水利水电工程导论第四章

《水利水电电工程导导论》第四章挡挡水建筑筑物第四章挡挡水建建筑物所谓挡水水建筑物物是指为为拦截水水流、抬抬高水位位、调蓄蓄水量或或为阻挡挡洪水泛泛滥和海海水入侵侵而建的的水工建建筑物。。如拦河河闸、坝坝、堤防防、海塘塘等。所所谓泄水水建筑物物是指用用于排放放水、泥泥沙、冰冰凌等的的水工建建筑物。。溢洪道道、溢流流坝、泄泄水孔、、泄水隧隧洞等是是泄水建建筑物的的主要形形式。本本章主要要介绍的的挡水建建筑物包包括重力力坝、拱拱坝、土土石坝和和水闸，，泄水建建筑物主主要介绍绍河岸溢溢洪道，，常也起起泄水作作用的水水工隧洞洞在下一一章介绍绍。第四章挡挡水建建筑物第一节重重力力坝4.1重重力坝坝重力坝是主主要依靠自自重维持稳稳定坝型。19世纪纪以前，重重力坝基本本上都采用用浆砌毛石石修建，19世纪后后期才逐渐渐采用混凝凝土筑坝。。进入20世纪，由由于混凝土土工艺和施施工机械的的迅速发展展，重力坝的建设有了较较大发展。重力坝在我我国坝工建建设中占有有很重要的的地位，目目前已建成成如长江三三峡混凝土土重力坝（（高185m，附图图3）、乌乌江渡拱形形重力坝（（高165m）、刘刘家峡实体体重力坝（（高147m）、潘潘家口宽缝缝重力坝（（高107.5m））以及牛路路岭空腹重重力坝（高高90.5m）等数数十座高重重力坝。4.1重重力坝重力坝是在在水压力及及其他外荷荷载作用下下，主要依依靠坝体自自重在坝基基面产生的的摩阻力来来维持稳定定的坝。利利用坝体自自重在水平平截面上产产生的压应应力来抵消消由于水压压力所引起起的拉应力力以满足强强度的要求求。一、重力坝坝的工作原原理及特点点图4−1混凝土重力坝示意图因此坝的剖剖面较大，，—般做成成上游面近近于垂直的的三角形剖剖面，且垂垂直坝轴线线方向常设设有永久伸伸缩缝，将将坝体分成成若干个独独立坝段，，如图4−−1所示。。4.1重重力坝重力坝之所所以得到广广泛应用，，是由于有有以下优点点：（1）相对对安全可靠靠，耐久性性好，抵抗抗渗漏、洪洪水漫溢、、地震和战战争破坏能能力均较强强；（2）设计计、施工技技术简单，，易于机械械化施工；；（3）对不不同的地形形和地质条条件适应性性强，任何何形状河谷谷都能修建建重力坝，，对地基条条件要求相相对来说不不太高；（4）在坝坝体中可布布置引水、、泄水孔口口，解决发发电、泄洪洪和施工导导流等问题题。一、重力坝坝的工作原原理及特点点4.1重重力坝与此同时，，重力坝也也存在以下下一些缺点点：（1）坝体体应力较低低，材料强强度不能充充分发挥；；（2）坝体体体积大，，耗用水泥泥多；（3）坝体体与地基接接触面积大大，相应坝坝底扬压力力大，对稳稳定不利。。（4）施工工期混凝土土温度应力力和收缩应应力大，对对温度控制制要求高。。一、重力坝坝的工作原原理及特点点4.1重重力坝按不同的分分类原则，，重力坝可可分为如下下一些类型型：（1）按坝坝的高度，，可分为低坝坝（坝高<30m））、中坝（（坝高30~70m）和高坝坝（坝高>70m））。（2）按泄泄水条件，，可分为溢流流坝和非溢溢流坝。（3）按筑筑坝材料，，可分为混凝凝土重力坝坝和浆砌石石重力坝。。前者常用用于重要的的和较高的的重力坝；；后者可就就地取材，，节省水泥泥用量，且且砌石技术术易于掌握握，在我国国的中小型型工程中仍仍然被广泛泛采用。二、重力坝坝的类型4.1重重力坝（4）按结结构形式，，可分为实体体重力坝、、宽缝重力力坝、空腹腹重力坝和和预应力重重力坝等类类型，如图图4−2所所示。二、重力坝坝的类型（b）（c）（d）（a）图4−2重力坝的结构形式（a）实体重力坝；（b）宽缝重力坝；（c）空腹重力坝；（d）预应力重力坝4.1重重力坝（a）实体体重力坝：：是最简单的的形式，其其优点是设设计和施工工均较方便便，应力分分布也较明明确；缺点点是扬压力力大和材料料的强度不不能充分发发挥，工程程量较大。。（b）宽缝缝重力坝：：与实体坝相相比，具有有降低扬压压力、较好好利用材料料强度、节节省工程量量和便于坝坝内检查及及维护等优优点；缺点点是施工较较为复杂，，模板用量量较多。（c）空腹腹重力坝：：不但可以进进一步降低低扬压力，，而且可以以利用坝内内空腔布置置水电站厂厂房，坝二、重力坝坝的类型4.1重重力坝顶溢流宣泄泄洪水，以以便解决在在狭窄河谷谷中布置发发电厂房和和泄水建筑筑物的困难难；缺点是是腹孔附近近可能存在在一定的拉拉应力，局局部需要配配置较多的的钢筋，应应力分析及及施工方面面也比较复复杂。（d）预应应力重力坝坝：是利用预加加应力措施施来增加坝坝体上游部部分的压应应力，提高高抗滑稳定定性，从而而可以削减减坝体剖面面，但目前前仅在小型型工程和旧旧坝加固工工程中使用用。三、重力坝坝的组成及及布置4.1重重力坝重力坝通常常由溢流坝坝段、非溢溢流坝段和和两者之间间的连接边边墩、导墙墙以及坝顶顶建筑物（（如闸墩、、坝顶桥））等组成。。此外，坝坝内常设有有各种泄水水或取水管管道、检查查维修用的的廊道，以以三、重力坝坝的组成及及布置图4−3重力坝布置（a）平面布置;（b）溢流坝剖面;（c）非溢流坝剖面（c）（b）（a）4.1重重力坝及溢流坝、、泄水管的的闸门等。。图4−3为一座典典型重力坝坝的总体布布置平面图图和坝段横横剖面图。。它包括左左、右岸非非溢流的挡挡水坝段和和河床中部部的溢流坝坝段，左岸岸挡水坝段段还布置有有坝后式水水电站及坝坝内输水管管道。重力坝的总总体布置应应根据地形形地质条件件，结合枢枢纽其他建建筑物综合合考虑。坝坝轴线一般般布置成直直线，必要要时也可布布置成折线线或稍带拱拱形的曲线线，后者称称为拱形重重力坝。在在河谷较狭狭窄而洪水水流量较大大，且拦河河坝前缘宽宽度不足以以并列布置置溢流坝段段和厂房坝坝段时，常常可采用重重叠布置方方式。三、重力坝坝的组成及及布置第四章挡挡水建筑物物第二节拱拱坝4.2拱拱坝早在1000年以前前，人们就就开始修建建浆砌石拱拱坝，到20世纪初初才开始建建造混凝土土拱坝。20世纪50年代以以来拱坝发发展迅速，，近50多多年来，我我国修建了了500多多座高30m以上的的拱坝，如如二滩水电电站（双曲曲拱坝高240m，，附图6））、龙羊峡峡重力拱坝坝（高178m）、、东江双曲曲拱坝（高高162m）、隔河河岩重力拱拱坝（高151m））等。4.2拱拱坝隔河岩二滩东江龙羊峡4.2拱拱坝拱坝是一个个空间整体体结构，在在平面上呈呈拱形并向向上游凸出出，在铅直直断面上，，有时也是是向上游凸凸出的弯曲曲形状（图图4−4）），可以看看成由拱梁梁系统所组组成。上游游坝面承受受的大部分分或部分水水压力，通通过拱的作作用传至两两岸岩体，，只有小部部分或部分分水压力通通过悬臂梁梁的作用传传至坝基。。这种传力力特点使拱拱坝断面较较重力坝单单薄，与同同样客观条条件（如坝坝高、河谷谷形状等））的重力坝坝相比，拱拱坝工程量量可节省l/3~1/2；也也使拱坝坝坝体的稳定定性主要依依靠两岸拱拱座的反力力作用，而而依靠坝体体自重来维维持稳定的的因素是次次要的。一、拱坝的的特点4.2拱拱坝拱坝具有如如下一些特特点：（1）稳定定特点坝体稳定主主要依靠两两岸拱端的反一、拱坝的的特点图4−4拱拱坝示示意图力作用。因因此拱坝对对坝址的地地形、地质质条件要求求较高，对对地基处理理的要求也也较严格。。（2）结构构特点拱坝属于高高次超静定定结构，超超载能力强强，安全度度高，当外外荷载增大大或坝的某某一部位发发生局部开开裂时，坝坝体的拱和和梁作用将将会自行调调整，使坝坝体应力重重新分配。。拱坝的超超载能力可可以达到设设计荷载的的5~11倍。4.2拱拱坝（3）荷载载特点拱坝坝身不不设永久伸伸缩缝，温温度变化和和基岩变形形对坝体应应力的影响响比较显著著，设计时时，必须考考虑基岩变变形，并将将温度作用用列为一项项主要荷载载。由于拱坝剖剖面较薄，，坝体几何何形状复杂杂，因此，，对于施工工质量、筑筑坝材料强强度和防渗渗要求等都都较重力坝坝严格。一、拱坝的的特点4.2拱拱坝1.地形条条件拱坝的地形形条件往往往是决定坝坝体结构型型式、工程程布置和经经济效益的的主要因素素。所谓地地形条件是是对开挖以以后的基岩岩面而言，，千二、拱坝坝坝址对地形形和地质条条件的要求求图4−5拱坝河谷示意图万不能以覆覆盖层面（（即原地面面）作为依依据（图4−5）。。河谷形状可可分为形、、形和梯形形三种典型型断面。在在形河谷中中修建拱坝坝，自坝顶顶向坝底随随着水压力力的增加，，拱的跨度度逐渐减小小，在坝体体底部，拱拱的跨度显显著减小。。该处虽然然承压力最最大，但是是拱厚4.2拱拱坝却增加较多多（图4−−6b）；；梯形河谷谷的情况则则介于形和和形之间。。二、拱坝坝坝址对地形形和地质条条件的要求求图4−6河谷断面形状（a）V形河谷；（b）U形河谷4.2拱拱坝坝址河谷形形状的特性性，常用坝坝顶河谷宽宽度L与坝坝高H（图图4−6））的比值L/H来表表示，而坝坝体厚薄程程度则常以以坝底厚度度T和坝高高H的比值值T/H来来表示。一一般认为，，T/H<0.20时称为为薄拱坝，，T/H=0.20~0.40（浆砌砌石拱坝））或T/H=0.20~0.35（混混凝土拱坝坝）时称为为中厚拱坝坝，T/H>0.40（浆浆砌石拱坝坝）或T/H>0.35（（混凝土拱拱坝）时称称为厚拱坝坝（或称重重力拱坝））。根据工工程经验，，当L/H<l.5时宜建薄薄拱坝；L/H=1.5~3.0时宜宜建中厚拱拱坝；L/H=3.0~4.5时宜建建厚拱坝。。综上，优优良的河谷谷断面应是是V形、L/H值小小、两岸对对称且无突变。二、拱坝坝坝址对地形形和地质条条件的要求求4.2拱拱坝2.地质条条件地质条件也也是拱坝建建设中的一一个重要问问题。拱坝坝对坝址地地质条件的的要求比重重力坝和土土石坝高，，河谷两岸岸的基岩必必须能承受受由拱端传传来的推力力，要在任任何情况下下都能保持持稳定，不不致危害坝坝体的安全全。理想的的地质条件件是：基岩岩比较均匀匀、坚固完完整，有足足够的强度度、透水性性小、能抵抵抗水的侵侵蚀、耐风风化、岸坡坡稳定、没没有大断裂裂等。实际际上很难找找到没有节节理、裂隙隙、软弱夹夹层或局部部断裂破碎碎带的天然然坝址，但但必须查明明工程地质质条件，必必要时，应应采取妥善善的地基处处理措施。。二、拱坝坝坝址对地形形和地质条条件的要求求4.2拱拱坝随着经验积积累和地基基处理技术术水平的不不断提高，，即使在地地质条件较较差的地基基上也建成成了不少高高拱坝，例例如，我国国的龙羊峡峡拱坝，高高178m，基岩被被众多的断断层和裂隙隙所切割，，岩体破碎碎，且位于于9度强震震区。但若若地质条件件复杂到难难以处理，，或处理工工作量太大大，费用过过高时，则则应另选其其他坝型。。二、拱坝坝坝址对地形形和地质条条件的要求求4.2拱拱坝按不同的分分类原则，，拱坝可分分为如下一一些类型：：（1）按建建筑材料和和施工方法法，分为常规混混凝土拱坝坝、碾压混混凝土拱坝坝和砌石拱拱坝。（2）按坝坝的高度和和体形，可按厚高比比、坝高、拱圈圈线形、坝坝面曲率分分类。（a）按坝坝高，分为高坝（（坝高>70m）、、中坝（坝坝高30~70m））和低坝（（坝高<30m）。。（b）按拱拱圈线形，，分为单心圆圆、双心圆圆、三心圆圆、抛物线线、对数螺螺旋线、椭椭圆拱坝等等。（c）按坝坝面曲率，，分为单曲拱拱坝（只有有水平向曲曲率）和双双曲拱坝（（水平和竖竖直向都有有曲率）。。三、拱坝的的类型第四章挡挡水建筑物物第三三节节土土石石坝坝4.3土土石石坝坝土石石坝坝主主要要是是利利用用当当地地土土石石料料填填筑筑而而成成的的一一种种挡挡水水坝坝，，故故又又称称当当地地材材料料坝坝。。土土石石坝坝也也是是历历史史悠悠久久而而又又应应用用很很广广的的一一种种坝坝型型。。我我国国建建造造土土石石坝坝的的历历史史可可追追溯溯到到公公元元前前600年年。。新新中中国国成成立立以以来来兴兴建建的的8万万多多座座坝坝中中，，土土石石坝坝占占总总数数的的95%以以上上，，如如小小浪浪底底水水库库（（坝坝高高154m，，附附图图4））、、天天生生桥桥一一级级水水电电站站（（坝坝高高178m））、、水水布布垭垭水水电电站站（（坝坝高高233m））等等。。4.3土土石石坝坝由于于土土石石坝坝是是一一种种散散粒粒体体结结构构，，因因而而具具有有与与混混凝凝土土坝坝不不同同的的工工作作特特点点，，主主要要体体现现在在以以下下几几方方面面：：（1））稳稳定定方方面面土石石坝坝的的横横断断面面呈呈梯梯形形，，体体积积庞庞大大，，在在水水平平水水压压力力作作用用下下，，一一般般不不会会发发生生沿沿坝坝基基面面的的整整体体滑滑动动，，其其主主要要失失稳稳形形式式是是坝坝坡坡滑滑动动或或坝坝坡坡连连同同部部分分地地基基（（土土基基））一一起起滑滑动动。。（2））渗渗流流方方面面由于于散散粒粒体体结结构构的的颗颗粒粒间间存存在在着着较较大大孔孔隙隙，，坝坝体体挡挡水水后后，，在在上上下下游游水水位位差差的的作作用用下下，，库库水水将将经经过过坝坝体体及及坝坝基基（（包包括括两两岸岸））向向下下游游渗渗透透。。当当渗渗透透坡坡降降或或渗渗透透流流速速超超过过界界限限时时，，会会引引起起坝坝体体或或坝坝基基土土的的变变形形破破坏坏，，甚至至土坝坝失失事事。。一、、土土石石坝坝的的工工作作特特点点4.3土土石石坝坝（3））冲冲刷刷方方面面土坝坝的的抗抗冲冲能能力力很很低低，，降降落落在在坝坝面面上上的的雨雨水水部部分分渗渗入入坝坝内内，，另另一一部部分分将将沿沿坝坝坡坡流流动动而而冲冲刷刷坝坝面面。。水水库库的的风风浪浪对对坝坝面面也也产产生生冲冲击击和和淘淘刷刷作作用用，，使使坝坝面面容容易易遭遭受受破破坏坏。。因因此此，，土土石石坝坝的的上上下下游游坝坝坡坡均均需需采采取取有有效效保保护护措措施施。。（4））沉沉降降方方面面在坝坝体体自自重重和和水水荷荷载载的的作作用用下下，，坝坝体体和和坝坝基基（（土土基基））都都会会由由于于压压缩缩变变形形而而产产生生沉沉降降。。过过大大的的沉沉降降会会使使坝坝顶顶高高程程达达不不到到设设计计要要求求而而影影响响土土石石坝坝的的正正常常工工作作；；过过大大的的不不均均匀匀沉沉降降还还会会引引起起坝坝体体开开裂裂，，甚甚至至造造成成漏漏水水通通道道而而威威胁胁大大坝坝安安全全。。一、、土土石石坝坝的的工工作作特特点点4.3土土石石坝坝（5））其其他他方方面面在严严寒寒地地区区，，当当气气温温很很低低时时，，库库水水面面结结冰冰形形成成冰冰盖盖层层，，与与岸岸边边及及坝坝坡坡冻冻结结在在一一起起，，冰冰盖盖层层的的膨膨胀胀，，对对坝坝坡坡产产生生的的冰冰压压力力可可能能导导致致护护坡坡的的破破坏坏。。在在干干旱旱的的夏夏季季，，由由于于库库水水位位以以上上坝坝体体的的含含水水量量损损失失，，可可能能引引起起坝坝体体干干裂裂。。一、、土土石石坝坝的的工工作作特特点点4.3土土石石坝坝土石石坝坝之之所所以以被被广广泛泛采采用用，，是是因因为为这这种种坝坝型型具具有有以以下下的的优优点点：：（1））就就地地取取材材，，可可以以节节省省大大量量水水泥泥、、钢钢材材和和木木材材；；（2））适适应应地地基基变变形形能能力力较较强强，，对对地地基基要要求求比比混混凝凝土土坝坝低低；；（3））施施工工技技术术简简单单，，工工序序少少，，便便于于组组织织机机械械化化快快速速施施工工；；（4））结结构构简简单单，，工工作作可可靠靠，，便便于于管管理理、、维维修修、、加加高高和和扩扩建建。。二、、土土石石坝坝的的优优缺缺点点4.3土土石石坝坝土石石坝坝也也存存在在着着一一些些缺缺点点，，如如：：（1））坝坝顶顶一一般般不不能能溢溢流流（（低低土土石石坝坝采采取取特特殊殊结结构构泄泄小小流流量量者者例例外外）），，需需在在河河岸岸上上另另开开溢溢洪洪道道或或其其他他泄泄水水建建筑筑物物；；（2））施施工工导导流流不不如如混混凝凝土土坝坝方方便便；；（3））坝坝体体工工程程量量大大，，当当采采用用粘粘性性土土料料填填筑筑时时受受气气候候条条件件的的影影响响较较大大。。二、、土土石石坝坝的的优优缺缺点点4.3土土石石坝坝按不不同同的的分分类类原原则则，，土土石石坝坝可可分分为为如如下下一一些些类类型型：：1.土土石石坝坝按按坝坝高高分分类类可分分为为高高坝坝（（坝坝高高>70m））、、中中坝坝（（坝坝高高30~70m））和和低低坝坝（（坝坝高高<30m））。。2.按按施施工工方方法法分分类类可分分为为碾碾压压式式土土石石坝坝、、冲冲填填式式土土石石坝坝、、水水中中填填土土坝坝和和定定向向爆爆破破堆堆石石坝坝等等。。应应用用最最为为广广泛泛的的是是碾碾压压式式土土石石坝坝。。三、、土土石石坝坝的的类类型型4.3土土石石坝坝（1））碾碾压压式式土土石石坝坝是将将土土石石料料分分层层填填筑筑碾碾压压而而成成的的坝坝。。这这种种筑筑坝坝方方法法在在土土石石坝坝中中用用得得最最多多。。近近年年来来碾碾压压堆堆石石坝坝得得到到迅迅速速发发展展。。（2））冲冲填填式式土土石石坝坝是借借助助水水力力完完成成土土料料的的开开采采、、运运输输和和填填筑筑全全部部工工序序而而建建成成的的坝坝。。典典型型的的冲冲填填坝坝是是用用高高压压水水枪枪在在料料场场冲冲击击土土料料使使之之成成为为泥泥浆浆，，然然后后用用泥泥浆浆泵泵将将泥泥浆浆经经输输泥泥管管输输送送上上坝坝，，分分层层淤淤填填，，经经排排水水固固结结成成为为密密实实的的坝坝体体。。这这种种筑筑坝坝方方法法不不需需运运输输机机械械和和碾碾压压机机械械，，工工效效高高，，成成本本低低；；缺缺点点是是土土料料的的干干容容重重较较小小，，抗抗剪剪强强度度较较低低，，需需要要平平缓缓的的坝坝坡坡，，坝坝体体土土方方量量较较大大。。三、、土土石石坝坝的的类类型型4.3土土石石坝坝（3））水水中中填填土土坝坝是用用易易于于崩崩解解的的土土料料一一层层一一层层倒倒入入，，由由许许多多小小土土堤堤分分割割围围成成的的、、静静水水中中填填筑筑而而成成的的坝坝。。这这种种施施工工方方法法无无需需机机械械压压实实，，而而是是依依靠靠土土的的重重力力进进行行压压实实和和排排水水固固结结。。该该法法施施工工受受雨雨季季影影响响小小，，工工效效较较高高，，且且不不需需要要专专门门的的重重型型碾碾压压设设备备，，但但由由于于坝坝体体填填土土的的干干容容重重较较低低，，孔孔隙隙水水压压力力较较高高，，抗抗剪剪强强度度较较小小，，故故要要求求坝坝坡坡平平缓缓，，使使得得坝坝体体工工程程量量增增大大。。三、、土土石石坝坝的的类类型型4.3土土石石坝坝（4））定定向向爆爆破破堆堆石石坝坝利用定向爆破破两岸山体岩岩石抛向预定定地点而形成成的堆石坝。。当坝址两岸岸陡峻高耸、、河谷狭窄及及岩石新鲜致致密时，用定定向爆破法修修筑斜墙堆石石坝是可取的的。这种筑坝坝方法是通过过专门的设计计，在两岸或或一岸山体内内开挖洞室、、埋放巨量炸炸药，一次或或数次爆破即即可截断河流流，形成堆石石坝体，然后后再进行加工工填补，并修修筑上游防渗渗斜墙。三、土石坝的的类型4.3土石石坝3.按坝体材材料和防渗体体布置分类可分为以下几几种坝型：（a）均质土土坝坝体基本上由由一种透水性性较弱的土料料（如壤土、、砂壤土等））填筑而成。。坝体的整个个剖面用以防防渗并保持稳稳定，如图4−7a所示示。（b）心墙土土坝以透水性小的的防渗体布置置在三、土石坝的的类型图4−7碾压式土石坝类型4.3土石石坝坝身中央，称称为心墙；而而两侧以透水水性较大的砂砂或沙砾料做做坝壳，用以以支撑心墙保保持坝体稳定定。心墙常用用粘性土构成成，称为塑性性心墙，如图图4−7b所所示。也可用用沥青混凝土土或钢筋混凝凝土构成，后后者称为刚性性心墙，见图图4−7c。。（c）斜墙土土坝防渗体位于坝坝的上游面，，称为斜墙；；砂砾等透水水性大的土料料位于斜墙下下游作支承体体。斜墙常用用粘性土料构构成，称为塑塑性斜墙，如如图4−7d所示。也有有用沥青混凝凝土或钢筋混混凝土构成的的斜墙。（d）多种土土质坝坝体是由透水水性不同的多多三、土石坝的的类型4.3土石石坝种土料分区组组成的坝。一一般有两种布布置方式，一一种是土料透透水性由中间间向两侧逐渐渐加大，如图图4−7e；；另一种是透透水性自上游游向下游逐渐渐增大，见图图4−7f。。（e）土石混混合坝当坝体中土料料和石料各占占相当的比例例时，便构成成土石混合坝坝。主要有两两种形式，一一是上游部分分用土料，下下游部分为堆堆石，如图4−7g；另另一种是中央央部分用粘性性土料作防渗渗体，上下游游部分为堆石石体。当坝址址附近有合宜宜的土石料时时，选用土石石混合坝是经经济的。为改改善坝三、土石坝的的类型4.3土石石坝体应力状态，，避免粘性土土防渗体裂缝缝，近代修建建的高土石坝坝常建成如图图4−7h的的斜心墙土石石混合坝。（f）心墙、、斜墙堆石坝坝以堆石料作为为坝壳，以透透水性小的土土料或沥青混混凝土、钢筋筋混凝土作为为防渗体。防防渗体位于坝坝体中央的称称为心墙堆石石坝；防渗体体设在上游面面的称为斜墙墙堆石坝。近近些年来上游游坝面以钢筋筋混凝土防渗渗的也称为钢钢筋混凝土面面板堆石坝（（图4−7l），这是发发展很快的一一种坝型。三、土石坝的的类型4.3土石石坝上述几种坝型型，除均质坝坝外，都是将将弱透水材料料布置在坝体体的上游或中中央，以达到到防渗目的。。而将透水性性较强且抗剪剪强度较高的的材料布置在在下游或两侧侧，以维持稳稳定，也利于于排水。虽然然土石坝的形形式在不断发发展和变化，，但其材料布布置总是离不不开这个原则则。三、土石坝的的类型第四章挡水水建筑物第四节水水闸4.4水闸闸水闸是低水头头水工建筑物物，既能挡水水、抬高水位位，又能泄水水、用以调节节水位、控制制泄水流量，，同时也可作作为取水建筑筑物。水闸多多修建于河道道、渠系及水水库、湖泊岸岸边，在水利利工程中应用用很广。水闸按其所承承担的任务不不同，可分为为以下六类：（1）节制闸闸拦河或在渠道道上建造，用用于拦洪、调调节水位以满满足上游引水水或航运的需需要，控制下下泄流量，保保证下游河道道安全或根据据下游用水需需要调节放水水流量。位于于河道上的节节制闸也称为为拦河闸。附附图7中的淮淮河临淮岗洪洪水控制工程程深孔闸即为为节制闸。一、水闸的作作用和类型4.4水闸闸（2）进水闸闸建在河道、水水库或湖泊的的岸边，用来来控制引水流流量，以满足足灌溉、发电电或供水的需需要。进水闸闸又称为取水水闸或渠首闸闸。（3）分洪闸闸常建于河道的的一侧，用来来将超过下游游河道安全泄泄量的洪水泄泄入分洪区（（蓄洪区或滞滞洪区）或分分洪道。（4）排水闸闸常建于江河沿沿岸，用来排排除内河或低低洼地区对农农作物有害的的渍水。当外外河水位上涨涨时，可以关关闸，防止外外水倒灌。当当洼地有蓄水水、灌溉要求求时，可以关关门蓄水或从从江河引水，，具有双向挡挡水，有时还还有双向过流流的特点。一、水闸的作作用和类型4.4水闸闸（5）挡潮闸闸建在入海河口口附近，涨潮潮时关闸，防防止海水倒灌灌；退潮时开开闸泄水具有有双向挡水的的特点。（6）冲沙闸闸（排沙闸））建在多泥沙河河流上，用于于排除进水闸闸、节制闸前前或渠系中沉沉积的泥沙，，减少引水水水流的含沙量量，防止渠道道和闸前河道道淤积。冲沙沙闸常建在进进水闸一侧的的河道上，与与节制闸并排排布置或设在在引水渠内的的进水闸旁。。一、水闸的作作用和类型4.4水闸闸按闸室结构分分类，水闸可可分为开敞式式和涵洞式两两种：（1）开敞式式水闸闸室是露天的的，可以大量量引水，迅速速泄水，又能能通畅地排走走冰块或其它它漂浮物。（2）涵洞式式水闸与开敞式水闸闸的主要区别别在于闸室后后面有洞身段段，洞顶有填填土覆盖，以以利于洞身的的稳定，也便便于交通。这这类水闸常修修建在挖方较较深的渠道中中及填土较高高的河堤下。。一、水闸的作作用和类型4.4水闸闸水闸由上游连连接段、闸室室、下游连接接段三个部分分组成，如图图4−9所示示，现分述如如下。二、水闸的组组成图4−9开敞式水闸4.4水闸闸（l）上游连连接段上游连接段包包括上游翼墙墙、铺盖、护护底、上游防防冲槽及上游游护坡等五个个部分。上游游翼墙能使水水流平顺地进进入闸孔，保保护闸前河岸岸不受冲刷，，还有侧向防防渗作用。铺铺盖主要起防防渗作用，但但其表面应满满足防冲要求求。护底设在在铺盖上游，，起着保护河河床的作用。。上游防冲槽槽可防止河床床冲刷，保护护上游连接段段起点处不致致遭受损坏。。二、水水闸的的组成成4.4水水闸（2））闸室室闸室是是水闸闸的主主体部部分，，起着着挡水水和调调节水水流的的作用用，包包括底底板、、闸墩墩、边边墩（（或岸岸墙））、闸闸门、、工作作桥及及交通通桥等等。底底板是是闸室室的基基础，，承受受闸室室全部部荷载载并较较均匀匀地传传给地地基，，还可可利用用底板板与地地基之之间的的摩阻阻力来来维持持水闸闸稳定定；同同时底底板又又具有有防冲冲和防防渗等等作用用。闸闸墩主主要是是分隔隔闸孔孔，支支承闸闸门、、工作作桥及及交通通桥。。边孔孔靠岸岸一侧侧的闸闸墩，，称为为边墩墩。在在一般般情况况下，，边墩墩除具具有闸闸墩作作用外外，还还具有有挡土土及侧侧向防防渗作作用。。二、水水闸的的组成成4.4水水闸（3））下游游连接接段下游连连接段段通常常包括括下游游翼墙墙、消消力池池、海海漫、、下游游防冲冲槽及及下游游护坡坡等五五个部部分。。下游游翼墙墙能使使闸室室水流流均匀匀扩散散，还还有防防冲和和防渗渗作用用。消消力池池是消消除过过闸水水流动动能的的主要要设施施，并并具有有防冲冲等作作用。。海漫漫能继继续消消除剩剩余能能量，，并保保护河河床不不受冲冲刷。。下游游防冲冲槽则则是设设在海海漫末末端的的防冲冲措施施。二、水水闸的的组成成4.4水水闸水闸在在抗滑滑稳定定、防防渗、、消能能防冲冲及沉沉陷等等方面面都有有其自自身的的工作作特点点：（1））土基基的抗抗滑稳稳定性性差当水闸闸挡水水时，，上、、下游游水位位差造造成较较大的的水平平水压压力，，使水水闸有有可能能产生生向下下游一一侧滑滑动。。同时时，在在上下下游水水位差差的作作用下下，闸闸基及及两岸岸均产产生渗渗流。。渗流流将对对水闸闸底部部施加加向上上的渗渗透压压力，，减小小了水水闸的的有效效重量量，从从而降降低了了水闸闸的抗抗滑稳稳定性性。因因此，，水闸闸必须须具有有足够够的重重量以以维持持自身身的稳稳定。。三、水水闸的的工作作特点点4.4水水闸（2））渗流流易使使闸下下产生生渗透透变形形土基渗渗流除除产生生渗透透压力力不利利闸室室稳定定外，，还可可能将将地基基及两两岸土土壤的的细颗颗粒带带走形形成管管涌或或流土土等渗渗透变变形，，严重重时闸闸基和和两岸岸的土土壤会会被淘淘空，，危及及水闸闸安全全。因因此，，应妥妥善设设计防防渗设设施．．并在在渗流流逸出出处设设反滤滤层等等设施施以保保证不不发生生渗透透变形形。三、水水闸的的工作作特点点4.4水水闸（3））过闸闸水流流具有有较大大动能能，易易于冲冲刷破破坏下下游河河床及及两岸岸开闸泄泄水时时，在在上、、下游游水位位差作作用下下，过过闸水水流往往往具具有很很大流流速，，而河河床和和两岸岸土壤壤的抗抗冲能能力通通常较较低，，可能能引起起冲刷刷，严严重时时会扩扩大到到闸室室地基基，致致使水水闸失失事。。因此此，设设计水水闸时时必须须采取取有效效的消消能防防冲措措施。。三、水水闸的的工作作特点点4.4水水闸（4））土基基的沉沉陷问问题软土地地基上上建闸闸，由由于地地基的的抗剪剪强度度低，，压缩缩性比比较大大，在在水闸闸的重重力和和外荷荷载作作用下下，可可能产产生较较大沉沉陷，，尤其其是不不均匀匀沉陷陷会导导致水水闸倾倾斜，，甚至至断裂裂，影影响水水闸正正常使使用。。因此此，设设计时时必须须合理理选择择闸型型和构构造，，排好好施工工程序序及采采取必必要的的地基基处理理措施施等，，以减减小地地基沉沉陷。。三、水水闸的的工作作特点点第四章章挡挡水建建筑物物第五节节河河岸岸溢洪洪道4.5河河岸溢溢洪道道在水利利枢纽纽中，，必须须设置置泄水水建筑筑物。。溢洪洪道是是一种种最常常见的的泄水水建筑筑物，，用于于宣泄泄规划划库容容所不不能容容纳的的洪水水，防防止洪洪水漫漫溢坝坝顶，，保证证大坝坝安全全。溢洪道道可以以与坝坝体结结合在在一起起，也也可以以设在在坝体体以外外。混混凝土土坝一一般适适于经经坝体体溢洪洪或泄泄洪。。此时时，坝坝体既既是挡挡水建建筑物物又是是泄水水建筑筑物，，枢纽纽布置置紧凑凑、管管理集集中。。但对对于土土石坝坝、堆堆石坝坝以及及某些些轻型型坝，，一般般不容容许从从坝身身溢流流或大大量泄泄流；；或当当河谷谷狭窄窄而泄泄洪量量大时时，需需要在在坝体体以外外的岸岸边或或天然然垭口口处建建造溢溢洪道道（通通常称称为岸岸边溢溢洪道道）或或开挖挖泄水水隧洞洞。4.5河河岸溢溢洪道道河岸溢溢洪道道是布布置在在拦河河坝坝坝肩河河岸或或距坝坝稍远远的水水库库库岸的的一条条泄洪洪通道道，水水库的的多余余洪水水经此此泄往往下游游河床床。一一般以以堰流流方式式泄水水，泄泄流量量与堰堰顶溢溢流净净宽以以及堰堰顶水水头的的3/2次次方