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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,一、混凝土,水工混凝土除要求有足够的强度以外，还有有一定的抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、抗磨性和低热性等。,第七节 重力坝的材料及构造,按抗压强度，水工混凝土分为,75,、,100,、,150,、,200,、,250,、,300,及,400,等标号，,75#,混凝土只能用在某些不重要的、应力很小的部位，仅作回填及压重用。,坝体混凝土的抗压龄期一般可取为,90,天，最多不超过,180,天。坝体混凝土的抗拉龄期一般可取为,28,天，一般不采用后期强度。,（一）混凝土的强度指标,（二）混凝土的耐久性,抗渗性：,混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。,抗冻性：,混凝土在饱和状态下，经受多次冻融循环作用而不被破坏，也不严重降低强度的性能。,抗磨性：,高速水流或挟沙水流的冲刷、磨损作用的性能。,抗侵蚀性：,混凝土抵抗环境水侵蚀的能力。,包括抗渗、抗冻、抗磨和抗侵蚀等。,原因：坝体各部分,工作条件不同,，为了,节约,和,合理,使用水泥，通常将坝体按不同部位和不同工作条件,分区,，采用不同标号。,二、坝体混凝土分区,为了便于施工，应尽量减少标号的类别，相邻区的强度标号不宜超过两极，免引起应力集中或产生温度裂缝。分区的厚度一般不得小于,2-3,米，以便浇筑。,I,抗冻,II,抗侵蚀,III,、,IV,抗渗、低热、强度,V,低热,VI,抗冲,三、坝体防渗、排水,重力坝坝体上游面和下游面水位以下部分，多采用一层具有防渗、抗冻和抗水侵蚀的混凝土，作为坝体防渗设施。,为减小渗水对坝体的不利影响，在靠近上游面处布设排水管。距上游面要求小于坝前水深的,1/151/25,，且不小于,2m,。管距,23m,。管径,1525cm,，太小易堵塞。,排水管与廊道连接多采用直通式，且多在上游侧（使廊道干燥）。,1,、横缝,横缝,垂直,坝轴线，将坝体分成若干坝段。,间距：,1520,米，也有达,20,米。,横缝有,永久性,横缝和,临时性,横缝两种。,四、分缝、止水,分缝目的：防止坝在运行期间由于,温度变化,和地基,不均匀沉降,导致的坝体裂缝。,重力坝的横缝及纵缝,(a),横缝及纵缝布置；,(b),竖直纵缝；,(c),斜缝,常做成平面，,不设键槽,，,不灌浆,，各坝段独立工作。现在常是,温度缝,、,沉降缝,合二为一，故留成,12cm,宽的缝。横缝内需设止水。止水材料：紫铜片，橡胶、塑料及沥青等。对于高坝应采两道止水，中间设沥青井，中低坝适当简化。,（一）永久性横缝,止水片及沥青井需,伸入岩基,约,3050cm,，井内填满沥青沙，,止水井延伸到最高水位以上,，,沥青井需延伸到坝顶,。,沿溢流面，坝体下游最高水位以下和穿越横缝的廊道和孔洞周边均需设止水井。,（一）永久性横缝,横缝止水构造示意,l,一第一道止水铜片；,2,一沥青井；,3,一第二道止水片；,4,一廊道止水；,5,一横缝；,6,一沥青麻片；,7,一电加热器；,8,一预制混凝土块,主要用于下述情况,:,（,1,）,河谷狭窄,，做成整体重力坝可适当发挥两岸的支撑作用，有利于坝体的,强度和稳定,。,（,2,）,岸坡较陡,的各坝段连成整体可以,改善岸坡的稳定性,。,（,3,在,软弱破碎带,上的各坝体，连成整体,增加坝体刚度,。,（,4,）,强地震区,，如坝段连成整体，可,提高坝体的抗震性能,。,（二）临时性横缝,临时横缝的缝面,键槽和灌浆,系统,:,为增加缝面的,水平,向抗剪能力时,键槽,竖向,布置。,为增加缝面的,铅直,向抗剪能力时,键槽,水平,向布置。,临时竖缝灌浆高度视坝高和传力的需要而定，可全部灌，也可局部灌。,意义：连接必须紧密，,以免发生渗漏,，影响坝体,稳定,。,作法：基岩横向坡（对岸方向）缓于,1:2,时，坝体浇筑后利用帷幕灌浆对接触灌浆封实；当横向坡陡于,1:2,时，设接触面止水，在基岩中挖槽嵌入止水片；当横向坡陡于,1:1,时，按临时横缝处理，在接触面上布设灌浆系统，沿周围嵌入止水片，待混凝土冷却后进行接缝灌浆。,（三）坝体与基岩面的连接,平行,于坝轴线方向设的缝。,目的：适应混凝土的,浇筑能力,和减小施工期的,温度应力,。,纵缝是,临时缝,，待坝体降到稳定温度后 进行,接缝灌浆,。,纵缝布置形式：铅直、错缝、斜缝。,不设纵缝,通仓浇注,2,、纵缝,间距,1530m,。为了使缝面更好地传力， 设三角形键槽。槽面大致顺主应力方向。,为保证坝面的整体性，铅缝面布设灌浆系统。待坝体温度冷却到稳定温度，坝块收缩，缝的张开度达到,0.5mm,以上时进行灌浆，缝四周设止水片。,（一）铅直纵缝,灌浆压力太高会使坝块底部产生过大的拉应力，使坝体破坏。太低又不能保证灌浆质量。一般进浆管压力,0.350.45Mpa (0.350.45kg/cm,2,),，,出浆管压力,0.200.25Mpa,。,纵缝两侧的坝块可以单独上升，高差不宜太大。若高差太大，后浇混凝土的温度和干缩变形，造成灌浆面的挤压和剪切，影响纵缝灌浆，反过来对后浇混凝土块键槽出现剪切裂缝。,浇注块高度在基岩附近,1.52.0m,，,在坝体上部不大于,34m,，,错缝间距,1015m,。缝的错距不超过浇注块的一半，以免沿竖缝开裂。错缝施工简便，,不作灌浆,处理，在低坝上使用。,（二）错缝,可沿主应力方向设置，因缝面剪应力很小，可以,不灌浆,。,斜缝须在离上游面一定距离处终止,。,为防止斜缝在终止处向上贯穿，须采用并缝措施：布设并缝钢筋、设并缝廊道等。施工最好使上下块均匀上升。施工复杂，较少采用。,（三）斜缝,施工简便，有利于加快施工进度。坝的整体性好，是发展的方向。但是要注意温控。,（四）通仓浇筑,浇注块厚度一般为,1.54.0m,。在基岩表面用,0.751.0m,的薄层浇注，以利散热、防止开裂。上下浇注块之间常间歇,37,天。新混凝土浇注前，须清除缝面渣、灰尘和水泥乳膜，用风水枪或压力水冲洗，使表面成为干净麻面。再均匀铺一层,23cm,的水泥沙浆，然后浇注。,3,、施工缝（水平工作缝）,为满足施工和适用要求（如灌浆、排水、观测、检查、交通的需要），须在坝体内设置各种廊道。这些廊道相互连通，构成廊道系统。,五、廊道系统,设在,坝踵,部位。利用混凝土压重、提高灌浆压力、保证灌浆质量。,一般采用,城门洞形,。断面尺寸应满足灌浆作业的要求。一般底宽,2.53.0m,，,高,3.04.0m,，,距上游面可取,0.050.1,倍水头，且布小于,45m,（,渗透坡降问题）。廊道底面距基岩布小于,1.5,倍廊道宽度。廊道上游侧设排水沟，下游侧设排水孔及扬压力观测孔。,灌浆廊道沿地形向两岸逐渐升高。坡度不宜大于,4045,度，以便钻孔、灌浆操作和搬运灌浆设备。,（一）基础灌浆廊道,常在,靠近坝体上游面,沿高度方向隔,1520m,设检查廊道，最小宽度为,1.2m,，,最小高度为,2.2m,距上游面布小于,0.050.07,倍水头，且布小于,3m,（,寒冷地区适当加厚）。上游侧设排水沟。,（二）检查和坝体排水廊道,大孔口应力分析比较复杂，须采用有限元法电算求解，或用结构试算求应力。,小孔口时，用弹性力学中平面问题（无限平板中孔口的应力计算）求解。,（三）廊道应力计算和配筋,六、重力坝的温度控制,由于水泥水化热，浇注以后温度将升高。热胀冷缩作用会使坝体局部拉应力大，从而产生裂缝，削弱了坝体的强度，引起坝体漏税，增加渗透压力，影响坝体安全。,1,、合理安排施工季节。,2,、选择低热水泥。,3,、选择合适的混凝土级配，以减少水泥用量。,4,、掺外加剂，减少水泥用量。,5,、夏季施工，加冰拌和。,6,、气温骤降时注意保温。,温度控制措施：,第八节 重力坝的地基处理,重力坝失事有,40%,是因为地基问题造成的。,地基处理主要包含两个方面的工作：一是防渗，二是提高基岩强度。,坝基要求,强度和稳定性,整体性和均匀性,抗渗性,耐久性,地基处理的措施,开挖清理,加固处理,固结灌浆,防渗帷幕,坝基排水,专门处理（破碎带、软弱夹层等）,一、坝基的开挖与清理,目的：,使坝体坐落在稳定坚固的地基上。,规范规定：,70m,的高坝，必须建在新鲜、微风化或弱风化的岩石上。,3070m,的中坝，必须建在微风化或弱风化的岩石上。同一工程中，两岸较高部位的坝段，可比河床段适当放宽。,二、坝基的固结灌浆,目的,：提高基岩强度和整体性，降低地基透水性,固结灌浆设计内容：,、灌浆范围：高坝或岩基裂隙发育，全坝基灌浆；一般情况下在坝踵坝趾处灌浆（为什么？）。,灌浆孔深度：一般,58m,；帷幕上游区,815m,灌浆孔的间距：孔距、排距,36m,灌浆孔的排列形式：平面上作梅花形或方格形。,灌浆孔的钻孔方向：与主要裂隙面正交。,灌浆的压力：在不扰动基岩的前提下尽量大。,无混凝土盖重时为,0.20.4MPa,有混凝土盖重时为,0.40.7MPa,二、坝基的固结灌浆,重力坝地基的灌浆,目的,：降低渗水压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减小坝基渗透水量。,坝基防渗处理方法,： 降低渗水压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减小坝基渗透水量。,灌浆材料,：水泥浆、化学灌浆,三、帷幕灌浆,帷幕灌浆设计：,1,）防渗帷幕的,深度,：根据水头大小，透水层的深度和降低坝基渗透压力的要求来确定。,当坝基下相对隔水层且较浅时，其应伸入到隔水岩层内,3m,5m,；一般情况下，帷幕深度常为,0.3,0.7,倍水头。,2,）帷幕的,布置,：防渗帷幕灌浆孔的排数、排距及孔距，应根据工程地质条件、水文地质条件，作用水头及灌浆试验资料确定。,坝高在,100m,以下时，可布置一排。对地质条件较差，岩体裂隙发育或可能发生渗透变形的地段可采用两排，但坝高在,50m,以下时，仍可采用一排。,两岸坝头部位，防渗帷幕宜延伸到相对 隔水层或正常蓄水位与地下水位相交处。,帷幕灌浆设计：,通常在帷幕表层不宜小于,1.0,1.5,倍坝前静水头，在孔底不宜小于,2,3,倍坝前静水头，但以不破坏岩体为原则。,3,）灌浆,压力,： 帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混 凝土后进行，一般情况下，灌浆压力应通过试验确定。,帷幕灌浆设计：,防渗帷幕沿轴线的布置,1,灌浆廊道；,2,山坡钻进；,3,坝顶钻进；,4,灌浆平洞；,5,排水孔；,6,正常蓄水位；,7,原水位；,8,帷幕底线；,9,原地下水位；,10,蓄后地下水位,四、坝基排水,目的：,进一步降低坝底面的渗透压力。,设置：,1,、设于防渗帷幕后；,2,、有时设有坝基面排水。,五、断层、软弱夹层和溶洞的处理,（,1,）倾角较陡的断层破碎带处理：在坝基范围内单独出露的断层破碎带，可将适当深度内的断层、破碎带及其两侧风化岩石挖除或挖至较完整的岩体。,破碎带处理示意,1,一破碎带；,2,一混凝土梁或混凝土塞；,3,一混凝土拱；,4,一回填混凝土；,5,一坝体荷载,软弱夹层的处理,(,高程：,m),（,2,） 软弱夹层的处理：对于浅埋的夹层，可采用明挖清除，再回填混凝土加固；对于深层的夹层，视其对坝体稳定和基础沉降危害的程度，确定是否需要处理。如需要处理，可采用洞挖后回填混凝土的方法进行加固。为了阻止坝体沿软弱夹层滑动，可在下游坝趾处设置深齿、大型钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚索等措施进行加固。,五、断层、软弱夹层和溶洞的处理,a,深齿坎,b,抗滑桩,C,预应力锚索,六、两岸处理,当河岸较陡，又有顺坡剪切裂隙时，要校核岸坡沿裂隙的稳定性，必要时应开挖削坡，若开挖量大，也可采用预应力锚系钢筋固定岸坡 。,若岸坡平缓稳定，岸坡坝段可直接建在开挖的岸坡基岩上；若岸坡较陡，但基岩稳定，为使岸坡坝段稳定，可考虑把岸坡开挖成梯级，利用基岩和混凝土的抗剪强度增加坝段的抗滑稳定，但应避免把岸坡挖成大梯级，以防在梯级突变处引起应力集中，产生裂缝。,六、两岸处理,
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