【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 處于明流無(wú)壓狀態(tài)。重力拱壩的溢流面：可由堰頂曲線段、中間直線段及下部反弧段組成。混凝土的耐久性：抗?jié)B性：抗?jié)B標(biāo)號(hào)表示W(wǎng)，由滲透坡降確定。滲透坡降是指單位滲徑長(zhǎng)度上的水頭損失?？箖鲂裕嚎箖鰳?biāo)號(hào)表示F，混凝土在飽和狀態(tài)下，經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞、也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。抗凍性好的混凝土，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，故在溫暖的地區(qū)也有此要求?？鼓バ裕夯炷恋挚垢咚偎骰驃A沙水流的沖刷、磨損的性能，尚無(wú)明確標(biāo)準(zhǔn)，一般用提高抗壓強(qiáng)度來(lái)處理（高標(biāo)號(hào)硅酸鹽大壩水泥，C20級(jí)以上），且骨料堅(jiān)硬、振搗密實(shí)?？骨治g性：混凝土抵抗環(huán)境水侵蝕的性能，尚無(wú)明確標(biāo)號(hào)，一般選擇適當(dāng)品種水泥和骨料。如礦渣水泥或火山灰水泥。溫度應(yīng)力和溫度裂縫：混凝土溫度發(fā)生變化，其體積隨之熱脹冷縮，當(dāng)混凝土塊體受到約束、不能自由伸縮時(shí)，就產(chǎn)生溫度應(yīng)力；當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗裂強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生裂縫。1基礎(chǔ)溫差引起的應(yīng)力和裂縫。2壩塊內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力和裂縫混凝土塊體在溫度發(fā)生變化時(shí)，其溫度分布是不均勻的。表面與周?chē)h(huán)境易熱交換，內(nèi)部溫度高于外部，內(nèi)部混凝土膨脹較快，表層膨脹較慢（甚至收縮）。內(nèi)部混凝土的膨脹受到約束，產(chǎn)生壓應(yīng)力，而外部混凝土受到內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，若拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，就產(chǎn)生裂縫。一般只發(fā)生在表層，不甚重要。防止溫度裂縫的措施：溫度裂縫對(duì)壩體的危害性視其發(fā)展深度和出現(xiàn)的位置而不同。平行于壩軸線的貫穿性裂縫，破壞壩的整體性；在上游面出現(xiàn)的裂縫會(huì)加劇滲漏，使混凝土遭受溶蝕，且揚(yáng)壓力增大，對(duì)壩的應(yīng)力和穩(wěn)定不利；溢流壩面的裂縫將降低抵抗高速水流沖刷的能力；較深的表面裂縫也在一定程度上降低壩的整體性和耐久性。溫度應(yīng)力取決于溫差及約束條件。因此，防止壩體溫度裂縫的措施，主要有加強(qiáng)溫度控制、提高混凝土的抗裂強(qiáng)度、保證混凝土的施工質(zhì)量和采用合理的分縫、分塊等方面。溫度控制措施：①減少混凝土發(fā)熱量②降低混凝土入倉(cāng)溫度③加速混凝土熱量散發(fā)④防止不利氣溫影響，保護(hù)混凝土表面橫縫及止水：橫縫垂直于壩軸線，將壩體沿壩軸線分成若干個(gè)壩段，是永久縫。縫面為平面，不設(shè)鍵槽，不灌漿，使各壩段獨(dú)立工作?？p寬1~2cm，縫內(nèi)用瀝青油毛氈或?yàn)r青瑪蹄脂填充。縫內(nèi)上游設(shè)止水?？v縫和水平施工縫：縱縫平行于壩軸線，是為適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期溫度應(yīng)力而設(shè)置的臨時(shí)縫。縱縫有垂直縱縫、斜縫、錯(cuò)縫三種布置。蓄水前，混凝土充分冷卻收縮、壩體達(dá)到穩(wěn)定溫度的條件下進(jìn)行灌漿，使壩段成為整體?？p面設(shè)鍵槽。壩基開(kāi)挖清理：高壩應(yīng)挖到新鮮或微風(fēng)化下部的基巖；中壩宜挖到微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖；對(duì)兩岸地形較高部位的壩段，其開(kāi)挖基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬。壩基開(kāi)挖的邊坡必須保持穩(wěn)定；在順河方向，不宜開(kāi)挖成向下游傾斜的斜面，必要時(shí)可挖成分級(jí)平臺(tái)或向上游傾斜面；兩岸岸坡應(yīng)開(kāi)挖成臺(tái)階形，以利于壩塊的側(cè)向穩(wěn)定；基坑開(kāi)挖輪廓應(yīng)盡量平順，避免有高差懸殊的突變，以免應(yīng)力集中；當(dāng)?shù)鼗杏熊浫鯅A層存在，且用其他措施無(wú)法解決時(shí)，也應(yīng)挖除。為保持基巖完整、避免開(kāi)挖爆破震裂，基巖應(yīng)分層開(kāi)挖?；鶐r開(kāi)挖后，在澆筑混凝土前，需進(jìn)行徹底的清理和沖洗，清除松動(dòng)的巖塊，打掉突出的尖角?；又性械目碧姐@孔、井、洞等均應(yīng)回填封堵。固結(jié)灌漿：淺孔低壓灌注水泥漿的加固處理。目的：①提高巖體的整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，并提高基巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度；②降低壩基的滲透性，減少滲漏量；③帷幕旁邊的固結(jié)灌漿可提高帷幕的灌漿壓力。帷幕灌漿：靠近上游壩基設(shè)一排或幾排鉆孔，利用高壓灌漿填塞基巖內(nèi)的裂隙和孔隙等滲水通道，在基巖中形成一道相對(duì)密實(shí)的阻水帷幕。目的：①降低壩基的滲透壓力，減少滲流量；②防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌。帷幕深度根據(jù)基巖的透水性、水頭、降低滲壓的要求確定。一般達(dá)到相對(duì)不透水層，需專門(mén)研究。兩岸帷幕：減少兩岸繞壩滲流的不利影響，保證岸邊壩塊穩(wěn)定。達(dá)到相對(duì)不透水層，與壩基防滲帷幕形成封閉防滲系統(tǒng)。壩基排水系統(tǒng)：目的：收集并排走由地基滲透過(guò)來(lái)的水，進(jìn)一步降低壩基揚(yáng)壓力。因?yàn)椋簤位m然已經(jīng)進(jìn)行帷幕灌漿，但并不能完全截?cái)酀B流。軟弱破碎帶處理：目的：提高力學(xué)性能，防止壩基承受荷載時(shí)因局部承載能力低而使壩體產(chǎn)生應(yīng)力集中、不均勻沉陷或滑動(dòng)失穩(wěn)；提高軟弱帶的抗?jié)B能力，以防止庫(kù)水沿軟弱帶發(fā)生嚴(yán)重滲漏、管涌或增加壩基揚(yáng)壓力。寬縫重力壩：(1)壩基揚(yáng)壓力減小，壩體混凝土減少10~20%(2)壩段內(nèi)部減薄，材料強(qiáng)度能較好利用(3)天然散熱面，有利于溫控(4)寬縫有利于觀測(cè)和檢查(5)模板增加，施工復(fù)雜（有倒懸）(6)氣溫變化劇烈，易產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)寒地區(qū)保溫空腹重力壩(1)壩基揚(yáng)壓力減小(2)空腹內(nèi)可設(shè)廠房(3)前后退分別澆筑，天然散熱，有利于溫控(4)前腿深嵌，有利于穩(wěn)定(5)有利于檢查、檢測(cè)(6)可加快前期施工(7)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度加大(8)鋼筋用量大，模板多碾壓混凝土壩RCCD：既具有混凝土體積小、強(qiáng)度高、防滲性能好、壩身可溢流等特點(diǎn)，又具有土石壩施工程序簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)、可使用大型通用機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)(1)構(gòu)造簡(jiǎn)單（通倉(cāng)澆筑、不分縫）(2)水泥和模板用量?。ǔ捎残曰炷粒?3)施工速度快（連續(xù)澆筑）。(4)工程造價(jià)低第五章 拱壩拱壩的工作原理：拱壩是拱向上游三向固定的空間殼體擋水建筑物,它將水壓力、泥沙壓力的大部分通過(guò)拱的作用傳到兩岸巖體，而將另外的通過(guò)懸臂梁的作用傳給底部基巖。它不象重力壩那樣依靠自重來(lái)維持穩(wěn)定，而是由兩岸巖體的支撐和砼的抗壓強(qiáng)度來(lái)維持拱壩的穩(wěn)定和安全。經(jīng)濟(jì)中心角：中心角愈大，拱圈厚度愈小，說(shuō)明中心角愈大，材料強(qiáng)度可得到充分利用，對(duì)應(yīng)力有利；反之，拱圈中心角減小，半徑愈大，拱作用減弱，要求加大拱圈厚度。加大中心角使拱圈弧長(zhǎng)增加，在一定程度上會(huì)抵消一部分由減小拱厚所節(jié)省的工程量。所以從節(jié)省工程量的角度存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)中心角，即單位高度拱圈的工程量最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的中心角。設(shè)單位高度拱圈工程量為V時(shí)有最大值，此即經(jīng)濟(jì)中心角。這是按圓筒公式推得的，工程實(shí)際中，中心角時(shí)拱截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。從經(jīng)濟(jì)和應(yīng)力角度考慮，采用較大中心角有利但拱端軸力方向?qū)⑾蝽槑r坡等高線方向偏轉(zhuǎn)，對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。拱壩布置的一般步驟：1）根據(jù)壩址地形地質(zhì)資料，繪出壩址新鮮基巖面等高線圖，綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、施工及運(yùn)用條件選擇適宜的拱壩壩型，并擬定出拱冠梁剖面。2）利用新鮮基巖等高線，綜合考慮應(yīng)力和壩肩穩(wěn)定兩方面的要求，定出拱圈形式，試定頂拱軸線的位置。盡量使拱軸線與等高線在拱端處的夾角不小于35ο，同時(shí)應(yīng)使頂拱對(duì)稱中心線盡可能對(duì)稱于河谷兩岸，左半中心角與右半中心角之差5ο，并使兩端夾角大致相近，按適當(dāng)?shù)闹行慕呛蛪雾敽穸犬?huà)出頂拱內(nèi)外緣弧線。3）根據(jù)初擬的拱冠梁剖面尺寸，選取5~10層拱圈，繪制各層拱圈平面圖，各層拱圈的圓心在平面上的連線盡可能對(duì)稱于河谷可利用基巖面等高線，在立面上，這種圓心連線應(yīng)是光滑的曲線。4）每層拱圈的兩拱端與巖基的接觸原則上應(yīng)做成全徑向拱座，使拱端推力接近垂直于拱座面，以減小向下游滑動(dòng)的剪力。5）自對(duì)稱中心線向兩岸切取若干個(gè)垂直梁剖面，檢查各剖面輪廓是否連續(xù)光滑，倒懸度是否滿足要求，若不滿足要求，應(yīng)適當(dāng)修改拱圈的半徑、中心角及圓心位置，直至滿足要求為止。6）按上述初擬的壩體形狀和尺寸，進(jìn)行壩體應(yīng)力分析和壩肩穩(wěn)定核算，如不滿足要求，應(yīng)重復(fù)上述步驟修改尺寸并布置。7）計(jì)算壩體工程量，作為不同方案比較的依據(jù)。：是指運(yùn)行過(guò)程中任一時(shí)刻壩體空間溫度場(chǎng)與封拱溫度之差。，封拱溫度是壩體溫升、溫降的計(jì)算基準(zhǔn)。當(dāng)tt封時(shí)：壩體膨脹，壩軸線伸長(zhǎng)，使壩體向上游變形，拱端上游側(cè)和拱冠下游側(cè)受壓，產(chǎn)生的彎矩和剪力的水壓影響相反，軸力與水壓影響相同。當(dāng)tt封時(shí)：壩體收縮，壩軸線縮短，使壩體向下游變形，拱端上游側(cè)和拱冠下游側(cè)受拉，產(chǎn)生的彎矩和剪力的水壓影響相同，軸力與水壓影響相反。結(jié)論：溫降對(duì)壩體應(yīng)力不利，溫升對(duì)壩肩穩(wěn)定不利地基變形計(jì)算：延長(zhǎng)壩高法：延長(zhǎng)壩高法是設(shè)想壩體向基礎(chǔ)延伸一定距離后，認(rèn)為想象中的壩底固結(jié)在剛性地基上，利用壩體延長(zhǎng)段的變位來(lái)近似的反映原來(lái)的彈性地基的變位。經(jīng)過(guò)上述延長(zhǎng)處理后的拱壩，可以按剛性地基上的拱壩進(jìn)行分析，從而使分析工作大為簡(jiǎn)化。伏格特法：用伏格特法計(jì)算基礎(chǔ)變位有如下幾個(gè)基本假定：1礎(chǔ)變位與建基面形狀無(wú)關(guān)，即將壩體與基巖的接觸面（建基面）沿弧線展開(kāi)攤平后的不規(guī)則平面