当前课程知识点:水利水电工程概论 > 第三章 挡水和泄水建筑物 > 3.1 重力坝 > 第3.1节视频 重力坝
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
-1.1 水资源
--第1.1节测试 水资源
-1.2 水利工程
--第1.2节测试 水利工程
-1.3 古代时期中国水利工程的发展
--第1.3节测试 古代时期中国水利工程的发展
-1.4 新中国水利工程建设成就
--第1.4节测试 新中国水利工程建设成就
-第一章测试 绪论
-2.1 水利枢纽与水工建筑物
--第2.1节测试 水利枢纽与水工建筑物
-2.2 我国典型水利枢纽
--第2.2节测试 我国典型水利枢纽
-第二章测试 水利枢纽与水工建筑物
-3.1 重力坝
--第3.1节测试 重力坝
-3.2 拱坝
--第3.2节测试 拱坝
-3.3 土石坝
--第3.3节测试 土石坝
-3.4 岸边溢洪道
--第3.4节测试 岸边溢洪道
-3.5 水工隧洞
--第3.5节测试 水工隧洞
-3.6 坝身泄水底孔
--第3.6节测试 坝身泄水底孔
-第三章测试 挡水和泄水建筑物
-4.1 水闸
--第4.1节测试 水闸
-4.2 渠首
--第4.2节测试 渠首
-4.3 渠系建筑物
--第4.3节测试 渠系建筑物
--第4.3节拓展 新型输水管道预应力钢筒混凝土管(PCCP)简介
-第四章测试 引调水建筑物
-5.1 水利发电原理和特点
--第5.1节测试 水力发电基本原理与特点
-5.2 坝式水电站
--第5.2节测试 坝式水电站
-5.3 引水式电站
--第5.3节测试 引水式水电站
-第五章测试 水电站及水电站建筑物
-6.1 灌溉与排水
--第6.1节测试 灌溉与排水
-6.2 节水灌溉
--第6.2节测试 节水灌溉
-第六章测试 农业水利工程
-7.1 防洪措施与河道整治工程
--第7.1节测试 防洪措施与河道整治工程
-7.2 堤防与分(蓄、滞)洪工程
--第7.2节测试 堤防与分(蓄、滞)洪工程
-第七章测试 防洪治河工程
-8.1 城市水务的概念及发展历程
-第八章测试 城市水务工程
-9.1 施工导截流
--第9.1测试 施工导截流
-9.2 坝基处理与土石坝施工
--第9.2节测试 地基处理和土石坝施工
-9.3 混凝土坝施工和地下洞室施工
--第9.3节测试 混凝土坝和地下洞室施工
-9.4 水工建筑物智能建造技术
--第9.4节测试 水工建筑物智能建造技术
-第九章测试 水利工程施工
-10.1 水库大坝运行管理
--第10.1节测试 水库大坝运行管理
-10.2 水库信息化
--第10.2节测试 水库信息化
-第十章测试 水利水电工程运行管理
-11.1 生态水利工程学
--第11.1节测试 生态水利工程学
-11.2 河流廊道生态工程技术
--第11.2节测试 河流廊道生态工程技术
-11.3 水库多目标生态调度技术
--第11.3节 测试 水库多目标生态调度技术
-第十一章测试 生态水利工程学