课题：第二章岩基上的重力坝

课题：第二章岩基上的重力坝内容摘要：

岩体的长度 (深度 )不小于 2～ 3m。 护坦上设排水孔以减轻渗压力。 (二 )、挑流消能 v1坎顶水面流速 (2g z )1/2 (粗估时 Φ=) 挑距 L =1/g[v12sinθcosθ+v1cosθ(v12sin2θ+2g(h1+h2)1/2 ] h1坎顶平均水深 h 在铅直方向的投影 h1= h*cosθ h = q / Vc h2－－坝顶至河床面高差，如果冲坑已形成，作为计算冲坑进一步发展时可算至坑底。 (若 h2算至水面 ,则为水面挑距 ) 对于拱坝水流有向心集中影响。 以上挑距还应乘以拆减系数 ～ 挑距 L 也可采用下或计算 L = v12 / g*sin2θ (θ≥10 ) 或 L=θ2Zcsin2θ[1+(1+t0/Φ2sin2ΦZc)1/2] t0挑坎顶 至冲坑底部的高差 Zc上游水面至坎顶的高差 ψ堰面流速系数，按下二式之一计算 1]徐乘衡式 ψ=() 2]湖南院式 ψ=(q/g1/2*) 其中 s1=(Z21+B21)1/2Z1及 B1 Z1及 B1分别为堰顶至挑坎的垂直、水平距离。 冲坑深 t39。 k 最大水垫厚度 tk=ａ ａ 冲坑系数，坚硬完整的基岩ａ =～ (重力坝 ～ )；坚硬但完整性较差的基岩ａ =～ (～ )；软弱破碎、裂隙发育的基岩ａ =～(拱坝 )； (ａ =～ 重力坝 ) H─上下游水位差 q─泄水建筑物出口断面的单宽流量 m3/() 对于拱坝挑流， q 还应乘以一个大于 1 的水流向心集中系数 Cq: Cq= R / ( RL) R─挑坎末端算起的拱顶半径 L─挑坎未端算起的挑距 最大冲坑深 T39。 k=Tk－下游水深 t 冲坑上游边坡系数 L/T39。 k应 ≥～ 5， 才不致危及坝身安全。 (三 )、消能防冲建筑物 (如消力池 )的洪水设计标准 : * 原则上可低于大坝的防洪标准，对于大 (1) 型工程消能防冲可按 100年一遇的洪水设计，大 (2)型按 50 年，中型工程按 30 年。 (四 )、面流、消力戽消能简介 *差动式挑坎可减少冲坑深 35％左右，但挑距 L 也缩短了 10～ 30％；下游水位的波动有减小，一定程度上改善了航运及电站运行条件。 *课题：第七节 重力坝的泄水 孔 教学目的： 掌握重力坝泄水孔的用途、类型、布置和设计方法。 教学难点、重点 ：重力坝泄水孔的设计方法。 主要概念、名词 ：有压泄水孔、无压泄水孔、渐变段、通气孔、平压管。 教学内容 ： ⑴ 复习巩固：上节着重介绍溢流重力坝剖面设计的任务、方法和步骤，溢流孔口尺寸的拟定、溢流坝下游消能措施的设计。 ⑵ 引入新课：本节要介绍重力坝泄水孔的用途、类型、布置和设计方法。 ⑶ 讲授新课： 一、泄水孔的用途和类型 用途： 泄洪、调洪、放空水库 、排沙、施工导流、一孔多用。 ２、类型： １）有压孔：常用钢板衬砌。 ２）无压孔： 二、布置 依用途、枢纽布置要求、地形地质条件和施工条件等因素进行布置。 三、有压泄水孔的设计 （一）、进水口体型设计：喇叭口、闸门、启闭室、平压管、通气孔、渐变段 尽可能符合流线变化规律，可用椭圆方程： x2 y2 － + － =1 a2 b2 （二）、出水口 ：将出口 断面收缩为孔身断面的（ 85～ 90）％ （三）、孔身断面及渐变段 孔身断面为圆形，但进水口为矩形断面； 渐变段长度：一般为 2～ 3 倍的孔径。 四、无压泄水孔的设计 压力短管 明流段 通气孔 课题：第八节 重力坝的材料及构造（一） 教学目的 ：介绍重力坝对材料的要求和材料分区的必要性和方法。 教学难点、重点 ：重力坝材料分区的方法。 主要概念、名词 ：耐久性、后期强度、抗渗标号、 抗冻标号。 教学内容： ⑴ 复习巩固：掌握重力坝泄水孔的用途、类型、布置和设计方法。 ⑵ 引入新课：介绍重力坝对材料的要求和材料分区的必要性和方法。 ⑶ 讲授新课： 一、重力坝对材料的要求 强度：抗压龄期 90 天，并规定 28 天强度大于 ；抗拉龄期 28天。 ２、耐久性： (1)抵抗渗透水流的溶滤作用。 (2)抵抗侵蚀性盐类的的侵蚀作用。 (3)抵抗冻融循环的风化作用。 (4)抵抗水流及泥砂的磨损作用。 ３、低 热性： 节省水泥，降低水化热。 二、材料分区 充分利用混凝土的后期强度，并按照坝体工作条件进行分区，不同区域采用不同标号的砼。 水位以上和水位变化范围内的坝体表面砼，要求是抗冻性能。 ２、水位以下坝体表面砼，要求足够的抗渗标号。 ３、坝基和坝体内部砼，要求是强度和低热性。 ４、过水部位表面砼，要求有足够的抗冲刷、抗磨损、抗冻性能。 材料分区不宜太多，对中低坝非溢流段一般分两个区，溢流段一般分三个区。 课题：第九节 重力坝的材料及构造（二 ） 教学目的 ：介绍重力坝各种构造的型式、尺寸和要求。 教学难点、重点 ：重力坝的分缝，特别是横缝的构造。 主要概念、名词 ：防浪墙、闸墩、横缝、纵缝、水平施工缝。 教学内容： ⑴ 复习巩固：重力坝对材料的要求和材料分区的必要性和方法。 ⑵ 引入新课：介绍重力坝构造，包括坝顶、分缝、排水、廊道等。 ⑶ 讲授新课： 一、坝顶构造 １、非溢流坝 (1)、防浪墙 :厚度、高度 与坝顶联结牢固。 (2)、路面：宽度、排水、人行道。 ２、溢流坝 (1)、闸门布置：工作闸门设在溢流坝顶点， 检修闸门在前。 (2)、闸墩：平面上使水流平顺， 有足够长度以满足工作桥、交通桥、启闭机的布置，高度要满足过水要求和闸门启闭要求。 (3)边墩和导水墙 二、重力坝的分缝 目的：防止温度变化和地基不均匀沉陷而产生裂缝、适应混凝土浇筑能力和散热要求、改善坝体应力的一种构造措施。 (一 )横缝： 定义：垂直与坝轴线布置，沿坝体的整个高度将坝体分成独立的坝段。 是永久缝，缝内不设键槽，不灌浆，设止水。 作用：减小温度应力，适应地基不均匀沉陷和满足施工要求。 １、缝距： 1520m ２、缝宽： 12cm ３、止水设备： 要求：一定的耐久性、伸缩性、补强的可能性。 (二 )纵缝 作用：适应砼浇筑能力和施工期砼的散热而设置的临时缝。 构造：缝内设键槽，蓄水前灌浆成整体。 缝距： 1530m (三 )水平施工缝 定义：上下 层浇筑块之间形成的缝。 危害：渗流和抗剪的薄弱环节。 三、坝体排水 定义：上游防渗层之后，沿坝轴线方向布置一排竖向排水管。 构造：无砂混凝土管，管内径 1525cm。 距上游面不得小于水深的1/101/12。 四、廊道 作用：为了进行帷幕灌浆、排泄渗漏积水、安装观测仪器、检查维修坝体需要。 要求：良好的排水条件，适宜的通风和足够的照明设备。 １、基础灌浆排水廊道 优点： (1)利用坝体重量提高灌浆压力， 保证质量。 (2)浆液 灌入坝体与基岩接触面， 提高坝的抗剪强度和抗渗能力。 (3)钻孔和灌浆工作不影响坝体施工， 可保证施工进度。 (4)可根据需要对帷幕作补灌或补钻排水孔。 尺寸：距上游面不得小于水头的 ， 且不得小于 45m，宽度为,高为。 ２、坝体检查和排水廊道 宽度不小于 ，高度不小于。 课题：第十节 重力坝的地基处理 教学目的 ：介绍坝基开挖、清理、灌浆、排水以及特殊软弱地带 的处理。 教学难点、重点 ：重力坝地基的加固处理，帷幕灌浆的设计。 主要概念、名词 ：固结灌浆、帷幕灌浆。 教学内容 ： ⑴ 复习巩固：重力坝构造，包括坝顶、分缝、排水、廊道等。 ⑵ 引入新课：介绍坝基开挖、清理、灌浆、排水以及特殊软弱地带的处理。 ⑶ 讲授新课： 一、重力坝对地基的要求 要有足够的强度。 具有足够的整体性和均匀性。 具有足够的不透水性。 具有足够的抗侵蚀和抗风化的能力。 二、坝基的开挖与清 理 高坝应挖到新鲜或微风化下部的基岩， 中坝应挖到微风化或弱风化中部的基岩；同一工程中的两岸地形较高部位的坝段，其利用基岩的标准可比河床部位适当放宽。 绘制开挖图时还应注意 ，覆盖层 1:～ 1，岩石边坡开挖 1:0～。 ，还应满足水工上的某些特殊要求(如齿墙，电站尾水管等 )。 ，以保证坝的稳定性。 必要时挖成分级平台 (当地质上允许时 )。 过分悬殊的突变，以免造成坝体内的应力集中或开裂。 ，经研究认为有沿夹层滑动的危险，且无其他措施可以解决时，可将开挖面降低 ,挖至夹层以下。 ，常由坝顶开挖洞刺 ( 平洞掏槽 )，即可节省开挖量， 又有利于坝肩稳定。 ，如页岩、粘土岩，距设计开挖线或边线 ～ 的岩层宜留为保护层， 待浇砼时随挖随浇。 三、地基的加固处理 (一 )、坝基的固结灌浆 ： ：提高基岩整体性，减少基 岩受力变形，提高抗压，剪强度，减少坝基渗漏量。 一般先固结灌浆，后作帷幕灌浆 ：孔深 5～ 8m，孔排距一般为 3～ 4m，帷幕上游区的固结灌浆孔深一般为 8～ 15m，孔布置成梅花形或井字形。 灌浆压力 3～ 5kg/cm2(最好能浇 ～ 1m 厚的砼盖重 )。 (二 )、局部加固措施。 对漏水影响不大，主要是改善力学性能。 防渗和改善力学性能。 存在强度、防渗和滑动问题。 四、帷幕灌浆 ：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械化学管涌，减少坝基的渗流量。 : 1]先进行固结浆，并利用已浇砼坝块压重 ( 最好有不小于 3～ 5m厚的砌体盖重 )，可自上而下钻一段、灌一段为宜。 浆液由稀变浓 (水灰比由 10:1 至1:1) ，灌浆压力逐步提高 (起初为 2～ 4 个大气压、最后达 倍水头 )。 2]帷幕孔深应钻至相对隔水层内 3～ 5m，一般在 (～ )H 左右， H为坝高。 高坝可设两排帷幕，中低坝可设一排，孔 距 ～ 4m(逐步加密 )。 3]帷幕应伸入两坝头一定范围，阻止绕坝渗流。 当坡较陡时，。