【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，以推土機(jī)平倉(cāng)，振動(dòng)碾壓實(shí)的筑壩新方法，是將土石壩施工的碾壓技術(shù)應(yīng)用到砼重力壩的一種筑壩方法。采用碾壓砼修筑的重力壩稱(chēng)為碾壓混凝土重力壩。碾壓混凝土與常態(tài)混凝土相比的優(yōu)點(diǎn)：①工程程序簡(jiǎn)單，施工速度快；②膠凝材料用量少；③水熱化溫升大大降低，簡(jiǎn)化了溫度控制程序；④不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和接縫灌漿的費(fèi)用；⑤可使用大型通用機(jī)械設(shè)備，提高砼的運(yùn)輸和澆筑工效；⑥降低工程造價(jià)。：①就地取材，節(jié)約水泥；②水熱化溫升低，可不進(jìn)行溫度控制、不設(shè)縱縫、壩段長(zhǎng)；③節(jié)省模板，減少腳手架，模料用量少，減少了施工干擾；④施工技術(shù)容易掌握,施工安排靈活,缺少施工機(jī)械時(shí)可人工砌筑。漿砌石重力壩的缺點(diǎn)：①人工砌筑的質(zhì)量易不均；②石料的修整和砌筑難以機(jī)械化，需大量人力；③砌體防滲性能差，需專(zhuān)設(shè)防滲設(shè)施；④工期長(zhǎng)。防滲設(shè)施主要有：①砼防滲面板或防滲墻；②水泥砂漿勾縫的漿砌石防滲層；③鋼絲網(wǎng)水泥噴漿護(hù)面，其中石料有塊石、粗料石、細(xì)料石等，膠結(jié)材料有水泥砂漿和小石子砂漿(細(xì)骨料砼)等。為了充分利用砼的抗壓強(qiáng)度，將實(shí)體重力壩橫縫下部擴(kuò)寬成為空腔的重力壩，稱(chēng)為寬縫重力壩。：①滲透壓力顯著降低，作用面積也減小；②壩體砼方量較實(shí)體壩少10～20％；③增加了壩體的側(cè)向散熱，加快了散熱進(jìn)程；④便于觀測(cè)、檢查和維修。寬縫重力壩的缺點(diǎn)：①立模較復(fù)雜，且模板用量增加；②分期導(dǎo)流不便；③在嚴(yán)寒地區(qū)，寬縫需采取保溫措施。：壩體內(nèi)沿壩軸線方向設(shè)有較大空腔的重力壩?？崭怪亓蔚膬?yōu)點(diǎn)：①空腔壩基不設(shè)地板,可減少揚(yáng)壓力,砼用量減少20％左右；②減少壩基開(kāi)挖量；③壩體前后腿嵌入巖體,增強(qiáng)穩(wěn)定；④前后腿應(yīng)力分布均勻,壩踵壓應(yīng)力較大；⑤便于砼散熱；⑥壩體施工可不設(shè)縱縫；⑦便于檢測(cè)和檢修；⑧空腔可布置電站廠房?？崭怪亓蔚娜秉c(diǎn)：①施工復(fù)雜；②鋼筋用量大；③如空腔內(nèi)布置廠房,施工干擾大。：由一系列支墩和擋水面板組成的重力壩。支墩壩的結(jié)構(gòu)形式：①大頭壩：支墩上游端兩側(cè)擴(kuò)大,形成懸臂大頭,大頭間緊貼擋水。②連拱壩：由一系列緊連的拱筒擋水,并與支墩連成整體。③平板壩：由平面板簡(jiǎn)支在支墩上擋水。⑴大頭壩的支墩形式：①開(kāi)敞式單支墩；②封閉式單支墩；③開(kāi)敞式雙支墩；④封閉式雙支墩。⑵單支墩大頭壩的頭部形式：①平頭式；②圓弧式；③折線式。⑶雙支墩大頭壩的頭部形式：一般采用折線式⑴拱壩是固結(jié)于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)；⑵壩體結(jié)構(gòu)具有拱和梁雙重作用；⑶壩體穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆白?其次依靠自重；⑷拱為軸向受力,應(yīng)力分布均勻,材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮；⑸拱和梁具有自行調(diào)整應(yīng)力分布的功能；⑹壩肩巖體的穩(wěn)定性是影響拱壩安全的主要因素；⑺溫度作用為一主要荷載；⑻既可壩頂溢流，也可壩身孔口泄流；⑼施工質(zhì)量、材料強(qiáng)度、防滲等要求嚴(yán)格。理想地形：①兩岸對(duì)稱(chēng)，岸坡平順無(wú)突變，逐漸收縮的峽谷段；②壩體兩側(cè)具有足夠的巖體支撐。理想地質(zhì)：①基巖比較均勻、堅(jiān)固完整、強(qiáng)度足夠；②基巖能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化；③岸坡穩(wěn)定、沒(méi)有大斷裂。：最易發(fā)揮拱作用，底部水壓力大，但拱跨短，拱較薄。U形河谷：底部水壓力大，但拱跨長(zhǎng)，拱作用顯著降低，拱較厚。，拱圈厚度越薄。對(duì)于單曲拱：①對(duì)于上下相差不大的矩形河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差不大,可用定圓心、定外弧半徑、變內(nèi)弧半徑的以增加厚度的拱形。②對(duì)于上寬下窄的河谷,各高程拱圈跨度和中心角相差較大,可用定外弧圓心和半徑、變內(nèi)弧圓心和半徑以增加厚度。③上游面鉛直，僅水平面曲線，稱(chēng)單曲拱。其特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，上游面鉛直有利于布置泄、排水設(shè)施的控制設(shè)備。對(duì)于雙曲拱：①對(duì)于V形河谷，如仍采用單曲拱會(huì)使底部中心角過(guò)小而加大拱厚,為使上下中心角差異不大，可將下部的內(nèi)外弧半徑逐漸減小；②壩體在水平面和鉛直面均成曲線，成雙曲線。其特點(diǎn)是①適應(yīng)河谷廣；②梁具有拱的作用③水壓應(yīng)力與自重應(yīng)力相反；④水壓位移與梁位移趨勢(shì)相反。，溫度變位占1/3~1/2，溫度作用為主要荷載之一。溫降對(duì)壩體應(yīng)力不利：溫降時(shí)，軸線收縮，壩體下移，產(chǎn)生的彎矩和剪力與水壓作用相同，與軸力相反。溫升使拱端推力加大，對(duì)壩肩巖體穩(wěn)定不利：溫升時(shí)，軸線伸長(zhǎng)，壩體上移，產(chǎn)生的彎矩和剪力與水壓作用相反，與軸力相同。：①滿(mǎn)足樞紐布置、運(yùn)用和施工的要求；②壩體材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮,不出現(xiàn)不利的應(yīng)力狀態(tài)；③保證壩肩巖體穩(wěn)定；④工程量最省、造價(jià)最低。壩體尺寸包括的內(nèi)容：①拱圈的平面形式；②各層拱圈軸線的半徑和圓心角；③拱冠梁上下游壩面的形式；④拱冠梁各高程的厚度。①凸點(diǎn)位置：最凸向上游點(diǎn)距壩頂?shù)母叨?；②凸度：凸點(diǎn)與壩軸線間的水平距離與壩高的比值；③最大倒懸度：凸點(diǎn)與上游壩底點(diǎn)之間的水平距離與垂直距離的比值。：壓力線接近拱軸線，應(yīng)為變曲率、變厚度和扁平的?，F(xiàn)有拱圈形式①圓拱；②三心拱；③雙心拱；④拋物線拱；⑤橢圓拱；⑥對(duì)數(shù)螺旋線拱，使推力垂直拱端面。倒懸易使另側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力。⑴純拱法；⑵拱梁分載法；⑶有限元法；⑷殼體理論計(jì)算方法；⑸結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)。拱梁分載法的原理：①將拱壩視為由若干水平拱圈和豎直懸臂梁組成的空間結(jié)構(gòu)，荷載由梁系和拱系分擔(dān)，荷載分配由變位一致來(lái)確定；②算法是首先將總荷載試分配到梁、拱，按各自的方法算各自的變位，如變位一致則分配正確，否則調(diào)整直到一致。，而分載法需考慮12個(gè)內(nèi)力，有些內(nèi)力可忽略，主要有六個(gè)內(nèi)力，拱圈三個(gè)，懸臂梁三個(gè)。拱梁分載法中六個(gè)變位不易調(diào)整，略去影響微小的和合并非獨(dú)立的，一般只需調(diào)整三個(gè)主要變位來(lái)進(jìn)行荷載分配，即徑向變位、切向變位、扭轉(zhuǎn)變位。⑴壩肩巖體發(fā)生滑動(dòng)破壞，為主要形式；⑵壩肩巖體變形量過(guò)大，引起壩體的不利應(yīng)力。、有限元法、地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)三種方法。剛體極限平衡法的假定條件：①滑移體為剛體；②僅考慮滑移體力的平衡,不考慮力矩平衡；③忽略拱壩的內(nèi)力重分布，受力為定值；④達(dá)到極限平衡時(shí),滑裂面剪力與滑移方向平行,方向相反。可能滑動(dòng)面的形式和位置：①單獨(dú)的陡傾角結(jié)構(gòu)面F1和緩傾角結(jié)構(gòu)面F2組合；②成組的陡傾角和成組的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；③混合組合：由單獨(dú)的陡傾角和成組的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；或由成組的陡傾角和單獨(dú)的緩傾角結(jié)構(gòu)面組合；④多剛體組合：結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)面將滑移體分割成多塊剛體。：自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、壩身泄水孔四種。自由跌流式：壩頂自由跌流；適用于較薄的雙曲或小型拱壩,基巖良好、單寬流量??；需設(shè)防護(hù)措施，因?yàn)槁渌鄩屋^近。鼻坎挑流式：溢流堰頂曲線末端設(shè)反弧挑流鼻坎，以使落水點(diǎn)距壩較遠(yuǎn)；鼻坎常有連續(xù)坎，有時(shí)也采用差動(dòng)坎。滑雪道式：溢流面由溢流壩頂和與壩體輪廓以外的泄槽(滑雪道)連接而成，槽尾設(shè)鼻坎挑流，滑雪道地板可在廠房頂、可專(zhuān)設(shè)支承；適用于泄洪量大、較薄的拱壩壩身泄水孔：在水面以下一定深度的壩體內(nèi)設(shè)置中孔或底孔泄流；壩體半高以上為中孔,主要用于泄洪；壩體下部為底孔,多用于放空,輔助泄洪、排沙和導(dǎo)流。：跌流消能、挑流消能、底流消能。跌流消能水流從表孔直接跌落下游,利用下游水墊消能，落點(diǎn)距壩太近，需采取防沖措。鼻坎挑流、滑雪道、壩身泄水孔等多采用各種型式的鼻坎挑流消能，泄流具有向心集中的特點(diǎn)，可利用泄流對(duì)沖消能。對(duì)于重力拱壩，泄水孔下彎，可采用底流消能。防沖措施：一般在下游需設(shè)護(hù)坦、護(hù)坡、二道壩等防沖措施。、水輪機(jī)進(jìn)水孔、灌溉和供水等引水孔。①周邊縫使梁的剛度和作用減弱，拱的作用加強(qiáng)；②周邊縫減小壩體傳至墊座的彎矩，可減小上游壩面的拉應(yīng)力；③墊座加大了與基巖的接觸面，改善地基的受力狀態(tài)；④墊座可減少不規(guī)則和軟弱面對(duì)壩體的影響；⑤壩體開(kāi)裂不影響基礎(chǔ)，基礎(chǔ)開(kāi)裂不影響壩體；⑥墊座對(duì)壩體起地震緩沖作用。①對(duì)于不規(guī)則河谷，用重力墩減小寬高比，避免岸坡大量開(kāi)挖。②重力墩是拱壩壩端的人工支座；③用重力墩連接拱壩與其它壩段或溢洪道。、固結(jié)和接縫灌漿、防滲帷幕、壩基排水、不良地質(zhì)處理等。：土石壩是指由土、石料等當(dāng)?shù)夭牧辖?jīng)碾壓建成的大壩。土石壩廣泛應(yīng)用的原因：①可以就地、就近取材，大量節(jié)約三材和材料運(yùn)輸費(fèi)；②能適應(yīng)各種地形、地質(zhì)及氣候條件；③可充分利用大容量、多功能、高效率施工機(jī)械；④計(jì)算方法、試驗(yàn)手段的發(fā)展為土石壩設(shè)計(jì)提供了安全保障；⑤高邊坡、地下工程及溢流防沖等配套設(shè)施的發(fā)展解決了土石壩的難題。⑴具有足夠的斷面維持壩坡的穩(wěn)定⑵設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流⑶選擇與現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)的良好土石種類(lèi)及配置和壩型結(jié)構(gòu)⑷泄洪建筑物具有足夠的泄洪能力⑸采取使大壩運(yùn)用可靠和耐久的構(gòu)造措施、施工方法、土料配置和防滲材料三種方式分：㈠按壩高分⑴低壩：壩高30m；⑵中壩：壩高=30～70m；⑶高壩：壩高70m。㈡按施工方法分⑴碾壓式土石壩；⑵沖填式土石壩；⑶水中填土壩；⑷定向爆破堆石壩㈢按土料配置和防滲體材料分，將碾壓土石壩分為⑴均質(zhì)壩：穩(wěn)定和防滲均采用一種土料⑵土質(zhì)心墻壩：由不透水土料中央防滲體和透水土料壩殼組成⑶土質(zhì)斜墻壩：由不透水土料防滲體和下游透水土料支撐體組成⑷多種土質(zhì)壩：由多種土料組成⑸人工材料心墻壩：以瀝青砼、砼等為心墻的壩⑹人工材料面板壩：由瀝青砼、砼、塑料薄膜等為防滲面板的土石壩⑴中低均質(zhì)壩：平均坡度1:3；⑵土質(zhì)心墻壩：下游1:~1:，上游1:~1:（壩殼堆石）下游1:2~1:3，上游1:~1:（壩殼土料）⑶人工材料面板壩：上游1:～1:,下游1:~1:(可隨堆料優(yōu)劣適當(dāng)變化)⑷人工材料心墻壩：可參照人工材料面板壩選用：⑴確定浸潤(rùn)線的位置；⑵計(jì)算滲流流速和比降；⑶確定滲流流量。分析的目的：⑴依據(jù)滲流力確定穩(wěn)定的壩體型式和尺寸；⑵作為壩體防滲布置和土料布置的依據(jù)；⑶確定滲流量以估計(jì)水流損失和確定排水系統(tǒng)的容量。：①均為無(wú)壓流，有浸潤(rùn)線存在；②大多為穩(wěn)定滲流，偶有非穩(wěn)定滲流；③土質(zhì)壩體滲透通常遵循達(dá)西定律；礫石、卵石有一定偏差；④均質(zhì)土壩滲透系數(shù)各向同性，非均質(zhì)壩需考慮各向異性；⑤寬谷河段土石壩滲流場(chǎng)接近二維，峽谷河段則為三維滲流場(chǎng)；，kx為x方向的滲透系數(shù)，ky為y方向的滲透系數(shù)。①等勢(shì)線與流線相互正交；②流網(wǎng)各個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比保持為常數(shù)；③上、下游壩坡面為等勢(shì)線，其差為總水頭；④壩下不透水層為一流線；⑤浸潤(rùn)線均為一流線，且水頭等于其位置水頭；⑥下游壩面逸出段與浸潤(rùn)線一樣，水位為其位置水頭；⑦兩種土：①管涌：壩體和壩基的土體顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象。內(nèi)部管涌的顆粒移動(dòng)只發(fā)生在壩體內(nèi)部，外部管涌可將土粒帶出壩外，管涌?jī)H發(fā)生在無(wú)粘性土。②流土：滲流作用下，粘土和均勻無(wú)粘性土被浮動(dòng)的現(xiàn)象。常見(jiàn)于滲流在壩下游逸出。③接觸沖刷：在粗、細(xì)土粒交界面上，細(xì)顆粒被滲流沖動(dòng)的現(xiàn)象。④剝離：粘性土與粗粒土接觸面上，滲流使粗顆粒脫離整體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。多發(fā)生在粘性土與反濾層的交界面上。⑤化學(xué)管涌：土體中的鹽類(lèi)被滲流水溶解而帶走的現(xiàn)象。：導(dǎo)致壩體沉降、壩坡塌陷或形成集中的滲流通道等，危及大壩安全。①防滲結(jié)構(gòu)：控制滲流，減小逸出坡降和滲流量，為第一道防線；②過(guò)渡區(qū)：實(shí)現(xiàn)防滲體與壩殼體可靠連接，防止剛度突變和滲流變形；③反濾層：實(shí)現(xiàn)壩體、壩基與排水的良好連接,濾土排水,防止管涌和流土；④排水孔：進(jìn)一步降低地下水位，減小滲流力，排水為第二道防線。：取決于顆粒組成和滲流坡降 流土的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：取決于粗、細(xì)層的粒徑組合①施工期；②穩(wěn)定滲流期；③庫(kù)水位降落期；。簡(jiǎn)化的畢肖普法的安全系數(shù)需在瑞典圓弧法安全系數(shù)的基礎(chǔ)上提高5～10％。：壩在施工和蓄水過(guò)程中荷載和應(yīng)力不斷發(fā)生變化，土體中的孔隙水壓力和骨架應(yīng)力也不斷發(fā)生變化，當(dāng)超過(guò)穩(wěn)定滲流的孔隙水壓力逐步消散，外載壓力相應(yīng)傳到土骨架上使之發(fā)生壓縮變形直到穩(wěn)定，這一過(guò)程稱(chēng)為固結(jié)。：太沙基和比奧飽和土固結(jié)理論。常用計(jì)算方法：增量有限元法?？煞治龅膬?nèi)容：⑴壩體塑流區(qū)、拉應(yīng)力區(qū)的范圍；⑵裂縫發(fā)生的可能性部位；⑶防滲體出現(xiàn)水力劈列的可能性及部位；⑷防護(hù)工程措施后的效果。：⑴具有與使用目的相適應(yīng)的工程性質(zhì)：防滲料具有足夠的防滲性能，壩殼料具有較高的強(qiáng)度，反濾、過(guò)渡料等具有良好排水性能⑵土石料的工程性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定：不風(fēng)化，不浸蝕等⑶具有良好的壓實(shí)性能：防滲體可降到最優(yōu)含水量，無(wú)影響壓實(shí)的超徑材料，壓實(shí)后承載力高，施工機(jī)械可正常運(yùn)行。壩殼料的基本要求：⑴保持壩體的穩(wěn)定，故需要較高的強(qiáng)度；⑵壩體水位下的筑料需良好的排水性能；如砂、礫石、卵石、漂石、碎石等。⑴防滲性；⑵抗剪強(qiáng)度；⑶壓縮性；⑷抗?jié)B穩(wěn)定性；⑸含水量；⑹顆粒級(jí)配；⑺膨脹量和體縮值；⑻可溶鹽、有機(jī)質(zhì)含量?！叭我饬蠀^(qū)”布置在干燥和貼近心墻區(qū)，其外包圍排水過(guò)渡區(qū)。質(zhì)量差、粒度小的放內(nèi)側(cè)；質(zhì)量高、粒度大放外側(cè)。⑴質(zhì)地致密堅(jiān)硬；⑵具有高度抗水性和抗風(fēng)化能力。：①控制和引導(dǎo)滲流；②降低浸潤(rùn)線；③加速孔隙水壓力消散；④保護(hù)下游壩坡免遭凍脹破壞。反濾層的作用：①防護(hù)滲流出口；②防止壩體和壩基發(fā)生管涌、流土等滲透變形。⑴棱體排水(濾水壩址)：設(shè)置在壩趾的堆石棱體。優(yōu)點(diǎn)是可降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)壩腳不受淘刷，增加壩體穩(wěn)定；缺點(diǎn)是石料用量大，費(fèi)用高，與壩體施工有干擾，檢修困難。⑵貼坡排水(表面排水)：堆石或砌石直接鋪放在下游壩坡表面。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用料少，施工方便，易于檢修；缺點(diǎn)是不能降低浸潤(rùn)線，易冰凍而失效。常用于下游無(wú)水的中小型均質(zhì)壩和浸潤(rùn)線較低的中壩。⑶壩內(nèi)排水：排水體設(shè)置在壩體內(nèi)部。又分褥墊排水、網(wǎng)狀排水、豎直排水體和水平排水層。優(yōu)點(diǎn)是下游無(wú)水時(shí)可降低浸潤(rùn)線，加速軟基固結(jié)；缺點(diǎn)是不均勻沉陷適用性差，易斷裂，難以檢修。⑷綜合式排水：由棱體排水、貼坡排水、壩內(nèi)排水等兩種或兩種以上的排水措施組合而成。具有以上各項(xiàng)排水的優(yōu)點(diǎn)。反濾層分類(lèi)：①Ⅰ型反濾：位于被保護(hù)土的下方，滲流自上而下，需承受自重和滲透壓力。②Ⅱ型反濾：位于被保護(hù)土的上方，滲流自下而上，自重與滲透壓力相反。反濾層一般鋪設(shè)1～3層級(jí)配均勻且耐風(fēng)化的砂、礫、卵石或碎石，每層粒徑隨滲流方向而增大。⑴縱縫：因壩殼與心墻、或多種土質(zhì)壩固結(jié)速度的差異形成拉應(yīng)力而裂縫⑵橫縫：因岸坡陡峻或岸坡突變而致⑶內(nèi)縫：因壩基與壩體的不均勻沉降而致：滲流控制。主要措施：①垂直防滲設(shè)施；②上游水平防滲鋪蓋；③下游排水設(shè)施垂直防滲設(shè)施的目的在于完全阻斷透水層；防滲鋪蓋的目的在于延長(zhǎng)滲徑，減小滲流比降到容許范圍；下游排水設(shè)施的目的在于防排結(jié)合，控制滲流，降低浸潤(rùn)線。插入式連接是從砼壩與土石壩的連接部位開(kāi)始，砼壩的斷面逐漸減小，最后成剛性插入土石壩的心墻內(nèi)，適用于低壩。翼墻式連接是在結(jié)合部作成砼擋墻并向上下游延伸成翼墻，適用于與船閘、砼溢流壩等建筑物的連接