浆砌石拱坝的构造特点
1 浆砌石重力坝2 宽缝重力坝3 空腹重力坝4 支墩坝
—1 浆砌石重力坝【材料、构造特点】—2 宽缝重力坝—3 空腹重力坝—4 支墩坝【类型及特点、平板坝、连拱坝、大头坝】一、浆砌石重力坝浆砌石重力坝是用胶结材料和块石砌筑而成的。
特点①就地取材；水泥用量少（比混凝土重力坝节省50%左右），因而发热量低，可不采取温控措施，不设纵缝，可增加坝段宽度；③不需立模，施工干扰少；④施工技术易为群众掌握，便于组织人工进行施工。
⑤人工砌筑，施工质量难于控制；⑥砌体孔隙率较大，需另设防渗设备。
（一）浆砌石重力坝的材料（1）石料石料是坝体的主要建筑材料，它的性能和形状对砌体的 强度起主要作用。
不同的坝高和不同的砌筑部位对石料 的要求有所不同。
一般要求上坝石料为质地均匀、无裂缝、不易风化、坚 硬密实、表面清洁的新鲜岩石。
抗压强度为3×104kPa～4×104kPa。
块石最小边长不小于20～30cm，长边尺寸不得大于短 边的三倍。
浆砌石坝的上、下游表面多用条石砌筑，条 石长度一般约为高、宽的2～3倍。
（2）胶结材料常用的胶结材料有水泥砂浆、细石混凝土和混合砂浆。
1）水泥砂浆由水泥、砂和水拌和而成。
常用于砌筑条石， 砂浆强度等级有M7.5、M10等；2)细石混凝土是由水泥、砂、细石和水，按一定配合比拌和而成的。
一级配细石混凝土，石料粒径为0.5cm～2.0cm， 细石用量约为砂石总量的30%～50%；3)混合砂浆是在水泥砂浆中掺入一定比例的石灰或粘土等。
混合砂浆一般用于坝体的水上部分和次要部位。
常用的混合砂浆有水泥石灰砂浆、水泥烧粘土砂浆、水泥粘土砂浆 等。
（二）浆砌石重力坝的构造特点（1）坝体防渗设施①浆砌条石水泥砂浆勾缝防渗层②混凝土防渗层（2）溢流面的衬护为使水流顺畅下泄，避免坝面产生空蚀和冲刷，浆砌 石坝溢流面应加以衬护。
（3）坝体分缝一般不设纵缝；横缝间距一般为20~30m，且不宜大 于50m。
二、宽缝重力坝宽缝重力坝是将相邻坝段间 的横缝部分地拓宽（仅在上 游端和下游端闭合）的重力 坝。
第十章拱坝解剖
拱坝按其基本剖面形态分为单曲拱坝、双曲 拱坝两大类。单曲拱坝的垂直横剖面至少有一侧 （上游面）保持铅直，它适用于U形河谷。双曲 拱坝是坝面在垂直方向也有一定曲率，它适用于 V形河谷。
§10-2 拱坝的布置
拱坝布置的任务是结合坝址地形、地质、水 文和施工条件选择坝型，拟定坝体基本尺寸，作 为坝体应力公析的依据。然后反复修改以求得安 全可靠、经济合理的设计方案。 一、拱坝的几何尺寸
地质条件是修建拱坝的一个关键问题。河谷两 岸的基岩必须能承受由拱端传来的巨大推力，在任 何工作情况下都能保持稳定，不致危坝体的安全。 理想的地质条件是基岩比较均匀、坚固完整、有足 够的强度、透水性小而且能抵抗风化等。 实际上很难要求坝址地基完全没有节理裂隙或 局部的断层破碎带，但必须经过严格的地基处理。 三、拱坝的形式 河谷地形对拱坝的几何形状有很大的影响。区 分不同形式拱坝的主要参数是：拱弧半径、拱中心 角、拱坝厚度。 按照坝体的拱弧半径和拱中心角，通常可分为（1） 等半径式拱坝；（2）定角式拱坝；（3）变半径式 拱坝等。
uቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当拱弧中心角越小，即拱弧半径越大时，拱端推 力越趋向于垂直河岸线，对坝肩岩体稳定性越有 利，但这时拱的效应降低，而坝体要显著增厚。 考虑到这两者之间的关系，在布置拱坝时，坝顶 拱弧中心角的适用范围是75°-110°（90°130°），坝底拱弧中心角的适用范围是60°90°。拱顶中心角常常是一项控制性的指标，它 影响到整个坝体的曲率，设计时必须结合河谷具 体条件及工程布置要求来考虑。 二、拱坝的布置 （一）U形河谷的适用坝型 U形河谷的上下宽度相差不显著，一般可选用单 曲拱坝。拱坝的上游面为铅直圆筒面。由于不同
第十章 拱坝
§10-1 概 述
一、拱坝的特点 拱坝是一个凸向上游的空间壳体结构，在平面 上呈拱形。 建坝材料可用混凝土或浆砌石。 作用于坝身的上游水压力和泥沙压力等外荷载， 大部分是通过拱的作用传给两岸基岩，另一部分经 拱的底部传到坝底基岩。而坝体的稳定性主要是依 靠两岸坝端的反力作用，并不全靠坝体自重来维持 稳定，这是拱坝的一个主要工作特点。 拱坝内力以压应力为主，断面应力分布较均匀，因
简述拱坝的特点
简述拱坝的特点研究了这么久拱坝的特点，总算发现了一些门道。
首先呢，拱坝的形状就很独特。
你看啊，它就像一个弯弯的东西，像什么呢，就像一道弯弯的彩虹躺在山谷里。
它这个形状可不只是为了好看哦。
因为拱坝是依靠拱的作用，把大部分的水平荷载传到两岸的岩石上去的。
就比如说，你拿个弯弯的拱形的东西，你在上面放东西，这个东西就会把力量分散到两边去，拱坝就是这个道理，它把水压的力量往两边的山传过去。
拱坝还有一个特点，它对地质条件的要求特别高。
我一开始都不明白为什么呢？你想啊，要是两边的岩石不行，不结实，那这个拱坝把力量传到两边去了，岩石承受不了，那就坏事了。
好比你在沙子上搭这样一个拱的东西，肯定一下就塌了对吧，它非得建立在那种很牢固的岩石基础上才可以呢。
而且拱坝特别能节省材料。
咋就省材料了呢？你想象一下，要是修一个其他的坝，可能就需要堆很多很多东西来挡住水，但是拱坝呢，靠着它这个拱形的结构巧妙地把力量分散了，就不需要用那么多材料。
就好比搭积木，如果是个平面的，你得一块一块往上堆很多，但是如果搭一个拱形的结构，你用的积木就会少很多，就能把空间支撑起来。
还有啊，拱坝的稳定性特别好。
我跟你说，可能刚看的时候觉得这个弯弯的东西会不会不稳定啊，其实不是。
你要是从力学角度看，就是因为它把力分散了，而且它的结构形状决定了它本身就不容易被破坏。
这一点就有点像那个鸡蛋壳，你看鸡蛋壳那么薄，但你捏它的时候，它是拱形嘛，力只要分散得好，就不容易碎。
但是不好意思啊，我刚想起来，这个比喻有点不恰当的地方，水的压力是一直持续的，和捏鸡蛋壳一下还是不一样的。
可是你能看出来，这个拱形结构稳定是有它的道理的。
不过我也有疑惑的地方，拱坝在修的过程中要是遇到一点点差错，是不是就会影响很大啊？毕竟它对结构和地质要求这么严格。
我还得再研究研究这个呢。
总之，拱坝就是这么个很有趣的建筑结构，它的特点真的是和它的形状和力学原理紧密相关的。
小型重力坝设计—浆砌石重力坝
砌筑坝体的石料有块石 、粗料石和细料石 。砌体所用石料必须质地坚硬、 新鲜、洁净、完整、不易风化。
二 、浆砌石重力坝的构造特点
由于筑坝材料及施工工艺不同， 浆砌石重力坝在构造上具有自身的特 点。
二 、浆砌石重力坝的构造特点
1.坝体防渗 通常采用的坝体防渗设施有三种。
（1）浆砌石、水泥砂浆勾缝；
（2）混凝土防渗层； （3）钢丝网水泥喷浆护面。
二 、浆砌石重力坝的构造特点
2.坝体分缝
由于浆砌石坝水泥用量少 ，水化热低 ，加之施工时又是分层砌筑 ，所以一 般不需要设纵向施工缝 。横缝间距也可增大 ，一般为20~30m ，但不宜超过
50m。
二 、浆砌石重力坝的构造特点
2.溢流坝面的衬护
当过坝流速较大时 ，溢流坝面可用 混凝土衬护 ， 厚0.6~ 1.5m 。衬护内需 配置温度钢筋 ，并用插筋将混凝土衬护 与砌体锚固在一起 。沿坝轴线方向每隔 10~20m做一条伸缩缝。
朱庄水库
02
浆砌石重力坝优缺点
浆砌石重力坝的优缺点
与混凝土重力坝相比 ，浆砌石重力坝具有以下优点： （1）就地取材、节省水泥；
（2）水化热低、不需要另设温控措施； （3）节省模板 ，施工干扰小；
（4）施工技术简单。
浆砌石重力坝的优缺点
浆砌石重力坝的缺点有： （1）人工砌筑，砌体质量不易均匀； （2）石料的休整和砌筑难以机械化 ， 需要大量劳
动力 ，工期长；
（3）砌体本身防渗性能差 ， 需另设防渗设备。
03
浆砌石重力坝的构造特点
一 、浆砌石重力坝的材料
浆砌石重力坝的材料主要有胶结材料和石料。 常见的胶结材料有水泥砂浆和小石子砂浆 。 水泥砂浆： 由水泥、砂和水按一定比例拌制而成。 小石子砂浆： 由水泥、砂、小石子和水按照一定比例拌制而成。
浆砌石工程施工特点(3篇)
第1篇一、概述浆砌石工程是指采用浆砌技术将石块或石片通过水泥浆浆砌而成的工程。
浆砌石工程在我国建筑行业中具有广泛的应用，如公路、铁路、桥梁、隧道、水利等工程。
浆砌石工程施工具有以下特点：二、施工特点1. 施工速度快浆砌石工程施工速度快，这是由于其施工工艺简单、施工设备轻便、施工人员易于培训等优点。
在施工过程中，只需将石块或石片摆放在模板上，通过振动和压力使石块或石片与水泥浆浆砌牢固即可。
与传统的人工砌筑相比，浆砌石工程施工速度可提高数倍。
2. 施工质量高浆砌石工程施工质量高，主要表现在以下几个方面：（1）浆砌石墙体整体性强：通过浆砌技术，使石块或石片之间紧密结合，形成整体结构，具有较高的抗弯、抗剪、抗压性能。
（2）浆砌石墙体表面平整：在施工过程中，采用振动和压力使石块或石片与水泥浆浆砌牢固，确保墙体表面平整。
（3）浆砌石墙体裂缝少：由于浆砌石墙体整体性强，裂缝现象较少，有利于提高工程的使用寿命。
3. 施工适应性强浆砌石工程施工适应性强，适用于各种地质条件。
在山区、丘陵、平原等不同地形地貌条件下，浆砌石工程均可顺利施工。
此外，浆砌石工程还可应用于地下工程、水下工程等特殊环境。
4. 施工成本低浆砌石工程施工成本低，主要体现在以下几个方面：（1）材料成本低：石块或石片在自然界中广泛分布，易于获取，且价格相对较低。
（2）施工设备简单：浆砌石工程施工设备轻便，投资较少。
（3）施工人员要求不高：浆砌石工程施工技术简单，易于培训，对施工人员的要求不高。
5. 施工环境友好浆砌石工程施工环境友好，主要体现在以下几个方面：（1）减少噪音：浆砌石工程施工过程中，噪音较小，有利于周边环境的安宁。
（2）减少粉尘：浆砌石工程施工过程中，粉尘排放量较少，有利于改善施工环境。
（3）减少污染：浆砌石工程施工过程中，采用水泥浆浆砌，有利于减少对环境的污染。
6. 施工工艺简单浆砌石工程施工工艺简单，主要包括以下步骤：（1）施工准备：确定施工方案，准备石块或石片、水泥浆、模板等材料。
文献综述.浆砌石坝特性
浅谈浆砌石坝的特性及发展方向[摘要]：浆砌石坝使用范围比较广，中小型工程中，凡事石料丰富能建混凝土坝的地方一般都能建造同类型的浆砌石坝。
在发展中国家，尤其是中国浆砌石坝发展很快。
浆砌石重力坝在工用上拥有混凝土重力坝的一些优点，同时可以就地取材，节约钢材和水泥，在当前中国具有较好的发展前景。
本文将对浆砌石重力坝[关键词]：浆砌石重力坝构造特点设计特点施工工艺发展方向一、浆砌石坝的历史回顾和背景介绍浆砌石大坝的历史悠久，数量较多，是重要的坝型之一。
中国、印度、西班牙用石块修堤筑坝历史悠久。
公元16世纪西班牙用灰浆、石料修建了阿尔曼察坝。
1982年印度修建了世界最高的斯里赛勒姆浆砌石重力坝,坝高144m。
中国山区面积广大,石料丰富，早在2000多年以前就利用石块修建水利工程。
1927年在福建修建了上里浆砌石拱坝。
1932年在四川嘉陵江支流龙溪河修建了浆砌条石溢流拱坝。
1949年以来，我国修建了很多浆砌石重力坝，如河北省朱庄水库重力坝，坝高95m。
1971年建成的河南群英坝，是世界最高的浆砌石重力拱坝，坝高100.5m。
在20世纪60年代以前各国以兴建浆砌石重力坝为主。
60年代以后中国轻型浆砌石坝发展很快。
70年代开始，在中小型水利工程中，轻型浆砌石坝在数量上逐渐趋于主导地位。
轻型坝以拱坝为主，支墩坝和混合坝为辅，并且创造了硬壳坝和框格填碴坝等形式。
我国是世界上建造浆砌石大坝最多的国家，据统计，坝高在15m以上的浆砌石大坝有2000多座。
多建于改革开放前的中、小型大坝。
在发展中国家，尤其是中国浆砌石坝发展很快。
但由于浆砌石坝施工机械化较困难，在发达国家中较少采用。
二、浆砌石重力坝于混凝土重力坝对比与混凝土总理坝相比，浆砌石重力坝具有以下一些优点：就地取材，节省水泥；由于水泥用量少，水化热温升低，因而不需要采取温控措施；也不需要设纵缝；节省模板，减少脚手架，因而木材用量较少，减少了施工干扰；施工技术易于掌握，施工安排比较灵活可以分期施工，分期受益，在缺少施工机械的情况下，可用人工砌筑。
阐述浆砌石拱坝材料选择及施工要点
阐述浆砌石拱坝材料选择及施工要点1浆砌石拱坝的发展优势浆砌石拱坝在国内拱坝建设中修建的最多，所占的比重也很大，据统计已建和在建的拱坝中约有90%为浆砌石拱坝。
浆砌石拱坝能够快速发展，具有如下混凝土拱坝不叫代替的优势。
（1）山区石材多十少，便于就地取材，节省钏材、木材利水泥等三材：（2）工程量比同样高度的混凝土重力坝约小40%左右；坝顶以以溢流；和混凝土拱坝一样，使枢纽布置紧凑，施工导流和度汛较易解决；（3）施工技术便于群众掌握，建坝劳动力容易解决，施工成本较低；散热条件好、温度控制可适当放宽。
2材料选择2.1石材选择砌坝石料必须选用坚硬、新鲜、完整的岩石进行开采，成品料不得有夹层、裂纹、风化壳、山皮及软弱面。
砌坝石料分为条石I、条石II两种规格。
条石I用于坝块分缝及坝块内预留坑、洞的隔墙部位，其厚度统一为30厘米，宽度为30-40厘米，长度为40-60厘米，要求六面楔破而成，大体方正，不得有尖角薄边；条石II用于坝体下游面护坡部位，其尺寸为30×50×（30-40）厘米，外露面（30×50厘米）不要求加工錾路，但必须方正平整，尺寸误差为±1厘米，表面凸凹程度不大于1厘米，其他各面楔破而成，大体平整。
砌坝块石，用于坝体腹石填筑部位。
其外形要求大体周正，无尖角薄边，具有大致平整的上、下面，厚度不小于20厘米，块重以30-150公斤为宜。
小于上述规定的块石，可用于填缝，但使用量不得超过该砌体处砌体量的10%。
2.2胶结材料选择砌坝所用胶结材料有水泥砂浆和二级配砼。
水泥砂浆用于条石砌筑和外露面勾缝；二级配砼用于坝体腹石填筑，二者不得混用和相互替代。
胶结材料的配合比，应由有资质的试验单位提供，施工单位在采用试验单位提供的配合比前，必须做好现场拌合试验，并在使用过程中，根据所用骨料的吸水率、含水率、超逊径及细度模数的变化情况进行必要的调整。
胶结材料中所有的原材料（水泥、外加剂及掺合料）的质量，除生产单位或厂家应出具自检合格证明外，施工单位必须按有关规定分批进行抽检；现场没有手段进行实验的，应送到有资质的试验单位去检测。
浆砌石拱坝地基处理技术在水利工程施工中的应用
浆砌石拱坝地基处理技术在水利工程施工中的应用1、砌石拱坝的概念及特点砌石坝又名烤工坝，它是由一定规格的石料经浆砌或干砌而成的一种挡水建筑物。
在平面上呈拱型，起到拱的传力作用的砌石坝，即为砌石拱坝；浆砌的砌石拱坝，即为浆砌石拱坝。
从20世纪70年代起，我国拱坝建设迈入了全新的发展阶段，中小型砌石拱坝得到了迅速发展，截至80年代末，世界范围内共兴建高度15m以上的拱坝达1592座，其中我国753座，占总数47.3 %；截至2000年年底，我国坝高15m以上的砌石坝共有2683座，其中砌石拱坝为1538座，占总数的57.3%。
这些砌石拱坝工程在当地的国民经济发展中发挥了巨大的作用。
拱坝是坝体向上游凸出，在平面上呈拱形，拱端支承于两岸上的混凝土或浆砌石的整体结构。
作用于砌石拱坝上的荷载，大部分都由其坝体拱的作用传递到两岸坝肩岩体上，小部分则通过竖向悬臂梁的作用传至坝基。
拱坝的自身调节能力非常强，即使在局部受力过大时，也能自行调整，只要坝肩稳定可靠，就不致影响其整体的安全性。
拱坝的稳定性不像重力坝那样主要依靠自重来维持，而是主要依靠两岸坝肩岩体的反作用力来维持。
一般来说，拱的作用越强，坝体的厚度就越能减小，坝体体积也就越小。
大坝采用现代技术理论进行设计和施工的历史约近150年，在这段时期内，实践证明拱坝是各种挡水坝中最为安全的一种砌石拱坝除了它的安全性、经济性外，还存在着因地制宜、就地取材、施工简易，初期工程量小、便于改善劳动条件，便于导流和度汛等诸多特点。
综上所述，砌石拱坝是一种工作条件好，超载能力极强的坝体结构形式，其抗震性能好、具有可靠的抵御意外洪水及涌浪翻坝的能力，而且垮坝事故率低、耐久性能好，其综合安全性和经济性都非常的优越。
2、浆砌石拱坝地基处理技术2.1平面布置在拱坝平面布置中，坝顶中心角的选择直接影响到坝身应力的分布和两坝肩的稳定，根据《浆砌石坝设计规范》规定：浆砌石拱坝顶部拱圈最大中心角以80度一110度为宜。
拱坝
一、拱坝的特点及类型 拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面 上呈凸向上游的拱形，拱冠剖面呈竖直的或 向上游弯曲。坝体结构是由水平的拱圈和竖 向的悬臂梁共同组成。拱坝所承受的水平荷 载一部分通过水平拱的作用传给两岸的基岩， 另一部分通过竖向的悬臂梁的作用传到坝底 基岩，如图4-1所示。
图4-1 拱坝平面及剖面示意图
（2）按拱坝曲率分类可分类：
形）。
湖南东江拱坝
四川二滩拱坝
凤滩拱坝
普定碾压混凝土拱坝
拱坝是一个整体的空间壳体结构，坝体 轻韧而富有弹性。当基础及坝肩岩体稳定时， 其抗震能力较强。
（4）荷载特点: 对于拱坝，温度荷载是
主要荷载之一。拱坝周边固接于基岩上，温 度变化及地基变形等对坝体应力有显著影响。 据实测资料分析表明，由温度变化引起的径 向位移，约占总位移的1/3～2/3。
（5）坝身泄流及施工较为复杂
（2）空间整体作用的特点:
拱坝四周嵌固于基岩，属于高次超静 定结构，当发生超载或产生局部裂缝时， 坝体拱梁作用自行调整，坝体的应力将 重新分配，原来低应力区的应力增大， 高应力不再增长，裂缝停止发展甚至闭 合。根据国内外拱坝结构模型实验成果 表明，拱坝的超载能力可达到设计荷载 的5～11倍。
（3）拱坝具有较高的抗震能力:
拱坝坝身较为单薄，坝身溢流可能引 起坝身及闸门振动，致使材料疲劳；坝 身下泄水流具有向心集中作用，挑距不 远，易于造成对河床及河岸冲刷；坝身 开设泄水孔会破坏拱坝作用并使孔口周 边应力复杂。
2．拱坝的类型
（1）按拱坝的厚高比分类：
拱坝的厚高比(TB/H）小于0.2为薄拱坝； 厚高比在0.2～0.35之间的为中厚拱坝。 厚高比大于0.35的为厚拱坝；
拱坝的工作原理及特点
拱坝的工作原理及特点
拱坝是一种在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，它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，拱坝在水压力作用下的稳定不需要依靠本身的重量来维持，而是主要利用拱端基岩的反作用来支承。
拱坝的特点包括：
1. 稳定性好：由于其结构特点，拱坝在受到水压时能够保持稳定，不容易发生变形或倒塌。
2. 抗震性能好：拱坝的结构可以有效地分散地震能量，使其具有良好的抗震性能。
3. 适应性强：根据河谷的形状和地质条件，拱坝可以进行多种形式的设计和施工，如单曲拱、双曲拱等。
4. 对河谷形状和地质条件有要求：河谷的宽高比和断面形状会影响拱坝的设计和建设。
例如，U形河谷由于靠近底部拱的作用显著降低，大部分荷载由梁的作用来承担，因此需要较大的厚度。
总的来说，拱坝由于其独特的结构和工作原理，使其在水利建设中具有重要的应用价值。
第六章拱坝
第四章拱坝主讲：戴全厚第一节概述一、拱坝的特点及类型拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，拱冠剖面呈竖直的或向上游弯曲。
坝体结构是由水平的拱圈和竖向的悬臂梁共同组成。
拱坝所承受的水平荷载一部分通过水平拱的作用传给两岸的基岩，另一部分通过竖向的悬臂梁的作用传到坝底基岩，如图6-1所示。
图6-1 拱坝平面及剖面示意图拱坝在平面上呈拱形，可由混凝土及浆砌石筑成，其荷载主要借助拱的作用传给两岸，拱内主要是压应力，这样能充分发挥材料的抗压强度，故其断面尺寸比重力坝小。
所以，拱坝具有工程量小，投资少、工期短、见效怯等优点，在小流域治理及泥石流防治中应用广泛。
近年来，我国各地修建了不少中小型拱坝，在坝型、材料、地基处理、施工等方面积累了不少经验。
高拱坝也有了很大的发展，河南省某浆砌石拱坝，坝高达95m。
小流域节拦蓄水拱浆砌石重力拱坝金沙江拱坝小流域节拦蓄水拱金沙江拱坝浆砌石重力拱坝⏹坝体的稳定主要是依靠两岸坝肩的反力来维持。
拱坝的坝肩是指拱坝所座落的两岸岩体部分，亦称拱座。
⏹拱冠梁系指位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁，一般它位于河谷的最大深处。
1.拱坝的结构特点（1）拱作用的结构特点拱是一种主要承受轴向压力的推力结构。
拱内弯矩较小，应力分布比较均匀，这一特点能适应坝体材料（混凝土或浆砌石）抗压强度高的特性，使材料的强度得到充分的发挥。
对于同一坝址，坝高相同时，拱坝的体积比重力坝可节省1/3～2/3。
双曲砌石拱坝（2）空间整体作用的特点拱坝四周嵌固于基岩，属于高次超静定结构，当发生超载或产生局部裂缝时，坝体拱梁作用自行调整，坝体的应力将重新分配，原来低应力区的应力增大，高应力不再增长，裂缝停止发展甚至闭合。
根据国内外拱坝结构模型实验成果表明，拱坝的超载能力可达到设计荷载的5～11倍。
实例：意大利瓦依昂（Vajont）双曲拱坝，1961年建成，坝顶长190.5m，顶宽3.4m，底宽22.7m，最大坝高265.5m，是当时世界上最高的混凝土薄拱坝。
3.拱 坝 简 介
拱坝基本介绍
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。不重力坝相 比，在水压力作用下坝体的稳 定丌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。
拱坝的工作特点
1、拱与梁的共同作用； 2、稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地基的要求很高； 3、拱是一种推力结构，承受轴向压力，有利于发挥砼及浆砌石材料的抗压强度； 4、拱梁所承受的荷载可相互调整, 因此可以承受超载； 5、拱坝坝身可以泄水； 6 、不设永久性伸缩缝； 7、抗震性能好； 8、几何形状复杂，施工难度大。
拱坝的类型
按照厚高比
中厚拱坝: 薄拱坝:
厚高比在0.2～0.35之间 拱坝的厚高比(TB/H） 小于0.2 厚拱坝:厚高比大于0.35
拱坝的类型
按拱坝曲率分类可分类
单曲拱坝
双曲拱坝
典型拱坝
胡佛大坝（美国） 二 英古里大坝（前苏联，现在格鲁吉亚） 滩 水 电 tek
拱坝坝址地质条件
基岩均匀，坚固 完整，有足够的 强度、透水性小 而能抗风化。上 述条件丌能满足 时，需进行固结 灌浆以增加地地 基的整体性和牢 固程度。
拱坝的结构
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。
水工建筑物 第3章 拱坝
不断完善形成双曲拱坝。
◎三、常用拱坝体形及平面布置形式
双曲拱坝——V形河谷中的优越坝型：
悬臂梁剖面在距坝底1/5-1/3坝高处凸向上游，与拱坝 最大应力产生在1/3-1/2坝高处吻合
梁上部曲线形式俯向下游，减小岸边坝段向上游倒悬 度
心轨迹 在开挖后的基岩等高线图上，逐层布置各层拱圈并调整
直至坝面、坝体与基岩连接线光滑连续为止 影响拱坝布置的重要因素——水平拱圈中心角、拱圈形
式
φA
ΦA
◎一、拱坝水平拱圈中心角2φA——与拱坝σ、坝肩稳定、造价有关
• 1、中心角2φA与拱坝应力σ、坝体厚度T关系
在拱坝任一高程处取1m高水平拱圈，厚T，上游面
◎ 高等学校 水利水电工程 专业
• 第一章 绪论 • 第二章 重力坝 • 第三章 拱坝 • 第四章 支墩坝 • 第五章 土石坝 • 笫六章 河岸溢洪道 • 笫七章 水工隧洞和坝下埋管 • 第八章 水闸 • 第九章 闸门与启闭机 • 第十章 过坝建筑物 • 第十一章 取水枢纽
第三章 拱坝
.
◎.
• §1 概述 • §2拱坝布置 • §3拱坝应力分析 • §4拱坝坝肩稳定分析 • §5拱坝坝身泄流 • §6拱坝的材料与构造 • §7拱坝地基处理 • §8浆砌石拱坝
承受均匀径向水压力p，拱圈内平均应力σ
◎一、拱坝水平拱圈中心角2φA——与拱坝σ、坝肩稳定、造价有关
将拱圈视为承受外压的薄壁圆筒中的一部分， 由“圆筒公式”得到：
T pRu
Ru
R
T 2
l
sin A
T 2
T
2lp
(2 p) sinA
拱坝
1、拱坝是坝体向上游突出，平面上呈拱形，拱端支撑于两岸山体上的砼或浆砌
石整体结构。
拱坝是周边与岩基连接的高次超静定结构，坝体没有永久性的伸缩缝，地基变形和温度变化对坝体内力影响较大。
因此拱坝对地质、地形条件及坝基处理要求较高；在拱坝的设计中，应考虑地基变形及温度荷载。
2、拱坝理想的地形应是坝址河谷相对宽度较窄，两岸基岩面大致对称，岸坡平
顺无突变且坝两端下游有足够大的岩体支承，这样的地形可以充分发挥拱的作用。
拱坝要求基岩完整、坚硬，质地均匀，有足够的强度，逆水性小．耐风化，没有大断裂构造和软弱夹层等。
3、拱坝要求基岩完整、坚硬，质地均匀，有足够的强度，逆水性小．耐风化，
没有大6
4、拱坝的应力分析方法：纯拱法、拱梁分载法、有限元法、结构模型实验法。
5、拱座的稳定平分析方法：刚刚极限平衡法，有限元法、地质力学模型实验法。
6、拱坝八神泄水方式：坝顶自由溢流、滑雪道式泄流、坝面泄流、坝身孔口泄
流。
7、拱坝坝基处理：坝基开挖、固结灌浆和接触灌浆、防渗帷幕、坝基排水、断
层破碎带和软弱夹层处理。
3(1).拱坝(第一、二、三节)解析
拱坝的布置
2、拱圈半径： 由几何条件确定 3、拱厚：坝顶厚度，坝底厚度，具体见拱冠梁的尺寸
二．拱冠梁的形式和尺寸
1、剖面尺寸的拟定 坝顶高程的确定； 坝顶厚度TC按工程规模、运用和交通要求确定， 如无交通要求，一般采用3～5m； 坝底厚度TB是表征拱坝厚薄的一项控制数据。
拱坝的布置
《水工设计手册》建议的公式。
计正常温降、自重等…….
水库死水位或运行最低水位及相应尾水位时的
静水压力和设计正常温升、自重等…….
其他常遇的不利组合
拱坝的荷载组合
特殊组合：
校核洪水位及相应尾水位的静水压力和设计正常
温升、自重等…….
正常蓄水位及相应尾水位的静水压力和设计正
常温降、自重等与地震荷载。
其他稀遇的不利组合
第三节
拱坝：全径向或者半径向
布置步骤
（1）画出可利用基岩面等高线地形图。 （2）在地形图上，将顶拱轴线绘在透明纸上，尽量使拱轴线 与基岩等高线在拱端处的夹角不小于30°，并使两端夹 角大致相同。 （3）初拟拱冠梁剖面尺寸，自坝顶往下，一般选取5～10道拱 圈，绘制各层拱圈平面图。
坝肩稳定条件和工程量考虑
※从坝肩稳定考虑，过大 的中心角将使拱端内弧面 切线与岩面等高线的夹角 减小，对坝肩稳定不利。 ※中心角过大，拱圈弧长 增加，工程量增加。
2φA 2φA
结论
应力条件相同时，拱中心角愈大，拱圈厚度T愈小，
愈经济。拱圈体积最小时的中心角2φA=133°34′。 拱厚T一定时，拱中心角愈大，拱端应力条件愈好。 采用较大中心角比较有利，但选用很大的中心角将很 难满足坝肩稳定的要求，也会引起拱圈弧长增加，抵 消了一部分由减小拱厚所节省的工程量。 从有利于坝肩稳定考虑，要求拱端内弧面切线与可 利用岩面等高线的夹角不得小于30°。 一般情况下顶拱中心角采用实际可行的最大值，常 采用90°～110°；往下拱圈的中心角逐渐减小。底 拱中心角在50°～80°之间选取。
浆砌石拱坝实例
1、概述某水电站位于湖北省某县容美镇，座落在水支流芭蕉河上，是芭蕉河流域开发的第二级,坝址距某县城2.0km,坝址集水面积337.4km2，多年平均径流量4.55亿m3。
大坝采用浆砌石二心双曲拱坝，最大坝高66.0m，水库总库容2428×104m3。
大坝为3级建筑，相应的设计洪水重现期为50年，校核洪水重现期为500年。
2、浆砌石拱坝设计2.1 坝址地形、地质条件坝址位于芭蕉河下游河段腰潭峡狭谷中部，河谷两岸山体雄厚，呈不对称的“V”型，左岸岸坡约60°，在550m高程以上为高约180m的陡崖，右岸岸坡40～50°。
河床宽约30m，正常蓄水位543.5m高程河谷宽度约105m，河谷宽高比1.9：1，具有修建拱坝的地形条件。
坝址出露三迭系下统大冶组第2段（T1d3-2）灰色薄层微晶灰岩夹青灰色极薄层页岩。
岩层走向与河流方向近于正交，倾向下游，倾角55°。
坝址岩体岩性均一，薄层灰岩与极薄层页岩的互层结构，构成了水库及坝基（肩）的相对不透水岩组。
坝址地质构造裂隙为主，沿裂隙面及层面岩溶轻度发育，局部较发育，但易于处理。
坝址岩体强度较高，强性模量6～8GPa,具备修建拱坝的地质条件。
2.2 拱坝体型设计某浆砌石拱坝设计在初步设计的基础上进行优化，优化的原则及思路为：a.连续性要求：坝体上、下游坝面是连续、光滑的曲面；b.施工要求：坝体结构尽量简单，坝体悬臂梁最大倒悬度不大于0.3∶1；c.强度要求：控制施工质量、尽量提高砌体的抗压强度和抗拉强度，但坝体计算应力不超过规范控制值d.稳定要求：拱座抗滑稳定安全系数不小于现定值；e.经济性要求：在满足上述要求的基础上尽量减小坝体体积（即工程量最小）。
根据上述原则并结合坝址具体地形、地质条件，拱坝在布置和体型选择上主要着重考虑河谷不对称，左岸岸坡较陡而右岸稍缓；同时，左岸岩体受裂隙影响较右岸严重，选择和确定拱坝体型时，针对左、右岸坝肩地形和地质条件的差异，对各高程拱圈左、右两半拱的曲率半径和中心角进行调整、试算和选择，确定拱坝在平面布置上采用二心圆拱，使左、右半拱的曲率半径和中心角均适应坝址的地形、地质条件，以使坝体应力和拱座稳定均有利。
某电站双曲浆砌石拱坝水库蓄水安全鉴定非常好的
鉴定要求包括对坝体、坝基、坝肩、溢洪道、泄洪道、输水道等部位的检查和 评估，以及对坝体的稳定性、渗漏情况、抗滑稳定性、抗震性能等的评估。
鉴定过程需要按照国家相关标准和规范进行，确保鉴定结果的准确性和可靠性。
鉴定结论和意见
水库蓄水安全鉴定过程主要包括坝体稳定性、渗流稳定性、抗滑稳定性等方面的评估。 鉴定结论应包括对坝体稳定性、渗流稳定性、抗滑稳定性等方面的评估结果，以及对水 库蓄水安全的总体评价。
鉴定结果：坝体安全，符合 蓄水要求
建议：加强监测和维护，确 保坝体安全
06
蓄水安全鉴定结论
鉴定结论概述
水库蓄水安全鉴定结论：水库蓄 水安全
鉴定方法：现场检查、资料查阅、 数据分析等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
鉴定依据：国家相关法律法规和 技术标准
鉴定结果：水库蓄水安全，符合 国家相关法律法规和技术标准要 求
况
水库防洪能力分析
水库防洪能力： 水库的防洪能力 是指水库在遭遇 洪水时，能够有 效控制洪水，保 障下游地区安全 的能力。
蓄水安全鉴定结 果：根据蓄水安 全鉴定结果，水 库的防洪能力得 到了有效的提升， 能够更好地保障 下游地区的安全。
防洪措施：水库 采取了一系列防 洪措施，包括修 建防洪堤、设置 防洪闸、加强水 库管理、提高预 警能力等。
和评估
鉴定评价结果和结论
蓄水安全鉴定结 果：符合国家相 关标准和规范要 求
鉴定结论：水库 蓄水安全，可正 常蓄水
建议：加强水库 日常管理和维护， 确保蓄水安全
结论：水库蓄水 安全鉴定评价结 果为合格，可正 常蓄水
鉴定评价报告和建议
拱坝的特点
拱坝的特点：掌握拱坝的特点和适用条件。
：高次超静定结构，受力特点，理想的地形条件。
：高次超静定结构，河谷宽高比。
?复习巩固：重力坝的工作原理、体型特点、坝体结构、消能防冲方式、适用条件。
?引入新课：不同与重力坝的坝，空间形状为曲线形，稳定由拱座维持。
?讲授新课:1、拱坝在水平外荷载作用下的稳定性主要是依靠作为拱座的两岸岩体的反力，并不全靠坝体自重来维持稳定，这是拱坝的一个主要工作特点。
2、拱坝可比重力坝节省工程量1/3～2/3；另外还可减少基础开挖，缩短泄水(引水)渠道和导流洞的长度。
3、拱坝超载能力很强，其破坏时所达到的荷载可达设计荷载的7～11倍(只要拱肩有足够的稳定性)。
4、拱坝的抗震性能好。
(世界坝高100m以上的拱坝有40座建在7～8度以上的地震区)。
5、拱坝砼的标号一般高于重力坝，(百米高以上的拱坝常用200～300号砼，百米以下的拱坝常用200号砼，重力坝则用150号砼)，但每方砼增加的单价一般不会超过重力坝的10～15％。
6、近年来，拱坝坝顶或表孔大流量泄洪已趋普遍，单宽流量已超过200m3/s。
7、温度荷载应列为拱坝的主要荷载，扬压力对坝体应力的影响则小，对薄拱坝可忽略之。
但在计算拱肩稳定时，则应考虑扬压力。
因此拱坝应力计算中三个最主要的荷载为：水平水(砂)压力、温度荷载、自重。
(一)地形条件1、理想的地形条件：河谷断面狭窄对称，山体雄厚，坝址上游较为宽阔，顺河流方向河谷逐渐变窄，呈“漏斗”状。
2、地形条件指标——河谷宽高比Ｌ/Ｈ<2.0时，薄拱坝Ｌ/Ｈ＝2.0～3.0时，中厚拱坝Ｌ/Ｈ>3.0时，厚拱坝虽然目前已认为L/H=5～7左右，拱坝仍可能有较好的经济性。
但到1990年为止，国外高于120米已建的拱坝中，L/H＞5的仅3座，L/H＞3的仅21座，说明拱坝(特别是高拱坝)应选在河谷狭窄处，中低拱坝的应力较小，L/H可放宽一些。
３、Ｕ形河谷与Ｖ形河谷的区别Ｕ形河谷大部分荷载由梁承担，坝体较厚。
《浆砌石拱坝》课件
加强国内外学术交流与合作，共同推动浆砌石拱坝技术的进步和发展 。
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国际典型案例介绍
巴西的Salto Jacareí坝
Salto Jacareí坝是巴西著名的浆砌石拱坝之一，其设计独特，结构稳定，为巴西 的水电发展做出了重要贡献。
美国的Glen Canyon大坝
Glen Canyon大坝位于美国亚利桑那州，是世界上最高的浆砌石拱坝之一，其建 设过程中克服了自然环境和技术难题的挑战。
环境影响与可持续发展
在案例分析中，还应关注浆砌石拱坝对环境的影响，以及如何实现工程的可持续发展。例如，可以通过 优化设计、采用环保材料和施工方法等措施，减少工程对环境的影响，同时实现工程的经济、社会和环 境效益的统一。
CHAPTER
06
未来浆砌石拱坝的发展趋势与 挑战
技术创新与突破
自动化与智能化技术
随着材料科学和施工技术的进步 ，浆砌石拱坝在设计和施工方面 得到了不断改进和完善。
应用场景与优势
应用场景
浆砌石拱坝主要适用于 山区河流的水利工程， 具有较好的适应性和经
济性。
地域适应性广
浆砌石拱坝适用于不同 地形、地质和水文条件
的地区。
投资成本低
相对于其他类型的坝体 ，浆砌石拱坝的造价较
低。
环境友好
石材的开采和利用对环 境的影响较小，符合可
持续发展的要求。
CHAPTER
02
浆砌石拱坝的设计与建造
设计理念与原则
生态友好
经济合理
浆砌石拱坝的设计应尽量减少对周边 生态环境的破坏，采取生态友好的设 计方案，如合理利用水资源、减少土 地占用等。
在满足功能和安全的前提下，设计应 注重经济合理性，控制工程投资，提 高经济效益。
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(4)浆砌石拱坝泄洪布置和泄洪方式的选择,应根据工程的特点确定, 当由坝体泄洪时,宜优先考虑表孔泄洪,应重视浆砌石拱坝的溢流消 能和防冲问题.水力设计应按照<<混凝土拱坝设计规范>>有关规定 执行，2级建筑物的拱坝溢流布置,应经水工模型试验验证
(5)设计时应尽量满足拱坝连续性要求：使坝体上、下游坝面 形成连续、光滑的曲面；满足施工要求：使坝体结构尽量简单， 坝体悬臂梁最大倒悬度不大于0.3∶1；满足强度要求：控制施 工质量、尽量提高砌体的抗压强度和抗拉强度，但坝体计算应 力不超过规范控制值；满足稳定要求：拱座抗滑稳定安全系数 不小于规定值；满足经济性要求：在满足上述要求的基础上尽 量减小坝体体积（即工程量最小）。
(三)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 气温的季节，可分段浇筑， 到气温接近或略低于年平均气温时封拱，分段长度约为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。
浆砌石拱坝的构造特点
(一）坝体 坝体材料和防渗设施基本上同于砌石重力坝．但砌石 拱坝对砌体强度的要求较高。采用的砂浆标号一般为 M7.5～M15号，绝大多数用M10号，整个坝体都用同一 标号。砌石拱坝的水泥用量一般为每砌体为l00～ 150kg左右。 工程实践表明，在坝体上、下游面、坝端接头及靠近 地基等部位，适当用一部分混凝土，对保证工程质量 是有利的。
浆砌石拱坝的工作特点
(1)在坝体造型方面 砌石拱坝的倒悬度一般不大于1／l0～1／l5。适当加 大砌石拱坝的坝顶厚度，一方面可以防止坝顶产生裂 缝，有利于坝体稳定；另一方面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
砌石拱坝由砌石和混凝土防渗体两部分组成，砌石本 身砌缝存在，坝体实际上具有非均一和各向异性的力 学性质。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。目前采用的应力计 算方法，一种是假定坝体为各向同性均质体，采用与 混凝土拱坝一样的计算方法；二是为了在一定程度上 能反映坝体的非均质和各向异性，对砌体和混凝土防 渗体分别采用不同的弹性模量来模拟。
浆砌石拱坝设计注意事项
(1)浆砌石拱坝宜选河谷地形狭,窄坝肩地质,条件好的坝址其 布置应根据坝址地形,地质,水文等自然条件以及枢纽的综合 利用要求统筹考虑。
(2)拱坝坝轴线位置的选择, 优先考虑拱座稳定,并经多方案比 较确定
(3)浆砌石拱坝体形的选择,应根据坝址地形,地质条件,泄洪方式, 施工条件等合理选定.浆砌石拱坝顶部拱圈最大中心角以80°100°为宜.在河谷较宽的坝址,宜选用非圆弧形拱圈.浆砌石拱坝 悬臂梁的倒悬度不宜大于0.3:1.
(二)溢流面 砌石拱坝大多采用坝顶溢流。溢流面的衬护大致有下列三
种： (1)混凝土或钢筋混凝士溢流面。在砌石表面浇一层混凝土或 钢筋混凝士，混凝土层厚度一般不小于0.6～1．0m。 (2)混凝土与粗料石溢流面。为节约水泥与钢材，有些砌石拱 坝只在溢流面曲线段及挑流鼻坎处用钢筋混凝土浇筑，而在直 线段则用粗料石砌筑，但要求胶结材料的标号较高。 （3）粗料石溢流面。对于单宽流量较小的工程，溢流面可用 粗料石丁砌，要求石料质地坚硬，表面加工平整。
浆砌石拱坝建坝实例
浆砌石拱坝的发展优势
浆砌石拱坝在国内拱坝建设中修建的最多，所占的比重也很 大，据统计已建和在建的拱坝中约有90％为浆砌石拱坝。浆 砌石拱坝能够快速发展，具有如下混凝土拱坝不可代替的优 势。 (1)山区石材多土少，便于就地取材，节省钢材、木材和水 泥等三材； (2)工程量比同样高度的混凝土重力坝约小40％左右；坝顶 以以溢流；和混凝土拱坝一样，使枢纽布置紧凑，施工导流 和度汛较易解决； (3)施工技术便于群众掌握，建坝劳动力容易解决，施工成 本较低；散热条件好、温度控制可适当放宽。
（3)在应力控制指标方面 根据我国《浆砌石坝设计规范规定：抗压强度安全 系数，对基本荷载组合取3.5；特殊荷载组合取3.0， 均比《混凝土拱坝设计规范》规定的相应值小0.5。 容许拉应力取决于所用石料和胶结材料的标号，其 值接近砌石体的极限抗拉强度，如胶结材料标强度 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。总之，与混凝土拱坝相比较，砌 石拱坝的容许应力增大，安全系数相应减小