水工建筑物-第七章 拱坝-构造+坝基处理+碾压混凝土拱坝

水工建筑物

主讲人：王均星教授

武汉大学水利水电学院本章主要内容第一节概述 第二节拱坝的荷载及组合

第三节拱坝的应力分析 第四节坝肩岩体稳定分析 第五节拱坝体形尺寸和布置 第六节拱坝的泄流和消能 第七节拱坝的材料和构造 第八节拱坝的坝基处理 第九节浆砌石拱坝 第十节碾压混凝土拱坝第七节拱坝的材料和构造拱坝构造应有利于坝体应力分布和抗滑稳定，同时应满足运行要求，便于施工。拱坝的应力和稳定计算应根据构造和地质、地形的条件进行拱坝构造包括坝顶、坝面、防渗排水、形状和尺寸、分缝分块、灌浆系统、混凝土分区和冷却方式等。第七节拱坝的材料和构造坝顶、坝面拱坝坝顶的结构形式及尺寸应按使用要求来决定。一般不应小于3m为了防渗的目的，现代拱坝一般只是在上游面一定厚度内浇筑抗渗和抗冻性较好的混凝土，在下游面1~2m范围内用抗冻性较好的混凝土。除特殊情况外，一般都不配筋第七节拱坝的材料和构造分缝分块拱坝是整体性结构，但为了施工期间混凝土散热和降低收缩应力，需要分段浇筑，各段之间留有收缩缝。在坝体混凝土冷却到封拱温度左右，混凝土已充分收缩后，再用水泥浆封填，以保证坝体的整体性收缩缝有横缝和纵缝两类第七节拱坝的材料和构造第七节拱坝的材料和构造分缝分块横缝是半径向设置的缝，间距一般取15~20m。在变半径式拱坝中，为了使横缝与半径一致必然形成一个扭曲面根据对已建成的拱坝实地检查，收缩缝灌浆的效果也不是完全有保证的，它仍然是坝体的薄弱面。因此，现代拱坝的趋向是尽可能地减少收缩缝，作法是在施工上加强冷却措施第七节拱坝的材料和构造垫座和周边缝对于地形很不规则局部有深槽的河谷、或者岩基整体性和稳定性较差时，可在基岩与坝体之间设置垫座，这样可以改进拱坝周边的形状或减小坝体的不对称性第七节拱坝的材料和构造第七节拱坝的材料和构造周边缝的作用是：1改变坝体与坝基面直接连接的边界条件。当河谷形状不规则或存在地质上的缺陷时，仍可设计成经济合理的拱坝体型2改善坝体上游面的应力状态，可减小甚至免除上游面的竖向拉应力4减小坝体传至垫座的腕矩，从而减小垫座与坝基阻水帷幕的接触面受拉而破坏。本章主要内容第一节概述 第二节拱坝的荷载及组合

第三节拱坝的应力分析 第四节坝肩岩体稳定分析 第五节拱坝体形尺寸和布置 第六节拱坝的泄流和消能 第七节拱坝的材料和构造 第八节拱坝的坝基处理 第九节浆砌石拱坝 第十节碾压混凝土拱坝第八节拱坝的坝基处理坝基开挖固结灌浆、接触灌浆、防渗帷幕灌浆坝基排水断层破碎带和软弱夹层的处理预应力锚固地基岩溶处理坝基开挖坝基开挖就是挖除坝基风化破碎岩石。高拱坝应尽量开挖到新鲜或微风化基岩，中坝应尽量开挖到微风化或弱风化中、下部基岩两岸拱座利用基岩面宜开挖成径向面。如拱端厚度较大，开挖成径向面的开挖量过多时，也可采用非全径向开挖面河床部分开挖后基岩面的上、下游高差不宜过大，宜略向上游倾斜两岸坝肩开挖基岩面的纵坡应平顺，不应有突变，切忌反坡，即下部坡陡、上部坡缓，也不宜开挖成台阶坝基开挖基岩面的起伏度应控制在小于0.3~0.5m拱座利用基岩面的等高线与拱端内弧切向的夹角不宜小于30坝基开挖爆破应保证开挖后的基岩面不受破坏或损伤，在开挖到接近基岩面高程时，应保留0.3~0.5m厚度，采用风钻撬挖，挖至检验认为合格为止采用预裂爆破措施第八节拱坝的坝基处理固结灌浆、接触灌浆、防渗帷幕灌浆为了提高坝底与基岩接触面上的抗剪强度和抗压强度，减少接触面的渗漏，要进行接触灌浆接触灌浆的主要部位为坝与地基接触面的靠上游部分，以及坡度大于50~60的陡坡接触面，在基岩中开挖的槽、井、洞内回填混凝土的顶面等接触部位接触灌浆应在坝体混凝土浇筑到一定高度，混凝土充分收缩后，钻排水孔之前进行一般可在混凝土内预埋钢管，通过钢管钻孔穿过接触面进行灌浆或通过已浇混凝土钻孔穿过接触面进行灌浆。由于接触面上有混凝土压重，灌浆压力可较高本章主要内容第一节概述 第二节拱坝的荷载及组合

第三节拱坝的应力分析 第四节坝肩岩体稳定分析 第五节拱坝体形尺寸和布置 第六节拱坝的泄流和消能 第七节拱坝的材料和构造 第八节拱坝的坝基处理 第九节浆砌石拱坝 第十节碾压混凝土拱坝第十节碾压混凝土拱坝枢纽布置应力计算、温控及结构分缝方案坝体防渗第十节碾压混凝土拱坝枢纽布置碾压混凝土拱坝枢纽布置对坝址河谷地形、地质条件的要求，与常态混凝土拱坝相同能适应大仓面、薄层连续摊铺碾压，以利加快施工进度采取简化坝体外部轮廓，相对集中坝内孔、洞布置第十节碾压混凝土拱坝应力计算、温控及结构分缝方案碾压混凝土拱坝坝体应力分布与常态混凝土拱坝有所不同常态混凝土拱坝按柱状块浇筑，坝块常埋设人工冷却设施在其横缝进行冷却未灌浆形成整体前，混凝土的自重作用只产生垂直向的梁应力，而不产生水平向的拱应力；在冷却后封拱灌浆前各项坝段单独作用，施工期坝体的温度变化不产生整体温度应力碾压混凝土拱坝由于采用通仓浇筑施工，碾压后即形成整体，又无人工冷却设施，施工期坝