1、壩體構造及地基處理設計單元一壩體構造1.壩頂構造壩頂路面應具有 23%的橫向坡度，并設置碎排水溝（30X30cm）以排出壩頂雨水，壩頂上游的防浪墻（寬 0.5m,高 1.2m）要承受波浪和漂浮物的作用，因此墻身應有足夠的剛度、強度和穩定性，宜采用與壩體連成整體的鋼筋碎結構，而下游側則可設防護欄，為滿足運用要求和交通要求，在壩頂上布置照明設施，即在上游側每隔 25m 設一對照明燈，一只朝向壩頂路面方向，一只朝向水庫方向。根據大壩正常運行需要，在壩頂還要設置通向壩體內部各層廊道、電站的電梯井，便于觀測和維修人員快速進出。2 .分縫止水2.1 壩體分縫（1）橫縫：減小溫度應力，適應地基不均勻變形和滿

2、足施工要求；（2）縱縫：適應碎的澆筑能力和減小施工期的溫度應力，在平行壩軸線方向設置。一般情況下橫縫為永久縫，也有臨時縫，垂直壩軸線，用于將壩體分成為若干獨立的壩段；縱縫為臨時縫，可分為鉛直縱縫、斜縫和錯縫三種，縱縫縫面應設水平向鍵槽，鍵槽呈斜三角形，槽面大致沿主應力方向，在縫面上布置灌漿系統進行接縫灌漿，為了灌漿時不使漿液從峰內流出，必須在縫的四周設止漿片。（3）水平施工縫：是上、下層澆筑塊之間的接合面。澆筑塊厚度一般為 1.54.0m；在靠近基巖面附近用 0.751.0m 的薄層澆筑，以利于散熱，減少溫開，防止開裂。2.2 止水設計橫縫內需設止水，止水材料有金屬片、橡膠、塑料及瀝青等，對于

3、高壩應采用兩道止水片，中間設瀝青井，金屬片止水一般采用 1.01.6mm 后的紫銅片，第一道止水治上游面的距離應有利于改善壩體頭部應力，一般為 0.52.0m（本設計采用 1.0m）,每側埋入碎的長度約為 2025cm（本設計采用 25cm）,在止水片的安裝時要注意保證施工質量，瀝青井為方形或圓形（本設計采用方形），其一側可用預制碎塊，預制塊長 1.01.5m,厚 510cm（本設計采用 1mX10cm）,瀝青井尺寸大致為 15cm15cm 至 25cm25cm（本設計采用 20cmX20cm）,井內灌注的填料由二號或三號是由瀝青，水泥和石棉粒組成，井內設加熱設備（通常采用電加熱的方法），將鋼

4、筋埋入井中，并以絕緣體固定，從底部一直通到壩頂， 在井底設置瀝青排出管， 以便排除老化的瀝青，重填新料,管徑可為 1520cm。止水片及瀝青井需伸入巖基一定深度，約 3050cm,井內填滿瀝青砂，止水片必須延伸到最高水位以上，瀝青井需延伸到壩頂。圖4-1-1止水設計1一第一道止水銅片；2瀝青井；3第二道止水銅片；4一預制塊；5橫縫6瀝青油氈；7加熱電極3 .混凝土標號分區碎重力壩壩體各部分的工作條件及受力條件不同，對硅材料性能指標的要求也不同，為了滿足壩體各部分的不同要求，節省水泥用量及工程費用，把安全與經濟統一起來，通常將壩體碎按不同工作條件進行分區，選用不同的強度等級和性能指標，一般分為

5、6 個區，見下圖 4-1-2。IR 區一上、下游水位變化區壩體表層碎，既受水位的作用也受大氣影響；田區一上、下游最低水位以下壩體表層碎；IV 區一壩體基礎碎；V 區一把體內部碎；VI 區一抗沖刷部分的碎。為了便于施工，選定各區域碎等級時，各類別應盡量少，相鄰區的強度等級不得超過兩級，分區的厚度一般不得小于 25m,以便澆筑施工，分區對混凝土性能的要求見下表，表中“+”表示選擇各區同等級的主要控制因素，有“+”的表示需要提出要求；有“-”的為不需要提出要求。表 4-1-1 壩體各區對混凝土性能的要求分區強度抗滲抗凍抗沖刷抗侵蝕低熱最大水灰比選擇各區厚度的主要因素嚴寒寒冷地區溫和地區I+-+-+0

6、.550.60抗凍II+-+0.450.50抗凍、抗裂III+-+0.500.55抗滲、抗裂IV+-+0.500.55抗裂V+-+0.650.65VI+-+0.450.45抗沖、耐磨.壩體排水壩體排水為了減小滲水對壩體的不利影響，在靠近壩體上游面需要設置排水管幕，排水管應通至縱向排水管道，具上部應通至上層廊道或壩頂(溢流面以下)， 以便于檢修管距可采用采用 3m,排水管幕距上游壩面的距離， 一段要求不小于壩前水深的 1/101/12,且不少于 2m。(1/101/12)X96.7m=(8.059.67)m故根據規定排水管設置在距上游面 9m 處，以使滲透坡降控制在允許范圍內。排水管采用預制多孔

7、混凝土管，內徑可為 15cm25cm(取 20cm),隨著壩體混凝土的澆筑圖4-1-3排水管布置示意圖而加高。滲入排水管的水可匯集到下層縱向廊道，沿積水溝或集水管經橫向廊道的排水溝匯入集水井，再用水泵或自流排水排向下游，排水溝斷面常用 30cmx30cm,低坡 3%,排水管施工時必須防止被混凝土的雜物等堵塞。排水管與廊道的連通采用直通式，如圖 4-1-3 所小。.廊道系統為了滿足施工運用要求，如灌漿，排水，觀測，檢查和交通的需要，在壩體內設置各種廊道，這些廊道互相連通，構成廊道系統。壩基灌漿廊道帷幕灌漿需要在壩體澆灌到一定高度后進行，以便利用混凝土壓重提高灌漿壓力，保證灌漿質量。本次設計基礎灌

8、漿廊道斷面取 3.0X3.5m,形狀采用城門水洞型。廊道的上游壁離上游側面的距離應滿足防滲要求，在壩踵附近距上游壩面 0.050.1 倍作用水頭、且不小于 45m 處設置，本次設計取 10m,為滿足壓力灌漿，基礎灌漿廊道距基巖面不宜小于 1.5倍廊道寬度，取 5m。灌漿廊道兼有排水作用，并在其上游側設排水溝，下游側設壩基排水孔幕，在靠近廊道最低處設置集水井，匯集從壩基和壩體的滲水，然后經由水泵抽水排至下游壩外。檢查及壩體排水廊道為了檢查巡視和排除滲水， 常在靠近壩體上游面適當高度方向每隔 1530m 設置檢查和排水廊道，斷面形式多采用城門洞形，最小寬度為 1.2m,最小高度為 2.2m,距上游

9、面的距離應不少于 0.050.07 倍水頭，且不小于 3m,該重力壩選取 7m,上游測設排水溝。各層廊道在左右兩岸應各有一個出口，并用鉛直的井使各層廊道連通。排水廊道斷面尺寸統一擬定為 2mx2.5m,城門洞形。6度點4配里宣圖4-1-4廊道布置示意單元二重力壩的地基處理重力壩要求地基具有足夠的強度，良好的整體性和均勻性，以及抗滲、抗侵蝕和抗風化的能力。而天然基巖都有風化層、節理、裂隙、斷層破碎帶及軟弱夾層等方面的缺陷，因此必須進行處理。.地基的開挖與清理壩基開挖的深度，應根據壩基應力、巖石強度及其完整性，結合上部結構對地基的要求研究確定。高壩應挖至新鮮或微風化的基巖；中壩宜挖至微風化或弱風化

10、的基巖。兩岸壩段，其利用基巖的標準可比河床部位適當放寬。設計采用的抗滑穩定計算參數應與利用基巖的標準相適應。壩段的基礎面上下游高差不宜過大，并盡可能開挖成略向上游傾斜，若基巖面高差過大或向下游傾斜，宜開挖成大臺階狀。兩岸岸坡壩段基巖面，盡量開挖成有足夠寬度的臺階狀，以確保壩體的側向穩定。對于靠近壩基面的緩傾角軟弱夾層，埋藏不深的溶洞、溶蝕面應盡量挖除。開挖至距利用基巖面 0.5m1.0m 時，應采用手風鉆鉆孔，小藥量爆破，以免造產生裂隙或增大裂隙。遇到易風化的頁巖、粘土巖時，應留有 0.2m0.3m 的保護層，待澆筑混凝土前再挖除。基巖開挖后，在澆筑混凝土前，需進行徹底的清理和沖洗，包括清除松

11、動的巖塊、打掉凸出的尖角?；觾仍械目碧姐@孔、井、洞等均應回填封堵。.壩基的加固處理對于大面積的破碎帶或局部缺陷，應進行加固處理?；鶐r加固的目的，在于提高基巖的整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，降低壩基的滲透性。壩基固結灌漿當基巖在較大范圍內節理裂縫發育或較破碎而挖除不經濟時，可對壩基進行低壓淺層灌水泥漿加固地基，這種灌漿叫固結灌漿。主要是提高壩基的整體性。壩基固結灌漿設計，應根據地基的工程地質條件，結合壩高及水泥灌漿試驗資料確定。根據壩基應力及地質條件，向壩基及上、下游部位進行灌漿；在防滲帷幕上游的壩基部位，斷層破碎帶及其兩側影響帶部位，應適當加強固結灌漿。基礎下埋藏的溶洞、溶槽等，

12、除必要的回填處理外，應對其頂部及周圍巖石加強固結灌漿，灌漿孔布置見圖4-2-1。圖4-2-1固結灌漿孔的布置（單位：m）固結灌漿孔通常布置成梅花形或方格形，對較大的斷層和裂隙應進行專門布孔。固結灌漿孔的方向應根據主要裂隙產狀和施工條件確定，鉆孔方向應盡可能正交于主要裂隙面，但傾角不宜過大。孔距、排距及孔深應根據地質條件、地下水文特征并參照灌漿試驗成果確定，一般為 3m4m?？咨钜话銥?5m8m；局部地區及壩基應力較大的高壩可適當加深；帷幕區宜配合帷幕深度確定，一般采用 8m15m。固結灌漿宜在基礎部位混凝土澆筑后進行。固結灌漿壓力在不掀動基巖的原則下，應盡量取較大值，一般無混凝土蓋重時為 0.

13、2MPa0.4MPa；有蓋重時為 0.4MPa0.7MPa。對緩傾角層面發育的基巖，其灌漿壓力應進行試驗確定。斷層破碎帶和軟弱層面的處理對于壩基范圍內的斷層破碎帶或軟弱層面，應根據其所在部位、產狀、寬度、組成物的性質以及有關試驗資料，分析其對上部結構的影響，結合施工條件，采取適當的處圖4-2-2斷層破碎帶處理理方法。對地震設計烈度為 8 度以上的壩區，斷層破碎帶或軟弱層面的處理應適當提高要求。(1)傾角較陡的斷層破碎帶處理：在壩基范圍內單獨出露的斷層破碎帶，可將適當深度內的斷層、破碎帶及其兩側風化巖石挖除或挖至較完整的巖體。當斷層破碎帶規模不大，但其組成物以軟弱的構造巖、斷層泥為主，可用混凝土

14、塞加固，如圖 4-2-2 所示?；炷寥母叨瓤扇鄬悠扑閹挾鹊?1.01.5 倍。另外，亦可做混凝土拱來處理破碎帶，如圖 4-2-2(c)所示。對于與水庫連通的破碎帶，必須作好防滲處理。(2)軟弱夾層的處理：對于淺埋的夾層，可采用明挖清除，再回填混凝土加固；對于深層的夾層，視其對壩體穩定和基礎沉降危害的程度，確定是否需要處理。如需要處理，可采用洞挖后回填混凝土的方法進行加固。為了阻止壩體沿軟弱夾層滑動，可在下游壩趾處設置深齒、大型鋼筋混凝土抗滑樁或預應力錨索等措施進行加固，如圖 4-2-3 所示。.壩基防滲、排水壩基防滲處理目的是：減少壩基及繞壩滲漏；防止較大滲流對壩基產生滲透破壞；減小作

15、用在壩基底面上的揚壓力，提高壩體的抗滑穩定性。防滲帷幕灌漿：(1)防滲帷幕的深度， 應根據水頭大小， 透水層的深度和降低壩基滲透壓力的要求來確定。當壩基下相對隔水層且較淺時，其應伸入到隔水巖層內 3m5m；一般情況下，帷幕深度常為 0.30.7 倍水頭。圖4-2-3陡傾角斷層破碎帶的處理1 1 一壩段；2 2伸縮縫；3 3斷層破碎帶；4 4 一混凝土塞;5 5基巖面；6 6壩體；7 7 一灌漿帷幕；8 8 一排水孔幕圖4-2-4防滲帷幕沿軸線的部置1 1 一灌漿廊道；2 2山坡鉆進；3 3 一壩頂鉆進；4 4 一灌漿平洞；5 5排水孔；6 6 一正常蓄水位；7 7原水位；8 8 一帷幕底線；9

16、 9原地下水位；1010 一蓄后地下水位(2)帷幕的布置：防滲帷幕灌漿孔的排數、排距及孔距，應根據工程地質條件、水文地質條件，作用水頭及灌漿試驗資料確定。壩高在 100m 以下時，可布置一排。對地質條件較差，巖體裂隙發育或可能發生滲透變形的地段可采用兩排，但壩高在 50m 以下時，仍可采用一排。當采用兩排灌漿孔時，可將一排孔灌于設計深度，另一排孔深可取設計孔深的 1/2 左右。孔距為 1.5m3m,排距宜比孔距略小。鉆孔宜穿過巖體主要裂隙和層理，傾向上游 0-10o兩岸壩頭部位，防滲帷幕宜延伸到相對隔水層或正常蓄水位與地下水位相交處，如圖 4-2-4。(3)灌漿壓力帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的

17、壩體混凝土后進行，一般情況下，灌漿壓力應通過試驗確定。通常在帷幕表層不宜小于 1.01.5 倍壩前靜水頭，在孔底不宜小于 23倍壩前靜水頭，但以不破壞巖體為原則。3.2 壩基排水為了充分降低壩底揚壓力和排除基巖滲水，在帷幕下游可設置排水孔幕。一般設一排主排水孔；對能充分發揮排水作用的壩基(下游水深較大時)，除設主排水孔外，還可設置 13 排輔助排水孔。主排水孔的位置，一般設置在基礎灌漿廊道內防滲帷幕的下游2m4m 處，以利充分降低壩基的滲透壓力。輔助排水孔可設置在基礎縱向排水廊道內，如圖 2-4-5。排水孔一般略向下游傾斜，與帷幕孔成 1015交角。主排水孔的孔距一般為 2m3m,輔助排水孔的

18、孔距一般為 3m5m,孔徑約為150mm200mm。 孔深應根據防滲帷幕和固結灌漿的深度及地基的工程地質和水文地質條件確定。主排水孔的深度一般為防滲帷幕深度的 0.40.6 倍；50m 以上的壩基主排水孔的深度不應小于 10m；輔助排水孔的深度一般為 6m12m。為了降低岸坡部位的滲透壓力，可在岸坡壩段的壩體內設置橫向排水廊道，并向岸坡內鉆設排水孔和設置專門的排水設施，使滲水盡量在靠近基礎面的位置排出壩外。4.兩岸處理當河岸較陡，又有順坡剪切裂隙時，要校核岸坡沿裂隙的穩定性，必要時應開挖削坡，若開挖量大，也可采用預應力錨系鋼筋固定岸坡，如圖 4-2-6(c)、(d)所示。若岸坡平緩穩定，岸坡壩段可直接建在開挖的岸坡基巖上；若岸坡較陡，但基巖穩定，為使岸坡壩段穩定，可考慮把岸坡開挖成梯級，利用基巖和混凝土的抗剪強度增加壩段的抗滑穩定，但應避免把岸坡挖成大梯級，以防在梯級突變處引起應力集中，產生裂縫，如圖 4-2-6(b)所示。