2.1 重力坝的特点与类型.docx

任务1重力坝的特点与类型

2.1.1重力坝的工作特点和剖面型式

重力坝的根本特点是，在巨大的水压力(静水压力、扬压力为主)作用下，主要依靠坝体自重产生的抗剪(滑)力来维持稳定(不移动、不倾倒、不浮起)。所以其基本剖面型式是固结于地基的三角形，上游面为铅直或稍有倾斜，具有重心低，底面大，应力小，稳定性最好的特点，见图2-1。

图2-l重力坝示意图

1-非溢流重力坝；2-溢流重力坝；3-横缝；4-导墙；5-闸门；

6-坝体排水管；7-交通、检查和坝体排水廊道；

8-坝基灌浆、排水廊道；9防渗帷幕；10-坝基排水孔幕

重力坝之所以得到广泛采用，是因为它具有以下几方面的优点：

1.安全可靠。重力坝剖面尺寸大，应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强。据统计，重力坝在各种坝型中失事率是较低的。

2.对地形、地质条件适应性强。重力坝段类似于固结在地基的短悬臂梁，所以在任何形状的河谷都可以修建。因为坝基承担的压应力不高，所以对地基的要求也较低，当坝的高度不大时甚至可以修建在土基上。

3.枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的，还可以设置坝身泄水孔(辅助泄洪)，一般不用另设河岸式泄水道，枢纽布置紧凑。

4.便于施工导流。在施工期间可以利用坝体缺口部位导流，从而节省导流通道工程量。

5.施工方便。大体积混凝土，可以采用现代机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简便。

6.结构作用明确。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，应力分析和稳定计算都比较简单(可按平面问题计算)。

重力坝也存在下面一些缺点：

1.坝体剖面尺寸大，水泥用量多，坝体应力普遍较低，材料强度不能充分发挥；

2.施工期大体积混凝土的温度应力和收缩应力较大，对温度控制的要求较高；

3.坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利。但现在能以碾压混凝土来改善解决前两条缺点。

2.1.2重力坝的类型

重力坝通常根据坝的高度、筑坝材料、泄水条件和断面的结构型式进行分类。

1.按坝的高度分类。重力坝按坝的最大高度(不包括小局部深度)分为低坝、中坝、高坝。坝高小于30m的为低坝，坝高30～70m的为中坝，坝高大于70m的为高坝。

2.按筑坝材料分类。按坝体的建筑材料，分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。重要的和较高的重力坝，大都用混凝土建造，有浇筑的(常规的、埋石的)和碾压的之分。

3.按泄水条件分类。一座重力坝往往是河床中部坝段溢流，其余坝段不溢流。其中溢流部分称为溢流坝段，不溢流部分则称为非溢流坝段。

4.按坝的结构型式分类。有实体重力坝(图2-1)、空腹重力坝和宽缝重力坝等之分。实体重力坝构造简单，对地形、地质条件适应性强；空腹和宽缝重力坝，也称非实体重力坝(见图2-2)，都是为了有效地减少扬压力，较好地利用材料强度，以节省坝体工程量。

图2-2非实体重力坝

(a)空腹重力坝；(b)宽缝重力坝

国内一些地方还发展了硬壳坝、填渣坝等坝型。硬壳坝是用于砌石或堆石代替实体重力坝内低应力部分的坝体，外包为浆砌块石或条石或混凝土的硬壳；填渣坝的作用原理与硬壳坝相同，却是在坝内留有空格或宽缝供填渣之用。