混凝土重力坝说明书完整稿

1、_ 2009 年 月 日 导师签名：_ 目 录目 录2ST混凝土重力坝设计5第一章 基本资料及设计数据71.1 工程基本资料7工程所在流域概况7 枢纽任务81.1.3 地形、地质概况8 水文、气象191.1.5 其它201.2工程有关参数21工程等级21洪水标准211.2.3 水库及水能主要指标211.3基本资料补充23第二章 枢纽总布置242.1枢纽的组成建筑物及工程等级24枢纽建筑物组成24水工建筑物的级别242.2防洪标准242.3 坝址选择252.4 坝型选择252.5 枢纽主要建筑物的选择27挡水建筑物272.5.2 泄水建筑物272.5.3 电站建筑物282.5.4 航运建筑物29

2、2.6枢纽总体布置方案的确定29第三章 调洪演算293.1调洪演算的目的293.2调洪演算的基本原理和方法293.3调洪的基本资料31调洪演算方案31计算工况313.4 调洪演算32第四章 坝体剖面设计334.1 剖面设计原理334.2 基本剖面334.3 非溢流坝段剖面设计334.3.1 坝顶高程334.3.2 坝顶宽度33 非溢流坝段剖面图344.4 溢流坝段剖面设计344.4.1 上游的直线段AB354.4.2 下游直线段CD35 堰顶曲线段BC354.4.4 下游消能设计371 消能形式及原理374.5 WES堰面水面线计算394.5.1 水面线计算的目的394.5.2 基本资料394

3、.5.3 计算过程404.6 闸门、闸墩及导墙设计414.6.1 闸门设计414.6.2 闸墩设计434.6.3 导墙设计44第五章 荷载计算及组合465.1 设计情况下主要荷载标准值的计算465.1.1 坝体自重465.1.2 静水压力465.1.3 扬压力47 泥沙压力475.1.5 浪压力47 其他荷载485.2 特殊荷载下主要荷载标准值的计算48坝体自重48静水压力49扬压力49泥沙压力49浪压力495.2.6 其他荷载50第六章 稳定分析516.1抗滑稳定分析516.2设计情况下非溢流坝段最高坝段计算526.3校核情况下非溢流坝段最高坝段计算52第七章 应力分析537.1应力分析的方

4、法537.2 材料力学法的基本假设537.3 应力计算537.3.1 设计情况下考虑扬压力时的应力计算53校核情况下考虑扬压力时的应力计算58第八章 细部构造设计638.1 坝顶构造638.2 坝体分缝及止水64坝体分缝的目的64坝体分缝及止水设计648.3坝体防渗668.4 坝内廊道668.5 坝体排水678.6 温度控制67第九章 地基处理699.1 地基开挖与清理699.2 固结灌浆699.3 帷幕灌浆709.4 坝基排水719.5断层破碎带处理729.6软弱夹层处理73致 谢74参 考 文 献75根据混凝土重力坝设计的原则 本课题以ST水电站为依托。ST水电站位于乌江干流贵州省沿河县城

5、上游约7km处，距乌江口250.5km。电站以发电为主，其次航运，兼顾防洪等综合效益。根据专业培养的要求和毕业设计的目的，本课题针对ST水电站进行设计。设计内容主要为基于水位-容积曲线及实测洪水过程线进行调洪演算获得设计洪水位和校核洪水位，通过应力分析和抗滑稳定分析确定大坝的基本剖面，同时计算溢流坝段的堰面水面线，另外，还需进行消能防冲设计等。第一章 基本资料及设计数据1.1 工程基本资料 工程所在流域概况 枢纽任务 地形、地质概况 表1-2 坝址区主要夹层特征一览表 表1-3 坝址区岩（块）体物理力学指标建议值表表1-3 坝址区岩（块）体物理力学指标建议值表注：1、( )内数据为顺向坡边坡建

6、议值；2、当顺向边坡存在：由NE向断层或裂隙与NW向裂隙构成侧滑面，以层面或软弱夹层面构成底滑面的块体稳定问题时，边坡除按上述建议值进行设计时，尚须对不稳定块体进行工程处理；3、以上开挖边坡建议值为边坡的综合坡比；4、坝区O1m地层开挖边坡均为横向坡至逆向坡。 1.1.4水文、气象 水文 气象 1.1.5 其它 地震烈度 本阶段根据1/400万中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001图A1），工程坝址区地震动峰值加速度 0.05g，相应的地震基本烈度小于度，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震设计烈度采用度。 坝址洪峰流量 坝址洪峰流量见表1-9。 表1-9 坝址洪峰流量表 1.

7、2工程有关参数 工程等级 ST水电站正常蓄水位365.00m，相应库容为7.70亿m3，校核洪水位369.458m；电站总装机容量1120MW，年发电量为45.52亿kWh。根据防洪标准GB50201-94及水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003的有关规定，本工程为等大（2）型工程。 洪水标准本工程装机容量1120MW，水库总库容9.10亿m3，已接近大(1)型的工程规模（装机容量1200MW和水库总库容10亿m3），而下游人口密集的沿河县城距坝址仅7km，因此，考虑到防洪要求，主要建筑物的设计安全标准按等大(2)型工程的上限进行设计，各方案及不同建筑物的防洪标准如下： (1

8、) 混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核； (2) 面板堆石坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，5000年一遇（P=0.02%）洪水校核； (3) 引水发电厂房按200年一遇（P=0.5%）洪水设计，500年一遇（P=0.2%）洪水校核； (4) 消能防冲建筑物洪水设计标准根据水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003，按50年一遇（P=2%）洪水设计。 根据防洪标准，、船闸的防洪标准为2010年（重现期），据此，确定沙沱 水电站通航建筑物防洪标准为20年一遇洪水（除过坝渠道部分）。 水库及水能主要指标表1-12 水库主要

9、指标表序号名 称单 位数 量备 注1水库水位：正常蓄水位m365.00死水位m353.502正常蓄水位时水库面积km229.96静水3回水长度km114.404水库容积：总库容亿m39.05校核洪水位以下正常蓄水位以下库容亿m37.70调节库容亿m32.87死库容亿m34.83死水位以下5调节特性日调节表1-13 坝、厂址水位流量关系表（天然）水位(m)流量(m3/s)水位(m)流量(m3/s)水位(m)流量(m3/s)水位(m)流量(m3/s)290190301709231215748323265462915543027790313166523242767229210443038493314

10、175723252884229316453049208315185163263004129423053059948316194763273127629529763061071831720445328325362963656307115193182142032933874297433730812334319224133303526429850213091316432023418331368102995708310140043212443530063983111486832225460表1-14 水位库容（面积）曲线水位 (m)库容 (亿m3)面积 (km2)水位 (m)库容 (亿m3)面积 (k

11、m2)3000.05641.143453.327114.643050.15132.783504.134717.723100.3314.483555.12622.013150.56574.913606.313325.533200.84196.163657.698829.963251.18537.613709.318234.883301.60129.0537511.17739.523352.086210.3638013.317446.183402.653312.351.3基本资料补充第二章 枢纽总布置 枢纽建筑物组成 水工建筑物的级别 2.2防洪标准 2.3 坝址选择 2.4 坝型选择 (1)实体

12、重力坝 (2)宽缝重力坝 (3)空腹重力坝 (4)预应力重力坝 2.5 枢纽主要建筑物的选择 挡水建筑物 泄水建筑物 2.5.3 电站建筑物 航运建筑物 2.6枢纽总体布置方案的确定 第三章 调洪演算 3.1调洪演算的目的 根据水位库容曲线以及ST坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定础。 3.2调洪演算的基本原理和方法 (a)根据库容曲线Z-V，以及用水力学公式计算Q-Z关系 式中：q过堰流量，单位为：B过水断面宽度，单位为m； m堰的流量系数； 局部水头损失系数； H堰顶全水头，单位为m。 (b)分析确定调洪开始时

13、的起始条件，起调水位357m。 (c)本次调洪计算采用水能规划书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给 式中：，分别为计算时段初、末的入库流量（）； 计算时段中的平均入库流量（），它等于(+)/2； ,分别为计算时段初、末的下泻流量（）； 计算时段中的平均下泻流量（），即= (+)/2； ，分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（）； 计算时段，一般取16小时，需化为秒数。采用开敞式溢流时，利用下式计算 式中：溢流流量，单位为: n为闸孔数； b过水断面宽度，单位为m； m堰的流量系数，本设计中取0.5； 侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，在（0.90.95）中取值，本设计中取0.9； 0H堰

14、顶全水头，单位为m。 计算说明： a)由洪水资料获得入库洪水量； b)时段平均入库流量：由前、后时的入库洪水量取平均值得到； c)下泄水量：由水库水位确定(水库水位未知)； d)时段平均下泄流量：由前、后时的下泄流量取平均值得到； e)时段内水库水量变化V：由“时段平均入库流量”-“时段平均下泄流量”3600得到；f)水库存水量：与水库水位有关(水库水位未知)。 g)由于水库水位未知，故采用试算法，先假设一个水库水位，利用,可求出一个对应的下泻流量，即可求出该对应时段的平均下泻流量，水量平衡方程式： 即可求出水库蓄水量变化值，亦就可求出水库存水量。再根据库容曲线Z-V曲线，查出水库水位，若与假

15、设相同，则假设正确。3.3调洪的基本资料 3.3.1调洪演算方案 调洪演算方案拟定如下，共有两个方案，详细情况列于表3-1。 表 3-1 洪演算方案 堰顶高程(m)孔口尺寸(m)孔数方案一34716189方案二34115237注：16*18表示孔口尺寸(m)(宽高)，即宽16m，高18m。计算工况计算工况分校核和设计两种，由设计规范可知：混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。3.4 调洪演算根据基本资料和限制条件，利用列表试算法调洪演算（详细计算见计算书第1章），将计算成果列于表3-2。表3-2 调洪演算成果表方案孔口尺寸（m）起条水位工况方

16、案一1618357校核31843.19.350370.228设计235028.558367.751方案二1523357校核32102.8379.103369.458设计27624.4528.228366.841两个方案的比较： 从运行角度看，孔数多、孔口小且孔数为单数的方案，便于灵活调度和对称开启；从工程量来分析，金属结构方面，两个方案单孔闸门尺寸、水头在同一数量级水平，闸门及埋件总重量及相应启闭设备总重基本相同；土建方面，随孔数增加，相应各方案开挖量、混凝土量及钢筋量均逐渐加大；从投资方面看，7孔方案较8孔方案节省。此外，随孔数（溢流宽度）的增加，相应各方案所需要的消力池宽度相应增加，势必造

17、成两岸坡的大量开挖，造成厂房、通航建筑物布置上的困难。 综上所述，7孔方案在运行、灵活方面比8孔方案优，而且7孔方案工程量及投资比8孔有优势。因此，采用7孔方案。 所以，设计洪水位为：366.841m，校核洪水位为：369.458m。 第四章 坝体剖面设计 坝体剖面设计共有非溢流坝段剖面设计以及溢流坝段剖面的设计。 4.1 剖面设计原理 ：满足稳定和强度要求，保证大坝安全；力求断面较小，工程量小；运行方便；便于施工。 4.2 基本剖面 重力坝的基本剖面是指坝体在重力、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力3项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。根据工程经验，一般情况下，

18、上游坝坡常做成铅直；下游坝坡坡率m=0.60.8；底宽为坝高的0.70.9倍。在该工程中，下游坝坡坡率m取0.7。 根据交通和运行管理的要求，坝顶应有足够的宽度。为防波浪漫过坝顶，在静水位以上还应留有一定的超高。 4.3 非溢流坝段剖面设计 坝顶高程 坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程，应高于防浪顶高程。防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差，可按下式计算： 经过计算（见计算书2.1节）坝。 坝顶宽度 .非溢流坝段剖面图 根据基本三角形理论，基本三角形的顶点应在上游校核水位处。由此确定下游折坡点高程为。非溢流坝段剖面如图4-1。 图4-1 非溢流坝段剖面示意图4.4 溢流坝段剖面

19、设计 该部分的设计重点为曲线型实用堰的剖面设计。曲线型实用堰比较合理的剖面形状应当具备下列几个优点：即过水能力大，堰面不出现过大的负压和经济、稳定。 曲线型实用堰的剖面系由下列几个部分组成：上游的直线段AB；堰顶曲线段BC；坡度为 的下游直线段CD以及用以和下游河底联结的反弧段DE，如图4-2所示。图4-2 实用堰剖面示意图 上游的直线段AB 上游的直线段AB作成垂直的，与非溢流坝段的上游面坡度一致，这样可使两种坝段连接 时承坝内止水设施和廊道布置简化，而且可以避免在个别坝段上由于承受不平衡侧向水压力 而产生侧向拉应力。 下游直线段CD 下游直线段CD坡度的确定。根据江西水科所的研究，下游直线

20、段CD的坡度应大于1：1.4，否则流量系数减小。常用坡度是1：0.71：0.6，即 = 。在本工程中，取坡度1：0.7。 堰顶曲线段BC 设计水头即:可绘出堰顶曲线BC，见4-3图(计算过程见计算说明书节)。图 4-3 堰顶曲线 BC经过计算（详细见计算书2.3节）得切点位置为(38.6，29.6)，反弧段半径r为30m，其坡度和 下游消能设计 2 挑流设计挑流设计的要求：选择合适的鼻坎型式、反弧半径、鼻坎高程和挑射角度，使挑射水流形成的冲刷坑不会影响到坝体的安全。 常用的鼻坎型式有连续式和差动式。连续式构造简单，射程远，水流平顺，一般不会产生空蚀，施工方便；差动式消能效果好，冲刷坑较小，但有

21、空蚀问题存在，施工难度较连续式大。 由于本枢纽的地基条件较好，考虑到施工的方便使用连续式鼻坎，同时也避免了空蚀的问题，但要保证冲坑不会危及到坝体的安全。 连续式的挑流鼻坎的挑射角，根据我国的工程实践经验，以2025为宜，定采用25的挑射角。 鼻坎高程以高于下游水位12米为宜。初可将坎底最底点高程定为下游最高水位，即下游校核水位287米，可以保证鼻坎的高程高出下游水位少许。 鼻坎反弧段半径 为宜，由前面计算可知R=30m。水力校核，鼻坎设计完毕后，还需验算该挑流消能是否会危及建筑物的安全，常用冲坑上游坡做为标准，即： 式中：冲坑深度（米）； L冲坑最深深度距建筑物距离； i冲坑上游坡； 安全临界

22、坡，可取1/31/4。 计算工况为设计和校核情况。计算（详细计算见计算书2.5节）得 校核时： 设计时： 均满足安全要求。 综上，拟订的挑流消能的鼻坎型式为连续式鼻坎；反弧半径R=30m；挑射角度=25；鼻坎高程顶部289.8m（计算过程见计算说明书2.5节）。 4.5 闸门、闸墩及导墙设计 4.5.1 闸门设计 （1）闸门的型式选择 比较常见的闸门形式是平板门和弧形门。平板直升闸门能满足各种类型的泄水孔道的要求，所以它是应用最为广泛的一种闸门形式；弧形门也是一种应用十分广泛的门型，它一般可用于泄洪道和无压泄水孔的泄水形式。二者具体特性如表4-3所示： 优点缺点平板门可封堵相当大面积的孔口；建

23、筑物顺流方向尺寸较小；闸门结构简单，其制造、安装和运输工作相对来说比较方便；门页可以出孔口，便于检修维护；门页可在孔口间互用；门叶可为数段，有利于泄洪、排沙；闸门启闭设备比较简单，对移动式起门机适应性较好需要较高和较厚的闸墩；具有影响水流的门槽特别在水头较高的情况，门槽会带来很多的麻烦；需要启闭力较大，故须选用超大的门机。弧形门可封闭相当大面积的孔口；所需闸墩高度和厚度较小；没有影响水流流态的门槽；所需的启闭力较小；埋件数量小。需要较长的闸墩；闸门所占空间较大；不能提出孔口以外进行维修；闸门所承受的总水压力较大，不能在孔口间互换。通过比较二者各有优劣，当二者均为方案选择时，优先考虑使用弧形门。

24、故工作门拟采用弧形闸门，而检修门为了保证工作的可靠，采用平板门。 （2）工作闸门基本尺寸 现（3）检修门基本尺寸拟订 4.5.2 闸墩设计 4.5.3 导墙设计 第五章 荷载计算及组合 5.1 设计情况下主要荷载标准值的计算 坝体自重 静水压力 扬压力 泥沙压力 浪压力 其他荷载 5.2 特殊荷载下主要荷载标准值的计算5.2.1坝体自重 图5-3 坝体剖面图（特殊荷载）静水压力 5.2.3扬压力泥沙压力 浪压力 算：式中： 平均波长（m）； 其他荷载第六章 稳定分析 力要求，一般溢流坝段也能满足要求。6.1抗滑稳定分析 6.2设计情况下非溢流坝段最高坝段计算 可见抗滑稳定满足规范要求。6.3校

25、核情况下非溢流坝段最高坝段计算第七章 应力分析 7.1应力分析的方法7.2 材料力学法的基本假设7.3 应力计算7.3.1 设计情况下考虑扬压力时的应力计算 为计算截面上全部垂直力之和，以向下为正； 式中：为下游坝坡，由前面的设计可知 =0.7 为计算截面在下游坝面所承受的水压力强度 为计算截面在下游坝面处的扬压力强度 式中系数a、b可由边界条件得到 即，即剪应力沿x轴的分布为： 所以，水平正应力的分布为： 式中以顺时针方向为正，当大于时，自铅垂线量取；当小于时，自水平线量取。表7-1 计算结果如下（x指距离下游的距离）x0.0 1094.2 35.0 0.0 5.0 1029.7 35.2

26、0.3 10.0 961.4 35.5 0.6 15.0 889.2 35.8 0.9 20.0 813.1 36.2 1.3 25.0 733.1 36.8 1.9 30.0 649.4 37.4 2.5 35.0 562.0 38.3 3.3 40.0 471.0 39.6 4.5 45.0 376.6 41.5 6.2 50.0 279.6 44.7 9.0 55.0 181.6 50.9 14.1 60.0 88.4 66.1 25.5 62.6 83.2 46.4 37.5 校核情况下考虑扬压力时的应力计算 在一般情况下，坝体的最大和最小应力都出现在坝面，所以，在重力坝设计规范中规定

27、，首先应校核坝体边缘应力是否满足强度要求。计算图形及应力与荷载的正方向见下图7-2，沿坝基面(建基面)高程以15m间距计算各水平截面上的应力，直到坝体高程达到340m。图7-2 坝体应力计算图（校核）（1）上下游边缘应力的计算 a)上下游边缘垂直正应力计算 b)上游面剪应力计算 ，因为上游坝坡=0，所以上游面剪应力为0c)下游面剪应力计算d)上游、下游面水平正应力 e)上游、下游面主应力上游面主应力 下游面主应力 (2)计算内部应力 a)坝体水平截面上的正应力 b)坝内剪应力由平衡条件可知，剪应力沿x轴呈二次抛物线分布，写成通式为: c)坝内水平正应力d)坝内主应力该部分的计算在每点计算出相应

28、的、和，然后利用材料力学公式求该点主应力、和第一主应力方向 式中以顺时针方向为正，当大于时，自铅垂线量取；当小于时，自水平线量取。表7-2 计算结果（x指距离下游的距离）x 0.0 1190.13505.0 1111.635.10.210.0 1030.235.30.515.0 945.835.40.920.0 858.535.71.325.0 768.436.11.830.0 675.436.52.435.0 579.637.23.340.0 481.238.14.445.0 380.539.66.250.0 278.142.19.155.0 176.146.914.860.0 83.457

29、.829.162.6 63.563.240.6其他截面的计算过程详见计算说明书第五章。最后，将计算结果整理为表7-3。表7-3 应力计算成果整理表计算工况：设计水位+扬压力高程minmaxminmaxminmaxminmaxminmax280280.6765.9279.41563.11.71094.2281.82329-0.04287.2295184.6565.2376.51153.40.94807.4184.61138-573-0.0131096.85171941055.11.02738.61941572-0.0396.8325107.7362.7220.9740.34.4518.2221.

30、11103-0.02107.5340117.6222.7240.2454.42.5318.1240.2677.10.01117.6计算工况：校核水位+扬压力高程minmaxminmaxminmaxminmaxminmax28056.5833109.61700.1-9.51190.1111.22533.2-21.766.2295115.6627.9239.91281.5-0.1891.7115.61259.3-63103103.9573.82.0411710.6819.74.11744.8-8.91.932528.9434.259.3886.20.7620.359.31320.40.0133.7

31、34030.4300.763.7613.7-89.6429.6135.2914.4-43.880.1从以上成果中可以看出坝体内部应力条件良好：没有出现应力为负值的，即拉应力的情况，也没出现压应力超过混凝土极限承载能力的情况。 绘图： 沿坝基面(建基面)高程以15m左右间距计算各水平截面上的应力之后，绘出应力、的分布图，如图7-3.图7-3 应力分布图第八章 细部构造设计 8.1 坝顶构造（1）非溢流坝顶构造 坝顶高度应高出水库静水位，并考虑浪高和一定的超高；坝顶宽度应考虑实际的交通要求，一般不小于2米。在2.1节中已经计算为坝顶高程371.23米，坝顶宽度为8.2米。 由于坝顶高程就已经考虑了

32、波浪高度，所以坝顶不用设置防浪墙，仅设置栏杆就可以了。坝顶路面应有适当的横向坡度，设置相应的排水管，并将集水引至下游水库或坝体排水管内，引水管出口宜布置在水位以下，以免污染坝面；坝顶两侧为人行道，宜高出路面2030cm。坝顶的上下游设置栏杆和照明设备。具体的布置如图8-1所示。 （2）溢流坝顶构造 溢流坝坝顶高程为了保证交通的通畅和非溢流坝保持一致。其宽度主要根据坝顶的构造而定。溢流坝顶主要的构造有交通桥、工作桥、便桥和人行道。在可能的情况下，可以将工作桥和交通桥结合使用。上面所有的构造都通过T形梁支承在闸墩上，T形梁要求能够承载上面所有的荷载。两侧同非溢流坝相同的布置人行道和栏杆及照明设施。

33、 图8-1 溢流坝顶构造（单位：米）图8-2 溢流坝顶构造（单位：米）8.2 坝体分缝及止水 8.2.1 坝体分缝的目的为了满足施工要求（如混凝土浇注能力及施工期间的温度控制等）以及为了防止在坝在运行期间由于温度变化和地基的不均匀沉降等导致坝体出现裂缝，需在坝体内分缝。根据分缝的布置可分为横缝和纵缝。 坝体分缝及止水设计 （1）横缝及止水横缝有永久缝和临时缝两种，临时缝一般在坝基条件不好的情况下，为了提高坝体的整体性而设置的。本枢纽坝基条件良好，勿须设临时缝。永久缝是为了防止出现由于不均匀沉降或温度变化而出现裂缝而设置的。 横缝是垂直于坝轴线设置的，将坝体分为若干段。横缝间距一般为1220米。

34、本枢纽在各坝段间均设置横缝。 横缝内需要设置专门的止水。 永久性横缝面常为平面，不设键槽，不进行灌浆，不用预留缝宽。 止水片。 第一道止水：一般以紫铜片为材料，厚度1.01.6毫米，距离上游坝面12米左右，每侧埋入混凝土中的长度为2025cm。 第二道止水：材料为不锈钢片，尺寸和上面一样，距离上第一道止水0.8米。 常见的几种类型的横缝止水如图8-3 图8-3 横缝止水1横缝；2沥青油毡；3止水片；4沥青井；5加热电极；6预制块； 7钢筋混凝土塞；8排水井；9检查井 止水片的底部必须与基岩连接好，止水片应埋入基岩内，深度为3050cm，取50cm，在基岩内挖方形坑后插入止水片，再回填沥青，如图

35、8-3(c)所示。 沥青井，是止水的辅助设施，在低坝中可简略，但须确保前面的止水片的止水质量。 排水井，直径40cm，距第二止水0.8m，通至廊道。 检查井，会给施工带来极大的不便，不于设置。 由于坝的下游有水，在下游最高尾水位以下的坝面以内也需设置止水，一般只需设置一道。 （2）纵缝 由于碾压混凝土重力坝采用通仓浇筑，故不需设置纵缝。 8.3坝体防渗 坝体上游面的常态混凝土一般可作防渗体。由于坝体设有横缝，则在常态混凝土内也设横缝，并设止水。此外，还有其他形式的防渗层，如喷涂合成橡胶薄膜防渗层。本设计可借助坎口坝上游面用6 cm厚的沥青砂浆作防渗层，沥青砂浆外侧为钢筋混凝土预制板，预制板与坝

36、体之间用钢筋连接，这种布置对坝体的碾压施工干扰少的经验。 8.4 坝内廊道 在混凝土坝中，为了灌浆、排水、观测、检查及交通要求，必须在坝体内设置各种廊道，这些廊道在坝体内互相连通，构成廊道系统。廊道用混凝土预制件拼接而成，可设在预制件外侧用薄层砂浆与碾压混凝土相连。 （1）基础灌浆廊道 帷幕灌浆廊道常在坝体浇注到一定高程后开始进行，以便用混凝土的压重来提高灌浆压力，保证灌浆质量，并加强坝基接触面上的抗渗和抗剪能力。因此，常需在坝内靠近上游坝踵处设置一个专门的基础灌浆廊道。因基础灌浆廊道距上游坝面的距离一般为该处坝面水深的0.070.1倍，本设计取0.08倍，则拟排水廊道高程为290.0m时，上

37、游侧距上游坝面距离为（369.458-290）0.08=6.36m。 基础排水廊道一般宽度为1.52.5m，高度为2.23.5m，故本设计初拟其尺寸为（宽高），则扬压力折点距上游坝面6.36+1.0=7.36m。布置如8-4坝体排水廊道图。 图8-4 坝体排水廊道（2）检查排水廊道 为了便于巡视，常在靠近坝体上游面处每隔1520m高程设置一个检查廊道，一般还兼做排水廊道。该廊道也多用上圆下方的型式，最小宽度为1.5米，最小高度为2.2米。 8.5 坝体排水 在坝体各种接缝面内虽已经设置了止水系统，但渗水仍再所难免。为了减小渗水的有害影响，还要设置相应的排水系统，将坝体和坝基的渗水由排水管排入廊

38、道，再由廊道汇入集水井，自流或用抽水机排到下游。 坝身排水管应该靠近上游面，以便及早排除渗水，但与坝面距离一般不得小于坝前水深的1/101/20，以免渗透坡降过大，导致坝面混凝土溶滤破坏。由此计算对于灌浆廊道处L1=(369.458-310)/20=2.9，取4m; 因此，L2=(369.458-330)/20=1.9m，取2.5米，L2=(369.458-350)/20=1.9m，取2.5米。坝体排水管的间距一般为23米；管内径为1220cm,管径太小排水减压效果差，且容易堵塞。排水管常用预制多孔混凝土管，在浇注混凝土时埋入坝内。 8.6 温度控制 从整体上看,碾压混凝土筑坝有利于温度控制,

39、但其水化热增温过程缓慢,高温持续时间长；加之坝体快速升高,不设纵缝,不设冷却管等,对温度又将产生不利的影响。为防止坝体产生温度裂缝,可采取以下措施：减少水泥用量,选用低热水泥，合理确定混合材料的掺量；对原材料进行预冷却；用冷冰屑代替部分拌和水；根据工程的条件（季节、气温和工程量）合理安排施工等。 第九章 地基处理修建在岩基上的重力坝，其坝址由于经受长期的地质作用，一般都有风化、节理、裂隙等缺陷，有时还有断层、破碎带和软弱夹层，所有这些都需采取适当的有针对性的工程措施，满足建坝要求，以保证大坝的安全。 坝基处理的目的在于提高其强度、稳定性、耐久性和抗渗能力，具体的措施通常包括开挖、清理、灌浆、排

40、水和特殊软弱地带的处理等。 9.1 地基开挖与清理 坝基的开挖就是把覆盖层和风化破碎的岩石挖掉，使大坝直接建筑在坚实的岩石上。重力坝地基的开挖深度，一般应根据岩石强度及完整性，并结合上部结构对地基的要求来确定。对于本枢纽高坝来说，宜挖到微风化层或弱风化层的下部的基岩。两岸岸坡较高部位的坝段，其利用岩基的标准可适当放宽要求。开挖的边坡必须稳定。各坝段的地基面上下游高差不宜过大。两岸岸坡坝段的地基开挖面形状，在平行坝轴线方向上，如岸坡平缓则开挖要求与河床坝段相同，如岸坡较陡，因坝段有侧向稳定的问题，宜开挖成有足够宽度的台阶状。 具体的开挖线和开挖面参阅设计图册。 基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行

41、彻底的清理和冲洗，包括：清除一切松动的岩块，打掉突出的尖角，基坑中原有的勘探钻井、孔、洞等均应回填封堵。开挖爆破不能损害设计开挖线以下基岩的质量；当基岩为易风化的岩石，如页岩、粘土岩等时，在设计开挖线或边线以上宜留有保护层0.20.3米，待混凝土浇筑前才能开挖。 9.2 固结灌浆 固结灌浆的目的是：提高基岩的整体性和强度，降低坝基的渗透性。 固结灌浆一般布置在坝基受力较大的部位、强度较低的部位以及对改善坝体应力有利的部位。通常以布置在坝趾附近为宜。一方面能加固受力较大的坝趾附近岩体；另一方面可以改善坝踵应力，使之不出现或少出现拉应力。至于坝踵附近，在帷幕灌浆和防渗要求允许的情况下，从改善和坝踵

42、应力考虑，以不布置或少布置固结灌浆为宜。 灌浆范围从坝踵上游0.10.15倍坝高开始，到坝趾0.150.2倍坝高为止。按照该要求从坝踵前10米开始到坝趾下游15米结束。灌浆孔常布置成梅花形或井字形。孔距和排距从1020m开始，采用内插逐步加密的方法，最终为34米。孔深一般为58米，应根据地质情况并参照灌浆实验确定。孔径一般为1538mm。钻孔方向垂直于岩基面。当存在裂隙时，为了提高灌浆效果，钻孔方向尽可能正交于主要裂隙面，但倾角不能太大。灌浆时先用稀浆，而后逐步加大浆液的稠度。具体尺寸参见图9-1。 图9-1 固结灌浆孔的布置（单位：m） 9.3 帷幕灌浆 帷幕灌浆的目的是：降低坝底渗透压力，

43、防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗透流量等。帷幕灌浆最常用的是水泥浆，有时也用化学灌浆。化学灌浆可灌性好，抗渗性强，但较昂贵，且污染地下水质，现已较少使用化学灌浆。 防渗帷幕灌浆常在灌浆廊道内进行，一般先进行固结灌浆，并利用已浇筑混凝土坝块的压重，采用分级灌注法，即自上而下钻进一段，灌注一段，灌好后再钻深一段，如此继续加深，直到必要的深度为止。 帷幕灌浆的设计，主要是确定帷幕的深度、厚度、伸入岸坡的范围。 （1）帷幕的深度设计 如果不透水层基岩面不深，则帷幕灌浆应钻灌到不透水层。如果不透水层很深可将帷幕伸入相对隔水层内35米。如果相对隔水层很深，帷幕深度可根据降低渗透压力、防止管涌等设计

44、要求来确定，一般可在（0.30.7）倍的坝高范围内选择。本枢纽确定灌浆深度在h=(0.30.7)H=(0.30.7)91.23=27.3763.86米，取30米的深度。 （2）帷幕厚度的确定 对于高坝需设置两排帷幕灌浆，则两排灌浆来说其厚度l为： 式中：-为帷幕灌浆的排数； -孔距，一般1.5到4米，最好由现场实验确定，此处取3米 -为灌浆孔排距，一般，此处，取0.6c，即： -为单排灌浆孔时的帷幕厚度，即则厚度为（3）帷幕伸入到两岸的范围 防渗帷幕伸入岸坡的范围、深度及帷幕轴线的方向，应根据工程地质、水文地质条件确定，并应与河床部位的帷幕保持连续。当不透水层或相对不透水层距地面不远时，帷幕可与不透水层或相对不透水层衔接。当帷幕需要深入很长才能和不透水层或相对不透水层相衔接时，可以伸到原来地下水位线与最高库水位的交点。 9.4 坝基排水 为了进一步的降低坝底渗透压力，常要设置坝基排水孔幕。 坝基排水设施一般包括：排水孔和基面排水