第3.1节视频 重力坝在线视频

同学们好

通过前面的学习我们知道

水利枢纽

是由不同类型的多种水工建筑物构成的

有机综合体

对于蓄水枢纽

挡水建筑物

泄水建筑物

取水建筑物

是其必不可少的三大组成部分

从今天开始我们来共同学习

挡水与泄水建筑物的相关内容

本节课我们先来学习重力坝

主要包括以下五个方面的内容

重力坝是一种古老的坝型

早在公元前2900年

埃及便在尼罗河上修建了一座高15m

坝顶长240m的砌石重力坝

公元前214年

我国在连通长江与珠江流域的灵渠工程上

修建了一座高5m的砌石溢流坝

迄今已运行2000多年

是世界上现存的

使用历史最久的一座重力坝

19世纪之前建的重力坝

基本上都采用浆砌毛石

19世纪后期才逐渐采用混凝土筑坝

进入20世纪

由于筑坝技术的提高

所建的坝越来越高

1962年

瑞士建成世界上最高的大狄克桑斯重力坝

坝高285m

我国自上世纪50年代起

重力坝建设得到了快速发展

相继建成了新安江

丹江口

刘家峡

乌江渡

漫湾

宝珠寺

三峡

向家坝等大型重力坝工程

重力坝是用混凝土或浆砌石修筑的

大体积挡水建筑物

基本剖面呈三角形

在库水压力的作用下

依靠自身重量产生的抗滑力维持稳定

这个是重力坝的示意图

从图中我们可以看出

重力坝的坝轴线通常为直线

为了适应地基变形

温度变化

和混凝土的浇筑能力

垂直于坝轴线方向设置横缝

将坝体分成若干独立的坝段

重力坝与其它坝型比较具有以下优点

重力坝剖面呈三角形

各坝段独立工作

结构简单

筑坝材料强度高

耐久性好

抵抗渗流

洪水漫顶

地震以及战争破坏的能力强

安全性较高

便于枢纽泄洪和施工导流

重力坝筑坝材料抗冲刷能力强

泄水的时候可以直接从坝顶溢流

也可通过坝身不同高程设置的泄水孔泄流

一般不需要在坝体外部

另设岸边溢洪道或泄洪隧洞等泄水建筑物

施工期还可以利用较低的坝块

或前期预留的底孔解决施工导流问题

重力坝永久泄洪及施工导流建筑物

都在坝身上解决

整个工程枢纽建筑物布置紧凑

工程量省

重力坝对地形

地质条件的适应性较强

任何形状的河谷都可以修建重力坝

重力坝对地质条件的要求比土石坝高

但是与拱坝相比要求要低

对于没有重大缺陷的一般强度的基岩

均可满足要求

甚至在软基上经过论证以后

也可以建高度不大的重力坝

同时

重力坝也存在一定的缺点

重力坝的剖面尺寸大

材料用量多

坝体的应力较低

材料强度不能得到充分发挥

坝体扬压力大

对稳定不利

大坝建成蓄水后

在上下游水头差的作用下

库水会通过坝体以及坝基向下游渗流

如图所示

渗水在坝体上会产生扬压力作用

扬压力会抵消一部分坝体自重

不利于坝体稳定

为了减小渗流对坝体的不利影响

重力坝在靠近上游坝脚即坝踵地基内

灌浆形成防渗帷幕

帷幕后设置排水孔

在坝体靠近上游面一定范围内

提高材料的抗渗性能形成防渗层

防渗层后设坝内排水管

上堵下排

防排结合

很好地解决了重力坝的防渗问题

而这也是水利工程解决防渗问题的基本原则

重力坝体积大

水泥用量多

由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩

有可能在坝身上产生不利的温度裂缝

因此在施工中需要采取严格有效的温控措施

重力坝有多种分类方法

按照坝高可分为

低坝

中坝

和高坝

按照现行规范标准

小于30m的为低坝

大于70m的为高坝

介于30m～70m之间的为中坝

按照筑坝材料可分为

混凝土重力坝和浆砌石重力坝

浆砌石重力坝采用水泥砂浆

细石混凝土

混合砂浆等胶结材料

将石块胶结成整体承受荷载

在迎水面设置专门的防渗设施

对于过流表面需要采取保护措施

为了使坝体与基岩紧密结合

常在砌石底部先浇筑一层

厚0.5~1.0m的混凝土垫层

一般情况下

高坝和重要工程常采用混凝土坝

中低坝可采用浆砌石坝

我国已建成的最高浆砌石重力坝

河北省朱庄水库重力坝

坝高95m

按照坝顶是否过流

可分为溢流重力坝和非溢流重力坝

非溢流重力坝段也可称作挡水坝段

按照坝体的结构型式可分为

实体重力坝

宽缝重力坝

空腹重力坝

实体重力坝是指坝体中除引水

泄水孔

廊道等小的孔洞外

其余部分均为实体的重力坝

实体重力坝在工程中应用较广

世界第一大水电站三峡水电站坝高181m

采用的是混凝土实体重力坝

宽缝重力坝是将实体重力坝横缝的中下部

局部拓宽

成为具有空腔的重力坝

空腹重力坝是在坝内

沿坝轴线方向设置较大的空腔的重力坝

20世纪六七十年代

宽缝重力坝在我国应用较多

新安江

丹江口

潘家口工程

均采用宽缝重力坝

70年代汉江上游建成的首座中型水电站

陕西石泉水电站为空腹重力坝

坝高65m

广东枫树坝空腹重力坝坝高95.3m

并且在坝内布置了水电站厂房

这两种坝型坝体所受扬压力较小

与实体重力坝相比工程量小

但宽缝重力坝施工复杂

模板用量大

空腹重力坝受力状态复杂

因此两种坝型目前工程中应用较少

按照施工方法分类可分为

常态混凝土重力坝和碾压式混凝土重力坝

常态混凝土坝采用浇筑式施工

振捣棒密实

碾压式混凝土坝采用自卸汽车或皮带输送机

将超干硬混凝土运至仓面

以推土机平仓

振动碾压实而形成的坝

它将土石坝施工中的碾压技术应用于混凝土坝

是二十世纪八十年代以来

发展起来的一种新的筑坝技术

与常态混凝土坝相比

施工工艺流程简单

施工速度快

工期短

造价低

是一种富有竞争力的新坝型

位于广西红水河上的

龙滩水电站碾压混凝土重力坝

设计坝高216.5m

是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝

重力坝坝轴线通常为直线

有时为了避开局部不利的地质构造

或者方便枢纽建筑物布置

也可以布置成折线或弯度不大的曲线

如位于澜沧江中游的大朝山水电站

坝轴线为折线

乌江干流上第一座大型水电站乌江渡水电站

坝址位于岩溶地区

坝轴线布置为略微凸向上游的曲线

重力坝通常由溢流坝段

非溢流坝段

边墩导墙

坝顶建筑物等构成

重力坝非溢流坝段坝内一般根据工程需要

设置各种泄水或取水孔洞

下面我们看一下三峡枢纽的组成及布置

枢纽主要建筑物由

大坝

水电站

通航建筑物三大部分组成

为了方便下泄水流与原河道水流平顺连接

泄洪坝段位于河床中部

即原主河槽部位

设置了22个表孔和23个泄洪深孔

两侧为电站坝段和非溢流坝段

水电站厂房布置于泄洪坝段两侧电站坝段后

另外在右岸设有地下电站

永久通航建筑物均布置于左岸

泄洪坝段与电站坝段之间设置边墩导墙

为避免泄水时尾水波动影响电站的正常运行

导墙的长度要延伸到厂房后一定距离

通过这两个工程

我们了解了重力坝枢纽的一般布置型式

具体到每个工程包含哪些建筑物

需要由枢纽任务确定

总之在确定枢纽中建筑物相对位置的时候

要保证各建筑物在任何条件下都能正常工作

并避免不同建筑物在运行期间相互干扰

这是我们本节课所要学习的内容

同学们再见