擋水建筑物和泄水建筑物市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

第四章?lián)跛ㄖ锖托顾ㄖ锉菊轮攸c(diǎn)介紹：工程中慣用壩型，各種擋水建筑物和泄水建筑物作用、特點(diǎn)、類型、結(jié)構(gòu)形式、安全工作條件和要求，相關(guān)水力現(xiàn)象。擋水建筑物作用：攔截阻擋水流、抬高上游水位。形成水庫。主要有：攔河壩（砼重力壩、拱壩、土石壩、支墩壩等）、攔河閘等。泄水建筑物作用：宣泄多出洪水，確保大壩安全以及為完成樞紐運(yùn)行而設(shè)其它任務(wù)（預(yù)泄、沖砂、漂木、放空等）。擋水建筑物和泄水建筑物第1頁泄水建筑物可布置在河床中央—河床式（重力壩溢流壩、壩身泄水孔），也可布置在河岸某處適當(dāng)?shù)胤剑ㄋ矶?、岸邊溢洪道，適于土石壩、輕型壩）泄水建筑物按其進(jìn)水口在水庫中位置可分為溢流表孔和泄水深孔，表孔泄水建筑物有溢流壩、正槽溢洪道等。深式泄水建筑物有深式泄水孔、隧洞等。擋水建筑物和泄水建筑物第2頁第一節(jié)重力壩

重力壩定義：在水壓力及其它外荷載作用下，主要依靠壩體自重來維持穩(wěn)定壩。重力壩斷面基本呈三角形，筑壩材料為混凝土或漿砌石。一、重力壩特點(diǎn)和類型靠本身重力及與壩基間凝聚力抵抗水推力維持壩穩(wěn)定。壩基普通為巖基。含有以下特點(diǎn)：（1）安全可靠（2）易處理泄水問題（3）對地質(zhì)地形條件適應(yīng)性強(qiáng)（4）便于施工（5）適于各種氣候條件擋水建筑物和泄水建筑物第3頁主要缺點(diǎn)：（1）水泥用量大，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。（2）壩體揚(yáng)壓力大，揚(yáng)壓力抵消部份壩體重量，對壩體穩(wěn)定不利。（3）溫度應(yīng)力對壩體質(zhì)量影響大，必須采取設(shè)計及施工方法消除不利影響。世界上最高重力壩：大迪克桑斯壩。位于瑞士羅訥河支流迪克桑斯河上，控制流域面積357平方千米，水庫總庫容4億米。壩址處河谷呈V形，同時也是歐洲最高水壩，最大壩高285米，壩頂長695米。于1962年建成。（見圖）擋水建筑物和泄水建筑物第4頁擋水建筑物和泄水建筑物第5頁擋水建筑物和泄水建筑物第6頁我國最高重力壩：三峽，181m。重力壩慣用形式：實(shí)體重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩（一）實(shí)體重力壩（大多數(shù)砼壩均屬實(shí)體重力壩）上游壩面略向上游傾斜，適合用于混凝土與基巖面間f′、c′值較低情況。擋水建筑物和泄水建筑物第7頁（二）寬縫重力壩將重力壩壩段間橫縫中間部分拓寬形成寬縫重力壩。在兩個壩段之間含有空腔重力壩。

其優(yōu)點(diǎn)是：①因?yàn)閷捒p存在，壩底面積小，揚(yáng)壓力顯著降低，加之上游坡較緩，可利用上游水重來增加穩(wěn)定，所以使壩體混凝土量可較實(shí)體重力壩節(jié)約約10％～20％；擋水建筑物和泄水建筑物第8頁②寬縫增加了散熱面，有利于施工期混凝土溫度控制；③壩內(nèi)留設(shè)寬縫后，能夠方便壩體觀察和檢驗(yàn)，必要時還能夠在寬縫內(nèi)進(jìn)行維護(hù)修補(bǔ)和地基處理工作。缺點(diǎn)是：①模板工作量大，提升了混凝土單價；②施工導(dǎo)流稍感不便③在嚴(yán)寒地域，必須采取保溫辦法。中國在50年代修建了新安江寬縫重力壩，壩高105m，縫寬比0.4;以后又修建了丹江口、云峰、故縣和潘家口等寬縫重力壩，壩高依次為97m、113.8m、121m和107.5m。擋水建筑物和泄水建筑物第9頁新安江水庫擋水建筑物和泄水建筑物第10頁新安江擋水建筑物和泄水建筑物第11頁丹江口擋水建筑物和泄水建筑物第12頁（三）空腹重力壩

在重力壩壩體內(nèi)沿壩軸線方向布置大型縱向空腹壩。這是近數(shù)十年發(fā)展起來一個新壩型（見圖）。擋水建筑物和泄水建筑物第13頁空腹重力壩優(yōu)點(diǎn)是：①壩體空腔對降低壩基揚(yáng)壓力及改進(jìn)壩基應(yīng)力有利，因而壩體混凝土量可較實(shí)體重力壩節(jié)約20％～30％；②節(jié)約了壩基開挖量；③便于散熱；④有壩體空腔內(nèi)能夠布置水電站廠房,尤其是當(dāng)河谷狹窄，洪水流量大，下游水位變幅大，布置地面廠房困難時，有其優(yōu)越性。擋水建筑物和泄水建筑物第14頁缺點(diǎn)是:①施工復(fù)雜,有倒懸模板；②空腔周圍易出現(xiàn)拉應(yīng)力，為摸清和改進(jìn)應(yīng)力狀態(tài)，需作大量計算和模型試驗(yàn)：③鋼筋用量較實(shí)體重力壩多；④壩內(nèi)廠房運(yùn)行條件不如地面廠房好。廣東楓樹壩水庫裝機(jī)16.0萬千瓦。

主壩壩型為混疑土寬縫、空腹重力壩，最大壩高95.1

米，壩頂長度418米，主要泄洪方式為壩頂溢流，大壩特點(diǎn)是空腹壩壩內(nèi)電站。（見下列圖

）

擋水建筑物和泄水建筑物第15頁擋水建筑物和泄水建筑物第16頁二、重力壩組成材料砼，及漿砌石（中小工程）（一）砼組成主要由四種材料組成：水、水泥、砂、石（二）砼強(qiáng)度和強(qiáng)度等級擋水建筑物和泄水建筑物第17頁材料在靜載荷外力作用下抵抗塑性變形和斷裂能力，稱為材料強(qiáng)度。

砼強(qiáng)度單位面積砼試件承受極限外荷載。有抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)?；炷翉?qiáng)度等級表示了砼極限抗壓強(qiáng)度：如C20、C30等。（注：過去我國采取公制計量單位，混凝土強(qiáng)度單位為kgf/cm2?，F(xiàn)按國務(wù)院已公布相關(guān)法令，推行以國際單位制為基礎(chǔ)法定計量單位制，在該單位體系中，力基本單位是N（牛頓），所以，強(qiáng)度基本單位為1N/m2，也可寫作1Pa。標(biāo)號改為強(qiáng)度等級后，混凝土強(qiáng)度計量單位改以國際單位制表示。因?yàn)镹/m2（Pa），數(shù)值太小，普通以1N/mm2=106N/m2(MPa)作為混凝土強(qiáng)度擋水建筑物和泄水建筑物第18頁實(shí)際使用計量單位，讀作“牛頓每平方毫米”或“兆帕”。新標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)度計量單位均采取MPa（兆帕）表示。）（三）重力壩對材料要求除強(qiáng)度外，還要求具（1）抗?jié)B性（2）低熱性（3）抗沖耐磨性（4）抗凍性（5）抗侵蝕性（6）耐久性擋水建筑物和泄水建筑物第19頁（四）重力壩材料分區(qū)擋水建筑物和泄水建筑物第20頁三、重力壩結(jié)構(gòu)（一）壩體分縫：分橫縫及縱縫1.橫縫作用:適應(yīng)溫變、適應(yīng)地基、適應(yīng)地基間距：普通為12～20m。分類：永久性橫縫暫時性橫縫2.縱縫鉛直縱縫是最常采取一個縱縫形式?？p間距依據(jù)混凝土澆筑能力和溫度控制要求確定，普通為15～30m。擋水建筑物和泄水建筑物第21頁(二)止水橫縫止水結(jié)構(gòu)示意

l一第一道止水銅片；2一瀝青井；3一第二道止水片；4一廊道止水；5一橫縫；6一瀝青麻片；7一電加熱器；8一預(yù)制混凝土塊

擋水建筑物和泄水建筑物第22頁(三)壩體排水排水管體型圖

為減小滲水對壩體不利影響，在靠近壩體上游面需要設(shè)置排水管幕。排水管幕至上游面距離，普通要求大于壩前水深1／10～1／12，且大于2m，方便將滲透坡降控制在許可范圍以內(nèi)。排水管慣用預(yù)制多孔混凝土管，間距2～3m，內(nèi)徑15～25cm。管徑不宜過小，不然，易被堵塞。滲水由排水管進(jìn)入廊道，然后匯入集水井，經(jīng)由橫向排水管自流或用水泵抽水排向下游。擋水建筑物和泄水建筑物第23頁

擋水建筑物和泄水建筑物第24頁

(四)壩內(nèi)廊道系統(tǒng)

為了滿足灌漿、排水、觀察、檢驗(yàn)和交通等要求，需要在壩體內(nèi)設(shè)置各種不一樣用途廊道，這些廊道相互連通，組成廊道系統(tǒng)。擋水建筑物和泄水建筑物第25頁擋水建筑物和泄水建筑物第26頁四、重力壩安全運(yùn)行條件及剖面形狀（一）重力壩可能破壞形式1、滑動2、傾復(fù)3、壩趾壓碎

抗滑穩(wěn)定、上游面無拉應(yīng)力和下游面壓應(yīng)力不超出材料或（壩基）充許壓應(yīng)力是重力壩安全運(yùn)行三個基本條件。（二）壩體基本剖面和實(shí)用剖面

重力壩基本剖面是指壩體在自重、靜水壓力(水位與壩頂齊平)和揚(yáng)壓力三項(xiàng)主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，并使工程量最小三角形剖面。（實(shí)用剖面有頂寬壩）擋水建筑物和泄水建筑物第27頁實(shí)用剖面擋水建筑物和泄水建筑物第28頁（三）重力壩荷載作用在壩上力，也稱作用。自重、水壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、土壓力等。五、重力壩泄水、消能和防沖1、溢流壩溢流壩既是擋水建筑物又是泄水建筑物，除應(yīng)滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還需要滿足泄水要求。（1）溢流壩剖面曲線（2）溢流壩孔口尺寸和泄流能力（3）溢流壩結(jié)構(gòu)（閘門、閘墩、工作橋、啟閉機(jī)）擋水建筑物和泄水建筑物第29頁擋水建筑物和泄水建筑物第30頁擋水建筑物和泄水建筑物第31頁分堰頂設(shè)閘門和不設(shè)閘門兩種。擋水建筑物和泄水建筑物第32頁2、深式泄水孔作用：泄洪、預(yù)泄、放空、導(dǎo)流。分為有壓泄水孔和無壓泄水孔（二）泄水重力壩消能方式壩體消能：寬尾墩、階梯消能工壩下消能：底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。六、重力壩地基處理（一）開挖和清理：鉆孔爆破法，自上而下分層開挖（二）基礎(chǔ)灌漿：固結(jié)灌漿和帷幕灌漿七、砼壩施工（一）骨料生產(chǎn)（二）砼拌和物生產(chǎn)（三）砼運(yùn)輸（四）砼澆筑（五）砼養(yǎng)護(hù)八、碾壓砼重力壩

擋水建筑物和泄水建筑物第33頁用振動碾壓實(shí)超干硬性混凝土修建建筑物施工技術(shù)（見圖）。采取這種方法所筑壩，稱碾壓混凝土壩。擋水建筑物和泄水建筑物第34頁碾壓混凝土特點(diǎn)是:①低膠凝材料用量，包含水泥與摻和料共120～160kg/m3；②超干硬性，以維勃儀加壓測定，拌和物稠度值在20s左右；③大量使用摻和料，如用粉煤灰或天然火山灰，摻量為膠凝材料總量30％～60％；④不設(shè)縱橫縫,但有壩在一層碾壓完成進(jìn)行橫縫切縫，在切縫上游設(shè)置止水設(shè)施；⑤混凝土拌和可用自落式或強(qiáng)制式拌和機(jī),但用自落式拌和機(jī)時，受大摻量摻和料影響，需依據(jù)詳細(xì)情況適當(dāng)延長拌和時間，對應(yīng)產(chǎn)量有所下降；⑥混凝土運(yùn)輸過程中，需盡可能降低倒運(yùn)次數(shù)，以免產(chǎn)生分離；⑦混凝土平倉與攤鋪，有用推土機(jī)，有用攤鋪機(jī),攤鋪層厚度大致為15～25cm，鋪料過程盡可能控制水平擋水建筑物和泄水建筑物第35頁⑧混凝土碾壓，依據(jù)層厚不一樣采取不一樣性能振動碾(見彩圖)，普通鋪料兩層或三層后進(jìn)行一次碾壓，碾壓遍數(shù)經(jīng)過試驗(yàn)確定。碾壓混凝土施工較之常規(guī)混凝土，含有造價低，施工速度快、節(jié)約水泥、模板和勞動力等優(yōu)點(diǎn),技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。據(jù)美國威洛克里克壩經(jīng)驗(yàn)，碾壓混凝土單價約為常規(guī)混凝土1/3，在短短4個月時間內(nèi),全部30萬m3混凝土工程，即告完工。日本各壩經(jīng)驗(yàn)，亦較常規(guī)澆筑方法縮短工期。島地川壩節(jié)約水泥7000t、模板降低44％。中國坑口壩，縮短工期二分之一，節(jié)約水泥44％，綜合造價降低16％。但碾壓混凝土也還存在一些問題有待研究處理。如層面結(jié)合處輕易成為滲水微弱層面；混凝土運(yùn)輸與攤鋪過程易產(chǎn)生骨料分離等。擋水建筑物和泄水建筑物第36頁第二節(jié)拱壩拱壩是固接于基巖空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈凸向上游拱形，拱冠剖面呈豎直或向上游彎曲。

一、拱壩工作特點(diǎn)（一）拱壩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）拱作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拱壩水平外荷載主要是經(jīng)過拱作用傳遞到兩岸壩肩，拱是一個主要承受軸向壓力推力結(jié)構(gòu)。擋水建筑物和泄水建筑物第37頁（2）空間整體作用特點(diǎn)：拱壩四面嵌固于基巖，屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)。（3）拱壩含有較高抗震能力。拱壩是一個整體空間殼體結(jié)構(gòu)，壩體輕韌而富有彈性，依靠巖體對地震動能吸收，會引發(fā)有利壩體應(yīng)力重分布。（4）荷載特點(diǎn)：溫度荷載是主要荷載之一,而且是作用在壩體結(jié)構(gòu)一個基本荷載。（5）壩身泄流及施工技術(shù)較為復(fù)雜。擋水建筑物和泄水建筑物第38頁也即：1、拱與梁共同作用；2、穩(wěn)定性主要依靠兩岸拱端反力作用，因而對地基要求很高；3、拱是一個推力結(jié)構(gòu)，承受軸向壓力，有利于發(fā)揮砼及漿砌石材料抗壓強(qiáng)度；4、拱梁所承受荷載可相互調(diào)整,所以能夠承受超載；5、拱壩壩身能夠泄水；6、不設(shè)永久性伸縮縫；7、抗震性能好；8、幾何形狀復(fù)雜，施工難度大。二、拱壩平面布置和剖面形狀包含確定拱圈形式、拱冠梁體型心各層之間相對關(guān)系，以確保拱壩成為一個受力條件好，安全穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)。擋水建筑物和泄水建筑物第39頁（一）拱圈形式建筑結(jié)構(gòu)上，據(jù)受力特點(diǎn)有拱、梁之類構(gòu)件。梁構(gòu)件分為簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁等結(jié)構(gòu)形式。梁受到垂直于梁桿外力時發(fā)生彎曲變形，產(chǎn)生拉應(yīng)力（外側(cè)）及壓應(yīng)力（內(nèi)側(cè)）。拱構(gòu)件在受到拱形凸出面外力時，能將垂直作用在拱面上力變?yōu)檠毓拜S線方向力使拱受到壓力。拱軸線能夠是圓弧形、拋物線、雙曲線、三圓心拱等（河床中央部位彎曲半徑小，拱作用大）拱圈可等厚也可在兩壩肩處變厚（二）拱壩梁剖面是典形直立懸臂梁，有鉛直和彎曲兩種。位于河床最深處鉛直剖面稱為拱冠梁，拱冠梁形狀及厚度取決于壩河高、壩型、河谷形狀系數(shù)（L/H）擋水建筑物和泄水建筑物第40頁（三）拱壩布置（P79）基本標(biāo)準(zhǔn)是：壩體輪廓簡單，壩底、壩面力爭改變平順，防止有局部突變，壩體在結(jié)構(gòu)上是連續(xù)整體。主要形式有定外半徑定圓心、定中心角和變中心角幾個，應(yīng)用更廣泛是變半徑變中心角拱壩。三、拱壩安全運(yùn)行條件（一）拱壩受力特點(diǎn)及其計算穩(wěn)定及應(yīng)力分析時，常采取拱梁分載法計算。將拱壩看作是由無數(shù)根梁和無數(shù)千條拱組成。普通取5—7層拱圈，2n-1根梁計算。簡化計算時取拱冠梁及若干層拱計算，稱拱冠梁法、拱梁分載法。擋水建筑物和泄水建筑物第41頁（二）拱壩安全工作條件

拱壩安全工作條件之一是：使拱壩砼不被壓碎，即壩砼承受壓應(yīng)力不超出砼抗壓強(qiáng)度。另一安全工作條件是：兩岸壩肩能夠提供足夠支撐力，以確保壩穩(wěn)定。（三）拱壩對地形條件要求1、地形條件

河谷狹窄，左右對稱，向下游收縮“V”或“U”形地形。河谷形狀系數(shù)—寬高比（a）寬高比：河谷寬度L（壩頂高程處河床寬度）與最大壩高H比值較小，則剛度較高，不易使其變形。壩可修得越薄，越適合修建拱壩擋水建筑物和泄水建筑物第42頁（b）厚高比：壩厚T與壩高H比值。

L/H<1.5,T/H<0.2為薄拱壩；

L/H=1.5~3.0,T/H=0.2~0.35為普通拱壩；

L/H=3.0~4.5,T/H=0.35~0.60為重力拱壩。

擋水建筑物和泄水建筑物第43頁擋水建筑物和泄水建筑物第44頁向下游收縮:B-B壩址即使河谷狹窄,地但位于向下游擴(kuò)散喇叭口處,兩岸拱座薄弱,對穩(wěn)定不利.而A-A處壩址兩岸拱座厚實(shí),拱軸線與等高線靠近垂直,所以應(yīng)將A-A處選為壩址,見圖3.3.2、地質(zhì)條件

基巖均勻，堅固完整，有足夠強(qiáng)度、透水性小而能抗風(fēng)化。

上述條件不能滿足時，需進(jìn)行固結(jié)灌漿以增加地基整體性和牢靠程度。

3、發(fā)展趨勢

對地形地質(zhì)條件限制有所放寬，壩更高，壩體薄，壩型多樣化，雙曲居多，壩頂泄流單寬流量加大，最優(yōu)化設(shè)計處于實(shí)用階段。擋水建筑物和泄水建筑物第45頁等外半徑變中心角拱壩

定外半徑定中心角拱壩

雙曲拱壩擋水建筑物和泄水建筑物第46頁三、拱壩安全運(yùn)行條件（一）拱壩受力特點(diǎn)及其計算拱壩是一個整體結(jié)構(gòu)，對其穩(wěn)定和應(yīng)力有分析時，常采取拱梁分載法計算。（二）拱壩安全工作條件1、壩身砼材料不被壓碎，即壩體承受壓應(yīng)力不超出砼抗壓強(qiáng)度，設(shè)計時要求較高安全系數(shù)。2、兩岸壩肩能提供足夠支撐力，以確保壩穩(wěn)定，所以，拱壩對地基要求比重力壩和其它壩型高。擋水建筑物和泄水建筑物第47頁（三）拱壩對地形條件要求河俗形狀系數(shù)L/H：越小越窄。厚高比T/H：四、拱壩泄水消能與重力壩類似。（一）自由跌落式（清江隔河巖）（二）鼻坎挑流式（二灘）（三）壩身泄水孔（四）滑雪道式溢洪道消能發(fā)展趨勢分層布置進(jìn)水口，分散水舌落水點(diǎn)，利用空中碰撞消能（四川雅礱江）五、拱壩結(jié)構(gòu)橫縫為暫時縫，地基處理要求高，拱座要求更高，可只設(shè)灌漿廓道，擋水建筑物和泄水建筑物第48頁清江隔河巖自由跌落式擋水建筑物和泄水建筑物第49頁二灘鼻坎挑流式擋水建筑物和泄水建筑物第50頁小灣擋水建筑物和泄水建筑物第51頁第三節(jié)支墩壩由一系列傾斜面板和支承面板支墩(扶壁)組成壩。面板直接承受上游水壓力和泥沙壓力等荷載，經(jīng)過支墩將荷載傳給地基。面板和支墩連成整體，或用縫分開?？煞譃槠桨迨?、大頭壩、連拱壩。擋水建筑物和泄水建筑物第52頁平板壩由平板面板和支墩組成支墩壩

。擋水建筑物和泄水建筑物第53頁面板與支墩連接有以下三種形式:

①簡支式：面板簡支在支墩托肩（牛腿）上，接縫涂瀝青瑪蹄脂等柔性材料，并設(shè)置止水。簡支式能適應(yīng)地基和溫度變形，采取最多。

②連續(xù)板式：面板跨過支墩，每隔兩三跨設(shè)一道伸縮縫。連續(xù)式能夠減小板跨中彎矩，但在跨過支墩處產(chǎn)生負(fù)彎矩，易在迎水面產(chǎn)生裂縫，所以較少采取。

③懸臂式：面板與支墩剛性連接，在跨中設(shè)縫，要求變形小，以防接縫漏水，只能用于低壩。平板壩支墩有單支墩和雙支墩兩種形式，雙支墩用于高壩。

擋水建筑物和泄水建筑物第54頁連拱式擋水建筑物和泄水建筑物第55頁拱形面板和支墩組成支墩壩。

與其它形式支墩壩比較，連拱壩有以下特點(diǎn)：

①拱形面板為受壓構(gòu)件，承載能力強(qiáng)，能夠做得較薄。支墩間距能夠增大?；炷劣昧孔钌伲摻钣昧枯^多?；炷疗骄摻盍靠蛇_(dá)30～40kg/m3。施工模板也較復(fù)雜。混凝土單位體積造價高。

②面板與支墩整體連接，對地基變形和溫度改變反應(yīng)比較靈敏，要求修建在氣候溫和地域，且地基比較堅固。

③上游拱形面板與溢流面板連接比較復(fù)雜，所以極少用作溢流壩。

擋水建筑物和泄水建筑物第56頁大頭壩面板由支墩上游部分?jǐn)U寬形成，稱為頭部。相鄰支墩頭部用伸縮縫分開，為大致積混凝土結(jié)構(gòu)。對于高度不大支墩壩，除平板壩面板外，也可用漿砌石建造。

支墩壩大頭壩與寬縫重力壩結(jié)構(gòu)體型相同，其區(qū)分為①大頭壩支墩間空距普通大于支墩厚度，而寬縫重力壩則相反；

②大頭壩上游面傾斜度普通較寬縫重力壩大；

③大頭壩支墩下游部分能夠不擴(kuò)寬，壩腔是開敞，而寬縫重力壩則是封閉。

支墩壩-特點(diǎn)

擋水建筑物和泄水建筑物第57頁大頭壩頭部有以下三種形式：

①平板式：上游面為平面,施工簡單。但在水壓力作用下，上游面易產(chǎn)生拉應(yīng)力，引發(fā)裂縫。

②圓弧式:上游面為圓弧。作用于弧面上水壓力向頭部中心輻集，應(yīng)力條件好，但施工模板較復(fù)雜。

③鉆石式（折線式）:上游面由三個折面組成，兼有平板式和圓弧式優(yōu)點(diǎn)，最常采取。大頭壩支墩有單支墩和雙支墩兩種形式，高壩多采取雙支墩以增強(qiáng)其側(cè)向穩(wěn)定性。為了提升支墩側(cè)向勁度或?yàn)榱朔篮部蓪⑾掠尾糠謹(jǐn)U寬，使壩腔封閉，這時在結(jié)構(gòu)體形上靠近寬縫重力壩。擋水建筑物和泄水建筑物第58頁與其它壩型比較，支墩壩特點(diǎn)是①面板是傾斜，可利用其上水重幫助壩體穩(wěn)定；

②經(jīng)過地基滲流能夠從支墩兩側(cè)敞開裸露巖面逸出，作用于支墩底面揚(yáng)壓力較小，有利于壩體穩(wěn)定；

③地基中繞過面板底面滲流，滲透路徑短，水力坡降大，單位巖體承受滲流體積力也大，要求面板與地基連接以及防滲帷幕都必須做得十分可靠;

④面板和支墩厚度小,內(nèi)部應(yīng)力大，能夠充分利用材料強(qiáng)度；

⑤施工期混凝土散熱條件好，溫度控制較重力壩簡單；

⑥要求混凝土標(biāo)號高，施工模板復(fù)雜，平板壩和連拱壩鋼筋用量大，因而提升了混凝土單位體積造價；

⑦支墩側(cè)向穩(wěn)定性較差；在上游水壓作用下，對于高支墩，還存在縱向彎曲穩(wěn)定問題；

擋水建筑物和泄水建筑物第59頁⑧平板壩和大頭壩都設(shè)有伸縮縫，可適應(yīng)地基變形，對地基條件要求不是很高；連拱壩為整體結(jié)構(gòu)，對地基變形反應(yīng)比較靈敏，要求修建在均勻堅固巖基上；

⑨壩體比較薄弱，受外界溫度改變影響較大,尤其是作為整體結(jié)構(gòu)連拱壩,對溫度改變反應(yīng)更為靈敏，所以支墩壩宜于修建在氣候溫和地域；

⑩可做成溢流壩，也可設(shè)置壩身式泄水管或輸水管。支墩壩是一個輕型壩，可較重力壩節(jié)約20％～60％混凝土，宜于修建在氣候溫和、河谷較寬、地質(zhì)條件很好、運(yùn)輸條件差、天然建筑材料缺乏地域。平板壩適合用于中、低壩，連拱壩和大頭壩適合用于中、高壩。擋水建筑物和泄水建筑物第60頁§4.4土石壩以土石等當(dāng)?shù)夭牧咸钪巍Ｍ潦瘔畏褐赣僧?dāng)?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成擋水壩。當(dāng)壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩、以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)百分比時，稱土石混合壩。土石壩是歷史最為悠久一個壩型。近代土石壩筑壩技術(shù)自２０世紀(jì)５０年以后得到發(fā)展，并促成了一批高壩建設(shè)。當(dāng)前，土石壩是世界壩工建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快一個壩型。土石壩是一個最古老壩型，在已建壩型中，土石壩所占比重最大，占90%以上。擋水建筑物和泄水建筑物第61頁

本世紀(jì)６０年代以來，土石壩建設(shè)因?yàn)榭蒲?、設(shè)計和施工技術(shù)發(fā)展，不論在高度和數(shù)量上都已超出了混凝土壩。

但我國至20世紀(jì)90年代，100米以上土石壩僅三座。90年代以后，高土石壩日益增多，尤其是砼面板堆石壩興起，高土石壩發(fā)展含有了遼闊前景，促進(jìn)高土石壩發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)有：①大型振動碾廣泛應(yīng)用；②土力學(xué)和土壩設(shè)計理論發(fā)展；③對防滲土要求放寬；④砼面板堆石壩推廣應(yīng)用⑤病險水庫除險加固處理技術(shù)發(fā)展

擋水建筑物和泄水建筑物第62頁當(dāng)前世界最高土石壩３３５ｍ（俄羅斯羅貢壩）。當(dāng)前我國最高心墻土石壩是黃河小浪底最大壩高154米，總填筑量5185萬立方米，是我國迄今為止最大土石壩。最高面板堆石壩是清江水布埡，最大壩高233米，這無疑是一個石破天驚數(shù)字！因?yàn)楫?dāng)初世界上還沒有超出200米堆石壩，200米以上甚至被部分教授認(rèn)為是面板壩禁區(qū)。

擋水建筑物和泄水建筑物第63頁一、土及土力學(xué)基本要求（略）二、土石壩工作特點(diǎn)和設(shè)計要求（一）工程特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）就地取材，節(jié)約鋼材﹑水泥﹑木材等主要建筑材料，從而降低了建壩過程中遠(yuǎn)途運(yùn)輸。（2）結(jié)構(gòu)簡單，便于維修和加高﹑擴(kuò)建。（3）壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應(yīng)變形良好性能，所以對地基要求低。（4）施工技術(shù)簡單，工序少，便于組織機(jī)械快速施工。缺點(diǎn):壩身普通不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料填筑受氣候條件影響較大等。擋水建筑物和泄水建筑物第64頁（二）土石壩設(shè)計要求（1）選擇合理上下游坡坡比；（2）不允許水流漫頂；（3）控制壩體和壩基滲流，以控制壩體壩基滲透變形；（4）防止壩身產(chǎn)生有害裂縫；（5）能抵抗自然現(xiàn)象破壞。三、土石壩組成和分類（一）組成（1）壩體：（2）防滲體：（3）排水設(shè)備（4）上下游護(hù)坡?lián)跛ㄖ锖托顾ㄖ锏?5頁（二）分類1、按施工方法分干填碾壓式土石壩，拋填式、定向爆破壩、水力沖填、水中倒土等。2、按壩體材料與防滲體相對位置分：均質(zhì)、心墻、斜墻，各種土質(zhì)壩。（P95）四、土石壩剖面形狀和結(jié)構(gòu)（一）壩頂（二）壩坡（三）防滲體（四）排水設(shè)施擋水建筑物和泄水建筑物第66頁五、土石壩滲透和壩坡穩(wěn)定六、地基處理處理目標(biāo)：防滲，提升壩基滲透穩(wěn)定性。（一）清理（二）砂卵石（砂礫石）地基處理截水槽、防滲墻、灌漿帷幕、粘土鋪蓋等七、土石壩施工四大作業(yè)：準(zhǔn)備作業(yè)、基本作業(yè)、輔助作業(yè)、附加作業(yè)。八、堆石壩拋填堆石、定向爆破法和碾壓法擋水建筑物和泄水建筑物第67頁擋水建筑物和泄水建筑物第68頁擋水建筑物和泄水建筑物第69頁清江水布埡面板堆石壩，最大壩高233m，世界最高壩擋水建筑物和泄水建筑物第70頁§4.5水閘一、概述平原地域取排水，需低水頭擋水泄水建筑物。水閘和滾水壩為慣用水工建筑物，稱閘壩工程。二、水閘類型水閘按規(guī)模有大（Q＞1000m3/s），中（Q=1000～100、m3/s）；?。≦＜100m3/s）。（一）水閘按其功用分1、攔河閘（節(jié)制閘）2、進(jìn)水閘（渠首）3、泄水閘4、排水閘5、分洪閘6、擋潮閘7、沖沙閘擋水建筑物和泄水建筑物第71頁擋水建筑物和泄水建筑物第72頁（二）按閘室結(jié)構(gòu)分類1、開敞式2、胸墻式3、涵洞式擋水建筑物和泄水建筑物第73頁擋水建筑物和泄水建筑物第74頁擋水建筑物和泄水建筑物第75頁三、水閘組成及結(jié)構(gòu)（一）上游連接段（二）閘室段（三）下游連接段擋水建筑物和泄水建筑物第76頁擋水建筑物和泄水建筑物第77頁四、水閘孔口尺寸孔口凈寬度、孔數(shù)、閘墩厚度，主要應(yīng)滿足過流量要求。五、閘室安全和地基處理抗滑穩(wěn)定、地基承載力和不均勻沉陷。軟基處理方法：1、換土墊層2、強(qiáng)夯法3、沉井法4、預(yù)壓加固5、振沖加固6、樁基礎(chǔ)7、高壓噴射灌漿8、防滲墻加固