重力壩工作原理及其特點（重力壩的材料和構造）

2023-04-18 12:09:53

一、砼重力壩的材料

（一）水工砼的特性指標

1、強度

標準立方體極限強度分為12種強度等級，重力壩常用C10、C15、C20、C25等級別，砼的強度隨齡期增加，對壩體提出強度要求時，應指出其對應的齡期，壩體砼抗壓設計齡期一般採用90天，最多不宜超過180天，同時規定相應28天齡期的強度，作為早期強計的控制。

2、抗滲性

大壩防滲部位如上遊面、基礎層和下遊水位以下的壩面，其砼應具有抵抗壓力水滲透的能力。抗滲性的指標通常用抗滲標號表示, 抗滲標號也隨砼的齡期增長，一般取與強度的設計齡期相同。

3、抗凍性

抗凍性是指飽和狀態下能經受多次凍融循環而不破壞不來重降低強度的能力。

4、抗磨性

抗磨性是指砼抵抗高速水流或挾沙水流的衝刷和磨損的性能。

根據我國的經驗，對於有抗磨要求的砼，採用高標號矽酸鹽水泥或矽酸鹽大壩水泥所控制的砼，其抗壓強度等級不應低於C20號，且要求骨料質地堅硬，施工振搖密實以提高其耐磨性。

5、抗侵蝕性

大壩砼可能遭受環境水中某些物質的化學作用，引起侵蝕破壞。如有抗侵蝕性要求時，應選擇恰當的水泥品種，並儘量提高砼的密實性。

(二)壩體砼的分區

壩體各部位的工作條件不同，對砼材料性能指標的要求不同。在選用各區砼時，應注意：

（1）儘量減小整個樞紐中不同砼標號的類別，便於施工。

（2）為避免產生應力集中或產生溫度裂縫，相鄰區的強度等級相差不宜超過兩級；同一澆築塊中砼的標號也不得超過兩種。分區厚度一般不小於2-3米。

二、施工期溫度應力及防裂措施

（一） 壩體砼的溫度變化

1、壩體砼的溫度變化規律

①開始澆築砼的溫度為入倉溫度

②水泥硬化，產生水化熱，使溫度增高

③熱量不斷散失，溫度呈下降趨勢熱，這一段時間為冷卻期，這段時間較長。④冷卻達到穩定溫度，僅隨外界氣溫而變化，稱為穩定期。

（二）溫度應力和溫度裂縫的成因:

1、溫度應力及溫度裂縫的成因

砼溫度發生變化，其體積也隨著脹縮，由於砼壩體不能自由伸縮，從而產生溫度應力，而當拉應力超過砼的抗拉能力時，出現裂縫。

三、砼重力壩的構造

構造包括：壩頂結構、壩體分縫、止水、排水、廊道布置等內容。

（一）壩頂結構

一般用實體結構，頂面按路面設計，在壩頂上布置排水系統和欄杆或防浪牆等以及照明設備。也可採用輕型結構,.

(二)壩體分縫

為適應施工期砼的澆築能力和溫度控制以及防止地基可能產生不均勻沉陷而引起裂縫，因而要分縫。常設垂直於壩軸線的橫縫和平行於壩軸線的縱縫、橫縫是永久縫，縱縫則屬於臨時縫；有時砼分層澆築的層面也是一種臨時性水平施工縫。

1、橫縫及止水

永久性橫縫將壩體沿壩軸線分成若干壩段，其縫面常為平面

2、縱縫和水平縫

•縱縫是為適應砼的澆築能力和減小施工期溫度應力而設置的臨時縫。

•縱縫的布置型式有三種：垂直縱縫、斜縫和錯縫

(三）壩體排水

為了減小滲水對壩體和壩基的有害影響，降低壩體和壩基的滲透壓力，在靠近上遊面處設置排水管，將滲水通過排水管排入廊道，匯集於集水井內，用水泵或自流排向下遊。

壩內排水管布置在距上遊壩面約為水頭1/15-1/25處，且不小於2米，排水管間距米，用各孔砼做成。排水管施工時必須防止水泥漿漏入，防止堵塞。

四）壩內廊道

1、基礎灌漿廊道

2、基礎排水廊道

3、壩體檢查和排水廊道

4、廊道周邊應力