细部结构

细部构造设计1 坝顶构造坝顶路面应具有2～3％的横向坡度，并设置砼排水沟(30×30cm)以排出坝顶雨水，坝顶上游的防浪墙（宽0.5m，高1.2m）要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，宜采用与坝体连成整体的钢筋砼结构，而下游侧则可设防护栏，为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即在上游侧每隔25m 设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向。

根据大坝正常运行需要，在坝顶还要设置通向坝体内部各层廊道、电站的电梯井，便于观测和维修人员快速进出。

2 分缝止水2.1 坝体分缝1、横缝：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求；2、纵缝：适应砼的浇筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设置。

一般情况下横缝为永久缝，也有临时缝，垂直坝轴线，用于将坝体分成为若干独立的坝段；纵缝为临时缝，可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种，纵缝缝面应设水平向键槽，键槽呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系统进行接缝灌浆，为了灌浆时不使浆液从峰内流出，必须在缝的四周设止浆片。

3、水平施工缝：是上、下层浇筑块之间的接合面。

浇筑块厚度一般为1.5～4.0m；在靠近基岩面附近用0.75～1.0m 的薄层浇筑，以利于散热，减少温升，防止开裂。

2.2、止水设计横缝内需设止水，止水材料有金属片、橡胶、塑料及沥青等，对于高坝应采用两道止水片，中间设沥青井，金属片止水一般采用1.0～1.6mm 后的紫铜片，第一道止水治上游面的距离应有利于改善坝体头部应力，一般为0.5～2.0m（本设计采用1.0m），每侧埋入砼的长度约为20～25cm（本设计采用25cm），在止水片的安装时要注意保证施工质量，沥青井为方形或圆形（本设计采用方形），其一侧可用预制砼块，预制块长1.0～1.5m，厚5～10cm（本设计采用1m×10cm），沥青井尺寸大致为15cm～15cm 至25cm～25cm（本设计采用20cm×20cm），井内灌注的填料由二号或三号是由沥青，水泥和石棉粒组成，井内设加热设备（通常采用电加热的方法），将钢筋埋入井中，并以绝缘体固定，从底部一直通到坝顶，在井底设置沥青排出管，以便排除老化的沥青，重填新料，管径可为15～20cm。

止水片及沥青井需伸入岩基一定深度，约30～50cm，井内填满沥青砂，止水片必须延伸到最高水位以上，沥青井需延伸到坝顶。

图5-1 止水设计1—第一道止水铜片；2—沥青井；3—第二道止水铜片；4—预制块；5—横缝6—沥青油毡；7—加热电极3 混凝土标号分区砼重力坝坝体各部分的工作条件及受力条件不同,对砼材料性能指标的要求也不同,为了满足坝体各部分的不同要求,节省水泥用量及工程费用,把安全与经济统一起来，通常将坝体砼按不同工作条件进行分区,选用不同的强度等级和性能指标,一般分为6个区,见下图（5-2）。

图5-2 坝体混凝土分区示意图Ⅱ区—上、下游水位变化区坝体表层砼，既受水位的作用也受大气影响；Ⅲ区—上、下游最低水位以下坝体表层砼；Ⅳ区—坝体基础砼；Ⅴ区—把体内部砼；Ⅵ区—抗冲刷部分的砼。

4 坝体排水坝体排水是为了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，排水管应通至纵向排水管道，其上部应通至上层廊道或坝顶（溢流面以下），以便于检修管距可采用采用3m，排水管幕距上游坝面的距离，一段要求不小于坝前水深的1/10～1/12，且不少于2m，（1/10～1/12）（51.46～52.37）=（4.29～5.23）m。

故根据规定排水管设置在距上游面5m处，以使渗透坡降控制在允许范围内。

排水管采用预制多孔混凝土管，内径可为15cm～25cm（取20cm），随着坝体混凝土的浇筑而加高。

渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道，沿积水沟或集水管经横向廊道的排水沟汇入集水井，再用水泵或自流排水排向下游，排水沟断面常用30cm×30cm，低坡3%，排水管施工时必须防止被混凝土的杂物等堵塞。

排水管与廊道的连通采用直通式，如图5-3 所示。

5 廊道系统为了满足施工运用要求，如灌浆，排水，观测，检查和交通的需要，在坝体内设置各种廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统。

5.5.1 坝基灌浆廊道帷幕灌浆需要在坝体浇灌到一定高度后进行，以便利用混凝土压重提高灌浆压力，保证灌浆质量。

本次设计基础灌浆廊道断面取3.0×3.5m，形状采用城门洞型。

廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面0.05～0.1 倍作用水头、且不小于4～5m 处设置，本次设计取5m，为满足压力灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5 倍廊道宽度，取5m。

灌浆廊道兼有排水作用，并在其上游侧设排水沟，下游侧设坝基排水孔幕，在靠近廊道最低处设置集水井，汇集从坝基和坝体的渗水，然后经由水泵抽水排至下游坝外。

5.5.2 检查及坝体排水廊道为了检查巡视和排除渗水，常在靠近坝体上游面适当高度方向每隔15～30m 设置检查和排水廊道，断面形式多采用城门洞形，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m，距上游面的距离应不少于0.05～0.07 倍水头，且不小于3m,该重力坝选取7m，上游测设排水沟。

各层廊道在左右两岸应各有一个出口，并用铅直的井使各层廊道连通。

排水廊道断面尺寸统一拟定为2m×2.5m，城门洞形。

地基处理设计天然地基，由于经受长期的地质作用，一般都有风化、节理、裂隙等缺陷，有时还有断层、破碎带和软弱夹层，所有这些都需要采取适当的处理措施，地基处理的主要任务是：（1）防渗；（2）提高基岩的强度和整体性。

1 清基开挖1.1 开挖原则地基开挖与清理的目的是使坝体坐落在稳定、坚固的地基上。

开挖深度应根据坝基应力、岩石强度及完整性，结合上部结构对地基的要求和地基加固处理的效果、工期和费用等研究确定，原则上应考虑技术加固处理后，在满足坝的强度和稳定的基础上，减少开挖。

坝高超过100m 时，可建在新鲜、微风化或弱风化下部的基岩上。

1.2 开挖设计靠近坝基面的缓倾角软弱夹层应尽可能清除。

顺河流流向的基岩面尽可能略向上倾斜，以增强坝体的抗滑稳定性，基岩面应避免有高低悬殊的突变，以避免造成坝体内应力集中。

在坝踵和坝址处可开挖齿坎以利稳定。

采用爆破开挖时应避免放大炮，以避免造成新的裂隙或是原有裂隙张开。

基岩开挖到最后0.5～1.0m，应采用受风钻钻孔，小药量爆破；遇有宜风化的页岩、粘土岩等，应留0.2～0.3m 的保护岩层，待到浇筑混凝土前再挖除。

对岸坡坝段，在平行坝轴线方向宜开挖成台阶状，但须避免尖角。

1.3 坝基清理基岩开挖后，在浇灌混凝土前，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2 坝基加固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。

采用浅孔低压灌注法灌入水泥浆，以提高基岩的弹性模量、抗渗性和强度等。

在坝踵、坝址附近灌注孔相对较密，呈梅花形布置，其他部位疏一些。

孔距排距由灌浆试验确定，一般从10～20m 开始，采用内插逐步加密的方法，最终约为3～4m，本设计取4m。

孔深5～8m，必要时还可适当加深，帷幕上游区的孔深一般为8～15m。

钻孔方向垂直于基岩面。

当存在裂隙时，为了提高灌浆效果，钻孔方向尽可能正交于主要裂隙面，但倾角不能太大。

图6-1 骨戒灌浆孔的布置3 防渗排水3.1 帷幕灌浆1、帷幕灌浆目的帷幕灌浆的目的是：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。

灌浆材料最常用的是水泥浆，有时也采用化学灌浆，化学灌浆的优点是：可灌性好，抗渗性强，但较昂贵，且污染地下水质，使用时需慎重，本次设计从经济合理以及环保角度考虑，选用水泥浆作为灌浆材料。

2、帷幕灌浆范围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，钻孔和灌浆常在坝体内特设的廊道内进行，靠近岸坡处.帷幕深入两岸的部分，原则上也应达到上述标准，并与河床部位的帷幕保持连续，形成连续的不透水的防渗墙。

当相对隔水层距地面不远时，帷幕应深入岸坡与该层相衔接。

当相对隔水层埋藏较深时，可深到原地下水位线与最高枯水位的交点B 处，如图6-2，在BC′以上设置排水，以降低水库蓄水后库岸的地下水位。

图6-2 防渗帷幕沿坝轴线的布置1—灌浆廊道；2—山坡钻进；3—坝顶钻进；4—灌浆平洞；5—排水孔；6—最高库水位； 7—原河水位；8—防渗帷幕底线；9—原地下水位线；10—蓄水后地下水位线3、帷幕灌浆设计防渗帷幕的厚度应当满足抗渗稳定要求，即帷幕的渗透坡降不能超过规定的 容许值，见表6-1。

灌浆所能到的帷幕厚度l 与灌浆孔排数有关，如图所示，当由n 排灌浆孔时，'1(1)l n c c =-+此处，1c 为灌浆孔排距，一般1(0.6~0.7)c c =；c 为孔距；'c 为单排灌浆时的帷幕厚度，'(0.7~0.8)c c =。

帷幕灌浆孔的排数，在一般情况下，高坝可设两排，中、低坝设一排，对地质条件差的地段还可适当增加。

当帷幕由n 排灌浆孔组成时，一般仅其中一排孔钻灌至设计深度，区域各排的孔深可取设计深度的1/2～1/3。

孔距一般为1.5～4.0m ，排距宜比孔距略小。

本次设计属中坝，所以帷幕设一排，孔距取3.0m 。

钻孔方向可以是铅直的，也可有一定的倾斜度，依工程地质情况而定，帷幕灌浆必须在浇灌一定后的坝体混凝土后施工。

灌浆压力一般应通过实验确定，通常在帷幕表层段不宜小于1～1.5倍坝前静水头，在孔底段不宜小于2～3倍坝前静水头，但应以不破坏岩体为原则。

3.2 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。

根据规定要求，排水孔幕与防渗帷幕下游面的距离，在坝基面处不小于2m 。

坝基的排水孔幕一般略向下游倾斜，与灌浆帷幕成10°～15°交角，此处取15°；排水孔距为2～3m ，此处取3m ；孔径约为150～200mm ，不宜过小，以防堵塞，此处取200m ；孔深一般为帷幕深度的0.4～0.6倍，高、中坝的排水孔不宜小于10m ，此处取10m ，沿坝轴线方向设置一排。

4 软弱带处理4.1 断层破碎带的危害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，还会使坝至坝体开裂。

如果破碎带与水库相同，还会使坝底的渗透压力加大，甚至产生机械或化学管涌，危及大坝安全。

4.2 断层破碎带处理措施对倾角较陡的走向近于顺河流流向的破碎带，可采用开挖回填混凝土的措施，做成混凝土塞，其高度可取断层厚度的1～1.5倍，且不小于1.0m，见图。

如破碎带延伸至坝体上、下游边界线以外，则混凝土塞也应向外延伸，延伸长度取为1.5～2.0倍混凝土塞的高度。