第3章挡水建筑物
挡水坝设计
温泉水库枢纽——挡水坝初步设计（2-13）
第一章 基本资料
列。
代表性水文年 年径流量(m3)
表 1-1 代表性水文年的年径流量
丰水年（P=25%）
平水年（P=50%）
91.4104
55.1104
枯水年（P=75%） 30.5104
（2）洪水 历史资料说明，洪水多发生在 7~8 月，洪水过程多为单峰型，一次洪水历时
22.25
22.8
20.6
1×10-3 1.12×10-2 水上 35°
水上 28° 水下 32°
3.7×10-7
4
温泉水库枢纽——挡水坝初步设计（2-13）
1.5 其他资料
第一章 基本资料
（1）外来材料 工程使用的主材——水泥、钢材等，均可市购。其他生活、生产资料，均可
由当地采购。 （2）交通 工程场区位于白家疃村南 1.0km，距温（泉）颐（和园）干线公路 1.5km，
附录 设计指导书............................................... 26
0
温泉水库枢纽——挡水坝初步设计（2-13）
第一章 基本资料
第一章 基本资料
1.1 枢纽任务
本工程以形成环境景观水库为主，工程建成后，可以形成 60000~70000m2 面积的水域，蓄水 30 万 m3，可以在一定程度上减少流域内的水土流失，减轻山 洪对下游村镇、交通线路的危害，进一步改善和美化环境，调节小气候，改善周 边植物生长条件。同时为农业灌溉和生活用水提供补充水源。
坝址区呈“U”形河谷，谷底宽约 35m，高程 84.50m。上部（高程 100m 处） 宽约 120m，主河道由南向北流经库区后，改向为由南东向北西方向穿过坝址。 谷底沉积有深达 19.60m 的第四系沉积层。左坝头亦为山前冲积——洪积阶地沉 积物。右坝头为古生代二叠纪板岩，其产状为倾向南，倾角 50。未发现较大规 模断裂构造。
水工建筑物第三版pdf
水工建筑物第三版一、水工建筑物概述水工建筑物是用于水利工程中的各类构筑物的总称，其主要功能是调控和利用水资源，以满足人们生产和生活需要。
水工建筑物广泛应用于防洪、灌溉、发电、供水、航运、养殖等众多领域。
二、挡水建筑物挡水建筑物是用来拦截水流、保持水库或渠道的水位和水量、防止洪水泛滥的构筑物。
常见的挡水建筑物有重力坝、拱坝、土坝等。
三、泄水建筑物泄水建筑物主要用于排放多余的水量，以保持水位在合理范围内。
常见的泄水建筑物有溢洪道、闸门等。
四、输水建筑物输水建筑物用于输送水资源，包括渠道、管道等。
其设计需考虑水流条件、地形地貌、材料选择等因素。
五、农田水利工程建筑物农田水利工程建筑物主要用于灌溉和排水，如灌溉渠道、排水沟、泵站等。
这些建筑物对于保障农业生产和粮食安全具有重要意义。
六、发电水利工程建筑物发电水利工程建筑物主要包括水电站、水轮机等，利用水流能量转化为电能，为经济发展提供动力。
七、水工建筑物设计与施工水工建筑物的设计需考虑多种因素，如载荷、地质条件、气候条件等，其施工过程需要严格的质量控制和安全管理。
同时，新的设计和施工技术也在不断涌现和应用。
八、水工建筑物管理水工建筑物的管理涉及日常维护、检修、安全监测等方面，以确保其正常运行和延长使用寿命。
同时，还需要加强对于水工建筑物的科学研究和技术创新，以提高其安全性和经济性。
九、水工建筑物安全与经济分析水工建筑物的安全与经济分析是评估其经济效益和社会效益的重要手段。
通过对建筑物的安全性能和经济性进行分析，可以为建筑物的优化设计和运营管理提供科学依据。
同时，也有助于提高水利工程项目的投资效益和社会效益。
挡水建筑物汇总
重力坝的荷载
• 1、自重 • 2、静水压力 • 3、动水压力 • 4、泥沙压力 • 5、浪压力 • 6、扬压力
• 7、冰压力 • 8、地震荷载 • 9、温度荷载 • 10、其他荷载
重力坝的材料
• 主要是水工混凝土和浆砌石。 • 一、混凝土强度 • 材料的强度是材料在荷重或者其他因素所
产生的内部应力作用下抵抗破坏的性能。 根据受力情况分为，抗压、抗拉、抗剪、 抗弯等几种强度。混凝土等级采用抗压强 度表示。
（2）斜墙
• 黏土斜墙的构造出外形外，其他均与心墙 类似。顶部厚度不小于3m。为保证抗渗稳 定，底部厚度不宜小于作用水头的1/5。墙 顶应高于设计洪水位0.6~0.8m，且不低于 校核洪水位。墙顶和上游坡都必须设置保 护层，以防止冲刷、冰冻和干裂。斜墙与 保护层以及下游坝体之间，应根据需要分 别设置过渡层。
特点
• 优点： • 1、对地形、地质条件适应性强；对地质条
件要求相对较低；坝高不大时，可修建在 土基上。 • 2、工作安全，运行可靠。 • 3、泄洪和导流方便。 • 4、便于施工和管理
缺点：
• 1、重力坝需要有足够的自重稳持稳定，坝 体体积较大，水泥用量较多，坝体材料的 强度得不到充分发挥。
• 2、坝底扬压力大。 • 3、坝体混凝土容易出现温度应力。
组成
• 1、坝体 • 2、防渗体 • 3、护坡 • 4、排水设施
分类
• 一、按坝高分 • 1、低坝，30m以下的坝 • 2、中坝，30~70m的坝 • 3、高坝，70m以上的坝 • 二、按施工方法分 • 1、碾压式土石坝 • 2、水力冲填坝 • 3、定向爆破堆石坝
• 二、按坝体建筑材料及防渗体的相对位置 分类
2、防渗设施
• （1）、心墙:一般布置在坝体中部，心墙顶 部厚度不小于3m，底部厚度不宜小于作用 水头的1/4,。顶部高程应高出设计洪水位 0.3~0.6m。当有防浪墙时，心墙顶部也不 应低于设计水位，且防浪墙应于心墙相连。 心墙与地基和两岸必须有可靠的连接。岩 石地基上心墙一般还要设置混凝土垫座。
挡水建筑物
3、排水设施
• 土石坝虽然设有防渗体，但仍有一定量的水渗透 到坝体内。所以需要设置坝体排水设施，用以将 坝体内的水排出坝外，已达到降低坝体浸润线及 孔隙水压力、防止渗透变形、增加坝坡的稳定性、 防止冻胀破坏的目的。
• （1）贴坡排水：贴坡排水在紧贴下游坝坡的表面 设置，由1~2层堆石或砌石筑成。在石块与坝坡 之间应设置反滤层。贴坡排水顶部应高于坝体浸 润线的逸出点，并保证坝体浸润线位于冻结深度 以下。
重力坝的地基处理
• 一、开挖和清理 • 二、基础灌浆： • 1、固结灌浆 • 2、帷幕灌浆 • 三、坝基排水 • 四、软弱夹层和断层带的处理
碾压混凝土重力坝
• 碾压混凝土重力坝是二十世纪八十年代以 来发展较快的一种新的筑坝技术，其是把 土石坝施工中的碾压技术应用于混凝土坝， 采用自卸汽车或皮带输送机将干硬性混凝 土运到仓面，以推土机平仓，分层填筑， 振动压实成坝。
二、拱坝平面布置型式
• 1、等半径拱坝 • 水平拱圈从上到下采用相同的半径，拱坝
上游坝面为铅直圆筒面，拱圈厚度随水深 逐渐加厚，下游坝面为斜面，各层拱圈内 外弧的圆心均位于同一条铅直线上。 • 它适用于U形或较宽的梯形河谷，各层拱圈 均能采用较大的中心角，有利于拱作用的 发挥和减小坝体厚度，同时还具有结构简 单，设计和施工方便，直立的上游面便于 进水口或泄水孔设备的布置
重力坝的荷载
• 1、自重 • 2、静水压力 • 3、动水压力 • 4、泥沙压力 • 5、浪压力 • 6、扬压力
• 7、冰压力 • 8、地震荷载 • 9、温度荷载 • 10、其他荷载
重力坝的材料
• 主要是水工混凝土和浆砌石。 • 一、混凝土强度 • 材料的强度是材料在荷重或者其他因素所
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。
第三章 挡水建筑物( 拱坝+支墩坝)
§3 拱坝（Arch Dam）
-9-
1936年，美国人建设了当时世界上最高的拱坝Hoover（胡佛）拱坝， 坝高221m，底厚201m，座跨科罗拉多河。
§3 拱坝（Arch Dam）
-10-
§3 拱坝（Arch Dam）
-11-
中国第一座拱坝建造于1927年，福建厦门的上里浆砌石拱坝， 坝高27m。但旧中国的拱坝建设极为缓慢，至1949年，我国仅 修建了2座15m以上的砌石拱坝。
T2(
7) 23z
6) 3z 3( T3z2- T3( 5) 4) 223z 3z 3( T 3) 3( T3( T 1) 2( 22) T2( 2T 3z 28) 3z 7)2( 2( 3z 2- T 2- T 2( 6) 3z 5)2( T 3z 2- T 2- 3) 3z 4) 23z 23z 3z
§3 拱坝（Arch Dam）
-28-
主要趋向:
①对坝址地形地质条件有所降低； ②厚度减薄，允许应力逐渐加大； ③坝顶溢流，坝身开孔，q加大； ④在较强地震地区可建拱坝； ⑤计算理论、计算方法的发展可进行优化设计； ⑥对材料特性（坝体坝基）由线性→非线性； ⑦碾压砼拱坝
§3 拱坝（Arch Dam）
锦屏一级水电站是雅砻江下游河段的控制性水库工程，主要任务是发 电，兼调洪和拦沙作用，是川电外送的主要电源点之一。装机容量3600MW， 多年平均年发电量174亿kW· h。总库容77.7亿m3，调节库容49.1亿m3，属年 调节水库。 工程特点：地质条件复杂，双曲拱坝高305m，将是世界第一高拱坝。
-44-
在平面上呈喇叭口状
河谷狭窄(V、U形河谷)，岸坡平顺无突变
§3 拱坝（Arch Dam）
3第三章 堤防基本知识
第三章堤防工程基本知识堤防是修建于江河、湖泊、海洋岸边以及水库、蓄滞洪区周边的挡水建筑物，随着使用位置及作用的不同、而划分为不同的种类，并根据其工作条件的不同需采取相应的防护措施；本章重点介绍堤防的种类、作用、各部位名称以及堤防的护岸工程。
第一节堤防种类、作用及各部位名称一、堤防的种类堤防工程有不同的分类方法，主要是按其修建位置、作用和修建材料的不同而划分的。
（一）按位置和作用分类堤防是水利工程的重要组成部分，按其所在的位置和作用不同，通常分为防洪堤、海塘堤、渠堤。
1、防洪堤防洪堤又分为江河堤、湖堤、库区堤、及蓄滞洪区围堤等，它们是沿江河、湖泊、库区、蓄滞洪区的岸边或周边修建的，其主要作用是：用于束范、输送洪水，防止洪水漫溢成灾；减少挡水或蓄滞洪区域的淹没范围。
2、海塘堤海塘堤修建在海边，用以防御涨潮和风浪潮引起的危害，又称为海堤或防潮、防浪堤。
海堤分为土海堤和护坡（直立式、斜墙式、混合式）海堤两大类。
3、渠堤渠堤修建在渠道两侧，用于输送引水或排水。
（二）按建筑材料分类依据修建堤防的建筑材料不同，堤防可分为土堤、土石混合堤、石堤（砌石挡土墙）、钢筋混凝土堤等。
其中，土堤最为常见，在缺乏土料的山区也常采用土石混合堤。
二、堤防的作用随着使用位置的不同，堤防的具体作用不同：（一）江河堤在洪水位高于当地地面高程的江河岸边，顺水流方向修建的挡水建筑物，称为江河堤防，简称江河堤；江河堤一般为土堤或土石混合堤，也有的采用砌石或混凝土防浪墙；江河堤的主要作用有：约束江河水，束范洪水，防止洪水漫溢造成灾害。
（二）湖堤在湖泊周围修建围堤，用以控制湖水水面，限制淹没范围，减少淹没面积，也可以通过修建围堤而抬高湖泊的蓄水水位，增加湖泊蓄水调洪能力，减轻江河防洪负担。
（三）海堤沿海滩或海岸修建堤防（防浪墙），用以阻挡涨潮和风暴潮对沿海低洼地区的侵袭，确保防风浪潮安全，也能增加陆地面积、防止附近土地盐碱化。
（四）围堤借助于修建于蓄滞洪区周围的堤防，可以抬高蓄洪水位，形成较大的蓄滞洪库容，以适应临时滞蓄超标准洪水的需要、并确保蓄滞洪区周遍地区的安全。
名词解释挡水建筑物的特点
名词解释挡水建筑物的特点挡水建筑物是指为了防止水流通过或进入特定区域而设计的建筑结构。
这些建筑物可以用于各种场景，包括河流、湖泊、海洋和城市排水系统等。
挡水建筑物的特点主要包括结构稳定性、防水性能和环境适应性。
首先，挡水建筑物具备优良的结构稳定性。
由于挡水建筑物需要承受水压和水流的巨大力量，其结构必须能够保持稳定。
通常，挡水建筑物采用强固的混凝土或钢结构，以确保足够的强度和刚度。
此外，还需要进行充分的土工分析和工程设计，以确保建筑物能够承受不同程度的水压和挑战，以保护周围的土地和人身安全。
其次，挡水建筑物具备卓越的防水性能。
其主要目的是防止水体流入或进入特定区域。
为此，建筑物的设计和施工必须考虑到多种因素，如水流速度、水位变化和水质特性等。
常见的挡水建筑物包括堤坝、闸门、水闸等。
这些建筑物通常采用特殊的密封设计，以确保能有效地阻止水流通过。
另外，在施工过程中，还需要密切监测建筑物的防水性能，及时进行修复和维护，以确保其长期有效性。
此外，挡水建筑物需要具备良好的环境适应性。
它们通常被用于各种地理环境和气候条件下，因此需要能够适应不同的环境要求。
例如，在海洋环境中，挡水建筑物需要能够抵御大浪的冲击和长期暴露在盐水中的腐蚀。
在寒冷地区，挡水建筑物还需要考虑到冰冻和融化的影响。
因此，在设计和建造过程中，必须充分考虑到环境因素，选择合适的材料和技术，以确保挡水建筑物在不同的环境条件下能够有效运行和保持。
挡水建筑物在现代社会中具有重要意义。
它们不仅能够保护人们的生命和财产安全，同时也对城市规划和水资源管理起到重要作用。
譬如，在城市排水系统中，挡水建筑物可以控制水流的方向和速度，预防洪水和内涝等灾害。
在水电站建设中，挡水建筑物可以储存和调节水源，供给人们生活和工业用水，并发电。
此外，挡水建筑物还可以改善水质，维持生态平衡，保护水生物的栖息地等。
因此，挡水建筑物不仅是一种保护措施，更是一种重要的基础设施，对于人类的生活和可持续发展至关重要。
水利水电工程导论 挡水建筑物
（1）按坝的高度，可分为低坝（坝高<30m）、 中坝（坝高30~70m）和高坝（坝高>70m）。
（2）按泄水条件，可分为溢流坝和非溢流坝。 （3）按筑坝材料，可分为混凝土重力坝和浆 砌石重力坝。前者常用于重要的和较高的重力坝； 后者可就地取材，节省水泥用量，且砌石技术易 于掌握，在我国的中小型工程中仍然被广泛采用。
缝，将坝体分成若干个独立坝段，如图4−1所示。
4.1 重力坝
一、重力坝的工作原理及特点
重力坝之所以得到广泛应用，是由于有以下 优点：
（1）相对安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、 洪水漫溢、地震和战争破坏能力均较强；
（2）设计、施工技术简单，易于机械化施工； （3）对不同的地形和地质条件适应性强，任 何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相 对来说不太高； （4）在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决 发电、泄洪和施工导流等问题。
4.1 重力坝
一、重力坝的工作原理及特点
与此同时，重力坝也存在以下一些缺点： （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）坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压 力大，对稳定不利。 （4）施工期混凝土温度应力和收缩应力大， 对温度控制要求高。
4.1 重力坝
二、重力坝的类型
4.2 拱坝
东江
二滩
龙羊峡 隔河岩
4.2 拱坝
一、拱坝的特点
拱坝是一个空间整体结构，在平面上呈拱形 并向上游凸出，在铅直断面上，有时也是向上游 凸出的弯曲形状（图4−4），可以看成由拱梁系统 所组成。上游坝面承受的大部分或部分水压力， 通过拱的作用传至两岸岩体，只有小部分或部分 水压力通过悬臂梁的作用传至坝基。这种传力特 点使拱坝断面较重力坝单薄，与同样客观条件 （如坝高、河谷形状等）的重力坝相比，拱坝工 程量可节省l/3~1/2；也使拱坝坝体的稳定性主要 依靠两岸拱座的反力作用，而依靠坝体自重来维 持稳定的因素是次要的。
堤防基本知识
第三章堤防工程基本知识堤防是修建于江河、湖泊、海洋岸边以及水库、蓄滞洪区周边的挡水建筑物，随着使用位置及作用的不同、而划分为不同的种类，并根据其工作条件的不同需采取相应的防护措施；本章重点介绍堤防的种类、作用、各部位名称以及堤防的护岸工程。
第一节堤防种类、作用及各部位名称一、堤防的种类堤防工程有不同的分类方法，主要是按其修建位置、作用和修建材料的不同而划分的。
（一）按位置和作用分类堤防是水利工程的重要组成部分，按其所在的位置和作用不同，通常分为防洪堤、海塘堤、渠堤。
1、防洪堤防洪堤又分为江河堤、湖堤、库区堤、及蓄滞洪区围堤等，它们是沿江河、湖泊、库区、蓄滞洪区的岸边或周边修建的，其主要作用是：用于束范、输送洪水，防止洪水漫溢成灾；减少挡水或蓄滞洪区域的淹没范围。
2、海塘堤海塘堤修建在海边，用以防御涨潮和风浪潮引起的危害，又称为海堤或防潮、防浪堤。
海堤分为土海堤和护坡（直立式、斜墙式、混合式）海堤两大类。
3、渠堤渠堤修建在渠道两侧，用于输送引水或排水。
（二）按建筑材料分类依据修建堤防的建筑材料不同，堤防可分为土堤、土石混合堤、石堤（砌石挡土墙）、钢筋混凝土堤等。
其中，土堤最为常见，在缺乏土料的山区也常采用土石混合堤。
二、堤防的作用随着使用位置的不同，堤防的具体作用不同：（一）江河堤在洪水位高于当地地面高程的江河岸边，顺水流方向修建的挡水建筑物，称为江河堤防，简称江河堤；江河堤一般为土堤或土石混合堤，也有的采用砌石或混凝土防浪墙；江河堤的主要作用有：约束江河水，束范洪水，防止洪水漫溢造成灾害。
（二）湖堤在湖泊周围修建围堤，用以控制湖水水面，限制淹没范围，减少淹没面积，也可以通过修建围堤而抬高湖泊的蓄水水位，增加湖泊蓄水调洪能力，减轻江河防洪负担。
（三）海堤沿海滩或海岸修建堤防（防浪墙），用以阻挡涨潮和风暴潮对沿海低洼地区的侵袭，确保防风浪潮安全，也能增加陆地面积、防止附近土地盐碱化。
（四）围堤借助于修建于蓄滞洪区周围的堤防，可以抬高蓄洪水位，形成较大的蓄滞洪库容，以适应临时滞蓄超标准洪水的需要、并确保蓄滞洪区周遍地区的安全。
水工建筑物—挡水建筑物知识系列（1）
1.什么是⽔利⽔电⼯程枢纽？ 为了满⾜防洪需求，获得发电、灌溉、供⽔、航⾏等⽅⾯的综合效益，需要在河流的适宜段修建不同类型的建筑物，⽤来控制和⽀配⽔流。
这些建筑物通称为⽔⼯建筑物，⽽不同功能的⽔⼯建筑物组成的综合体称为⽔利⽔电⼯程枢纽。
2.⽔⼯建筑物按其作⽤可分为⼏类？ ⽔⼯建筑物种类繁多，但按其作⽤可以分为挡⽔建筑物，泄⽔建筑物，输⽔建筑物，取（进）⽔建筑物，整治建筑物，专门为灌溉、发电、过坝需要⽽兴建的建筑物等六类。
但是，应当指出的是，有些⽔⼯建筑物的功能并⾮单⼀，难以严格区分其类型。
如各种溢流坝既是挡⽔建筑物，⼜是泄⽔建筑物；⽔闸既能挡⽔，⼜可泄⽔，有时还作为灌溉渠⾸或供⽔⼯程的取⽔建筑物，等等。
3.什么是挡⽔建筑物？ ⽤于拦截江河⽔流，形成⽔库或空⾼上游⽔位的建筑物。
如各种坝和⽔闸以及为抗御洪⽔或挡潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。
4.⽔库有哪些特征⽔位及相应库容？ 库容⼤⼩决定着⽔库调节径流的能⼒和它所能提供的效益。
因此，确定⽔库特征⽔位及其相应库容是⽔利⽔电⼯程规划、设计的主要任务之⼀。
（1）死⽔位和死库容⽔库正常运⽤情况下允许⽔库消落到最低的⽔位称为死⽔位，该⽔位以下的库容即死库容。
除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不能动⽤这部分⽔库的⽔量。
（2）正常蓄⽔位和兴利库容⽔库正常运⽤情况下，为满⾜设计的兴利要求，在设计枯⽔年（或枯⽔段）开始供⽔时应蓄到的⽔位，称为正常蓄⽔位，⼜称设计兴利⽔位。
该⽔位与死⽔位间的库容即兴利库容。
正常蓄⽔位到死⽔位间的⽔库深度称为消落深度或⼯作深度。
（3）防洪限制⽔位⽔库在汛期允许兴利蓄⽔的上限⽔位称为防洪限制⽔位。
可根据洪⽔特性和防洪要求，对汛期不同时期分段拟定。
（4）防洪⾼⽔位和防洪库容当退下游防护对象的设计洪⽔位时，⽔库为控制下泄流量⽽拦蓄洪⽔，这时在坝前达到的⽔位称为防洪⾼⽔位。
该⽔位与防洪限制⽔位间的库容称为防洪库容。
当防洪限制⽔位低于正常蓄⽔位时，防洪库容与兴利库容的部分库容是重叠的，可减⼩专⽤防洪库容，重叠部分称共⽤库容或重叠库容，在汛期是防洪库容的⼀部分，⽽在汛后则为兴利库容的⼀部分。
于桥水库枢纽的挡水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物分别是什么。
于桥水库枢纽的挡水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物分别是什么。
桥水库枢纽是一个重要的水利工程，由多个建筑物组成，包括挡水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物。
下面将分别介绍这些建筑物的作用和特点。
挡水建筑物是桥水库枢纽中最重要的建筑物之一。
它的主要作用是堵住河流的水流，形成一个蓄水区域，以便在需要时控制水量的供应。
挡水建筑物通常由混凝土或钢筋等材料构建而成，具有较高的耐久性和稳定性。
这些建筑物通常会有一些开关来控制水流的流量，以满足不同的供水需求。
同时，挡水建筑物还能防止洪水的危害，保护附近的居民和土地。
泄水建筑物是桥水库枢纽中的另一个重要组成部分。
它主要用于在水库存水量达到一定限制时，通过释放水库中多余的水，以维持水库的正常水位。
泄水建筑物一般由闸门、泄洪孔等结构组成，可以根据需要进行开启和关闭，以控制水流的流量和速度。
在河流的上游或山谷中，泄水建筑物能够有效地调节水流，防止洪水灾害的发生，并帮助维持水域的生态平衡。
引水建筑物是桥水库枢纽中的另一个重要组成部分。
它的主要作用是将水库中蓄存的水引导到需要用水的地方，如农田灌溉、城市供水等。
引水建筑物通常由管道、渠道等构成，需要考虑水流的平稳和方向的合理引导。
这些建筑物一般会有一些过滤设施，以去除水中的杂质，保证用水的安全和卫生。
总的来说，桥水库枢纽的挡水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物在水利工程中起到了不可或缺的作用。
挡水建筑物提供了有效的水源储备和洪水防御能力；泄水建筑物能够调节水流，防止洪水的发生；引水建筑物则可以将蓄存的水资源合理引导到需要的地方。
这些建筑物相互配合，共同为人们的生活和经济发展提供了强大的支持和保障。
无论是在工程建设中还是在日常生活中，对于桥水库枢纽的挡水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物的理解都是非常重要的。
只有全面了解这些建筑物的作用和特点，我们才能更好地利用水资源，保障人们的生活需求。
因此，对于相关从业人员和市民来说，学习和了解这些水利建筑物的知识是一项重要的任务，也是推动社会发展和提升生活质量的关键之一。
水利工程施工复习(第三章到第八章附带图)
3第一章施工导流1.导流分为两大类（分段围堰和全段围堰），它们的特点与使用条件？分段围堰特点：在空间上把待施工的建筑物横河流向分成几段，在时间上把整个工期划分为几个施工时期，初期利用束窄河床导流，泄流通道与基坑各占部分河床空间，后期利用初期已经建成的临时或者永久泄水建筑物导流，完成坝体施工。
适用：河床宽，流量大，有修剪纵向围堰的条件。
全段：利用一次断流围堰拦截河流，水流经旁边的临时泄水建筑物下泄，基坑内全线施工。
特点：河床狭窄，基坑内施工面积小的河流里。
2.绘图说明全段围堰与分段围堰在初期、后期的导流挡水建筑物、泄水建筑物的组成与4布置？3.底孔导流、缺口导流的适用条件？绘图说明其布置和设计参数？4.绘图说明土石围堰的堰体、基础的几种防渗形式？5.混凝土围堰的特点？适合作什么围堰？6.围堰和大坝之间的距离应满足什么要求？绘图说明围堰和基础的平面布置？围堰高程的由哪几部分组成？导流建筑物级别和导流标准的确定方法？导流时段导流设计流量的含义，选取方法及其影响因素？（按规范确定）确定方法：先根据保护对象、失事后果、使用年限、工程规模将导流建筑物分为Ⅲ～Ⅳ级，再根据导流建筑物的级别和类型，在水利水电工程施工组织设计规范规定的幅度内选定相应的洪水重现期作为初期导流标准导流设计流量：选定导流标准之后的最大流量影响因素①水文条件②地形条件③地质及水文地质条件④水工建筑的型式及布置⑤施工期间河流的综合利用⑥施工进度、施工方法及施工场地布置重力坝，拱坝，土石坝常用的典型导流方案？7.截流的基本方法。
形式？立堵法截流过程描述。
基本方法：立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流以及定向爆破截流等多种方法立堵法过程：将截流材料从龙口的一端向另一端或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断截流过程的水量变化和平衡方程？P40页8.拦洪度汛标准、拦洪库容？P43页拦洪高程对应的库容9.蓄水计划安排？导流隧洞封堵方式以及堵头长度计算方法，参数选择？蓄水计划的制定必须满足以下要求：①保证发电、灌溉及航运等方面的要求，如期发挥工程效益②力争在比较有利的条件下封堵导流历史泄水建筑物，是封堵工作得以顺利进行①用金属闸门或钢筋混凝土叠梁封堵②预制钢筋混凝土整体闸门③混凝土塞封堵，④定向爆破断流，10.基坑初期排水、经常性任务以及排水容量估算方法？排除基坑积水、基坑积水排除过程中围堰及基坑的渗水和降水估算方法：参考实际工程的经验按下式确定 P48页第二章爆破工程11.代表炸药做功能力的指标，威力（爆力，猛度）①力②敏感度③氧平衡④安定性⑤殉爆距离⑥最佳密度12.两类（电力与非电力）爆破起爆方法和起爆网络？绘图说明导爆管网络的几种联结形式、起爆原理和做法？⑴电力起爆：电源通过电线输送电能激发电雷管继而起爆炸药，电力起爆网路的基本形式包括串联法、并连法和混合联结网路（串并联、并串联并-串-并联法）⑵非电力起爆：①火花起爆②导爆管起爆③导爆索起爆P61导爆管网路的联结形式：①簇并联②并并联③串并联④分段并串联13.根据爆破作用指数n划分爆炸类型？n、f(n)的含义？绘图说明各爆破类型对应的爆破药包、爆破漏斗及其几何形状与爆落松方的堆积形状？p63页14.深孔爆破、浅孔爆破的主要炮孔布置参数及取值范围？绘图说明几种台阶爆破微差间隔起爆方式的炮孔布置、起爆顺序、实现方法。
挡水建筑物(3)
2.纵缝 2.纵缝
• 平行于坝轴线的缝称纵缝，设置纵缝的目 的，在于适应混凝土的浇筑能力和减少施 工期的温度应力，待温度正常之后进行接 缝灌浆。 • 纵缝按结构布置形式分为：①铅直纵缝； ②斜缝；③错缝。
（a）铅直纵缝；（b）斜缝；（c）错缝
3. 水平施工缝
• 坝体上下层浇筑块之间的结合面称水平施工缝。 一般浇筑块厚度为1.5～4.0m，靠近基岩面用 0.75～1.0m的薄层浇筑，利于散热、减少温升， 防止开裂。纵缝两侧相邻坝块水平施工缝不宜设 在同一高程，以增强水平截面的抗剪强度。上、 下层浇筑间歇3～7天，上层混凝土浇筑前，必须 对下层混凝土凿毛，冲洗干净，铺2～3cm强度较 高的水泥砂浆后浇筑。水平施工缝的处理应高度 重视，施工质量关系到大坝的强度、整体性和防 渗性，否则将成为坝体的薄弱层面。
Ⅰ区为上、下游水位以上坝体外部表面混凝土 Ⅱ区为上、下游水位变动区的坝体外部表面混凝土 Ⅲ区为上、下游水位以下坝体外部表面混凝土 Ⅳ区为坝体基础 Ⅴ区为坝体内部 Ⅵ区为抗冲刷部位的（例如溢洪道溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等）
重力坝的构造
• （一）坝体排水设施 靠近上游坝面设置排水管幕，以减小坝体渗透压 力，增加坝体稳定。排水管距上游坝面的距离为 作用水头的1/10~1/20，不小于2m。排水管间距 一般2~3m，管径为15~25cm。排水管幕沿坝轴 线一字排列，管孔铅直，与纵向排水、检查廊道 相通，上下端与坝顶和廊道直通。排水管收集渗 入坝体的渗水，将其排入廊道。渗水再从廊道排 水沟汇集到底部集水井，最后通过自流或用抽水 机排到下游，如图所示。
重力坝的构造
• （三）止水 止水设置在横缝靠近上游面附近的地方， 这样可以阻止库水渗入横缝。止水片的上 部应伸到最高水位以上，一般伸到坝顶， 下部必须与坝基岩石妥善连接，并埋入一 定深度。常用的止水片材料有金属片、塑 料带、橡胶带、沥青等柔性材料。
水工建筑物--第三章 水工建筑物的作用
如地震、温度作用等。
长期以来，工程界习惯将上述两类作用不加区分均称为 “荷载”，如自重荷载、水荷载、地震荷载、温度荷载等。 已颁发的国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》规定将 各种荷载统称为作用，亦即采用了“作用”这一概念来取代 习用的“荷载”这一概念。
二、作用的分类
1、按随时间的变异分类
永久作用：即在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化 与平均值相比可以忽略不计的作用。例如结构自重、土压力、 预应力等。 可变作用：即在设计基准期内量值随时间变化，且其变化与 平均值相比不可忽略的作用。 例如水压力、扬压力、浪压力以及风、雪、人群、堆放物 品等作用。
当上游坝面倾斜时，除水平泥沙压力外还存在铅直泥砂压力，计算方法与 计算铅直水压力的方法相同。
☞斜面上铅直的淤沙压力即为淤积在其上的泥砂自重（按浮容重计算）。
（①成因：水库蓄水后，入库水流流速降低并趋于零，挟带的泥沙随流速减小而沉积
于坝前，其过程是先沉积大颗粒，而后沉积细颗粒。 ②淤积高程：坝前淤积逐年增高，可根据河流的挟沙量进行估算，估算年限通常为 50-100年。
水 工 建 筑 物
赖 国 伟
2013年7月7日
第三章 水工建筑物的作用 及作用效应组合
第一节 作用的定义与分类
一、作用的定义
使结构产生内力和变形的各种原因总称为结构上的作用。 直接作用：是指直接施加在结构上的集中力或分布力，也可 称为“荷载”。 间接作用：则是指使结构产生外加变形或约束变形的原因，
对于坝块上部，基岩约束的影响很小。由于侧面散热而在沿厚度方向形
成显著的内外温差。对于高度和长度都比较大的坝块，由此而产生的表 面拉应力约为：
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英古里双曲拱坝
坝高272m，坝底厚度86m，厚高比为0.33
二滩
二滩水电站位于四川省、雅砻江干流下游河段上，距攀枝花市 约40km。大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高240m，水库总库容58亿立 方米，水电站装机容量330万kW，多年平均发电量170亿kW· h。1991年 9月开工，1998年7月第一台机组发电，2000年完工。
提高坝体抗滑稳定性的工程措施
除了增加坝体自重外，提高坝体抗滑稳定的工 程措施，主要围绕着增加阻滑力、减少滑动力的原 则，通过多方案技术经济比较，确定最佳方案组合。 常采用以下工程措施。
（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 （7）其它措施
1.利用水重
当坝底面与基岩间的抗剪强度参数较小时，常将上游 坝面做成倾向上游的斜面，利用坝面上的水重来提高 坝体的抗滑稳定性。但应注意，上游坝面的坡度不宜 过缓，否则，在上游坝面容易产生拉应力，对坝体强 度不利。
2.采用有利的开挖轮廓线
坝基开挖轮廓
开挖坝基时，最好利用岩面的自然坡度，使坝基面倾向 上游。有时，有意将坝踵高程降低，使坝基面倾向上游，但 这种做法将加大上游水压力，增加开挖量和混凝土浇筑量， 故很少采用。当坝基比较坚固时，可以开挖成锯齿状，形成 局部的倾向上游的斜面，这种方法已广泛采用。
3.1 重力坝
1.重力坝概述
2.重力坝的特点
3.重力坝类型
4.重力坝的剖面设计
5.溢流重力坝
6.重力坝的构造 7.重力坝的地基处理
岩基上的重力坝
丹江口水利枢纽
1. 重力坝概述
人类筑坝的历史已近5000年，重 力坝是出现最早的一种坝型。 混凝土重力坝是在砌石重力坝的 基础上发展起来的。重力坝结构简 单，工作可靠，至今仍是一种被广 泛采用的坝型。
坝体分区，不同部位使用不同标号混凝土
采用碾压混凝土方法筑坝
改进坝的结构型式（宽缝、空腹、预应力等）
3. 重力坝的类型
按坝高分为
H 70米 中坝 30米 H 70米 低坝 H 30米
高坝
混凝土重力坝
按筑坝材料分为
浆砌石重力坝
溢流重力坝
按泄水条件分为
非溢流重力坝
实体重力坝 宽缝重力坝
：
稳定：稳定性主要依靠两岸
拱端的反力来维持。
坝面应力以压应力为主。
拱坝的优缺点
（1）工程量小 • 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。
20世纪，现代重力坝
2. 重力坝工作原理及特点
(1) 工作原理
稳定要求
利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地 基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定
强度要求
利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生 的拉应力
(2) 工作特点
优点： 适于从坝顶溢流，施工期间也易于通 过较低的坝块或底孔（永久的或临时的） 泄流；
二、拱坝的工作原理
• 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，能够把部分水平荷载一部分传给两 岸的坝形建筑物。
三、拱坝的特点
受力特点：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31所示。
河上，拦河坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高278米，电站 装机容量 1260万kW。电站2003年开始筹建，2005年开工， 2014年第一台机组投产，2017年竣工。
锦屏一级
锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内，是雅砻 江干流下游河段的控制性水库梯级电站装机容量360万。大坝为混凝土双 曲拱坝，坝高305米，为世界第一高拱坝。2005年11月12日正式开工， 2006年12月4日截流，2009年10月23日开始大坝浇筑，主体工程建设已全 面展开。
根据工程经验： 一般上游坝坡坡率n=0~0.2，常做成铅直或上部铅直下部 倾向上游的； 下游坝坡坡率m=0.6~0.8； 底宽约为坝高的0.7~0.9倍。
5. 溢流重力坝
溢流重力坝：既是挡水建筑物又是泄水建筑物。是重力坝 枢纽中最重要的泄水建筑物，用于将规划库容不能容纳的 绝大部分洪水由坝顶泄向下游。
防渗帷幕和排水孔幕布臵 1—坝基灌浆排水廊道；2—灌浆孔； 3—灌浆帷幕；4—排水孔幕； 5—φ100排水钢管；6—φ100三通； 7—φ75预埋钢管；8—坝体
（4）坝基排水 为进一步降低坝底面的渗透扬压力，一般还在防渗 帷幕后设臵排水孔幕。
作用于重力坝的主 要荷载有： ①自重； ②静水压力； ③扬压力； ④动水压力； ⑤冰压力； ⑥泥沙压力； ⑦浪压力； ⑧地震力； ⑨温度及其他荷载。
其它措施
7.横缝灌浆： 将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆， 以增强坝的整体性和稳定性。 8.防渗排水 在坝基内布置防渗排水幕、保证排水畅通，降低扬压 力，有利于稳定。 9.空腹抛石 如果是空腹重力坝或宽缝重力坝，可在空腔内填块石， 提高坝体稳定性。
巴基斯坦塔贝拉水电站左溢洪道泄洪
3.2 拱坝
底流消能
挑流消能——利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，
将下泄的急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的 河床。 另外还有面流消能、消力戽消能和多种消能工联合 消能。
挑流消能
三峡水利枢纽溢流重力坝顶构造。一般用实体结构，顶面按路面设计，在 坝顶上布臵排水系统和栏杆或防浪墙等以及照明设备。也 可采用轻型结构。
重力坝分缝示意图
纵缝形式示意图
(3)坝身排水管
坝身排水管是为了降低坝内浸润线位臵，排除渗入坝体 内水流减小坝体渗透压力的孔管设施。如图所示。 排水管间距通常为2～3m，内径一般为15～25cm。常采 用预制的多孔混凝土管，在浇筑混凝土时埋入坝内。
坝身排水管及其与廊道的连接（单位：cm） 1—预制的多孔混凝土排水管；2—铸铁管；3—廊道； 4—通过两道排水管之间横剖面的浸润线； 5—通过排水管处横剖面的浸润线；6—排水沟；7—灌浆帷幕；8—坝 基排水孔
在坝内设置大型纵 向空腔的重力坝， 称为空腹重力坝。
利用受拉钢筋 或钢杆对重力坝 施加预应力，以 增加坝身稳定性， 并有效地改善坝 身应力分布，从 而减小坝体混凝 土用量。 但施工复杂， 钢筋用量多。
4.重力坝的剖面设计 重力坝的基本剖面是三角形
重力坝基本剖面
常用的实用剖面形态。
非溢流坝剖面形态
第3章 挡水建筑物
挡水建筑物是水利枢纽中最重要的水工建筑 物。各种坝的类型较多，下图为几种坝的类 型示意图。
坝的类型示意图 （a）重力坝 （b）拱坝 （c）支墩坝 （d）预应力锚固坝 （e）桩基锚固坝 （f）橡胶坝 （g）土石坝 1—预应力锚索 2—桩 3—橡胶袋
一、重力坝（三 峡） 二、拱 坝（溪洛渡） 三、土石坝（小浪底）
一、拱坝的发展概况 二、拱坝的工作原理 三、拱坝的特点 四、拱坝对的地形地质条件 五、拱坝布置
一、拱坝的发展概况
1000多年以前出现圬工结构，如公元655年河北赵
县赵州桥（浆砌石拱桥）。 13世纪末伊朗修建了一座高60米的砌石拱坝。 19世纪中叶，人们又在比较狭窄的河谷中修建了一 些混凝土拱坝，高度都在40m以内。 20世纪初，美国开始修建较高的拱坝，如1910年建 成的巴菲罗比尔拱坝，高99m。20-40年代，又建成 若干拱坝，其中有高达221m的胡佛坝。 20世纪50年代以后，修建了许多双曲拱坝。
坝顶结构布臵
1—防浪墙；2—公路； 3—起重机轨道；4—人行道； 5—坝顶排水管； 6—坝体排水管；7—最高水位
(2)坝体分缝
为适应施工期混凝土的浇筑能力和温度控制以及防止 地基可能产生不均匀沉陷而引起裂缝，因而要分缝。 常设垂直于坝轴线的横缝和平行于坝轴线的纵缝、横 缝是永久缝，纵缝则属于临时缝；有时砼分层浇筑的层面 也是一种临时性水平施工缝。
较之拱坝、支墩坝，断面形状简单， 混凝土浇筑简易，便于机械化施工，模 板数量少，且易采用定型模板；
优点： 适合于在各种气候条件下修建，在严寒地 区，重力坝与拱坝或支墩坝相比，受到冻害 的影响较小； 对地基的要求比拱坝低，但比土石坝高；
设计和建造的经验比较丰富，工作可靠， 使用年限较长，养护费用较低。
3.设置齿墙
当基岩内有倾向下游的软弱面时，可在坝踵部位设齿 墙，切断较浅的软弱面加大了滑动体重量，又增加了 滑动面的面积，同时也增大了抗滑体抗力。
4.抽水措施 当下游水位较高，坝体承受的浮托力较大时，可考虑在 坝基面上设置排水系统，定时抽水以减少坝底浮托力。 如：我国的龚嘴工程，下游水深达30m，采取抽水措 施后，浮托力只按10m水深计算，节省了坝体混凝土 浇筑量。 5.加固地基： 帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、软弱夹层的处理等。 6.预加应力措施 在靠近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施 加预应力，既可增加坝体的抗滑稳定，又可消除坝踵处 的拉应力，国外有些支墩坝，在坝趾处采用施加预应力 的措施，改变合力R的方向，使ΣPV /ΣPH增大，从而 提高了坝体的抗滑稳定性。
重力坝坝内廊道系统图 1—坝基灌浆排水廊道；2—基面排水廊道；3—集水井； 4—水泵室；5—横向排水廊道；6—检查廊道； 7—电梯井；8—交通廊道；9—观测廊道；10—进出口；11—电 梯塔
7.重力坝的地基处理
（1）坝基开挖与清理 坝基开挖与清理的目的是：使坝体能座落在稳定、坚 固的地基上。 （2）坝基的固结灌浆 固结灌浆的目的是：提高基岩的整体性和强度、弹性 模量，降低地基的透水性。 （3）帷幕灌浆 帷幕灌浆的目的是：降低坝底渗透压力，减少坝基渗 流量，防止坝基内产生机械或化学管涌。灌浆材料最常用 的是水泥浆。 防渗帷幕示意图如图所示。