【正文】 +W3+W4+W5+W6+W7+W8=∑M=WiΔi=Q0=KHCZFW=2/3=一、地震工況情況下的穩(wěn)定計(jì)算（特殊組合II）正常蓄水位時(shí)ΣW= ΣP= U=地震荷載：ΣW= ΣP＝ (27)式中：KS′—抗剪斷穩(wěn)定安全系數(shù)；A—壩基面截面積（m2），A= m2；F′—抗剪斷摩擦系數(shù)，取F′=；C′—抗剪斷凝聚力，取C′=75t/m2。=符合《規(guī)范要求》，滿(mǎn)足壩體在地震工況情況下的抗滑穩(wěn)定要求。二、僅計(jì)地震荷截時(shí)的應(yīng)力計(jì)算、下游邊緣正應(yīng)力：ΣW=，ΣM=上游正應(yīng)力：бyu=+6()/=下游正應(yīng)力：бyd=()/=、下游邊緣主應(yīng)力：上游壩面地震動(dòng)水揚(yáng)壓力強(qiáng)度:y=1/4=上游主應(yīng)力：б1u=（1+）()=б2u=y=：y1=1/4=下游主應(yīng)力：б1d=（1+）=б2d=y1=三、地震工況情況上、下游邊緣正應(yīng)力(正常蓄水位時(shí))бyu=上游正應(yīng)力：бyu==下游正應(yīng)力：бyd=+=上、下游邊緣主應(yīng)力(正常蓄水位時(shí)) б1u=б2u=б1d=б2d=上游主應(yīng)力：б1u==б2u=+=下游主應(yīng)力：б1d=+=б2d=+=上、下游邊緣正應(yīng)力(正常蓄水位時(shí)) бyu=бyd=上游正應(yīng)力бyu==下游正應(yīng)力：бyd=+=上、下游邊緣主應(yīng)力(正常蓄水位時(shí)) б1u=б2u=б1d=б2d=0t/m2上游主應(yīng)力：б1u==б2u=+=下游主應(yīng)力：б1d=+=б2d=0+=應(yīng)力分析成果匯總表荷載組合應(yīng)力名稱(chēng)壩基面應(yīng)力（t/m2）不計(jì)入揚(yáng)壓力計(jì)入揚(yáng)壓力計(jì)算值規(guī)范要求控制指標(biāo)計(jì)算值規(guī)范要求控制指標(biāo)基本組合I上游邊緣正應(yīng)力бyu≥0下游邊緣正應(yīng)力бyd≤壩基[б]6500/20=325≤壩基[б]=6500/20=325主應(yīng)力б1u≥=主應(yīng)力б2u≥0主應(yīng)力б1d≤砼[б]=1350/4=主應(yīng)力б2d0特殊組合II上游邊緣正應(yīng)力бyu≥0下游邊緣正應(yīng)力бyd≤壩基[б]325=≤壩基[б]=325=主應(yīng)力б1u≥ =主應(yīng)力б2u≥0主應(yīng)力б1d≤壩基[б]=1350/=主應(yīng)力б2d通過(guò)壩體應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，均滿(mǎn)足規(guī)范要求控制指標(biāo)，所以壩體是安全的。第五章 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 壩體分縫與止水由于地基不均勻沉降、溫度變化、施工時(shí)期的溫度應(yīng)力以及施工澆筑能力等原因，一般要對(duì)壩體進(jìn)行分縫。重力壩分縫的原因是：在施工期間，水泥在水化凝固時(shí)要發(fā)熱，使砼升溫而膨脹，由于受到基巖的約束，壩體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。但是由于砼的初期彈模低，后期彈模高，因此后期產(chǎn)生的拉應(yīng)力比初期產(chǎn)生的壓應(yīng)力大，最終在壩體產(chǎn)生的是拉應(yīng)力，這個(gè)拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致壩體砼裂縫。為此，應(yīng)在壩體內(nèi)設(shè)置溫度收縮縫，以減少基巖的約束，降低壩體施工的溫度拉應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂縫。如相鄰段修建在不同的巖基上，不同巖基承受荷載作用后的沉降量不同，從而將在壩體內(nèi)造成應(yīng)力集中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。砼重力壩需設(shè)三種縫：橫縫、縱縫和施工縫。一、橫縫橫縫垂直于壩軸線(xiàn)，將壩體分為若干壩段。其作用是減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基不均勻變形和滿(mǎn)足施工要求。橫縫可兼作伸縮縫和沉降縫，橫縫間一般為12～20米，本壩體橫縫間距采用18米，橫縫又可分為永久性和臨時(shí)性?xún)煞N橫縫。永久性橫縫永久性橫縫常做成豎直平面，不設(shè)鍵槽，不進(jìn)行灌漿，使各壩段獨(dú)立工作。根據(jù)地基和溫度變化情況，可不留縫寬。橫縫內(nèi)需設(shè)止水，止水材料有金屬片、橡膠、塑料及瀝青等。本壩體屬于高壩，設(shè)兩道止水片，中間設(shè)瀝青井。，第一道止水至上游面的距離應(yīng)有利于改善壩體頭部應(yīng)力，每側(cè)埋入砼的長(zhǎng)度為20cm，瀝青井設(shè)為方形，尺寸為25cm25cm，井內(nèi)所灌注的填料由II號(hào)和III號(hào)石油瀝青、水泥和石棉粉組成，井內(nèi)設(shè)加熱設(shè)備，防止瀝青老化。止水片及瀝青井需伸入巖基一定深度為40cm，井內(nèi)填滿(mǎn)瀝青砂。止水片后面設(shè)檢查井，井內(nèi)設(shè)爬梯，休息平臺(tái)，并與檢查廊道相連通。沿溢流壩面，壩體下游最高尾水位以下和穿越橫縫的廊道及孔洞周邊均需要設(shè)止水。溢流壩段的橫縫，有兩種布置方式：一是設(shè)在閘墩中間，此時(shí)各壩段產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)不影響閘門(mén)啟閉，工作可靠，缺點(diǎn)是閘墩厚度增大。二是設(shè)在溢流孔跨中，此時(shí)閘墩可以較薄，但易受地基不均勻沉陷的影響，且水流在橫縫上流過(guò)，易造成局部水流不順。適用于基巖較堅(jiān)硬完整的情況。臨時(shí)性橫縫的縫面設(shè)置鍵槽和灌漿系統(tǒng)。設(shè)置鍵槽是為了增強(qiáng)縫面的抗剪能力。有橫向布置和縱向布置?？p槽深約10cm，槽底寬20cm，兩邊做成緩坡。二、縱縫為了適應(yīng)砼的澆筑能力和減少施工期的溫度應(yīng)力，常在平行壩軸線(xiàn)方向設(shè)縱縫，將一個(gè)壩段分為若干個(gè)壩塊，待壩體降到穩(wěn)定溫度后再進(jìn)行接觸灌漿?？v縫是平行于壩軸線(xiàn)設(shè)置的溫度縫和施工縫，間距一般為15－30m?？v縫按其布置形式可分為：鉛直縱縫、錯(cuò)縫、斜縫三種。有時(shí)不設(shè)縱縫，采取通倉(cāng)澆筑方法。鉛直縱縫是最常采用的一種縱縫，縱縫間距一般為1530m，為使縫面更好的傳力，需在縫面設(shè)三角形鍵槽，槽面大致順主應(yīng)力方向。為保證壩段的整體性，沿縫面應(yīng)布設(shè)灌漿系統(tǒng)，待壩體溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，壩塊收縮。縱縫兩側(cè)的壩塊可以單獨(dú)澆筑上升，但高差不宜過(guò)大。錯(cuò)縫式澆筑塊的厚度一般為3～4m，錯(cuò)縫間距為10～15m，縫的錯(cuò)距為1/3～1/2澆筑塊的厚度。采用錯(cuò)縫布置時(shí)，縫面間不需做灌漿處理，施工簡(jiǎn)便，但整體性差，適用于低壩。大致沿主應(yīng)力方向設(shè)置，因縫面的剪應(yīng)力很小，可以不必灌漿，但斜縫施工復(fù)雜，極少采用。通倉(cāng)澆筑施工簡(jiǎn)便，可以加快施工進(jìn)度，壩的整體性較好，但溫度應(yīng)力大，必須進(jìn)行嚴(yán)格的溫度控制，按重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求，高壩采用通倉(cāng)澆筑，必須有專(zhuān)門(mén)論證。三、施工縫水平施工縫是澆筑塊之間新老砼的接合面，是臨時(shí)性的，在工程完成后，是不允許出現(xiàn)的縫。新砼澆筑前，必須清除施工縫面的浮渣、灰塵和水泥乳膜，用風(fēng)水槍或壓力水沖洗，使表面成為干凈的麻面，再均勻鋪一層23cm水泥砂漿，然后澆筑。普遍采用薄層澆筑法，，以便通過(guò)表面散熱，減弱砼溫升，防止開(kāi)裂。上、下層之間常間歇37d。水平施工縫的處理質(zhì)量關(guān)系到大壩的強(qiáng)度、整體性和防滲性，處理不好將成為壩體內(nèi)的薄弱面，必須予以高度重視。第二節(jié) 砼標(biāo)號(hào)分區(qū)一、砼分區(qū)的特性和要求砼重力壩壩體各部位的工作條件及受力不同，對(duì)砼的強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷、低熱、抗裂等性能指標(biāo)的要求也不同。為滿(mǎn)足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及各種費(fèi)用，把安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一起來(lái)，通常將壩體砼按不同工作條件進(jìn)行分區(qū)，選用不同的強(qiáng)度等級(jí)和性能指標(biāo)。通常可分為六個(gè)區(qū)：（見(jiàn)表5－1）Ⅰ區(qū)－上下游最高水位以上壩體表層砼，受大氣影響；Ⅱ區(qū)－上下游水位變化區(qū)壩體表層砼，既受水的作用也受大氣影響；Ⅲ區(qū)－上下游最低水位以下壩體表層砼；Ⅳ區(qū)－靠近地基的砼；Ⅴ區(qū)－壩體內(nèi)部砼；Ⅵ區(qū)－抗沖刷部位的砼（如溢流面、泄水孔、導(dǎo)墻和閘墩等）。為了便于施工，壩體砼采用的標(biāo)號(hào)種類(lèi)應(yīng)盡量減少，并與樞紐中其他建筑物的砼標(biāo)號(hào)相一致。同一澆筑塊中的標(biāo)號(hào)不得超過(guò)兩種，相鄰區(qū)的標(biāo)號(hào)不得超過(guò)兩級(jí)，以免引起應(yīng)力集中或產(chǎn)生溫度裂縫。分區(qū)厚度一般不小于2～3m，以便澆筑施工。各區(qū)對(duì)砼性能的要求見(jiàn)下表，表中有“＋＋”的項(xiàng)目為選擇各區(qū)砼的主要控制因素；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。表5－1 壩體各區(qū)對(duì)砼性能的要求 分區(qū)強(qiáng)度抗?jié)B抗凍抗沖刷抗侵蝕底熱最大水灰比選擇各區(qū)寬度的主要因素嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)溫和地區(qū)Ⅰ＋－＋＋－－＋施工和冰凍深度Ⅱ＋＋＋＋－＋＋抗凍、抗?jié)B和施工Ⅲ＋＋＋＋＋－＋＋抗?jié)B、抗裂和施工Ⅳ＋＋＋＋－＋＋＋抗裂Ⅴ＋＋＋＋－－＋＋Ⅵ＋＋－＋＋＋＋＋＋＋抗沖耐磨表5－2 砼抗凍標(biāo)號(hào)的最小允許值結(jié)構(gòu)類(lèi)型氣候條件工作條件水位漲落區(qū)的外部砼水位漲落區(qū)以上的外部砼凍融循環(huán)總次數(shù)≤50＞50嚴(yán)寒氣候條件(最冷月月平均氣溫低于10℃)鋼筋砼D200D250D100砼D150D200寒冷氣候條件(最冷月月平均氣溫在3～10℃之間)鋼筋砼D150D200D50砼D100D150注：凍融循環(huán)總次數(shù)是指一年內(nèi)氣溫從+3℃以上降至3℃以下，又回升至+3℃以上的交替次數(shù)，或一年內(nèi)月平均氣溫低于3℃期間內(nèi)，因水位漲落而產(chǎn)生的凍融交替次數(shù)。表5－3 砼抗?jié)B標(biāo)號(hào)的最小允許值項(xiàng)次結(jié)構(gòu)類(lèi)型及運(yùn)用條件抗?jié)B標(biāo)號(hào)1大體積砼結(jié)構(gòu)的下游面及建筑物內(nèi)部S22大體積砼結(jié)構(gòu)的擋水面防滲層砼H＜30S4H=30～70S6H＞70S83砼及鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件（其背水面能自由滲水者）J＜10S4J=10～30S6J＞30S8注：表中H為水頭(m)；J為滲透坡降。 砼分區(qū)標(biāo)號(hào)的性能應(yīng)符合（表5－1）的要求：壩體內(nèi)部有大孔口，包括導(dǎo)流孔、引水管、泄水孔、孔壁周?chē)捻乓约暗卣鹪O(shè)計(jì)烈度8度以上的壩體上部砼，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)適當(dāng)提高。選擇砼強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)考慮承受由溫度、滲透壓力及局部應(yīng)力集中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力或主應(yīng)力。嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)施工期冰凍嚴(yán)重應(yīng)特別重視壩體及各種附屬建筑物的砼和鋼筋砼的抗凍性要求。嚴(yán)寒地區(qū)，在水位變化頻繁區(qū)，抗凍性為D150～D200（薄壁鋼筋砼結(jié)構(gòu)抗凍性應(yīng)為D200 ～D250），溫和地區(qū)為滿(mǎn)足耐久性也應(yīng)有抗凍性要求。壩體內(nèi)部砼強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C10（90天齡期）。溢流面、泄水孔、護(hù)坦、消力墩和鼻坎等部位有抗沖要求的砼強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20,對(duì)抗沖刷要求較高的砼，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于C30，嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)滿(mǎn)足D150～D200。二、大壩砼分區(qū)結(jié)果根據(jù)砼分區(qū)的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程實(shí)際，砼各部位選用的各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)下表：表5－4區(qū)號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)抗?jié)B標(biāo)號(hào)抗凍標(biāo)號(hào)低溫ⅠC15S4D100ⅡC15S6D150ⅢC20S8D50ⅣC20S6D50DWⅤC15S4D50DWⅥC25S2D100第三節(jié) 壩頂結(jié)構(gòu)一、擋水壩由前面的計(jì)算可知，壩頂高程為228m，壩頂寬為9m，采用砼結(jié)構(gòu)，在壩體伸縮縫處，防浪墻也做伸縮縫，并設(shè)止水。因壩頂不做主要交通用，人行道高出路面20cm，在下游側(cè)設(shè)欄桿和燈柱，用于安全和照明。壩頂路面設(shè)2％的橫向坡度，以利于排水，上游側(cè)設(shè)排水管道通到水庫(kù)，排水管出口安裝蓋子。二、溢流壩溢流壩的壩頂由閘墩、工作橋、交通橋等組成。工作橋和交通橋應(yīng)盡量結(jié)合使用，工作橋的高度要滿(mǎn)足工作閘門(mén)和檢修閘門(mén)啟閉的需要。由于平面閘門(mén)一般用門(mén)架式啟閉機(jī)操作，可將閘門(mén)提出橋面。則工作橋可與非溢流壩頂平齊。工作橋和交通橋宜采用預(yù)制裝配式鋼筋砼結(jié)構(gòu)。橋梁下應(yīng)有足夠的空間，以便閘門(mén)啟閉。第四節(jié) 壩體廊道系統(tǒng)為了滿(mǎn)足灌漿、排水、觀測(cè)、檢查和交通等的要求，需要在壩體內(nèi)設(shè)置各種不同用途的廊道，這些廊道相互連通，構(gòu)成廊道系統(tǒng)。本工程的砼壩屬于較高的壩，沿壩高每隔20m設(shè)置一層。底層廊道應(yīng)盡可能靠近基礎(chǔ)，以便兼作帷幕灌漿和排水及檢查之用。一、壩基灌漿廊道帷幕灌漿需要在壩體澆筑到一定高度后進(jìn)行，以便利用砼壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質(zhì)量。為此，需在壩踵附近設(shè)置灌漿廊道，以便降低滲透壓力。壩基灌漿廊道斷面采用城門(mén)洞形，寬度和高度應(yīng)能滿(mǎn)足灌漿作業(yè)的要求?！⑶也恍∮?～5m，這里取5米。，以防廊道底板被灌漿壓力掀動(dòng)開(kāi)裂。廊道底面上游側(cè)設(shè)排水溝，下游側(cè)設(shè)排水孔及揚(yáng)壓力觀測(cè)孔。灌漿廊道沿地形向兩岸逐漸升高，坡度不宜大于40176。～45176。，以便進(jìn)行鉆孔，灌漿操作和搬運(yùn)灌漿設(shè)備。二、檢查和壩體排水廊道為了檢查、觀測(cè)和排除壩體滲水，在靠近壩體上游沿高度方向隔20m設(shè)置檢查和排水廊道。其斷面形式采用城門(mén)洞形，，～，且不小于3m，上游側(cè)設(shè)排水溝。各層廊道左右兩岸應(yīng)各有一個(gè)出口，并用垂直井道連通。壩體內(nèi)設(shè)有電梯井，則各層廊道均應(yīng)與電梯井相通。檢查和壩體排水廊道應(yīng)沿不同高程設(shè)專(zhuān)門(mén)的排水設(shè)備。灌漿廊道的高程低于尾水位，設(shè)置集水井用水泵排水，水泵設(shè)備為兩臺(tái)。三、觀測(cè)、交通廊道上層縱向廊道一般兼作檢查、觀測(cè)、交通及接縫等用途。本工程壩體有多層廊道，應(yīng)在兩岸將各層相互連通。因?yàn)槔鹊垒^長(zhǎng)，沿壩長(zhǎng)每隔200m在上、下層廊道之間設(shè)置交通廊道，設(shè)有梯子與豎井相通。第六章 重力壩的地基處理天然地基，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：①防滲，②提高基巖的強(qiáng)度和整體性。一、壩基的開(kāi)挖與清理地基開(kāi)挖與清理的目的是將天然基巖的覆蓋層、風(fēng)化層及承載能力、抗剪強(qiáng)度不能滿(mǎn)足要求的巖石挖除，使壩體座落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的巖基上。開(kāi)挖的設(shè)計(jì)要求是確定開(kāi)挖的深度、形式和穩(wěn)定的坡度。開(kāi)挖的依據(jù)和要求砼重力壩的基礎(chǔ)開(kāi)挖，應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力、基巖強(qiáng)度及其完整性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的要求，由地質(zhì)和設(shè)計(jì)人員共同擬定基巖利用標(biāo)準(zhǔn)，繪出基巖利用等高線(xiàn)，確定開(kāi)挖深