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壩的類(lèi)型

1、壩的類(lèi)型很多,一般主要按筑壩材料、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、施工方法、防滲體形式進(jìn)行劃分,但也有按工作狀況和使用目的劃分的。

2、按使用目的分為:為灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等蓄水、取水、攔沙及利用水庫(kù)淤造地、存儲(chǔ)尾礦或粉煤灰而修建的壩。

3、按筑壩材料分為混凝土壩、漿砌石壩、土石壩、草土壩、橡膠壩、鋼壩和木壩等,其中混凝土壩和土石壩是常見(jiàn)的主要壩型。

1)混凝土壩和漿砌石壩按力學(xué)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特征又可分為重力壩、拱壩和支墩壩。混凝土壩中由漿砌石取代混凝土筑成的壩為漿砌石壩。

2)土石壩又稱(chēng)當(dāng)?shù)夭牧蠅?,分為土壩和堆石壩。壩體剖面為上窄下寬的梯形。優(yōu)點(diǎn)是就地取材,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗震性能好,除干砌石壩外均可機(jī)械化施工,對(duì)地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是一般需要在壩體外另設(shè)泄洪過(guò)流和施工導(dǎo)流設(shè)施。

4、按壩頂是否允許泄流分為溢流壩和非溢流壩。

5、按壩的高度分為高壩、中壩和低壩,對(duì)此各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不一。中國(guó)規(guī)定壩高70米以上為高壩,壩高30~70米為中壩,壩高30米以下為低壩。此外,還可以由兩種或多種壩構(gòu)成混合壩型。

〖土壩〗

用土、砂、砂礫為主筑成的壩。為擋水防止大量滲漏,在壩體內(nèi)設(shè)有防滲體。建防滲體多用粘土,也可用混凝土、鋼筋混凝土或?yàn)r青混凝土等。為排除滲水和增加穩(wěn)定,在壩體的下游側(cè)部分建有排水設(shè)施。為防止風(fēng)浪和雨水沖刷,上游面多用塊石或混凝土板護(hù)坡,下游面多用碎石或草皮等護(hù)坡。土壩按施工方法分為:分層鋪土,逐層碾壓建成的碾壓土壩;利用水力將泥沙輸送至壩址,經(jīng)沉淀固結(jié)形成的水力沖填壩;將土倒入分層設(shè)置的畦塊靜水中,借助運(yùn)土機(jī)械碾壓和土體自重壓實(shí)形成的水中倒土壩。按壩體土料的配置和結(jié)構(gòu)分為:用單一土料填筑的均質(zhì)土壩;由幾種不同土料筑成的多種土質(zhì)壩;防滲體位于壩體中部的心墻土壩;防滲體靠近壩體上游坡的斜墻土壩;防滲體介于心墻和斜墻位置之間的斜心墻土壩。

〖堆石壩〗

以石料為主,經(jīng)碾壓、拋填或干砌建成的壩。按施工方法分為碾壓式堆石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩和干砌石壩。堆石壩設(shè)有防滲體,按防滲體位置分為心墻堆石壩、斜墻堆石壩或面板堆石壩、斜心墻堆石壩。

〖重力壩〗

用混凝土或漿砌石等修建的主要靠自重維持穩(wěn)定的壩。壩體斷面大致呈三角形。為減小溫度應(yīng)力、適應(yīng)地基變形和便于施工,常將重力壩垂直于壩軸線分割為若干壩段。相鄰壩段的接觸面稱(chēng)橫縫。為減小滲水對(duì)壩體的不利影響和滿足施工和運(yùn)行的需要,在壩的上游側(cè)設(shè)置排水管網(wǎng),在壩體內(nèi)設(shè)置廊道系統(tǒng)。對(duì)地基常進(jìn)行處理使?jié)M足承載力、穩(wěn)定和防滲等要求。重力壩按結(jié)構(gòu)分為實(shí)體重力壩、將實(shí)體重力壩的各橫縫的中間部分?jǐn)U寬成為空腔的寬縫重力壩、沿壩軸線設(shè)有大型縱向空腔的空腹重力壩。重力壩的優(yōu)點(diǎn)是:安全可靠、對(duì)地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng),壩身可溢流,便于施工導(dǎo)流,施工方便。缺點(diǎn)是壩體積大,耗用水泥多,材料強(qiáng)度未充分發(fā)揮,施工期對(duì)混凝土的溫度控制要求較高。

〖拱壩〗

通過(guò)拱的作用將大部分水平向荷載傳給兩岸巖體,并主要依靠拱端反力維持穩(wěn)定的壩。拱壩在空間呈殼體狀,在平面上呈拱形。當(dāng)最大壩高處壩底厚度與壩高之比小于0.2時(shí)稱(chēng)薄拱壩,大于0.35時(shí)稱(chēng)厚拱壩,又稱(chēng)重力拱壩。介于上述二者之間稱(chēng)中厚拱壩,或稱(chēng)一般拱壩。按壩體豎向曲率分為雙曲拱壩和單曲拱壩。此外,沿壩軸線設(shè)有縱向大型空腔的拱壩稱(chēng)空腹拱壩。拱壩的優(yōu)點(diǎn)是:能發(fā)揮混凝土或石料抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn);超載能力強(qiáng);抗震性能好;壩身可以泄流。缺點(diǎn)是對(duì)地形

〖支墩壩〗

由一系列支墩和斜倚于其上的面板組成的壩。當(dāng)面板為平板時(shí)稱(chēng)平板壩。當(dāng)面板為一系列拱筒時(shí)稱(chēng)連拱壩。當(dāng)面板由支墩上游部分?jǐn)U大而成,形同頭狀,稱(chēng)大頭壩。支墩壩多用混凝土或鋼筋混凝土建造。小型工程除平板壩的面板外,也可用漿砌石建造。支墩壩混凝土用量較小,但側(cè)向穩(wěn)定性差,抗震抗凍性差,對(duì)地基要求較高。平板壩和連拱壩的鋼筋用量較多。

設(shè)計(jì)

① 選擇壩址和壩型,初選壩體剖面;

② 對(duì)壩體和壩基進(jìn)行穩(wěn)定、應(yīng)力、變形、沉陷、滲透、抗震等計(jì)算,并優(yōu)化壩體剖面;

③ 對(duì)溢流壩和壩身泄水孔口等進(jìn)行水力學(xué)設(shè)計(jì);

④ 壩體構(gòu)造設(shè)計(jì),如重力壩的廊道系統(tǒng)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和壩體分縫等;

⑤ 地基處理;

運(yùn)行期大壩和基巖狀態(tài)的觀測(cè)設(shè)計(jì)。對(duì)于重要的壩還常輔以結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)和水力模型試驗(yàn)等。

發(fā)展趨勢(shì)

① 高土石壩和薄拱壩將會(huì)繼續(xù)較快發(fā)展;

② 重力壩和支墩壩向簡(jiǎn)化和方便施工的方向發(fā)展;

③ 鋼筋混凝土面板堆石壩、碾壓混凝土壩已成為極有發(fā)展前途的新壩型;

更加重視壩的安全監(jiān)測(cè)和管理等。

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