03.第三章 其他坝型解析
水利水电工程导论第三章..
3.2 水库
二、著名水利枢纽实例
枢纽布置中将泄洪、发电、航运三类建筑物作 为主体，整体协调统筹规划，解决好排漂、冲沙、 防淤等复杂的技术问题。为了防止航道淤积，在大 江电厂和 1 号船闸右侧设 9 孔冲沙闸；在三江航道 2 、3号船闸设6孔冲沙闸，并在二江厂房及大江厂房 与船闸之间建有防淤堤，利用三江航道“静水通航 ，动水冲砂”，为船闸和电厂的防淤、冲沙起积极 作用。即平时冲砂闸关闭，引航道内为静水，以利 于船只航行。在需要冲砂时，关闭船闸，开启冲砂 闸，利用洪水期的多余洪水通过引航道，使引航道 内淤积的泥沙在较大的流速作用下带向下游。
3.2 水库
二、著名水利枢纽实例
永久通航建筑物设于左岸，包括双线 5 级连续 梯级船闸及单线单级垂直升船机。每级船闸闸室的 有效尺寸为 280m34m5m，可通过万吨级船队。垂直 升船机的乘船厢有效尺寸为 120m18m3.5m，一次可 通过 3000t 级船舶。永久通航建筑物年单向通过能 力5000万t。工程建成后可改善航道约660km。经水 库调蓄后，宜昌下游枯水期最小流量从3000m3/s提 高到5000m3/s。洪水期万吨级船队可由汉口直达重 庆。
第三章 水库、水利枢纽及水工建筑物
第一节 第一节 水 水库 库
3.1 水库
一、水库及其作用
凡是拦蓄一定水量，并能起径流调节作用的蓄 水水域，就称为水库。一般指在河流上建筑物拦河 坝（闸）造成的人工湖。湖泊、池、淀等有拦蓄水 量作用的，有时亦称“天然水库”。 众所周知，天然情况下，河流来水在各年间都 有较大的变化，在一年内也是分配不均匀的，它与 人们用水在时间和水量分配上往往存在着矛盾，解 决矛盾的主要措施是兴建水库。
3.2 水库
二、著名水利枢纽实例
泄洪表孔和泄洪深孔相间布置，组成泄洪坝段 ，布置在河床中部偏右岸的位置。泄洪排漂孔布置 在泄洪坝段的两侧。 水电站为坝后式厂房，分置于溢洪坝段两侧坝 后。左侧厂房安装14台水轮发电机组，厂房全长 643.6m；右侧厂房安装12台机组，厂房全长584.2m 。26台机组的单机容量均为700MW，总装机容量 18200MW。年均发电847亿kW·h，主要供电华中、华 东地区，部分送到重庆市。续建的右岸地下厂房， 总装机容量4200MW（6700MW）。
水工建筑物-土石坝(第三章)
三、设计的基本要求 2.设置防渗和排水设施，控制渗流 土石坝挡水后，在坝体内形成渗流，在饱和
区，土石料承受上浮力，减轻了有效重量；浸水 使c、φ值减小；渗流力对坝坡稳定不利；渗流逸 出时可能引起管涌、流土等渗流破坏。设置防渗 和排水可以控制渗流范围、减小逸出比降，增加 抗滑和抗渗稳定。防渗设施还有利于减小坝体和 坝基的漏水量。
水布垭混凝土面板堆石坝
水布垭位于湖北巴东清 江上，坝高233m，坝 顶长576m。主体建筑 物有：混凝土面板堆石 坝、河岸式溢洪道、右 岸地下式电站厂房和放 空洞等。
土石坝
小浪底水电站位于 河南洛阳；大坝为 斜心墙土石坝，坝 高154m。
小浪底土坝
密云水库
土石坝
密云水库位于北京市密云县，水库库容 41．9亿m3 ，大坝为壤土斜墙土坝，总 长4559．5 m，最大坝高66m。密云水 库修建于上世纪50年代末，当时清华大学 组织了本科生、研究生、年青教师共计近 百人，分成近二十个组参与水位、地质、 水工、机电、环境、泥沙、专业的设计、 施工，前后历时2年。
2 gH m
式中 k——综合摩阻系数，其值在（1.5～5.0）
×10-6之间，计算时一般取3.6×10-6；
D ——风区长度（m）；
—H m—坝前风区水域平均水深（m）；
— —计算风向与坝轴线法线的夹角（°）；
w——计算风速（m/s），正常运用情况，1、2
w 级坝，取 =（1. 5～2.0） w，m3ax 、4级坝取
中、低坝 b=5～10m。 坝顶宽度必须考虑心墙或斜墙顶部及反滤层布 置的需要。在寒冷地区，坝顶还需有足够的厚度， 以保护粘性土料防渗体免受冻害。
以上、以下坝坡2系m数上 。m下
)
，m上
水利建筑物重力坝ppt课件
第二节 重力坝的稳定分析 四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施
（1）利用水重 （2）将坝基开挖成倾向上游的斜面 （3）在坝踵下设齿墙 （4）抽水措施 （5）加固地基 （6）利用预应力
.
第二节 重力坝的稳定分析
.
固常 措用 施的
几 种 抗 滑 加
.
第二节 重力坝的稳定分析
.
第二节 重力坝的稳定分析
足强度要求
.
第三节 重力坝的应力分析 应力分析方法
理论计算和模型试验法 理论计算方法主要有： 材料力学法和有限元法
对于中、低坝，当地质条件较简单时， 可按材料力学方法计算坝体的应力，有 时可只计算坝体的边缘应力。
.
.
应力分析内容
确定计算工况； 选择计算方法； 确定计算截面； 计算选定截面上的应力：
.
第三节 重力坝的应力分析
一、概 述
• 目的：
1、为了检验大坝在施工期 和运用期是否满足强度要 求；
2、为解决设计和施工中的 某些问题，如砼分区，某 些部位的配筋等提供依据。
.
第三节 重力坝的应力分析
应力分析的过程：
1、进行荷载计算及荷载组合 2、选择合适的方法进行应力计算 3、检验大坝各部位的应力是否满
Ⅰ类基岩——很好的岩石， f ′＝1.2～1.5, c’＝1.3～1.5Mpa
Ⅱ类基岩——好的岩石， f ′＝1.0～1.3, c’＝1.1～1.3Mpa
Ⅲ类基岩——中等的岩石， f '＝0.9～1.2, c’＝0.7～1.1Mpa
Ⅳ 类基岩——较差的岩石， f ′＝0.7～0.9, c’＝0.3～0.7Mpa
.
原规范规定，f的最后选取应以野外和室内试验成 果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件 类似的已建工程的经验等，由地质、试验和设 计人员研究确定。
第三章_土石坝及碾压
16
2、坝顶宽度 取决于交通需要、构造要求和施工条件。 当坝高在30m~100m时,B min = 0.1H ，不小于5m; 当坝高大于100m时， B min = H 0.5 .
3、坝坡 取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基 条件、施工方法及坝型等因素。 土料相同时上游坡缓于下游坡；水下缓于水上； 粘土均质坝的坝坡与坝高有关，坝高越大坝坡越缓； 均质坝的上下游坡度比心墙坝的坝坡缓； 粘土斜墙坝的上游坡比心墙的坝坡缓，而下游坝坡 可比心墙坝陡些； 变坡处设 马道，宽1.5~2.0m。 17
碾压混凝土坝的特点： 运输、浇筑均可实现机械化；因此，施工速 度快，工期短。
38
单位水泥用量和用水量少，每m3砼水泥用 量一般不超过100kg，较常态砼节约30%~50%， 用水量也少30%~40%，相应地可大大简化混凝 土的温控措施；
砂率大，且要求有一定的粉粒含量；
采用通仓薄层浇筑，一般不设纵缝，可节 省模板及接缝灌浆等费用； 工程造价省。
坝体是由透水性不同的多种土料分区填筑而成。
（5）土石混合坝：
如坝址附近砂、砂砾不足，而石料较 多，上述的多种土质坝的一些部位可用石料 代替砂料。
13
三、筑坝土料的性质
1、粘性土：颗粒小，结构紧密，颗粒间有凝聚
力，水流渗过这种土壤时，遇到的阻力大，因 此其防渗性能好。 2、非粘性土：砂粒、卵石等 颗粒大，颗粒间基本无凝聚力，但颗粒间摩 擦力大，因而其自然稳定坡度比粘性土陡。粒 间空隙大，容易透水，防渗性能差。
PP.25
第三节 土石坝
( the Rock-fill Dam ）
土石坝是利用坝址附近土料、石料及砂砾料填筑 而成的一种挡水坝；
水工建筑物
水工建筑物通用性水工建筑物：挡水建筑物，泄水建筑物和引水建筑物。
第一章挡水建筑物挡水建筑物有坝、水闸、堤和海塘。
今天主要介绍坝体。
坝主要分为重力坝、拱坝、土石坝。
现在我分别从坝的概念、分类以及优缺点进行介绍。
第一节重力坝一、概念：重力坝是由钢筋混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。
坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
二、优缺点1、优点：①相对安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震能力比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③相对于拱坝对坝肩地质条件要求不高。
2、缺点：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥。
②坝体体积大，耗用水泥多；③施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。
三、坝型分类1、按筑坝材料分类（1）砌石重力坝。
用石块和水泥砂浆或细骨料混凝土砌筑而成。
(2)混凝土重力坝。
用普通坍落度较大的常态混凝土（坍落度3—5cm）分块分层振动捣实建成。
（3）RCC重力坝（碾压式混凝土重力坝）。
用无坍落度混凝土，通仓分层铺填，振动压实建成。
2、按结构型式（1）实体重力坝。
坝内除廊道和较小空洞外，全部由筑坝材料填充，一般纵向每隔12—20m设有横向伸缩缝，将坝分成若干坝段。
（2）宽缝重力坝。
各坝段两侧的横缝内部拓宽成空的“宽缝”。
可以降低扬压力，减少工程量，但施工较实体重力坝复杂。
（3）空腹重力坝。
在实体重力坝内沿纵向开设较大的贯通的空洞，既可降低扬压力，也可将空洞作为发电厂房只用。
筑坝材料的强度能进一步得到利用，但坝内局部应力较大，需要配臵一定钢筋，施工也较复杂。
（4）框格重力坝。
坝体由纵、横向混凝土或砌石隔墙组成许多框格，框内填以砂石料构成，也称“硬壳坝”。
（5）预应力重力坝。
在实体重力坝上用锚入基岩内的垂直高强度钢索对坝施加预应力，用以代替一部分坝体自重，减少工程量。
土石坝设计的知识点
土石坝设计的知识点土石坝是一种常见的水利工程结构，常用于水库、水电站、农田灌溉等领域。
它由堆积而成的土石材料组成，通过合理的设计和施工技术，能够有效地防止水流冲刷和渗漏，起到调节水流、灌溉和发电的作用。
以下是土石坝设计中的几个关键知识点。
一、坝型选择在土石坝设计中，坝型的选择是至关重要的。
常见的土石坝有重力坝、矮板坝、拱形坝等。
不同的坝型适用于不同的地质条件和水利工程要求。
例如，重力坝适用于坝址地质条件好、安全要求高的场合；矮板坝适用于地质条件较差、坝体高度较低的场合；拱形坝适用于两岸峡谷较陡峻的场合。
在选择坝型时，需要综合考虑地质、工程和经济等因素。
二、坝体稳定性分析土石坝的稳定性是设计中的核心问题之一。
稳定性分析主要包括坝体的抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和抗滑移稳定性等方面。
通过应力分析、滑动体分析和位移分析等方法来评估坝体的稳定性，并采取相应的措施来保证坝体的安全稳定。
常见的增加坝体稳定性的方法包括设置坝体排水系统、改善坝基地基条件等。
三、泄洪设计泄洪是土石坝的重要功能之一。
泄洪设计需要根据工程需求、洪水特征和坝型特点等因素进行合理的规划。
泄洪设计的主要目标是通过合理的泄洪能力和泄洪结构，确保坝体的安全稳定，同时控制泄洪流量和速度，保护下游的人民生命财产安全。
对于大型土石坝，泄洪系统通常包括溢流坝段、泄洪洞和底泄洪排等。
四、渗流和防渗结构设计渗流问题在土石坝设计中也是需要考虑的重要环节。
土石坝的设计应该充分考虑坝体中的渗流和渗透问题，以避免坝前渗漏和坝体内部的渗流。
常见的防渗结构包括防渗墙、排渗管和渗水帷幕等。
通过合理的设计和施工，有效地防止渗漏，保证坝体的稳定性。
五、抗震设计土石坝作为一种重要的水利工程结构，其抗震性能的设计至关重要。
抗震设计需要根据地震活动性、坝址地质条件和工程要求等因素进行，以确保土石坝在地震发生时能够抵抗震荡力，保证工程的安全稳定。
抗震设计的常见方法包括增加坝体的自重、提高坝体的渐进抗滑能力和采取防震加固措施等。
第三章水利枢纽
设计洪水位是水库的重要参数之一，它决
定了设计洪水情况下的上游洪水淹没范围， 它同时又与泄洪建筑物尺寸、型式有关，而 泄洪设备型式（包括溢流堰、泄洪孔、泄洪 隧洞）的选择，则应根据设计工程的地形、 地质条件和坝型、枢纽布置特点拟定。
（六）校核洪水位和调洪库容 当遇到大坝校核标准洪水时，经水库调洪
后，在坝前达到的最高水位，称为校核洪水 位。它至防洪限制水位间的水库容积称为调 洪库容。
确定死水位所应考虑的主要因素是： （1）保证水库有足够的、发挥正常效用的使用 年限（俗称水库寿命）。 （2）保证水电站所需要的最低水头和自流灌溉 必要的引水高程。 （3）库区航运和渔业的要求。
（二）正常蓄水位和兴利库容 在正常运行条件下，为了满足兴利部门枯
水期的正常用水，水库在供水开始时应蓄到的 最高水位，称为正常蓄水位，又称正常高水位。
大中型水库正常蓄水位的选择是一个重要 问题，而一般的考虑原则，有下列几点： （1）根据兴利的实际需要。 （2）考虑淹没和浸没情况。 （3）考虑坝址及库区的地形地质条件。 （4）考虑河段上下游已建和拟建水库枢纽情 况。主要是梯级水库水头的合理衔接问题，以 及不影响已建工程的效益等。
在水库建成运行时，必须严格遵守设计规
定，才能保证工程效能正常发挥，满足对用户 正常供水、供电的需要。有些水库任意超高蓄 水，加重淹没，或水库多年达不到满蓄要求， 这些都是不允许的。
（三）防洪限制水位和结合库容 水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，称
为防洪限制水位，又称为汛期限制水位。兴建 水库后，为了汛期安全泄洪和减少泄洪设备， 常要求有一部分库容作为拦蓄洪水和削减洪峰 之用。这个水位以上的库容就是作为滞蓄洪水 的库容。只有在出现洪水时，水库水位才允许 超过防洪限制水位。当洪水消退时，水库水位 应回降到防洪限制水位。
03.第三章-其他坝型
（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
（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。
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。
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
（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
土石坝简介资料.
❖ 这一时期主要受到施工设备的限制，堆石坝没有得 到发展，唯一的一座堆石坝是四川长寿龙溪河梯级 水电站中的狮子滩工程。
❖ l1958~1980年
❖ 全国掀起建坝高潮，坝高一般达到80m，个别 达到100m 量级。坝型仍以均质土坝及粘性土心 墙或斜墙砂砾石坝为主。大部分工程仍以人力 施工为主。
❖ 在筑坝技术方面，除碾压式土石坝外，还发展 了只需少量简易机械的水中填土、水力冲填、 定向爆破等型式。
❖ 以防洪治水为目的，从治理淮河开始，兴建了一批 土坝，坝高都在50m以下，坝型均为均质土坝或粘 性土心墙砂砾石坝。
❖ 地基的防渗措施主要是开挖回填粘土截水墙或上游 粘土铺盖；施工基本依靠人力，配合少量轻型机具。
❖ 代表性的工程有淮河上游河南省境内的石漫滩、板 桥、白沙、薄山、南湾等水库大坝；北方有永定河 上官厅水库河；辽宁浑河上的大伙房水库大坝等。
主坝坝型为粘土斜墙堆石坝，最大坝高81.3 米，坝顶长度215米，坝基岩石为砂岩，坝体工程 量171.1万立米，主要泄洪方式为隧洞，大坝特点 是定向爆破筑坝。
碧口水电站建在甘肃文县白龙 江，控制流域面积26000平方公里。 多年平均流量 275秒立米，设计洪 水流量7630秒立米。总库容为521 亿立米，设计灌溉面积0.89万亩， 装机容量30.0万千瓦。
洪方式为隧洞，大坝特点是定向爆破筑坝。
主坝坝型为粘土心墙土石坝,最大坝 高105米,坝顶长度590米,坝基岩石为 石英片岩,坝体工程量855万立米,主
要泄洪方式为岸边溢洪道.
一级造价《水利计量》第三章(水工建筑物)要点整理
一级造价《水利计量》第三章（水工建筑物）要点整理第一节水工建筑物概述一、水工建筑物的分类和特点功能分类：挡水建筑物、泄水建筑物、输（引）水建筑物、取水建筑物、水电站建筑物、过坝建筑物、整治建筑物。
使用期限：永久性建筑物（主要、次要）、临时性建筑物。
主要建筑物：失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物，如拦河坝、溢洪道、引水建筑物、水电站厂房等。
次要建筑物：失事后不致造成下游灾害，对工程效益影响不大并易于修复建筑物，如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。
临时性建筑物：工程施工期间使用，如施工围堰等。
1.按功能分类1挡水建筑物：拦截或约束水流，并可承受一定水头作用的建筑物；拦河坝、堤防、施工围堰等。
2泄水建筑物：用以排泄水库、湖泊、河渠等多余水量；河床溢流坝、泄水闸、泄水孔，河岸的溢洪道、泄水隧洞等。
3输（引）水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道以及穿越河流、洼地、山谷的交叉建筑物（如渡槽、倒虹吸管、输水涵洞）等。
4取水建筑物：指位于引水建筑物首部的建筑物，如取水口、进水闸、扬水站等。
5水电站建筑物：平水建筑物（前池、调压室）、尾水道、发电、变电和配电建筑物等。
6过坝建筑物：专用于通航过坝的船闸、升船机及鱼道、筏道等。
7整治建筑物：指为改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸的各种建筑物，如丁坝、顺坝、潜坝、导流堤、防波堤、护岸等。
第二节工程等别及水工建筑物级别一、水利工程等别：工程规模、效益和国民经济中重要性二、水工建筑物级别划分综合利用水利水电工程中承担单一功能的单项建筑物的级别，应按其功能、规模确定；承担多项功能的建筑物级别，应按规模指标较高的确定；对2～5级的高填方渠道、大跨度或高排架渡槽、高水头倒虹吸等永久性水工建筑物，经论证后建筑物级别可提高一级，但洪水标准不予提高。
当永久性水工建筑物采用新型结构或其基础的工程地质条件特别复杂时，对2～5级建筑物可提高一级设计，但洪水标准不予提高。
例谈水利水电工程中坝型的具体确定
例谈水利水电工程中坝型的具体确定水利水电工程中的坝型是指水利工程中用于拦阻水流并形成水库的建筑物，其设计和确定是水利水电工程中的重要环节。
坝型的选择直接影响着工程的安全性、经济性和可持续性。
在进行水利水电工程设计时，对于坝型的确定必须进行充分的研究和分析，以找到最适合工程的坝型。
坝型的确定需要考虑多方面的因素，包括工程地质条件、水库规划、环境影响、经济成本等方面。
在实际的工程设计中，根据具体的情况来选择不同的坝型，以确保工程的安全性和经济性。
一、工程地质条件工程地质条件是确定坝型的重要因素之一。
在选择坝型时，需要考虑周边地质构造、地层性质、地震活动等因素。
一般情况下，优先选择合适的坝型来适应地质条件，以确保坝体稳定和工程安全。
在地质条件较好的区域，可以选择重力坝或拱坝等坝型；而在地质条件复杂的地区，可能需要选择土石坝或剖面坝等坝型来适应地质条件。
二、水库规划水库规划是确定坝型的另一个重要因素。
在确定坝型时，需要考虑水库的规模、蓄水量、泄洪能力等因素。
根据水库规划，选择合适的坝型可以有效地满足水库的功能要求，确保工程的安全性和可持续性。
如果是大型水库，可以选择重力坝或拱坝等坝型；而小型水库可能选择土石坝或剖面坝等坝型。
根据水库规划，选择合适的坝型可以提高水库的效益，确保水资源的合理利用。
三、环境影响在确定坝型时，需要考虑环境影响因素。
不同的坝型对周边环境的影响有所不同，需要对环境进行充分的评估和分析。
选择适合环境条件的坝型可以减少对环境的影响，确保工程的可持续发展。
四、经济成本在确定坝型时，经济成本是一个重要的考虑因素。
不同的坝型对工程的造价有所不同，需要综合考虑工程的投资收益和经济效益。
在确定坝型时，需要进行经济成本的比较分析，选择最经济合理的坝型以确保工程的经济性。
坝体结构知识点总结
坝体结构知识点总结一、引言水坝是一种用来控制水流或蓄水的重要基建设施，通常用于灌溉、发电、供水和防洪等用途。
水坝的结构设计必须考虑到各种力学和水文因素，才能确保它的安全和稳定。
本文将对水坝的结构知识点进行总结，包括水坝的类型、结构构件、力学分析和设计、以及施工和维护等方面。
二、水坝的类型水坝按照不同的分类标准可以分为多种类型，主要包括以下几种：1. 挡水坝：挡水坝是用来阻止水流的坝，通常建在河流或沟渠上，以防止水流泛滥。
挡水坝的主要类型包括重力坝、拱坝、拱重力坝和填土坝等。
2. 蓄水坝：蓄水坝是用来储存水源的坝，通常用于灌溉、发电或供水等用途。
蓄水坝的主要类型包括重力坝、拱坝、拱重力坝和填土坝等。
3. 泄洪坝：泄洪坝是用来控制洪水的坝，通常建在河流或湖泊上，以减轻洪水的压力。
泄洪坝的主要类型包括重力坝、拱坝、拱重力坝和填土坝等。
4. 其他类型：除了以上几种主要类型外，水坝还可以按照建造材料、建造方式、功能和所处环境等多种不同的分类标准来分。
三、水坝的结构构件水坝的结构构件包括坝基、坝体、坝顶和坝基等，其中坝体是最主要的结构构件。
水坝的结构构件通常包括以下几个部分：1. 坝基：坝基是水坝的基础部分，用来支撑整个水坝的重量。
坝基的设计必须考虑到地质条件、水文因素和结构要求等多种因素，以确保水坝的安全和稳定。
2. 坝体：坝体是水坝的主要结构部分，用来承受水压和其他力学作用。
坝体的设计包括决定坝的类型、高度、长度、厚度、斜率和截面形状等多种因素，以确保水坝的安全和稳定。
3. 坝顶：坝顶是水坝的顶部部分，用来支撑坝体和提供行走和管理设施。
坝顶的设计必须考虑到通行和管理的需要，以确保水坝的正常运行。
4. 坝基：坝基是水坝的底部部分，用来支撑整个水坝的重量。
坝基的设计必须考虑到地质条件、水文因素和结构要求等多种因素，以确保水坝的安全和稳定。
四、水坝结构的力学分析和设计水坝的结构设计必须考虑到各种力学和水文因素，以确保水坝的安全和稳定。
第03讲 土石坝、拱坝
二、土石坝二、土石坝 （一）土石坝的特点及工作条件 （二）土石坝的分类及布置 （三）土石坝的基本构造：防渗体、反滤层、排水设施、坝面护坡、坝顶构造； （四）混凝土面板堆石坝：分区及作用。
又称为“当地材料坝，根据坝高（从清基后的基面算起）可分为低坝、中坝和高坝（30m、70m）。
（一）土石坝的特点及工作条件 1.料能就地取材，材料运输成本低。
2.适应地基变形的能力强。
筑坝用的散粒体材料能较好地适应地基的变化，对地基的要求在各种坝型中是最低的。
3.构造简单，施工技术容易掌握，便于机械化施工。
4.运用管理方便，工作可靠，寿命长，维修加固和扩建较容易。
5.施工导流不如混凝土坝方便，因而相应地增加了工程造价。
6.坝顶不能溢流。
需要在坝外单独设置泄水建筑物。
7.坝体填筑量大，土料填筑质量受气候条件的影响较大。
2.土石坝的工作条件 1）渗流影响：渗流影响下，浸润线以下土体全部处于饱和状态，土体有效重量降低，且内摩擦角和凝聚力减小；同时，渗透水流也对坝体颗粒产生拖曳力，增加了坝坡滑动的可能性。
2）冲刷影响：降雨、库内风浪对坝面产生冲击和淘刷。
3）沉陷影响：坝体孔隙率较大，在自重和外荷载作用下，坝体和坝基因压缩产生一定量的沉陷。
4）其他影响：冰冻、干燥、动物破坏等。
（二）土石坝的分类及布置 1.碾压式土石坝：均质坝、土质防渗体分区坝、非土质防渗体坝； 2.其他坝型：抛填式堆石坝、水力冲填坝、水中倒土坝、定向爆破坝。
1.碾压式土石坝 （1）均质坝。
坝体绝大部分由一种抗渗性能较好土料（如壤土）筑成，坝体整个断面起防渗和稳定作用，不再设专门防渗体。
（2）土质防渗体分区坝。
用防渗性能好的黏性土做防渗体，采用透水性较大的砂石料做坝壳。
防渗体设在坝体中间（称为心墙坝）或稍向上游倾斜（称为斜心墙坝）；或将防渗体设在坝体上游面或接近上游面（称为斜墙坝）。
（3）非土质防渗体坝。
防渗体采用混凝土、沥青混凝土、钢筋混凝土、土工膜或其他人工材料制成。
介绍几个坝型实例
土质防渗体应满足渗透比降、下游浸润线和渗透流量的要 求。应自上而下逐渐加厚，顶部的水平宽度不宜小于3.0m;底 部厚度,斜墙不宜小于水头号的1/5,心墙不宜小于水头的1/4。
3)坝顶宽度
应综合考虑构造、施工、运行、抗震等因素。如无 特殊要求，高坝的最小坝顶宽度可选用10～15m，中低 坝可选用5～10m，坝级别高时应选大值，反之选小值。
2、坝的防渗体
坝的防渗体应满足将渗透坡降、下游坝体浸润线及渗流量 降低到允许范围内，还要满足结构和施工的要求。作业坝的防 渗体的材料有土质防渗体和人工材料防渗体，其中人工材料防 渗体用得最多的是土质防渗体。
1、土石坝基本尺寸
1）坝坡：应综合考虑坝型、坝高、坝的级别、坝体及坝基 材料的性质、荷载、施工和运用条件等因素，经技术经济比较 手确定。P42
2）坝顶高程：根据正常运用和非常运用的静水位加相应的 超高予以确定。按规范计算。
坝顶设防浪墙时，坝顶超高可改为防浪墙顶的要求，但此 时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m，在非常运用条 件下坝顶应不低于静水位。
1、砂砾石地基的处理 品 存在的问题：渗流问题。
处理原则：一般是减少坝基的渗透量并保证坝基和坝体 的抗渗稳定。 处理方法：“上防下排”。属于上防的措施有：铅直方向的 粘土截水墙、混凝土防渗墙、板桩和帷幕灌浆，以及水平方 向的防渗铺盖重等。
属于下排的措施有：铅直方向的减压井和反滤式 排水沟，以及水平方向的反滤盖重等。在可能的情况 下优先选用垂直防渗设施。P47
第三章 土石坝设计
3.4.4 土石坝坝型选择
坝型论述
坝型论述坝型一：重力坝重力坝是一种古老而且应用广泛的坝型,它因主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持稳定而得名。
重力坝的结构简单,施工方便,抗御洪水能力强,抵抗战争破坏等意外事故的能力强,工作安全可靠,至今仍广泛使用。
1、重力坝的工作原理重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力,以满足稳定的要求,同时,也靠坝体自重在水平载面上产生的压重力来抵消由于水压力所引起的拉重力,以满足强度的要求。
其基本剖面为上游近于垂直的三角形剖面,眼垂直轴线方向常没永久伸缩缝,将坝体分成若干独立工作的坝段,坝体剖面较大。
2、重力坝的特点重力坝之所以能长久地被采用，主要是因为它具有以下几大优点：a.泄洪和施工导流比较容易解决。
重力坝的断面大,筑坝材料抗冲刷能力强,适用于在坝顶溢流和坝身设置泄水孔。
在施工期可以利用坝体或底孔导流。
枢纽布置方便一般不需要另设河岸溢洪道或洪隧洞。
在意外情况下,即使从坝顶少量过水,一般也不会招致坝体失事；b.安全可靠,结构简单,施工技术比较容易掌握。
坝体板样,立模和混凝土浇筑和振捣都比较方便,有利于机械化施工；c.安全可靠重力坝剖面尺寸大，应力较小，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强；d.对地形、地质条件适应性强任何形状的河谷都可以修建重力坝，因为坝体作用于地面上的压应力不高，所以对地质条件的要求也较低；e.枢纽泄洪问题容易解决重力坝可以做成溢流的，也可以在坝内设置泄水孔，一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑；f．结构作用明确重力坝沿坝轴线用横缝分成若干段，各坝段独立工作，结构作用明确，应力分析和稳定计算都比较简单。
但是，重力坝也有下面一些缺点：a．坝体剖面尺寸大，水泥用量多；b．坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；c．坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利。
d．坝体体积大，施工期混凝土的温度应力和收缩应力较大，在施工期对混凝土温度控制的要求较高。
第三章_土石坝及堤防讲解
第三章_⼟⽯坝及堤防讲解第三章⼟⽯坝与堤防教学要求：掌握⼟坝的⼯作原理、⼯作特点和分类；掌握作⽤在⼟坝坝顶⾼程计算⽅法和⼟坝的剖⾯拟定的⽅法；掌握⼟坝渗流计算的⽔⼒学⽅法和稳定分析的基本⽅法；掌握⼟坝地基的处理⽅法；熟悉⼟坝⼟料选⽤和施⼯要求、⼟坝排⽔设施构造和坝基处理⽅法。
第⼀节概述⼟⽯坝是指由⼟料、⽯料或⼟⽯混合料，采⽤抛填、碾压等⽅法堆筑成的挡⽔坝。
堤坊是沿河岸构筑的护岸建筑物，⼤多数采⽤⼟⽯坝的结构形式，在许多⽅⾯⼟⽯坝与堤坊都存在共性。
由于结构简单、施⼯⽅便、可就地取材和投资低等特点，因⽽⼟⽯坝是应⽤最为⼴泛和发展最快的⼀种坝型，也是历史最为悠久的坝型。
⼀、⼟⽯坝的⼯作原理⼟⽯坝是⼟⽯材料的堆筑物，主要利⽤⼟⽯颗粒之间的摩擦、粘聚特性和密实性来维持⾃⾝的稳定、抵御⽔压⼒和防⽌渗透破坏。
⼀般来说，⼟⽯坝为维持⾃⾝稳定需要较⼤的断⾯尺⼨，因⽽有⾜够的能⼒抵御⽔压⼒。
因此，⼟⽯坝⼯程主要⾯对两个问题：确保⾃⾝稳定和防⽌渗透破坏。
其中⾃⾝稳定包括滑坡、沉陷和冲刷问题。
1、滑坡由于⼟⽯材料为松散体，抗剪强度低，主要依靠⼟⽯颗粒之间的摩擦和粘聚⼒来维持稳定，没有⽀撑的边坡是填筑体稳定问题的关键。
所以，⼟⽯坝失稳的型式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基⼀起滑动，影响坝体的正常⼯作，甚⾄导致⼯程失事。
为确保⼟⽯填筑体的稳定，⼟⽯坝断⾯⼀般设计成梯形或复合梯形，⽽且边坡较缓，通常1:1.5～1:3.5。
此外，渗流也是影响坝体稳定的重要因素。
2、渗流⽔库蓄⽔后，⼟⽯坝迎⽔⾯与背⽔⾯之间形成⼀定的⽔位差，在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使⽔库损失⽔量，还会使背⽔⾯的⼟体颗粒流失、变形，引起管涌和流⼟等渗透破坏。
在坝体与坝基、两岸以及其他⾮⼟质建筑物的结合⾯，还会产⽣集中渗流现象。
防⽌渗流破坏的原则是“前堵后排”，在坝前（迎⽔⾯）采取防渗、防漏的⼯程措施，减少渗流量，同时要尽量排除渗⼊坝体的⽔量，降低渗流对坝体的不利影响。
水工大坝几种坝型简介
水工大坝几种坝型简介(孙国俊收录整理)1.重力坝重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。
主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。
重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。
重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
在水压力及其他外荷载作用下，主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。
重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。
据统计,在各国修建的大坝中,重力坝在各种坝型中往往占有较大的比重。
在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重,在20座高100m以上的高坝中，混凝土重力坝就有10座。
2.拱坝拱坝是一种建筑在峡谷中的拦水坝，做成水平拱形，凸边面向上游，两端紧贴着峡谷壁。
是指一种在平面上向上游弯曲，呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑，是一个空间壳体结构。
拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩。
与重力坝相比，在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。
拱圈截面上主要承受轴向反力，可充分利用筑坝材料的强度。
因此，是一种经济性和安全性都很好的坝型。
平面上呈拱形并在结构上起拱的作用的坝。
拱坝的水平剖面由曲线形拱构成，两端支承在两岸基岩上。
竖直剖面呈悬臂梁形式，底部座落在河床或两岸基岩上。
拱坝一般依靠拱的作用，即利用两端拱座的反力，同时还依靠自重维持坝体的稳定。
拱坝的结构作用可视为两个系统，即水平拱和竖直梁系统。
水荷载及温度荷载等由此二系统共同承担。
当河谷宽高比较小时，荷载大部分由水平拱系统承担；当河谷宽高比较大时，荷载大部分由梁承担。
拱坝比之重力坝可较充分地利用坝体的强度。
其体积一般较重力坝为小。
其超载能力常比其他坝型为高。
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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
六、拱坝的泄流和消能
（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）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
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
（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。
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
（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
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。
（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。
（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。
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。
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）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。
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、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。
（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。
（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
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、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。
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。
（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