水工建筑物课件：第四章 拱坝(1)

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碾压砼拱坝
1988年南非建成了世界第一座碾压砼（RCC）拱坝—克 耐尔浦特坝（H=50m）。
1993年我国建成了国内第一座碾压砼普定拱坝(H=75m)，
3.对于应力控制指标
《浆砌石坝设计规范》（SL25–91）规定：
抗压K：基本K=3.5；特殊K=3.0.
【б拉】取决于石料和胶结材料的标号，其值接
近砌石体的极限抗拉强度，如：胶结材料强度等级为
10MPa的粗料石、块石砌体，拱冠梁底的容许拉应力
为1.2MPa。
二、浆砌石拱坝的构造特点
1.坝体
对砌体强度的要求较高。砂浆标号为M7.5~M15，绝大 多数用M10，整个坝体都用同一标号。水泥用量为每m3砌体 100~150kg。图4–70是我国两座浆砌石拱坝的剖面图。 2.溢流面
待蓄水后根据坝基的渗漏情况决定是否再行延伸。
■灌浆压力：由灌浆试验确定，在保证不破
坏岩体的条件下取较大值，在顶部段≮1.5h、底部
≮（2～3）h(坝前静水头)。
4.坝基排水 主排水孔:1道，间距3m左右，孔径≮15cm； 辅助排水孔: 1～2道，间距3~6m，孔径≮15cm。 排水孔与防渗帷幕下游侧的距离：≮帷幕孔中心距的
1~2倍，且≮2~4m。
主排水孔深：两岸坝肩为帷幕孔深的（0.4～0.75）倍， 河床段孔深≯帷幕孔深的0.6倍，但≮固结灌浆孔的深度。
对高坝、两岸较陡、地质条件较复杂的中坝，宜在两
岸设多层排水平洞，加钻排水孔，组成空间排水孔洞系统。 5.断层破碎带或软弱夹层的处理 同重力坝
图4–68 拱坝基岩帷幕灌浆与排水孔布置（高程：m） （a）坝体剖面；（b）坝肩（基岸）剖视
3.防渗帷幕 ■孔深
伸入相对隔水层以下3～5m；
若相对隔水层埋藏较深，孔深＝（0.3～0.7） h(水头)； 对地质条件特别复杂的地段，经论证孔深可 达1倍水头以上。 ■孔距：逐步加密，开始6m，最终1.5～3m， ■排距：略小于孔距。
■排数：一般用l～3排。
■范围：两岸帷幕原则上应延伸至
正常蓄水位与相对隔水层相交处， 或与蓄水前的天然地下水位线相交处。 如按此原则帷幕需延伸很远时，可在不影响坝肩 岩体稳定的前提下，暂向岸坡延伸20~50m或更远，
1000m以上。
■1963.10.9.【意】瓦依昂拱
坝库区发生山体大滑坡，滑动范围 L=1.8km、B=1.6km，V=2.7亿m3； 山坡体突然滑动诱发地震，远在维也纳和布鲁塞 尔都测到了地震信号，激起水库涌浪高过坝顶 260m，水浪漫坝和强烈气流，冲毁下游河谷中的 建筑物，导致拱坝和电站报废，2600人丧生。 ■龙羊峡坝肩边坡、漫湾水电站左岸边坡、 天生桥二级水电站厂房边坡也发生过大小不同的滑 坡事故。
6.高边坡处理 ●天然高边坡：工程之前就存在、未受人类
活动扰动的高边坡。
●工程高边坡：工程施工开挖形成的高边坡， 如：坝肩边坡、水工地下洞室进出口边坡、地面电 站厂房边坡、溢洪道边坡、船闸边坡以及引水渠道、 道路边坡等。李家峡工程的左、右岸坝肩边坡高达 220m，在建的小湾、拉西瓦、溪洛度及锦屏等工 程边坡高达200～300m，天然边坡甚至高达
以下措施：
（1）当气温接近年最高温度时，停止砌筑；
在气温超过年平均气温时，可分段浇筑，到气温接近
或略低于年平均气温时封拱，分段长20m左右；在气 温低于年平均气温时，施工不分缝。 （2）坝体全年施工，砌筑时坝体分缝，在气 温等于或略低于年平均气温时封拱。
图4–70 浆砌石拱坝拱冠梁剖面（单位：m） （a）福建省南溪拱坝,坝高67.3m；（b）广西省板峡拱坝，坝高60.3m 1–φ15cm排水管，间距5m；2–M10号水泥砂浆砌粗料石；3–C10细骨料砼砌粗料 石；4–M15号水泥砂浆深勾缝6cm；5–C15号砼垫层，厚50cm； 6–M10号水泥砂浆砌粗料石并勾缝；7–C20号砼防渗层； 8–C15号细骨料砼砌块石； 9–C20号砼；10–C15号砼护面；11–C15号埋石砼；12–砂卵石
坝顶溢流衬护有：
（1）砼或钢筋砼溢流面，砼层厚度≮ 0.6~1.0m。 （2）砼与粗料石溢流面，在溢流面曲线段及挑流鼻坎处
用钢筋砼浇筑，在直线段用粗料石砌筑，但要求胶结材料的标
号较高。 （3）粗料石溢流面，对于q较小的工程。
3.砌体分缝 早期建造的砌石拱坝大都不设收缩缝，但有些 坝产生了不同程度的裂缝。为防止坝体开裂，可采用
▲边坡失稳：有滑动（多发）、
崩塌、倾倒、溃屈、断裂、流动以及
各种复合等型式。
▲防范：
●做好勘察工作:对坝址的地形地貌、区域地 质构造、地震地质环境、地层岩性、汇水域、地表、 地下水文网络及水文动力参数等都应查清，这是防治 边坡的基础；
●防水：地下水对坡体作用有渗流压力，高位
地表水下渗将加大坡体的渗流，水下坡体受有水的浮
增加坡体抗滑力；削坡减载，减少坡体下滑力；预应力锚索、
锚杆加固，或进行固结灌浆，以增强岩体的整体性；置换软弱 带或设抗滑键，提高抗剪能力；坡脚压载护坡，以提高坡前缘
的局部稳定等。
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浆砌石拱坝
一、工作特点 浆砌石拱坝在全国已建中、小型的拱坝中，约
占90%。
①山区石多土少，就地取材，节省三材；
②工程量比同高的重力坝约小40%；
③坝顶可以溢流；
④施工导流和度汛较易解决；
⑤施工技术便于群众掌握。
特点：
1.在坝体造型方面
砌石拱坝的倒悬度≯1/10～1/5。适当加大Tc，
可以防止坝顶产生裂缝，有利于坝体稳定；在宽浅 河谷修建砌石拱坝，加大顶拱厚度，可增加水平拱 的刚度，有利于改善坝体应力。 2.在受力状态方面 坝体应力分布呈非线性关系，砌缝对坝体的变 形和应力有着不可忽视的影响。
力，水渗入岩层能降低岩体层面抗剪强度以及水流的
冲刷作用等；
●施工：开挖要自上而下分层进行，避免二次削坡，采 用预裂爆破或光面爆破，在设有锚索、锚杆或砼支护的高边坡， 每层开挖后宜立即锚喷，坡顶设排水沟等；在地震区要按地震 级别做好设防；对高地应力地区，以不扰动或少扰动高地应力
地层为宜；
●监测：及时了解边坡体在施工过程和运行中性状的变 化，对边坡安全评估的重要依据，也是检验设计、计算是否正 确的最有效途径。 ●加固：用截、堵、排水措施降低地下水位；设抗滑桩，