重力坝设计新思路

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毕业设计 重力坝设计

毕业设计 重力坝设计

毕业设计重力坝设计
1. 引言
重力坝是水利工程中常用的一种坝型,其主要特点是坝体厚重且体积大,具有重力作
用稳固坝体的特点。

在设计重力坝时,需要考虑到多种因素,如水文条件、地质条件、工
程造价等因素,以确保设计的坝体结构具有充分的安全性和经济性。

2. 水文条件
水文条件是设计重力坝时需要考虑的重要因素之一。

主要包括水文特征、水文历时和
频率以及预测值。

在设计重力坝时需要充分考虑降雨涝、暴雨及洪水等水文条件,预计出
各种水位的出现频率,并采用适当的控制水位高度的设计措施。

3. 地质条件
地质条件也是设计重力坝时需要充分考虑的一个因素。

主要包括地质构造、物理性质、地质力学性质和地质灾害等因素。

在设计重力坝时,需要对地质条件进行全面的地质勘测
及分析,并采取适当的加强坝体和基础的设计措施。

4. 坝体及基础的设计
重力坝的坝体具有良好的稳定性,是因为其坝体体积庞大且较宽厚,具有良好的抗滑性。

在设计坝体时需要注意选择坝体的材料及其强度,且坝体中的混凝土应加强措施,以
增强坝体的稳定性。

在基础设计方面,需要以地质灾害为基础,采取适当的加固措施以确
保重力坝的基础稳定性。

5. 结论
设计重力坝需要全面考虑水文条件、地质条件、坝体设计以及基础设计等多个因素。

仅仅注重单一因素,难以达到坝体的最佳安全和经济设计。

除上述因素外,设计过程中还
需要考虑成本和材料等多个因素,以确保设计出具有良好稳定性且经济性较高的坝体结
构。

重力坝设计设计范文

重力坝设计设计范文

重力坝设计设计范文重力坝是一种常见的水利工程建筑物,用于储存水资源和调节水流。

它通过巨大的自重来抵抗泄水和水压力,以及其他外力的作用。

重力坝设计是一个复杂而关键的过程,需要综合考虑地质、水文、结构、材料等多方面因素。

下面将介绍一般情况下重力坝设计的基本步骤和关键要点。

首先,进行地质勘察和分析是重力坝设计的基础。

地质条件直接影响着坝址的选取和坝体的稳定性。

因此,需要对岩石、土壤等地质特征进行详细的探测和评估。

同时还需要了解地震、滑坡等自然灾害的潜在风险,以及地下水、渗流等水文条件。

在地质勘察的基础上,确定坝址和坝型。

合适的坝址通常应在拦截流域的狭缩处或大曲率的地方,以减小水流的冲击力和侵蚀力。

而坝型的选择则根据地质条件、设计要求和施工技术等因素来决定。

常见的坝型包括重力坝、拱坝、混凝土面板堆石坝等。

接下来,进行水文和水力学分析。

基于历史水文数据、降雨模拟等方法,对设计洪水、最大汛期年径流量等参数进行计算和预测。

此外,还需要进行水库调度分析,确定不同季节和水位下的库容和泄洪设计。

根据水文和水力学的分析结果,进行坝体的尺寸、稳定性和安全性计算。

重力坝设计通常需要考虑坝顶宽度、坝高、坝底宽度、坝面坡度等参数。

为了确保坝体的稳定性,需要进行地基处理、防渗设计、静力分析、动力分析等工作。

在设计过程中,还需要充分考虑强震、波浪冲击等外力的影响。

最后,进行重力坝的设计计算和验算。

在设计计算过程中,需要按照相关的设计规范和标准,进行坝体结构和材料的强度计算、应力分析等工作。

同时,还需要进行施工方案的评估和优化,确保施工过程的安全性和高效性。

综上所述,重力坝设计是一个复杂而关键的工作。

它需要综合考虑地质、水文、水力学、结构、材料等多方面因素,以确保坝体的安全和稳定。

通过地质勘察、水文分析、结构设计等一系列步骤,可以得出合适的坝址、坝型和坝体参数。

最后,进行设计计算和验算,确保重力坝的可靠性和安全性。

课程设计重力坝设计

课程设计重力坝设计

课程设计重力坝设计一、教学目标本课程的设计旨在通过学习重力坝的设计,使学生掌握重力坝的基本原理、结构特点和设计方法,培养学生的工程实践能力和创新思维。

1.掌握重力坝的定义、分类和基本原理。

2.了解重力坝的结构特点和设计要求。

3.熟悉重力坝的施工技术和质量控制要点。

4.能够运用所学知识分析和解决重力坝设计中的实际问题。

5.具备一定的工程图纸阅读和理解能力。

6.能够运用计算机软件进行重力坝的设计和模拟。

情感态度价值观目标:1.培养学生对水利工程的兴趣和热情,提高学生的专业素养。

2.培养学生团队合作意识和沟通能力,增强学生的社会责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括重力坝的基本原理、结构特点、设计方法、施工技术和质量控制等方面。

1.重力坝的定义、分类和基本原理:介绍重力坝的概念、分类和基本工作原理,使学生了解重力坝的性质和功能。

2.重力坝的结构特点和设计要求:讲解重力坝的结构组成、特点和设计原则,使学生掌握重力坝的设计方法和步骤。

3.重力坝的施工技术和质量控制:介绍重力坝的施工工艺、技术和质量控制措施,培养学生解决实际工程问题的能力。

4.重力坝案例分析:分析典型的重力坝工程案例,使学生能够将所学理论知识与实际工程相结合。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握重力坝的基本原理、结构和设计方法。

2.讨论法:学生进行分组讨论,培养学生的思考能力和团队合作意识。

3.案例分析法:分析典型的重力坝工程案例,引导学生将理论知识应用到实际工程中。

4.实验法:安排学生进行重力坝模型实验,培养学生的实践操作能力和实验技能。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《重力坝设计与施工》等。

2.参考书:提供相关的参考书籍,如《水利工程概论》、《水利工程施工技术》等。

重力坝设计毕业设计

重力坝设计毕业设计

重力坝设计毕业设计
重力坝是大块状结构的建筑体,并且其自身重力对坝体稳定的作用起着决定性的作用。

重力坝的设计首先需要确定坝的类型和材料。

常见的重力坝可以分为堆石坝、混凝土坝和钢筋混凝土坝等。

而材料可以为碾压碎石、砂石、混凝土等。

在设计重力坝时,首先需要进行水文和地质调查,确定坝址和基础条件。

然后进行坝体和坝基的稳定性分析,以确定坝体的高度、宽度和坝底厚度等参数。

同时,还需要对坝体进行应力分析,以确定材料的强度和坝身的稳定性。

在进行重力坝设计时,需要考虑到以下几个方面的问题:
1. 坝基的稳定性:要对坝基进行稳定性分析,包括地质勘察、基岩的强度和稳定性分析等。

2. 决策坡面稳定性:要进行决策坡面稳定性分析,包括内倾角、抗滑稳定性、抗滑系统的设计等。

3. 渗漏问题:要考虑渗漏问题,包括防渗壁的设计、渗漏量的计算等。

4. 强度分析:要对重力坝的强度进行分析,包括应力分析、变形分析等。

同时,要考虑重力坝在温度、水荷载、地震等载荷作用下的强度和稳定性。

5. 施工技术:要考虑重力坝的施工技术,包括施工方法、施工
工艺等。

同时,要考虑到施工过程中可能会遇到的问题,如地质灾害、基础沉降等。

以上是重力坝设计的一些基本内容,具体的设计过程和方法需要根据具体的项目条件来确定。

在设计过程中,需要全面考虑各种因素的影响,并做出合理的决策和设计方案。

最后,还需要进行可行性分析和经济性评价,以确定设计方案的技术可行性和经济可行性。

重力坝毕业设计

重力坝毕业设计

重力坝毕业设计1000字重力坝是一种常见的水利工程结构,具有结构简单、运行稳定、建造方便等优点。

本文旨在探讨重力坝设计的主要问题,包括坝体型状设计、地基处理、坝面防渗等方面。

一、坝体型状设计重力坝的重要特征是坝体具有足够的重量来承担坝下水压力。

因此,在坝体型状设计过程中,必须确保坝高和筒体厚度足够承受水压和地震力同时作用的负荷。

通常,坝体的高度应该根据下游地区所需的水压力来确定。

如果水压力较高,建议选择一种高度充足的坝体型状设计,以确保坝体足够强度承担庞大的水压力。

在此基础上,可以针对不同的山体坝体特征,采用不同的坝体型状设计。

二、地基处理地基处理是设计重力坝的一个重要问题。

由于地基是承受坝体上推力的主要结构,而且地基的性质和质量对于坝体的稳定性有直接影响。

因此,在设计重力坝时,应该通过预测地基衬砌和充实地基来改善地基的机械性质和减小地基破坏。

地基处理应该分为两个阶段。

第一个阶段是对预计地基状况的探究和分析,以快速确定地基状况,成本和时间。

第二个阶段是对具体地基处理的选择和实施,包括挖掘、填充、衬砌、灌浆等方面的操作。

此外,地质资料的获取也是重要的,以便更准确地分析地基状况。

这些资料可以分为岩石力学、工程地质和水文地质,以便在选择地基处理方案时做出具体的决策。

三、坝面防渗坝面防渗是设计重力坝时需要考虑的另一个重要因素。

坝面防渗可以确保坝体内水的安全,防止渗漏和水损失。

设计坝面防渗方案应考虑以下因素:1. 坝体内的压力。

防止渗漏时应确保大坝的水压符合设计要求。

2. 坝面材料。

坝面材料应具有足够的密度和合适的渗透率,以确保没有任何渗漏。

3. 水位高度的选择。

在决定大坝的设计水位高度时,应考虑到可能的最高水位,以及水压力和水荷重的影响。

综上所述,在设计重力坝时,应严格遵守技术规范、结合地质特征和环境条件,从坝体型状设计、地基处理、坝面防渗等方面统筹考虑,确保大坝的稳定性和安全性。

重力坝毕业设计

重力坝毕业设计

重力坝毕业设计一、选题背景二、研究目的和意义三、文献综述1.重力坝的概念和分类2.重力坝的设计理论和方法3.国内外重力坝典型工程案例分析四、设计内容和步骤1.水文地质勘察和数据处理2.坝型选择和尺寸确定3.坝基稳定性分析和处理措施设计4.坝体结构设计及其稳定性校核5.洪水过程模拟计算及其安全评价分析五、设计结果与分析六、结论与展望一、选题背景随着我国经济的快速发展,对于水资源的需求也越来越大。

而重力坝作为一种常见的水利工程建设形式,被广泛应用于我国各地的水利工程中。

因此,对于重力坝毕业设计进行深入研究,不仅有助于提高学生的综合素质和实践能力,同时也有助于推进我国水利事业的发展。

二、研究目的和意义本次毕业设计旨在通过对重力坝毕业设计的研究,掌握重力坝设计的基本理论和方法,提高学生的实践能力和综合素质。

同时,通过对重力坝毕业设计的深入研究,可以为我国水利工程建设提供有价值的参考。

三、文献综述1.重力坝的概念和分类重力坝是指以自身重量为主要抗力的大型混凝土或石质坝。

按照不同的建筑材料和结构形式,可以将其分为混凝土重力坝、石质重力坝和拱形重力坝等。

2.重力坝的设计理论和方法在进行重力坝设计时,需要考虑到多个因素,如水文地质条件、洪水过程模拟计算、稳定性分析等。

同时,在进行具体设计时还需要采用多种方法来保证工程质量。

例如,在进行水文地质勘察时需要采用现场勘测和实验室测试相结合的方式;在进行稳定性分析时需要采用数值模拟法等。

3.国内外重力坝典型工程案例分析国内外有很多著名的重力坝工程案例,如中国三峡工程、美国胡佛大坝等。

这些工程案例不仅在设计和建设过程中积累了丰富的经验,同时也对于未来的重力坝建设提供了有价值的参考。

四、设计内容和步骤1.水文地质勘察和数据处理在进行重力坝设计前,需要进行水文地质勘察,以获取必要的数据。

勘察内容包括水文气象条件、地质构造、地形地貌、土壤岩石性质等。

然后对所获得的数据进行处理和分析,以确定重力坝建设的可行性。

重力坝设计

重力坝设计

重力坝设计重力坝是一种常用的大型水利工程,用于治理水资源、发电和防洪。

本文将针对重力坝的设计进行介绍。

重力坝的概念和作用重力坝是指利用坝体重量和坝底摩擦力抵抗水压,而稳定起水坝的一种坝型。

其主要作用包括:1.治理水资源。

重力坝可以控制水流,供给农业、工业和生活用水等,提高水资源的利用效率。

2.发电。

重力坝可以作为水力发电的设施,利用水能转化为电能。

3.防洪。

重力坝可以减少洪水对下游地区的威胁和损失。

重力坝的设计要点设计一座重力坝,需要考虑以下一些关键要点:1. 坝体的稳定性坝体的稳定性是重力坝设计的首要考虑因素。

一般来说,坝体稳定性需要考虑水压、地震、风等自然力对坝体的作用。

在满足以上自然因素的前提下,需要保证坝体的重量足够大,以此来抵抗水压,保证坝的稳定性。

2. 场地的选址与特征分析场地选址是重力坝设计的重要环节。

需要考虑地质条件、地形、气候和地水等因素,以确保设计出的坝体能够最大限度地发挥其河道防洪、蓄水、发电等多种功能。

此外,场地的土质特征也需要进行分析,以确定坝堆方案和基础设计。

3. 坝体形状和尺寸坝体形状和尺寸是影响重力坝性能的重要因素。

在坝体形状的确定时,需要研究坝体的倾斜角度、上游堆石体到坝顶的高度、坝顶宽度、坝面曲率等因素。

在坝体尺寸的确定中,要考虑地势、水流和地震等自然条件,以及坝体工程实践的经验,以确保设计出实用稳定的坝型。

4. 泄洪浸水口的设计重力坝一旦遭遇大洪水的袭击,坝体产生泄洪浸水的情况是不可避免的。

因此,坝体泄洪浸水口的设计是重要环节之一。

在设计中,需要考虑泄洪浸水口的数量、大小、位置等因素,如何在保证泄洪及防洪安全的前提下,实现泄洪浸水的目的。

重力坝的施工和管理重力坝建造需要采用大范围的土石方、钢筋混凝土浇筑和水利系统建设等多种复杂的施工工艺。

在施工过程中,必须按照合理的技术要求,在施工、验收、监测等各环节进行严格控制,避免施工过程中出现质量问题。

在日常管理中,还需要定期对坝体及其周围环境进行巡视和检查,以避免坝体出现裂缝和漏水等质量问题,确保重力坝长期带来的丰富水资源、发电和防洪的利益。

2024年水库浆砌石重力坝加固设计方案

2024年水库浆砌石重力坝加固设计方案

2024年水库浆砌石重力坝加固设计方案一、项目背景为了确保水务工程的安全运行和防止坝体发生溃坝事故,需要对2024年建成的水库浆砌石重力坝进行加固设计。

本方案将通过对原有重力坝的加固设计,提高其整体的抗震和抗滑性能,确保水库的安全性。

二、加固设计目标1. 提高坝体的抗震性能,使其能够在发生地震时保持完整稳定。

2. 提高坝体的抗滑性能,确保在水库超载和地震荷载的作用下不发生滑坡。

3. 提高坝体的坝顶防渗性能,减少渗漏水量,确保水库的储水能力。

4. 降低加固造价和施工难度,确保项目能够按照预定计划完成。

三、加固设计方案1. 加固坝肩和坝底为进一步提高坝体的抗滑性能,需要在坝肩和坝底进行补强设计。

根据现场勘测和地质条件,采用预应力锚杆和钢筋混凝土加固坝底,并设置加固坝肩的抗滑挡墙。

挡墙采用钢筋混凝土墙体,连接到坝体混凝土墙体内部,以增加坝体的整体抗滑稳定性。

2. 提高坝防渗性能为确保水库的储水能力,需要进一步提高坝顶的防渗性能。

采用刷涂防水材料,对坝顶进行彻底的防水处理。

在防水层上设置防渗条,以减小渗漏水量。

同时,在坝底进行灌浆处理,填充坝底结构缺陷和孔洞,以提高坝底的密实性和防渗性能。

3. 提高坝体的抗震性能为增加坝体的抗震能力,需要将其整体加固。

采用钢筋混凝土基坑墙体加固坝身,提高坝体的整体强度和刚度。

在坝身内部设置钢筋混凝土梁柱加固体系,以增加坝体的纵向和横向的抗震性能。

4. 加固坝上游和下游边坡为确保水库的稳定性和安全性,需要进行坝上游和下游边坡的加固设计。

采用钢筋混凝土护坡板加固上下游边坡,以增加边坡的抗滑稳定性。

同时,在边坡内采用抗滑桩和格栅加固体系,以增加边坡的整体抗滑性能。

四、加固材料和施工工艺1. 加固材料加固使用的主要材料包括预应力锚杆、钢筋、混凝土、刷涂防水材料、防渗条等。

预应力锚杆用于坝底加固,保证坝底的整体抗滑稳定性。

钢筋和混凝土用于加固坝肩、坝顶和坝身,提高整体的抗震和抗滑性能。

重力坝剖面和消能工设计

重力坝剖面和消能工设计
① Q——h”和Q——t重 叠。表白任何情况下均 产生临界水跃,不必修 消力池,只须在水跃范 围内修护坦即可。
这是最理想情况,实际 极少见。
hc h" t
h" t
h"-Q t-Q
h" t
t-Q h"-Q③ຫໍສະໝຸດ Q ①h" t
t-Q
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Q>Qk Q<Qk
Q
Q

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h"-Q t-Q
② h" t
Q h"-Q
(2)面流消能(合用于中小型工程,水头低,下游水 深大且变幅小)
• 消能特点:利用鼻坎将主流挑至水面,在鼻坎附近 表面主流与河床之间形成逆向旋滚。使高速水流与 河床隔开,防止对坝趾附近河床旳冲刷,主流在水 面逐渐扩散消能,反向旋滚也可消除一部分能量。
• 优点:面流消能不需设护坦和其他加固措施。
• 缺陷:高速水流在表面、伴有强烈旳波浪、绵延数里, 影响电站运营及下游通航,易冲刷两岸。
常采用非真空剖面曲线。
• 1)开敞式溢流堰面曲线
xn
KH
( n 1) d
y
• 2)大孔口堰面曲线
• 上述两种堰面曲线是 根据定型设计水头拟 定旳.当宣泄校核洪 水时,堰面出现负压 值应不超出3—6m水 柱高。
y x2
4 2 H d
• 堰顶附近允许出现旳负压值为:
• 在常遇洪水位闸门全开时不得出现负压; 校核洪水位闸门全开时出现旳负压值不得 超出3m~6m水柱;正常蓄水位或常遇洪水 位闸门局部开启时(以利用中较常出现旳 开度为准),可允许有不大旳负压值,其 值应经论证后拟定。常遇洪水位,系指频 率为23年一遇下列洪水时旳水库水位,在 常遇水位下,溢流堰利用机会较多,轻易 遭受空蚀,尤其在门槽部位,应引起注意。

重力坝毕业设计

重力坝毕业设计

重力坝毕业设计重力坝毕业设计引言重力坝是一种常见的水利工程结构,其主要作用是通过自身的重量来抵抗水压力,从而实现防洪、蓄水和发电等功能。

在水利工程领域,重力坝的设计是一个重要的课题,涉及到结构力学、土力学、水力学等多个学科的知识。

本文将探讨重力坝毕业设计的一些关键问题和挑战。

设计背景重力坝的设计需要考虑多个因素,包括地质条件、水文条件、结构材料和施工工艺等。

首先,设计师需要对选址地的地质条件进行详细的调查和分析,以确定地质构造、岩性和地下水位等因素对坝体稳定性的影响。

其次,设计师需要根据流域的水文条件,确定坝体的设计洪水位和泄洪能力,以确保坝体在洪水期间的安全性。

此外,设计师还需要选择合适的结构材料,以及制定合理的施工工艺,以确保重力坝的施工质量和使用寿命。

设计方法在重力坝的设计过程中,设计师需要运用结构力学和土力学的知识,通过计算和模拟的方法,确定坝体的稳定性和安全性。

首先,设计师需要对坝体的受力情况进行分析,包括水压力、土压力和重力等因素的作用。

通过建立坝体的力学模型,设计师可以计算出坝体的应力和变形情况,以评估坝体的稳定性。

其次,设计师还需要考虑坝体的渗流问题,通过土力学的分析,确定坝体的渗流路径和渗流量,以确保坝体的防渗性能。

设计案例以某重力坝的设计为例,该坝位于山区,地质条件复杂,地下水位较高。

设计师首先进行了详细的地质调查和岩性分析,确定了坝址的可行性。

然后,设计师根据流域的水文条件,确定了坝体的设计洪水位和泄洪能力。

接下来,设计师选择了适合山区地质条件的混凝土作为坝体的结构材料,并制定了合理的施工工艺。

在设计过程中,设计师采用了有限元分析软件,对坝体的受力和变形情况进行了模拟和计算。

最终,设计师完成了重力坝的设计方案,并通过施工实践验证了设计的可行性和安全性。

挑战和展望重力坝的设计是一个复杂而困难的任务,设计师需要综合运用多学科的知识,解决各种技术问题和挑战。

首先,地质条件的复杂性和不确定性是设计中的一个主要挑战,设计师需要通过地质调查和分析,准确评估地质风险,并采取相应的措施来增强坝体的稳定性。

重力坝设计新思路

重力坝设计新思路

重力坝设计新思路
重力坝是一种以重力为主要稳定力的大型水利工程,具有结构简单、
施工方便、耐久性好等优点。

但是,其设计也面临一些挑战,如地震作用、渗流控制、坝体变形和安全评估等问题。

为了克服这些挑战,设计者可以
采用以下新思路:
1.引入先进的结构材料和技术,如高性能混凝土、钢纤维混凝土、玻
璃纤维增强塑料等,为坝体提供更好的抗震、耐久性能;
2.采用先进的渗流控制技术,如粘土芯墙、防渗帷幕等,有效控制坝
体内部渗流,避免渗漏引起的安全事故;
3.结合数字化技术,采用建模和仿真分析,对坝体的变形和稳定性进
行全方位、多角度的评估和预测,为工程实施和安全管理提供科学依据;
4.优化坝型设计,比如采用V形梯形坝型、水下坝体等新的坝型,提
高坝体的稳定性和抗震能力;
5.引入智能化监测系统,实时、全面监测坝体的破坏、变形、位移、
应力等信息,对坝体的安全进行动态管理。

总之,重力坝的设计需要不断创新和优化,借助新技术、新材料、新
思路,逐步提高坝体的稳定性和安全性。

水电站重力坝结构优化设计

水电站重力坝结构优化设计

水电站重力坝结构优化设计水电站是由水流驱动涡轮机发电的一种发电方式,常见的重力坝是一种常用的水电站结构。

在设计重力坝结构时,需要考虑多个因素,包括结构的稳定性、安全性和经济性等。

首先,结构的稳定性是设计优化的关键。

在水电站重力坝的设计中,考虑到水压力的作用,需要确保坝体有足够的稳定性。

一般采用上宽下窄的设计,以便增加坝的自重和抵抗水压力的能力。

此外,还需根据地质条件来确定坝基的稳定性,确保坝体不会出现滑动、倾斜或破裂等情况。

其次,安全性也是重要的设计考虑因素。

在设计重力坝时,需要考虑坝体的防渗性能,以避免水渗透到坝体内部而导致的破坏。

为此,可以采用防渗帷幕、排水系统等防渗措施。

此外,还要确保坝体和水库的抗震性能,以应对地震造成的冲击和振动。

最后,经济性是设计重力坝的另一个重要因素。

优化设计的目标是在满足稳定性和安全性的基础上,尽可能降低建造和维护成本。

为此,需要在设计中考虑材料的选择和使用方法,以及合理的施工工艺和施工周期等。

同时,还需要综合考虑建设和运营阶段的经济指标,以实现最佳的投资回报。

在进行水电站重力坝结构优化设计时,可以采用现代工程分析方法和计算机仿真技术。

通过建立数字模型和进行结构分析,可以研究不同方案的性能特点,从而优化设计方案。

这些方法可以帮助工程师更好地理解结构的行为和性能,并优化设计以提高稳定性、安全性和经济性。

总之,水电站重力坝的结构优化设计需要综合考虑稳定性、安全性和经济性等因素。

通过采用现代工程分析方法和计算机仿真技术,可以得到更好的设计方案,并确保水电站的长期稳定运行。

这不仅有助于提高电力供应稳定性,还可以减少对传统能源的依赖,促进可持续发展。

重力坝围护施工方案设计

重力坝围护施工方案设计

重力坝围护施工方案设计1. 引言重力坝是一种常见的水利工程建筑物,广泛应用于防洪、灌溉和发电等领域。

重力坝围护施工方案是指在重力坝建设过程中,为保证坝体的稳定和安全,采取的各项施工措施和步骤的设计。

本文将围绕重力坝围护施工方案设计展开讨论,包括施工方案的编制、施工步骤的规划和施工措施的选择等内容,旨在为重力坝围护施工工程的设计和施工提供一定的参考和指导。

2. 施工方案编制2.1 施工方案目标施工方案的编制首先需要明确施工的目标和要求。

根据重力坝的具体情况和工程要求,明确施工方案的目标包括但不限于以下几个方面:- 安全性:保证施工过程中人员和设备的安全; - 质量:确保施工过程中的质量符合设计要求; - 进度:合理安排施工步骤和时间,保证工程按时完成; - 环境保护:减少对周围环境的影响。

2.2 施工步骤制定根据施工方案的目标,制定合理的施工步骤是至关重要的。

具体步骤的制定需要综合考虑以下因素: - 施工材料的供应和运输; - 施工设备和机械的调配; - 施工人员的组织和培训; - 坝体稳定性和安全性的要求。

在确定施工步骤时,还要特别关注关键的施工节点,比如坝基处理、坝体加固和坝面护面等,确保施工过程中的关键环节得到充分的重视和控制。

2.3 施工措施选择施工措施的选择应综合考虑工程的具体情况和要求,最大限度地降低风险,保证施工的顺利进行。

常见的施工措施包括但不限于以下几种: - 施工机械的选择:根据工程的规模和施工条件,选择合适的施工机械和设备,如挖掘机、起重机等; - 施工材料的选择:根据工程的要求和环境条件,选择合适的施工材料,如混凝土、钢筋等; - 施工工艺的选择:根据工程的需要,选择合适的施工工艺,如坝体的浇筑和振捣工艺等。

3. 施工步骤规划在编制施工方案的同时,需要对施工步骤进行合理规划,确保工程的顺利进行。

施工步骤的规划涉及到施工顺序、时间安排和资源调配等方面,需要充分考虑下列因素: - 施工工期:根据工程的具体要求和时间限制,合理安排施工工期,确保工程按时完成; - 施工资源:根据工程的规模和特点,合理调配人力、物力和财力资源,保证施工的顺利进行; - 施工协调:不同施工步骤之间的协调和衔接非常重要,要确保每个步骤的完成不影响下一步骤的进行; - 施工监督:设立有效的施工监督机制,定期进行检查和评估,确保施工质量和安全。

二学位混凝土重力坝设计

二学位混凝土重力坝设计

二学位混凝土重力坝设计混凝土重力坝是一种常用的大坝类型,以其结构简单、施工方便、经济性好等特点,在水利工程中得到广泛应用。

本文将对混凝土重力坝的设计进行详细介绍。

一、设计原则混凝土重力坝的主要设计原则包括:安全性、稳定性、经济性和可持续性。

1.安全性:重力坝必须具备足够的抵御洪水和地震等力量的能力,保证坝体的完整性和稳定性,从而保障下游地区的人民生命财产安全。

2.稳定性:重力坝在正常工作状态下应具备稳定性,不会发生渗漏或坝体破裂等问题。

此外,重力坝还需要经受住荷载变化、冲刷和渗透等因素的影响。

3.经济性:设计中应尽量减少工程造价,降低材料和施工成本。

同时,还需考虑坝址地质条件、水库容量和设计寿命等因素。

4.可持续性:设计中应采用环保材料和技术,减少对环境的影响,同时也要考虑到水库的可持续发展和管理。

二、设计步骤混凝土重力坝的设计一般包括以下步骤:确定坝址、地质勘察、计算荷载、坝型选择、施工方案、计算坝体参数、计算坝顶宽度、抗震设计、坝体稳定性和渗流计算等。

1.确定坝址:选取合适的坝址是设计的首要任务,需要考虑坝址的地形、地质、水力条件等因素。

2.地质勘察:进行详细的地质勘察,了解坝址周围的地质情况和地下水位情况,为后续的设计提供依据。

3.计算荷载:根据水库的设计洪水、正常蓄水位和降雨条件等,计算出坝体所受到的水压力和流体压力。

4.坝型选择:根据地质条件和工程要求,选择合适的坝型,一般有重力坝、拱坝等。

5.施工方案:制定施工方案,确定施工的具体步骤和施工时间。

6.计算坝体参数:根据荷载计算结果,计算出坝体所需的参数,如坝体高度、自重、弹性模量等。

7.计算坝顶宽度:根据坝体参数和水位高差等,计算出坝顶的宽度,以确保坝体的稳定性。

8.抗震设计:考虑到地震对坝体的影响,进行抗震设计,提高坝体的抗震能力。

9.坝体稳定性计算:根据坝体参数和地质条件等,进行坝体稳定性计算,确保坝体在不同工况下的稳定性。

10.渗流计算:根据地下水位和坝体材料的渗透性等参数,计算坝体的渗流情况,确保坝体不受渗漏和渗透的影响。

重力坝设计思路

重力坝设计思路

3、重力坝的材料分区的意义Ⅰ区——为上、下游最高水位以上坝体表层混凝土。

在寒冷地区多采用厚2m~3m的抗冻混凝土,一般用C15、P4、F100~F200。

Ⅱ区——为上、下游水位变化区的坝体表层混凝土,多采用厚3m~5m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土,一般用C15、P8、F150~F300。

Ⅲ区——分别为上、下游最低水位以下坝体表层混凝土,其抗渗性要求较高,多采用厚2~3m的抗渗混凝土,一般用C20、P10、F100。

Ⅳ区——为坝体靠近基础的底部混凝土,主要满足强度要求,一般用C20、P10、F200、DW。

V区——为坝体内部混凝土,多采用低标号低热混凝土,一般用C10~15、P4~2、Dw。

Ⅵ区——抗冲刷部位的混凝土,如溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等。

抗压强度不低于20MPa~25MPa(90d龄期),严寒地区应满足抗冻要求,一般用C25以上、F200~F300。

二、重力坝的坝顶构造§3-4溢流重力坝的剖面设计泄水重力坝既时挡水建筑物,又是泄水建筑物一、溢流重力坝的泄水方式:1. 坝顶溢流2. 坝深泄水孔泄水溢流重力坝的作用:承担泄水、放水、排砂、放空水库和施工导流等任务二、设计要求:1. 满足稳定和强度要求外;2. 还需要按实际要求确定:位置选择、泄水方式的组合、泄量分配、3. 堰顶和泄水孔口高程与位置三、溢流重力坝(一)溢流重力坝的工作特点1、足够尺寸,良好体形、较大m;2、水流平顺、不产生振动或、负压,不免空蚀、空穴;3、不产生严重的冲刷;4、主流在河床部位,不产生折冲水流5、有控制灵活的下泄设备(二)孔口设计1、设计步骤:2、选定泄水方式,拟定泄水布置方案和若干剖面;3、初定孔口尺寸,按规定进行洪水标准的调洪演算,确定防洪库容、设计和校核水位以及相应的下泄流量;4、估算淹没损失以及枢纽造价,进行综合比较,确定最优方案。

(三)溢流坝的体形设计1曲线的组成:2曲线的设计要求:顶部曲线堰顶溢流曲线下游段:WES曲线:n=1.85;克奥曲线:给定坐标值和施工非常方便。

重力坝设计新思路

重力坝设计新思路

2004年2月SHUILI XUEBAO第2期文章编号:0559-9350 (2004) 02-0062-06重力坝设计新思路孙君森, 林鸿镁(国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙 410014)摘要:碾压混凝土(RCC)筑坝技术是混凝土筑坝技术在材料与施工技术上的革命,本文从RCC坝的现状入手,分析大坝产生裂缝和导致渗漏的原因,论证了尽可能降低重力坝坝体混凝土中的胶凝材料用量,就可避免温度裂缝的发生。

提出的重力坝设计新思路是:坝体混凝土只满足应力与稳定的要求,无需承担防渗功能,而大坝的防渗功能,应由上游面专门设置的防渗结构来承担,即大坝的设计应体现功能分开的原则。

关键词:碾压混凝土坝;温度裂缝;防渗结构;功能分开;设计新思路中图分类号:TV642.3 文献标识码:A1 碾压混凝土筑坝技术概述考察目前已建成的混凝土大坝,只要在大坝的上游面设置有效的防渗结构,其后的大坝混凝土都呈干燥状态。

所以有效的防渗结构之后的坝体混凝土,无需承担防渗功能。

既然坝体混凝土不承担防渗功能,它势必会引起混凝土重力坝设计的重大变革。

而碾压混凝土筑坝技术是混凝土筑坝技术在材料与施工技术上的革命,所以有必要从RCC坝的由来、发展和现状入手,来探讨混凝土坝的设计方案作重大改变的可能性。

采用无坍落度的混凝土材料筑坝是1970年美国加州大学Raphael J M教授提出的一项筑坝新技术。

它具有节约水泥、简化温控,施工简便、速度快、工期短和造价低等优越性,在技术经济上具有显著的优势。

目前国内外新建的混凝土坝,除坝体结构特别复杂,孔洞很多,不便于大仓面碾压施工者外,一般都使用碾压混凝土浇筑。

碾压混凝土筑坝技术气候适应性很强,有在高温地区建成的碾压混凝土坝,如阿尔及利亚的Beni Hariour坝,所处地区最高气温达43℃;有在低温地区建成的碾压混凝土坝,如美国的Upper Stillwater坝和加拿大的Lac Robertson坝,两坝所在地区的最低气温达-35℃;有在多雨地区建成的碾压混凝土坝,如智利的Pangue坝,在13个月的施工期内降水总量达4436mm,最集中的3个月内的降水总量达3130mm。

景观重力坝构想

景观重力坝构想

景观重力坝构想随着社会的飞速发展,人与自然和谐相处已日益受到关注,也对工程审美提岀了更高要求。

传统的水工学以工程措施为主要手段,忽略了工程的人文性、景观性,因此将传统的水工结构与生态相融合有着重要的理论意义。

19 8 3年S e i f e r t提出“亲河川整治〃概念[1 ],指出工程设施具备防洪、供水、水土保持等传统功能的同时还应接近自然状况,既可保持自然景观,又较经济。

Od urn提出〃生态工程〃后[2 , 3 ], II 0 1 Z m a n n将河流植被视为具有多种生态环境的多层结构,强调生态多样性在河流治理中的重要性,注重工程治理与自然景观相协调。

而我国对生态水工结构的研究相对较晚且较少。

鉴此,木文在传统水工结构设计型式的基础上,对简单的景观重力坝进行了结构分析与计算。

1景观重力坝设计1 • I设计思路国外己将水工美学理论[4]融入水利枢纽的结构型式、整体布置设计中。

传统的公路混凝土护坡严重影响了景观(图1 (a ))>但融入生态设计理念后的生态护坡设计(图1(b ))产生的经济及人文效益却截然不同[5]。

本文提岀将公路边坡生态设计理念融入传统的水工结构设计中以设计景观重力坝。

设计景观重力坝时,在传统重力坝的结构型式上融入生态水工结构理念,并满足规范[6 ]中的稳定与应力要求、植物的栽培与生长需求。

但还需探索如下问题:护坡选择何种植物、植物根系的生长对结构安全的影响.结构型式既不影响使用寿命又能改观景观效果等。

1 • 3景观重力坝计算景观重力坝的设计原则为:保证设计工程稳定,在承载能力极限状态和正常使用极限状态下满足规范[6 ]要求,能正常发挥其效益, 同时融入生态和谐的理念。

因此,木文设计方案为:对最简单的实体重力坝,在背水面的非溢流坝段设计生态水工结构型式[71种植草、乔木、灌木.藤类等植物。

在不影响安全稳定强度的同时实现了较好的景观效果,详见图2。

在下游接近水而采用生态混凝土[8](即具有一定强度、体积小、自重轻,能形成蜂窝状空隙,适宜植物生长,并可进行植被作业),为浮游植物动物提供休憩场所,使水下形成一个良好的生态系统。

重力坝 悬臂梁法

重力坝 悬臂梁法

重力坝悬臂梁法重力坝是一种常见的水利工程结构,用于控制水流并储存水源。

为了确保重力坝的安全性和稳定性,悬臂梁法被广泛应用于重力坝的设计和施工中。

本文将介绍重力坝的悬臂梁法原理及其在重力坝工程中的应用。

悬臂梁法原理悬臂梁法是一种基于力学原理的结构设计方法,用于计算重力坝的稳定性和承载能力。

它基于以下主要原理:1.静力平衡原理:根据静力平衡原理,重力坝必须能够平衡水压力和重力荷载。

悬臂梁法通过计算坝底和坝顶的水平力和垂直力,并确保它们之间的平衡关系,以保证重力坝的稳定性。

2.悬臂梁原理:悬臂梁法的核心概念是将重力坝分解为一系列悬臂梁结构。

每个悬臂梁与相邻的悬臂梁之间的连续性强化了整个坝体的稳定性。

通过计算和分析各个悬臂梁的力和应力,可以确定重力坝的结构尺寸和形状,以满足设计要求。

3.材料力学原理:悬臂梁法还考虑了材料的弹性和受力情况。

通过对重力坝材料的强度和刚度进行分析,可以确定悬臂梁结构和整体坝体在不同荷载下的变形和破坏情况,从而保证重力坝的安全性。

悬臂梁法在重力坝工程中的应用悬臂梁法在重力坝工程中有广泛的应用。

以下是悬臂梁法在重力坝设计和施工中的几个关键应用:1.坝底宽度计算:通过应用悬臂梁法,可以计算出重力坝的坝底宽度。

坝底宽度直接影响着坝底部分的稳定性和承载力。

悬臂梁法可以保证坝底的稳定性,同时尽量减小坝底的面积,节省工程成本。

2.悬臂梁尺寸设计:根据重力坝的设计要求和施工条件,悬臂梁法可以确定每个悬臂梁的尺寸。

通过合理的悬臂梁尺寸设计,可以确保重力坝的结构稳定,并满足预定的设计要求。

3.坝体变形分析:悬臂梁法还可以用于预测重力坝在不同荷载下的变形情况。

通过考虑各个悬臂梁的力和应力,可以分析重力坝结构在荷载作用下的变形情况,为工程设计和施工提供重要参考。

4.施工顺序优化:悬臂梁法可以帮助优化重力坝的施工顺序。

根据不同悬臂梁的力分布和稳定性要求,可以合理安排施工顺序,确保施工过程中的结构安全性和效率。

重力坝地基施工方案设计

重力坝地基施工方案设计

重力坝地基施工方案设计1. 引言重力坝是一种常见的大型水利工程,用于蓄水、防洪和发电等目的。

而在重力坝的施工过程中,地基工程是至关重要的一步。

地基施工的质量对于工程的稳定性和安全性有着重要的影响。

因此,本文将重点探讨重力坝地基施工的方案设计。

2. 施工前的地质勘察在进行重力坝地基施工之前,必须进行详细的地质勘察工作。

地质勘察旨在了解地质条件,包括地质构造、岩性、岩层裂隙、地下水位等信息。

通过地质勘察,可以评估地基稳定性及可能出现的地质灾害风险,为施工方案的设计提供依据。

3. 地基处理方案设计基于地质勘察结果,我们可以制定地基处理方案。

通常来说,重力坝的地基处理可以采用以下几种方法:3.1 土石方加固土石方加固是指通过土方的加固和处理,增加地基的稳定性。

常见的土石方加固方法包括填充土、加固墙和加固梁等。

在地质良好、土质稳定的地区,土石方加固是一种经济有效的地基处理方式。

3.2 桩基础桩基础是一种通过在地基中打入桩来分散荷载的施工方法。

桩基础分为钢筋混凝土桩、摩擦桩和地下连续墙桩等。

在地质条件复杂、土质较差的地区,桩基础是一种较为常用的地基处理方式。

在具有坚硬岩石基岩的地区,岩基处理是重力坝地基施工的常用方式。

岩基处理包括冲孔爆破、岩石开挖和岩石拓展等。

通过岩基处理,可以保证地基的坚固性和稳定性。

4. 施工工艺与技术在地基处理方案设计完成之后,需要制定相应的施工工艺与技术。

一般而言,重力坝地基施工分为以下几个步骤:4.1 坝体挖掘首先需要进行坝体的挖掘工作。

挖掘深度和坝体的形状根据设计要求来确定。

在挖掘过程中,需要注意地质条件和施工安全,采取合理的措施防止塌方和土体滑坡等意外发生。

根据前面设计的地基处理方案,进行相应的地基处理工作。

这可能包括填充土、打桩、冲孔爆破等。

地基处理过程应保证施工质量,确保地基的稳定性和强度。

4.3 坝体回填地基处理完成后,进行坝体回填工作。

回填材料的选择应符合设计要求,注意回填的均匀性和密实度。

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2004年2月SHUILI XUEBAO第2期文章编号:0559-9350 (2004) 02-0062-06重力坝设计新思路孙君森, 林鸿镁(国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙 410014)摘要:碾压混凝土(RCC)筑坝技术是混凝土筑坝技术在材料与施工技术上的革命,本文从RCC坝的现状入手,分析大坝产生裂缝和导致渗漏的原因,论证了尽可能降低重力坝坝体混凝土中的胶凝材料用量,就可避免温度裂缝的发生。

提出的重力坝设计新思路是:坝体混凝土只满足应力与稳定的要求,无需承担防渗功能,而大坝的防渗功能,应由上游面专门设置的防渗结构来承担,即大坝的设计应体现功能分开的原则。

关键词:碾压混凝土坝;温度裂缝;防渗结构;功能分开;设计新思路中图分类号:TV642.3 文献标识码:A1 碾压混凝土筑坝技术概述考察目前已建成的混凝土大坝,只要在大坝的上游面设置有效的防渗结构,其后的大坝混凝土都呈干燥状态。

所以有效的防渗结构之后的坝体混凝土,无需承担防渗功能。

既然坝体混凝土不承担防渗功能,它势必会引起混凝土重力坝设计的重大变革。

而碾压混凝土筑坝技术是混凝土筑坝技术在材料与施工技术上的革命,所以有必要从RCC坝的由来、发展和现状入手,来探讨混凝土坝的设计方案作重大改变的可能性。

采用无坍落度的混凝土材料筑坝是1970年美国加州大学Raphael J M教授提出的一项筑坝新技术。

它具有节约水泥、简化温控,施工简便、速度快、工期短和造价低等优越性,在技术经济上具有显著的优势。

目前国内外新建的混凝土坝,除坝体结构特别复杂,孔洞很多,不便于大仓面碾压施工者外,一般都使用碾压混凝土浇筑。

碾压混凝土筑坝技术气候适应性很强,有在高温地区建成的碾压混凝土坝,如阿尔及利亚的Beni Hariour坝,所处地区最高气温达43℃;有在低温地区建成的碾压混凝土坝,如美国的Upper Stillwater坝和加拿大的Lac Robertson坝,两坝所在地区的最低气温达-35℃;有在多雨地区建成的碾压混凝土坝,如智利的Pangue坝,在13个月的施工期内降水总量达4436mm,最集中的3个月内的降水总量达3130mm。

已建成的碾压混凝土坝最大方量是阿尔及利亚的Beni Haroun坝,碾压混凝土总方量达169万m 3,超过日本的宫濑(Miyagase)坝(碾压混凝土方量为153.7万m 3);已建成的碾压混凝土坝最大坝高是哥伦比亚的Miel Ⅰ坝,坝高188m,超过日本的浦山(Uragawa)坝(坝高156m)。

当前我国正在兴建的龙滩碾压混凝土重力坝,坝高216.5m,其坝高与碾压混凝土方量都为世界之最。

碾压混凝土筑坝技术正以不可阻挡之势迅猛发展着,甚至有些拱坝(Arch Dam)也采用碾压混凝土进行修筑,如南非的沃尔维丹(Wolwedans)拱坝(坝高70m),我国贵州的普定拱坝(坝高75m),正在建设中的我国四川沙牌拱坝(坝高132m)等[1]。

碾压混凝土筑坝技术的优点,也受到面板堆石坝专家的重视。

因为他们在设计与建造高200m级以上的面板堆石坝时,需借助于所谓改性堆石料(其实质就是碾压混凝土)来帮助解决其所面临的棘手问题[3]。

国外还有全部利用改性堆石料建成的大坝,其上、下游的坡度都约为1∶0.5,称之为硬填坝(Hardfill Dam), 如法国电力公司(EDF)承建的Rizzaneze坝。

收稿日期:2002-08-13作者简介:孙君森(1939-),男,江苏连云港人,教授级高级工程师,主要进行水工结构方面的研究。

2004年2月SHUILI XUEBAO第2期由此可见,碾压混凝土筑坝技术具有很强的生命力,这也是我们寻求重力坝设计新思路时,选择碾压混凝土重力坝作为分析研究基础的原因。

2 典型的贫碾压混凝土坝采用碾压混凝土筑坝初期,曾出现过典型的贫碾压混凝土坝,它是1982年在美国的俄勒冈州兴建的柳溪坝(Willow Creek Dam)。

由于坝体混凝土中胶凝材料用量低,水化热温升亦低,坝体弹模也较低,整个大坝未分横缝。

贫碾压混凝土坝的优点是充分发挥了碾压混凝土筑坝节省胶凝材料用量,简化温控措施,不分横缝,使用修筑土石坝的大规模机械化施工技术,达到快速建造大坝的目的。

因为柳溪坝的坝体内部是采用水泥黏结的砂砾石材料的干贫混凝土(very lean RCC),层缝面又未采取处理措施,大坝上游面未设置有效的防渗结构,使层缝面附近存在着不规则但相互联通的细微的孔洞和缝隙,形成了集中的漏水(Leakage)通道。

该坝于1983年春季蓄水,当上游水位达到某一高程后(水深仅14.7m),只经过12h时间就在排水廊道和同一高程下游面见到渗水痕迹,总渗漏量达189L/s,两个月后降至150L/s,求出相应的渗透系数为10-3cm/s量级,与坝内渗透系数的实测值大体一致。

柳溪坝的RCC 坝体未见裂缝。

层缝面为主要的渗漏通道。

蓄水后发现渗漏量很大时,就将库内水深降至10.6m,在上游面进行化学灌浆,但效果不明显,1983年下半年至1984年初从坝顶进行水泥灌浆,经灌浆处理两年后渗漏量减至l5.9L/s。

3 典型的富碾压混凝土坝采用贫碾压混凝土建筑的柳溪坝,层缝面的严重渗漏,人们试图采用高胶凝材料来修筑碾压混凝土坝,以克服柳溪坝层缝面严重渗漏的缺陷,这就是1985年在美国犹他州动工修建的上静水坝(Upper Stillwater Dam)。

上静水坝由于采用富胶凝材料,混凝土物理力学指标普遍超标。

一般人认为,该坝建成后不会出现问题。

可是1991年7月14日水库蓄水后5d,在廊道内观测到坝身渗漏量为52L/s,坝基渗漏量为103L/s。

库满后发现有3条渗漏量较大的裂缝,总渗漏量达107L/s。

在沿坝长的两个三分点有2条较大的裂缝,在廊道处观测到的最大裂缝宽度为6.4mm。

共出现23条较大裂缝,其中有17条贯穿性裂缝,成为主要的渗漏通道。

水渗入基础廊道并从下游渗出,看不到层间渗漏。

坝身渗透量曾达到107L/s,经灌浆处理后有所减少,仍有57L/s。

4 碾压混凝土筑坝技术的困惑与徘徊采用低胶凝材料筑坝,不设横缝,无专门的防渗设施,渗漏量较大,如柳溪坝,碾压混凝土的层缝面是主要渗漏通道。

采用高胶凝材料筑坝,确实可以解决层缝面渗漏问题,但由于弹模高、水化热温升高,不设横缝,也无专门的防渗设施,渗漏量亦较大,如上静水坝,横向裂缝是主要渗漏通道。

工程界从以上两个典型实例中得到了如下一些教训:加大了混凝土中的胶凝材料用量,并对层缝面采取处理措施;另一方面为了防止坝体发生裂缝,又采用了坝体人工分缝(包括诱导缝),冷却骨料,仓面喷雾,表面覆盖保温被,甚至回复到像浇筑常态混凝土那样铺设冷却水管等降温措施。

这样发展下去,必将逐渐丧失碾压混凝土筑坝优越性。

但即使如此,仍未免除坝体裂缝的困扰。

我国《碾压混凝土坝设计导则》DL/T5005-92和《水工碾压混凝土施工规范》DL/T 5112-2000中都规定,混凝土的总胶凝材料用量不宜低于130kg/m3,最低水泥熟料用量一般不宜低于45kg/m3。

国外早己有建成了的、总胶凝材料用量和最低水泥熟料用量低于我国规范规定的碾压混凝土坝。

除柳溪坝(胶凝材料用量为66kg/m3,其中水泥熟料为47kg/m3)之外,还有南非1986年建成的阿拉比碾压混凝土坝(Arabie RCC Dam,胶凝材料用量为110kg/m3,其中水泥熟料为36kg/m3)和1987年建成的扎艾豪克碾压混凝土坝2004年2月SHUILI XUEBAO第2期(Zaaihoek RCC Dam,胶凝材料用量为120kg/m 3,其中水泥熟料为36kg/m3)。

后两座坝的混凝土中总胶凝材料用量都低于130kg/m3,而最低水泥熟料用量都低于45kg/m3。

我国碾压混凝土坝“导则”与“规范”中规定的坝体混凝土中总胶凝材料用量的底线仍然是中等胶凝材料的碾压混凝土坝,而多数已建成的碾压混凝土坝属于富胶凝材料的碾压混凝土坝。

目前绝大多数碾压混凝土坝所用的胶凝材料用量虽比上静水坝有所减少,但仍属富胶凝材料用量范围,有时仅仅为了使坝体满足抗渗指标,加大胶凝材料用量,这必然会使许多物理力学参数严重超标,不仅造成了材料方面的浪费,而且会导致大坝产生裂缝,甚至是贯穿性裂缝[3]。

所以作者建议应尽可能将坝体混凝土中的胶凝材料用量降下来,而防渗功能由专门的防渗结构来承担,即体现功能分开的原则。

否则,即使是常态混凝土重力坝,若不进行功能分开,势必使坝体混凝土胶凝材料过高,引起弹模加大,水化热温升高,同样会产生裂缝,如加拿大的雷威尔斯托克重力坝(Revelstoke Gravity Dam)、美国的德沃夏克重力坝(Dworshak Gravity Dam)和我国长江三峡大坝。

我国的《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999的条文说明中也承认,“各种纬度的混凝土坝几乎都有几条危害严重的裂缝,影响正常蓄水和运行。

”现将国内外几座常态混凝土重力坝产生裂缝的情况介绍如下。

加拿大的雷威尔斯托克实体重力坝,坝高175m。

施工期间采用了预冷骨料,坝体下部埋设冷却水管进行一期冷却,冬季停浇,并采用了表面保温等温控措施。

大坝于1980年7月浇筑混凝土,工程于1983年竣工时,发现绝大部分坝段的上游面都出现了裂缝,但由于只是表面裂缝(坝体廊道内看不到裂缝),蓄水前曾用聚氨脂弹性涂层黏贴在裂缝外面。

该坝于1983年10月开始蓄水,1984年3月12日当水位达高程559.00m时(正常蓄水位为573.00m),P3坝段上游面裂缝突然扩展,切断了上游面4个廊道中的下面3个。

裂缝宽度6mm,深度30m,该廊道内渗水量达174L/s。

后采用从廊道内部向裂缝钻排水孔来降低渗透压力,裂缝宽度减小到3mm,渗水量减小到8L/s。

美国的德沃夏克实体重力坝,坝高219m,工程在1968~1972年建设。

施工期间采用了预冷骨料,整个施工期混凝土的入仓温度控制在4.4~6.6℃,坝体下部埋设冷却水管进行一期冷却,春秋冬三季都进行表面保温等温控措施,施工期间未发现严重裂缝。

但运行数年后,大坝有9个坝段的上游面都出现了劈头裂缝,其中以35号坝段的裂缝最为严重,劈裂范围约占坝体剖面积的1/2;裂缝张开2.5mm,廊道内渗水量达483L/s。

据《中国建设报》2002年4月15日第65期报导,我国的长江三峡大坝从1999年发现裂缝,由一条到多条,裂缝深度从0.1mm到2m多深。

大坝上游挡水面靠江心坝段有23条从上到下的劈头裂缝,大坝下游面也出现多条裂缝;永久船闸和升船机混凝土也出现裂缝[7]。

该篇有关三峡大坝出现裂缝的报导中述及,裂缝原因是“ 2000年冬季停止了保温所至”,“不是结构性裂缝”[7]。

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