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1、第三章第三章 重重 力力 坝坝一、重力坝的工作原理及特点三峡、龙滩三峡、龙滩新安江、丹江口新安江、丹江口湖南凤滩、枫树湖南凤滩、枫树依靠坝体自依靠坝体自重保持稳定重保持稳定结构型式：结构型式：可分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝可分为实体重力坝、宽缝重力坝和空腹重力坝按是否溢流分为溢流重力坝和非溢流重力坝按是否溢流分为溢流重力坝和非溢流重力坝按筑坝材料分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝按筑坝材料分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝 按坝高来分：高坝：大于70m中坝：30m70m 低坝：低于30m重力坝的类型重力坝的类型 按材料分： 混凝土重力坝 浆砌石重力坝 按施工方法： 浇筑常态混凝土 碾压干硬性
2、混凝土布置布置四川省大渡河上龚嘴水电站四川省大渡河上龚嘴水电站（1 1）剖面设计：剖面设计：可参照已建类似工程，拟定剖面尺寸。可参照已建类似工程，拟定剖面尺寸。（2 2）稳定分析：）稳定分析：验算坝体沿地基面或地基中软弱结构面抗滑验算坝体沿地基面或地基中软弱结构面抗滑稳定的安全度。稳定的安全度。（3 3）应力分析：应力分析：使应力条件满足设计要求，保证坝体和坝基使应力条件满足设计要求，保证坝体和坝基有足够的强度。有足够的强度。（4 4）构造设计：构造设计：根据施工和运用要求确定坝体的细部构造，根据施工和运用要求确定坝体的细部构造，如廊道系统、排水系统、坝体分缝等。如廊道系统、排水系统、坝体分缝
3、等。（5 5）地基处理：地基处理：根据地质条件和受力情况，进行地基的防渗、根据地质条件和受力情况，进行地基的防渗、排水、断层软弱带的处理等。排水、断层软弱带的处理等。（6 6）孔口设计：孔口设计：包括：堰顶高程、孔口尺寸、体形及消能、包括：堰顶高程、孔口尺寸、体形及消能、防护设计等。防护设计等。（7 7）监测设计：监测设计：包括：坝体内部和外部的观测设计，制定大包括：坝体内部和外部的观测设计，制定大坝的运行、维护和监测条例。坝的运行、维护和监测条例。（1 1）结构作用明确，设计）结构作用明确，设计方法简便，安全可靠。方法简便，安全可靠。（2 2）对地形、地质条件适）对地形、地质条件适应性强。应
4、性强。（3 3）枢纽泄洪问题容易解）枢纽泄洪问题容易解决决（4 4）便于施工导流）便于施工导流（5 5）施工方便）施工方便优点：优点：（1 1）坝体剖面尺寸大，材）坝体剖面尺寸大，材料用量多。料用量多。2 2）坝体应力较低，材料）坝体应力较低，材料强度不能充分发挥。强度不能充分发挥。（3 3）坝体与地基接触面积）坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压力大，大，相应坝底扬压力大，对稳定不利。对稳定不利。（4 4）坝体体积）坝体体积大大水化热水化热和硬化收缩，将产生不利和硬化收缩，将产生不利的温度应力和收缩应力。的温度应力和收缩应力。缺点：缺点：自重； 静水压力；扬压力； 动水压力；浪压力； 泥沙压力
5、；冰压力； 土压力；地震作用；温度作用等。 荷载与作用主要有： -不随时间变化（自重、土压力）-随时间变化（水压力、扬压力、 温度、孔隙水压力）-偶然发生（地震、校核水位下的水压力）作用与荷载是有区别的作用与荷载是有区别的作用分为： 可较准确地算出，材料容重应实地量测或参考荷载规范定出。 沿坝基面滑动，仅计坝体重量； 沿深层滑动，需计入滑体内岩体重； 用有限单元法计算时，应计入地基初始应力的影响；作用在坝面上的静水压力可按静水力学原理计算，分为水平及垂直力分别进行计算 扬压力浮力 是坝体在下游水位以下部分受到的浮力渗流压力 在上、下游水位差作用下，水流通过基岩节理、裂 隙而产生的向上的静水压力
6、 实测图 1895年4月，法国Bouzey重力坝失事。事后分析，失事的原因是该坝设计时未考虑作用于坝基上的扬压力。20世纪初建造的许多重力坝多未考虑扬压力，如印度的Khadakwasla等坝(Kulkarni,1994)，均因不够稳定而采取加固。1959年法国Malpasset坝失事是拱坝第一次溃坝记录，经检查，坝的设计符合规范，施工质量良好。直到1987年，通过一次以溃坝为主题的国际研讨会，才有了初步结论：左坝肩地基中过大的水压力使坝基岩块沿F1断层滑动而溃坝。1976年，当时世界上最高的土坝，美国Teton坝发生溃坝，经反复查证，确认坝基岩石节理发育，库水流经岩石裂隙使心墙齿槽土体发生管涌
7、而最终遭致溃坝。 扬压力折减系数： 河床坝段=0.2-0.3 岸坡坝段=0.3-0.4 3宜采用0.150.3 设计中采用的计算图形设计中采用的计算图形根据动量冲量原理：根据动量冲量原理：单位时间内物体动量的增量等于该物体所受外力的合力 反弧段上总水平分力和垂直分力为反弧段上总水平分力和垂直分力为 合力作用点可近似地取在反弧中点 21mvmvFt2121coscossinsinxyqFvgqFvg3/14/500166. 0DVhl8 . 0)( 4 .10lhLLHcthLhhlz22官厅水库公式 事实上波浪系列是随机性的，即相继到来的波高有随机变动，是个随机过程。 Vo计算风速(m/s)，
8、是指水面以上10m处10min的风速平均值D 风作用于水域的长度(km)，称为吹程或风区长度 波浪作用使重力坝承受波浪压力，而波浪压力与波浪要素和坝前水深等有关 波浪三要素：波高、波长和壅高半经验公式，半经验公式，适用于峡谷水库适用于峡谷水库 深水波当坝前水深大于半波长，即HL2时，波浪运动不受库底的约束。 浅水波 水深小于半波长而大于临界水深H0，即L2HH0时，波浪运动受到库底影响。破碎波水深小于临界水深，即H1.5或闸门全开时仍属孔口泄流，应按孔口射流曲线设计溢流面，曲线方程为 dHxy224Hd定型设计水头，m，一般取孔口中心线至校核洪水位时堰顶水头的75%95%； 孔口收缩断面处的流
9、速系数，一般取=0.96，若孔前设有检修闸门槽时取0.95。 坐标原点设在堰顶最高点，原点左侧的上游段采用复合圆弧或椭圆曲线与上游坝面连接，胸墙下缘也采用圆弧或椭圆曲线。 顶部曲线段 溢流坝面反弧段是使沿溢流面下泄水流平顺转向的工程设施，通常采用圆弧曲线，反弧半径应结合下游消能设施来确定。 混凝土重力坝设计规范混凝土重力坝设计规范（DL51081999）规定）规定 对于挑流消能，R=（410）h，h为校核洪水闸门全开时反弧段最低点处的水深，m。反弧处流速愈大，要求反弧半径愈大。当流速小于16m/s时，取下限；流速大时，宜采用较大值。当采用底流消能，反弧段与护坦相连时，宜采用上限值。 反弧半径的
10、经验公式 hFRr2/332， 反弧最低点处的佛汝德数， rFghFr反弧段中间直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度与非溢流坝段的下游坡相同。 溢流重力坝剖面要与非溢流重力坝的基本剖面相适应。上游坝面一般设计成铅直的，或上部铅直、下部倾向上游，并尽量与非溢流重力坝的上游坝面相一致。当溢流重力坝剖面小于基本三角形剖面时，可适当调整堰顶曲线，使其与三角形的斜边相切；对有鼻坎的溢流坝，鼻坎超出基本三角形以外，当0.5，经核算BB截面的拉应力较大时，可设缝将鼻坎与坝体分开， 中间直线段剖面设计 （五）消能防冲设计 1消能工的设计原则及型式尽量使下泄水流的大部分动能消耗在水流内部的紊动中，以及水流和空
11、气的摩擦上；不产生危及坝体安全的河床或岸坡的局部冲刷；下泄水流平稳，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行；结构简单，工作可靠；工程量小。 设计原则型式底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能等。 2底流消能（1）底流消能的特点及措施辅助消能工 （2）护坦构造 通过水跃，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多余动能的消能方式。消能主要靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用。底流消能具有流态稳定、消能效果较好、对地质条件和尾水变幅适应性强以及水流雾化很小等优点，可适应高、中、低水头。但护坦较长，土石方开挖量和混凝土方量较大，工程造价较高。 护坦用来保护河床免受高速水流的冲刷。对
12、底流消能，护坦长度应延伸至水跃跃尾；对其他型式的消能工，当可能产生临近坝趾的冲刷时，也需在坝趾下游设置护坦。 3挑流消能挑流消能设计的主要内容包括：选择鼻坎型式，确定鼻坎高程、反弧半径、挑角，计算挑距和下游冲刷坑深度。 连续式挑流鼻坝的水舌及冲刷坑示意图 鼻坎挑射角度愈大（指45以内），挑射距离愈远。但由于此时水舌落入下游水垫的入射角较大，冲刷坑也就愈深。设计挑流消能工时，可用挑射距离L与最大冲刷坑深度的比值做为指标，一般要求2.55.0。根据试验，鼻坎挑射角度一般采用=2025。 水舌挑射距离估算公式为 )(2sincoscossin121221121hhggLL 水舌挑距，m；g重力加速度
13、， m/s2 ；1坎顶水面流速，m/s，约为鼻坎处平均流速的1.1倍；挑射角度；h1 坎顶平均水深h在铅直向的投影，h1hcos h2坎顶至河床面的高差，m。 （1）挑流消能的特点与设计 （2）挑坎体形 消能设施主要有：扩散坎、连续坎、差动坎、斜挑坎、扭曲坎、高低坎、窄缝坎和分流墩等。 扩散坎 连续坎 差动坎 斜挑坎 扭曲坎 高低坎 分流墩 类 型4面流消能与消力戽面流消流 利用鼻坎将主流挑至水面，在主流下面形成反向旋滚，使主流与河床隔开。 消力戽消力戽的挑流鼻坎潜没在水下，形不成自由水舌，水流在戽内产生旋滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面，戽内的旋滚可以消耗大量能量，因高速水股在表面，也减轻了对
14、河床的冲刷。 5其他新型消能工 宽尾墩 台阶式溢流坝面 T形墩 在溢流堰面曲线下游的坝面，设置一系列的台阶，以消除下泄水流的多余能量，简化下游消能设施。水流沿坝面台阶逐级掺气、减速和消能， 闸墩尾部逐渐拓宽的闸墩 6多种消能联合消能 宽尾墩配合挑坎的布置及流态图 某水电站工程布置图 联合消能：联合消能： 多种泄水建筑物的联合，包括：坝体的表孔、中孔、底孔，岸边溢洪道及泄洪隧洞等，而以溢流坝和岸边溢洪道为主；不同型式消能工的联合。 7下游折冲水流及防止措施 改善下游流态，采取以下措施：在枢纽布置上，尽量使溢流坝的下泄水流与原河床主流的位置和方向一致；规定闸门操作程序，使各孔闸门同时均匀开启，或对
15、称开启；布置导流墙，使主流充分扩散；进行水工模型试验，研究下游流态及改善措施。 某工程溢洪坝泄水时的下游流态 四、坝身泄水孔 （一）坝身泄水孔的作用及工作条件 宣泄部分洪水；预泄库水，增大水库的调蓄能力；放空水库以便检修；排放泥沙，减少水库淤积；随时向下游放水，满足航运或灌溉等要求；施工导流。 坝身泄水孔内水流流速较高，容易产生负压、空蚀和振动；闸门在水下，检修较困难；闸门承受的水压力大，启门力也相应加大；门体结构、止水和启闭设备都较复杂，造价也相应增高。水头愈高，孔口面积愈大，技术问题愈复杂。（二）坝身泄水孔的型式及布置 按水流条件，坝身泄水孔可分为有压的和无压的；按泄水孔所处的高程可分为中
16、孔和底孔；按布置的层数又可分为单层的和多层的。 有压泄水孔（单位：m）无压泄水孔（单位：m）（二）坝身泄水孔的型式及布置 双层泄水孔 双层泄水孔（高程：m） 注意：双层泄水时，对下层泄水孔泄流能力的影响；在尾部上、下层水流交汇处容易发生空蚀。模型试验和原型观测都表明，双层泄水孔在技术上是可行的，但应开展水工模型试验研究，以便对可能出现的问题进行妥善处理。 （三）进口曲线 要求： 减小局部水头损失，提高泄水能力；控制负压，防止空蚀。 某水电站导流底孔空蚀破坏情况（单位：m） 进口曲线常采用1/4椭圆，方程为：对于圆形断面的泄水孔，A为圆孔直径，可取0.30。对于矩形断面泄水孔的顶面曲线，A为孔高
17、，采用1/31/4；孔口两侧壁曲线也用椭圆曲线，A为孔宽，采用1/4；进口底部边界线可以采用圆弧。进口段的孔口中心线，一般都布置成水平的。1)(2222AyAx（四）闸门和闸门槽 平面闸门门槽附近的水流流态和门槽的型式（单位：m） 平面闸门的门槽是最易产生负压和空蚀的部位 在坝身泄水孔中最常采用的闸门也是平面闸门和弧形闸门。 （五）孔身 有压泄水孔多用矩形断面，但泄流能力较小的有压泄水孔则常采用圆形断面。由于防渗和应力条件的要求，孔身周边需要布设钢筋，有时还需要采用钢钣衬砌。 无压泄水孔通常采用矩形断面。为了保证形成稳定的无压流，孔顶应留有足够的空间，以满足掺气和通气的要求。 （六）渐变段 （
18、七）竖向连接 泄水孔进口一般都做成矩形，以便布置进口曲线和闸门。当有压泄水孔断面为圆形时，在进口闸门后需设渐变段，以便水流平顺过渡，防止负压和空蚀的产生。渐变段可采用在矩形四个角加圆弧的办法逐渐过渡；当工作闸门布置在出口时，出口断面也需做成矩形，因此在出口段同样需要设置渐变段。 渐变段（a）进口渐变段；（b）出口渐变段 坝身泄水孔沿轴线在变坡处，需要用竖曲线连接。对于有压泄水孔，可以采用圆弧曲线，曲线半径不宜太小，一般不小于5倍孔径。对于无压泄水孔，可以采用抛物线连接。 （八）平压管和通气孔 （九）泄水孔的应力分析 泄水孔附近的应力状态比较复杂，属于三维应力状态，可采用三维有限元法或结构模型试
19、验进行分析。在泄水孔断面与坝段断面之比相对较小，坝段独立工作、横缝不传力的情况下，可近似按弹性理论无限域中的平板计算孔口应力。 为了减小检修闸门的启门力，应当在检修闸门和工作闸门之间设置与水库连通的平压管。开启检修闸门前先在两道闸门中间充水，这样就可以在静水中启吊检修闸门。平压管直径根据规定的充水时间决定，控制阀门可布置在廊道内。 泄水孔的应力计算简图 地基处理的主要任务是：防渗；提高基岩的强度和整体性。 一、地基的开挖与清理 目的目的使坝体座落在稳定、坚固的地基上。 混凝土重力坝设计规范（DL51081999）要求： 混凝土重力坝的建基面应根据岩体物理性质，大坝稳定性，坝基应力，地基变形和稳
20、定性，上部结构对地基的要求，地基加固处理效果及施工工艺、工期和费用等经济技术条件比较确定。坝基开挖后，在浇筑混凝土前，需要进行彻底的清理和冲洗，包括：清除松动的岩块，打掉突出的尖角。基坑中原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵。 二、坝基的固结灌浆 目的提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。目的提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。 固结灌浆孔一般布置在应力较大的坝踵和坝趾附近，以及节理裂隙发育和破碎带范围内。灌浆孔呈梅花状或方格状布置。三、帷幕灌浆 目的目的降低坝底渗流压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。 防渗帷幕布置于靠近上游面坝轴线附近，自河床向两岸延伸。钻孔和灌浆
21、常在坝体内特设的廊道内进行，靠近岸坡处也可在坝顶、岸坡或平硐内进行。 1坝基灌浆排水廊道；2灌浆孔；3灌浆帷幕；4排水孔幕；5100排水钢管；6100三通；775预埋钢管；8坝体 四、坝基排水 为进一步降低坝底面的扬压力，应在防渗帷幕后设置排水孔幕。排水孔幕与防渗帷幕下游面的距离，在坝基面处不宜小于2m。排水孔幕一般略向下游倾斜，与帷幕成1015交角。排水孔孔距为23m，孔径约为150200mm，不宜过小，以防堵塞。 1一灌浆排水廊道；2灌浆帷幕；3主排水孔幕；4一纵向排水廊道；5半圆混凝土管；6辅助排水孔幕；7一灌浆孔 灌浆帷幕和排水孔幕在渗流控制中的作用不同，前者主要是减小坝基渗流量，而后
22、者主要是降低扬压力。我国工程实践和理论研究认为，对透水性较大的岩基，应首先作好灌浆帷幕，使坝基保持渗流稳定，并设排水孔幕降低扬压力；对透水性较小的岩基，应采取排水为主的原则，灌浆只是为了封堵局部的洞穴或裂隙；对弱透水的岩浆岩，甚至只设排水幕而不设灌浆帷幕以降低扬压力。 五、断层破碎带、软弱夹层和溶洞的处理 （一）断层破碎带的处理1坝段；2伸缩缝；3断层破碎带；4混凝土塞；5基岩面；6坝体；7灌浆帷幕；8排水孔幕 断层破碎带的强度低，压缩变形大，易于使坝基产生不均匀沉降，引起不利的应力分布，导致坝体开裂。如果破碎带与水库连通，还会使坝底的渗流压力加大，甚至产生机械或化学管涌，危及大坝安全。 1断
23、层破碎带；2地表混凝土塞；3阻水斜塞；4加固斜塞；5平硐回填；6伸缩缝 对走向近于顺河流流向的缓倾角断层破碎带，埋藏较浅的应予挖除；埋藏较深的，除应在顶面作混凝土塞外，还要考虑其深埋部分对坝体稳定的影响。（二）软弱夹层的处理 软弱夹层的厚度较薄，遇水易软化或泥化，使抗剪强度降低，不利于坝体的抗滑稳定，特别是连续、倾角小于30的软弱夹层，更为不利。 软弱夹层的处理（高程：m） （三）溶洞处理 处理措施主要是开挖、回填和灌浆等办法的配合应用。 一、混凝土（一）混凝土的性能 1混凝土的强度等级 划定为C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等11级。 坝
24、体混凝土的抗压设计龄期一般可取90d，对施工期较长的高、中坝，可以考虑采用更长的龄期强度，如180d。 2抗渗性 3抗冻性 4抗冲刷性 指抗高速水流或挟沙水流冲刷、磨损的性能 。5抗侵蚀性 指混凝土抵抗环境水侵蚀的性能。当环境水具有侵蚀性时，应选用适宜的水泥及骨料。 为防止大体积混凝土结构产生温度裂缝，除合理分缝、分块和采取必要的温控措施外，还应选用发热量较低的水泥和减少水泥用量以提高混凝土的抗裂性能。 6抗裂性二、坝体混凝土分区I区上、下游水位以上坝体表层混凝土；区上、下游水位变化区的坝体表层混凝土；区上、下游最低水位以下坝体表层混凝土；区靠近地基的混凝土；V区坝体内部混凝土；区有抗冲刷要求
25、部位的混凝土，如：溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等。 三、重力坝的分缝、分块（一）横缝减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求 1永久性横缝 竖直平面，不设键槽，缝内不灌浆，以使各坝段独立工作 1横缝；2沥青油毡；3止水片；4沥青井；5加热电极；6预制块；7钢筋混凝土塞；8排水井；9检查井；10闸门底槛预埋件 横缝止水 2临时性横缝 河谷狭窄，做成整体式重力坝，可在一定程度上发挥两岸山体的支撑作用，有利于坝体的强度和稳定；岸坡较陡，将各坝段连成整体，可以改善岸坡坝段的稳定性；座落在软弱破碎带上的各坝段，连成整体后，可增加坝体刚度；在强地震区，将各坝段连成整体，可提高坝体的抗震性能。 3坝段与
26、基岩面的连接 坝体混凝土必须与基岩面紧密结合，以防沿基面漏水，影响坝体稳定。当基岩横向（对岸方向）坡度缓于1:2时，通常在坝体浇筑后利用帷幕灌浆对接触面进行灌浆封实；当横向坡度陡于l:2时，应设接触面止水，在基岩上挖槽，将止水铜片的一侧埋入槽内，回填混凝土；当横向坡度陡于1:1时，应按临时性横缝处理，沿周围嵌入止浆片，并在接触面上布设灌浆系统，待坝体混凝土接近稳定温度后，进行接缝灌浆。 （二）纵缝纵缝按其布置型式可分为：铅直纵缝、斜缝和错缝三种。 （a）铅直纵缝； （b）斜缝； （c）错缝 1铅直纵缝 2斜缝 3错缝 缝的间距根据混凝土浇筑能力和温度控制要求确定，一般为1530m。 斜缝大致沿
27、满库时的最大主压应力方向设置，因缝面的剪应力很小，有可能不必进行灌浆。 错缝式浇筑块的厚度一般为34m，在靠近基岩面附近为1.52m。错缝间距为1015m，缝的错距为l3l2浇筑块的厚度。 （三）水平施工缝水平施工缝是上、下层浇筑块之间的接合面。浇筑块厚度般为1.54.0m，在靠近基岩面附近用0.751.0m的薄层浇筑，以利散热，减少温升，防止开裂。上、下层之间常间歇37d。 四、坝体排水为减小渗水对坝体的不利影响，在靠近坝体上游面需要设置排水管幕。排水管幕至上游面的距离，一般要求不小于坝前水深的110112，且不小于2m，以便将渗流坡降控制在许可范围以内。 五、廊道系统为了满足灌浆、排水、观
28、测、检查和交通等的要求，需要在坝体内设置各种不同用途的廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统。 与常态混凝土坝相比，具有以下优点：优点：（1）工艺程序简单，可快速施工，缩短工期，提前发挥工程效益。（2）胶凝材料（水泥+粉煤灰、矿渣或其他具有一定活性的混合材 料）用量少，一般在120160kg/m3之间，其中水泥约为6090kgm3。（3）由于水泥用量少，结合薄层大仓面浇筑，坝体内部混凝土的水化热温升可大大降低，从而简化了温控措施。（4）不设纵缝，节省了模板和接缝灌浆等费用，有的甚至整体浇筑不设横缝。（5）可使用大型通用施工机械设备，提高混凝土运输和填筑的工效。（6）降低工程造价。碾压混凝土重力坝
29、的设计碾压混凝土重力坝的设计 （一）应力特点 自重和水压力对减小坝体内部和表面由于温度变化而产生的拉应力是有利的。 （二）坝体的抗剪断强度参数 （三）材料 （四）混凝土分区 国内外几座碾压混凝土重力坝胶凝材料用量表 （a）日本玉川坝：l常态混疑土；2钢筋混凝土；3不同配合比的碾压混凝土（b）美国柳溪坝（c）中国坑口坝：1钢筋混凝土防冲层；2沥青砂浆防渗层；3钢筋混凝土预制板；4混凝土预制块；5坝内碾压混凝土（d）中国潘家口下池坝：1浓胶凝浆液；2D150碾压混凝土；3D50碾压混凝土 工程名称胶凝材料用量（kg/m3）水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3）坑口重力坝1506090岩滩重力坝15
30、05595水口重力坝1606595观音阁重力坝1307258美国上静水重力坝24576169美国柳溪重力坝664719日本岛地川重力坝1208436（五）坝体防渗 （六）坝体排水 坝体上游面的常态混凝土可用作防渗体。如坝体设有横缝，则在常态混凝土内也要设横缝，并设止水。 碾压混凝土重力坝一般均需设置坝体排水。排水管可设在上游面的常态混凝土内，也可置于碾压混凝土区。 （七）坝体分缝 由于碾压混凝土重力坝采用通仓浇筑，故可不设纵缝，也可减少或不设横缝。但为适应温度伸缩和地基不均匀沉降，仍以设置横缝为宜， （八）坝内廊道 内部构造应尽可能简化。廊道层数可适当减少。 （九）温度控制 减少水泥用量，选用
31、低热水泥，合理确定混合材料的掺量；对原材料进行预冷却；用冰屑代替部分拌和水；根据工程的具体条件合理安排施工等。 一、浆砌石重力坝 就地取材，节省水泥；由于水泥用量少，水化热温升低，因而不需要采取温控措施，也不需设纵缝，还可增大坝段宽度；节省模板，减少脚手架，因而木材用量较少，减少了施工干扰；施工技术易于掌握，施工安排比较灵活，可以分期施工，分期受益，在缺少施工机械的情况下，可用人工砌筑。具有以下一些优点：具有以下一些优点：人工砌筑，砌体质量不易均匀；石料的修整和砌筑难于机械化，需要大量劳动力；砌体本身防渗性能差，需另作防渗设备；工期较长。 浆砌石重力坝的缺点：浆砌石重力坝的缺点：浆砌石重力坝浆
32、砌石重力坝 的材料1石料块石、粗料石 、细料石 。 2胶结材料 水泥砂浆和小石子砂浆。 砌体强度 石料的形状愈不规则，大小愈不均匀，砌体强度就愈低； 胶结材料的强度愈高，砌体强度也愈高； 砌筑工艺和石料的排列、砌缝形式、每层砌石厚度等对砌体强度都有一定的影响。 二、宽缝重力坝 宽缝重力坝剖面及坝底面扬压力分布 设置宽缝后，坝基的渗水可自宽缝排出，因而渗流压力显著降低，作用面积也相应减小。在排水孔幕处的渗压为rH，折减系数与实体重力坝的相同，在g点处渗压为零，该点距宽缝起点的距离约为宽缝处坝段厚度的2倍。 宽缝重力坝由于所受的扬压力较小，所以，坝体混凝土方量较实体重力坝可节省1020%，甚至更多
33、；宽缝增加了坝块的侧向散热面，加快了坝体混凝土的散热进程；便于观测、检查与维修。三、空腹重力坝 1下腹孔；2上腹孔；3消力戽；4灌浆孔；5排水孔；6灌浆帷幕；7弧形闸门13.517.2 由于空腔下部不设底板，减小了坝底面上的扬压力，可节省坝体混凝土方量20左右；减少了坝基开挖量；坝体前后腿嵌固于岩体内，有利于坝体的抗滑稳定；前后腿应力分布均匀，坝踵压应力较大；便于混凝土散热；坝体施工可不设纵缝；便于监测和维修；空腔内可以布置水电站厂房。具有以下一些优点：施工复杂；钢筋用量大；如在空腔内布置水电站厂房，施工干扰大。缺点有：支墩坝由系列支墩和挡水面板所组成，支墩沿坝轴线排列，前面设挡水面板。支墩坝
34、也是依靠重力维持稳定的挡水建筑物，库水压力、泥沙压力等荷载通过面板传给支墩，再由支墩传递到地基。 支墩坝按其结构型式分为 （ 1）大头坝图（a）。不另设面板，直接由支墩的上游部分向两侧扩大，形成悬臂大头，大头相互紧贴，起挡水作用。（2）连拱坝图（b）。面板是一系列倚在支墩上的拱筒，与支墩组成整体结构。（3）平板坝图（c）。面板系平面板，简支于支墩上。 支墩坝与实体重力坝相比，具有以下一些特点： （1）支墩坝的自重较轻，坝体工程量小。为维持坝体的抗滑稳定，需要借助部分水重，因而面板都做成斜向上游的。 （2）支墩可随受力情况调整厚度，能充分利用圬工材料的抗压强度。 （3）支墩本身单薄，抗震能力明显地低于重力坝。 （4）节省坝基开挖和固结灌浆工作量，可加快施工进度。 （5）施工散热条件好，但对温度变化较敏感，容易产生裂缝。（6）模板较复杂且用量大，混凝土标号高，平板坝与连拱坝的钢筋用量多。（7）大头坝接近宽缝重力坝，单宽泄流量可以较大。