第二部分水利工程模板

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。第二部分水利工程(水工建筑物部分)宋文晶水利工程:對自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配,以達(dá)到除害興利目的而修建的工程。第一節(jié)概述1.1水利工程對環(huán)境的影響(了解)1.庫區(qū)淹沒:庫區(qū)回水范圍內(nèi)淹沒耕地、生活區(qū)、名勝古跡等等,移民?；隆⑻?岸坡浸水后巖體抗剪強度降低,當(dāng)庫水位降低時有可能因失穩(wěn)而坍滑。水庫淤積:水流入庫后流速降低,挾沙能力下降。水溫變化:水溫變幅隨水深增加而減小。水質(zhì)變化:庫內(nèi)生物分解。氣象變化:大水域影響小氣候,多霧、氣溫變幅減小、降雨形態(tài)變化。誘發(fā)地震:庫區(qū)存在活動性地質(zhì)構(gòu)造。衛(wèi)生條件:水位上升導(dǎo)致土地鹽堿化,孳生蚊蟲微生物。2.水庫下游河道沖刷:泥沙淤積庫內(nèi),下泄清水沖刷能力加大。河道水流變化:電站調(diào)配下泄水量。河道水溫:溢洪道以外的下泄水流多來自水庫底層,水溫較低。河道水質(zhì):庫水的渾濁度隨水深而異,深水的溶解氧低。3.其它阻斷魚類洄游通道和野生動物遷徙。1.2水工建筑物分類及等級劃分(掌握)1.水工建筑物的分類(按功用)擋水建筑物用以攔截江河,相成水庫或壅高水位。壩、閘、堤防、海塘泄水建筑物用以宣泄多余水量,排放泥沙和冰凌等。溢流壩、泄水孔、溢洪道、泄水隧洞輸水建筑物為灌溉、發(fā)電和供水的需要而從上游向下游輸水的建筑物。引水隧洞、引水涵管、渡槽、渠道取(進(jìn))水建筑物輸水建筑物的首部建筑。引水隧洞的進(jìn)口段、灌溉渠首、進(jìn)水閘、揚水站整治建筑物用以改進(jìn)河流的水流條件、調(diào)整水流對河床及河岸的作用以及為防護波浪和水流對岸坡的沖刷。丁壩、順壩、導(dǎo)流壩、護底和護岸專門建筑物發(fā)電用的壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房;灌溉用的沉沙池、沖沙閘;過壩用的船閘、升船機、魚道2.水利工程分等水利工程根據(jù)工程規(guī)模、效益和在國民經(jīng)濟中的重要性分為五等。表1水利水電工程分等指標(biāo)表(水利部分布)工程等級工程規(guī)模水庫總庫容(億m3)防洪排澇灌溉供水水力發(fā)電保護城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護農(nóng)田面積(萬畝)排澇面積(萬畝)灌溉面積(萬畝)供水對象重要性裝機容量(萬kw)I大(1)型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120II大(2)型10~1.0重要500～100200~60150~50重要120~30III中型1.0~0.1中等100～3060~1550~5中等30~5IV小(1)型0.1~0.01一般30～515~35~0.5一般5~1V小(2)型0.01~0.001<5<3<0.5<13.水工建筑物分級水利工程中的水工建筑物,根據(jù)所屬工程等別及其在工程中的作用和重要性劃分為五級。表2水工建筑物的級別工程等別永久性建筑物級別臨時性建筑物級別主要建筑物次要建筑物一134二234三345四455五55注:①永久建筑物――工程運行期間使用的建筑物,根據(jù)重要性分為:主要建筑物――系指失事后將造成下游災(zāi)害或嚴(yán)重影響工程效益的建筑物,如壩、閘、電站廠房、泵站等。次要建筑物――系指失事后不致造成下游災(zāi)害或?qū)こ绦б嬗绊懖淮?易于修復(fù)的建筑物,如擋土墻、導(dǎo)流墻、護岸等。②臨時性建筑物――系指工程施工期間使用的建筑物,如:導(dǎo)流建筑物、施工圍堰等。(1)對于二至五等的工程及臨時工程,下述情況經(jīng)論證可提高或降低級別:工程位置特別重要,失事后將造成重大災(zāi)害者,可提高一級。工程地質(zhì)條件特別復(fù)雜或者采用經(jīng)驗較少的新型結(jié)構(gòu)時,可提高一級。臨時性水工建筑物一旦失事將造成嚴(yán)重災(zāi)害或?qū)κ┕び袊?yán)重影響時,可提高一級。失事后影響不大的工程,經(jīng)論證可適當(dāng)降低級別。(2)對水工建筑物的要求:(1)設(shè)計基準(zhǔn)期。一級擋水建筑物1,其它永久建筑物50年。臨時建筑物按預(yù)定的使用年限及可能滯后的時間確定。特大工程擋水建筑物的設(shè)計基準(zhǔn)期經(jīng)專門研究決定。(2)抗御災(zāi)害能力。如:防洪標(biāo)準(zhǔn)、抗震標(biāo)準(zhǔn)、壩頂超高等(3)安全性。如:建筑物的強度和穩(wěn)定安全指標(biāo),限制變形要求等水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別,應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性及破壞可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性而定,與水工建筑物的級別對應(yīng)而分為三級。表3水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別水工建筑物的級別水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別1I2,3II4,5III對有特殊安全要求的水工建筑物,其結(jié)構(gòu)的安全級別應(yīng)專門研究決定。結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的安全級別,可依其在水工建筑物中的部位,本身破壞對水工建筑物安全影響的大小,取與水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別相同或降低一級。地基基礎(chǔ)的安全級別與建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別相同。(4)運行可靠性。如:建筑物的供電、供水、通航保證率、閘門等設(shè)備的可用性等。(5)建筑材料。如:使用材料的品種、質(zhì)量和耐久性等。

水壩壩型分類:重力壩、拱壩、土石壩、支墩壩、溢流壩、非溢流壩。第二節(jié)重力壩壩體基本剖面為三角形,筑壩材料為混凝土或漿砌石。壩軸線一般為直線,有時為了適用地形、地質(zhì)條件,或為了樞紐布置上的要求也可布置成折線或曲率不大的拱向上游的拱形。為了適用地基變形,溫度變化和混凝土的澆筑能力,壩體沿壩軸線用橫縫分成若干個獨立壩段。2.1工作原理工作原理:依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定要求,依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力引起的上游壩面拉應(yīng)力來滿足強度要求。2.2特點1.優(yōu)點①安全可靠。重力壩剖面尺寸大,壩內(nèi)應(yīng)力較低,筑壩材料強度高,耐久性好,因而抵抗洪水漫頂、滲漏、地震等破壞的能力比較強。②對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強。任何形狀的河谷都適合修建重力壩。甚至在土基上也能夠修建高度不高的重力壩。③樞紐泄洪問題容易解決,樞紐布置緊湊。重力壩能夠做成溢流的,也能夠在壩內(nèi)不同高程設(shè)置泄水孔,一般不需另設(shè)溢洪道或泄水隧洞。④便于施工導(dǎo)流。施工期可利用壩體導(dǎo)流,一般不需另設(shè)導(dǎo)流隧洞。⑤施工方便。大致積混凝土,可采用機械化施工,在放樣、立模和混凝土澆筑方面都比較簡單,而且補強、修復(fù)、維護或擴建也比較方便。⑥結(jié)構(gòu)作用明確。重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干壩段,各壩段獨立工作,結(jié)構(gòu)作用明確,穩(wěn)定和應(yīng)力計算都比較簡單。2.缺點①壩體剖面尺寸大,材料用量多。②壩體應(yīng)力較低,材料強度不能充分發(fā)揮。③壩體與地基接觸面積大,相應(yīng)壩底揚壓力大,對穩(wěn)定不利。④壩體體積大,由于施工期混凝土的水化熱和硬化收縮,將產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,因此,在混凝土澆筑時需要較嚴(yán)格的溫控措施。2.3適用條件任何形狀的河谷都能夠修建重力壩。地質(zhì)條件要求也較低,土基上也能夠修建高度不大的重力壩。2.4設(shè)計內(nèi)容(了解)1.剖面設(shè)計原則:①滿足穩(wěn)定和強度要求,保證大壩安全;②工程量小;③運用方便;④便于施工?；酒拭?指壩體在自重、庫水壓力和揚壓力三項主要荷載作用下,滿足強度和穩(wěn)定要求的、最小的三角形斷面。實用剖面:重力壩的基本剖面確定后,需考慮其它荷載和運用條件,修正基本斷面。2.荷載分析重力壩的荷載:自重;靜水壓力;揚壓力;泥沙壓力;浪壓力;冰壓力;動水壓力;土壓力(試壩體外是否填有土石而定);地震荷載。3.穩(wěn)定分析目的:核算壩體沿壩基面或沿地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。重力壩穩(wěn)定破壞的模式:表層滑動淺層滑動深層滑動表層滑動淺層滑動深層滑動深層滑動:當(dāng)壩基內(nèi)存在不利的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面時,在水荷載作用下,壩體有可能連同部分基巖沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑移。4.應(yīng)力分析目的:檢驗大壩在施工期和運用期是否滿足強度要求,同時為研究解決設(shè)計和施工中的某些問題提供依據(jù),如混凝土標(biāo)號分區(qū)和某些部位的配筋。5.構(gòu)造設(shè)計根據(jù)施工和運用要求確定壩體的細(xì)部構(gòu)造,如廊道系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壩體分縫等。蓄水后,庫水會經(jīng)過壩體和壩基向下游滲透。為減小滲流對壩體穩(wěn)定和應(yīng)力的不利影響,在靠近壩體上游面設(shè)排水管,壩踵附近地基設(shè)防滲帷幕,帷幕后設(shè)排水孔。壩體排水管壩體排水管交通、檢查廊道灌漿廊道排水孔幕防滲帷幕重力壩防滲、排水系統(tǒng)6.地基處理重力壩對巖基的要求:有足夠的強度;足夠的整體性和較小較均勻的壓縮性;透水性小以及耐水的侵蝕等。地基處理的主要任務(wù):防滲;提高基巖的強度和整體性。7.溢流重力壩和泄水孔設(shè)計包括:堰頂高程、孔口尺寸、體形及消能、防護設(shè)計等。8.監(jiān)測設(shè)計壩體內(nèi)部、外部的觀測設(shè)計,制定大壩的運行、維護和監(jiān)測條例。2.5提高壩體抗滑穩(wěn)定性的工程措施1.利用水重。當(dāng)壩底面與基巖的抗剪強度參數(shù)較小時,常將壩的上游面做成傾向上游,利用壩面上的水重來提高壩的抗滑穩(wěn)定性。注意上游坡度不宜過緩,否則在上游壩面容易產(chǎn)生拉應(yīng)力,對強度不利。2.采取有利的開挖輪廓線。開挖壩基時,最好利用巖面的自然坡度,使壩基面傾向上游。當(dāng)基巖比較堅固時,可開挖成鋸齒狀,形成局部的傾向上游的斜面,但能否開挖成齒狀,主要取決于基巖節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀。3.設(shè)置齒墻。當(dāng)基巖內(nèi)有傾向下游的軟弱面時,可在壩踵部位設(shè)齒墻,切斷較淺的軟弱面。在壩趾部位設(shè)齒墻,將壩趾放在較好的巖層上,在一定程度上改進(jìn)了壩踵應(yīng)力,同時由于壩趾壓應(yīng)力較大,壩趾下齒墻的抗剪能力也相應(yīng)增加。4.抽水措施。在壩基面設(shè)置排水系統(tǒng),定時抽水以減少壩底浮托力。5.加固地基。(見后)6.橫縫灌漿。將部分或整個壩體的橫縫進(jìn)行局部或全部灌漿,以增強壩的整體性和穩(wěn)定性。7.預(yù)應(yīng)力措施。靠近壩體上游面,采用深孔錨固高強度鋼索,并施加預(yù)應(yīng)力,可增強壩體的抗滑穩(wěn)定,又可消除壩踵處的拉應(yīng)力。2.6溫度裂縫和防止措施1.裂縫的分類1－橫向豎直貫穿裂縫;2－縱向豎直貫穿裂縫;3－水平深層裂縫;4壩表面裂縫表面裂縫、深層裂縫、貫穿性裂縫三類。1－橫向豎直貫穿裂縫;2－縱向豎直貫穿裂縫;3－水平深層裂縫;4壩表面裂縫橫向貫穿性裂縫會導(dǎo)致漏水和滲透侵蝕性破壞,縱向貫穿性裂縫會損壞壩的整體性,水平向貫穿性裂縫會降低大壩的抗剪強度。橫向和縱向貫穿性裂縫多發(fā)生在降溫過程因混凝土收縮受到基巖約束的情況下。為防止大壩裂縫,除適當(dāng)分縫、分塊和提高混凝土質(zhì)量外,還應(yīng)對混凝土進(jìn)行溫度控制。2.溫度控制目的對大致積混凝土進(jìn)行溫度控制的目的,一是防止由于混凝土溫升過高、內(nèi)外溫差過大及氣溫驟降產(chǎn)生各種溫度裂縫;二是為做好接縫灌漿,滿足結(jié)構(gòu)受力要求,提高施工工效,簡化施工程序提供依據(jù)。3.溫度控制標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)容許溫差;上、下層容許溫差;內(nèi)外容許溫差。4.溫度控制措施①降低混凝土的初澆溫度。預(yù)冷骨料、加冰屑拌和;采用合理的混凝土分區(qū),埋設(shè)塊石,摻用適宜的外加劑和塑性劑等盡量減少水泥用量;采用低熱水泥;并在運輸中注意隔熱保溫。②減少混凝土水化熱溫升。混凝土硬化初期發(fā)熱量最大,溫升最快,采用冷卻水管進(jìn)行初期冷卻或減小澆筑層厚度,利用倉面天然散熱,能夠有效地減小水化熱溫升。③加強對混凝土表面的養(yǎng)護和保護。在混凝土澆筑后初期需要對壩塊表面加覆蓋、澆水養(yǎng)護。冬季要抵御寒潮襲擊,夏季要防止熱量回灌進(jìn)入混凝土。綜合考慮工程的具體條件和設(shè)計原則研究確定以上措施,并同時做好施工組織設(shè)計、安排好施工季節(jié)、施工進(jìn)度、壩塊澆筑順序等。2.7地基處理主要任務(wù):①防滲;②提高基巖的強度和整體性。1．壩基的開挖與清理:使壩體座落在穩(wěn)定、堅固的地基上。開挖深度根據(jù)壩基應(yīng)力、巖石強度及完整性,結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對地基的要求和地基加固處理的效果、工期和費用等研究確定?！痘炷林亓卧O(shè)計規(guī)范》(SDJ21-78)要求:H>70m的高壩需建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部基巖上;30m<H<70m的中壩可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化上部基巖上;同一工程中兩岸較高部位的壩段,利用基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬。2．固結(jié)灌漿:提高基巖的整體性和強度,降低地基透水性。固結(jié)灌漿孔一般布置在應(yīng)力較大的壩踵和壩趾附近,以及節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。灌漿孔呈梅花狀或方格狀布置,孔距、排距、和孔深取決于壩高和基巖的構(gòu)造情況?？拙鄡?nèi)差逐步加密,鉆孔方向垂直于基巖面,或盡可能正交于主要裂隙面,但傾角不能太大。3．帷幕灌漿:降低壩底滲透壓力,防止壩基發(fā)生管涌,減少壩基滲流量。灌漿材料常見為水泥,另外還有化學(xué)灌漿。防滲帷幕布置于靠近上游面壩軸線附近,自河床向兩岸延伸。防滲帷幕要有一定的深度、厚度,依據(jù)規(guī)范而定,灌漿壓力依試驗確定。灌漿孔的排數(shù),一般高壩設(shè)2～3排,中壩設(shè)1～2排,低壩設(shè)1排,對地質(zhì)條件較差的地段可適當(dāng)增加。帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土后施工。鉆孔和灌漿常在壩體內(nèi)的廊道內(nèi)進(jìn)行,靠近壩坡處可在壩頂、岸坡或平洞內(nèi)進(jìn)行。4．壩基排水。為進(jìn)一步降低壩底面的揚壓力,在防滲帷幕后設(shè)置排水孔幕。排水孔幕在混凝土壩體內(nèi)的部分要預(yù)埋鋼管,待帷幕灌漿后才能鉆孔。對較高的壩,當(dāng)下游尾水較深時,可采用抽排降壓措施,在主排水帷幕后,沿壩基面設(shè)輔助排水帷幕、縱、橫向廊道相連通,構(gòu)成壩基排水系統(tǒng)。5．?dāng)鄬悠扑閹?、軟弱夾層和溶洞的處理開挖回填混凝土。2.8重力壩的分縫、分塊1.橫縫垂直于壩軸線,將壩體分為若干獨立壩段。作用是:減小溫度應(yīng)力、適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求如:混凝土澆筑能力及溫度控制等。(1)永久橫縫:做成豎直平面,不設(shè)鍵槽,縫內(nèi)不灌漿,需設(shè)止水,止水后設(shè)排水井。(2)臨時性橫縫:縫面設(shè)鍵槽和灌漿系統(tǒng)。(3)壩段與基巖面的連接:當(dāng)基巖橫向(對岸方向)坡度緩于1:2時,用帷幕灌漿對接觸面進(jìn)行灌漿封實;當(dāng)橫向坡度陡于1:2時,設(shè)接觸面止水;當(dāng)橫向坡度陡于1:1時,按臨時性橫縫處理,進(jìn)行接縫灌漿。2．縱縫為適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力,在平行壩軸線方向設(shè)縱縫,將一個壩段分成幾個壩塊,待溫度降到穩(wěn)定溫度后再進(jìn)行接縫灌漿?？v縫按布置型式可分為:鉛直縱縫,斜縫和錯縫。縱縫為臨時縫,縫面設(shè)水平向三角形鍵槽,并布設(shè)灌漿系統(tǒng)。3．水平施工縫上、下層澆筑塊之間的結(jié)合面。要傳力、防滲,必須處理好——清洗、鑿毛、鋪水泥沙漿(2～3厘米厚)。2.9泄水重力壩壩頂溢流或壩身泄水孔。消能工:底流消能――消力坎、消力池、護坦挑流消能――挑流鼻坎面流消能與消力戽消能

第三節(jié)拱壩3.1特點拱壩是固結(jié)于基巖上的空間殼體結(jié)構(gòu),在平面上呈凸向上游的拱形,拱冠剖面呈豎直的或向上游凸出的曲線形,壩體結(jié)構(gòu)既有拱作用又有梁作用,其所承受的水平荷載一部分經(jīng)過拱的作用壓向兩岸,另一部分經(jīng)過豎直梁的作用傳到壩底基巖。壩體的穩(wěn)定主要靠兩岸拱端的反力作用,并不全靠壩體自重來維持。由于拱是一種主要承受軸向壓力的推力結(jié)構(gòu),拱內(nèi)彎矩較小,應(yīng)力分布較均勻,有利于發(fā)揮材料的強度。拱壩的體積比同一高度的重力壩大約可節(jié)省1/3～2/3。拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu),當(dāng)外荷載增大或壩的某一部位發(fā)生局部開裂時,壩體的拱和梁作用會自行調(diào)整,使壩體應(yīng)力重新分配。拱壩的超載能力可達(dá)到設(shè)計荷載的5～11倍?？拐鹉芰姟９皦螇紊聿辉O(shè)永久伸縮縫,溫度變化和基巖變形對壩體應(yīng)力的影響顯著。不但能夠安全溢流,而且能夠在壩身設(shè)置泄水孔。由于拱壩剖面較薄,壩體幾何形狀復(fù)雜,因此對施工質(zhì)量、筑壩材料強度和防滲要求都較復(fù)雜。3.2對地形地質(zhì)條件的要求(適用條件)1．理想的地形條件(主要因素):左右岸對稱,岸坡平順無突變,在平面上向下游收縮的峽谷段。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支撐,以保證壩體的穩(wěn)定。一般情況下,河谷寬高比L/H<1.5的深切河谷可修建薄拱壩,厚高比T/H<0.2;L/H＝1.5～3.0的稍寬河谷可修建中厚拱壩,T/H＝0.2～0.35;L/H>3.0~4.5的寬河谷可修建重力拱壩,T/H>0.35;L/H>4.5的寬淺河谷應(yīng)修建重力壩。左右對稱的V型河谷,拱厚度較薄;U型河谷拱厚度較大,梯形河谷介于二者之間。拱壩最好修建于對稱河谷中,在不對稱河谷中修建的缺點是壩體受力條件較差,設(shè)計、施工復(fù)雜。當(dāng)河谷不對稱時,可采用人工措施使壩體盡可能接近對稱,如(1)在較陡的一岸向深處開挖;(2)在較緩一岸建造重力墩;(3)設(shè)置墊座及周邊縫等。有時也可采用不對稱的雙心圓拱布置。2．理想的地質(zhì)條件:基巖比較均勻,堅固完整,有足夠的強度,透水性小,能抵抗水的侵蝕,耐風(fēng)化,岸坡穩(wěn)定,沒有大斷裂等。3.3拱壩的形式單曲拱壩:上游面鉛直,整個壩體僅在水平面上呈曲線型。雙曲拱壩:壩體在水平面和鉛直面都呈曲線型。在接近矩形或較寬的梯形河谷,壩體上游面鉛直,整個壩體僅在水平面呈曲線形,稱為單曲拱壩。施工比較簡便,直立的上游面也有利于布置進(jìn)水口或泄水孔的控制設(shè)備。在底部狹窄的V型河谷,壩體在水平面和鉛直面均呈曲線形,稱為雙曲拱壩。優(yōu)點:由于梁系也呈彎曲的形狀,兼有豎向拱作用,承受水平荷載后,在產(chǎn)生水平位移的同時,還有向上位移的傾向,使梁的彎矩有所減小而軸向力加大,對降低壩的拉應(yīng)力有利;另一方面在水壓力作用下,壩體中部的豎向梁應(yīng)力是上游面受壓而下游面受拉,這同壩體自重產(chǎn)生的梁應(yīng)力正好相反。3.4拱壩的基本設(shè)計步驟(了解)1．荷載分析水壓力;自重(包括水重);泥沙壓力及浪壓力;溫度荷載;地震力;冰壓力。(1)基本荷載組合①水庫為正常蓄水位和相應(yīng)的尾水位+設(shè)計正常溫降引起的溫度荷載+自重+揚壓力+泥沙壓力+浪壓力+(冰壓力)②水庫死水位(或運行最低水位)及相應(yīng)的尾水位+設(shè)計正常溫升引起的溫度荷載+揚壓力+泥沙壓力+浪壓力③設(shè)計洪水位和相應(yīng)的尾水位+設(shè)計正常溫升引起的溫度荷載+自重+揚壓力+泥沙壓力+動水壓力+浪壓力④其它常遇的不利荷載組合(2)特殊荷載組合校核洪水位及相應(yīng)的尾水位+設(shè)計正常溫升引起的溫度荷載+自重+揚壓力+泥沙壓力+動水壓力+浪壓力②基本荷載組合①+地震荷載③基本荷載組合①+其它稀遇的不利荷載組合④施工期的荷載組合:接縫沒有灌漿:1)自重;2)自重+施工洪水期的靜水壓力接縫分期灌漿:1)自重+接縫灌漿部分壩體溫度荷載(溫升或溫降)2)自重+施工洪水期的靜水壓力+接縫灌漿部分的溫升荷載2．拱壩的體形及布置壩體尺寸:拱圈的平面形式,各層拱圈軸線的半徑和中心角,拱冠梁(中心鉛直平面)上、下游形式及其沿高程的厚度。拱壩布置的基本原則:壩體輪廓力求簡單,基巖面、壩面變化平順,避免有任何突變。3．應(yīng)力分析(1)方法:純拱法;拱梁分載法;有限元法,殼體理論(2)拱壩設(shè)計的應(yīng)力指標(biāo):《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》(SL282－203)規(guī)定:拱壩應(yīng)力分析應(yīng)以拱梁分載法或有限元法計算結(jié)果作為衡量強度安全的主要標(biāo)準(zhǔn);1、2級拱壩和高拱壩或情況比較復(fù)雜的拱壩(如拱壩內(nèi)設(shè)有較大的孔洞、基礎(chǔ)條件復(fù)雜等),除用拱梁分載法計算外,還應(yīng)采用有限元法計算,必要時,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型試驗加以驗證?！痘炷凉皦卧O(shè)計規(guī)范》(SL282－203)規(guī)定:用拱梁分載法或有限元等效應(yīng)力法計算拱壩應(yīng)力時,對于基本荷載組合,1、2級拱壩的抗壓安全系數(shù)采用4.0,3級拱壩的抗壓安全系數(shù)采用3.5;對于非地震情況的特殊荷載組合,1、2級拱壩的抗壓安全系數(shù)采用3.5,3級拱壩的抗壓安全系數(shù)采用3.0。主拉應(yīng)力的安全系數(shù)――規(guī)范規(guī)定:對基本荷載組合,用拱梁分載法算得主拉應(yīng)力不得大于1.2MPa,用有限元等效應(yīng)力法算得主拉應(yīng)力不得大于1.5MPa;對于非地震情況的特殊荷載組合,用拱梁分載法算得主拉應(yīng)力不得大于1.5MPa,用有限元等效應(yīng)力法算得主拉應(yīng)力不得大于2.0MPa;施工期在橫縫灌漿前,按單獨壩段驗算時,最大拉應(yīng)力不大于0.5MPa,并要求在壩體自重單獨作用下,合力作用點應(yīng)落在壩體厚度中間的2/3范圍內(nèi),遭遇施工洪水時,壩體抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1.2。地震區(qū)的拱壩應(yīng)力分析及指標(biāo)參照抗震設(shè)計規(guī)范。4．壩肩巖體穩(wěn)定分析方法:剛體極限平衡法;有限元法;地質(zhì)力學(xué)模型試驗。穩(wěn)定指標(biāo)――抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(略)5．體形的優(yōu)化設(shè)計(略)6．壩身泄水壩身泄水方式:自由跌流式;鼻坎挑流式;滑雪道式(拱壩特有);壩身泄水孔。消能方式:跌流消能,挑流消能,底流消能。7．材料及構(gòu)造8．建基面與地基處理3.5拱壩的構(gòu)造筑壩材料為混凝土,中小型工程可用漿砌塊石。1.分縫與接縫處理施工期分段澆筑,各段之間設(shè)有收縮縫。收縮縫有橫縫、縱縫兩類。收縮縫表面作成鍵槽,預(yù)埋灌漿管與出漿盒,壩體冷卻后進(jìn)行壓力灌漿。橫縫:橫縫是半徑向的,間距一般取15～20m,鉛直面。橫縫底部與地基面的夾角不得小于60o,并盡可能接近正交。縫內(nèi)設(shè)鉛直向的梯形鍵槽。橫縫上游側(cè)設(shè)止水片。縱縫:拱壩一般不設(shè)縱縫,對厚度大于40m的拱壩,經(jīng)分析論證,可考慮設(shè)置縱縫。相鄰壩塊間的縱縫應(yīng)錯開,間距約為20～40m,一般鉛直,到縫頂附近應(yīng)緩轉(zhuǎn)與下游壩面正交。在一定條件下,可將橫縫的一部分保持為永久縫,如近拱端地質(zhì)條件較差不足以承受拱端推力時。2.壩頂與壩面,廊道與排水,管孔(與重力壩相同)3.墊座與周邊縫對地形不規(guī)則的河谷或局部有深槽時,可在基巖與壩體之間設(shè)置墊座,在墊座與壩體之間形成周邊縫,一般為二次曲線或卵形曲線,使墊座以上的壩體盡量接近對稱。在徑向斷面上多數(shù)為圓弧形,縫面略向上游傾斜,與壩體傳至墊座的壓力線正交,也有一般弧線或直線。周邊縫的作用:①梁的剛度減弱,相對加強了拱的作用,改變了拱梁分載的比例。②減小壩體傳至墊座的彎矩,從而減小甚至消除壩體上游面的豎向拉應(yīng)力,使壩體和墊座接觸面的應(yīng)力發(fā)布趨于均勻。③可利用墊座增大與基巖的接觸面積,調(diào)整和改進(jìn)地基的受力狀態(tài)。④由于周邊縫的存在,壩體即使開裂,只能延伸到縫邊就會停止發(fā)展。若墊座開裂,也不致影響到壩體。⑤墊座是人工基礎(chǔ),可減少河谷地形的不規(guī)則性和地質(zhì)上局部軟弱帶的影響,改進(jìn)拱壩的支承條件。⑥墊座對壩體振動起緩沖作用。3.6拱壩的地基處理與重力壩基本相同,但要求更為嚴(yán)格,特別是對兩岸壩肩的處理。1.壩基開挖拱端應(yīng)嵌入岸坡內(nèi),最好開挖成全徑向,也可采用非全徑向開挖。同一壩體采用兩種開挖形式時,自上而下應(yīng)平緩過渡。河床段建基面的上、下游高差不宜過大,且盡可能略向上游傾斜。整個壩基可利用巖面在垂直水流方向應(yīng)平順,避免突變,也不宜開挖成臺階狀。2.固結(jié)灌漿和接觸灌漿拱壩壩基的固結(jié)灌漿孔一般按照全壩段布置,對于比較堅硬完整的基巖,也可只在壩基的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置數(shù)排固結(jié)灌漿孔?？拙嘁话銥?～6m,巖石破碎地區(qū)適當(dāng)加密,孔深一般5～15m。固結(jié)灌漿壓力,在保證不掀動巖石的情況下宜采用較大值,一般為0.2～0.4MPa,有混凝土蓋重時,可取0.3～0.7MPa。對壩體與陡于50°～60°的岸坡間和上游側(cè)的壩基接觸面,以及基巖中所有槽、井、洞等回填混凝土的頂部,均需進(jìn)行接觸灌漿,以提高接觸面強度,減少滲漏。接觸灌漿應(yīng)在壩體混凝土澆筑到一定高度、混凝土充分收縮、鉆排水孔之前進(jìn)行。3.防滲帷幕拱壩的帷幕灌漿孔原則上應(yīng)深入隔水層以下3～5m;若相對隔水層埋藏較深,孔深可采用(0.3～0.7)倍壩高;地質(zhì)條件特別復(fù)雜的地段,經(jīng)論證孔深可達(dá)1倍壩高以上。帷幕灌漿孔一般用1排到3排,試壩高和地基情況而定,其中1排孔應(yīng)鉆灌至設(shè)計深度,其余各排孔深可取主孔深的0.5～0.7倍?？拙嘀鸩郊用?開始為6m,最終為1.5～3.0m,排距略小于孔距。帷幕位置一般布置在壓應(yīng)力區(qū),并盡可能靠近上游壩面。防滲帷幕還應(yīng)深入兩岸山坡內(nèi),并與河床部位的帷幕保持連續(xù)性。4.壩基排水排水孔幕設(shè)在防滲帷幕下游側(cè),一般只設(shè)1道主排水孔,必要時增設(shè)1～2排輔助排水孔。排水孔與防滲帷幕下游側(cè)的距離應(yīng)不小于帷幕孔中心距的1～2倍,且不得小于2～4m。主排水孔間距一般3m左右,輔助排水孔間距一般3～6m,孔徑不宜小于15cm,主排水孔深度在兩岸壩肩可采用帷幕孔深的0.4～0.75倍,河床部位孔深不大于帷幕孔深的0.6倍,但不應(yīng)小于固結(jié)灌漿孔的深度。對高壩及兩岸較陡、地質(zhì)條件較復(fù)雜的中壩,宜在兩岸設(shè)置多層排水平洞,加鉆排水孔,形成空間排水孔洞系統(tǒng)。5.斷層破碎帶或軟弱夾層的處理

第四節(jié)土石壩4.1特點可就地、就近取材,經(jīng)濟節(jié)省。能適應(yīng)各種地形、地質(zhì)和氣候條件。施工機械的發(fā)展,提高了土石壩的施工質(zhì)量,加快了進(jìn)度,降低了造價,促進(jìn)了高土石壩的發(fā)展。4.2土石壩類型按壩高分:30m以下為低壩;30～70m為中壩;超過70m為高壩。按施工方法分:碾壓式土石壩;沖填式土石壩;水中填土壩;定向爆破堆石壩等。應(yīng)用最廣泛的是碾壓式土石壩。按土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體用的材料種類,碾壓式土石壩可分為:均質(zhì)壩;心墻壩:土質(zhì)心墻,瀝青混凝土或混凝土心墻、鋼筋混凝土心墻土質(zhì)斜墻壩;多種土質(zhì)壩;面板壩(壩體由透水土石料組成,防滲面板由鋼筋混凝土、瀝青混凝土或塑料薄膜等組成)。4.3土石壩設(shè)計的基本要求(1)具有足夠的斷面維持壩坡的穩(wěn)定。土石壩的邊坡和壩基穩(wěn)定是大壩安全的基本保證。(2)設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流。(3)根據(jù)現(xiàn)場條件選擇好筑壩土石料的種類、壩的結(jié)構(gòu)形式以及各種土石料在壩體內(nèi)的配置。泄水建筑物具有足夠的泄洪能力,壩頂在洪水位以上有足夠的安全超高,以防漫溢。采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施,使壩運用可靠和耐久。上游面護坡防浪,下游壩坡防雨水沖刷。4.4土石壩設(shè)計步驟1．基本剖面(1)壩頂高程式中:H――靜水位(正常運行和非正常運行);ha――波浪在壩坡上的爬高;e――風(fēng)浪壅高;A――安全加高。(2)壩頂寬度土石壩設(shè)計規(guī)范要求,高壩最小頂寬為10～15m,中低壩為5～10m。壩頂寬度必須考慮心墻或者斜墻頂部及反濾層布置的需要。(3)壩坡土石壩的壩坡一般根據(jù)經(jīng)驗初選。上游緩于下游;斜墻壩的上游坡緩于心墻壩,下游坡相反;粘性土壩坡為上陡下緩的曲面。均質(zhì)壩的平均坡度為1:3;心墻壩:下游坡――堆石常見壩坡為1:1.5~1:2.5;土料為1:2~1:3上游坡――堆石常見壩坡為1:1.7~1:2.7;土料為1:2.5~1:3.5斜墻壩:下游坡參照心墻壩,上游坡――石坡放緩0.2,土坡放緩0.5。面板壩:上游坡為1:1.4~1:1.7;下游坡1:1.3~1:1.4;卵礫石時放緩至1:1.5~1:1.6。2．滲流分析滲流分析內(nèi)容:確定浸潤線位置;確定滲流流速和坡降;確定滲流量。土壩的滲流變形:(1)管涌:土體中部分顆粒被滲流水帶走的現(xiàn)象。只發(fā)生于無粘性土中。(2)流土:滲流作用下,粘性土及均勻無粘性土體被浮動的現(xiàn)象,常見于滲流從壩下游溢出處。(3)接觸沖刷:細(xì)粒土(砂土或粘土)與粗粒土交界面上,細(xì)粒土被滲流水沖動發(fā)生破壞的情況。此時滲流方向與交界面平行。(4)剝離:粘性土與粗粒土接觸面上,由于滲流作用使土顆粒與整體結(jié)構(gòu)分離的現(xiàn)象。剝離可發(fā)生于粘性土與反濾層交界面上。(5)化學(xué)管涌:土體中的鹽類被滲流水溶解帶走的現(xiàn)象。3．穩(wěn)定分析剛體極限平衡法(瑞典圓弧)壩坡穩(wěn)定安全系數(shù):壩的級別IIIIIIIV、V正常運用條件1.301.251.201.15非常運用條件I1.201.151.101.05非常運用條件II1.101.051.051.00分析工況:施工期;穩(wěn)定滲流期;庫水位降落期。4．固結(jié)、沉降與應(yīng)力分析5.筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn)(見后)6.土石壩的構(gòu)造(見后)7．土石壩的地基處理(見后)4.5筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn)1.防滲土料(1)選擇原則①防滲性。滲透系數(shù)小于1×10-5cm/s,均質(zhì)壩或低壩可放寬到1×10-4cm/s。②抗剪強度;③壓縮性;④抗?jié)B穩(wěn)定性;⑤含水量;⑥膨脹量及體縮值;⑦可溶鹽、有機質(zhì)含量;⑧顆粒級配:小于0.005mm的粘粒含量不宜大于40％,一般30％以下為宜。最大粒徑不應(yīng)超過鋪土厚度的2/3。(2)礫石土防滲料:含有粗礫土和細(xì)粒土的混合料,粗粒含量在50％以內(nèi)。(3)填筑標(biāo)準(zhǔn)粘性土料以干容重為設(shè)計指標(biāo),按壓實試驗的最大干容重乘以壓實系數(shù)確定。I、II級壩和高壩,壓實系數(shù)不低于0.97~0.99,對III級及以下的壩不低于0.95~0.97。含礫粘性土料的壓實性由細(xì)料的壓實性控制。I、II級壩和高壩,細(xì)粒的壓實系數(shù)不低于0.97~0.99,對III級及以下的壩不低于0.96。當(dāng)含礫量大于30％時,壓實度下限值可適當(dāng)降低。2．壩殼料填筑標(biāo)準(zhǔn):(1)無粘性土:壓實標(biāo)準(zhǔn)按相對密度確定,不低于0.70~0.75。地震區(qū)浸潤線以上不低于0.70,浸潤線以下按設(shè)計烈度大小,不低于0.75~0.85。(2)堆石料:碾壓參數(shù)(碾壓設(shè)備型號、重量,鋪土厚度,加水量,碾壓遍數(shù)等)和干容重同時控制。3．反濾料、過渡料及排水材料(見后)4.6土石壩的構(gòu)造1．防滲體作用:控制壩內(nèi)浸潤線的位置,保持滲流穩(wěn)定。材料:土質(zhì),瀝青混凝土。結(jié)構(gòu)形式:心墻,斜墻。厚度/寬度以平均允許坡降作為控制標(biāo)準(zhǔn)。2．壩體排水作用:控制和引導(dǎo)滲流,降低浸潤線,加速孔隙水壓力消散,以增強壩的穩(wěn)定,并保護下游壩坡免遭凍脹破壞。(1)棱體排水又稱濾水壩趾,在下游壩腳處用塊石堆成的棱體?？山档徒櫨€,防止壩坡凍脹,保護下游壩腳不受尾水淘刷且支持壩體增加穩(wěn)定性。(2)貼坡排水又稱表面排水。用1、2層堆石或砌石加反濾層直接鋪設(shè)在下游壩坡表面,不伸入壩體的排水設(shè)施。(3)壩內(nèi)排水包括褥墊排水層、網(wǎng)狀排水帶、排水管、豎式排水體等。3．反濾層(1)作用濾土排水,防止土工建筑物在滲流逸出處發(fā)生滲透破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。對下游側(cè)有承壓水的土層,還可起壓重的作用。(2)部位在土質(zhì)防滲體與壩殼或壩基透水層之間,以及滲流逸出處或進(jìn)入排水體,都必須設(shè)置反濾層。(3)要求①被保護土層不發(fā)生管涌等有害的滲透變形,在防滲體發(fā)生裂縫的情況下,土顆粒不會被帶出反濾層,能促使裂縫自愈。要求孔隙足夠小。②透水性大于被保護土,能順利排除滲透水流,同時不致被細(xì)粒土淤塞而失效。(4)結(jié)構(gòu)反濾層一般由1～3層級配均勻、耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成,每層粒徑隨滲流方向而增大。規(guī)范規(guī)定:;式中:D15為相鄰的粒徑較大一層土的特征粒徑;d85、d15為相鄰的粒徑較小一層土的控制粒徑和特征粒徑。4．土石壩的裂縫控制(1)縱縫走向與壩軸線大致平行,多發(fā)生在心墻壩、斜墻壩的壩頂和壩坡中部。成因:心墻壩的壩殼土料比心墻土料固結(jié)沉降快;斜墻壩的壩殼料如壓實不足,上部和下部沉降不均,都可使斜墻斷裂,形成縱縫。(2)橫縫走向與壩軸線垂直,多發(fā)生在兩岸壩肩附近。岸坡較陡或岸坡地形突然變化時,都易發(fā)生橫縫。(3)內(nèi)部裂縫主要由壩體和壩基的不均勻沉降引起。(4)防治措施①改進(jìn)壩體結(jié)構(gòu)或平面布置:壩軸線改成略凸向上游的拱形;放緩壩坡;加厚心墻或斜墻;布設(shè)反濾層;不同土料間設(shè)過渡層。②重視地基處理③適當(dāng)選用土料④采用合宜的施工措施和運行方式(5)裂縫處理表面裂縫:先用砂土填塞,再以低塑性粘土封填、夯實;深部裂縫:灌漿處理;嚴(yán)重裂縫:壩內(nèi)做混凝土防滲墻。5．土石壩與混凝土建筑物的連接(1)插入式混凝土壩斷面逐漸縮小,最后成為剛性心墻插入土石壩心墻內(nèi)。(2)翼墻式在組合部位作出混凝土擋土墻并向上下游延伸形成翼墻。4.7土石壩的地基處理主要要求:①控制滲流,避免滲透破壞;②保持壩體和壩基的靜力和動力穩(wěn)定,③在保證安全運行的條件下節(jié)省投資。要求較混凝土壩低。1．巖基處理當(dāng)巖基上的覆蓋層較薄時,只需防滲體座落在巖基上形成截水槽隔斷滲流即可。對高壩要求更嚴(yán)格。防滲體與基巖的接觸面要求結(jié)合緊密?；鶐r內(nèi)部防滲處理主要是帷幕灌漿。2．砂礫石壩基處理主要問題是滲流控制。垂直防滲措施:粘性土截水槽、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等上游水平防滲鋪蓋:下游排水設(shè)施:水平排水層、排水溝、減壓井、透水蓋重3．細(xì)砂、軟粘土和濕陷性黃土地基處理(1)細(xì)砂等易液化地基挖除或人工加密。表面振動加密、振沖法、強夯。(2)軟粘土地基排水固結(jié):砂井加速排水固結(jié)。(3)濕陷性黃土地基挖除、翻壓或強夯,預(yù)先浸水處理。

第五節(jié)水閘5.1功能與分類水閘是一種利用閘門擋水和泄水的低水頭水工建筑物,多建于河道、渠系及水庫、海、湖泊岸邊。按功能分類:(1)節(jié)制閘攔河或在渠道上建造,用于攔洪、調(diào)節(jié)水位、控制下泄流量。河道上的節(jié)制閘又稱攔河閘。(2)進(jìn)水閘又稱取水閘、渠首閘。建在河道、水庫或湖泊的岸邊,用以控制引水流量,以滿足灌溉、發(fā)電或供水的需要。(3)分洪閘常建于河道的一側(cè),用來將超過下游河道安全泄量的洪水泄入分洪區(qū)或分洪道。(4)排水閘建于江河沿岸,用來排除內(nèi)河或低洼地區(qū)對農(nóng)作物有害的漬水。(5)擋潮閘建在入海河口附近,漲潮時關(guān)閘,退潮時開閘泄水。(6)沖沙閘(排沙閘)常建在進(jìn)水閘一側(cè)的河道上與節(jié)制閘并排布置或在引水渠內(nèi)的進(jìn)水閘旁。其它還有排冰閘、排污閘等。按閘室結(jié)構(gòu)分:開敞式、胸墻式、涵洞式等。5.2水閘的組成(1)閘室包括閘門、閘墩、邊墻、底板、胸墻、工作橋、交通橋、啟閉機等。(2)上游連接段包括兩側(cè)的翼墻、護坡、河床部分的鋪蓋。(3)下游連接段包括護坦、海漫、防沖槽、兩岸的翼墻、護坡等。5.3軟土地基上水閘的工作特點(1)軟土地基的壓縮性大,承載力低,細(xì)砂易液化,抗沖能力差。地基可能產(chǎn)生較大的沉降或沉降差,造成閘室傾斜,止水破壞,閘底板斷裂,甚至破壞,引起水閘失事。(2)水閘泄流時,土基的抗沖能力較低,可能引起水閘下游的沖刷。(3)土基在滲流作用下,易發(fā)生滲透破壞。5.4水閘的設(shè)計步驟1．閘址選擇壤土、中砂、粗砂和砂礫石適于作為水閘的地基。盡量避免淤泥質(zhì)土和粉、細(xì)砂地基。2.閘孔設(shè)計(1)堰型選擇:寬頂堰、低實用堰(2)閘底板高程(3)閘孔的總凈寬(4)閘室單孔寬度和閘室總寬度3．防滲、排水設(shè)計(1)防滲設(shè)施:構(gòu)成地下輪廓的鋪蓋、板樁及齒墻(2)排水設(shè)施:鋪設(shè)在護坦、海漫的底部、閘底板下游段的砂礫石層4．消能、防沖設(shè)計(1)消能:一般采用底流消能。(2)海漫:消力池后接海漫。要求表面有粗糙度,具有透水性,具有柔性。形式有干砌石、漿砌石、混凝土板等。(3)防沖槽:海漫末端預(yù)留足夠的粒徑大于30cm的石塊,在沖刷水流的作用下散鋪在沖刷坑的上游面,形成護坡。(4)翼墻與護坡5．閘室的布置和構(gòu)造分縫與止水。6．閘室穩(wěn)定分析、沉降校核和地基處理7．閘室結(jié)構(gòu)計算8．水閘與兩岸的連接建筑包括:上、下游翼墻和邊墩。作用:①擋住兩側(cè)填土、維持土壩及兩岸的穩(wěn)定;②上游翼墻引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘,下游翼墻使出閘水流均勻擴散,減少沖刷;③保護兩岸或土坡不受過閘水流的沖刷;④控制閘身兩側(cè)的滲流,防止與其相連的岸坡或土壩發(fā)生滲透破壞;⑤軟弱地基上設(shè)有獨立岸墻時,可減少地基沉降對閘身應(yīng)力的影響。第六節(jié)渠系建筑物6.1分類及組成、作用包括:渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水等。按照作用分:1．渠道作用是輸水。按用途分為:灌溉渠道、動力渠道、供水渠道、通航渠道和排水渠道等。2．調(diào)節(jié)及配水建筑物用以調(diào)節(jié)水位和分配流量,如:節(jié)制閘、分水閘等。3．交叉建筑物渠道與山谷、河流、道路、山嶺等相交時修建的建筑物,如:渡槽、倒虹吸管、涵洞等。(1)渡槽:當(dāng)渠道與山谷、河流、道路相交,為連接渠道而設(shè)置的過水橋。(2)倒虹吸管:當(dāng)渠道跨越山谷、河流、道路時,為連接渠道而設(shè)置的壓力管道。形狀如倒置的虹吸管。(3)涵洞:當(dāng)渠道與道路相交而又低于路面時,可設(shè)置輸水涵洞;當(dāng)渠道穿過山溝或小溪且流量不大時,可用一段填方渠道,下面埋設(shè)涵洞。4．落差建筑物在渠道落差集中處修建的建筑物,如:跌水、陡坡等。陡坡與跌水的主要區(qū)別是,陡坡以斜坡代替跌水墻。5．泄水建筑物用以放空渠水的建筑物,如泄水閘、虹吸泄洪道等。6．沖沙和沉沙建筑物:沖沙閘、沉沙池等7．量水建筑物計算輸配水流的設(shè)施,如:量水堰、量水管嘴等。

第七節(jié)堤防工程7.1分類(熟悉)1．定義:堤防是沿江河、湖泊、海洋的岸邊或蓄滯洪區(qū)、水庫庫區(qū)的周邊修建的防止洪水漫溢或風(fēng)暴潮襲擊的擋水建筑物。2．分類:河堤、湖堤、海堤、圍堤、水庫堤防河堤:高水位持續(xù)時間短,堤身浸潤線不高,堤防斷面較小;湖堤:高水位持續(xù)時間長,風(fēng)浪較大,堤身斷面尺寸較河堤大,臨水面有較好的防浪護面,背水面有排滲設(shè)施;水庫堤防:斷面設(shè)計與湖堤相同;圍堤:用于臨時滯蓄超標(biāo)準(zhǔn)洪水,修建標(biāo)準(zhǔn)與干堤相同;海堤:風(fēng)浪大,堤防斷面大,較河堤堅固。臨水面有防浪設(shè)施和其它護堤設(shè)施。3．河堤分類:遙堤、縷堤、格堤、月堤、越堤……遙堤:又稱主堤或干堤,距河較遠(yuǎn),堤身較厚,用于防御特大洪水,是防洪的最后一道防線?？|堤:有名民垸、民埝、生產(chǎn)堤,距河較近,堤身單薄,保護縷堤至遙堤之間的灘地洪水大時可能漫溢潰決。格堤:連接遙堤與縷堤的橫向堤防,形成格狀,一旦縷堤決口,水遇格堤即止,同時可防止沿遙堤形成串溝奪河。月堤與越堤:依縷堤或遙堤進(jìn)占或退后的月牙形堤防。退后為月堤,進(jìn)占為越堤。其它:在堤頂加修的小堤稱為子堤或子埝。黃河堤防示意7.2設(shè)計(了解)確定防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(1)堤線選擇原則:①堤防對水流的干擾盡可能小;②堤線不宜距河槽岸線太近;③堤線宜選經(jīng)高埠老土、土質(zhì)堅硬、層次單一的土層上;④堤線選擇盡量照顧兩岸城鎮(zhèn)的利益;⑤在越建或退建堤防時,越建不能使過流斷面顯著減小妨礙水流,退建堤防切忌形成袋狀,形成水流入袖,也不宜單獨一段堤距擴展得太寬,以免形成回流淘刷,引起新的險情。(2)堤頂高程和堤距的確定(3)堤身斷面設(shè)計(4)滲流計算和滲控措施設(shè)計(5)堤坡穩(wěn)定分析抗震設(shè)計7.3滲透破壞和滲控措施(了解)1．滲透破壞管涌:非粘性土中細(xì)顆粒被滲透水流移動帶出,形成滲流通道的現(xiàn)象。流土:局部范圍內(nèi)成塊的土體被滲流水掀起浮動的現(xiàn)象。接觸沖刷:滲流沿不同材料或土層接觸面流動時引起的沖刷現(xiàn)象。接觸管涌:當(dāng)滲流方向垂直于不同土壤的接觸面時,可能把其中一層中的細(xì)顆粒帶到另一層較粗顆粒的土層空隙中的管涌現(xiàn)象。接觸流土:接觸管涌繼續(xù)發(fā)展,形成成塊土體移動,甚至形成剝蝕區(qū)時,便形成接觸流土。一般認(rèn)為粘性土不會發(fā)生管涌變形和破壞。砂土和砂礫石,顆粒不均勻系數(shù)＝d60/d10<10易發(fā)生流土;>20會發(fā)生管涌;10<<20可能發(fā)生流土,也可能發(fā)生管涌。2．滲控措施(1)截水墻攔截經(jīng)過透水地基滲水的最有效手段。土料、鋼板樁、混凝土(2)臨河面不透水粘土鋪蓋(3)堤背防滲蓋重(4)堤背腳濾水設(shè)施:濾水戧臺、反濾層、導(dǎo)滲溝、減壓井

7.4堤防搶險(了解)1．防漫溢泄、蓄、分;原堤加固加高,堤頂搶筑子堤。2．散浸搶護:外截內(nèi)導(dǎo)臨河截滲:粘土前戧截滲,外坡鋪設(shè)不透水土工膜。背河導(dǎo)滲:導(dǎo)滲溝、反濾層、透水后戧(濾水壓浸臺)。搶護脫坡:濾水換坡、濾水土撐。3．搶堵漏洞(1)外堵塞漏洞;(2)堤內(nèi)導(dǎo)水抑砂(3)堤身截斷漏管4．搶護管涌:與搶堵漏洞相似,修筑背水月堤、反濾鋪蓋層5．跌窩搶險6．防風(fēng)浪:柳枕、木排、蘆葦或土袋還坡、土工織物7．凌汛搶險:上游水庫調(diào)度,下游破冰泄流

第八節(jié)橋梁(熟悉)1．基本組成:橋跨結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)(橋墩、橋臺)、墩臺基礎(chǔ)。2．按基本結(jié)構(gòu)體系分類:梁式橋、拱式橋、剛架橋、纜索承重橋、組合體系橋。8.1基本設(shè)計步驟(了解)設(shè)計設(shè)計平面布置橫剖面設(shè)計縱剖面設(shè)計橋梁總跨徑橋梁分孔橋面標(biāo)高橋下凈空橋上與橋頭的縱坡布置基礎(chǔ)埋置深度橋面寬度橫截面布置設(shè)計方案比較驗算強度、剛度、穩(wěn)定性驗算橋梁規(guī)劃設(shè)計方案設(shè)計技術(shù)設(shè)計施工圖設(shè)計結(jié)構(gòu)形式、尺寸、數(shù)量指標(biāo)、施工方案…8.2梁式橋1．定義橋梁在垂直荷載作用下,支承處僅產(chǎn)生豎向反力而無水平推力的結(jié)構(gòu)體系。多采用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼結(jié)構(gòu)。2．受力特點梁以承受彎矩為主。3．特點結(jié)構(gòu)簡單,施工方便。4．基本類型按承重結(jié)構(gòu)的截面形式分:板橋、肋板式梁橋、箱形梁橋。按承重結(jié)構(gòu)的靜力體系分:簡支梁橋、懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、T形剛構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋。簡支梁橋:懸臂梁橋:簡支梁橋:懸臂梁橋:連續(xù)梁橋:T形剛構(gòu)橋:連續(xù)剛構(gòu)橋:8.3剛架橋1．定義橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺整體連接的橋梁。2．受力特點①主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩,減少了跨中正彎矩;②支柱承受壓力和彎矩;③支柱腳產(chǎn)生水平推力。3．特點外形尺寸小,橋下凈空大,橋下視野開闊,混凝土用量少。但鋼筋用量大,基礎(chǔ)造價較高。主梁高度較梁橋小,適用于需較大橋下凈空或建筑高度受限的情況,如立交橋、高架橋。4．類型單跨剛架橋、多跨剛架橋。剛架橋剛架橋8.4拱式橋1．定義主要承載結(jié)構(gòu)式拱圈或拱肋。一般見圬工材料和鋼筋混凝土。2．受力特點在豎向荷載作用下,拱的兩端支承處產(chǎn)生豎向和水平力,降低了拱圈(拱肋)的彎矩。3．特點優(yōu)點:跨越能力大;能就地取材,造價低;耐久性好,維護費用低;外形美觀;構(gòu)造簡單,技術(shù)易掌握。缺點:對地基要求高,增大下部結(jié)構(gòu)工程量和造價;施工是重要影響因素;建筑高度較梁式橋高。4．分類材料:圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋、鋼拱橋、組合材料拱橋(如鋼管混凝土拱橋)。拱圈截面形式:板拱橋、肋拱橋、雙曲拱橋、箱形拱橋拱上建筑形式:實腹式、空腹式拱軸線形式:圓弧線、拋物線、懸鏈線橋面位置:上承式、中承式、下承式有無推力:有推力、無推力拱式橋拱式橋8.5纜索承重橋1．定義以纜索為主要承重構(gòu)件的橋梁。分為斜拉橋、懸索橋。2．斜拉橋特點①利用主梁、斜拉索、索塔三者的不同組合相成不同的體系以適應(yīng)不同的地形和地質(zhì)條件。②索塔上用若干斜向斜拉索支承起主梁以跨越較大障礙。斜拉索減少了梁內(nèi)應(yīng)力和尺寸,使橋梁跨越能力顯著增大。③與懸索橋相比,不需要笨重的錨固裝置,抗風(fēng)能力更優(yōu)。④調(diào)整斜拉索的拉力能夠調(diào)整主梁的內(nèi)力,使主梁內(nèi)力更均勻合理。⑤便于采用懸臂法施工和架設(shè),且安全可靠。⑥作為一種高次超靜定的組合結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高。3．懸索橋(吊橋)特點①跨越能力在所有橋梁體系中最大。②可避免不良基礎(chǔ)。③采用高強材料作為主要承重結(jié)構(gòu),用料省。④構(gòu)造簡單、輕便,施工方便。⑤建筑高度較小,外形美觀缺點:主索為柔性結(jié)構(gòu),對有節(jié)奏荷載造成的振動敏感。斜拉橋懸索橋斜拉橋懸索橋

目錄TOC\o"1-3"\h\z第一節(jié)概述 11.1水利工程對環(huán)境的影響(了解) 11.庫區(qū) 12.水庫下游 13.其它 11.2水工建筑物分類及等級劃分(掌握) 11.水工建筑物的分類(按功用) 12.水利工程分等 23.水工建筑物分級 2第二節(jié)重力壩 42.1工作原理 42.2特點 41.優(yōu)點 42.缺點 42.3適用條件 42.4設(shè)計內(nèi)容(了解) 51.剖面設(shè)計 52.荷載分析 53.穩(wěn)定分析 54.應(yīng)力分析 65.構(gòu)造設(shè)計 66.地基處理 67.溢流重力壩和泄水孔設(shè)計 68.監(jiān)測設(shè)計 62.5提高壩體抗滑穩(wěn)定性的工程措施 71.利用水重。 72.采取有利的開挖輪廓線。 73.設(shè)置齒墻。 74.抽水措施。 75.加固地基。(見后) 76.橫縫灌漿。 77.預(yù)應(yīng)力措施。 72.6溫度裂縫和防止措施 71.裂縫的分類 72.溫度控制目的 83.溫度控制標(biāo)準(zhǔn) 84.溫度控制措施 82.7地基處理 81．壩基的開挖與清理:使壩體座落在穩(wěn)定、堅固的地基上。 83．帷幕灌漿:降低壩底滲透壓力,防止壩基發(fā)生管涌,減少壩基滲流量。 94．壩基排水。 95．?dāng)鄬悠扑閹?、軟弱夾層和溶洞的處理 92.8重力壩的分縫、分塊 101.橫縫 102．縱縫 103．水平施工縫 102.9泄水重力壩 10第三節(jié)拱壩 113.1特點 113.2對地形地質(zhì)條件的要求(適用條件) 111．理想的地形條件(主要因素): 112．理想的地質(zhì)條件: 113.3拱壩的形式 113.4拱壩的基本設(shè)計步驟(了解) 121．荷載分析 122．拱壩的體形及布置 123．應(yīng)力分析 124．壩肩巖體穩(wěn)定分析 135．體形的優(yōu)化設(shè)計(略) 136．壩身泄水 137．材料及構(gòu)造 138．建基面與地基處理 133.5拱壩的構(gòu)造 131.分縫與接縫處理 132.壩頂與壩面,廊道與排水,管孔(與重力壩相同) 133.墊座與周邊縫 133.6拱壩的地基處理 141.壩基開挖 142.固結(jié)灌漿和接觸灌漿 143.防滲帷幕 144.壩基排水 145.斷層破碎帶或軟弱夾層的處理 14第四節(jié)土石壩 154.1特點 154.2土石壩類型 154.3土石壩設(shè)計的基本要求 154.4土石壩設(shè)計步驟 151．基本剖面 152．滲流分析 163．穩(wěn)定分析 164．固結(jié)、沉降與應(yīng)力分析 165.筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn)(見后) 166.土石壩的構(gòu)造(見后) 167．土石壩的地基處理(見后) 164.5筑壩土石料及填筑標(biāo)準(zhǔn) 161.防滲土料 162．壩殼料 173．反濾料、過渡料及排水材料(見后) 174.6土石壩的構(gòu)造 171．防滲體 172．壩體排水 173．反濾層 174．土石壩的裂縫控制 185．土石壩與混凝土建筑物的連接 184.7土石壩的地基處理 191．巖基處理 192．砂礫石壩基處理 193．細(xì)砂、軟粘土和濕陷性黃土地基處理 19第五節(jié)水閘 205.1功能與分類 205.2水閘的組成 205.3軟土地基上水閘的工作特點 205.4水閘的設(shè)計步驟 211．閘址選擇 212.閘孔設(shè)計