挡水建筑物和泄水建筑物课件.ppt

挡水建筑物和泄水建筑物,1,第四章 挡水建筑物和泄水建筑物,本章重点介绍： 工程中常用坝型，各种挡水建筑物和泄水建筑物的作用、特点、类型、结构形式、安全工作条件和要求，相关的水力现象。挡水建筑物的作用：拦截阻挡水流、抬高上游水位。形成水库。主要有：拦河坝（砼重力坝、拱坝、土石坝、支墩坝等）、拦河闸等。泄水建筑物的作用：宣泄多余洪水，确保大坝安全以及为完成枢纽运行而设的其它任务（预泄、冲砂、漂木、放空等）。,挡水建筑物和泄水建筑物,2,泄水建筑物可布置在河床中央河床式（重力坝溢流坝、坝身泄水孔），也可布置在河岸某处合适的地方（隧洞、岸边溢洪道，适于土石坝、轻型坝）泄水建筑物按其进水口在水库中的位置可分为溢流表孔和泄水深孔，表孔泄水建筑物有溢流坝、正槽溢洪道等。深式泄水建筑物有深式泄水孔、隧洞等。,挡水建筑物和泄水建筑物,3,第一节 重力坝,重力坝定义：在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。一、重力坝的特点和类型 靠自身重力及与坝基间的凝聚力抵抗水推力维持坝稳定。 坝基一般为岩基。具有以下特点：（1）安全可靠（2）易解决泄水问题（3）对地质地形条件适应性强（4）便于施工（5）适于各种气候条件,挡水建筑物和泄水建筑物,4,主要缺点：（1）水泥用量大，材料强度不能充分发挥。（2）坝体扬压力大，扬压力抵消部份坝体重量，对坝体稳定不利。（3）温度应力对坝体质量影响大，必须采取设计及施工方法消除不利影响。世界上最高的重力坝： 大迪克桑斯坝。 位于瑞士罗讷河支流迪克桑斯河上，控制流域面积357平方千米，水库总库容4亿米。坝址处河谷呈V形，同时也是欧洲最高的水坝，最大坝高285米，坝顶长695米。于1962年建成。（见图）,挡水建筑物和泄水建筑物,5,挡水建筑物和泄水建筑物,6,挡水建筑物和泄水建筑物,7,我国最高的重力坝：三峡，181m。重力坝常用形式： 实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝（一）实体重力坝（大多数砼坝均属实体重力坝）,上游坝面略向上游倾斜，适用于混凝土与基岩面间的f、c值较低的情况。,挡水建筑物和泄水建筑物,8,（二）宽缝重力坝 将重力坝坝段间横缝的中间部分拓宽形成宽缝的重力坝。 在两个坝段之间具有空腔的重力坝。 其优点是：由于宽缝的存在，坝底面积小，扬压力显著降低，加之上游坡较缓，可利用上游水重来增加稳定，因此使坝体混凝土量可较实体重力坝节省约1020；,挡水建筑物和泄水建筑物,9,宽缝增加了散热面，有利于施工期混凝土温度控制；坝内留设宽缝后，可以方便坝体观察和检查，必要时还可以在宽缝内进行维护修补和地基处理工作。缺点是：模板工作量大，提高了混凝土的单价；施工导流稍感不便在严寒地区，必须采取保温措施。中国在50年代修建了新安江宽缝重力坝，坝高105m，缝宽比0.4;以后又修建了丹江口、云峰、故县和潘家口等宽缝重力坝，坝高依次为 97m、113.8m、121m和107.5m。,挡水建筑物和泄水建筑物,10,新安江水库,挡水建筑物和泄水建筑物,11,新安江,挡水建筑物和泄水建筑物,12,丹江口,挡水建筑物和泄水建筑物,13,（三）空腹重力坝,在重力坝坝体内沿坝轴线方向布置大型纵向空腹的坝。这是近数十年发展起来的一种新坝型（见图）。,挡水建筑物和泄水建筑物,14,空腹重力坝的优点是：坝体空腔对减少坝基扬压力及改善坝基应力有利，因而坝体混凝土量可较实体重力坝节省2030；节省了坝基开挖量；便于散热；有的坝体空腔内可以布置水电站厂房,特别是当河谷狭窄，洪水流量大，下游水位变幅大，布置地面厂房困难时，有其优越性。,挡水建筑物和泄水建筑物,15,缺点是:施工复杂,有倒悬模板；空腔周围易出现拉应力，为摸清和改善应力状态，需作大量计算和模型试验：钢筋用量较实体重力坝多；坝内厂房运行条件不如地面厂房好。广东枫树坝水库装机16.0万千瓦。主坝坝型为混疑土宽缝、空腹重力坝，最大坝高95.1米，坝顶长度418米， 主要泄洪方式为坝顶溢流，大坝特点是空腹坝坝内电站。（见下图）,挡水建筑物和泄水建筑物,16,挡水建筑物和泄水建筑物,17,二、重力坝的组成材料砼，及浆砌石（中小工程）（一）砼的组成主要由四种材料组成：水、水泥、砂、石（二）砼的强度和强度等级,挡水建筑物和泄水建筑物,18,材料在静载荷外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，称为材料的强度。 砼强度单位面积砼试件承受的极限外荷载。有抗压强度、抗弯强度和抗拉强度的标准。 混凝土强度等级表达了砼极限抗压强度 ：如C20、C30等。（注：过去我国采用公制计量单位，混凝土强度的单位为kgf/cm2。现按国务院已公布的有关法令，推行以国际单位制为基础的法定计量单位制，在该单位体系中，力的基本单位是N（牛顿），因此，强度的基本单位为1 N/m2，也可写作1Pa。标号改为强度等级后，混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2（Pa），数值太小，一般以1N/mm2=106N/m2(MPa)作为混凝土强度的,挡水建筑物和泄水建筑物,19,实际使用的计量单位，读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。 新标准中强度计量单位均采用MPa（兆帕）表达。 ）（三）重力坝对材料的要求除强度外，还要求具的（1）抗渗性（2）低热性（3）抗冲耐磨性（4）抗冻性（5）抗侵蚀性（6）耐久性,挡水建筑物和泄水建筑物,20,（四）重力坝的材料分区,挡水建筑物和泄水建筑物,21,三、重力坝构造,（一）坝体分缝：分横缝及纵缝1.横缝作用: 适应温变、适应地基、适应地基间距：一般为1220m。分类： 永久性横缝 临时性横缝2.纵缝铅直纵缝是最常采用的一种纵缝形式。缝的间距根据混凝土浇筑能力和温度控制要求确定，一般为1530m。,挡水建筑物和泄水建筑物,22,(二)止水,横缝止水构造示意 l一第一道止水铜片；2一沥青井；3一第二道止水片； 4一廊道止水；5一横缝；6一沥青麻片； 7一电加热器；8一预制混凝土块,挡水建筑物和泄水建筑物,23,(三)坝体排水,排水管体型图,为减小渗水对坝体的不利影响，在靠近坝体上游面需要设置排水管幕。排水管幕至上游面的距离，一般要求不小于坝前水深的110112，且不小于2m，以便将渗透坡降控制在许可范围以内。排水管常用预制多孔混凝土管，间距23m，内径1525cm。管径不宜过小，否则，易被堵塞。渗水由排水管进入廊道，然后汇入集水井，经由横向排水管自流或用水泵抽水排向下游。,挡水建筑物和泄水建筑物,24,挡水建筑物和泄水建筑物,25,(四)坝内廊道系统,为了满足灌浆、排水、观测、检查和交通等的要求，需要在坝体内设置各种不同用途的廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统 。,挡水建筑物和泄水建筑物,26,挡水建筑物和泄水建筑物,27,四、重力坝的安全运行条件及剖面形状,（一）重力坝可能的破坏形式1、滑动2、倾复3、坝趾压碎 抗滑稳定、上游面无拉应力和下游面压应力不超过材料或（坝基）的充许压应力是重力坝安全运行的三个基本条件。（二）坝体基本剖面和实用剖面 重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力(水位与坝顶齐平)和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。（实用剖面有顶宽的坝）,挡水建筑物和泄水建筑物,28,实用剖面,挡水建筑物和泄水建筑物,29,（三）重力坝的荷载作用在坝上的力，也称作用。自重、水压力、泥沙压力、扬压力、土压力等。五、重力坝的泄水、消能和防冲1、溢流坝 溢流坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物，除应满足稳定和强度要求外，还需要满足泄水的要求。（1）溢流坝剖面曲线（2）溢流坝的孔口尺寸和泄流能力（3）溢流坝构造（闸门、闸墩、工作桥、启闭机）,挡水建筑物和泄水建筑物,30,挡水建筑物和泄水建筑物,31,挡水建筑物和泄水建筑物,32,分堰顶设闸门和不设闸门两种。,挡水建筑物和泄水建筑物,33,2、深式泄水孔作用：泄洪、预泄、放空、导流。分为有压泄水孔和无压泄水孔（二）泄水重力坝的消能方式 坝体消能：宽尾墩、阶梯消能工 坝下消能：底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。六、重力坝的地基处理（一）开挖和清理：钻孔爆破法，自上而下分层开挖（二）基础灌浆：固结灌浆和帷幕灌浆七、砼坝施工（一）骨料生产（二）砼拌和物生产（三）砼运输（四）砼浇筑（五）砼养护八、碾压砼重力坝,挡水建筑物和泄水建筑物,34,用振动碾压实超干硬性混凝土修建建筑物的施工技术（见图）。采用这种方法所筑的坝，称碾压混凝土坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,35,碾压混凝土的特点是:低胶凝材料用量，包括水泥与掺和料共120160kg/m3；超干硬性，以维勃仪加压测定，拌和物的稠度值在20s左右；大量使用掺和料，如用粉煤灰或天然火山灰，掺量为胶凝材料总量的3060；不设纵横缝,但有的坝在一层碾压完毕进行横缝切缝，在切缝上游设置止水设施；混凝土拌和可用自落式或强制式拌和机,但用自落式拌和机时，受大掺量掺和料的影响，需根据具体情况适当延长拌和时间，相应产量有所下降；混凝土运输过程中，需尽量减少倒运次数，以免产生分离；混凝土的平仓与摊铺，有的用推土机，有的用摊铺机,摊铺层厚度大体为1525cm，铺料过程尽量控制水平,挡水建筑物和泄水建筑物,36,混凝土的碾压，根据层厚不同采用不同性能的振动碾(见彩图)，一般铺料两层或三层后进行一次碾压，碾压遍数通过试验确定。碾压混凝土施工较之常规混凝土，具有造价低，施工速度快、节省水泥、模板和劳动力等优点,技术经济效益显著。据美国威洛克里克坝的经验，碾压混凝土的单价约为常规混凝土的1/3，在短短4个月时间内,全部30万m3混凝土的工程，即告竣工。日本各坝的经验，亦较常规浇筑方法缩短工期。岛地川坝节省水泥7000t、模板减少44。中国坑口坝，缩短工期一半，节省水泥44， 综合造价降低16。但碾压混凝土也还存在一些问题有待研究解决。如层面结合处容易成为渗水的薄弱层面；混凝土运输与摊铺过程易产生骨料分离等。,挡水建筑物和泄水建筑物,37,第二节 拱坝,拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，拱冠剖面呈竖直的或向上游弯曲。 一、拱坝的工作特点（一）拱坝的结构特点（1）拱作用的结构特点 拱坝的水平外荷载主要是通过拱的作用传递到两岸坝肩，拱是一种主要承受轴向压力的推力结构。,挡水建筑物和泄水建筑物,38,（2）空间整体作用的特点： 拱坝四周嵌固于基岩，属于高次超静定结构。（3）拱坝具有较高的抗震能力。 拱坝是一个整体的空间壳体结构，坝体轻韧而富有弹性，依靠岩体对地震动能的吸收，会引起有利的坝体应力重分布。（4）荷载特点： 温度荷载是主要荷载之一,而且是作用在坝体结构的一种基本荷载。（5）坝身泄流及施工技术较为复杂。,挡水建筑物和泄水建筑物,39,也即：1、拱与梁的共同作用； 2、稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地基的要求很高；3、拱是一种推力结构，承受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石材料的抗压强度；4、拱梁所承受的荷载可相互调整, 因此可以承受超载；5、拱坝坝身可以泄水；6、不设永久性伸缩缝； 7、抗震性能好； 8、几何形状复杂，施工难度大。二、拱坝的平面布置和剖面形状 包括确定拱圈的形式、拱冠梁的体型心各层之间的相对关系， 以保证拱坝成为一个受力条件好，安全稳定的整体结构。,挡水建筑物和泄水建筑物,40,（一）拱圈的形式,建筑结构上，据受力特点有拱、梁之类的构件。梁构件分为简支梁、悬臂梁、连续梁等结构形式。梁受到垂直于梁杆的外力时发生弯曲变形，产生拉应力（外侧）及压应力（内侧）。拱构件在受到拱形凸出面的外力时，能将垂直作用在拱面上的力变为沿拱轴线方向的力使拱受到压力。拱轴线可以是圆弧形、抛物线、双曲线、三圆心拱等（河床中央部位的弯曲半径小，拱的作用大）拱圈可等厚也可在两坝肩处变厚（二）拱坝的梁剖面是典形的直立悬臂梁，有铅直和弯曲两种。位于河床最深处的铅直剖面称为拱冠梁，拱冠梁的形状及厚度取决于坝河高、坝型、河谷形状系数（L/H）,挡水建筑物和泄水建筑物,41,（三）拱坝的布置（P79）基本原则是：坝体轮廓简单，坝底、坝面力求变化平顺，避免有局部突变，坝体在结构上是连续的整体。主要形式有定外半径定圆心、定中心角和变中心角几种，应用更广泛的是变半径变中心角拱坝。三、拱坝的安全运行条件（一）拱坝的受力特点及其计算稳定及应力分析时，常采用拱梁分载法计算。将拱坝看作是由无数根梁和无数千条拱组成的。一般取57层拱圈，2n-1根梁计算。简化计算时取拱冠梁及若干层拱计算，称拱冠梁法、拱梁分载法。,挡水建筑物和泄水建筑物,42,（二）拱坝的安全工作条件,拱坝安全工作条件之一是：使拱坝砼不被压碎，即坝砼承受的压应力不超过砼的抗压强度。 另一安全工作条件是：两岸坝肩能够提供足够的支撑力，以保证坝的稳定。（三）拱坝对地形条件的要求1、地形条件河谷狭窄，左右对称，向下游收缩的“V”或“U”形地形。 河谷形状系数宽高比（a）宽高比：河谷宽度L（坝顶高程处的河床宽度）与最大坝高H的比值较小，则刚度较高，不易使其变形。坝可修得越薄，越适合修建拱坝,挡水建筑物和泄水建筑物,43,（b）厚高比：坝厚T与坝高H的比值。L/H1.5, T/H 0.2 为薄拱坝；L/H=1.53.0, T/H =0.2 0.35 为一般拱坝；L/H=3.04.5, T/H =0.35 0.60 为重力拱坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,44,挡水建筑物和泄水建筑物,45,向下游收缩:B-B坝址虽然河谷狭窄,地但位于向下游扩散的喇叭口处,两岸拱座单薄,对稳定不利. 而A-A处坝址两岸拱座厚实, 拱轴线与等高线接近垂直, 因此应将A-A处选为坝址, 见图3.3.2、地质条件基岩均匀，坚固完整，有足够的强度、透水性小而能抗风化。上述条件不能满足时，需进行固结灌浆以增加地基的整体性和牢固程度。3、发展趋势对地形地质条件的限制有所放宽，坝更高，坝体薄，坝型多样化，双曲居多，坝顶泄流的单宽流量加大，最优化设计处于实用阶段。,挡水建筑物和泄水建筑物,46,等外半径变中心角拱坝,定外半径定中心角拱坝,双曲拱坝,挡水建筑物和泄水建筑物,47,三、拱坝的安全运行条件,（一）拱坝的受力特点及其计算拱坝是一个整体结构，对其稳定和应力有分析时，常采用拱梁分载法计算。（二）拱坝安全工作条件1、坝身砼材料不被压碎，即坝体承受的压应力不超过砼的抗压强度，设计时要求较高安全系数。2、两岸坝肩能提供足够的支撑力，以保证坝的稳定，因此，拱坝对地基的要求比重力坝和其它坝型高。,挡水建筑物和泄水建筑物,48,（三）拱坝对地形条件的要求河俗形状系数L/H：越小越窄。厚高比T/H：四、拱坝的泄水消能与重力坝类似。（一）自由跌落式（清江隔河岩）（二）鼻坎挑流式（二滩）（三）坝身泄水孔（四）滑雪道式溢洪道消能发展趋势分层布置进水口，分散水舌落水点，利用空中碰撞消能（四川雅砻江）五、拱坝的构造 横缝为临时缝，地基处理要求高，拱座要求更高，可只设灌浆廓道，,挡水建筑物和泄水建筑物,49,清江隔河岩自由跌落式,挡水建筑物和泄水建筑物,50,二滩鼻坎挑流式,挡水建筑物和泄水建筑物,51,小湾,挡水建筑物和泄水建筑物,52,第三节 支墩坝,由一系列倾斜的面板和支承面板的支墩(扶壁)组成的坝。面板直接承受上游水压力和泥沙压力等荷载，通过支墩将荷载传给地基。面板和支墩连成整体，或用缝分开。可分为平板式、大头坝、连拱坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,53,平板坝 由平板面板和支墩组成的支墩坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,54,面板与支墩的连接有以下三种形式: 简支式：面板简支在支墩托肩（牛腿）上，接缝涂沥青玛蹄脂等柔性材料，并设置止水。简支式能适应地基和温度变形，采用最多。 连续板式：面板跨过支墩，每隔两三跨设一道伸缩缝。连续式可以减小板的跨中弯矩，但在跨过支墩处产生负弯矩，易在迎水面产生裂缝，所以较少采用。 悬臂式：面板与支墩刚性连接，在跨中设缝，要求变形小，以防接缝漏水，只能用于低坝。平板坝支墩有单支墩和双支墩两种形式，双支墩用于高坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,55,连拱式,挡水建筑物和泄水建筑物,56,拱形面板和支墩组成的支墩坝。 与其他形式的支墩坝比较，连拱坝有下列特点： 拱形面板为受压构件，承载能力强，可以做得较薄。支墩间距可以增大。混凝土用量最少，但钢筋用量较多。混凝土平均含钢筋量可达3040kg/m3。施工模板也较复杂。混凝土单位体积的造价高。 面板与支墩整体连接，对地基变形和温度变化的反应比较灵敏，要求修建在气候温和地区，且地基比较坚固。 上游拱形面板与溢流面板的连接比较复杂，因此很少用作溢流坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,57,大头坝面板由支墩上游部分扩宽形成，称为头部。相邻支墩的头部用伸缩缝分开，为大体积混凝土结构。对于高度不大的支墩坝，除平板坝的面板外，也可用浆砌石建造。 支墩坝大头坝与宽缝重力坝结构体型相似，其区别为大头坝支墩间的空距一般大于支墩厚度，而宽缝重力坝则相反； 大头坝上游面的倾斜度一般较宽缝重力坝大； 大头坝支墩下游部分可以不扩宽，坝腔是开敞的，而宽缝重力坝则是封闭的。 支墩坝-特点,挡水建筑物和泄水建筑物,58,大头坝头部有以下三种形式： 平板式：上游面为平面,施工简单。但在水压力作用下，上游面易产生拉应力，引起裂缝。 圆弧式:上游面为圆弧。作用于弧面上的水压力向头部中心辐集，应力条件好，但施工模板较复杂。 钻石式（折线式）:上游面由三个折面组成，兼有平板式和圆弧式的优点，最常采用。大头坝支墩有单支墩和双支墩两种形式，高坝多采用双支墩以增强其侧向稳定性。为了提高支墩的侧向劲度或为了防寒，也可将下游部分扩宽，使坝腔封闭，这时在结构体形上接近宽缝重力坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,59,与其他坝型比较，支墩坝特点是面板是倾斜的，可利用其上的水重帮助坝体稳定； 通过地基的渗流可以从支墩两侧敞开裸露的岩面逸出，作用于支墩底面的扬压力较小，有利于坝体稳定； 地基中绕过面板底面的渗流，渗透途径短，水力坡降大，单位岩体承受的渗流体积力也大，要求面板与地基的连接以及防渗帷幕都必须做得十分可靠; 面板和支墩的厚度小,内部应力大，可以充分利用材料的强度； 施工期混凝土散热条件好，温度控制较重力坝简单； 要求混凝土的标号高，施工模板复杂，平板坝和连拱坝的钢筋用量大，因而提高了混凝土单位体积的造价； 支墩的侧向稳定性较差；在上游水压作用下，对于高支墩，还存在纵向弯曲稳定问题；,挡水建筑物和泄水建筑物,60,平板坝和大头坝都设有伸缩缝，可适应地基变形，对地基条件的要求不是很高；连拱坝为整体结构，对地基变形的反应比较灵敏，要求修建在均匀坚固的岩基上； 坝体比较单薄，受外界温度变化的影响较大,特别是作为整体结构的连拱坝,对温度变化的反应更为灵敏，所以支墩坝宜于修建在气候温和地区； 可做成溢流坝，也可设置坝身式泄水管或输水管。 支墩坝是一种轻型坝，可较重力坝节省2060的混凝土，宜于修建在气候温和、河谷较宽、地质条件较好、运输条件差、天然建筑材料缺乏的地区。平板坝适用于中、低坝，连拱坝和大头坝适用于中、高坝。,挡水建筑物和泄水建筑物,61,4.4土石坝,以土石等当地材料填筑的坝。 土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自世纪年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。 土石坝是一种最古老的坝型，在已建坝型中，土石坝所占比重最大，占90%以上。,挡水建筑物和泄水建筑物,62,本世纪年代以来，土石坝的建设由于科研、设计和施工技术的发展，无论在高度和数量上都已超过了混凝土坝。 但我国至20世纪90年代，100米以上的土石坝仅的三座。 90年代以后，高土石坝日益增多，特别是砼面板堆石坝的兴起，高土石坝的发展具有了广阔的前景，促进高土石坝发展关键技术有：大型振动碾广泛应用；土力学和土坝设计理论的发展；对防渗土的要求放宽；砼面板堆石坝的推广应用病险水库的的除险加固处理技术的发展,挡水建筑物和泄水建筑物,63,目前世界最高的土石坝（俄罗斯罗贡坝）。目前我国最高的心墙土石坝是黄河小浪底最大坝高154米，总填筑量5185万立方米，是我国迄今为止最大的土石坝。 最高的面板堆石坝是清江水布垭，最大坝高233米，这无疑是一个石破天惊的数字！因为当时世界上还没有超过200米的堆石坝，200米以上甚至被部分专家认为是面板坝的禁区。,挡水建筑物和泄水建筑物,64,一、土及土力学基本要求（略）二、土石坝的工作特点和设计要求（一）工程特点优点：（1）就地取材，节省钢材水泥木材等重要建筑 材料，从而减少了建坝过程中的远途运输。 （2）结构简单，便于维修和加高扩建。 （3）坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性 能，因此对地基的要求低。 （4）施工技术简单，工序少，便于组织机械快速施工。 缺点:坝身一般不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。,挡水建筑物和泄水建筑物,65,（二）土石坝的设计要求（1）选择合理的上下游坡坡比；（2）不允许水流漫顶；（3）控制坝体和坝基渗流，以控制坝体坝基渗透变形；（4）避免坝身产生有害的裂缝；（5）能抵御自然现象的破坏。三、土石坝的组成和分类（一）组成（1）坝体：（2）防渗体：（3）排水设备（4）上下游护坡,挡水建筑物和泄水建筑物,66,（二）分类1、按施工方法分 干填碾压式土石坝，抛填式、定向爆破坝、水力冲填、水中倒土等。2、按坝体材料与防渗体的相对位置分：均质、心墙、斜墙，多种土质坝。（P95）四、土石坝的剖面形状和构造（一）坝顶（二）坝坡（三）防渗体（四）排水设施,挡水建筑物和泄水建筑物,67,五、土石坝的渗透和坝坡稳定六、地基处理处理的目的：防渗，提高坝基渗透稳定性。（一）清理（二）砂卵石（砂砾石）地基处理截水槽、防渗墙、灌浆帷幕、粘土铺盖等七、土石坝施工 四大作业：准备作业、基本作业、辅助作业、附加作业。八、堆石坝 抛填堆石、定向爆破法和碾压法,挡水建筑物和泄水建筑物,68,挡水建筑物和泄水建筑物,69,挡水建筑物和泄水建筑物,70,清江水布垭面板堆石坝，最大坝高233m，世界最高坝,挡水建筑物和泄水建筑物,71,4.5 水闸一、概述 平原地区的取排水，需低水头的挡水泄水建筑物。水闸和滚水坝为常用水工建筑物，称闸坝工程。二、水闸的类型水闸按规模有大（Q1000m3/s），中（Q=1000100、m3/s）； 小（Q100m3/s）。（一）水闸按其功用分1、拦河闸（节制闸）2、进水闸（渠首）3、泄水闸4、排水闸5、分洪闸6、挡潮闸7、冲沙闸,挡水建筑物和泄水建筑物,72,挡水建筑物和泄水建筑物,73,（二）按闸室结构分类1、开敞式2、胸墙式3、涵洞式,挡水建筑物和泄水建筑物,74,挡水建筑物和泄水建筑物,75,挡水建筑物和泄水建筑物,76,三、水闸的组成及构造（一）上游连接段（二）闸室段（三）下游连接段,挡水建筑物和泄水建筑物,77,挡水建筑物和泄水建筑物,78,四、水闸的孔口尺寸 孔口净宽度、孔数、闸墩厚度，主要应满足过流量要求。五、闸室安全和地基处理抗滑稳定、地基承载力和不均匀沉陷。软基处理方法：1、换土垫层2、强夯法3、沉井法4、预压加固5、振冲加固6、桩基础7、高压喷射灌浆8、防渗墙加固防渗六、消能防冲,挡水建筑物和泄水建筑物,79,（一）消能防冲的特点泄流量大、水头低，佛氏数低，消能不充分。抗冲能力低，消能方式单一（底流消能）。（二）消能防冲设施1、护坦2、辅助消能功3、海漫4、防冲槽和防掏槽七、闸下防渗,挡水建筑物和泄水建筑物,80,（一）闸下渗流特点和计算（二）防渗措施1、铺盖2、垂直防渗3、排水措施4、两岸防渗八、闸室结构 底板、闸墩、闸门、启闭机、工作桥、交通桥、胸墙。九、两岸连接建筑物（一）翼墙的型式和布置1、角墙式；2、八字墙、3、圆弧式、4、扭曲式5、导水墙和导水堤,挡水建筑物和泄水建筑物,81,（二）挡土墙的型式重力式、悬臂式和扶壁式、空箱式、十、其他闸坝建筑物（P121）（一）壅水坝（二）底栏栅坝（三）橡胶坝 (四)自动翻板闸门（五）浮体闸,挡水建筑物和泄水建筑物,82,4.5 河岸溢洪道,一、概述 土石坝枢纽中的保坝建筑物。二、正槽溢洪道（一）工作特点及布置（二）组成1、进水渠、2、控制段、3、泄槽段、4、消能段、5、尾水渠三、其他型式的溢洪道（一）侧槽溢洪道（二）竖井式溢洪道（三）虹吸溢洪道四、非常溢洪道,挡水建筑物和泄水建筑物,83,挡水建筑物和泄水建筑物,84,挡水建筑物和泄水建筑物,85,4.6 水工隧洞,一、类型（一）按其功用分（1）泄水隧洞（2）引水和输水隧洞（3）排沙（冲砂）隧洞（4）导流隧洞（5）放空隧洞（6）发电尾水隧洞（7）通航隧洞,挡水建筑物和泄水建筑物,86,挡水建筑物和泄水建筑物,87,（二）按洞内水流流态分 有压隧洞和无压隧洞。（三）泄水洞按其布置形式分类1、表孔无压洞2、深孔无压洞3、深孔有压洞4、深孔有压无压洞二、泄水隧洞的工作特点1、具有地下建筑物特征2、具有深式泄水建筑物特征（高压、高速）3、施工场地狭窄,挡水建筑物和泄水建筑物,88,三、隧洞布置 隧洞布置主要是洞型及洞线选择，从以下几方面考虑（1）在工程布置方面（2）在水流条件方面（3）在结构条件方面（4）在闸门设置及运行方面（5）在工程量及施工难易方面水工隧洞由进口建筑物、洞身和出口建筑物组成四、进口建筑物（一）进口建筑物的型式1、坝式2、塔式3、竖井式4、岸塔式5、斜坡式6、组合式,挡水建筑物和泄水建筑物,89,（二）进口建筑物的构造包括：喇叭口、闸室、渐变段、通气孔、平压管、拦污栅等、五、洞身 城门洞形、圆形、马蹄形六、出口建筑物七、水工隧洞施工,