擋水蓄水建筑物

擋水蓄水建筑物考試大綱4.2 混凝土重力壩（混凝土拱壩）設(shè)計(jì)熟練掌握重力（拱）壩布置、設(shè)計(jì)原則、與安全性有關(guān)的限制性條件。熟練掌握壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。掌握壩身泄水建筑物型水、蓄式水和建消筑能物防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。掌握壩身泄水建筑物的水力計(jì)算。掌握壩體結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本方法。掌握壩基（壩肩）及邊坡處理設(shè)計(jì)。掌握碾壓混凝土重力（拱）壩材料性能、構(gòu)造要求與施工特點(diǎn)。第二節(jié) 混凝土重力壩設(shè)計(jì)一、重力壩布置、設(shè)計(jì)原則、與安全性有關(guān)的限制性條件（一）重力壩布置壩體布置應(yīng)結(jié)合樞紐布置全面考慮，首先考慮泄洪建筑物的布置。位于洪水流量大而狹窄河道上高壩的樞紐布置，可選用廠房頂溢流式、廠前挑流式、壩內(nèi)式或地下式廠房等；位于寬闊河道上，可選用河床式或壩后式廠房。壩體溢流段的前沿長度，溢流泄水孔孔數(shù)、孔口型式、尺寸和堰頂高程應(yīng)綜合比較決定。壩體泄洪及消能防沖設(shè)施應(yīng)根據(jù)壩高、壩基及下游河床和兩岸地形地質(zhì)條件，下游河道水深變化情況，結(jié)合過木、排冰、排漂等要求合理選擇?？筛鶕?jù)功能要求設(shè)置壩體泄水孔、放水孔。泄水孔位置、型式、高程、孔數(shù)和孔口尺寸的選擇應(yīng)考慮的因素。重力壩的施工導(dǎo)流建筑物如底孔、缺口、梳齒等，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)流方案和地形、地質(zhì)、水文等條件經(jīng)比較確定，其布置應(yīng)符合的要求。設(shè)于壩內(nèi)的發(fā)電引水管道的進(jìn)水口高程，應(yīng)根據(jù)水利動能設(shè)計(jì)要求和泥沙淤積等條件確定，并符合SD30388《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》或SL

285《水利水電工程進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。大型樞紐工程的重力壩布置應(yīng)經(jīng)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證運(yùn)行期和施工期的流態(tài)與沖淤狀況是否滿足各項(xiàng)建筑物的運(yùn)行需要。（二）重力壩設(shè)計(jì)原則壩體斷面型式應(yīng)根據(jù)壩的受力條件以及壩址的地形地質(zhì)、水文氣象、建筑材料、施工工期等條件，通過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。各個壩段上游面宜協(xié)調(diào)一致，使壩段兩側(cè)橫縫上游面止水設(shè)施呈對稱布置，廊道距上游面的距離也保持一致。建在地震區(qū)的混凝土重力壩壩體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合DL5073-1997或SL

203《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定.建在寒冷地區(qū)混凝土重力壩的抗冰凍設(shè)計(jì)應(yīng)符合DL/T5082-1998或SL

211《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》的經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，壩型除采用實(shí)體混凝土重力壩外，也可采用寬縫重力壩、大頭壩、空腹重力壩等。重力壩的斷面原則上應(yīng)由持久狀況控制，并以偶然狀況復(fù)核，此時，可考慮壩體的空間作用或采用其它適當(dāng)措施，不宜由偶然狀況控制設(shè)計(jì)斷面。分期施工投入運(yùn)行的壩，強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)按持久狀況計(jì)算。寬縫重力壩可用材料力學(xué)法計(jì)算壩體應(yīng)力，局部區(qū)域如頭部附近等部位，也可用有限元法計(jì)算，并允許在離上游面較遠(yuǎn)部位出現(xiàn)不超過壩體混凝土允許的拉應(yīng)力。空腹重力壩可用結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)法和有限無法計(jì)算壩體應(yīng)力，并用模型試驗(yàn)驗(yàn)證。所得應(yīng)力成果應(yīng)避免特別不利的應(yīng)力分布狀態(tài)。有橫縫的重力壩，其強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)按平面問題考慮，可取一個壩段或取單位寬度進(jìn)行計(jì)算。廠壩連接的壩后式廠房，在壩的穩(wěn)定核算中，可考慮廠壩聯(lián)合的抗滑作用。廠房作用于壩上的抗滑力，可根據(jù)廠壩整體分析的應(yīng)力狀態(tài)確定。（三）與安全性有關(guān)的限制條件水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別壩體抗滑穩(wěn)定安全控制標(biāo)準(zhǔn)壩體、壩基應(yīng)力安全控制標(biāo)準(zhǔn)二、壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，泄水建筑物型式和消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壩頂廊道壩體分縫止水和排水大壩混凝土材料及分區(qū)非溢流壩段（二）泄水建筑物型式溢流壩段壩身泄水孔（三）泄水建筑物消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則高速水流區(qū)的防空蝕設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)施的設(shè)計(jì)三、泄水建筑物的水力計(jì)算（一）泄流能力及摻氣水深計(jì)算開敞式溢流堰泄流能力計(jì)算公式孔口泄流能力計(jì)算公式溢流壩水面線計(jì)算（二）挑流消能設(shè)計(jì)水舌拋距估算公式最大沖坑水墊厚度按下式估算（三）底流消能設(shè)計(jì)護(hù)坦長度可根據(jù)其上是否設(shè)置輔助消能設(shè)施及水力特性，按照下式計(jì)算。護(hù)坦上的時均水壓力分布，可按下列規(guī)定取值：1）當(dāng)護(hù)坦面為水平時，作用在其上的時均水壓力可近似取計(jì)算斷面上的水深；當(dāng)不設(shè)消力墩、坎等輔助消能設(shè)施的護(hù)坦上發(fā)生水躍時, 可取躍首、躍尾間水面連一直線，作為近似水面線；當(dāng)護(hù)坦上設(shè)有消力墩時，則墩下游可按躍后水深估算， 墩上游可按躍后水深的一半估算。（四）水流對尾檻的沖擊力水流對消力池尾檻的沖擊力代表值可按下式計(jì)算：式中：——作用于消力池尾檻的水流沖擊力代表值(N)；——尾檻迎水面在垂直于水流方向上的投影面積(m2);——水躍收縮斷面的流速(m/s)；——阻力系數(shù)。對于消力池中未形成水躍、水流直接沖擊尾檻的情況，可取

＝0.6；對于消力池中已形成水躍且3≤≤10的情況，可取

＝0.1～0.5(弗氏數(shù)大者取小值，反之取大值)。（五）脈動壓力作用于一定面積上的脈動壓力代表值可按下式計(jì)算脈動壓強(qiáng)代表值可按下式計(jì)算對于消力池水流，可取收縮斷面的平均流速；對于泄槽水流，可取計(jì)算斷面的平均流速；對于反弧鼻坎挑流，可取反弧最低處的斷面平均流速。四、壩體結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本方法（一）抗滑穩(wěn)定分析抗滑穩(wěn)定分析是重力壩結(jié)構(gòu)計(jì)算中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的是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。沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析深層抗滑穩(wěn)定分析岸坡壩段的抗滑穩(wěn)定分析（二）重力壩的應(yīng)力分析混凝土重力壩的應(yīng)力分析是在壩體斷面已初步擬定的情況下進(jìn)行的。其目的是為了判定壩在運(yùn)用期和施工期是否滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定方面的要求，同時也為研究與設(shè)計(jì)、施工有關(guān)的其他問題（如確定壩體混凝土的標(biāo)號分區(qū)以及某些部位配置鋼筋等）提供依據(jù)。重力壩應(yīng)力分析一般應(yīng)包括以下內(nèi)容:計(jì)算壩體選定截面上的應(yīng)力（應(yīng)根據(jù)壩高選定計(jì)算截面，包括壩基面，折坡處的截面及其他需要計(jì)算的截面），計(jì)算壩體削弱部位（如孔洞、泄水管道、電站引水管道部位等）的局部應(yīng)力,計(jì)算壩體個別部位的應(yīng)力(如閘墩、胸墻、導(dǎo)墻、進(jìn)水口支承結(jié)構(gòu)、寬縫重力壩的頭部等），需要時分析壩基內(nèi)部的應(yīng)力。模型試驗(yàn)法材料力學(xué)法彈性理論的解析法彈性理論的差分法彈性理論的有限元法五、混凝土重力壩壩基處理設(shè)計(jì)（一）一般規(guī)定混凝土重力壩的基礎(chǔ)經(jīng)處理后應(yīng)滿足的要求。壩基處理設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮基礎(chǔ)與其上部結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，必要時可采取措施，調(diào)整上部結(jié)構(gòu)的型式，使上部結(jié)構(gòu)與其基礎(chǔ)工作條件協(xié)調(diào)。壩基處理設(shè)計(jì)時，應(yīng)同時考慮壩基和兩岸壩接頭部位的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件對建筑物運(yùn)行的影響，研究壩基變形、滲透和壩肩邊坡穩(wěn)定情況，尤應(yīng)考慮施工或蓄水對穩(wěn)定和滲透帶來的變化，必要時應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。巖溶地區(qū)的壩基處理設(shè)計(jì)，應(yīng)認(rèn)真查清其在壩區(qū)分布范圍及特點(diǎn)、水文地質(zhì)條件及裂隙中充填物，非巖溶巖石的封閉條件。對巖溶發(fā)育，情況復(fù)雜的基礎(chǔ)，應(yīng)進(jìn)行專門的處理設(shè)計(jì)。（二）壩基開挖混凝土重力壩的建基面應(yīng)根據(jù)大壩穩(wěn)定、壩基應(yīng)力、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、巖體類別、基礎(chǔ)變形和穩(wěn)定性、上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)的要求、基礎(chǔ)加固處理效果及施工工藝、工期和費(fèi)用等技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。重力壩的基坑形狀應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件及上部結(jié)構(gòu)的要求確定，壩段的基礎(chǔ)面上、下游高差不宜過大，并略向上游傾斜。兩岸岸坡壩段基礎(chǔ)的形狀，在平行壩軸線方向宜開挖成有一定寬度的臺階狀，或采取其它結(jié)構(gòu)措施，確保壩體側(cè)向穩(wěn)定。基礎(chǔ)中存在的局部工程地質(zhì)缺陷，例如表層夾泥裂隙、強(qiáng)風(fēng)化區(qū)、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶及巖溶充填物等均應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)開挖予以挖除。壩基開挖設(shè)計(jì)中可采用梯段爆破、預(yù)裂爆破等方式，保證（三）壩基固結(jié)灌漿壩基固結(jié)灌漿的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)壩基工程地質(zhì)條件、壩高和灌漿試驗(yàn)資料確定。壩基巖體裂隙發(fā)育，且具有可灌性時，應(yīng)在壩基范圍內(nèi)進(jìn)行固結(jié)灌漿，并應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力及地質(zhì)條件，向壩基外上、下游及寬縫重力壩的寬縫部位適當(dāng)擴(kuò)大灌漿范圍；防滲帷幕上游的壩基宜進(jìn)行固結(jié)灌漿；斷層破碎帶及其兩側(cè)影響帶應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)固結(jié)灌漿。（四）壩基防滲帷幕和排水壩體基礎(chǔ)的防滲帷幕和排水設(shè)計(jì)，應(yīng)以壩區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和灌漿試驗(yàn)資料為依據(jù)，結(jié)合水庫功能、壩高綜合考慮防滲和排水的相互作用，經(jīng)分析研究確定帷幕和排水的設(shè)置。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的高壩，應(yīng)進(jìn)行滲流計(jì)算。防滲帷幕設(shè)計(jì)排水設(shè)計(jì)（五）斷層破碎帶和軟弱結(jié)構(gòu)面處理壩基范圍內(nèi)的斷層破碎帶或軟弱結(jié)構(gòu)面，應(yīng)根據(jù)其所在部位、埋藏深度、產(chǎn)狀、寬度、組成物性質(zhì)以及有關(guān)試驗(yàn)資料,研究其對上部結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)合施工條件進(jìn)行專門處理。傾角較陡的斷層破碎帶，可用處理的方法。提高深層緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性處理方法。根據(jù)軟弱結(jié)構(gòu)面埋深不同可分別采用混凝土置換、混凝土深齒墻、混凝土塞等措施，增加軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪能力。伸入水庫區(qū)內(nèi)的斷層破碎帶或軟弱結(jié)構(gòu)面，有（六）巖溶地區(qū)的防滲處理防滲處理的方式有防滲帷幕灌漿和防滲墻兩類，應(yīng)根據(jù)溶洞的規(guī)模、溶縫透水性程度等條件選定。對存在巖溶洞穴或具有強(qiáng)透水性的溶縫，可采用混凝土防滲墻或高壓灌漿填塞等措施處理。防滲帷幕線在平面上的輪廓布置，可根據(jù)兩岸地形地質(zhì)條件選定。幕線應(yīng)設(shè)在巖溶發(fā)育微弱地帶，如必須通過巖溶暗河或管道時，幕線應(yīng)力求與其垂直。防滲帷幕線可采用直線式、折線式、前翼式或后翼式，需經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。有條件時，可采用后翼式。巖溶地區(qū)河谷剖面上帷幕灌漿的型式有封閉式、懸掛式和混合式等，可根據(jù)相對隔水層的深度、壩高、壩基及兩岸允許的滲漏量及幕后揚(yáng)壓力等因素，在保證大壩安全的前提下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。帷幕線沿剖面上、下層搭接的型式可采用斜接式、直接式和錯列式等，應(yīng)保證搭接部位連續(xù)封閉和密實(shí)。巖溶地區(qū)防滲帷幕厚度可根據(jù)臨界滲透坡降控制的允許水力梯度確定。灌漿廊道的布設(shè)可根據(jù)灌漿鉆孔條件、幕與幕之間在空間的接頭、施工通風(fēng)和排水等因素確定。灌漿材料可根據(jù)巖溶洞穴和溶蝕裂隙規(guī)模、滲漏情況選用水泥或水泥與黏土、膨潤土等混合漿液。當(dāng)壩基帷幕軸線上存在連通上、下游的巖溶洞穴或強(qiáng)透水性的溶縫，且埋藏較深不宜明挖時，可采取逐層洞挖,逐個回填混凝土形成連續(xù)防滲墻，也可采用槽式洞挖后回填混凝土形成防滲墻。六、壩體溫度控制與防裂（一）壩體溫度變化壩體內(nèi)各點(diǎn)的溫度是不同的，而且隨時間在變化。壩體的溫度過程可分為三個階段。第一階段為上升期。第二階段為降溫期。第三階段為穩(wěn)定期。（二）施工期的溫度應(yīng)力地基約束引起的應(yīng)力內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力（三）重力壩的溫度裂縫和防止措施裂縫的分類溫度控制的目的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)（四）穩(wěn)定溫度場壩體竣工蓄水后，經(jīng)過較長時間的散熱，當(dāng)外界溫度變化只影響靠近壩體表面的混凝土，而內(nèi)部各點(diǎn)的溫度變幅極微時，稱為穩(wěn)定溫度，一般取年平均溫度作為穩(wěn)定溫度，將穩(wěn)定溫度用等值線表示，即為壩體的穩(wěn)定溫度場。七、碾壓混凝土重力壩材料性能、構(gòu)造要求與施工特點(diǎn)（一）施工特點(diǎn)工藝程序簡單，可快速施工，縮短工期，提前發(fā)揮工程效益。膠凝材料(水泥+粉煤灰、礦渣或其他具有一定活性的混合材料)用量少，一般在120～160kg/m3，其中水泥約為60～90kg／m3。由于水泥用量少，結(jié)合薄層大倉面澆筑，壩體內(nèi)部混凝土的水化熱溫升可大大降低從而簡化了溫控措施。不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和接縫灌漿等費(fèi)用，有的甚至整體澆筑不設(shè)橫縫?？墒褂么笮屯ㄓ檬┕C(jī)械設(shè)備，提高混凝土運(yùn)輸和填筑的工效。降低工程造價(jià)。（二）

碾壓混凝土重力壩的設(shè)計(jì)碾壓混凝土重力壩的剖面設(shè)計(jì)、水力設(shè)計(jì)、應(yīng)力和穩(wěn)定分析與常態(tài)混凝土重力壩相同，為便于施工，壩頂最小寬度宜不小于5

m；其樞紐布置宜采用引水式或地下式廠房。若采用壩后式廠房時可根據(jù)壩高將引輸水管道水平布置在壩體下部或上部的常態(tài)混凝土區(qū)內(nèi)，后者宜采用背管式布置，以方便碾壓混凝土施工。碾壓混凝土重力壩在材料與構(gòu)造等方面需要適應(yīng)碾壓混凝土的特點(diǎn)。材料性能壩體防滲壩體排水壩體分縫壩內(nèi)廊道溫度控制第三節(jié) 混凝土拱壩設(shè)計(jì)一、拱壩布置、設(shè)計(jì)原則、與安全性有關(guān)的限制性條件（一）拱壩布置設(shè)計(jì)1.一般規(guī)定拱壩布置設(shè)計(jì)包括壩線選擇、平面布置、拱壩體形選擇、泄洪建筑物布置及引水發(fā)電建筑物布置等有關(guān)內(nèi)容，總體上應(yīng)符合的有關(guān)規(guī)定和要求。拱壩宜修建在河谷較狹窄、地質(zhì)條件較好的壩址上。拱壩壩軸線應(yīng)選在河谷兩岸較厚實(shí)的山體上。拱壩布置應(yīng)根據(jù)壩址地形、地質(zhì)、水文等自然條件及樞紐的綜合利用等要求，進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)方案。4）泄洪方式的選擇，應(yīng)根據(jù)泄洪量大小，結(jié)合工程具體情況確定。除有明顯合適的岸邊泄洪通道外，宜首先研究采用拱壩壩身泄洪的可行性。與拱壩相鄰的其他建筑物布置，應(yīng)分析研究其對拱壩應(yīng)力及拱座穩(wěn)定的影響。應(yīng)分析研究拱壩兩岸山體存在不利結(jié)構(gòu)面、緩傾角節(jié)理、軟弱夾層和下游臨空面等因素對拱壩布置的影響，以及采用拱座加固措施的可行性。應(yīng)分析研究施工導(dǎo)流、工程施工等對拱壩布置的影響。最終選定的1、2級拱壩布置方案，應(yīng)進(jìn)行水工模型試驗(yàn)；3級拱壩必要時也應(yīng)進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。拱壩設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，在滿足壩體應(yīng)力、拱座穩(wěn)定的條件下，選擇最優(yōu)體形。2

.拱壩體形選擇與設(shè)計(jì)拱壩體形應(yīng)根據(jù)壩址河谷形狀、地質(zhì)條件、拱座穩(wěn)定、壩體應(yīng)力、泄洪布置以及施工條件等因素進(jìn)行選擇。對Ｖ形河谷，可選用雙曲拱壩。對Ｕ形河谷，可選用單曲拱壩。當(dāng)壩址河谷的對稱性較差時，壩體的水平拱可設(shè)計(jì)成不對稱的拱，或采用其他措施。當(dāng)壩址河谷形狀不規(guī)則或河床有局部深槽時，宜設(shè)計(jì)成有墊座的拱壩。當(dāng)?shù)刭|(zhì)、地形條件不利時，可采用兩端拱圈呈扁平狀、拱端推力偏向山體深部的變曲率拱壩；或采用拱端逐漸加厚的變厚度拱或設(shè)墊座的拱壩；當(dāng)壩址兩岸上部基巖較差或地形較開闊時，可設(shè)置重力墩或推力墩與拱壩連接。3

.拱壩泄洪布置拱壩泄洪布置，應(yīng)根據(jù)體形、壩高、泄洪量大小、電站廠房位置、泄洪方式（如溢洪道、泄洪洞等）、壩址地形、地質(zhì)、施工條件、施工期導(dǎo)流及度汛的要求等，經(jīng)綜合比較選定。常用的拱壩泄流方式有壩頂泄流、壩身孔口泄流、壩面泄流、壩肩滑雪道泄流、壩后廠頂溢流（廠前挑流）等。拱壩壩身泄洪，其溢流段的長度、孔數(shù)、泄流孔尺寸、位置等，應(yīng)根據(jù)泄洪量和水頭大小、對壩體應(yīng)力及下游沖刷的影響與后果、樞紐運(yùn)行要求，以及對相鄰建筑物的影響等方面研究確定。3

.其他布置要求當(dāng)采用壩后式或壩內(nèi)式廠房時，拱壩壩內(nèi)或壩面壓力管道的布置應(yīng)根據(jù)壩體厚度、壓力管道受力狀況、施工與運(yùn)行條件等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較研究確定。布置型式有下列三種：壓力管道斜向或垂直布置于壩體內(nèi)。壓力管道從進(jìn)水口高程水平穿過壩體，再沿下游壩面向下“背管”布置。壓力管道貼壩體上游面，垂直下延到機(jī)組高程后，再水平穿過壩體布置。（二）拱壩設(shè)計(jì)原則拱壩設(shè)計(jì)遵循技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合最優(yōu)的總原則，即以最小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，保證大壩的安全穩(wěn)定，并在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)正常發(fā)揮其預(yù)定的功能。在總體布置設(shè)計(jì)、體形選擇、泄洪布置、基礎(chǔ)處理等方面,均存在一些與安全經(jīng)濟(jì)有關(guān)的需共同遵守的設(shè)計(jì)原則或準(zhǔn)則，這些原則及準(zhǔn)則貫穿于有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范中，主要的可歸納為以下幾個方面：拱壩布置應(yīng)根據(jù)壩址地形、地質(zhì)、水文等自然條件及樞紐的綜合利用等要求,進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇最優(yōu)方案。壩肩巖體應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性。拱壩體形設(shè)計(jì)應(yīng)使壩體應(yīng)力分布盡可能均勻，最大壓應(yīng)力接近混凝土的允許壓應(yīng)力，最大拉應(yīng)力不超過允許拉應(yīng)力。泄洪消能布置應(yīng)盡可能減少對拱壩壩肩、壩基穩(wěn)定的不利影響，并保證工程安全。（三）與安全性有關(guān)的限制性條件應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)及其他拱梁分載法計(jì)算時的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)用有限元法計(jì)算時的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)施工期的壩體應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)和抗傾覆穩(wěn)定性地震工況的拱壩應(yīng)力分析及其控制標(biāo)準(zhǔn)：可參照SL203－97或DL5073-2000的規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)拱壩設(shè)有重力墩時，重力墩的應(yīng)力和穩(wěn)定分析，應(yīng)符合《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定?？够€(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)采用剛體極限平衡法進(jìn)行拱座抗滑穩(wěn)定分析時，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)符合表4.3.1-1的規(guī)定。二、壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、泄水建筑物型式和消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.壩頂布置要求壩頂高程：壩頂高程應(yīng)不低于水庫最高靜水位。防浪墻高程：壩頂上游側(cè)防浪墻頂高程與水庫正常蓄水位的高差或與校核洪水位的高差，可按公式（

4.3.2-1）計(jì)算，應(yīng)選擇兩者計(jì)算所得防浪墻頂高程的高者作為最終的選定高程。防浪墻宜采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻身應(yīng)有足夠的厚度，墻身高度宜采用１．２ｍ，在壩體橫縫處應(yīng)留伸縮縫，并設(shè)止水。壩頂下游側(cè)應(yīng)設(shè)置欄桿。非溢流段壩頂寬度應(yīng)根據(jù)剖面設(shè)計(jì)，滿足運(yùn)行、交通要求確定，不宜小于3ｍ。壩頂路面應(yīng)有橫向坡度和排水系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)人行道時，宜高出壩頂路面20～30cm。溢流壩段應(yīng)結(jié)合溢流方式，布置壩頂工作橋、交通橋，其尺寸必須滿足泄流、設(shè)備布置、運(yùn)行操作、交通和監(jiān)測檢修等要求。壩頂橋梁宜采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋下應(yīng)有足夠的凈空。2.橫縫和縱縫橫縫和縱縫布置的原則拱壩是整體結(jié)構(gòu)，為便于施工期間混凝土散熱和降低收縮應(yīng)力，防止混凝土產(chǎn)生裂縫，需要分段澆筑，各段之間設(shè)有收縮縫，在壩體混凝土冷卻到年平均氣溫左右，混凝土充分收縮后，再用水泥漿封填，以保證壩的整體性。接縫灌漿橫縫和縱縫都必須進(jìn)行接縫灌漿。灌漿時壩體溫度應(yīng)降到設(shè)計(jì)規(guī)定值?？p的張開度不宜小于0.5mm?？p兩側(cè)壩體混凝土齡期，在采取有效措施后，不宜小于4個月。灌漿漿液結(jié)石達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后，壩體方能擋水受力。拱壩橫（縱）縫尚未灌漿而需臨時攔洪時，必須專門論證.壩內(nèi)廊道及交通拱壩壩內(nèi)廊道設(shè)置應(yīng)兼顧基礎(chǔ)灌漿、排水、安全監(jiān)測、檢查維修、運(yùn)行操作和壩內(nèi)交通等多種用途。壩內(nèi)應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)灌漿廊道，對于中、低高度的薄拱壩，也可不設(shè)廊道。廊道與壩內(nèi)其他孔洞門的凈距離不宜過小，應(yīng)通過應(yīng)力分析確定。.壩體止水和排水橫縫上游面、校核尾水位以下的橫縫下游面、溢流面以及陡坡段壩體與邊坡接觸面等部位，均應(yīng)設(shè)置止水片。止水片應(yīng)根據(jù)其重要性、作用水頭、檢修條件等因素確定止水材料和布置型式。（二）泄水建筑物型式泄水建筑物可分為壩身式、岸邊式和隧洞式三類。岸邊式泄水建筑物主要為岸邊式溢洪道，隧洞式泄水建筑物包括有壓泄洪洞、無壓泄洪洞、有壓接無壓泄洪洞、豎井泄洪洞等多種形式及其組合。壩身式泄水建筑物按其進(jìn)水口所處部位和水力學(xué)特性等因素，可分為表孔、淺孔、中孔、深孔和底孔等型式。表孔和淺孔壩身表孔和淺孔可設(shè)計(jì)為壩頂挑流或跌流，也可設(shè)計(jì)為沿壩面或滑雪道式泄流。深式（包括中孔、深孔和底孔）泄水孔深式泄水孔(包括中孔、深孔和底孔)宜設(shè)計(jì)成有壓孔。（三）消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)泄水建筑物的下游應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的消能防沖設(shè)施。長期淹沒于水下的消能防沖設(shè)施（如消力池、水墊塘、消力戽、短護(hù)坦、二道壩等），應(yīng)提供檢查及維修的方便條件。拱壩泄洪宜采用多種泄水建筑物相結(jié)合的布置型式。壩身式泄水建筑物，宜采用挑流、跌流消能方式。.挑流消能.跌流消能.人工水墊塘.底流消能設(shè)計(jì).戽流消能.防沖護(hù)岸措施.空蝕.霧化三、壩身式泄水建筑物的水力計(jì)算（一）表孔泄水能力計(jì)算（二）孔口泄流能力計(jì)算（三）深式泄水孔流量系數(shù)（二）拱座穩(wěn)定分析的基本方法拱座抗滑穩(wěn)定的數(shù)值計(jì)算方法以剛體極限平衡法為主。1、2級拱壩或地質(zhì)情況復(fù)雜的拱壩還應(yīng)輔以有限元法或其他方法進(jìn)行分析。初步設(shè)計(jì)以后的階段，1、2級拱壩或地質(zhì)情況復(fù)雜的拱壩除采用數(shù)值分析方法外，必要時尚應(yīng)輔以地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)。采用剛體極限平衡法進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析時，壩體傳來的作用力應(yīng)采用拱梁分載法的相應(yīng)計(jì)算成果。五、壩基處理設(shè)計(jì)（一）一般規(guī)定混凝土拱壩地基經(jīng)過必要的處理后，應(yīng)具有整體性和抗滑穩(wěn)定性，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，具有抗?jié)B性、滲透穩(wěn)定性和有利的滲流場，具有在水長期作用下的耐久性，并通過地基處理控制地基接觸面形狀對壩體應(yīng)力分布的不利影響。壩基處理設(shè)計(jì)（包括兩岸拱座和河床段的地基）應(yīng)根據(jù)壩址地質(zhì)條件和基巖的物理力學(xué)性質(zhì)，綜合分析壩體和地基之間的相互關(guān)系、泄洪建筑物的布置、施工技術(shù)等因素，選擇安全、經(jīng)濟(jì)和有效的處理方案。（二）壩基開挖壩基開挖深度應(yīng)根據(jù)壩體傳來的荷載、壩基內(nèi)的應(yīng)力分布情況、基巖的地質(zhì)條件和物理力學(xué)性質(zhì)、壩基處理的效果、工期和費(fèi)用等綜合研究確定。根據(jù)壩址具體地質(zhì)情況，結(jié)合壩高,選擇新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化中、下部的基巖作為建基面。定出建基面后，即可進(jìn)行開挖。在開挖過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：兩岸拱座利用巖面宜開挖成徑向面，當(dāng)按全徑向開挖，如拱端厚度較大而使開挖量過多時，也可采用非全徑向開挖，見圖4.3.5-1。經(jīng)充分論證,拱座利用巖面也可開挖成其他形狀.（五）壩基排水正常情況下，防滲帷幕的下游應(yīng)布置壩基排水，設(shè)1排主排水孔，必要時加設(shè)l～3排輔助排水孔。壩基下存在相對隔水層或緩傾角結(jié)構(gòu)面時，宜根據(jù)其分布情況進(jìn)行合理布置。對于地質(zhì)條件較差的壩基，設(shè)置排水孔時應(yīng)防止?jié)B透變形。中、低高度的薄拱壩經(jīng)論證可不設(shè)壩基排水。高壩以及兩岸地形較陡、地質(zhì)條件較復(fù)雜的中壩，宜在兩岸布置多層排水平硐，在平硐內(nèi)鉆設(shè)排水孔。排水孔的孔壁有塌落危險(xiǎn)或排水孔穿過軟弱夾層、夾泥裂隙時，應(yīng)采取孔內(nèi)設(shè)濾層等保護(hù)措施。（六）斷層破碎帶、軟弱夾層和溶洞的處理對于壩基范圍內(nèi)的斷層破碎帶或軟弱夾層，應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)狀、寬度、充填物性質(zhì)、所在部位和有關(guān)的試驗(yàn)資料，分析研究其對壩體和地基的應(yīng)力、變形、穩(wěn)定與滲漏的影響，并結(jié)合施工條件，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理。一般情況下，位于壩肩部位的斷層破碎帶比位于河床部位的對拱壩的安全影響大；緩傾角比陡傾角斷層的危害性嚴(yán)重；位于壩趾附近的比位于壩踵附近的斷層破碎帶對壩體應(yīng)力和穩(wěn)定更為不利；斷層破碎帶寬度愈大，對應(yīng)力和穩(wěn)定的影響也愈嚴(yán)重。六、壩體溫度控制與防裂（一）收集資料要求當(dāng)日平均氣溫２～３ｄ連續(xù)下降不小于６℃，稱之為“氣溫驟降”，對壩體防裂不利。設(shè)計(jì)應(yīng)搜集整理壩址地區(qū)溫度資料，并對年平均氣溫和變幅、多年月平均和旬平均氣溫、氣溫驟降的幅度和歷時及出現(xiàn)的頻率、水庫水溫、壩基地溫、日照等資料進(jìn)行分析。（二）壩體接縫及澆注層厚壩體縱縫、橫縫的設(shè)置應(yīng)考慮溫度控制的要求。澆筑層厚應(yīng)根據(jù)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)、混凝土澆筑能力及溫度控制措施等因素，通過計(jì)算確定。基礎(chǔ)約束區(qū)的澆筑層厚度宜采用