拱坝设计中问题分析

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简述改善拱坝稳定的措施

简述改善拱坝稳定的措施

简述改善拱坝稳定的措施拱坝是一种用于控制水流的重要工程结构,具有防洪、引水和发电等功能。

为了确保拱坝的稳定性,有必要采取一系列的措施来进行改善。

下面我将从坝址选择、坝型设计、基础处理、抗渗排水、监测预警和维护管理等多个方面进行详细阐述。

一、坝址选择:在选择坝址时,要尽量选择地质条件较好、地震活动较少、水流量较稳定的地区,避免地震震源活动和地下溶洞等地质问题对拱坝的影响,从而确保拱坝的稳定性。

二、坝型设计:1.合理选择拱坝的高度与宽度之比,以提高坝体的稳定性。

通常情况下,高度与宽度之比在1:3至1:4之间比较合适。

2.在坝体的折线部位设置适当的放水孔,以缓解坝体受力,减小内应力,确保拱坝的安全稳定。

三、基础处理:1.首先进行地质勘探,了解基础岩石的性质,选择适合的基础处理方案。

2.对于土质地基,可以采用加固措施如灌注桩、钻孔灌注桩或土钉墙等来提高基础的稳定性。

3.对于岩石地基,可以采用爆破、钻孔注浆或锚杆等加固措施,以提高基础的强度和稳定性。

四、抗渗排水:1.对于拱坝的渗漏问题,可以在建造过程中进行抗渗处理,如使用防渗涂料、挤缝、填孔等方法,以增加坝体的防渗能力。

2.同时,还需要设置合理的排水系统,确保拱坝周围的地下水位平衡,以减小渗流对拱坝的影响。

五、监测预警:1.建立完善的拱坝监测系统,监测拱坝的位移、沉降和应力变化等参数,对拱坝的安全稳定进行实时监测。

2.根据监测结果制定相应的监测预警方案,及时采取措施修复和加固拱坝。

六、维护管理:1.建立健全的拱坝维护管理制度,制定相关维护计划,定期检查和维修拱坝。

2.加强对拱坝的巡查和养护工作,及时清理坝底堆积物、维修损坏部位,确保拱坝的稳定性和正常运行。

综上所述,改善拱坝稳定的措施包括坝址选择、坝型设计、基础处理、抗渗排水、监测预警和维护管理等多个方面。

通过科学的设计和施工,合理的基础处理和加固,以及及时的监测和维护,可以提高拱坝的稳定性,确保其安全运行。

RCC拱坝设计与施工若干问题的探讨

RCC拱坝设计与施工若干问题的探讨

中 图分 类 号 :V 4 .2 :V 4 . T 5 49 1T 624
文献 标 识 码 : B
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水 力 发 电
文章 编 号 :5 9 9 4 (0 6 0 — 0 3 0 0 5 3 22 0 )50 3 — 4
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关键 词 : C R C拱 坝 ; 约设 计 ; 缝设 计 ; 导 缝 ; 缝 灌 浆 ; 速 施 工 简 分 诱 接 快
摘 要 : 合 丁 程 实践 , R C 拱 坝设 计 与 施 T 的 若 T 问 题进 行 了 探 讨 。 针 对 R C拱 坝 设 计 。 结 对 C C 提 『简 约 设 汁原 , 则 ,归 纳 了 已建 工 程 采用 的分 缝 模 式 和 接 缝 灌 浆模 式 ;对 R C拱 坝 施 工 制 约 因 素 及 快 速 施 T T 艺进 行 了 总 结 ; C 就 R C拱 坝 特征 、拱 ” 念 、 导缝 作 用 机 理 、 缝 灌 浆 时 机 、C C “ 概 诱 接 R C拱 坝 设 计 导 则 等 问 题 进 行 了仞 步 探 讨 , 出 r“ 提 诱

拱坝设计计算的几个问题

拱坝设计计算的几个问题

关 键 词 : 坝 ; 限单 元 拱 有 中围 法 分 类 号 : V I T 3
等 救 应 力 法 ; 限荷 载 ; 动 稳 定 性 极 滑 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 03—90 ( 22i 0 7 5 10 85 ̄0 )2 —0 A f
交线就 是拱轴 线 ; 作 垂 直 于 中面 的铅 直平 面截 取 再
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故徐 芝纶 教授 的深切 怀念
在 r轴上 的任一 点 , 沿坐标 面截取 微分体 . 该微 分体 上作 用 了 6个应 力分 量 , 图 1 在 中只画 出其 中 3 个 主要成 分 :t 拱应 力 , o一 - 一 梁 应力 , 中面 剪 L一 应力 3 应力 都是 与中面平行 的 , 这 个 与壳体 理论 的 中面应 力相 当, 它们 是 使 拱坝 能 够保 持 空 间 整体 作

拱坝设计中值得注意的几个问题

拱坝设计中值得注意的几个问题

水电站设计D H P S 第18卷第1期2002年3月拱坝设计中值得注意的几个问题李 瓒(国家电力公司西北勘测设计研究院,陕西西安 710065)摘 要:针对拱坝设计中出现的一些问题,如计算与设计的关系、硐探、地质条件和坝肩稳定,论述了在设计中应予以重视,并举例进行了说明。

关键词:拱坝;坝设计;最优设计;洞探;地质勘察;坝肩稳定中图法分类号:TV 222;TV 64214 文献标识码:B 文章编号:1003-9805(2002)01-0012-05 收稿日期:2000-08-03 作者简介:李 瓒(1930-),男,云南昆明人,教授级高级工程师,主要从事拱坝设计和基础处理工作。

笔者近年参加了一些拱坝技术活动,深感有一些相对容易出现、重要或者带倾向性的问题值得提出来供研究。

1 如何对待拱坝优化和计算在计算技术空前发展的今天,利用数学规划方法进行结构优化,在土木界已成为一种重要而行之有效的结构设计手段。

近二十年来,经我国水工科学家的不懈努力,在拱坝结构优化方面取得了很大进展,并在设计中得到了重视,数十座不同规模的拱坝的设计和建造都使用了优化成果。

数学规划方法本身是严格的,就所追求目的而言,程序处理得当,成果完全可信。

从设计观点而言,如果说还有什么值得推敲的话,那就是提供计算机运算和优化的各种工程信息是否准确无误。

从笔者近期经历的拱坝技术活动中,感到这恰恰常是一个容易被轻视但却又是非常重要的环节。

某拱坝的地质条件不理想,一岸岩石变形模量很低。

在坝肩情况没有弄清前,即把精力致力于拱坝优化和计算,并大力付诸实施。

开工后笔者应邀至坝址现场,当询及地质条件这样不好,你们过去进行数学优化计算使用的坝肩岩石变形模量是多少时,得到的回答是过去没作过试验,而最近所作现场试验,尚未提出成果;而且被告之,优化结果的拱端尚有达不到岸坡地形等高线的情况发生。

显然,在此前的大量优化中,数字和图形信息的输入有问题,浪费了设计费用以及时间、精力,也大大降低了数学优化成果的准确性与可靠性。

拱坝表孔设计及消能问题的探讨

拱坝表孔设计及消能问题的探讨

p a tr n p l a l o dt n fFo u igF r uaa d Fo al gF r l r n lzdi hsp p r r a meesa d a pi bec n io so lw J mpn o l n lw F i omuaaea ay e nti a e. c i m l n
有 明确 规 定 , 再 赘述 ; 弧 曲 线 的设 计 参数 有 反弧 半 径 尺、 不 反 反
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中 图 分类 号 :V 5 . T 6 21 2
文献标识码: A

般 修 建 拱 坝 地 区 的 河 谷 较 狭 窄 . 乏 修 建 岸 边 溢 洪 道 缺
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o o e p r mee s a d c mp rs n w t o ue n b e v d d t fs v r xsi g a c a ,te r n e o ome ft s aa tr n o aio i c mp td a d o s r e aa o e e a e i n r h d ms b a g ff r r h h l t
Ke rs saeds nh a ;a is f uk t e—aet ya g ; e tp t o cnrtn df s n yWo d:h p ei ed rd ce; t r c r nl cnr e l n et i ; iui g u ob j tj o e i ac ao f o

拱坝的应力分析简介和强度控制指标课件

拱坝的应力分析简介和强度控制指标课件

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总结词:有效监控
详细描述:该案例探讨了某拱坝施工过程中应力监测的重要性,通过实时监测和数据分析,实现了对 施工过程的精确控制和安全预警。
案例三:某拱坝的运行监测和应力控制
总结词:长期稳定
详细描述:该案例分析了某拱坝在运行过程 中的应力变化和稳定性,通过长期监测和反 馈控制,确保了拱坝运行状态的稳定和安全
通过精心设计拱坝的形状和尺寸,可以降低应力集中程度,提高 拱坝的应力控制性能。
增加拱坝材料的强度
选择高强度材料可以增强拱坝的抗拉和抗压性能,降低应力水平。
设置观测点
在设计阶段,为拱坝设置合理的观测点,以便在施工和运行过程中 及时发现应力异常情况。
拱坝施工中的应力控制措施
控制施工顺序
合理安排拱坝施工顺序,优先施工关键部位,确 保拱坝在施工过程中受力均匀。
拱坝的应力分析简介 和强度控制指标
contents
目录
• 拱坝概述 • 拱坝的应力分析 • 拱坝的强度控制指标 • 拱坝设计和施工中的应力控制措施 • 案例分析
01
拱坝概述
拱坝的定义和特点
拱坝是一种大体积的抛物线形薄 壳结构,主要由混凝土或岩石等
材料构成。
拱坝具有承受压力和弯曲应力的 能力,同时具有较小的拉应力。
应力是指物体内部单位面积上所承受的力,是物体内部产生变形和 断裂的主要因素。
应力分析的目的
应力分析的目的是为了研究物体的应力分布状态,预测其可能发生 的变形和断裂位置,从而采取相应的措施进行优化设计或加固处理 。
应力分析的基本原理
应力分析的基本原理是建立在材料力学、弹性力学等基础上的,通过 建立数学模型,计算出物体在不同条件下的应力分布情况。

拱坝横缝处理措施方案及流程

拱坝横缝处理措施方案及流程

拱坝横缝处理措施方案及流程随着水利工程建设的不断发展,拱坝作为一种重要的水利工程结构,在水库和河流中得到了广泛的应用。

然而,随着拱坝使用年限的增长,横缝问题也逐渐凸显出来。

横缝是指拱坝结构中由于各种原因引起的裂缝,如果不及时处理,会对拱坝的安全稳定性造成严重影响。

因此,针对拱坝横缝问题,制定合理的处理措施方案及流程至关重要。

一、横缝的成因分析。

1. 材料因素,拱坝结构中使用的材料质量不合格或者材料老化导致的横缝问题。

2. 设计因素,拱坝结构设计不合理或者设计参数计算不准确引起的横缝问题。

3. 施工因素,施工工艺不当或者施工质量不过关导致的横缝问题。

4. 自然因素,地震、温度变化等自然因素引起的横缝问题。

二、拱坝横缝处理措施方案。

1. 加固处理,对横缝部位进行加固处理,采用钢筋混凝土加固或者碳纤维加固等方式,提高横缝部位的承载能力和抗震性能。

2. 密封处理,对横缝部位进行密封处理,采用聚合物密封材料或者橡胶密封条等方式,防止水渗漏和进一步扩大裂缝。

3. 预应力处理,对横缝部位进行预应力处理,通过预应力锚杆、预应力钢束等方式,提高横缝部位的受力性能和抗震性能。

4. 补强处理,对横缝部位进行补强处理,采用钢筋混凝土补强或者纤维增强材料补强等方式,提高横缝部位的整体承载能力。

5. 监测处理,对横缝部位进行定期监测,采用应变计、位移计等监测设备,及时发现横缝问题并采取相应的处理措施。

三、拱坝横缝处理流程。

1. 方案确定,根据横缝问题的具体情况,确定合适的处理方案,包括加固处理、密封处理、预应力处理、补强处理等。

2. 设计方案,对确定的处理方案进行详细设计,包括结构设计、材料选用、施工工艺等。

3. 施工准备,根据设计方案,做好施工准备工作,包括材料采购、设备调配、施工人员培训等。

4. 施工实施,按照设计方案,进行横缝处理施工,包括清理横缝部位、加固密封处理、预应力补强等。

5. 质量检验,对施工完成的横缝处理工程进行质量检验,确保处理效果符合设计要求。

水坝设计中的坝体稳定性分析

水坝设计中的坝体稳定性分析

水坝设计中的坝体稳定性分析在水坝设计中,坝体稳定性是一个至关重要的问题。

坝体稳定性不仅关系到水坝的安全性,更直接影响到水坝的使用寿命和工程效益。

因此,在水坝设计的过程中,对坝体稳定性进行全面的分析和评估是非常必要的。

一、坝体稳定性分析的基本概念坝体稳定性是指水坝在承受地下水和坝体自重、渗流压力以及外部荷载的作用下,坝体不发生破坏或发生破坏的概率很小的状态。

坝体稳定性分析是通过对水坝各种受力情况的计算和模拟,来评估水坝的整体稳定性并提出相应的改进措施。

二、坝体稳定性分析的主要内容1. 静力分析:静力分析是水坝设计中的基础,通过对水坝受力情况的计算和分析,确定坝体的受力状态,包括重力坝、拱坝、重力-拱坝等不同类型水坝。

2. 渗流分析:水坝周围地下水和坝体内部水流的渗透对坝体稳定性有重要影响,渗流分析主要是通过数值模拟和实际监测,评估水坝渗流对坝体稳定性的影响。

3. 抗震分析:地震是水坝面临的重要自然灾害之一,抗震分析是评估水坝在地震作用下的稳定性,确定水坝的抗震性能和安全储备。

4. 滑动稳定性分析:水坝坝基和坝体之间的滑动是水坝稳定性的一个重要指标,滑动稳定性分析通过对地基土层性质和坝体结构的计算、模拟,评估水坝的滑动稳定性。

5. 破坏机理分析:水坝破坏的机理是水坝稳定性分析的关键,通过对水坝破坏机理的模拟和分析,可以进一步提高水坝的稳定性。

三、坝体稳定性分析的方法与工具1.数值计算方法:数值计算方法是目前水坝设计中常用的分析方法,包括有限元法、有限差分法等,通过计算机模拟水坝的受力情况和破坏机理,评估水坝的稳定性。

2. 监测与实测方法:监测与实测是对水坝真实受力情况的监测和检测,通过现场数据的采集与分析,可以验证水坝设计和分析的准确性,提高水坝的安全性。

3. 专业软件辅助:如Plaxis、Autocad等专业软件可以提供水坝设计中各种受力情况的模拟和计算,辅助设计师进行坝体稳定性分析与评估。

四、水坝设计中的坝体稳定性评估在水坝设计中,坝体稳定性评估是一个重要的环节,通过对水坝各种受力情况的分析和评估,可以及时发现水坝存在的安全隐患,采取相应的措施加以改善,确保水坝的安全性和稳定性。

讨论拱坝表孔设计及消能问题

讨论拱坝表孔设计及消能问题

讨论拱坝表孔设计及消能问题摘要:目前,不管是发达国家,还是发展中国家,在市场经济发展及其需求的推动下,各个国家及地区都很重视资源开发和利用,特别是水资源方面,更是空前繁荣。

其中在水利设计坝型选择中,拱坝越来越多的得到应用。

然而,通常修建拱坝地区的河谷一般都较为狭窄,由于采用泄洪洞泄洪的方法极不经济,所以多数中小拱坝都采用表孔溢流方式。

部分中高坝采用表、中孔联合方式。

随着拱坝规模和泄洪量的增大,原有的溢流方式不能满足现代化建设的需要。

如何提高拱坝表孔设计及消能问题已是当前修建拱坝工程的主要任务。

关键词:拱坝;表孔;设计;消能关于拱坝表孔设计及消能根据某水电站下游河道狭窄、下泄流量大的基本特征,有意识地发挥拱坝泄水水舌的向心作用,使两边的表孔水舌在空中交汇,这种上下对冲消能方式可以实现碰撞消能,从而减轻坝下冲刷。

实际上,挑流水舌空中碰撞的消能效果也不错,可用于较高的拱坝枢纽中。

此外,该水电站厂房布置远离大坝也能避免不良影响,在这样的拱坝上只能采用上下对冲形式,下面通过优选的拱坝表孔设计方案,最终确定中孔、两边孔水流碰撞消能及横向扩散碰撞消能;增大落水面积,最终有效地解决该拱坝表孔的消能冲刷问题。

二、拱坝表孔设计方案研究2.1高挑坎方案研究首先,为保持应设计左、右边表孔的挑坎高程和挑角不发生变化,于是将窄缝可以改为等宽出口。

其次,要使3个表孔都能单独泄水消能,并且不允许产生冲刷边坡岩体等的不利情况,拱坝左、右两边的表孔在同时泄水时,两个水舌就会恰恰合成一道。

再次,当3个表孔联合起来一起泄水流出时,两边表孔水舌能从上向下与中表孔水舌在空中碰撞。

于是,边表孔水舌压制中部表孔水舌,中表孔水舌顶托边表孔水舌,相互碰撞后的水舌呈发散的一股(如下图所示):图(1)水舌平面图图(2)水舌形态示意图由此可见,在高挑坎方案设计中,因为中表孔挑坎与两边表孔挑坎的高程的落差不是很大,两水舌的交汇角度又很小,即仅为20度,如图(2)水舌冲撞消能的效果不是很理想。

拱坝设计规范

拱坝设计规范

拱坝设计规范1. 引言拱坝是一种常见的水利工程结构,广泛应用于水能利用和水资源管理中。

为了确保拱坝的安全性和可靠性,制定拱坝设计规范是必要的。

本文将介绍拱坝设计规范的一些基本要求和建议。

2. 工程背景拱坝是一种弯曲的水利工程结构,通常用于拦截或蓄水。

它由多个拱形构件组成,通过拱形的力学原理来分散水压,提高结构的稳定性。

拱坝的设计需要考虑水力学、土力学、结构力学等多个因素。

3. 设计原则拱坝的设计应遵循以下原则:•安全性:拱坝应具有足够的抗震和抗洪能力,能够承受外部环境的变化和作用力的影响。

•可靠性:拱坝的设计应具有良好的可靠性,能够在长期使用过程中保持稳定和安全。

•经济性:拱坝的设计应考虑到施工和维护成本,尽量减少对环境和资源的损害。

4. 设计要求拱坝的设计应满足以下基本要求:4.1 水力学要求•最大洪水水位:根据地区的降雨和径流条件确定最大洪水水位,以确保拱坝在洪水期间的安全性。

•流量控制:拱坝应能够控制流量,确保下游水位稳定,不发生泄洪或溃坝等事故。

•波浪冲击考虑:对于暴露在湖泊或海洋中的拱坝,需要考虑波浪的冲击对结构的影响。

4.2 结构力学要求•坝体稳定:拱坝的坝体应具有足够的稳定性,能够承受水压和地震力的作用,不发生滑坡和变形。

•基础承载力:拱坝的基础应具有足够的承载能力,能够分散坝体的重力和水压,保证整体稳定。

•应力分析:通过应力分析确定拱坝结构的合理尺寸和形状,避免应力过大或不均匀引起的结构破坏。

4.3 原材料和施工要求•原材料选择:拱坝的建造应选择合适的建筑材料,具有足够的强度和耐久性,能够满足结构要求。

•施工质量:拱坝的施工质量应符合相关标准和规范,确保结构的稳定和安全。

5. 设计流程拱坝的设计流程包括以下步骤:1.收集工程信息:包括地质、水文、气象等方面的数据,对工程环境有一个全面的了解。

2.确定设计参数:根据工程背景和要求,确定设计的水位、流量、力学参数等。

3.进行概念设计:根据设计参数,进行初步的结构配置和尺寸确定。

在拱坝设计中应注意的几个问题_0

在拱坝设计中应注意的几个问题_0

在拱坝设计中应注意的几个问题- 水利水电知识1. 客观对待坝型选择坝型选择过程往往十分曲折,这因为它是一个涉及面很广的重大问题,也常常因为我们设计者对某种坝型的经验与喜好而增加了问题的复杂性。

其实,我们应该特别注意,我们不是单纯为搞拱坝而设计拱坝,而是结合具体工程和自然情况,找出技术经济条件优良的坝型。

总之,我们应该尽可能客观地对待坝型的选择。

只有在坝型选择中正确地选择了拱坝才具备设计一个优良拱坝的客观前提。

在实际工作中,我们应该避免两种情况。

其一是该选用拱坝而不选用;其二是不该选用拱坝而却又选用了拱坝,两者均将给工程带来巨大的损失。

例如,我国台湾的石门工程,经美国著名高坝专家萨凡奇建议采用混凝土拱坝,并于1956年。

随即发现坝基地质条件很复杂,事先并未料及,只好重新进行地质勘察工作,同时坝间进行了数十万立米的施工开挖,最终证实坝间岩石风化很深,继续按拱坝施工有可能造成坝间岩体的重大滑动,只好放弃拱坝改修土石坝。

2. 重视地质条件我们水工设计工作者知道,设计水坝时地质条件的重要性,而对于拱坝设计,地质情况和我们设计工作者对地址条件的认识更为重要。

一个拱坝建成后运用效果良好,常常首先是地质情况搞的比较清楚,国内外拱坝设计领域内,不重视或不够重视地质勘探工作造成拱坝建设失误,致使工程处于被动局面者并不少见。

以下面几座坝为例:2.1奥本双曲拱坝该坝设计坝高213米,坝顶长1265米,总库容28亿立米,供水量4.5亿立米。

1975年8月1日,本坝西北213公里的奥络维尔坝,发生了里氏5.78级地震。

该坝于本坝处于同一条足山大断层附近。

怀疑会对奥本坝也造成影响,于是停工补做地震地质工作,结果发现6条断层,距坝最近者800米。

其实该坝的地勘工作开始的并不晚,早在1947年就已经开始了,奥本坝60年代后期开工,1975年发生地震后停工,1979年底彻底停建。

近十年的施工耗资2亿美元。

这个拱坝工程,从总结意义上讲,是区域稳定性方面的工作和判断有问题,酿成了全面的失误。

中国特高拱坝建设特点与关键技术问题

中国特高拱坝建设特点与关键技术问题
的 51 ~ 0倍 。
在 一 定 条 件 下 。 拱 坝 是 经 济 性 与 安 全 性 都 较 优
光 滑 和 体 形 优 美 而 著 称 。 在 狭 窄 河 谷 修 建 拱 坝 既 经
的一 种坝 型 ,随着地基 处 理技 术 和筑 坝技 术 的发展 ,
拱 坝 的 适 应 性 进 一 步 扩 大 , 成 为 刚 性 坝 中 先 进 的 坝
o e ain s t , al r r b blt n c a im, s e t r , ik sa d r n n i r k r q ie n ,s imi ae y a d p r t t e f i e p o a i y a d me h n s r k f au e rs tn a d a d a t- s e u r me t e s c s ft n o a u i i i me s r s a c n r t e e au e c n r l a d c a k p e e t n e l g c l d f cs te t n o a f u d t n n a u e ,d m o c e e tmp r t r o to n r c r v n i ,g oo i a ee t r ame t f r d m o n ai a d o o
(y rC iaC roao , e ig10 2 , hn) H do hn oprt n B in 0 1 0 C ia i j
Ab t a t T e s p r h g r h d m n Ch n a o a i h r c e it s o ih h i h , d v rv l y a d lr ewa e s r c : h u e — ih a c a i i a h ss me b sc c a a t r i fh g eg t wi e f e al n ag tr sc i e

泰宁县际头水库拱坝导流底孔封堵设计中问题的介绍

泰宁县际头水库拱坝导流底孔封堵设计中问题的介绍

2 导流 底孔 下 闸封堵 方案
21 封 堵方 案 . 本 工程导流底 孔采用预 制钢筋混凝 土整体 闸门进行 封 堵。 钢筋混 凝土 闸门在 导流底孔进 口边墩 上进行预 制 ,轮组进行起 吊和沉放 。
22 封堵标准及流量的确定 .
放水 。因此 , 本工程设计水头确定 为 1 . 闸门尺寸拟定 为 55 m。
33 悬臂梁及 闸门配筋设 计 .
为了使闸门顺 利下放 . 需要在 坝体 内预埋预制钢 筋混凝 土悬 臂梁 , 悬臂 梁预埋高程 根据 闸门高度 、 吊设 备尺 寸及 起 安全 超高确定 ; 悬臂梁伸 出坝体 的长度应根据坝体 的倒悬度
及一定安全距离确定 ( 闸门槽位置确定 ) 。可将 闸门简化为受
填灌浆 采用纯压式 布置 , 从下游往 上游方 向依次灌浆 , 灌浆
压 力 为 03 05 a . .MP 。 ~
( C A) 厂W+ / P
式 中 ——抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数 ;

厂 , ——混凝 土与混凝 土或岩石之间的抗 剪断
b 接触灌浆。 . 混凝土堵头顶部和侧边墙接触灌浆通常分 三 区: 顶部一区 , 右边 墙各分一区 , 左 利用预埋在堵 头内部的
3 闸 门 设 计
31 闸门设计 考虑因素 . a 封堵 闸门一般 为临时性 闸门 .沉放后不再提起和利 .
度 25 拱冠梁底宽 80 . m, . m。坝面为 MI O水泥砂浆砌条石 . 坝 腹为 C 5细骨料混凝土砌块石 。溢洪道布置在坝顶 中部 . 1 共
设 3孔 , 总溢 流净宽 2 .m, 52 采用向心布置 , 为开 敞式 溢洪 道 。
l 工 程 概 况
际头水库 位于金 溪支流瑞溪 河道上 , 是一 座供水 、 灌溉 综合利用 的水利工程 。 工程坝址位于泰宁县城区西南方 向 该

拱坝设计规范

拱坝设计规范

一、拱坝设计原则1、安全原则:拱坝设计应符合安全可靠的原则,保证拱坝的结构安全可靠,能够抵抗可能发生的洪水和地震等灾害。

2、经济原则:拱坝设计应符合经济原则,在保证安全可靠的前提下,尽可能降低拱坝的造价,提高拱坝的经济效益。

3、可操作性原则:拱坝设计应符合可操作性原则,确保拱坝的施工、维护和管理等操作方便,确保拱坝的正常运行。

4、可行性原则:拱坝设计应符合可行性原则,确保拱坝的设计可行性,确保拱坝的施工可行性,确保拱坝的运行可行性。

二、拱坝设计要求1、拱坝型式:拱坝型式应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的型式,一般可采用混凝土拱坝、砼拱坝、砖拱坝等。

2、拱坝结构:拱坝结构应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的结构,一般可采用拱坝体、拱坝底、拱坝顶、拱坝坝面等结构。

3、拱坝材料:拱坝材料应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的材料,一般可采用混凝土、砼、砖、钢等材料。

4、拱坝尺寸:拱坝尺寸应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的尺寸,一般可采用拱坝高度、拱坝宽度、拱坝底宽、拱坝底高等尺寸。

5、拱坝坡度:拱坝坡度应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的坡度,一般可采用拱坝坝面坡度、拱坝坝顶坡度、拱坝坝底坡度等坡度。

6、拱坝抗滑:拱坝抗滑应根据拱坝的功能和用拱坝坝面防滑、拱坝坝顶防滑、拱坝坝底防滑等抗滑措施。

7、拱坝抗冲击:拱坝抗冲击应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的抗冲击措施,一般可采用拱坝坝面抗冲击、拱坝坝顶抗冲击、拱坝坝底抗冲击等抗冲击措施。

8、拱坝抗渗:拱坝抗渗应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的抗渗措施,一般可采用拱坝坝面抗渗、拱坝坝顶抗渗、拱坝坝底抗渗等抗渗措施。

9、拱坝防腐:拱坝防腐应根据拱坝的功能和用拱坝坝面防腐、拱坝坝顶防腐、拱坝坝底防腐等防腐措施。

10、拱坝美化:拱坝美化应根据拱坝的功能和设计要求,确定拱坝的美化措施,一般可采用拱坝坝面美化、拱坝坝顶美化、拱坝坝底美化等美化措施。

混凝土拱坝温度应力问题研究

混凝土拱坝温度应力问题研究

水 工 混凝 土 建筑 物 一 般体 积 都 很庞 大 ,且 由 于旌 工 和结 构 上 的需 要 , 常 常是大块 地浇筑 。 混凝 土 中的水泥在 水化 硬结过 程 中, 发生 大量 的水化热 , 使混凝 土温 度发生 显著上 升,然 后逐渐 散发 ,但 它是 一种导 温性质 极为 不 良 的材料 , 自然散发往 往需要 很长 时间坝 体 内部温 度才 能达 到稳定状 态 。这 种 温度 的变化会产 生一 系列后 果 。当混凝 土 内部温 度与 外界温 度相差 悬殊 ,温 度梯度 很陡 时, 就容易 在混凝 土表 面引起 巨大拉 力, 导致表 面裂缝 的产 生。 当 受到基岩 或老混 凝土 约束时 ,又 可能产 生垂直裂 缝或 者使结构 缝张 开 这 种 裂 缝不仅 有碍观 瞻 ,而 且改变 了混凝 土结 构的受 力条件 。若裂 缝出现 在水 工 建筑 物 的迎水面 或者直 接承受 水压力 的构件 时 ,由于裂缝 的发 展,破坏 结构 物 的整体性 , 降低 了混凝 土的抗 渗性和 抗冻性 , 至影 响结构 的正常 运行 。 甚 当 然 ,对 混凝 土拱 坝影 响则更 严重 。 拱 坝 一 般较 薄 ,受 外 界气 温 和 水 温 的影 响 比较 大 , 坝 内温 度 变化 较 大 。由温 度变 化而使 混凝土 产生 的应力 必须与坝 体 的整体特 性及基 础与坝 肩 对拱 的位移所 加约束 条件综 合考虑 。 由于拱坝 一般修 建在狭 窄 的峡谷里 ,因 此除 了坝项和 自由边 界外 ,其他三 面都受 到基 岩的约束 ,拱坝 结构 的超静 定 特性引起 的混 凝土应力 状态 的重大 改变往 往 出现 在拱 圈中 ,温度 变形 受到 的 外 界约束 比较大 ,因此 在拱坝 内可 能出现 较大 的温度应 力 ,当应 力超过 了混 凝 土的极 限强度 ,或其 应力变 形超过 了混 凝土的极 限变 形值 ,混凝土就 会产

拱坝设计方法浅析

拱坝设计方法浅析

[ 要 】拱 坝 是 一 个 空 间 壳 体 结 构 ,较 其 它 混 凝 土 坝 的具 有 较 优 的 安 全 储 备 ,且 工 程 规 模 也 较 小 , 随 着 工 程 技 摘 术 的 发 展 ,其 适 用 范 围 已逐 步 扩 大 ,得 到 了工 程 技 术人 员 的 - : ga ,本 文 就 拱 坝 设 计 中的 几 个 问题 进 行 了 简单 分
析 。提 出 了适 合 予我 国现 行 条 件 下 的 拱 坝 设 计 方 法 , 与 同行 共 勉 。 [ 键 词 ]拱 坝 ;设 计 ; 温度 场 关
[ 图 分 类号 ]T 6 2 中 V4. 4
[ 献 标 识 码 ]B 文
软 弱 的 页岩 或砂 页 岩层 上 。运行 良好 。
4 体 型 选 择
应 首先 安 排 好 拱 轴 线 ,适 当照 顾 梁 轴 线 ,力 求 发 挥 拱 的作 用 。确 定 拱 梁 轴线 后 。才 能 地 决定 各 部 位厚 度 。 根 据 国外 较 先 进 设 计 的有 一 定 坚 向 曲 率 的 混 凝 土 坝 剖 面统 计 ,拱 冠梁 的坝 顶 和 坝底 厚度 大体 如 下 ,可作 为 剖 面选 择 的努力 目标 。
第o 4期 ( 总第 3 7期 ) 4
[ 文章 编 号 】 10 - 86 (O 1 4 0 1- 2 0 9 24 2 l)0 - 0 10




21 O 1年 0 4月
拱 坝 设 计 方 法 浅 析
郑 春 有 .杨宇 15 0 ) 3 20
7 O0 2 ( ) .1 日+
1 —. . 11 混 凝 土 量 2 0 0 。 而 相 应 浆 砌 石 重 4 0 m。 0 m3 力 坝 砌 石 量 高 达 80 0 。 该 坝 已经 过 校 核 洪 水 0 m3 和 冰压 力 等考验 ,运行 良好 。 对 于 基 岩有 溶 洞 、软弱 带 等 。只要 把 地 质 情 况 勘 探 清 楚 ,正 确 处 理 ,一 般 都 可 以修 建 拱 坝 。 如 国外 彭 达 雷 、蒙 太 纳 、英 古里 拱 坝 等 都 是 有 岩 溶 的坝 基 。 我 国 四川 十多 座 浆砌 石 拱 坝 都 修 建 在
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拱坝设计中的问题分析
摘要:本文结合作者多年工作经验,对拱坝设计中应注意的问题进行了分析,以供同仁参考。

关键词:拱坝设计;体形设计;坝基处理
1 工程概况
某水电站工程以发电为主,兼有灌溉、防洪、旅游等综合效益。

枢纽建筑物由拦河大坝、坝顶溢洪道、放空底孔、引水隧洞、进水口和发电厂房等组成,拦河大坝为混凝土拱坝,坝底高程148m,坝顶高程232.3m,坝高84.2m,正常蓄水位230m。

2 拱坝设计中应注意的几个问题
2.1拱坝布置与坝肩开挖
该工程上游的东西坑两水汇合后的峡谷只有1.5km长,峡谷两岸山顶高程由300m急剧下降至120m,对应于建造正常蓄水位230m 的大坝来说,可供布置坝轴线的范围只有峡谷上游500m,而在这段峡谷的中部两岸均有深切的冲沟。

为免受冲沟影响,拱坝坝轴线只能布置在冲沟的上游(上坝轴线)或下游(下坝轴线)。

上坝轴线两岸地形对称,可布置拱坝的区域较大,从地形上看十分理想,但地质勘探结果表明上坝轴线受横切区域性大断层f6的影响,两岸岩石风化层较深,拱坝工程量明显偏大,从经济上考虑不优越;下坝轴线右岸为一突出的小山包,由于小山包下游峡谷明显变宽,要使工程在经济上可行,就必须利用这个小山包作为拱座,从坝肩稳定角度考虑,由于小山包较单薄,右坝肩要尽量往上游靠,但靠近冲沟
又会遇到卸荷岩体,这就造成可布置拱坝的区域较小,同时由于地形不对称,对拱坝的布置造成了极大的困难。

下坝轴线地质勘探结果表明左岸岩石风化深度浅,右岸岩石风化深度深,为了减少拱圈的不对称程度,在满足坝基设计要求的前提下应尽量浅挖右坝肩。

左岸拱端下游处平均嵌深约8m(5~12m),右岸拱端下游处平均嵌深20m(15~26m),大部分坝基置于微风化岩体上,少部分利用弱风化岩体。

由于左岸山坡陡峭,如按拱端实施全径向开挖,则开挖方量很大,为了尽量减小开挖量,全部采用半径向开挖。

右岸拱端布置在小山包的凸部,其上游靠近冲沟,大大减少了工程开挖量。

由于右岸小山包山顶高程低于峡谷顶部,右坝肩高程218m 以上岩体属全风化岩体,不能作为坝基,将其开挖成一混凝土置换槽,做成人工地基。

2.2 拱坝体形优化设计
尽管坝址处河谷不对称,但由于河谷宽高比仅为1.5,仍是优良的建造拱坝地形,可设计成双曲薄拱坝。

在水平拱圈设计上,坝体厚度设计成由拱冠向拱端逐渐加大,厚度变化指数取值为2.5。

拱坝坝体应力对拱坝的封拱温度非常敏感,封拱温度取值越低,坝体应力相应越低,但过低的封拱温度不仅会造成制冷费用相应增加,还可能影响工期,应根据坝体准稳定温度场并适当超冷封拱来确定,拱坝的封拱温度见表1。

表1拱坝封拱温度
拱圈高程(m)232 218 203 188 173 158 150 封拱温度(°) 20 18 17 16 15.5 15.5 15.5
由于拱坝坝址地形不对称,拱冠梁位置的确定对拱坝体形设计有至关重要的影响,在进行设计时将拱冠梁位置尽量靠近右岸,以尽可能缩小拱坝的不对称性。

初步设计阶段时拱坝选用对数螺线拱坝,坝体体积为22.5万m3。

施工图设计阶段,通过使用中国水科院拱坝体形优化设计系统adaso,对单心圆、双心圆、三心圆、对数螺旋线、抛物线、椭圆和二次曲线等拱圈线型进行拱圈线型优选,确定拱坝最优拱圈线型是椭圆,坝体体积为20.5万m3,节省了2万m3。

混凝土。

2.3 基础处理
拱坝坝基在天然状态下,坝肩有三个部位的抗滑稳定安全系数不能满足规范要求:部位一是左坝肩高程160~180m范围,由于受高倾角侧滑面f4断层和缓倾角底滑面j3层间错动夹层组合作用,存在局部稳定问题;部位二是左坝肩高程198~218m范围,由于受高倾角侧滑面大裂隙和缓倾角底滑面挤压夹层组合作用,存在局部稳定问题;部位三是右坝肩高程203—209m范围,由于受到高倾角侧滑面f16断层面和缓倾角底滑面软弱夹层组合作用,存在整体稳定问题。

三个部位坝肩抗力体滑动均属双面滑移问题,按规范方法计算分析表明:在天然状态下,三部位滑移体在设计拱端推力作用下,均远远不能满足规范所要求的抗滑稳定安全系数k=3.25,需采取工程措施进行处理。

实际施工时,对部位一范围内(左岸高程168—180m)的f4断层和j3层问错动夹层及左岸边坡卸荷松动带、大范围倒坡及倒悬大块危石,先采取混凝土贴坡,将边坡护住,然后对山体进行锚固灌浆,以提高抗力体的完整性;对部位二范围内(左坝肩高程198~218m)大裂隙和挤压夹层,在高程208~218m 内将大裂隙全部挖除,并对大裂隙上盘面进行粗糙化处理,同时对高程208—232m拱端面布置间距1m 的锚筋,以增加拱端面的抗剪力;对部位三的工程处理措施为:在坝基面高程202—208.5m垂直坝基面挖一宽2.5m,高6.5m 的置换洞至f16断层,切断高程203—209m缓倾角软弱夹层。

高程218~202m将断层带和断层影响带部分挖除(分别向上下游长7.5m,平均宽度约8m),然后回填混凝土,设计置换底面积119m (实际置换底面积197m ),设计置换侧面积466m 。

经过加固后的坝肩,其抗滑稳定安全系数可达到规范的要求。

从拱坝坝基处理的过程来看:对拱坝坝基,采用大规模混凝土护坡将卸荷松动带、大范围倒坡及倒悬大块危石包住,再通过灌浆和锚固,将不稳定的边坡和卸荷松动的岩体加固成为可利用的坝肩抗力体是可行的;利用传统的槽挖和洞挖将不能利用的岩体挖除后置换为混凝土是最简单有效的坝基处理方法。

3拱坝设计中的经验总结
3.1 设计地形和实际地形有差异情况下的体形调整
在该拱坝坝基开挖过程中,发现由于种种原因,设计地形与实际地形有较大的差异,设计阶段的拱坝体形在实际地形中,拱坝右
岸坝顶拱端上游面已悬空,左岸拱端下游面大部分在卸荷岩体上。

问题暴露后处理非常棘手,由于坝基已按开挖图基本完成,如按常规的处理方式,必须要再进行相当大量的开挖,坝基深挖后拱坝的跨度相应增大,坝体混凝土方量也会大量增加,工程投资必然较大幅度地超过概算,同时,也会延误工期。

另外设计开挖工期是6个月,而开挖已进行了3个月,大量增加工程投资和延误工期是不能接受的。

既然继续深挖已不现实,怎样才能使左右拱端均落在可利用基岩上而又不至于增加太大的工程量就成为解决问题的核心所在。

首先,要对拱坝体形作出调整,希望能将拱坝左拱端向上游移动并且右拱端向下游移动,以分别避开左岸下游和右岸上游的卸荷岩体。

运用中国水科院的拱坝应力分析及体形优化程序adaso重新调整拱坝体形,但受坝体应力条件和坝体方量的限制,拱端的移动幅度尚不能满足设计要求。

根据拱端所需移动方向的特点,在拱坝体形调整的基础上再将坝体整体沿逆时针方向旋转1.6°。

即可勉强满足设计要求,根据施工实际调整后的坝体方量为21.2万m3。

在实际施工过程中,混凝土方量比技施阶段的方量增加了2.0万m3。

其中体形调整增加0.7万m3,坝基处理增加o.3万m3,边坡处理增加1.0万m3,与初设阶段相当,工程投资控制在概算之内,在设计上赢得了主动。

坝址地形是拱坝设计的基础,地形有误对拱坝设计和施工的影响是巨大的,有可能会大幅度增加工程的投资和延误工期,在设计和施工中应慎之又慎。

该拱坝在地形有误情况下,通过体形优化设
计进行体形调整并通过体形刚体移动来满足实际施工的要求,使工程投资控制在概算之内,对我国今后工程建设有较大的参考意义。

另外,该拱坝对应坝址地形地质情况来说,坝基开挖量是较小的,可以说是拱坝浅嵌的典范。

3.2 高坝设计应尽量设置放空底孔
该拱坝在大坝中下部坝顶溢洪道中心线上设置1个底孔,用于放空水库检修上游坝面。

放空底孔虽为检修大坝而设计,但实际应用更为广泛。

另外,部分帷幕灌浆在渗透水作用下施工不能满足设计要求,利用放空底孔降低水位后,帷幕灌浆能达到设计要求。

实践证明大坝设置放空底孔是必要的。

3.3 高度重视坝体横缝附近的混凝土质量
该拱坝坝体自右至左依次分为11个坝段,其中6~8 为溢流孔口坝段。

为便于施工,横缝均采用铅直缝面。

横缝间距以坝项拱圈中心线弧长控制在20m左右,缝面方向基本与坝顶拱圈中心正交。

由于采用铅直的缝面,缝面与其他各层拱圈的法线方向有一交角,为防止可能造成缝面上出现不利的应力条件,该角控制在15°以内。

在每条横缝及左岸高程128m 以上坝基和右岸高程143m 以上坝基上游侧距上游坝面30cm 处设一道铜止水,在铜止水下游侧设一道塑料止水。

在每条横缝设置高度8~10m 的灌浆区,灌浆区内设球形键槽及灌浆系统,灌浆区周边用h651塑料片,在坝体达到封拱温度场后进行封拱灌浆。

在拱坝建设过程中,由于不重视止浆片周边混凝土的质量控制,
导致实施封拱灌浆时出现大面积漏浆,增大了设计施工人员的工作量并影响了施工工期。

此事例说明,在拱坝施工过程中要高度重视坝体横缝附近的混凝土质量。

4 结束语
该水电站拱坝采用浅挖右坝肩方案并且右岸上部用混凝土置换方法建成人工地基;运用体形优化工具,在技施设计阶段减少了坝体混凝土方量;在施工图阶段针对与设计地形有差异的实际地形,重新进行了体形调整,并辅之以体形刚体移动等方法,满足了实际施工的要求,使工程的实际投资控制在概算内;通过采用大规模混凝土护坡将卸荷松动带、大范围倒坡及倒悬大块危石包住,再通过灌浆和锚固等工程措施后,坝肩抗力体抗滑稳定满足要求。

该水电站建成至今,运转正常。

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