水工建筑物教学笔记

绪论

1、水利枢纽–––由几种不同类型与功能的水工建筑物聚合一起组成的建筑物群，以

控制水流并便于协调运行与管理

2、水工建筑物–––凡实现某一水利、水电功能为防洪、发电、灌溉、的建筑物，如

控制水位，调节水流，兴利除害。

二、水工建筑物分类：(按功能分)

(一) 挡水建筑物：如拦河坝、堤防、施工围堰等；

功能：拦截或约束水流。

(二) 泄水建筑物：如溢流坝、泄水闸(孔)、河岸溢洪道、泄水隧洞；

功能：宣泄多余洪水降低水位放空。

(三) 输水建筑物：引水隧洞、涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等；

功能：将水源从一处输送到另一处。

(四) 取水建筑物：取水口、进水闸、扬水泵站等；

功能：从水源取水以达应用之目的。

(五) 整治建筑物：丁坝、顺坝、潜坝、导流坝、防波堤、护岸等；

功能：改善河道水流条件，调整河势，稳定河床(槽)，保护河岸。

(六) 专门性不工建筑物

三、水工建筑物的特点

1、工作条件的复杂性：表现在作用因素的复杂性；

2、设计选型的独特性：表现在地质条件，自然条件千差万别，不可能标准化；

3、施工建造的艰巨性：施工条件复杂，工程量巨大；

4、失事后果的严重性。

四河川水利枢纽对环境的影响

一、物理影响

1、上游水位抬高：淹没、浸没→移民问题；

2、下游水位降低，地下水位下降→

可能引起干旱； 3、水库淤积； 4、库区小气候变化。

二、生态影响

1、渔业；

2、水温；

3、库水化学成份

五水利枢纽及水工建筑物等级划分

一、分等分级的必要性：一项水利枢纽工程的成败对国际民生有着直接影响，但不

同规模的工程其影响程度也不同。

(1)安全可靠性(2)经济合理性 (1)(2)失事后的影响程度,二者统一起来

二、如何对水利枢纽及水工建筑物分等分级

1、按现行规范进行分等分级：主要依据：①工程规模；②效益；③重要性。

分等：共五等；分级：共五级。若指标分属几个不同等级，以最高等别为准。

第二章重力坝

一重力坝的工作原理：

①依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定要求

②利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强

度要求。

二重力坝与其他坝型相比具有的显著特点表现在：

①重力坝筑坝材料抗冲能力强–––坝顶溢流，利用较低的坝块，底孔导流；

②重力坝结构简单，一般可不设河岸溢洪道或泄水隧洞，便于施工；

③对地形地质条件适应性较好,但对地基要求高于土石坝，要求地基有较高的承载能

力；

④由于坝与坝基接触面积大，受扬压力作用亦较大，故需采取有效的防渗排水措施,

降低扬压力，增强坝体稳定，改善应力状况；

⑤大坝坝体大，材料强度不能充分发挥，坝体应力一般不大，材料强度不能充分发挥，

不同部位采用不同标号砼，以降低造价；

⑥坝体体积大，水泥用量多，水化热高，易引起开裂，温度控制问题突出；

二、重力坝的类型

1、实体重力坝

2、宽缝重力坝

3、空腹重力坝

4、预应力重力坝

第二节重力坝的荷载

主要荷载：①自重；②上、下游坝面水压力；③扬压力；④浪压力；⑤泥沙压力；⑥地震荷

载；⑦冰压力等。

一、荷载计算

(一) 坝体自重–––维持大坝稳定的主要荷载

(二) 坡面上的水压力

1、静水压力：p=ν0y y––水深

上游倾斜时，分解水平水压力＋垂直水压力

2、动水压力

溢流坝段溢流，反弧段动水压力

(三)扬压力(取决于地基地质条件，防渗排水措施，坝体结构形式)

1、坝基面的扬压力

①无防渗排水措施

②有防渗帷幕和排水 α––扬压力折减系数

2、坝体内部扬压力

分下游水位以上、以下两种情况： 1）下游水位以上2) 下游水位以下

第三节 重力坝的稳定分析

稳定分析的主要目的：验算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度。 基岩上重力

坝失稳的可能情况： ① 坝体沿抗剪能力不足的薄弱面产生滑动

a) 沿坝与基岩接触面的滑动； b) 沿坝基岩体内连续软弱结构而产生的深层滑动

② 水平荷载作用下图

a) 上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝;b) 下游坝踵以下岩体受压发生压碎引起倾斜滑移

破坏。

四、提高抗滑稳定性的工程措施––(自学)(图2–17)

① 上游面倾斜或折坝形；1∶0.1～1∶0.2② 基坑开挖斜向上游；稳定分析可推知。

③ 选择有利地形，设坝路踵、坝址齿墙；④ 加强防渗排水；⑤预应力锚固。

第四节 重力坝的应力分析

一、应力分析的目的和方法：

1、目的： 1)检验坝体、坝基强度是否满足要求； 2)根据应力分析结果，进行坝体砼标号

分区； 3)根据应力分析结果，研究局部应力集中，为采取局部的措施加强提供依据；

2、分析方法：①材料力学法； ②弹性理论法。

一、基本剖面

定义：重力坝的基本剖面，是指在主要荷载作用下满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三

角形剖面。 由坝高坝确定底宽B ！！

二、实用剖面

第六节 重力坝的材料和构造

(二)坝体砼分区：

(二)坝体分缝

坝体分缝的作用：

度控制

施工：砼浇筑能力，温开裂

地基不均匀沉陷伸缩

温度变化.32..1→→ 斜缝––不需灌浆(斜缝沿主应力方向)

⎪⎩

⎪⎨⎧水平施工缝－临时性浆纵缝－临时性－最终灌

横缝－永久性