水工建筑物第一章6(2).ppt

'§1-6重力坝的材料及构造 一、混凝土重力坝的材料及坝体材料分区二、重力坝的分缝及温控措施三、重力坝的廊道四、坝体止水和排水 一、混凝土重力坝的材料及坝体材料分区1、重力坝的材料及要求重力坝的坝体材料主要是混凝土；重力坝除要求材料有足够的强度外，还要求有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗冲耐磨性，以及低热性等。2、坝体混凝土材料分区1、什么是坝体混凝土材料分区？2、分区的原因？3、分区依据？4、混凝土重力坝的分区： 重力坝坝体分区的原因：混凝土重力坝坝体各部位的工作条件及受力条件不同，对混凝土材料性能指标的要求也不同。为了满足坝体各部位的不同要求，同时为了节省水泥用量及工程费用，把安全与经济统一起来，通常将坝体混凝土按不同工作条件进行分区，对不同部位的坝体混凝土选用不同的强度等级和性能指标。 坝体混凝土材料分区依据：根据坝体不同部位对混凝土材料强度、抗渗、抗冻、抗冲刷等要求的不同进行混凝土的分区，不同区域采取不同的混凝土标号。 混凝土重力坝的分区：一般将混凝土重力坝分为6个区域：Ⅰ区——上、下游水位以上坝体表层混凝土，其特点是受大气影响；Ⅱ区——上、下游水位变化区坝体表层混凝土，既受水的作用也受大气影响；Ⅲ区——上、下游最低水位以下坝体表层混凝土；Ⅳ区——坝体基础混凝土；Ⅴ区——坝体内部混凝土；Ⅵ区——抗冲刷部位混凝土（如溢流面、泄水孔、导墙和闸墩等）。 坝体混凝土分区示意图 分区强度抗渗抗冻抗冲蚀抗侵蚀低热最大水灰比选择分区的主要因素Ⅰ+–++––++冰冻Ⅱ++++–+++抗冻、抗裂Ⅲ+++++–+++抗渗、抗裂Ⅳ++++–++++抗裂Ⅴ++++––+++Ⅵ++–++++++++抗冲耐磨坝体各区对混凝土性能的要求 二、重力坝的分缝及温控措施1、分缝的类型：按缝的作用分类：沉降缝、伸缩缝和工作缝；按缝的位置分类：横缝、纵缝和水平缝；2、分缝的目的：（重力坝为什么要分缝？）三个方面的目的（原因）：为了减小温度应力；为了适应地基不均匀沉降；为了满足施工能力的要求； 沉降缝：将坝体沿长度分段以适应地基的不均匀沉降，避免由此而引起的坝体裂缝。伸缩缝：将坝体分块，以减少坝体伸缩时对坝体的约束，以及新旧混凝土之间的约束而造成的裂缝。工作缝：主要是便于分期浇筑、装拆模板以及混凝土的散热而设的临时缝。 横缝纵缝水平缝按缝的位置分类 重力坝的缝横缝纵缝水平缝横缝纵缝水平缝浇筑块 横缝：垂直坝轴线，将坝体分为若干坝段。其作用是减小温度应力，适应地基的不均匀变形，或满足施工要求。横缝可兼作伸缩缝和沉降缝，横缝间距一般为15～30m（新规范规定）。横缝一般为永久性的，特殊情况下，也有临时性的。永久性横缝常做成平面的，不设键槽，不进行灌浆，使各坝段独立工作，缝内需设止水。临时性横缝需进行灌浆处理。纵缝：平行于坝轴线设置的温度缝和施工缝，间距一般15～30m，常用的纵缝形式有竖直纵缝、斜缝和错缝等。 通仓浇筑：随着温控和施工技术水平的不断提高，国内外有些工程采用通仓浇筑的方式，不设纵缝。通仓长块浇筑可以简化结构分缝，施工简便，有利于加快施工进度，坝的整体性也较好。但温度应力大，对防裂有更高的要求。我国规范要求，应经论证并采取相应温控防裂措施后方可采用。水平施工缝：是分层施工的新老混凝土之间的接缝，是临时性的。 3、混凝土坝的温度裂缝及其控制混凝土坝产生温度裂缝的原因？混凝土表面的温差裂缝、干缩裂缝；坝体混凝土在施工过程中的一热一冷，导致坝体混凝土的贯穿裂缝或深层裂缝；对坝体混凝土贯穿裂缝和深层裂缝应避免发生，对有可能发展为贯穿裂缝和深层裂缝的表面性裂缝应加以控制。 混凝土坝的温控措施①改善混凝土的特性，降低混凝土的发热量；②提高混凝土的施工质量及抗裂性能；③加强温度控制，减少温差；④改善结构形状，规定合理的混凝土浇筑尺寸，设置纵、横缝；另外，应加强养护，注意防寒、防冻，避免过早拆模等 三、重力坝的廊道 三、重力坝的廊道及廊道系统 1、坝体内廊道的作用检查维修；排水，汇集渗透水流；坝基础灌浆；监测坝体内部工作状况；坝体内机械设施的运行操作；坝体内部人行、交通的要求； 按廊道的作用可分为：灌浆廊道排水廊道交通廊道检查维修廊道坝体内设备操作、运行廊道等按廊道与坝轴线的布置关系分：纵向廊道横向廊道 坝体内廊道应满足应用要求，力求多种廊道能相互结合使用，达到“一洞多用”，尽量减少廊道数量的目的； 2、 廊道的布置满足灌浆、排水、观测、检查和交通等要求廊道互相连通，构成廊道系统廊道尽量与坝体接缝灌浆分区相适应 重力坝廊道布置示意图 廊道的位置廊道的上游壁离上游坝面的距离，最小为0.07-0.1倍坝面作用水头,并不得小于3.0米,寒冷地区应适当加厚.各层廊道应在两岸将各层互相连通,若廊道较长时,沿坝长方向每隔200-300米应在上下层廊道间设置交通或运输廊道.地基灌浆排水廊道沿岩基设置,尽量靠近岩基,距基面约2-5m. 廊道的断面灌浆廊道断面一般宽2.5-3.0m,高3.0-3.5m排水廊道断面一般宽1.5-2.5m,高2.2-3.5m交通廊道断面最小宽1.2m,最小高2.2m各种廊道应综合应用,满足施工和运用要求;同一种廊道断面应尽量一致.孔口应力计算:大孔口单独计算,小孔口按无孔应力状态简化计算 廊道断面典型构造? 四、坝体止水和排水1、混凝土重力坝的防渗和止水混凝土坝体的防渗体；混凝土坝体的止水；混凝土坝止水的位置：坝体横缝的上游面、溢流面、下游最高尾水位以下及坝内廊道和孔洞穿过分缝处的四周等部位均应布置止水设施。 横缝止水构造止水片沥青井排水井 坝体混凝土在施工过程中的一热一冷，导致坝体混凝土的贯穿裂缝；坝体混凝土在施工过程中的一热一冷，导致坝体混凝土的贯穿裂缝； 止水片紫铜：1.0～1.6mm厚橡胶不锈钢、镀锌钢 沥青井沥青加热蒸气管支架 2、坝体排水坝体排水的作用？坝体排水示意简图：坝体内的渗透水→排水管幕→廊道→坝体内的集水坑→坝体下游排水管材料； 为了减少坝体及坝基部位的渗透压力，在靠近上游坝面应设置排水管幕；在坝基部位，设置排水管。 排水在靠近坝体上游部位、混凝土防渗体下游一侧需要设置排水管幕。排水管幕至上游坝面的距离，一般要求不小于坝前水深的1/10～1/15，且不小于2m排水管一般间距2～3m，内径150～250mm渗水由排水管进入廊道，然后汇入集水井，经由横向排水管自流或用水泵抽水排向下游 排水与廊道的连接 坝顶构造上游侧防浪墙：挡浪，兼作拦墙坝顶防浪墙的高度一般为1.0-1.2m墙身应有足够的强度以抵御波浪与飘浮物的冲击。下游侧设防护拦杆坝顶面按路面设计,并设排水沟地震区采用轻型结构型式 坝顶构造图片'