1 第第 3 节节 拱拱 坝坝 特点特点 适用条件适用条件 形式形式 2 二滩水电站二滩水电站 表孔表孔 中孔中孔 底孔底孔 3 4 白山水电站白山水电站 滑雪道式泄洪滑雪道式泄洪 5 龙羊峡水电站龙羊峡水电站 滑雪道式泄洪滑雪道式泄洪 6 李家峡水电站李家峡水电站 滑雪道式泄洪滑雪道式泄洪 7 重庆江口水电站重庆江口水电站 8 陈村水电站陈村水电站 滑雪道式泄洪滑雪道式泄洪 9 贵州猫跳河窄巷口水电站（拱上拱）贵州猫跳河窄巷口水电站（拱上拱） 拱桥支撑的滑雪道式泄洪拱桥支撑的滑雪道式泄洪 10 梅山连拱坝梅山连拱坝 11 沙牌碾压混凝土拱坝沙牌碾压混凝土拱坝 12 3.1 拱坝特点拱坝特点

2、v 空间壳体结构，平面呈拱形，拱冠剖面呈竖空间壳体结构，平面呈拱形，拱冠剖面呈竖 直或曲线形。直或曲线形。 v 超载能力可达到设计荷载的超载能力可达到设计荷载的511倍，抗震能倍，抗震能 力强。力强。 v 体积小。比同高度的重力坝节省体积小。比同高度的重力坝节省2070。 13 地形条件地形条件 狭窄河谷，左右岸对称，岸坡平顺无突变，平狭窄河谷，左右岸对称，岸坡平顺无突变，平 面上向下游收缩。坝端下游有足够的岩体支撑。面上向下游收缩。坝端下游有足够的岩体支撑。 深切河谷（深切河谷（L/H 1.5）薄拱坝（）薄拱坝（T/H 0.2） 稍宽（稍宽（1.5 L/H 3.05.5）重力拱坝（）重力拱坝

3、（T/H 0.35） 宽浅河谷（宽浅河谷（L/H 5.5）重力坝）重力坝 3.2 拱坝适用条件拱坝适用条件 14 地质条件地质条件 基岩均匀、坚固完整、强度高、透水性小、基岩均匀、坚固完整、强度高、透水性小、 耐风化、岸坡稳定。耐风化、岸坡稳定。 15 3.3 拱坝的形式拱坝的形式 单曲拱坝单曲拱坝 上游面铅直，仅在水平面呈曲线型。上游面铅直，仅在水平面呈曲线型。 适于矩形或较宽的梯形河谷。适于矩形或较宽的梯形河谷。 双曲拱坝双曲拱坝 坝体在水平面和垂直面上都呈曲线型。坝体在水平面和垂直面上都呈曲线型。 适于适于V型河谷。型河谷。 16 单曲拱坝单曲拱坝 17 双曲拱坝双曲拱坝 18 3.4

4、坝身泄水坝身泄水 坝身泄水方式坝身泄水方式 自由跌流式；鼻坎挑流式；自由跌流式；鼻坎挑流式； 滑雪道式（拱坝特有）滑雪道式（拱坝特有）；坝身泄水孔。；坝身泄水孔。 消能方式消能方式 跌流消能；挑流消能；底流消能；跌流消能；挑流消能；底流消能； 宽尾墩宽尾墩/窄缝式挑坎消能。窄缝式挑坎消能。 19 自由跌流式自由跌流式 20 挑流鼻坎挑流鼻坎 21 宽尾墩宽尾墩/窄缝式挑坎消能窄缝式挑坎消能 22 第第 4 节节 土石坝土石坝 特点特点 类型类型 设计要求设计要求 23 4.1 土石坝的特点土石坝的特点 利用当地材料，经济节省；利用当地材料，经济节省； 适应各种地形、地质条件。适应各种地形、地质

5、条件。 缺点：缺点： 不能漫顶，需要单独布置泄水建筑物，枢纽不能漫顶，需要单独布置泄水建筑物，枢纽 布置困难；布置困难； 施工导流困难；施工导流困难； 如用粘土做防渗体，受气候影响大。如用粘土做防渗体，受气候影响大。 24 4.2 土石坝类型土石坝类型 坝坝 高：高： 高坝、中坝、低坝高坝、中坝、低坝 施工方法：施工方法： 碾压式土石坝；冲填式土石坝；碾压式土石坝；冲填式土石坝； 水中填土坝；定向爆破堆石坝。水中填土坝；定向爆破堆石坝。 25 土石坝类型土石坝类型 土料在坝身的配置和防渗体材料：土料在坝身的配置和防渗体材料： v 均质坝；均质坝； v 心墙坝：心墙坝：土质心墙，沥青混凝土心墙，

6、土质心墙，沥青混凝土心墙， 钢筋混凝土心墙钢筋混凝土心墙 v 斜墙坝；斜墙坝； v 多种土质坝；多种土质坝； v 面板坝：面板坝：沥青混凝土面板，钢筋混凝沥青混凝土面板，钢筋混凝 土面板土面板。 26 小浪底粘土斜心墙坝小浪底粘土斜心墙坝(154m) 27 碧口心墙坝碧口心墙坝 28 江西江口均质土坝江西江口均质土坝 29 4.3 土石坝的基本要求土石坝的基本要求 坝坡、坝基稳定。坝坡、坝基稳定。 防渗。防渗。 泄水建筑物具有足够的泄洪能力，防止泄水建筑物具有足够的泄洪能力，防止 漫顶。漫顶。 30 4.4 土石坝的设计土石坝的设计 坝坡坝坡 渗流分析渗流分析 填筑标准填筑标准 坝体排水坝体排

7、水 反滤层反滤层 地基处理地基处理 31 4.4.1 坝坡坝坡 上游缓于下游；上游缓于下游； 斜墙坝的上游坡缓于心墙坝，下游坡相反；斜墙坝的上游坡缓于心墙坝，下游坡相反； 粘性土坝坡为上陡下缓的曲面。粘性土坝坡为上陡下缓的曲面。 均质坝均质坝平均坡度为平均坡度为1:3； 心墙坝心墙坝 上游坡上游坡堆石堆石1:(1.72.7)；土料；土料1:(2.53.5)。 下游坡下游坡堆石堆石1:(1.52.5)；土料；土料1:(23)。 斜墙坝斜墙坝 上游坡上游坡石坡放缓石坡放缓0.2，土坡放缓，土坡放缓0.5。 下游坡参照心墙坝。下游坡参照心墙坝。 面板坝面板坝 上游坡上游坡1:(1.41.7)。 下游

8、坡下游坡1:(1.31.4)；卵砾石放缓至；卵砾石放缓至1:(1.51.6)。 32 33 4.4.2 土石坝渗流分析土石坝渗流分析 任任 务：务： 确定浸润线位置；确定浸润线位置； 确定渗流坡降和流速；确定渗流坡降和流速； 确定渗流量。确定渗流量。 34 渗流计算渗流计算 达西定律：达西定律： v流速；流速；k渗透系数；渗透系数；J渗透坡降。渗透坡降。 kJv x y H1 H2 L HH kq 2 2 2 2 1 L x HHHy)( 2 2 2 1 2 1 L 渗透流量：渗透流量： 渗流水深：渗流水深： 35 4.4.3 填筑标准填筑标准 粘性土：粘性土： 压实标准以干容重为指标。压实标

9、准以干容重为指标。 无粘性土：无粘性土： 压实标准按相对密度确定，因测量困压实标准按相对密度确定，因测量困 难，现也转化为干容重为指标。难，现也转化为干容重为指标。 36 4.4.3 填筑标准填筑标准 碾压参数：碾压参数：碾压设备型号、重量，铺土碾压设备型号、重量，铺土 厚度，碾压遍数，加水量。厚度，碾压遍数，加水量。 最优含水量：最优含水量：在一定压实功能条件下，在一定压实功能条件下， 达到最佳压实效果的含水量。达到最佳压实效果的含水量。 37 4.4.4 坝体排水坝体排水 作用：作用：控制和引导渗流，降低浸润线，加控制和引导渗流，降低浸润线，加 速孔隙水压力消散，以增强坝的稳定，并保速孔隙

10、水压力消散，以增强坝的稳定，并保 护下游坝坡免遭冻胀破坏。护下游坝坡免遭冻胀破坏。 棱体排水（滤水坝趾）棱体排水（滤水坝趾） 贴坡排水（表面排水）贴坡排水（表面排水） 坝内排水坝内排水 38 坝体排水坝体排水 贴坡排水贴坡排水 棱体排水棱体排水 褥垫式排水褥垫式排水 管式排水管式排水 39 4.4.5 反滤层反滤层 作作 用：用： 滤土排水，防止渗流逸出处发生滤土排水，防止渗流逸出处发生 渗透破坏以及接触冲刷，还可起压重渗透破坏以及接触冲刷，还可起压重 作用。作用。 部部 位：位： 土质防渗体与坝壳或坝基透水层土质防渗体与坝壳或坝基透水层 之间；渗流逸出处；进入排水体。之间；渗流逸出处；进入排

11、水体。 40 要要 求求： 被保护土层不发生渗透变形，防渗体被保护土层不发生渗透变形，防渗体 发生裂缝的情况下，土颗粒不会被带出反滤发生裂缝的情况下，土颗粒不会被带出反滤 层，能促使裂缝自愈。层，能促使裂缝自愈。 透水性大于被保护土，能顺利排除渗透水性大于被保护土，能顺利排除渗 透水流，同时不致被细粒土淤塞而失效。透水流，同时不致被细粒土淤塞而失效。 反滤层反滤层 41 4.4.6 土石坝的裂缝控制土石坝的裂缝控制 裂缝种类：裂缝种类： 纵缝、横缝、内部裂缝。纵缝、横缝、内部裂缝。 水力劈裂：水力劈裂： 在一定条件下，水库压力产生裂缝，或在一定条件下，水库压力产生裂缝，或 使已存在的闭合裂缝张

12、开。使已存在的闭合裂缝张开。 42 4.4.7 土石坝的地基处理土石坝的地基处理 岩基处理岩基处理 当覆盖层较薄时，只需防渗体座落在当覆盖层较薄时，只需防渗体座落在 岩基上形成截水槽。岩基上形成截水槽。 基岩内部防渗处理主要是帷幕灌浆。基岩内部防渗处理主要是帷幕灌浆。 43 砂砾石地基处理砂砾石地基处理 主要问题是渗流控制。主要问题是渗流控制。 垂直防渗措施：垂直防渗措施：粘性土截水槽、混凝土粘性土截水槽、混凝土 防渗墙、帷幕灌浆等。防渗墙、帷幕灌浆等。 上游水平防渗铺盖上游水平防渗铺盖； 下游排水设施下游排水设施：水平排水层、排水沟、：水平排水层、排水沟、 减压井、透水盖重。减压井、透水盖重。 44 细砂等易液化地基处理：细砂等易液化地基处理： 挖除或人工加密。表面振动加密、振冲挖除或人工加密。表面振动加密、振冲 法、强夯。法、强夯。 软粘土地基处理：软粘土地基处理： 排水固结：砂井加速排水固结。排水固结：砂井加速排水固结。 湿陷性黄土地基处理：湿陷性黄土地基处理： 挖除