【正文】 法：表層涂抹、噴漿修補(bǔ)、表層粘補(bǔ)、鑿槽嵌補(bǔ)和灌漿處理。為了滿足壩體各部位的不同要求，節(jié)省水泥用量及工程費(fèi)用，把安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一起來，將壩體混凝土按不同工作條件進(jìn)行分區(qū)，選 用不同的強(qiáng)度等級(jí)和性能指標(biāo)。適用于下游尾水低、變幅大、地質(zhì)條件差，工作可靠，但工程量較大。適用于基巖比較堅(jiān)固的高壩或中壩。適用于下游尾水位較深、流量變化范圍較小、水位變幅不大，或有排冰、浮木要求的情況。 ：優(yōu)點(diǎn)：溢流面水流摻氣可以減免空蝕，射流在空中擴(kuò)散摻氣和射流在水墊中摻氣，可以消能，有利于消能防沖。 答：重力壩的工作特點(diǎn)：①主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力滿足穩(wěn)定要求；②依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。材料：混凝土和漿砌石。缺點(diǎn)：①耗材多；②材料強(qiáng)度未充分發(fā)揮；③壩底揚(yáng)壓力大；④施工溫度控制嚴(yán)格。 答重力壩失穩(wěn)破壞的機(jī)理：壩踵膠 結(jié)面出現(xiàn)微裂松弛區(qū)→壩址膠結(jié)面出現(xiàn)局部剪切屈服→屈服范圍向上游延伸→形成整體滑動(dòng)失穩(wěn)。 答岸坡壩段壩基是傾向河心的斜面或折面，有向下游和河心滑動(dòng)的雙重趨勢(shì)，穩(wěn)定性不如河床壩段。②利用有利的開挖輪廓線③設(shè)置齒墻：齒墻阻斷軟弱面，改變滑動(dòng)面位置，增加抗滑力④抽水措施：抽去壩底滲透水，減少浮托 力。⑥橫縫灌漿：將局部或全部橫縫灌漿，增加壩體的整體穩(wěn)定性。邊緣最小主應(yīng)力為壩面，最大主應(yīng)力為垂直于壩面的剖面。 答除主要荷載以外，對(duì)壩體應(yīng)力的影響還有如下影響：⑴地基變形模量對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑵壩體混凝土分 區(qū)對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑶縱縫對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑷分期施工對(duì)壩體應(yīng)力的影響⑸溫度變化及施工過程對(duì)壩體應(yīng)力的影響 答壩體溫度變化主要有溫度上升期、降溫期和穩(wěn)定期三個(gè)階段。 答⑴地基約束引起的應(yīng)力⑵內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力 答溫度裂縫的類型主要有：①貫穿性裂縫：含橫向貫穿性裂縫、縱向貫穿性裂縫、水平向貫穿性裂縫。溫度控制的措施主要有：①降低砼的入倉(cāng)溫度 Tj②降低砼的水熱化溫升 Tr③加強(qiáng)砼表面的養(yǎng)護(hù) 答重力壩 最小剖面確定：根據(jù)自重、上游靜水壓力 (庫(kù)水位與壩頂平 ,通常是校核洪水位 )和揚(yáng)壓力三項(xiàng)主荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求的工程量最小的三角形。壩頂高程取設(shè)計(jì)洪水位＋相應(yīng)壩頂超高與校核洪水位＋相應(yīng)壩頂超高中的最大者，其中安全超高包括波高、波浪中心線距靜水面高度和安全加高三部分。其中承載能力極限狀態(tài)需驗(yàn)算壩基面或深層抗滑穩(wěn)定和壩趾抗壓強(qiáng)度，正常使用極限狀態(tài)需驗(yàn)算壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力 。 重力壩抗震措施：①作好地基處理，加強(qiáng)接觸面的結(jié)合；②加強(qiáng)施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護(hù) ,防止出現(xiàn)早期裂縫；③重量、變形、剛度、幾何等突變部位設(shè)縫；④增加壩頂強(qiáng)度、剛度以及布筋；⑤孔口、廊道附近布筋；⑥壩后設(shè)置檢修橋。 類型：①開敞溢流式；②大孔口溢流式 答①足夠的孔口尺 寸 ,良好的孔形 ,較高的流量系數(shù)； ②水流平順 , 不產(chǎn)生負(fù)壓和振動(dòng) , 避免發(fā)生空蝕；③保證下游河床不產(chǎn)生危及大壩安全的局部沖刷；④下泄水流不產(chǎn)生折沖水流等 ,不影響其他建筑正常運(yùn)行；⑤有靈活控制下泄水流的設(shè)備?？卓谛问筋愋停孩匍_敞溢流式；②大孔口溢流式。大孔口溢流式的特點(diǎn)：①壩體上部設(shè)胸墻，出流常為孔口出流，但當(dāng)水位低于胸墻時(shí)為堰流；②堰頂較低，需設(shè)工作閘門和檢修閘門；③超泄能力常比開敞溢流式小。采用奇數(shù)孔目的在于閘門對(duì)稱布置，可對(duì)稱泄流以減輕消能負(fù)擔(dān)，避免折沖水流等。 答孔口尺寸設(shè) 計(jì)應(yīng)考慮的主要因素：①泄洪要求：泄流單寬流量是關(guān)鍵因素；②閘門和起閉機(jī)械：閘門承載能力和起閉能力等；③樞紐布置：樞紐中其他建筑的布置是否寬松；④下游水流、地質(zhì)條件：下游水的深度、巖石硬度等；⑤下游消能工的性能：消能工消能效果等。 答閘墩上游端需做成圓弧形或流線型是為了進(jìn)口水流平順、減少水流側(cè)收縮。 答空化：當(dāng)高速水流在某點(diǎn)的壓力低于飽和蒸汽壓強(qiáng)時(shí)，水體中固有的小氣核迅速膨脹而成小空泡，這種現(xiàn)象稱為空化。 流速大于 15m/s 時(shí)就可能發(fā)生空蝕。 空化數(shù)大于初生空化數(shù)時(shí)不會(huì)發(fā)生空蝕現(xiàn)象。但也存在①增加水深從而加大工程投資；②形成霧化區(qū)等的不利之處。 答溢流 面體形由頂部曲線段、中間直線段、反弧段組成。 答消能工的原理：通過水躍等局部水力現(xiàn)象，將水流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。 輔助消能工主要有：趾墩、消力墩、尾檻等。 底流消能的原理：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫?；②主要靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混消能。主要靠急流沿固體邊界摩擦而耗能，射流在空中與空氣摩擦、摻氣和擴(kuò)散等耗能，射流落入尾水中淹沒紊動(dòng)擴(kuò)散耗能。 消力戽消能的原理：急流進(jìn)入潛在水下的戽內(nèi)發(fā)生旋滾，經(jīng)大量消能后由鼻坎挑向下游水面。底流消能與下游水流有①臨界水躍；②遠(yuǎn)驅(qū)水躍；③淹沒水躍等三種銜接形式。 答護(hù)坦的主要作用是防護(hù)河床免受高速水流的沖刷，穩(wěn)定校核內(nèi)容是滿足抗浮穩(wěn)定要求。 答壩身泄水孔的作用：①預(yù)泄庫(kù)水，增強(qiáng)調(diào)蓄能力；②放空檢修；③排沙減淤；④調(diào)節(jié)下泄流量以滿足通航、灌溉需要；⑤施工導(dǎo)流。 壩身泄水孔的分類： 答壩身泄水孔進(jìn)口通常用長(zhǎng)軸與孔軸平行的橢圓曲線。設(shè)置通氣孔的目 的：進(jìn)口工作閘門提起后，后面的空氣被水流帶走而形成負(fù)壓，需于工作閘門后設(shè)通氣管充氣。主要內(nèi)容：①壩基的開挖和清理；②壩基的固結(jié)灌漿；③帷幕灌漿；④壩基排水；⑤斷層、軟弱夾層、溶洞等不良地質(zhì)的處理。固結(jié)灌漿的布置位置：①應(yīng)力較大的壩踵和壩趾；②裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。帷幕灌漿的位置：壩軸線的上游面區(qū)域，自河床向河岸延伸。目的在于進(jìn)一步降低揚(yáng)壓力。 緩傾角橫流走向斷層：選址應(yīng)避免。 答軟弱夾層的影響：軟弱夾層較薄，遇水易泥化、軟化，使壩基抗剪強(qiáng)度降低，影響壩體抗滑穩(wěn)定性。 答滿足的性能：強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、抗裂等性能。分縫有以下類型：⑴橫縫，含永久性橫縫和臨時(shí)性橫縫。⑵縱縫，含鉛直 縱縫、斜縫和錯(cuò)縫。⑶水平施工縫。 答碾壓砼是采用自卸汽車或皮帶輸送機(jī)將超干硬性砼運(yùn)到倉(cāng)面，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。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)。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，需專設(shè)防滲設(shè)施 ；④工期長(zhǎng)。 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，稱為寬縫重力壩。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?？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。 答支墩壩：由一系列支墩和擋水面板組成的重力壩。②連拱壩：由一系列緊連的拱筒擋水 ,并與支墩連成整體。 答⑴大頭壩的支墩形式：①開敞式單支墩；②封閉式單支墩；③開敞式雙支墩；④封閉式雙支墩。⑶雙支墩大頭壩的頭部形式：一般采用折線式 四章 1 拱壩對(duì)地質(zhì)地形要求：左右岸對(duì)稱；岸坡平順突變；在平面上向下游收縮的峽谷段，壩端下游側(cè)有足夠的巖體支承。與重力壩相比特點(diǎn) 1) 拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)，拱圈截面上主要承受軸向壓應(yīng)力，彎矩較小，有利于充分發(fā)揮壩體混凝土或漿砌石材料抗壓強(qiáng)度，重 力壩以受彎曲為主的靜定結(jié)構(gòu) 2) 與重力壩利用自重維持穩(wěn)定不同，拱壩將外荷載的大部分通過拱作用傳至兩岸巖體，依靠?jī)砂秹渭鐜r體維持穩(wěn)定 3) 自重和揚(yáng)壓力降為次要荷載，溫度荷載和地基變形將對(duì)應(yīng)力產(chǎn)生較大影響。 6 拱壩的荷載主要：靜水壓力，動(dòng)水壓力，溫度荷載，自重，揚(yáng)壓力，泥沙壓力，浪壓力，冰壓力和地震荷載等。 8 溫度變化對(duì)拱壩內(nèi)力及壩肩穩(wěn)定的影響。當(dāng)壩體溫度高于封拱 溫度時(shí)稱溫升，將使拱端推力加大，對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。 10 拱壩布置要求①基巖輪廓線連續(xù)光滑②壩體輪廓線連續(xù)光滑步驟①根據(jù)壩址地形地質(zhì)圖和地質(zhì)查勘資料，定出開挖深度，畫出可利用基巖面等高線地形圖②在地形圖上，擬定頂拱軸線位置③初擬拱冠梁剖面尺寸④切取若干鉛直剖面，檢查輪廓線是否光滑連續(xù)⑤進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算和壩肩巖體抗滑穩(wěn)定校核⑥將壩體沿拱軸線展開，繪成拱壩上游下游展視圖，顯示基巖面的超伏變化對(duì)突變處應(yīng)采取消平或填塞措施⑦計(jì)算壩體工程量，作為 不同方案比較的依據(jù)。 12 拱壩壩肩巖體滑動(dòng)面形式在壩上游面的基礎(chǔ)內(nèi)存在著陡傾角的上游拉裂面；滑移體內(nèi)側(cè)由于存在著陡傾角的節(jié)理裂隙，軟弱層面等形成側(cè)向滑裂面，滑移體底部由于存在著緩傾角的上述結(jié)構(gòu)面。 14 拱壩壩身泄流方式 1 自由跌流式，落水點(diǎn)距壩趾較近適用于基巖良好，單寬泄流量較小，壩體較薄的雙曲拱壩或小型拱壩 2 鼻坎挑流式：落水點(diǎn)距壩趾較遠(yuǎn)，泄流量大 ，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難適用于泄洪量大、壩體較薄的拱壩樞紐中4 壩身泄水孔式：壓力流，流速大，挑距遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難。 15 拱壩泄流特點(diǎn)①流過壩后向心集中，水舌入水處單位面積能量大，造成河床集中沖刷②拱壩河谷一般較窄，當(dāng)泄流量集中在河床中部時(shí)，兩側(cè)形成強(qiáng)力回流，淘刷岸坡，消能防沖設(shè)計(jì)比須嚴(yán)格。接縫處理應(yīng)預(yù)埋灌漿系統(tǒng)。沿壩高選取 5~7 層水平拱圈，僅考慮承受徑向荷載，假定荷載沿拱圈均勻分布。荷載分配后，梁 按靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力，拱按純拱法計(jì)算應(yīng)力 答拱壩的特點(diǎn)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、沒有大斷裂。 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。一般可用公式 表示。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。③上游面鉛直，僅水平面曲線，稱單曲拱。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?。虎趬误w在水平面和鉛直面均成曲線，成雙曲線。 答水壓和溫度變化引起的總變位中，溫度變位占 1/3~1/2，溫度作用為主要荷載之一。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。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。 答最合理的拱圈形式：壓力線接近拱軸線，應(yīng)為變曲率、變厚度和扁平的。倒懸易使另側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力。 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。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)主要變位來進(jìn)行荷載分配，即徑向變位、切向變位、扭轉(zhuǎn)變位。 答拱壩穩(wěn)定分析主要有剛體極限平衡法 、有限元法、地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)三種方法。 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：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。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、可專設(shè)支承；適用于泄洪量大、較薄的拱壩。 答拱壩消能主要有：跌流消能、挑流消能、底流消能。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。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。 答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壩體開裂不影響基礎(chǔ)，基礎(chǔ)開裂不影響壩體；⑥墊座對(duì)壩體起地震緩沖作用。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。 。 1 土石壩的特點(diǎn) 1）就地取材，減小工程造價(jià) 2）對(duì)地形、地質(zhì)和氣候條件適應(yīng)性強(qiáng) 3）上下游壩坡平緩，壩體體積大，土石方量大，與重力壩相比較①填筑體為松散體，抗剪強(qiáng)度低②抗侵蝕能力較重力壩差③散粒體結(jié)構(gòu)，抗沖能力很低④土石料存在很大孔隙，易產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，在自重和水壓力作用下，有較大的沉陷。下游壩殼的水下部分以及上游壩殼的水位變動(dòng)區(qū)要求具有良好的排水性能。 3 排水體的作用是控制和引導(dǎo)滲流，降低浸潤(rùn)線，加速孔隙水壓力消散，以增強(qiáng)壩的穩(wěn)定，并保護(hù)下游免遭凍脹破壞。 3 土石壩類型 1 按壩高分：低壩、中壩、高壩