工程实际的各种坝型选择-非常实用

招徕河碾压混凝土双曲拱坝
招徕河坝肩窑洞式开挖
招徕河拱坝体型图
湖北部分拱坝
序 电站名 电站所在县
号称
（市）
1 隔河岩 长阳县
2 淋溪河 3 洞坪
鹤峰县 宣恩县
4 三里坪 房县
5 龙桥
利川市
6 野三河 建始县
云龙河 7
三级
恩施市
8 青龙
恩施市
9 招徕河 长阳县
10 龙潭嘴 神龙架林区
11 云口
利川市
12 峡口
南漳县
13 罗坡坝 恩施市
14 马渡河 桃花山
15 一级
五峰县 鹤峰县
库容 亿 m3 34.7 0.863 3.43 4.99 0.2625 0.1923 0.4338
0.294
0.692
0.2657
0.351 1.36 0.8705 0.2463 0.1453
坝型
混凝土重力拱坝， 拱顶以上不灌浆。
线型双曲拱坝
75.6
0.230 1988.10
省内首座双曲拱坝
18 观音坪
宣恩县
0.1288
混凝土拱坝
110
0.173
芭蕉河 19
二级
鹤峰县
0.2428 浆砌石双曲拱坝
66.0
0.235 1999.10
拱圈采用二心园弧，拱 冠梁采用三段圆弧
20 长丰
长阳县
0.0397 浆砌石双曲拱坝
60.5
0.235 1999.10
坝型选择
内容提要
一. 可供选择的坝型
二. 坝型选择
一.可供选择的坝型
1．混凝土坝、砌石坝类 2.土石坝（当地材料坝）类
混凝土坝、砌石坝类
1. 拱坝 2. 重力坝
拱坝
1. 混凝土拱坝 1）常态混凝土拱坝 2）碾压混凝土拱坝
2. 砌石拱坝
隔河岩“上重下拱”新型斜封拱坝
• 清江隔河岩混凝土重力拱坝,坝址河谷呈不对称“U”形，坝基为寒武系坚 硬灰岩，下伏不透水软弱页岩。针对这一地形地质特点，设计采用“上重 下拱”式复合坝型，即封拱线以上为重力坝，以下为重力拱坝，而封拱线 为一曲线(又称“斜封拱”)，中部(拱冠处)高，向两侧(拱端)逐渐降低。换 言之，拱冠处上部重力坝较低，两侧上部重力坝较高;而下部重力拱坝上 游面为定圆心、定半径圆弧直立面，下游面为变曲率的三圆心曲面，拱圈 在平面上呈三心单曲变截面状。这种体型使平面拱圈中间曲率较小，呈扁 平状，有利于泄洪消能及减小水流向心集中,同时可有效解决不对称河谷 所造成的地形缺陷(左岸拱座地形高程不足)，并能改善坝体拱端应力状态 。该拱坝经过1996年洪水、1998年特大洪水考验，原型安全监测表明大 坝运行正常,坝体应力场既符合一般规律，又体现了“上重下拱”这一特 殊坝型的受力特点，即增加了拱坝的受力范围，并利用“斜封拱”将上部 荷载传至两岸基岩，完全实现了设计预期。这一新坝型在国内外尚属首例 ,为不对称河谷上设计高拱坝提供了有益借鉴。
拱坝线型
• 平面拱圈的线型多种多样，常用的有拋物线、三心圆、对数螺旋 线等。虽然体形优化的目标为坝体(肩)应力状态良好，最大值满 足规范要求，且坝体断面最小，工程量最省，但优化过程难免因 人而异。有的设计者认为，对数螺旋线型拱能较好适应不对称河 谷地形，水平拱推力方向容易调整，坝体表面比较平顺；有的则 认为抛物线拱的交角好，有利于拱座稳定，同时拱端弯矩小。湖 北省近期修建的双曲拱坝，多建于西部“V”形峡谷地区，河谷 宽高比多小于2.0，坝肩地质条件均较好，拱座稳定较易满足设 计要求，设计者普遍以坝体断面最小，工程量最省为优化目标， 因而异曲同工地选择了对数螺旋线型双曲拱坝，如长阳县招徕河 、宣恩县洞坪、利川市龙桥、房县三里坪、建始县野三河、恩施 市罗坡坝、利川市云口、建始县闸木水、长阳县长丰等双曲拱坝 的平面拱圈均采用对数螺旋线型。
天府庙浆砌石拱坝
连拱坝
• 连拱坝的拱圈一般多用单心圆拱，拱中心角一般采用150°～180°,拱圈厚度 应满足施工和强度要求。支墩间距与坝高有关，一般采用15 m～25m。支墩 厚度与坝高及跨度有关，顶部较薄，向下逐渐加厚。
• (1) 香客岩砌石连拱坝
• 香客岩水库位于宜都市, 于1976年修建。挡水建筑物由砌石溢流连拱主坝 与均质土副坝组成。砌石连拱坝坝顶总长160m，最大坝高26.7m，包括14拱 及两岸边墩，其中河床7拱为溢流坝段，每拱跨度10m，坝顶设公路桥，路面 净宽7m。连拱坝用条石浆砌外壳，内用200#混凝土充填；支墩为变厚单支墩 ，其间距为10m，厚度4m。连拱面板为等外径、变内径的半圆圆筒，倾斜坡 度为1：0.6，拱底内半径3m，拱顶外半径4m。非溢流坝段倾斜拱筒的顶部 以上设有高4m、厚0.4m的直立式混凝土半圆防洪墙。溢流坝面采用非真空实 用堰，每孔净宽8.6m，闸墩厚1.4m，采用弧形钢闸门。溢流面采用悬臂钢筋 混凝土梁板结构，末端设有圆弧挑流鼻坎，下游河床冲刷坑部位设有消力护 坦。
备注
三心圆变截面重力拱 坝，拱顶高程自河床中 部向两岸逐渐下降。 常态混凝土双曲拱坝 常态混凝土双曲拱坝
RCC 双曲拱坝
RCC 双曲拱坝
RCC 双曲拱坝 当前最薄的百米级 RCC 双曲拱坝。
抛物线型 双曲拱坝
137.7
对数螺旋线型双曲 拱坝
105.0
抛物线型变厚双曲
拱坝
对数螺旋线型双曲
拱坝 抛物线型双曲薄拱 坝 对数螺旋线型双曲
抛物线型双曲拱坝 对数螺旋线型双曲 拱坝 对数螺旋线型双曲 拱坝 对数螺旋线型双曲 拱坝 对数螺旋线型双曲 拱坝
三心圆双曲薄拱坝
最大坝高 厚高比
m
151.0
88.0 135.0
0.183 0.174
133.0
0.170
91.0
0.23
74.0
0.176
129.0
0.14
开工年代 1987.1
2003.11 2006.8 2005.5 2006.11 2005.12
A5 204.96
龙洞拱坝
九宫山风景区一天门超薄拱坝
• 通山县九宫山风景区一天门水库, 其拦河坝为组合 拱坝，分两期建成。一期兴建下部浆砌块石单曲 拱坝, 坝高 10m,最大断面底厚为4.3m，顶厚2.1m ，二期加高12m，加高断面为定园心三铰单曲园 弧钢筋混凝土拱坝,拱厚仅0.8m，园心角120°， 内半径33.6m，外半径为34.8m。拱坝两端均设重 力墩，重力墩上设开敞式溢洪道。该坝新老坝体 连接良好，加高断面厚高比仅0.067，系超薄拱结 构，运行正常。
一天门超薄三铰拱坝
九宫山一天门超薄三铰拱坝
200
1230.20
1229.00
80
100
死水位：1214.25
1217.00
1209.00
100
42090
430
1207.00
大坝典型剖面图
碾压混凝土拱坝
• 我国于上世纪80年代末开始引进碾压混凝土筑坝技术,最初仅用于重力坝,对受 力较为复杂的拱坝等超静定结构,尚不敢贸然尝试。1994年，贵州省普定率先 建成了高75m的RCC重力拱坝，不仅开创了拱坝采用碾压混凝土筑坝技术的 先河，也创造了该坝型当时坝高的世界记录。随后大江南北相继建成一批百 米级坝高的RCC双曲拱坝。湖北 省自2001年底开工建设了当年世界最高的招 徕河RCC双曲拱坝，之后10余座百米级RCC高薄双曲拱坝应运而生，如宣恩 县洞坪、五峰县麒麟观、利川市龙桥、五峰县马渡河、恩施市云龙河、房县 三里坪、建始县野三河、恩施市罗坡坝、利川市云口、建始县闸木水、恩施 市青龙、鹤峰县淋溪河、神农架林区龙潭嘴等双曲拱坝。
30 一天门
通山县
0.012
组合拱坝
10+22
上部 0.067
下部浆砌单曲拱,上部 定园心三铰单曲园拱
砌石拱坝
• (1) 天福庙水库
• 位于远安县苟家垭镇黄柏河东支上游，于1978年建成。水库大坝由砌石双曲溢流拱坝和左岸溢流重 力坝组成。拱坝坝顶中心角91.5°，平均半径105.5m，坝顶宽4.2m，底宽20m，坝顶全长232m， 最大坝高63.3m。拱坝顶设8m×7.4m泄洪闸4孔，左岸重力坝设13m×11.5m泄洪闸2孔，下游均采 用为差动鼻坎挑流消能。重力坝兼做拱坝传力墩，坝顶长57m（其中溢流段长32m），最大坝高 45.3m，沿水流方向长63.5m。
RCC 双曲拱坝
27 天福庙
夷陵区
浆砌石双曲溢流拱 0.6254
坝
63.3
0.316
70 年代末
左岸溢流重力坝兼做 传力墩
28 扶莲塔
南漳县
0.041 薄壁溢流连拱坝
13.0
1983.1
29 尚家河
夷陵区
0.1646
单曲砌石拱坝
27.6 (42.5)
0.34 1966 冬
(0.224)
左岸重力墩兼传力墩 后期等厚加高 12m
拱圈采用二心园弧，拱 冠梁采用三段圆弧
21 燕子桥
鹤峰县
混合线型双曲薄拱 0.1236
坝
56.0
0.114 2002.10
22 闸木水
建始县
对数螺旋线型双曲 0.2
拱坝
77.5
0.161
2007.8 在 建中
RCC 双曲拱坝
23 狮子关
宣恩县
0.9735
洞内暗河堵头
截锥形混凝土堵体最
145
0.241 1999.3
洞坪拱坝中孔及表孔横剖面图
云龙河三级碾压混凝土三心圆双曲薄拱坝 最大坝高129m
隔河岩大坝
洞坪拱坝
峡口水电枢纽平面布置图
193.10 193.60 沮
F7 F5
290° 72°
259.2
271.1
zl2 80° 60°
zl1 85° 60°
222.7
zL1 235.6
F6 310°∠ 75°
F15 F20
A8 295.24
Z2 348.01
335.0
ZK40 325.09
O
z
ZK2 287.7
ZD2 274.33
A1 216.93
A6 258.75
A11 209.38
A10 255.03
252.9
A12 251.10
230.5
A3 231.43
上大坝路
A9 220.83
208.8
205.5
• 湖北 省修建的碾压混凝土拱坝，为体现其快速施工的优势，一般尽可能少设 立模横缝，施工缝尽可能以诱导缝代之，对横缝和诱导缝的设置方案，一般 都进行了认真研究；通常采用通仓薄层碾压，上游面采用变态混凝土防渗， 全断面整体连续上升。大坝接缝灌浆系统一般设有重复灌浆功能；温控措施 相对简单，一般为高温季节停止施工，次高温季节通河水冷却，对骨料进行 洒水降温，砂仓搭设遮阳棚，仓面喷雾降温，坝体内预埋冷却水管等。
• (4)岳家河二级水电站
• 位于鹤峰县邬阳乡境内，于2008年7月16日建成。坝址处地形狭窄，岩层倾角较陡，强度较高。岩 溶中等发育，岩体透水性较弱。大坝为定圆心、定外半径单曲拱坝，最大坝高为69.8m,采用C15细 石混凝土砌块石,坝下部设置C20混凝土垫座，垫座高37.3m,厚15.8m。垫座以上砌石单曲拱坝计算 高度为32.50m。拱顶厚2.50m,外拱圈孤长50.54m，拱底厚10.81m。坝顶自由溢流，前缘总净宽 30m，坝下釆用水垫消能。
zL2
F5 105° 62°
Z46 359.35
310.9
F5
220.7 229.7 234.6
193.6
245.8 245 4
195.6 F15
258.9 F5
A2 339.59
F4 350° 60° F4
F18 100° 80°
F18 A 4 303.61
F4
F20 315° 69°
F15 310° 65°
拱坝 抛物线型双曲薄拱 坝
定圆心定外径单曲 拱坝
98.0 119.0 84.8 111.0 99.0 50.8
0.167 0.17
2008.12 2001.12
RCC 双曲拱坝
当年已建世界最高 RCC 双曲薄拱坝之一。
0.200 在建中 RCC 双曲拱坝
.155
2007.6
RCC 双曲拱坝
0.1887 2002.8
0.158 2007.1 RCC 双曲拱坝
0.172 2005.10 RCC 双曲拱坝
0.26
1985.3
浆砌单曲拱坝
湖北部分拱坝
序 电站名 电站所在县
号
称
（市）
库容
坝型
源自文库
最大坝高 厚高比 开工年代
备注
16 熊渡
宜都市
0.95
定园心中厚单曲拱 坝
74.0
0.27 1986.12
17 龙洞
宣恩县
同层等厚对数螺旋 0.6812
• (5)桃花山一级水电站
• 位于湖北省恩施州鹤峰县燕子乡，于1998年底建成。拦河大坝为定圆心、定外半径等厚浆砌石单曲 拱坝，最大坝高50.8m。拱坝外半径53.25m。坝顶厚2.5m，坝底厚13.0m，厚高比0.26。溢流坝段 布置6个泄洪表孔，每孔净宽9.0m，每孔安装1扇2.0m×9.0m的平板钢闸门控制。堰面采用WES曲 线，釆用小挑角跌流消能工，挑角0°。
• (2) (3)芭蕉河二级水电站
• 位于鹤峰县容美镇七泉管理区鸡公洞，于2002年底建成。其挡水建筑物为浆砌石双曲拱坝。为适应 两岸不对称的河谷地形，拱圈采用二心圆弧,最大坝高66.0m，坝底厚5.5m，厚高比0.235。坝身采 用C15细石混凝土砌块石。在河床中部布置5个7.2m×5.0m（宽×高）泄洪表孔, 采用WES堰型； 布置1孔3m×4.0m（宽×高）的泄洪中孔，采用压力短管型式。
大底厚 35m
24 香客岩
宜都市
0.2736 砌石溢流连拱坝
26.7
1976.11
连拱圈等外径，变内 径，中心角 180 度。
25 岳家河
鹤峰县
0.0377 定圆心单曲拱坝
69.8
0.226 2003.12
细石砼砌石拱坝
麒麟观 26
一级
五峰县
0.127 抛物线型双曲拱坝
77.0
0.167 2003.12