【正文】 的影響。（6） 動(dòng)水壓力當(dāng)水流流經(jīng)曲面，由于流向改變，在該處產(chǎn)生動(dòng)水壓力，如圖4—4所示。由《水工建筑物》（王光綸 主編），計(jì)算公式如下： （） （）式中 ?—分別為總動(dòng)水壓力的水平和鉛直分量，kN；?—分別為反弧最低點(diǎn)兩側(cè)弧段所對(duì)的中心角，本設(shè)計(jì)?；—為單寬流量，；—為水的容重，； v—為水的流速。圖4—4 動(dòng)水壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖基本組合2（設(shè)計(jì)洪水位） 初步擬定時(shí)我們?nèi)?，所以這里取100偶然組合1（校核洪水位） 初步擬定時(shí)我們?nèi)?，所以這里取130 特殊荷載由于地震發(fā)生的概率很小，而且一般而言，溢流壩的抗滑穩(wěn)定性比非溢流壩較強(qiáng)，因此，對(duì)溢流壩可以不用計(jì)算地震荷載 溢流壩抗滑穩(wěn)定分析在不同水位下核算壩體沿壩基面或壩基內(nèi)部緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定的安全度（按平面問題進(jìn)行分析）。（1）河床壩段作為平面問題處理，岸坡壩段按空間問題處理；（2）略去橫縫作用，以單寬計(jì)算；（3）假定為一根固結(jié)于基礎(chǔ)上的變截面懸臂梁?；瑒?dòng)面的選擇是穩(wěn)定分析的重要環(huán)節(jié)。基本原則是：研究壩基面地質(zhì)條件和壩體剖面形式時(shí)，選擇受力較大?抗剪強(qiáng)度低，最容易產(chǎn)生滑動(dòng)面的截面作為計(jì)算截面。一般有以下幾種情況：壩基面?壩基內(nèi)軟弱層面?基巖緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面?碾壓混凝土層面?不利的地形等。在本設(shè)計(jì)中選擇壩基面為滑動(dòng)面進(jìn)行分析。（1） 單一安全系數(shù)法按式（）計(jì)算：基本組合1（興利水位） =滿足穩(wěn)定要求?；窘M合2（設(shè)計(jì)洪水位） =滿足穩(wěn)定要求。偶然組合1（校核洪水位） =滿足穩(wěn)定要求。（2） 可靠度理論法基本組合按式（）計(jì)算，偶然組合按式（）計(jì)算： 基本組合1（興利水位） 左邊=右邊=左邊右邊 所以滿足抗滑穩(wěn)定要求?；窘M合2（設(shè)計(jì)洪水位） 左邊=右邊=左邊右邊 所以滿足抗滑穩(wěn)定要求。偶然組合1（校核洪水位） 左邊=右邊=左邊右邊 所以滿足抗滑穩(wěn)定要求。結(jié)論：由以上計(jì)算可知：在各種組合下，壩基面均滿足抗滑穩(wěn)極限狀態(tài)要求。5 細(xì)部構(gòu)造重力壩的細(xì)部構(gòu)造包括壩頂構(gòu)造?混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)?壩體分縫與止水?廊道及排水系統(tǒng)等，這些構(gòu)造的合理選型和布置可以改善大壩的工作狀態(tài)，提高壩體的穩(wěn)定性及壩體應(yīng)力，滿足運(yùn)用的施工要求，保證大壩的正常工作。 壩頂布置與構(gòu)造壩頂構(gòu)造包括非溢流壩段壩頂構(gòu)造和溢流壩段壩頂構(gòu)造兩部分。 非溢流壩壩頂構(gòu)造壩頂上游側(cè)應(yīng)設(shè)置防浪墻，采用與壩體連成整體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻身應(yīng)有足夠的厚度以抵擋波浪和漂浮物的沖擊，防浪墻寬50cm，高120cm。下游側(cè)則可設(shè)防護(hù)欄，為滿足運(yùn)用要求和交通要求，在壩頂上布置照明設(shè)施，即在上游墻處每隔25m設(shè)一對(duì)照明燈，一只朝向壩頂路面方向，一只朝向水庫(kù)方向。壩頂路面應(yīng)具有2~3%的橫向坡度，并設(shè)置混凝土排水溝（3030cm）以排出壩頂雨水，壩頂路面排水應(yīng)與把體內(nèi)排水連通或直接排入壩體內(nèi)。當(dāng)設(shè)置人行道時(shí)，應(yīng)高出壩頂路面20~，在壩頂還要設(shè)置通向壩體內(nèi)部各層廊道?電站的電梯井，便于觀測(cè)和維修。圖5—1 壩體混凝土分塊圖本工程有雙線交通要求，故兩旁設(shè)置人行道，各1米寬，同時(shí)，人行道上應(yīng)設(shè)置欄桿。路面呈弧形，以將路面積水排向兩側(cè)，用排水管排向上游水庫(kù)。 溢流壩壩頂構(gòu)造大中型工程溢流壩，壩頂常設(shè)置閘門?閘墩?工作橋?啟閉機(jī)等。為方便開啟閘門，維修或更換閘門或其它設(shè)備，在壩頂設(shè)置啟閉機(jī)軌道，并安裝啟閉機(jī)。 混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)重力壩的主要建筑材料是混凝土，對(duì)于壩體混凝土，除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度以保證其安全承載荷載外，還應(yīng)具有一定的抗?jié)B件?抗凍性?抗侵蝕性?抗磨性和低熱性等。根據(jù)前面的應(yīng)力分析成果，考慮壩址處庫(kù)區(qū)的氣候條件和大壩各部位混凝土構(gòu)造的不同等特點(diǎn)，要求對(duì)不同壩體部位進(jìn)行分區(qū)。 混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)的相關(guān)說明（1） 為了減少施工期發(fā)生裂縫，壩體混凝土分區(qū)標(biāo)號(hào)應(yīng)盡量與水利樞紐中各結(jié)構(gòu)物的混凝土標(biāo)號(hào)相一致，以減少混凝土標(biāo)號(hào)總的種類，同一澆注塊中標(biāo)號(hào)不得超過兩極。（2） 壩體混凝土的強(qiáng)度齡期一般用90天齡期。分區(qū)厚度不宜小于2~3m。（3） 對(duì)于高壩，由于抗裂要求，基礎(chǔ)部位28天齡期的混凝土標(biāo)號(hào)，不能低于150~200號(hào)，壩體的90天齡期的混凝土強(qiáng)度不宜低于100號(hào)。（4） 有抗沖刷，磨蝕要求部位的混凝土，如溢流壩面?泄水孔?導(dǎo)墻?閘墩等，其對(duì)抗沖刷?抗磨蝕和抗凍性要求較高，一般采用高強(qiáng)度混凝土，90天齡期強(qiáng)度不低于200~300號(hào)，嚴(yán)寒地區(qū)其抗凍性標(biāo)號(hào)應(yīng)不小于D150~D 材料分區(qū)混凝土重力壩各部位的工作條件不同，對(duì)混凝土強(qiáng)度?抗?jié)B?抗凍?？箾_刷?抗裂等性能的要求也不同。為了節(jié)約與合理使用水泥，滿足壩體各部位的不同要求，通常將壩休混凝土按不同部位?不同工作條件分成若干區(qū)，如圖5—2所示。分區(qū)混凝土的各種特性指標(biāo)簡(jiǎn)述如下。Ⅰ區(qū)—上下游最高水位以上壩體外部表層混凝土；Ⅱ區(qū)—上下游水位變化范圍內(nèi)壩體外部表層混凝土；Ⅲ區(qū)—上下游最低水位以下壩體外部表層混凝土；Ⅳ區(qū)—壩體基礎(chǔ)混凝土；Ⅴ區(qū)—壩體內(nèi)部混凝土；Ⅵ區(qū)—抗沖刷部位混凝土，如溢流面?泄水孔?導(dǎo)墻和閘墩等。圖5—2 壩體混凝土分區(qū)圖 壩體各分區(qū)對(duì)混凝土性能的要求分區(qū)強(qiáng)度抗?jié)B抗凍抗沖刷抗侵蝕低熱最大水灰比選擇各區(qū)厚度的主要因素嚴(yán)寒寒冷地區(qū)溫和地區(qū)i++++抗凍ii++++++抗凍?抗裂iii+++++++抗?jié)B?抗裂iv+++++++抗裂v++++++vi+++++++++抗沖?耐磨注：表中有“++”的項(xiàng)目為選擇各區(qū)混凝土的主要控制因素，有“+”的項(xiàng)目為需要提出要求的，有“–”的項(xiàng)目為不需要提出要求的。 混凝土標(biāo)號(hào)設(shè)計(jì)由混凝土性能的要求可知：Ⅰ區(qū)：要求受抗凍因素控制，同時(shí)考慮強(qiáng)度?低熱要求。在寒冷地區(qū)多采用2―3厚的抗凍混凝土，標(biāo)號(hào)一般為C15 S4 D150；Ⅱ區(qū)：主要受抗凍因素控制，同時(shí)考慮強(qiáng)度?抗?jié)B?抗侵蝕和低熱的要求。多采用3—5厚的抗?jié)B?抗凍及抗侵蝕性的混凝土，標(biāo)號(hào)一般為C15 S8 D200；Ⅲ區(qū)：主要考慮強(qiáng)度?抗?jié)B因素，同時(shí)考慮抗凍?抗侵蝕?低熱也有一定要求。多采用2—3厚標(biāo)號(hào)為C20 S12 D200的混凝土；Ⅳ區(qū)：主要考慮強(qiáng)度?低熱因素，標(biāo)號(hào)可采用C20 S12 D200 Dw；Ⅴ區(qū)：主要考慮強(qiáng)度?低熱因素。根據(jù)壩面應(yīng)力大小，上部標(biāo)號(hào)多采用C10 S4 Dw，下部多采用C15 S4 Dw；Ⅵ區(qū)：強(qiáng)度?抗?jié)B?抗沖刷為主要因素。一般采用高強(qiáng)度混凝土，90天齡期強(qiáng)度不低于C20—C30；嚴(yán)寒地區(qū)其抗凍標(biāo)號(hào)不小于D150—D 重力壩的分縫與止水為了滿足施工要求以及防止壩在運(yùn)用期由于溫度變化和地基不均勻沉陷等而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，在壩體內(nèi)需要進(jìn)行分縫。按位置和作用的不同，重力壩分縫有橫縫?縱縫和水平施工縫。 橫縫橫縫垂直于壩軸線，將壩體分成若干獨(dú)立壩段。其作用是：減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求（如混凝土澆筑能力和溫度控制等）。橫縫間距一般為15—20m，特殊情況也可達(dá)24m左右。橫縫的劃分主要取決于地形地基特性?河谷地形?溫度變化?結(jié)構(gòu)布置和澆筑能力等。（1）電站壩段：機(jī)組間距16m，電站壩段橫縫間距也取12m；（2）底孔壩段：分兩段，每段兩個(gè)泄水孔，橫縫間距為22m；（3）溢流壩段：20個(gè)壩段，考慮到閘墩?閘門布置，橫縫間距為18m；（4）左右兩岸擋水壩段：橫縫間距取18m；（5）由于本工程河谷開闊?巖性堅(jiān)硬，地質(zhì)條件較好，槽縫設(shè)為永久縫，縫面為平面。不設(shè)鍵槽，不進(jìn)行灌漿，不預(yù)留寬縫，但設(shè)有專門止水。 縱縫平行于壩軸線方向，將一個(gè)壩段分成幾個(gè)壩塊，待其溫度接近穩(wěn)定溫度后再進(jìn)行接縫灌漿。作用：為了適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力?？v縫按布置形式可分為豎直縫?斜縫和錯(cuò)縫，本工程采用豎直縫?？v縫縫面設(shè)置水平鍵槽，鍵槽呈斜三角形，縱縫與壩面正交，縫間距為20m。 水平施工縫水平施工縫地上?下層澆筑塊之間的結(jié)合面。~，本設(shè)計(jì)取3m，~（）的薄層澆筑，以利散熱，減少溫升，防止開裂。上下兩層之間常間歇3~7，縱縫兩側(cè)相鄰壩塊的水平縫錯(cuò)開布置，上下層混凝土澆筑間歇5天，上層混凝土澆筑前對(duì)下層混凝土鑿毛，并沖洗干凈，鋪2Cm厚的水泥砂漿。 止水設(shè)計(jì) 在壩體上游側(cè)橫縫內(nèi)，壩體下游最高尾水位以下，陡坡壩段與基礎(chǔ)接觸面以及溢流壩面橫縫內(nèi)均應(yīng)設(shè)止水。上游面止水：本工程為高壩，采用兩道紫銅片止水，中間設(shè)瀝青井，每一側(cè)埋入混凝土長(zhǎng)度20~25cm，取25 cm，~2 m，中間的瀝青井做成方形，其中一側(cè)用預(yù)制混凝土塊，厚8cm，瀝青井尺寸2525cm，采用電極加熱，在瀝青井底設(shè)置瀝青排水管，以排出老化瀝青，重新填料，橫縫止水必須與壩基妥善連接，止水片埋入地基40cm，下游面最高尾水位以下采用一道紫銅片止水，設(shè)置紫銅片止水，可在基巖上挖槽，將基礎(chǔ)止水銅片一側(cè)預(yù)先埋入槽中，然后回填混凝土，與地面澆平，必要時(shí)插入鋼筋，以保證混凝土與基巖結(jié)合。溢流壩面止水，采用銅片止水。 廊道與排水 廊道系統(tǒng)的布置在混凝土壩中，為了滿足灌漿?排水?觀測(cè)?交通?閘門操作等需要，需在壩內(nèi)設(shè)置各種用途的廊道，這些廊道互相連通構(gòu)成壩內(nèi)廊道系統(tǒng)。（1）基礎(chǔ)灌漿廊道帷幕灌漿廊道常在壩體澆注到一定高程后開始進(jìn)行，以便用混凝土的壓重來提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。為此，~，且不小于4~5m處設(shè)置灌漿廊道，本次設(shè)計(jì)取10m。為滿足壓力灌漿，取5m。基礎(chǔ)灌漿廊道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)澆灌機(jī)具尺寸即工作要求確定，~3m，~。，形狀采用城門洞型。灌漿廊道兼有排水作用，需在其上游側(cè)設(shè)排水溝?下游側(cè)設(shè)壩基排水孔幕及揚(yáng)壓力觀測(cè)孔，并在靠近廊道的最低處設(shè)置集水井，匯集從壩基和壩體的滲水，然后，經(jīng)橫向排水管自流或水泵抽水排至下游壩外。灌漿廊道隨壩基面由河床向兩岸逐漸升高，坡度不宜大于40176。~45176。，本工程取30176。，以便鉆孔?灌漿及其設(shè)備搬運(yùn)。（2）檢查和壩體排水廊道為了便于檢查并排除排水管收集的滲水，常在壩體上游面處每隔15~30m左右沿高度方向設(shè)置檢查廊道，本設(shè)計(jì)分三層檢查廊道，1號(hào)廊道位于高程198m處，，型式采用城門洞形，尺寸200300cm，~，且不小于3m，本設(shè)計(jì)取6m，各層廊道在左右兩岸各有一個(gè)出口，采用垂直的井道連接，在壩體內(nèi)設(shè)兩電梯井，各層廊道與電梯井相連且基礎(chǔ)灌漿廊道和壩體排水廊道間距為23m。下游廊道高程為175m ，距上游面32m ，壩基排水廊道設(shè)兩個(gè)，尺寸200300cm距上游壩踵分別為29m和49m。壩體排水廊道如圖5—3所示。圖5—3 壩體排水廊道示意圖 排水了減小滲水對(duì)壩體的不利影響，在靠近壩的上游防滲層后面，沿壩軸線方向，布置一排豎向排水管。其中心線距離上游壩面不小于壩前水深1/10~1/12，且不小于2 m。排水管常采用預(yù)制多孔混凝土，間距2~3m，內(nèi)徑15~25cm，管徑不宜太小，否則易被堵塞。本工程中排水管間距3m，采用預(yù)制多孔混凝土管，管徑為20cm。排水管的上部延伸至最高水位以上，排水管與廊道的連通多采用直通式，不宜有彎頭。壩體排水管如圖53所示。 閘門 閘門分為工作閘門?事故閘門和檢修閘門。工作閘門用來調(diào)節(jié)下泄流量，需在動(dòng)水中啟閉，要求有較大的啟閉力；檢修閘門用于短期擋水，以便對(duì)工作閘門?建筑物及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢修，在靜水中啟閉，啟閉力較?。皇鹿书l門則是在出現(xiàn)事故緊急使用，能在動(dòng)水中關(guān)閉。（1）工作閘門常用的工作閘門有平板閘門和弧形閘門。平板閘門的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閘墩受力條件好，各孔口可共用一個(gè)活動(dòng)式起閉機(jī)；缺點(diǎn)是：?jiǎn)㈤]力較大，閘墩較厚?；⌒伍l門的主要優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)㈤]力較小，閘墩較薄，無(wú)門槽，水流平順；缺點(diǎn)是：閘墩較長(zhǎng)，受力條件較差。本設(shè)計(jì)工程有洪水期有峰高量大?漲落迅速的特點(diǎn)，相比較，平板閘門的缺點(diǎn)：?jiǎn)㈤]力大和閘墩較厚都顯得更為突出；而弧形閘門的優(yōu)點(diǎn)，啟閉力小，閘墩薄?無(wú)門槽和水流平順都顯得更占優(yōu)勢(shì)。選擇弧形閘門還可以在有限的壩軸線段上多布置閘孔，更有利于泄洪。比較后決定，溢流壩閘孔工作閘門采用弧形閘門。（2） 檢修和事故閘門通常的檢修閘門可采用平板閘門?浮箱閘門及較簡(jiǎn)單的疊梁門。針對(duì)設(shè)計(jì)工程實(shí)際情況分析，由于壩面部夠?qū)?，布置了弧形工作閘門后，不能再布置有門槽的平板檢修門，而且平板檢修門還的有啟閉設(shè)備，布置檢修交通橋不方便。6 地基處理天然地基，由于經(jīng)受長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，一般都有風(fēng)化?節(jié)理?裂隙等缺陷，有時(shí)還有斷層?破碎帶和軟弱夾層，所有這些都需要采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，地基處理的主要任?wù)是：防滲和提高基巖的強(qiáng)度、整體性。 壩基的開挖與清理（1） 開挖設(shè)計(jì)原則地基開挖與清理的目的是石壩體坐落在穩(wěn)定?堅(jiān)固的地基上。開挖深度應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力?巖石強(qiáng)度及完整性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求和地基加固處理的效果?工期和費(fèi)用等研究確定根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（Sl2392005）要求：砼重力壩的建基應(yīng)根據(jù)大壩穩(wěn)定?壩基應(yīng)力?巖體物理力學(xué)質(zhì)?巖土類別?基礎(chǔ)變形和穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的要求?基礎(chǔ)加固處理效果及施工工藝?工期和費(fèi)用等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，原則上應(yīng)考慮技術(shù)加固處理后，在滿足壩的強(qiáng)度和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，減少開挖。壩高超過100m時(shí)，可建在新鮮?微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部的基巖上，兩岸岸坡較高部位的壩段，其利用基巖的標(biāo)準(zhǔn)可放寬。（2） 開挖設(shè)計(jì)靠近壩基面的緩傾角軟弱夾層應(yīng)盡可能清除。順河流流向的基巖面盡可能略向上傾斜，以增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性，基