【導(dǎo)讀】水利樞紐的分等和水工建筑物的分級。的滲透壓力與壩下游水位形成的浮托力的合稱為揚(yáng)壓力。壩高指壩基最底點(diǎn)至壩頂路面高度。壩體方量10～30%，但施工復(fù)雜些。上是寬縫壩，近10%是空腹壩。＊5、按施工方式：常規(guī)(態(tài))砼重力壩、碾壓砼重力壩。材料容重：查表1－1，砼～，漿砌石21～23KN/m3。另外，當(dāng)壩基面為傾斜面時，浮托。因此壩體應(yīng)力分析時，應(yīng)按計入和不計揚(yáng)壓力兩種情況分別。按照目前的設(shè)計方法，高度H小于100m的重力壩，

　　

【正文】 入新課： 介紹碾壓混凝土重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩的型式、構(gòu)造和特點(diǎn)。 ⑶ 講授新課： 一、碾壓砼重力壩 特點(diǎn)： (1) 采用坍落度近于零的干貧混凝土修筑壩的主體。 (2)采用自卸汽車或皮帶輸送機(jī)運(yùn)送熟料上壩，推土機(jī)攤平，振動碾表面壓實。 (3)澆筑時不分縫分塊，不設(shè)冷卻水管，用振動切割機(jī)造橫縫。 * (一 )強(qiáng)度： 層間抗強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 巖灘： f 39。= c39。 =1MPa f 39。 值變化不超過 15％， 但 c39。變動范圍大 ( 受層面狀態(tài)和間隔時間影響 ) 層間縫抗拉強(qiáng)度 巖灘： 層間 間隔時間＜ 24h (或 400℃ .h), 14 天齡期 σb ≥， 180天齡期 σ≥ Mpa 當(dāng)層間間隔時間 20～ 24h(或?qū)用娉墒於?400℃ )h。降低不到 20％。 (二 )配合比 (碾壓砼 ) 宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和碾壓砼 巖灘：水泥 45 kg ，粉煤灰 100～ 115 kg ，水灰比 ～ ，砂率33～ 34％ 龍門灘 ： 54～ 86kg ，比例 大石 :中石 :小 石 =3:4:3)比常態(tài)砼用水量少30％～ 40％， 用漿量少 30％ (每 M3 常態(tài)砼：水約 130kg，水泥 200kg， ～ ，碎石 ) 每 m3 碾壓砼壩用砂量 620～ 790kg/m3 (三 )碾壓式砼重力壩壩體總分量估算： V= [(SH)2(LT +2LB )+3TC2 ] / 6S H基礎(chǔ)以上最大壩高 LT壩頂最大長度 LB壩底最大寬度 TC壩頂寬 S～下游壩坡 (或上下游總坡度 S= n+m)n、 m 分別為上下游壩坡 一般碾壓砼可比常態(tài)砼降低造價 15～ 30％ (筑壩 )，且中低壩 (70m 以下 ) 可在一個枯水期幾個月內(nèi)完成。初步分析表明 :壩高須在 25～ 30米以上，壩頂長在 100 米以上 ,碾壓砼方量在 ～ 4 萬 m3以上時，采用碾壓砼方案才是比較經(jīng)濟(jì)。 碾壓砼可節(jié)省模板，而模板費(fèi)用約占砼費(fèi)用的 20％左右。粉煤灰的運(yùn)距 (汽車運(yùn) )： ≤200km合算， 200～ 400km 尚可，＞ 400km 一般不經(jīng)濟(jì) (比水泥 )。 引水系統(tǒng)最好與壩體分開，無法分開時可采用壩后背管式 。壩高 50m以下可設(shè)廊道一條 (頂板予制 )，廊道不配筋。碾壓砼壩初期滲漏量較大， 后期可減少一半以上。 (坑口初期滲漏 ，期幾年后 )。 (四 ).碾壓砼和常態(tài)砼的物理理力學(xué)參數(shù)比較 (巖灘圍匯計算中的主要數(shù)據(jù) ) 常態(tài)砼 碾壓砼 基巖 泊松比 U *彈模 E(MPa) 萬 萬 萬 容重 r(kg/m3) 2400 2400 300 比熱 C(J/kg.℃ ) 921 837 921 導(dǎo)熱系數(shù)入 (J/(.℃ ) 8374 8000 837 導(dǎo)溫系數(shù) Q(M2/d) 線脹系數(shù) a(℃ 1) 8106 8106 105 *抗壓強(qiáng)度 Rc (MPa) 30 22 *極限拉應(yīng)變 Ep (104) 層間抗剪強(qiáng)度 τ(Mpa) 注 :打 *的表示 90 天齡期的彈模 E， Rc， Ep 當(dāng)壩長 L 與壩高 H 之比 L/H＜ 2 可建整體式碾壓砼壩 (不分橫縫 ) L/H=2～ 4 仍有可能不分縫 L/H＞ 4 一般應(yīng)分縫 (設(shè)橫縫 ) 二、寬縫重力壩 １、定義：是將實體重力壩的橫縫加寬為占有一定空間的 “寬縫 ”而成的。 ２、優(yōu)點(diǎn)： (1)改善了排水條件，減少了揚(yáng)壓力作用面積， 故壩體體積可比實體重力壩減少 10%～ 20%。 (2)增加了散熱面積，加快了散熱過程， 對溫控提供了有利條件。 (3) 為監(jiān)視壩體和基礎(chǔ)安全及進(jìn)一步加固處理提供了方便場所。 ３、缺點(diǎn)： (1)增加了模板的消耗量和施工的復(fù)雜性。 (2)寬縫頭部有應(yīng)力集中的現(xiàn)象。 (3)嚴(yán)寒地區(qū)需采取保溫措施。 ４、坡度： n=～ m=～ 三、空腹重力壩 空腹重力壩是在重力壩的底部沿壩軸線方向開設(shè)大尺寸的空洞而成的。優(yōu)點(diǎn)同于寬縫重力壩。 *漿砌石重力壩的設(shè)計計算示例 一、設(shè)計數(shù)據(jù) 水位、高程 正常高水位 設(shè)計洪水位 相應(yīng)尾水位 校核洪水位 相應(yīng)尾水位 溢流壩頂高程 壩前淤積高程 河床高程 基巖設(shè)計高程 水庫吹程 D=1km 洪水期的多年平均最大風(fēng)速為 水庫淤砂 浮容量 (10kn/m3),內(nèi) 摩擦角 θ=20。 河床砂卵石 浮容量 (10kn/m3), 內(nèi)摩擦角 θ=26。 砌石體容量 (10kn/m3) 砌體與基巖摩擦系數(shù) f= 地震烈度 七度 本工程按三級建筑物設(shè)計 二、要求設(shè)計 ,計算內(nèi)容 : 擬定非溢流壩的剖面 (壩頂采用 高的防浪墻， 不論計算結(jié)果如何，防浪墻頂高程最終定為 ) 設(shè)計溢流壩剖面，并進(jìn)行 挑 流消能計算。 已知設(shè)計洪水時單寬流量 q=， 挑壩高程定為 沖坑系數(shù) a 取 穩(wěn)定計算 :按純摩公式計算時要求設(shè)計情況下 Kc≥ 應(yīng)力計算 (壩基面上流點(diǎn) ) 校核情況下 Kc≥ 第 組計算非溢流壩，荷載工況 Ⅰ 、 Ⅳ 第 組計算溢流壩 ,荷載工況 Ⅱ 、 Ⅲ 荷載工況 設(shè)計情況： Ⅰ 正常高水位、 Ⅱ 設(shè)計洪水位、 Ⅲ 校核洪水位 校核 情況： Ⅳ 正常高水位 + 地震 注：滲壓力折減系數(shù) a=，距壩基上游點(diǎn) 5m 三、非溢流壩斷面尺寸擬定 壩頂高程的確定 設(shè)計洪水位 +△ h 設(shè) 壩頂高程 ≥較核洪水位 +△ h 校 壩頂超 △ h 的計算 △ h=波浪爬高 2hl+波浪中心線高 h。 +安全加高 hc 其中 2h l = 5/4 D1/3 h0 = 4Лh(huán) 12 / 2L 其中：波浪長 2L = (2h l) 設(shè)計洪水時風(fēng)速 V 采用洪水期多年平均最大風(fēng)速的 倍，校核核洪水時 V 采用洪水期多年平均最大風(fēng)速 。 安全加高 hc：設(shè)計洪水時取 ，校核洪水時取 。 (1)設(shè)計洪水時 2hl=()5/41= M 2Ll=()= h0= △ h 設(shè) =++= (2)校核洪水位時 2hl= 2hl=()= h0= △ h 校 =++= (3)壩頂高程 ≥設(shè)計洪水位 += 校核洪水位 += 選用較大值，防浪墻頂高程最終確定為 ，防浪墻高 ，故非溢流壩頂高程為 － 1. 2 =＞ (校洪 ) 最大壩高 － 6 = 剖面尺寸擬定： 壩頂寬 b=5m，上游壩坡 1:；在 以上為垂直，下游坡自 開始，用 1: 的坡度，壩底寬 ( 最大 ) 。 四、溢流壩斷面及消能計算 溢流壩頂高程 ，校核洪水位 ， 堰頂最大水頭 Hm=－37=。 設(shè)計洪水位 ，取堰頂設(shè)計水頭 Hd=－ 37=，為堰頂最大水頭的 73％ (一般應(yīng)取為 75～ 90％ ) 堰面曲線取 X n = KH dn1 Y 取 K=2， n= 代入上得 y= 反弧半徑 R=14m，挑角 Φ=210，挑壩高程 。 挑距計算 1)流速系數(shù) Φ按二式計算分別為 和 ，取平均值為 。 2)壩上水深 h=q/v=q/[2gz]=[ 2]= 式中 Zc為設(shè)計洪水位至挑壩的高差， Zc=46. = 3)代入挑距公式求得挑距 L= 4)沖坑深： t39。k= － t 取 a=，上下游水位差 H= － = 下游水深 t=－ = t39。k=－ = 一般認(rèn)為挑距 L 與沖坑深 t 39。 k之比應(yīng)大于 2～ ，同時 L≥ 壩高之半，沖刷可不致危及大壩安全。 本題中 L/t39。k = ，同時 L= ＞ 1/2壩高認(rèn)為在許可范圍內(nèi)。 五、穩(wěn)定計算 (一 )荷載組合 1 自重 +正常高水位時水壓力 +揚(yáng)壓力 +泥沙壓力 +浪壓 設(shè)計情況 2 +設(shè)計洪水位 + 3 +校核洪水位 + 校核情況 4 +正常高水位 +地震力 + 設(shè)計情況 1(校核情況 4) 正常高水位 水平力總和 ΣP= (10KN) 垂直力總和 ΣW= (10KN) 揚(yáng)壓力 Ws=700 ↑(10KN) 力矩總和 ΣM= (10KN) (二 )非溢流壩穩(wěn)定及應(yīng)力計算成果 Kc 上游壩面主應(yīng)力 σy (kg/cm2或 ) 設(shè) 1 正常高水位 計 2 設(shè)計洪水位 (壓力 ) 校 3 校核洪水位 核 4 正常高水位 +地震 ( 壓力 ) (三 )溢流壩段穩(wěn)定及應(yīng)力計算 設(shè)計洪水位時 ΣP=728 ΣW=1220 (計入揚(yáng)壓力 )，無揚(yáng)壓力為 2239 ΣM=4247 荷載組合 穩(wěn)定安全系數(shù) Kc 上游壩面主應(yīng)力 1 正常高水位 計 2 設(shè)計洪水位 校 3 校核洪水位 核 4 正常高水位 +地震