關于重力壩材料構造及地基處理第1頁，課件共62頁，創作于2023年2月按抗壓強度，水工混凝土分為75、100、150、200、250、300及400等標號，75#混凝土只能用在某些不重要的、應力很小的部位，僅作回填及壓重用。壩體混凝土的抗壓齡期一般可取為90天，最多不超過180天。壩體混凝土的抗拉齡期一般可取為28天，一般不采用后期強度。（一）混凝土的強度指標第2頁，課件共62頁，創作于2023年2月（二）混凝土的耐久性抗滲性：混凝土抵抗壓力水滲透作用的能力。抗凍性：混凝土在飽和狀態下，經受多次凍融循環作用而不被破壞，也不嚴重降低強度的性能。抗磨性：高速水流或挾沙水流的沖刷、磨損作用的性能。抗侵蝕性：混凝土抵抗環境水侵蝕的能力。包括抗滲、抗凍、抗磨和抗侵蝕等。第3頁，課件共62頁，創作于2023年2月

原因：壩體各部分工作條件不同，為了節約和合理使用水泥，通常將壩體按不同部位和不同工作條件分區，采用不同標號。二、壩體混凝土分區

為了便于施工，應盡量減少標號的類別，相鄰區的強度標號不宜超過兩極，免引起應力集中或產生溫度裂縫。分區的厚度一般不得小于2-3米，以便澆筑。第4頁，課件共62頁，創作于2023年2月第5頁，課件共62頁，創作于2023年2月I抗凍II抗侵蝕III、IV抗滲、低熱、強度V低熱VI抗沖第6頁，課件共62頁，創作于2023年2月三、壩體防滲、排水

重力壩壩體上游面和下游面水位以下部分，多采用一層具有防滲、抗凍和抗水侵蝕的混凝土，作為壩體防滲設施。第7頁，課件共62頁，創作于2023年2月

為減小滲水對壩體的不利影響，在靠近上游面處布設排水管。距上游面要求小于壩前水深的1/15~1/25，且不小于2m。管距2~3m。管徑15~25cm，太小易堵塞。排水管與廊道連接多采用直通式，且多在上游側（使廊道干燥）。第8頁，課件共62頁，創作于2023年2月第9頁，課件共62頁，創作于2023年2月第10頁，課件共62頁，創作于2023年2月1、橫縫橫縫垂直壩軸線，將壩體分成若干壩段。 間距：15~20米，也有達20米。橫縫有永久性橫縫和臨時性橫縫兩種。四、分縫、止水分縫目的：防止壩在運行期間由于溫度變化和地基不均勻沉降導致的壩體裂縫。第11頁，課件共62頁，創作于2023年2月重力壩的橫縫及縱縫(a)橫縫及縱縫布置；(b)豎直縱縫；(c)斜縫

第12頁，課件共62頁，創作于2023年2月第13頁，課件共62頁，創作于2023年2月

常做成平面，不設鍵槽，不灌漿，各壩段獨立工作。現在常是溫度縫、沉降縫合二為一，故留成1~2cm寬的縫。橫縫內需設止水。止水材料：紫銅片，橡膠、塑料及瀝青等。對于高壩應采兩道止水，中間設瀝青井，中低壩適當簡化。（一）永久性橫縫第14頁，課件共62頁，創作于2023年2月

止水片及瀝青井需伸入巖基約30~50cm，井內填滿瀝青沙，止水井延伸到最高水位以上，瀝青井需延伸到壩頂。沿溢流面，壩體下游最高水位以下和穿越橫縫的廊道和孔洞周邊均需設止水井。（一）永久性橫縫第15頁，課件共62頁，創作于2023年2月橫縫止水構造示意

l一第一道止水銅片；2一瀝青井；3一第二道止水片；

4一廊道止水；5一橫縫；6一瀝青麻片；7一電加熱器；8一預制混凝土塊

第16頁，課件共62頁，創作于2023年2月第17頁，課件共62頁，創作于2023年2月

主要用于下述情況:（1）河谷狹窄，做成整體重力壩可適當發揮兩岸的支撐作用，有利于壩體的強度和穩定。（2）岸坡較陡的各壩段連成整體可以改善岸坡的穩定性。（3在軟弱破碎帶上的各壩體，連成整體增加壩體剛度。（4）強地震區，如壩段連成整體，可提高壩體的抗震性能。（二）臨時性橫縫第18頁，課件共62頁，創作于2023年2月臨時橫縫的縫面鍵槽和灌漿系統:

為增加縫面的水平向抗剪能力時,鍵槽豎向布置。為增加縫面的鉛直向抗剪能力時,鍵槽水平向布置。臨時豎縫灌漿高度視壩高和傳力的需要而定，可全部灌，也可局部灌。第19頁，課件共62頁，創作于2023年2月

意義：連接必須緊密，以免發生滲漏，影響壩體穩定。作法：基巖橫向坡（對岸方向）緩于1:2時，壩體澆筑后利用帷幕灌漿對接觸灌漿封實；當橫向坡陡于1:2時，設接觸面止水，在基巖中挖槽嵌入止水片；當橫向坡陡于1:1時，按臨時橫縫處理，在接觸面上布設灌漿系統，沿周圍嵌入止水片，待混凝土冷卻后進行接縫灌漿。（三）壩體與基巖面的連接第20頁，課件共62頁，創作于2023年2月

平行于壩軸線方向設的縫。目的：適應混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應力。縱縫是臨時縫，待壩體降到穩定溫度后進行接縫灌漿。縱縫布置形式：鉛直、錯縫、斜縫。不設縱縫——通倉澆注2、縱縫第21頁，課件共62頁，創作于2023年2月

間距15~30m。為了使縫面更好地傳力，設三角形鍵槽。槽面大致順主應力方向。為保證壩面的整體性，鉛縫面布設灌漿系統。待壩體溫度冷卻到穩定溫度，壩塊收縮，縫的張開度達到0.5mm以上時進行灌漿，縫四周設止水片。（一）鉛直縱縫第22頁，課件共62頁，創作于2023年2月第23頁，課件共62頁，創作于2023年2月第24頁，課件共62頁，創作于2023年2月

灌漿壓力太高會使壩塊底部產生過大的拉應力，使壩體破壞。太低又不能保證灌漿質量。一般進漿管壓力0.35~0.45Mpa(0.35~0.45kg/cm2)，出漿管壓力0.20~0.25Mpa。第25頁，課件共62頁，創作于2023年2月

縱縫兩側的壩塊可以單獨上升，高差不宜太大。若高差太大，后澆混凝土的溫度和干縮變形，造成灌漿面的擠壓和剪切，影響縱縫灌漿，反過來對后澆混凝土塊鍵槽出現剪切裂縫。第26頁，課件共62頁，創作于2023年2月

澆注塊高度在基巖附近1.5~2.0m，在壩體上部不大于3~4m，錯縫間距10~15m。縫的錯距不超過澆注塊的一半，以免沿豎縫開裂。錯縫施工簡便，不作灌漿處理，在低壩上使用。（二）錯縫第27頁，課件共62頁，創作于2023年2月第28頁，課件共62頁，創作于2023年2月

可沿主應力方向設置，因縫面剪應力很小，可以不灌漿。斜縫須在離上游面一定距離處終止。為防止斜縫在終止處向上貫穿，須采用并縫措施：布設并縫鋼筋、設并縫廊道等。施工最好使上下塊均勻上升。施工復雜，較少采用。（三）斜縫第29頁，課件共62頁，創作于2023年2月第30頁，課件共62頁，創作于2023年2月

施工簡便，有利于加快施工進度。壩的整體性好，是發展的方向。但是要注意溫控。（四）通倉澆筑第31頁，課件共62頁，創作于2023年2月

澆注塊厚度一般為1.5~4.0m。在基巖表面用0.75~1.0m的薄層澆注，以利散熱、防止開裂。上下澆注塊之間常間歇3~7天。新混凝土澆注前，須清除縫面渣、灰塵和水泥乳膜，用風水槍或壓力水沖洗，使表面成為干凈麻面。再均勻鋪一層2~3cm的水泥沙漿，然后澆注。3、施工縫（水平工作縫）第32頁，課件共62頁，創作于2023年2月

為滿足施工和適用要求（如灌漿、排水、觀測、檢查、交通的需要），須在壩體內設置各種廊道。這些廊道相互連通，構成廊道系統。五、廊道系統第33頁，課件共62頁，創作于2023年2月第34頁，課件共62頁，創作于2023年2月第35頁，課件共62頁，創作于2023年2月第36頁，課件共62頁，創作于2023年2月

設在壩踵部位。利用混凝土壓重、提高灌漿壓力、保證灌漿質量。一般采用城門洞形。斷面尺寸應滿足灌漿作業的要求。一般底寬2.5~3.0m，高3.0~4.0m，距上游面可取0.05~0.1倍水頭，且布小于4~5m（滲透坡降問題）。廊道底面距基巖布小于1.5倍廊道寬度。廊道上游側設排水溝，下游側設排水孔及揚壓力觀測孔。灌漿廊道沿地形向兩岸逐漸升高。坡度不宜大于40~45度，以便鉆孔、灌漿操作和搬運灌漿設備。

（一）基礎灌漿廊道第37頁，課件共62頁，創作于2023年2月第38頁，課件共62頁，創作于2023年2月

常在靠近壩體上游面沿高度方向隔15~20m設檢查廊道，最小寬度為1.2m，最小高度為2.2m距上游面布小于0.05~0.07倍水頭，且布小于3m（寒冷地區適當加厚）。上游側設排水溝。（二）檢查和壩體排水廊道第39頁，課件共62頁，創作于2023年2月

大孔口應力分析比較復雜，須采用有限元法電算求解，或用結構試算求應力。小孔口時，用彈性力學中平面問題（無限平板中孔口的應力計算）求解。（三）廊道應力計算和配筋第40頁，課件共62頁，創作于2023年2月六、重力壩的溫度控制

由于水泥水化熱，澆注以后溫度將升高。熱脹冷縮作用會使壩體局部拉應力大，從而產生裂縫，削弱了壩體的強度，引起壩體漏稅，增加滲透壓力，影響壩體安全。第41頁，課件共62頁，創作于2023年2月1、合理安排施工季節。2、選擇低熱水泥。3、選擇合適的混凝土級配，以減少水泥用量。4、摻外加劑，減少水泥用量。5、夏季施工，加冰拌和。6、氣溫驟降時注意保溫。溫度控制措施：第42頁，課件共62頁，創作于2023年2月第八節重力壩的地基處理

重力壩失事有40%是因為地基問題造成的。地基處理主要包含兩個方面的工作：一是防滲，二是提高基巖強度。壩基要求強度和穩定性整體性和均勻性抗滲性耐久性第43頁，課件共62頁，創作于2023年2月

地基處理的措施開挖清理加固處理——固結灌漿防滲帷幕壩基排水專門處理（破碎帶、軟弱夾層等）第44頁，課件共62頁，創作于2023年2月一、壩基的開挖與清理目的：使壩體坐落在穩定堅固的地基上。規范規定：>70m的高壩，必須建在新鮮、微風化或弱風化的巖石上。30~70m的中壩，必須建在微風化或弱風化的巖石上。同一工程中，兩岸較高部位的壩段，可比河床段適當放寬。第45頁，課件共62頁，創作于2023年2月

二、壩基的固結灌漿目的：提高基巖強度和整體性，降低地基透水性固結灌漿設計內容：１、灌漿范圍：高壩或巖基裂隙發育，全壩基灌漿；一般情況下在壩踵壩趾處灌漿（為什么？）。２．灌漿孔深度：一般5~8m；帷幕上游區8~15m３．灌漿孔的間距：孔距、排距3~6m第46頁，課件共62頁，創作于2023年2月４．灌漿孔的排列形式：平面上作梅花形或方格形。５．灌漿孔的鉆孔方向：與主要裂隙面正交。６．灌漿的壓力：在不擾動基巖的前提下盡量大。無混凝土蓋重時為0.2~0.4MPa有混凝土蓋重時為0.4~0.7MPa二、壩基的固結灌漿第47頁，課件共62頁，創作于2023年2月重力壩地基的灌漿

第48頁，課件共62頁，創作于2023年2月目的：降低滲水壓力，防止壩基內產生機械或化學管涌，減小壩基滲透水量。壩基防滲處理方法：降低滲水壓力，防止壩基內產生機械或化學管涌，減小壩基滲透水量。灌漿材料：水泥漿、化學灌漿三、帷幕灌漿第49頁，課件共62頁，創作于2023年2月帷幕灌漿設計：1）防滲帷幕的深度：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3m～5m；一般情況下，帷幕深度常為0.3～0.7倍水頭。第50頁，課件共62頁，創作于2023年2月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。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。帷幕灌漿設計：第51頁，課件共62頁，創作于2023年2月

通常在帷幕表層不宜小于1.0～1.5倍壩前靜水頭，在孔底不宜小于2～3倍壩前靜水頭，但以不破壞巖體為原則。3）灌漿壓力：帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土后進行，一般情況下，灌漿壓力應通過試驗確定。帷幕灌漿設計：第52頁，課件共62頁，創作于2023年2月防滲帷幕沿軸線的布置1—灌漿廊道；2—山坡鉆進；3—壩頂鉆進；4—灌漿平洞；5—排水孔；6—正常蓄水位；7—原水位；

8—帷幕底線；9—原地下水位；10—蓄后地下水位

第53頁，課件共62頁，創作于2023年2月

四、壩基排水目的：進一步降低壩底面的滲透壓力。設置：1、設于防滲帷幕后；2、有時設有壩基面排水。第54頁，課件共62頁，創作于2023年2月五、斷層、軟弱夾層和溶洞的處理（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。第55頁，課件共62頁，創作