03.第三章 其他坝型解析

（五）船闸闸室结构
闸室的结构型式与各地的自然 、经济和技术条件有 关。按闸室的断面形状，可将闸室分为斜坡式和直立式两 大类。
二、升船机
（一）升船机的组成及作用 升船机的组成，一般有承船厢、垂直支架或斜坡道、闸
首、机械传动机构、事故装置和电气控制系统等几部分。
（二）升船机的工作原理（略）
（三）升船机的类型 按承船厢的运行线路，一船将其分为垂直升船机和斜面
单线船闸引航道的平面开关，可分为对称式和非对称 式两类。 2、引航道中的建筑物
包括防护建筑物、导航建筑物和靠船建筑物等。
（四）船闸的布置
1、船闸与坝的布置 （1）闸坝并列式 （2）闸坝分离式 2、船闸与其他建筑物的布置 （1）船闸、电站分设两岸。 （2）船闸、电站均设同岸。 （3）船闸、取水建筑物分设两岸。
第三章 其他坝型 及过坝建筑物
第一节 拱坝
第二节 橡胶坝
第三节 支墩坝
第四节 过坝建筑物
第一节 拱坝
一、拱坝的特点
拱坝是一固结于基岩的空间壳体结构，其 坝体结构可近似看做由一系列凸向上游的水平拱 圈和一系列竖向悬臂梁所组成。坝体结构既有拱 作用又有梁作用，因此具有双向传递荷载的特点。 坝体所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两 岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基 岩。
一、支墩坝的特点
与其他实体混凝土坝相比，支墩坝有以下一些 特点。 （1）节省混凝土用量。 （2）能充分利用材料的强度。 （3）侧向稳定性差。 （4）部分型式的支墩坝对地质和气候条件要求高。 （5）施工条件不同。
二、平板坝
平板坝是支墩坝中结构最简单的型式，其上 游挡水面板为钢筋混凝土平板，并常以简支的形 式与支墩连接。
（三）橡胶坝结构布置 1、橡胶坝组成 橡胶坝工程一般由坝基土建工程、挡水坝体、 控制与观测系统等组成。
2、橡胶坝布置 橡胶坝的坝轴线应与所处河段水流方向垂直，
土建、坝体、充排方式和安全观测系统等的布置 应做到科学合理、结构简单、安全可靠、运行方 便，并考虑美观因素。
三、坝袋设计
（一）坝袋形式的选择 坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式。其
（二）锚固结构型式
工程中锚固结构型式多种多样，按锚固构件的材料来 分，可分为螺栓压板式锚固、楔块挤压式锚固和胶囊充水 式锚固三种。
第三节 支墩坝
支墩坝是由一系列顺水流方向的支墩 和支撑在墩子上游的盖板所组成。盖板形 成挡水面，将水压力传递给支墩，支墩沿 坝轴线排列，支撑在岩基上。支墩坝按盖 板型式不同分为平板坝、连拱坝和大头坝； 按支墩型式不同分为单支墩、双支墩、框 格式支墩、空腹支墩等。
（二）鱼闸 鱼闸的工作原理与船闸相似。
（三）举鱼机 举鱼机是利用机械设备举鱼过坝。
（四）过鱼建筑物的布置
七、拱坝的构造
（一）坝体的分缝、接缝处理 拱坝是整体结构，为便于施工期间混凝土散热和降低收
缩应力，防止混凝土产生裂缝，需要分段浇筑，各段之间设 有收缩缝，在坝体混凝土冷却到年平均气温左右，混凝土充 分收缩后，再用水泥浆封堵，以保证坝的整体性。
（二）坝顶 拱坝的坝顶高程的确定与重力坝相同。宽度应根据剖面
设计和满足运行、交通要求确定。
（三）廊道 为满足检查、观测、灌浆、排水和坝内交通等要求，需
要在坝体内设置廊道和竖井。廊道的布置、断面尺寸和配筋 基本上和重力坝相同。
（四）坝体防渗和排水 拱坝上游面应采用抗渗混凝土，坝内一般设置竖向排
水管。
（五）垫座与周边缝 对地形不规则或局部有深槽时，可在基岩与坝体之间
（一）稳定特点 拱坝在外荷载作用下的稳定性主要依靠两岸拱端的反
作用力，不像重力坝那样依靠自重来维持稳定。除考虑坝 体强度外，还应十分重视坝肩岩体的抗滑稳定和变形。
（二）结构特点 拱坝属于高次超静定结构，超载能力强，安全度高；
坝体轻韧，弹性较好，具有良好的抗震性能；拱结构在外 荷载作用下，有利于充分发挥筑坝材料的抗压强度。
（4）按水平拱圈的型式可分为单圆心拱、多心 拱、抛物线拱、椭圆拱、对数螺旋线拱。
（5）按拱坝的结构构造可分类为一般拱坝、周 边缝拱坝、空腹拱坝等。
四、拱坝的发展概况（略）
五、拱坝的布置
拱坝布置是指拱坝体型选择及其坝体布置。 布置设计的总要求是在满足坝体应力和坝肩稳定 的前提下尽可能地使工程量最省、造价最低、安 全度高和耐久性好。同时应满足枢纽总体布置及 运行要求。 （一）水平拱圈布置 （二）拱冠梁的型式和尺寸 （三）拱坝的总体布置
升船机两大类。
（四）升船机的适用条件 一般来说，水头在10m以下时，选用船闸较为合理；水
头在10~40m时，可考虑单级船闸或升船机；水头在 40~70m时，可考虑多级船闸或升船机；水头超过70m时， 一般应选用升船机。
三、过木建筑物
（一）筏道
筏道是一种泄水的陡槽，用于浮运木排。它运量大， 使用方便，建筑技术要求低，运费便宜，故应用较为广泛。 一般由上、下游引筏道、进口段、槽身段及出口段几个部 分组成。
（一）橡胶坝的主要优点 ①结构简单、节省三材、造价低。②施工期短。③抗震
和抗冲击性能好。④不阻水、止水效果好。⑤管理方便，运 行费用低。
（二）橡胶坝的不足 ①坝袋坚固性较差。 ②坝袋容易老化，使用寿命比较
短。③坝高受到限制。
（三）橡胶坝的应用 ①改善城市水生态环境。②利用溢洪道或溢流堰抬高水
头。③沿海挡潮和防浪工程。④回灌地下水。
船闸由闸室、上下游闸首、上下游引航道等 三部分组成。
2、船闸的工作原理（见书）
（二）船闸的类型
（1）闸室按级数可分为单级船闸和多级船闸。 （2）船闸按船闸线数可分为单线船闸和多线船闸。
（三）船闸的引航道
引航道的作用，是保证船舶安全地进出船闸，并供等 待过闸船舶安全停泊，使进出闸船舶能交错避让。 1、引航道的平面形状
（二）漂木道
漂木道是用水力输送散漂原木过坝而连接上、下游的 斜槽式水工建筑物。多用于不通航河流上的中低水头且上 游水位变幅不大的水利枢纽。
（三）过木机
通过高坝修建筏道及漂木道有困难或不经济时，可以 采用机械设备输送木材过坝。
四、过鱼建筑物
（一）鱼道 鱼道是用水槽或渠道做成的水道，水流顺着水道上游
而向下游流动，使鱼类在水道中逆水而上或顺水而下。鱼 道按结构型式可分为池式、槽式和隔板式。
设置垫座，在垫座和坝体之间形成周边缝。
（六）重力墩 重力墩是拱坝拱端的人工垫座。
第二节 橡胶坝
一、橡胶坝概述
橡胶坝国外称尼龙坝、织物坝、可充胀坝 等，我国通常称橡胶坝，它是20世纪50年代随 着高分子合成材料工业的发展而出现的一种新 型水工建筑物。
橡胶坝是用胶布按设计要求的尺寸，锚固 于底板上成封闭状的坝袋，通过连接坝袋和充 胀介质的管道及控制设备，用水（气）将其充 胀形成的袋式挡水坝。
二、橡胶坝布置
（一）基本资料收集
1、水文气象资料 2、地形资料 3、工程地质资料 4、生态环境及社会经济资料
（二）坝址选择
（1）橡胶坝坝址应尽可能选在岩石坚硬完整或沉积紧密的 地基上。 （2）橡胶坝坝址应选择在水流平顺及河床岸坡稳定的河段。 （3）在多泥沙河流建坝，坝址应避免选在纵坡突然变缓的 河段。 （4）选择坝址应利于枢纽建筑物布置。
具体区别见书中表3.2。
（二）坝袋胶布材料结构 坝袋胶布应达到强度高、耐老化、耐腐蚀、
抗冲击、耐屈挠、耐寒等性能要求，能满足工程 使用。
（三）坝袋设计（略）
四、橡胶坝锚固
（一）锚固线布置
按坝袋与坝底板和两岸边坡的连接方式不同，可有不
同的锚固线形式。
1、单锚固线
2、双锚固线
3、堵头式橡胶坝锚固线 4、岸墙斜坡段锚固线
（三）荷载特点 拱坝不设永久伸缩缝，其周边通常固结于基岩上，温
度变化和基岩变形对坝体应力的影响比较显著，设计时， 必须考虑基岩变形，并将温度荷载作用作为一项主要荷载。
二、拱坝对地形和地质条件的要求
（一）对地形的要求
地形条件是决定拱坝结构形式、工程布置以 及经济性的主要因素。理想的地形应是左右两岸 对称、岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的 峡谷段。坝端下游侧要有足够的岩体支撑，以保 证坝体的稳定。
（二）对地质的要求
地质条件也是拱坝建设中的一个重要问题。 理想的地质条件是：基岩均匀单一、完整稳定、 强度高、刚度大、透水性小和耐风化等。
三、拱坝的分类
（1）按建筑材料和施工方法可分为常规混凝土 拱坝、碾压混凝土拱坝和砌石拱坝。
（2）按厚高比可分为薄拱坝、中厚拱坝和厚拱 坝。
（3）按坝面曲率可分为单曲拱坝和双曲拱坝。
六、拱坝的泄Hale Waihona Puke Baidu和消能
（一）拱坝坝身泄水方式 拱坝坝身常用的泄水方式有：自由跌流式、
鼻坎挑流式、滑雪道式及坝身孔口泄流式等。 （二）拱坝的消能和防冲
1、拱坝消能形式 （1）水垫消能 （2）挑流消能 （3）空中冲击消能 （4）底流消能 2、提高消能效果的工程措施 （1）从总体布局上采取措施。 （2）采用新型、高效的挑流鼻坎。
三、连拱坝
连拱坝是挡水盖板呈拱形的一种轻型支墩坝。
四、大头坝
大头坝的头部和支墩连成整体，即头部是由 上游面的支墩扩大形成。
第四节 过坝建筑物
一、船闸
船闸是河流上水利枢纽中常用的一种过船建 筑物，它是利用闸室中水位的升降将船舶浮运过 坝的，通航能力大，安全可靠。 （一）船闸的组成和工作原理 1、船闸的组成