蓄泄水枢纽工程

蓄泄水枢纽纽工程土石坝1土石坝特点点与类型1.1特点土石坝：由由当地土料料、石料或或土石混合合料填筑而而成的坝。。大体分土土坝、堆石石坝、土石石混合坝。。特点：1）可以就地地、就近取取材，节省省大量水泥泥、钢材，，减少工地地的外线运运输量；2）能适应各各种不同的的地形、地地质和气候候条件，任任何不良的的坝址地基基，经处理理后均可筑筑坝；3）设计计计算手段段提高。。土力学学理论、、计算技技术、测测试方法法的发展展，使得得土石坝坝设计理理论和计计算精度度有了较较大发展展；4）施工速速度加快快。大容容量、多多功能、、高效率率施工机机械发展展，及自自动化管管理水平平提高，，加快了了施工进进度，保保证了工工程质量量；5）解决了施施工导流流和大流流量、高高水头泄泄洪等难难题。高高围堰兼兼作坝体体部分断断面施工工导流方方案，简简化了施施工导流流设计，，提高了了工程综综合效益益。6）性能强强。高土土石坝抗抗震性能能优于混混凝土坝坝。设计要求求：1）具有足足够的断断面维持持坝坡稳稳定。施施工期、、水库水水位降落落期及地地震时作作用在坝坝坡上的的荷载和和土石料料抗剪强强度指标标都将发发生变化化，应分分别进行行核算以以保持坝坝坡和坝坝基稳定定；2）设置良好好的防渗和和排水设施施以控制渗渗流范围、、改变渗流流方向以增增加坝坡、、坝基和河河岸的抗滑滑和抗渗稳稳定；3）根据现场场条件选择择好筑坝土土石料的种种类、根据据土石料的的物理、力力学性质选选择好坝体体各部分的的填筑压实实标准，达达到技术经经济上的合合理性；4）泄洪建筑筑物具有足足够的泄洪洪能力，坝坝顶在洪水水位以上要要有足够安安全超高，，以防洪水水漫顶，造造成坝体失失事；5）采取适当当构造措施施，使坝运运用可靠和和耐久。上上游应能防防止波浪冲冲击和淘刷刷，下游应应能防止雨水冲冲刷破坏作作用。土石坝按坝高高坝（＞70m）按施工方法中坝（30m-70m）低坝（＜30m）碾压式水力冲填式水中填土式定向爆破式机械碾压而成。将水抽到高出坝顶的土场，用高压水枪将土体冲成泥浆后送上坝，分层淤填，经沉淀和排水固结而成。在填筑范围内用土埂围成畦格，在畦格内灌注水，水中填入土料，逐层填筑，利用土重和排水固结而成。定向爆破造坝碾压式土石坝均质坝土质心墙坝土质斜墙坝多种土质坝人工材料心墙坝人工材料面板坝坝体由一种土料组成，同时起防渗和稳定作用。相对不透水或弱透水土料构成中央防渗体，透水土石料组成坝壳。相对不透水或弱透水土料构成上游防渗体，透水土石料组成下游支撑体。细颗粒土料建成中央或靠近上游的防渗体，坝体其它部位由各种粗颗粒土构成。中央防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土构成，坝壳由半透水土石料组成。坝的支撑体由半透水土石料组成，上游防渗面板由沥青混凝土、钢筋混凝土构成。2土石坝基基本剖面面剖面基本本尺寸包包括：坝坝顶高程程、坝顶顶宽度、、上下游游坝坡、、防渗体体和排水水体的型型式与尺尺寸。2.1坝顶高程程根据正正常运行行和非正正常运行行时的静静水位加加相应的的超高d予以确定定。2.2坝顶宽度度根据运运行、施施工、构构造、交交通和人人防等方方面的要要求综合合决定。。2.3坝坡坝体坡度度对坝体体稳定及及工程量量大小起起重要作作用，其其坝坡变变化一般般遵守以以下规律律：（1）上上游坝坝坡长长期浸浸水，，水库库水位位又有有可能能快速速下降降，所所以上上游坝坝坡常常比下下游坝坝坡为为缓。。（2）土土质斜斜墙坝坝上游游坝坡坡稳定定受斜斜墙土土料特特性控控制，，上游游坡比比心墙墙坝缓缓；而而心墙墙坝稳稳定性性受心心墙土土料特特性影影响，，下游游坡可可比斜斜墙坝坝为缓缓。（3）砂壤土、、壤土修建的的均质坝，透透水性较大，，一般要求适适当放缓下游游坝坡。（4）粘性土料料坝的稳定坝坝坡为一曲面面，上部坡陡陡，下部坡缓缓，在施工时时常沿高度分分成数段，从从上而下逐段段放缓，相邻邻坡率差值为为0.25或0.5。砂或砂砾料料稳定坝坡为为一平面，坝坝体可不变坡坡，但由于地地震荷载沿坝坝高呈非均匀匀分布，有时时也采用变坡坡形式。（5）当坝基或坝坝体土料沿坝坝轴线方向分分布不一致时时，应分段采采用坡率，在在各段间设过过渡区，使坝坝体缓慢变化化。辗压式土石坝坝的下游坡常常沿高程每隔隔10-30米设置一条宽宽1.5-2.0米的马道，以以便拦截坝坡坡雨水，防止止冲刷坝面，，同时也可兼兼作交通，检检修、观测之之用。马路常常设在坝坡变变化处。辗压压式堆石坝的的下游坝坡亦亦常设置1-2条马道。土石石坝上游坝坡坡视情况可增增设马道。3土石坝构造土石坝由坝身身、防渗体、、护坡及排水水设施组成。。3.1防渗体防渗体，是指指这部分土体体比坝壳其他他部分更不透透水，它的作作用是控制坝坝体内浸润线线的位置，并并保持渗流稳稳定。主要结结构形式为心心墙和斜墙。。（1）土质防渗体体心墙和斜墙的的厚度，决定定于土料的容容许坡降；防渗体顶部水水平宽度需考考虑施工要求求，不应小于于3m；防渗体顶部在在静水位以上上的超高，在在正常运用情情况下，斜墙墙超高为0.8-0.6m，心墙超高为为0.6-0.3m；心墙和斜墙的的顶部以及斜斜墙上游侧均均应设置保护护层，以防止止冰冻和干裂裂；心墙、斜墙与与坝壳和截水水槽与坝基透透水层之间，，以及下游渗渗流逸出处，，都必须设置置反滤层。（2）沥青混凝土土或钢筋混凝凝土防渗体当坝址附近缺缺少防渗土料料时采用。3.2坝体排水和反反滤层土石坝渗流控控制的基本原原则是防、排排结合，排水水和反滤是其其重要的组成成部分。排水水的作用是：：控制和引导导渗流，降低低浸润线，加加速孔隙水压压力消散，以以增强坝的稳稳定，并保护护下游坝坡免免遭冻胀破坏坏。反滤层则则是保护渗流流出口，防止止坝体和坝基基发生管涌、、流土等不利利渗透变形的的最直接、最最有效的措施施。坝体排水分为为棱体排水、、贴坡排水、、坝内排水。。棱体排水是在在下游坝脚处处用块石堆成成的棱体。坝内排水包括括褥垫排水层层、网状排水水带、排水管管、竖式排水水体等。褥垫垫排水是沿坝坝基面平铺的的由石块组成成的水平排水水层。贴坡排水又称称表面排水，，它是用一二二层堆石或砌砌石加反滤层层直接铺设在在下游坝坡表表面不伸入入坝体的排水水设施。为防止雨水冲冲刷，可在下下游坝面设置置纵横连通的的排水沟。反滤层在渗流出口或或进入排水处处，通常水力力坡降较大，，土壤易于产产生渗透变形形。为了防止止土体在渗流流作用下发生生管涌，应在在排水与坝体体和土基之间间设置反滤层层。反滤层层的作用是滤滤土排水，防防止土工建筑筑物在渗流逸逸出处遭受管管涌、流土等等渗流变形的的破坏以及不不同土层界面面处的接触冲冲刷。3.3坝顶和护坡坝顶可采用碎碎石、单层砌砌石、沥青或或混凝土路面面。坝顶构造：如如有公路交通通要求，应满满足公路路面面的有关规定定。坝顶上上游侧常设防防浪墙。防浪浪墙应坚固而而不透水，可可用浆砌石或或钢筋混凝土土筑成，墙底底应和坝体中中的防渗体紧紧密连接。为为了排除雨水水，坝顶面应应向两侧或一一侧倾斜，作作成2%-3%的坡度。土石坝的上下下游面通常都都应设置护坡坡。上游面护坡是是为了保护上上游坡细粒土土免受波浪的的冲刷；防止止靠近泄水建建筑物处的上上游坡遭受顺顺坝水流的冲冲刷；防止冰冰层和漂浮物物的损害。下游面护坡为为防止雨水冲冲刷；防止有有水部分的风风浪、冰层和和水流作用；；防止坝体粘粘性土发生冻冻胀和干裂；；防止无粘土土料被风吹散散；以及防止止蛇、鼠、白白蚁等动物对对坝体的破坏坏。护坡要求：坚坚固耐久，能能抵御风浪的的冲击和冰层层的移动，并并能保证底层层不受淘刷；；尽可能就地地取材，以使使造价经济；；施工简单、、维修方便；；外形美观。。护坡的复盖范范围，上游面面由坝顶起，，护至水库最最低水位以下下能满足坝体体土壤抗冲和和冰冻层要求求的高程；下下游面由坝顶顶护至排水棱棱体，无棱体体则护至坝脚脚。3.4裂缝成因：不利的的变形是土石石坝中产生裂裂缝的主要原原因。类型：按其形形态可以分为为3种：１）纵纵缝。走向向大体上与与坝轴线平平行，多数数发生在坝坝顶和坝坡坡中部。２２）横缝缝。走向向和坝轴线线垂直，多多发生在两两岸坝肩附附近。３３）内部裂裂缝。主主要由坝体体和坝基的的不均匀沉沉降而引起起。这是一一种坝内裂裂缝，在坝坝体表面很很难发现，，它可能发发展成为集集中的渗流流通道，危危害性也很很大。裂缝的防治治措施：：１）改善善坝体结构构或平面布布置。２２）重视坝坝基处理。。３）适当选选用坝身土土料。４４）采用合合宜的施工工措施和运运行方式。。裂缝处理：：１）对对表面裂缝缝，先用砂砂土填塞，，再以底塑塑性粘性土土封填、夯夯实。２２）对深部部裂缝，可可进行灌浆浆处理，用用低塑性粘粘性土或在在其中加少少量中、细细砂等做灌灌浆材料自自流或适当当加压灌注注。３））对严重的的裂缝，可可在坝内做做混凝土防防渗墙。4土石坝中的的渗流分析析渗流分析的的内容包括括：1)确定浸润线线的位置；；2)确定渗流的的主要参数数―渗流流速与与坡降；3)确定渗流量量。渗流分析目目的：1)对初选的坝坝的形式与与尺寸进行行检验，确确定对坝坡坡稳定有重重要影响的的渗流作用用力，为核核算坝坡稳稳定提供依依据。2)进行坝体防防糁布置与与土料配置置，根据坝坝体内部的的渗流参数数与渗流逸逸出坡降，，检验土体体的渗流稳稳定，防止止发生管涌涌和流土，，在此基础础上确定坝坝体及坝基基中防渗体体的尺寸和和排水设施施的容量和和尺寸。3)确定通过坝坝和河岸的的渗流水量量损失并设设计排水系系统的容量量。渗流分析方方法：流体体力学法、、水力学法法、流网法法、试验法法和数值解解法。渗流稳定分分析渗流稳定计计算内容：：1）判别土的的渗透变形形形式；2）判明坝和和坝基土体体的渗透稳稳定性；3）判明坝下下游渗流逸逸出段的渗渗透稳定性性。渗透变形：：管涌。指坝坝体和坝基基土体中部部分颗粒被被渗流水水带走并逐逐步形成渗渗流通道的的现象。一一般将管涌涌区分为内内部管涌与与外部管涌涌两种情况况，前者颗颗粒移动只只发生于坝坝体内部，，后者颗粒粒可被带出出坝体之外外。管涌只只发生于无无粘性土中中。流土。指在在渗流作用用下，粘性性土及均匀匀无粘性土土体被浮动动的现象。。接接触冲刷。。指细粒土土（砂土或或粘土）与与粗粒土交交界面上，，细粒土被被渗流水冲冲动发生破破坏的现象象。剥离。指粘粘性土与粗粗粒土接触触面上，由由于渗流作作用使土颗颗粒与整体体结构分离离的现象。。剥离可发发生于粘性性土与反滤滤层交界面面处。化学管涌。。指土体中中的盐类被被渗流水溶溶解带走的的现象。5土石坝的稳稳定分析稳定分析目目的：土石石坝在土体体自重、水水压力、孔孔隙压力与与地震力等等荷载作用用下，若坝坝体或坝基基土料抗剪剪强度不足足，有可能能坝体或坝坝体连同一一部分坝基基发生塌滑滑，丧失稳稳定。因此此土石坝稳稳定分析的的目的是：：分析土石石坝在各种种工作条件件下，坝体体和坝基可可能产生的的稳定破坏坏形式，分分别核算其其稳定性。。并经过反反复修改核核算，选择择经济剖面面土石坝坝滑动动面的的形状状：：滑动动面的的形状状与坝坝体结结构、、地基基情况况以及及坝的的工作作条件件有关关，其其可能能滑动动面形形状一一般是是圆弧弧、折折线或或圆弧弧与直直线组组合的的滑动动面。。对于于塑性性心墙墙土石石坝的的滑动动面，，可以以是园园弧，，或通通过心心墙为为园弧弧、通通过坝坝壳无无粘性性土石石直线线。对对于塑塑性斜斜墙土土石坝坝滑动动面，，当斜斜墙较较厚时时在土土斜墙墙内为为园弧弧，在在坝壳壳部位位为直直线。。对于于薄斜斜墙，，则最最可能能折线线滑动动。塑塑性斜斜墙保保护层层以折折线滑滑动最最为可可能。。对于于表面面有干干砌石石的刚刚性斜斜墙土土石坝坝，将将发生生折线线滑动动。刚刚性斜斜墙土土石坝坝的下下游坡坡，可可能滑滑动面面折线线状。。6土石坝坝的筑筑坝材材料对筑坝坝土石石料的的一般般要求求是：：１））具具有与与使用用目的的相适适应的的工程程性质质。。２２）土土石石料的的工程程性质质在长长时期期内保保持稳稳定。。３３））具具有良良好的的压实实性能能。。防渗体土料的的要求：透水水性低、较高高的抗剪强度度、良好的压压实性能、压压缩性小、具具有一定塑性性。坝壳料：主要要用来保持坝坝体的稳定，，应具有比较较高的强度。。下游坝壳水水下部位以及及上游坝壳的的水位变动区区内则要求具具有良好的排排水性能。砂砂、砾石、卵卵石、碎石等等无粘性土料料以及料场开开采的石料和和由枢纽建筑筑物中开挖的的石渣料，均均可作为坝壳壳材料。排水材料：：应采用用质地致密密坚硬，具具有高度抗抗水性和抗抗风化能力力的材料。。7地基处理地基处理目目的是为了了满足渗流流控制（包包括渗透变变形和渗流流量），动动静力稳定定以及容许许沉降量等等方面要求求，保证大大坝安全运运行。7.1砂卵石地基基处理主要是解决决防渗问题题，采用““上堵（垂垂直防渗、、水平防渗渗）”、““下排（排排水减压））”相结合合措施。垂直防渗设设施，包括括软粘土截截水槽、混混凝土防渗渗墙、灌浆浆帷幕等;水平防渗铺铺盖;下游排水设设施，包括括：水平排排水层、排排水沟，减减压井等。。粘性土截水水槽：当当坝基砂砾砾石层不太太深厚时，，截水槽是是最常用而而又稳妥可可靠的防渗渗设施。一一般布置在在大坝防渗渗体的底部部，横贯整整个河床并并延伸到两两岸。截水水槽上部与与坝的防渗渗体连成整整体，下部部与岩基紧紧密结合，，形成一个个完整的防防渗体系。。混凝土防渗渗墙：深厚厚砂砾石地地基采用混混凝土防渗渗墙是比较较有效和经经济的防渗渗设施。做做法是用冲冲击钻分段段建造槽形形孔，以泥泥浆固壁，，然后在槽槽孔内用水水下浇注混混凝土的方方法浇筑成成墙，墙底底嵌入弱风风化基岩，，深度不小小于0.5～1.0m，墙顶插入入防渗体内内的深度应应大于1/10坝高，并不不得小于2m。墙厚按施施工条件可可在0.6～1.3m范围内选用用，一般0.8m左右。灌浆帷幕：：适用于砂砂砾石层很很厚时，帷帷幕深度根根据建筑物物重要性、、水头大小小、地基地地质条件、、渗透特性性确定。防渗铺盖：：用粘性土土料修筑铺铺盖与坝身身防渗体相相连接，并并向上游延延伸至要求求的长度，，也是土石石坝常用的的防渗设施施。铺盖的的作用是延延长渗径，，从而使坝坝基渗漏损损失和渗流流坡降减小小至容许范范围以内。。下游排水设设施：设置置排水的目目的是为了了防排结合合，控制渗渗流。常用用设施有排水沟、、排水减压压井等。7.2细砂、软软粘土和和湿陷性性黄土坝坝基处理理（一）细砂砂等易液化土土坝基坝基中的细砂砂等地震时易液化的土土料对坝的稳稳定性危害很很大。对判定定可能液化的的土层，应尽尽可能挖除后换填好好土。当挖除比较较困难或很不不经济时，可可考虑采取人工加密措施，使之达达到与设计地地震烈度相适适应的密实状状态，然后采采取加盖重、、加强排水等等附加防护设设施。在易易液化土层的的人工加密措措施中，对浅浅层土可以进进行表面振动动加密，对深深层土则采用用振冲、强夯夯等方法。（二）软粘粘土坝基软弱粘性土抗抗剪强度低，，压缩性高，，在这种地基基上筑坝，会会遇到下列问问题：1、天然地基承载力很很低，高度超过3-6m的坝就足以使使地基发生局局部破坏；2、土的透水性性很小，排水水固结速率缓缓慢，地基强强度增长不快快，沉降变形形持续时间很很长，在建筑筑物竣工后仍仍将发生较大大的沉降，地地基长期处于于软弱状态；3、由于灵敏度度较高，在施工中不宜采采用振动或挤挤压措施，否则易扰动动土的结构，，使土的强度度迅速降低造造成局部破坏坏和较大变形形。软粘土土地基基一般般不宜宜用作作地基基，仅仅在采采取有有效处处理措措施后后，才才可筑筑坝。。（三）湿湿陷性黄土土坝基湿湿陷性黄黄土坝基的的主要危害害是浸水后后产生过大大的不均匀沉降降，造成坝体体裂缝。这这种地基也也不宜建坝坝，只有经经过处理后后才可建坝坝。一般处处理措施是是挖除、翻翻压或通过过强夯以消消除其湿陷陷性。河岸式溢洪洪道溢洪道：水水库等水利利建筑物的的防洪设备备，多筑在在水坝的一一侧，象一一个大槽，，当水库里里水位超过过安全限度度时，水就就从溢洪道道向下游流流出，防止止水坝被毁毁坏。河岸溢洪道正槽侧槽井式虹吸水流经溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，于槽内再转向90°经泄槽或泄水隧洞流向下游。由溢流喇叭口、渐变段、竖井、弯段、泄水隧洞、出口消能等组成。水流经溢流喇叭口溢流进入渐变段、竖井，最后泄水隧洞流向下游。由进口、虹吸管、辅助设备、泄槽及下游消能设备组成。溢流堰轴线和泄槽轴线正交，过堰流向与泄槽走向一致。正槽溢洪道道平面布置置1-引水渠2-溢流堰3-泄槽4-出口消能段段5-尾水渠6-非常溢洪道道7-土坝正槽溢洪道道的组成：：进水段段、控制段段、泄槽、、消能段、、尾水渠引水渠的作作用：使水水流平顺地地由水库进进入控制段段。对引水渠的的要求：：⑴水流平平顺、均匀匀；⑵水水头损失小小，增加泄泄水能力；；⑶渠道道不冲不淤淤；⑷减减少开挖工工程量。引水渠布置置要求：：⑴底坡：：平底或不不大的逆坡坡；⑵底底高：略低低于堰顶；；⑶线形形：力求平平顺，避免免突变，导导墙成喇叭叭口；⑷横横断面：岩岩基近矩形形、土基用用梯形；；⑸渠面：：不宜太粗粗糙控制段的组组成⑴溢溢流堰：关关键部位，，控制了溢溢洪道的过过水能力（（2）两侧连接接建筑溢流堰的形形式按横断面形形状及尺寸寸分：①薄薄壁堰②宽宽顶堰③实实用堰按平面布置置的轮廓形形状分：①①直线堰②②折线堰③③曲线堰④④环形堰按堰轴线与与来水方向向相对关系系分：①①正交堰②②斜堰③侧侧堰常用堰型：：宽顶堰堰、实用堰堰，有时也也用驼峰堰堰、折线形形堰薄壁堰宽顶堰泄槽纵剖面面：①泄槽纵坡坡必须大于于临界坡度度：诣在形形成急流，，使溢流堰堰处于自由由出流，且且槽中不发发生水跃。。②宜为单一一坡度：因因受地形地地质限制,可做成变坡坡,变坡处需平平滑曲线连连接③竖向变坡坡处需与平平面变宽处处错开。泄槽横剖面面：①泄槽的横横剖面形状状与地质条条件紧密相相关②岩基上多多做成矩形形或接近矩矩形,岩体整体性性较差或土土基上,可作成梯形形。泄槽衬砌的的要求①能抵抗水水流冲刷；；②衬砌表面面应光滑平平整，以免免引起负压压和空蚀；；③衬砌接缝缝处就作好好止水，防防止高速水水流钻入泄泄槽底板，，将底板掀掀起；④衬砌底板板下应作好好排水，以以减小地下下水形成的的扬压力；；⑤在各种力力作用下能能保持稳定定，平时溢溢洪道不过过水，故衬衬砌还要承承受温度变变化和风风化剥蚀的的作用；⑥寒冷地区区,衬砌材料要要有一定的的抗冻要求求。溢洪道主要要消能方式式⑴挑流消能能：适用于于较好的岩岩基，泄槽槽挑流冲刷刷坑不影响响建筑物的的安全。挑挑流消能能工新形式式不断出现现，如：扭扭曲挑坎、、斜挑坎、、窄缝式挑挑坎等。⑵底流消能：：适用于地质质较差情况。。非常溢洪道：：用于宣泄超超过设计情况况的洪水，其其启用条件根根据工程等级级、枢纽布置置、坝型、洪洪水特性及标标准、库容特特性及对下游游的影响等因因素确定。分分漫流式、自自溃式和爆破破式三种。重力坝1重力坝特点工作原理：在在巨大的水压压力作用下，，主要依靠坝坝体自重产生生的抗剪(滑)力来维持稳定定(不移动、不倾倾倒、不浮起起)。其基本剖面面形式是固结结于地基的三三角形，上游游面为铅直或或稍有倾斜。。优点：(1)安全可靠重重力坝剖面尺尺寸大，应力力较低，筑坝坝材料强度高高，耐久性好好，因而抵抗抗水的渗漏、、洪水漫顶、、地震和战争争破坏的能力力都比较强。。据统计，重重力坝在各种种坝型中失事事率是较低的的。(2)对地形、地质质条件适应性性强，坝体作作用于地基面面上的压应力力不高，所以以对地质条件件的要求也较较低，低坝甚甚至可修建在在土基上。(3)枢纽泄洪问问题容易解解决重力力坝可以做做成溢流的的，也可以以设置坝身身泄水孔，，一般不用用另没河岸岸式泄水道道，枢纽布布置紧凑。。(4)便于施工导导流在施施工期间可可以利用坝坝体缺口部部位导流，，从而节省省导流通道工程程量。(5)施工方便大大体积混混凝土，可可以采用现现代机械化化施工，在在放样、立立模和混凝凝土浇筑方方面都比较较简便。(6)结构作用明明确重力力坝沿坝轴轴线用横缝缝分成若干干坝段，各各坝段独立立工作，结结构作用明明确，应力力分析和稳稳定计算都都比较简单单(按平面问题题计算)。缺点：①坝坝体剖面尺尺寸大，水水泥用量多多；②坝体应力力普遍较低低，材料强强度不能充充分发挥；；③坝体与地地基接触面面积大，因因而坝底的的扬压力较较大，对稳稳定不利；；④施工期大大体积混凝凝土的温度度应力和收收缩应力较较大，对温温度控制的的要求较高高。2重力坝的类类型(1)按坝的高度度分类。重重力坝按按坝的最大大高度(不包括括小局局部深深度)分为低低坝、、中坝坝、高高坝。。坝高高小于于30m的为低低坝，，坝高高在30～70m之间的为为中坝，，坝高大大于70m的为高坝坝。(2)按筑坝材材料分类类。按按坝体的的建筑材材料，分分为混凝凝土重力力坝和浆浆砌石重重力坝。。重要的的和较高高的重力力坝，大大都用混混凝土建建造，有有浇筑的的和碾压压的之分分。(3)按泄水条条件分类类。一一座重力力坝往往往是河床床中部坝坝段溢流流，其余余坝段不不溢流。。其中溢溢流部分分为溢流流坝，不不溢流部部分为非非溢流坝坝。(4)按坝的结结构形式式分类有有实体体重力坝坝、空腹腹重力坝坝和宽缝缝重力坝坝等之分分。实体体重力坝坝构造简简单，对对地形、、地质条条件适应应性强；；空腹和和宽缝重重力坝，，也称非非实体重重力坝，，都是为为了有效效地减少少扬压力力，较好好地利用用材料强强度，以以节省坝坝体工程程量。可以利用用空腹和和宽缝排排除坝基基渗透水水流，有有效减少少扬压力；可将将水电站站厂房布布置在空空腹内，，减少开开挖工程程量；但但施工比较较复杂，，模板用用量大，，不适合合大型机机械化施施工。2重力坝的的荷载及及组合2.1主要荷载载有：①①自重；；②静水水压力；；③扬压压力；④④动水压压力；⑤⑤冰压力力；⑥泥泥沙压力力；⑦浪浪压力；；⑧地震震力；⑨⑨温度及及其他荷荷载。自重：坝坝体自重重由坝体体体积和和材料的的容重算算出。静水压力：可按静水力力学原理计计算。扬压力：坝底扬压压力，形成成原因：①①上下游水水位差；②②砼、岩石石都是透水水材料。由由于基岩节节理裂隙很很不规则，，难以求出出坝底扬压压力的准确确分布，故故通常假定定扬压力从从坝踵到坝坝趾成直线线变化。动水压力：在溢流面面上作用有有动水压力力，坝顶曲曲线和下游游面直线段段上的动水水压力很小小，可忽略略不计。只只计算反弧弧段上的动动水压力。。泥沙压力：水库蓄水水后，入库库水流挟带带泥沙，逐逐年淤积在在坝前，对对坝面产生生泥沙压力力。浪压力：浪压力与风风速和水库吹吹程有关。中中等高度以上上的重力坝，，浪压力在荷荷载中所占比比重较小，通通常忽略。地震荷载：根据《水工建筑物抗抗震设计规范范》地震惯性力和和地震动水压压力的计算，，一般采用““拟静力法””，对高度大大于150m的坝，宜进行行动力分析。。2.2荷载组合：作用在坝上上的荷载，按按其性质分为为基本和特殊殊两种组合。。基本荷载：（（1）坝体及设备备自重；（2）正常蓄水位位或设计洪水水位时的静水水压力；（3）扬压力；（（4）泥沙压力；；（5）相应的浪压压力；（6）冰压力；（（7）土压力；（（8）相应于设计计洪水位时的的动水压力；；（9）其他出现机机会较多的荷荷载。特殊荷载：（（10）校核洪水位位时相应的扬扬压力；（11）校核洪水位位时相应的浪浪压力；（12）校核洪水位位时相应的动动水压力；（（13）地震荷载（14）其他出现机机会较少的荷荷载。3重力坝的构造造3.1坝体材料：有有足够的强度度以外，还有有有一定的抗抗渗性、抗侵侵蚀性、抗冻冻性、抗磨性性和低热性等等。3.2坝体混凝土分分区坝体各部分工工作条件不同同，为了节约约和合理使用用水泥，通常常将坝体按不不同部位和不不同工作条件件分区，采用用不同标号。。3.3分缝横缝垂直坝轴轴线，将坝体体分成若干坝坝段。横缝作用：1）减小温度应应力，2）适应地基不不均匀变形，，3）满足施工要要求。横缝间间距：12-20米。按缝的位置分分类：横缝、、纵缝、水平平工作缝横缝分永久性性横缝和临时时性横缝。永永久性横缝常常做成竖直平平面，缝内不不灌浆，以使使各坝段独立立工作。临时时性横缝只在在施工时设置置，它们的存存在影响坝的的整体性，因因此要对这些些缝进行处理理，使各坝体体结合成整体体。纵缝：平行于于坝轴线方向向，用于适应应混凝土的浇浇筑能力和减减少施工期的的温度应力。。水平工作缝：：分层施工的的新老混凝土土之间的接缝缝。按缝的作用分分类：沉降缝缝、伸缩缝、、工作缝。沉降缝：是将将坝体沿长度度分段适应地地基的不均匀匀沉降，避免免由此引起坝坝体裂缝。伸缩缝：是将将坝体分块，，以减少坝体体伸缩时地基基对坝体的约约束而造成的的裂缝。工作缝：是便便于分期浇筑筑、装拆模板板以及混凝土土的散热而设设的临时缝。。3.4坝体排水为减小渗水对对坝体的不利利影响，在靠靠近上游面处处布设排水管管幕。距上游游面要求小于于坝前水深的的1/10—1/12，使渗透坡降降在允许范围围内。管距2—3m。管径15—25cm，太小易堵塞塞。渗水由排排水管进入廊廊道，然后汇汇入集水井，，经由横向排排水管自流或或用水泵抽水水排向下游。。排水管与廊道道连接多采用用直通式，且且多在上游侧侧（使廊道干干燥）。3.5廊道系统为满足施工和和适用要求（（如灌浆、排排水、观测、、检查、交通通的需要），，须在坝体内内设置各种廊廊道。这些廊廊道相互连通通，构成廊道道系统。4地基处理重力坝对地基基的要求介于于拱坝和土石石坝之间，除除少数较低的的溢流重力坝坝可建在土基基上外，一般般均需建在基基岩上。地基基处理主要包包含两个方面面的工作：一一是防渗，二二是提高基岩岩强度。4.1坝基的开挖与与清理目的：使坝体体坐落在稳定定坚固的地基基上。规范规定：>70m的高坝，须建建在新鲜、微微风化或弱风风化的岩石上上。30——70m的中坝坝，须须建在在微风风化或或弱风风化的的岩石石上。。固结灌灌浆与与帷幕幕灌浆浆的区区别：：灌浆：：是通通过预预先在在岩石石、土土壤或或者建建筑物物中设设置的的钻孔孔或者者是灌灌浆管管，利利用灌灌浆机机将一一定配配比的的浆液液施加加一定定的压压力灌灌进地地基的的裂缝缝孔隙隙或者者建筑筑物自自身的的裂缝缝中，，使其其胶结结成密密实坚坚固而而不透透水的的整体体的工工作。。固结灌灌浆：：目的：：将坝坝基岩岩石破破碎、、裂隙隙发育育的岩岩石胶胶结起起来，，以提提高岩岩基的的整体体性、、均匀匀性，，承载载能力力。范围：：坝基基裂隙隙发育育，岩岩石破破碎的的全部部范围围（范范围较较大））。钻孔深深度：：一般般5—10米（较较浅））。灌浆压压力：：一般般较小小，在在坝体体浇注注前灌灌浆，，灌浆浆压力力一般般控制制0.2-0.5MP，在浇浇注部部分坝坝体以以后灌灌浆，，灌浆浆压力力一般般控制制0.3-0.7MP。灌浆时时间：：有的的在大大坝浇浇注之之前浇浇注，，但是是，由由于坝坝基面面裸露露，在在灌浆浆压力力的作作用下下，岩岩基表表面会会出现现冒浆浆、漏漏浆，，表层层岩石石容易易被抬抬动，，反而而破坏坏了整整体性性，降降低了了承载载能力力。因因此更更多的的是在在大坝坝先浇浇注1-2层混凝凝土后后，再再在浇浇注的的混凝凝土上上钻孔孔灌浆浆，这这样，，岩基基面上上有了了压重重，可可以提提高灌灌浆压压力，，也不不会冒冒浆、、漏浆浆，灌灌浆质质量会会大大大提高高。帷幕灌灌浆：：目的：：充填填岩基基中的的裂隙隙，浆浆液与与基岩岩胶结结后形形成一一道不不透水水的阻阻水幕幕墙，，以达达到减减少坝坝基渗渗漏和和降低低作用用在坝坝底的的扬压压力，，这道道幕墙墙就叫叫帷幕幕。范围：：只在在坝基基靠近近上游游钻1—3排孔进进行灌灌浆。。（范范围较较小））钻孔深深度：：一一般较较深。。灌浆时时间：：一一般在在大坝坝浇注注一定定高度度或者者大坝坝施工工完成成以后后，在在大坝坝的廊廊道里里进行行钻孔孔灌浆浆，这这种灌灌浆，，既不不影响响大坝坝的浇浇注施施工，，又可可以在在大坝坝有了了一定定高度度的压压重混混凝土土以后后钻孔孔灌浆浆，因因此，，灌浆浆压力力可以以大大大增加加，帷帷幕灌灌浆质质量能能够得得到保保证。。4.2坝基的的固结结灌浆浆目的：：提高高基岩岩的强强度和和整体体性，，降低低地基基的透透水性性。灌浆压压力：：一般般较大大，在在坝基基表层层段灌灌浆压压力一一般不不小于于1—1.5倍的最最大工工作水水头，，在靠靠近帷帷幕的的底部部，灌灌浆压压力一一般不不小于于2—3倍的最最大工工作水水头。。固结灌灌浆设设计内内容：：１．确定定灌浆范范围：高高坝或岩岩基裂隙隙发育，，全坝基基灌浆；；一般情情况下在在坝踵坝坝趾处灌灌浆。２２．灌浆浆孔的深深度：一一般5—8m。３．灌灌浆孔的的间距：孔距距、排距距3—6m。４．灌灌浆孔的的排列形形式：平平面上作作梅花形形或方格格形。5.灌浆孔的的钻孔方方向：与与主要裂裂隙面正正交。６６．灌浆浆的压力力：在不不扰动基基岩的前前提下尽尽量大。。4.3帷幕灌浆浆目的：降降低渗水水压力，，防止坝坝基内产产生机械械或化学学管涌，，减小坝坝基渗透透水量。。灌浆材材料：水水泥浆、、化学灌灌浆。防防渗帷幕幕布置在在靠近上上游面坝坝轴线附附近，自自河床向向两岸延延伸。钻钻孔和灌灌浆常在在坝体内内特设的的廊道内内进行，，钻孔方方向一般般为铅直直。防渗渗帷幕深深度根据据作用水水头和基基岩工程程地质、、水文地地质情况况确定，，当地基基内的透透水层厚厚度不大大时，帷帷幕可穿穿过透水水层深入入相对隔隔水层3-5m。4.4坝基排水水目的：进进一步降降低坝底底面的渗渗透压力力。排水孔幕幕设置在在防渗帷帷幕后，，与防渗渗帷幕下下游面的的距离在在坝基处处不小于于2m，一般向向下游倾倾斜。孔孔深为帷帷幕深度度的0.4-0.6倍。排水水孔幕在在混凝土土坝体内内的部分分要预埋埋钢管，，渗水通通过排水水钢管进进入排水水沟，再再汇入集集水井，，最终经经由横向向排水管管自流或或由水泵泵抽水排排向下游游。溢流重力力坝1工作特点点：既挡挡水又泄泄水。除除满足稳稳定和强强度外，，还须满满足泄洪洪要求。。2设计要求求：1).满足泄洪洪要求。。2).水流平顺顺流过坝坝体。布布产生不不利的负负压和和振动，，避免发发生空蚀蚀现象。。3.保证不产产生危及及坝体安安全的冲冲刷。4.不影响枢枢纽中其其他建筑筑物的正正常运行行。5.有灵活控控制水流流下泄的的机械设设备。如如闸门、、启闭机机等。3孔口设计计涉及因素素很多：：洪水设设计标准准、下游游防洪要要求、库库水位雍雍高有无无限制、、是否利利用洪水水预报、、过水方方式以及及枢纽地地形、地地质条件件等。设计步骤骤：选定定泄水方方式，拟拟定若干干种泄水水布置方方案。初初步确定定空口高高程、尺尺寸，按按工程等等级相应应的洪水水设计标标准进行行洪水调调节演算算。求出出各方案案的防洪洪库容，，设计和和校核洪洪水位及及相应的的下泄洪洪量等。。然后估估算淹没没损失和和枢纽造造价，进进行技术术经济比比较，选选出最优优方案。。孔口型式式：1）坝顶溢溢流式优点：①①闸门承承受的水水头较小小，孔口口尺寸可可以较大大。②闸门全全开时，，下泄流流量与堰堰顶水头头H03/2成正比，，超泄能能力强。。③闸门在在顶部，，操作方方便，易易于维修修，安全全可靠。。④能排水水及其他他漂浮物物。堰头设闸闸门——大中型——调节库水位位和下泄流流量堰头不设闸闸门——小型——结构简单，，管理方便便2）大孔口溢溢流式：上上部设胸墙墙，降低堰堰顶高程。。优点：可根根据洪水预预报提前放放水，提高高了调洪能能力。4消能防冲设设计4.1设计原则：：①尽量使下下泄水流的的动能消耗耗于水流内内部的紊动动中，以及及水流与空空气的摩擦擦上。②不产生危危及坝体安安全的河床床或岸坡的的局部冲刷刷。③下泄水流流平稳，不不影响其他他建筑物的的运行。④结构简单单，工作可可靠。⑤工程量小小，经济。。4.2消能的型式式：底流式式、排流式式、面流、、消力肩。。底流消能：：在坝趾下游游设消力池池，消力坎坎等。底流流消能工作作可靠，但但是工程量量大。面流式消能能:利用鼻坎将将主流挑至至水面，在在鼻坎附近近表面主流流与河床之之间形成逆逆向旋滚。。使高速水水流与河床床隔开，避避免对坝趾趾附近河床床的冲刷，，主流在水水面逐渐扩扩散消能。。适用于中中小型工程程，水头低低，下游水水深大且变变幅小。优点:面流消能不不需设护坦坦和其他加加固措施。。缺点:高速水流在在表面、伴伴有强烈的的波浪、绵绵延数里，，影响电站站运行及下下游通航，，易冲刷两两岸。消力戽:适用于尾水水深、变幅幅小、无航航运要求，，下游河岸岸有一定抗抗冲能力。。特点：消力力戽是以模模型试验为为基础研究究成功的一一种消能方方式。它是是利用一个个较大的反反弧半径和和挑角形成成的戽斗、、在一定尾尾水深度的的作用下，，使从溢流流坝下游的的高速水流流在戽斗内内产生激烈烈的表面旋旋滚，并使使出戽的高高速水股在在底部及尾尾水中均产产生旋滚，，以达到较较好的消能能效果。优优点：：工程量较较消力池小小，冲刷坑坑比挑流式式浅，不存存在雾化问问题；缺点：下游水水面波动大，，易冲刷岸坡坡，不利航运运，戽面磨损损率高，增大大了维修费用用。支墩坝1定义由一系列倾斜斜的面板和支支承面板的支支墩(扶壁)组成的坝。面面板直接承受受上游水压力力和泥沙压力力等荷载，通通过支墩将荷荷载传给地基基。2分类根据面板的形形式，分为三三种类型：大大头坝、连拱拱坝、平板坝坝大头坝：不另另设面板，直直接由支墩的的上游部分向向两侧扩大，，形成悬臂大大头，大头相相互紧贴，起起挡水作用。。连拱坝：面板板是一系列倚倚在支墩上的的拱筒，与支支墩组成整体体结构。平板坝：面板板系平面板，，简支于支墩墩上。3特点①面板是倾斜斜的，可利用用其上的水重重帮助坝体稳稳定；②通过过地基的渗流流可以从支墩墩两侧敞开裸裸露的岩面逸逸出，作用于于支墩底面的的扬压力较小小，有利于坝坝体稳定；③③地基中绕过过面板底面的的渗流，渗透透途径短，水水力坡降大，，单位岩体承承受的渗流体体积力也大，，要求面板与与地基的连接接以及防渗帷帷幕都必须做做得十分可靠靠;④面板和支墩的的厚度小,内部应力大，，可以充分利利用材料的强强度；⑤施工工期混凝土散散热条件好，，温度控制较较重力坝简单单；⑥要求混混凝土的标号号高，施工模模板复杂；⑦⑦支墩的侧向向稳定性较差差；在上游水水压作用下，，对于高支墩墩，还存在纵纵向弯曲稳定定问题；⑧坝坝体比较单薄薄，受外界温温度变化的影影响较大；⑨⑨可做成溢流流坝，也可设设置坝身式泄泄水管或输水水管。拱坝1、工作原理：拱坝一般依依靠拱的作用用，即利用两两端拱座的反反力，同时还还依靠自重维维持坝体的稳稳定。拱坝的的结构作用可可视为两个系系统，即水平平拱和竖直梁梁系统。水荷荷载及温度荷荷载等由此二二系统共同承承担。当河谷谷宽高比较小小时，荷载大大部分由水平平拱系统承担担；当河谷宽宽高比较大时时，荷载大部部分由梁承担担。拱坝比之之重力坝可较较充分地利用用坝体的强度度。其体积一一般较重力坝坝为小。其超超载能力常比比其他坝型为为高。但对坝坝址河谷形状状及地基要求求较高。2、拱坝的的工作作特点点：1、拱与与梁的的共同同作用用；2、利用用两岸岸岩体体维持持稳定定；3、拱是是一种种推力力结构构，承承受轴轴向压压力，，有利利于发发挥砼砼及浆浆砌石石材料料的抗抗压强强度；；4、拱梁梁所承承受的的荷载载可相相互调调整,因此可可以承承受超超载；；5、拱坝坝坝身身可以以泄水水；6、不设设永久久性伸伸缩缝缝；7、抗震震性能能好；；8、几何何形状状复杂杂，施施工难难度大大。3拱坝的的结构构特点点3.1拱作用用的结结构特特点拱是一一种主主要承承受轴轴向压压力的的推力力结构构。拱拱内弯弯矩较较小，，应力力分布布比较较均匀匀，这这一特特点能能适应应坝体体材料料（混混凝土土或浆浆砌石石）