岩基上的重力坝ppt课件.ppt

第二章 岩基上的重力坝第一节 概述一、重力坝的任务原理及特点 岩基上重力坝的根本剖面呈三角形，上游面通常是垂直的或稍倾向上游的三角形断面 主要依托坝体的分量，在坝体和地基的接触面上产生抗滑力来抵抗库水的推力，以到达稳定的要求 重力坝典型布置参见三门峡水电站鸟瞰图、万家寨水电站鸟瞰图、朱庄水库砌石重力坝重力坝的优点及缺陷：优点：1、平安可靠但剖面尺寸较大，抵抗水的渗漏，洪水漫顶，地震或战争破坏的才干都比较强，因此失事率较低2、对地形、地质条件顺应性强，坝体作用于地基面上的压应力不高，所以对地质条件的要求也较低，低坝甚至可建筑在土基上3、枢纽泄洪容易处理，便于枢纽布置　　4、施工方便，便于机械化施工　　5、构造作用明确，应力计算和稳定计 算比较简单缺陷： 　1、剖面尺寸大，水泥石料等用量多 2、坝体应力较低，资料强能充分发 挥 3、扬压力大，对稳定不利 4、砼体积大，温控要求较高第二节 重力坝的荷载及组合 作用于得力坝的主要荷载有：①自重；②静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤冰压力；⑥泥沙压力；⑦浪压力；⑧地震力；⑨温度及其他荷载一、自重 坝体自重由坝体体积和资料的容重算出。

初步设计时可取砼γc=24KN/m3，施工详图阶段由现场砼实验决议，当计算深层滑动时，还应思索岩体的自重二、静水压力  作用在坝面上的静水压力可按静水力学原理计算，分为程度及垂直力分别进展计算  程度力：P1=(1/2)rH12 P4=(1/2)rH22   垂直力：P2=(1/2)rnH12 P3=(1/2)rmH22 三、扬压力1、坝底扬压力，构成缘由：①上下游水位差；②砼、岩石都是透水资料  由于基岩节理裂隙很不规那么，难以求出坝底扬压力的准确分布，故通常加定扬压力从坝踵到坝趾成直线变化α为扬压力折减系数与岩体的性质和构造，帷幕深度和厚度，灌浆的质量，排水孔的直径、间距、深度等有关  规范规定：河床坝段α=0.2-0.3            岸坡坝段α=0.3-0.42、坝身扬压力〔见下右图〕坝身排水管折减系数α3=0.15-0.3 四、动水压力  在溢流面上作用有动水压力，坝顶曲线和下游面直线段上的动水压力很小，可忽略不计只计算反弧段上的动水压力  计算时假定水流为匀速流，流速为V，假设忽略水重W，侧面水压力F1和F2，那么可以直接由动量议程求出作用于整个反弧上的水压力程度分量。

 PH=rqV(Cosa2-Cosa1)/g 垂直分量：取V1≈V2  Pv= rqV〔Sinф1+ Sinф2〕/g 五、冰压力  1、静冰压力  2、动冰压力六、泥沙压力  水库蓄水后，入库水流挟带泥沙，逐年淤积在坝前，对坝面产生泥沙压力  淤积高程，根据河流的挟沙量和规定的淤积年限进展估算，年限可取50-100年  按土力学公式计算，参照普通阅历取数据 Pn=γnhn­tg2(45°-Φx/2) Pn—--泥沙对上游坝面压力强度 hn—--计算点以上淤沙厚度七、浪压力  浪压力与风速和水库吹程有关中等高度以上的重力坝，浪压力在荷载中所占比重较小，通常忽略  重力压上游面多为铅直〔或接近铅直〕，当波浪推进到坝前由于坝面的反射作用产生驻波，波高为4Ll，而波长坚持不变  详细公式见书八、地震荷载  根据<水工建筑物抗震设计规范>地震惯性力和地震动水压力的计算，普通采用“拟静力法〞，对高度大于150m的坝，宜进展动力分析九、荷载组合  作用在坝上的荷载，按其性质分为根本和特殊两种组合1、根本荷载：〔1〕坝体及设备自重〔2〕正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力〔3〕对应于〔2〕的扬压力〔4〕泥沙压力〔5〕相应的浪压力〔6〕冰压力〔7〕土压力〔8〕相应于设计洪水位时的动水压力〔9〕其他出现时机较多的荷载 2、特殊荷载〔频率低，作用时间短〕〔10〕校核洪水位〔11〕相应的扬压力〔12〕相应的浪压力〔13〕相应的动水压力〔14〕地震荷载〔15〕其他出现时机较少的荷载第三节 重力坝的稳定分析 重力坝主要依托本身重力维持稳定。

因此抗滑稳定分析是设计中的重要课题 重力坝能够沿坝基平面滑动，也能够沿地在中缓倾角断层或脆弱夹层滑动 按照目前的设计方法，高度H小于100m的重力坝，控制剖面尺寸经常的稳定而不是应力 目前的计算公式大都是半径验性的，由于影响要素很多Ks=f(∑W-U)/ ∑P b、滑动面倾向上游时： Ks=[f(∑WCosβ-U+∑PSinβ)]/ ( ∑PSinβ+∑WCosβ)　公式评价：本公式不思索凝聚力，偏于平安，凝聚力作为平安贮藏，所以规定的平安系数较低〔二〕抗剪断公式 假定：以为砼与基岩接触良好，直接采用接触面上的抗剪断参数f′和c′ 公式：Ks″＝[f’(∑W-U)+C〞A]/ ∑P 平安系数Ks″,设计规范规定：不分等级 根本荷载组合：采用3.0 特殊荷载组合：〔1〕采用2.5；〔2〕采用不小于2.3 二、深层抗滑稳定分析 深层滑动：地基内往往存在着较弱夹层或缓倾角断层，坝体档水后，有能够沿这些薄弱面产生滑动，就叫做深层滑动 目前尚无成熟的方法：〔1〕单斜面深层滑动的计算〔2〕双斜面深层滑动〔图见下页〕三、岸坡坝段的稳定分析 坝体在自重的作用下有沿岸坡下滑的趋势，加上坝体上游面的水压力，构成三维受力。

四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施〔1〕利用水重〔2〕将坝基开挖成倾向上游的斜面〔3〕在坝踵下设齿墙〔4〕抽水措施〔5〕加固地基〔6〕利用预应力第四节 重力坝的应力分析目的：1、为了检验大坝在施工期和运用期能否满足强度要求；2、为处理设计和施工中的某些问题，如砼分区，某些部位的配筋等提供根据应力分析的过程：1、进展荷载计算及荷载组合2、选择适宜的方法进展应力计算3、检验大坝各部位的应力能否满足强度要求 一、应力分析方法综述〔1〕模形实验方法〔2〕资料力学方法〔3〕弹性实际的解析方法〔4〕弹性实际的差分方法〔5〕弹性实际的有限单元法二、资料力学方法〔一〕根本假定1、坝体砼为均质，延续各向同性的弹性资料2、取单宽坝体作为固结在地基上的悬臂梁计算，且不受两侧坝体的影响3、程度断面上的垂直正应力σy是直线分布〔二〕边缘应力的计算1、程度截面上的正应力σyu、σyd2、剪应力τu和τd坝体应力计算图3、程度正应力σxu和σxd4、主应力σ1u，σ2u和σ1d，σ2d〔三〕内部应力的计算1、坝内程度截面上的正应力σy假定和σy在程度截面上直线分布2、坝体内剪应力τ3、坝内程度正应力σx。

4、坝内主应力σ1和σ25、思索扬压力时的计算方法 〔四〕〔四〕强度目的度目的 用用资料料力力学学分分析析坝体体应力力时，，重重力力坝设计规范范规定的定的强度目的1 1、、坝基面的基面的σyσy应符合以下要求符合以下要求〔〔1 1〕〕运运用用期期：：在在各各种种荷荷载组合合下下〔地震荷〔地震荷载除外〕除外〕〔〔2 2〕施工期〕施工期2 2、、坝体体应力要求力要求〔〔1 1〕运用期〕运用期〔〔2 2〕施工期〕施工期三、各种要素对坝体应力的影响 坝体应力的实践分布情况比较复杂，受很多要素影响 1、地基变形模量对坝体应力的影响〔如图〕 2、地基变形弹模对坝体应力的影响 3、坝体异弹模对坝体应力的影响 4、纵缝对坝体应力的影响 5、分期施工对坝体应力的影响(见以下图) 6、坝踵断裂对坝体应力的影响 第六节 重力坝的剖面及优化设计一、设计原那么1、满足稳定和强度要求2、工程量少3、便于施工4、运用方便二、根本剖面  由于作用于上游面的水压力呈三角形分布,所以重力坝面是三角形  当a>90时，即上游面为倒坡库空时，三角形重心能够超越底边三分点在下游面产生拉应力，而且倒坡不便施工。

  当a<90时，利用水重协助稳定但角度太小时，库满时合力能够超越底边三分点〔偏下游〕在上游面产生拉应力上游面坡度越缓，第一主应力越易成为拉应力，故a角不宜太小规律：1〕施工运用方便多做成a=90 2〕f较低时，为满足稳定，减小a角，利用水重 3〕工程阅历m=0.6—0.8〔下游坡〕n=0—0.2〔上游坡〕 三、适用剖面  根据运用和交通要求，坝顶应有足够的宽度，无特殊要求，坝顶宽=8-10%坝高，但不得小于2米，如有运用和交通要求，应满足这些要求  坝顶高于水库水位的高度△h计算：       △h=hl+hz+hc  坝顶高度=设计洪水位+△h 四、大坝优化设计 即在给定荷载条件下采用最经济、最合理的设计〔一〕优化设计方法分类    1、传统反复设计法    2、准那么法     3、数学法求解：①直接最优法：〔实验最优法〕直接对目的函数进展比较，以逐渐到达最优；②间接最优法：〔分析最优法〕把研讨对象用数学方程描画，运用数学解析法求其最优解 〔二〕构造优化设计包括的内容：１、规定描画坝体体形的设计参数２、建立目的函数３、确定约束条件４、选择求解方法 第七节 重力坝的温度控制及裂痕的防治一、坝体温度的变化情况二、施工期的温度应力〔一〕地基约束引起的应力〔二〕内部温差引起的应力三、重力坝的温度裂痕及防治措施〔一〕控制浇筑块的温度和湿度〔二〕提高浇筑的质量和抗裂性能〔三〕设置横纵缝第八节 重力坝的地基处置 　重力坝失事有40%是由于地基问题呵斥的。

　地基处置主要包含两个方面的任务：一是防渗，二是提高基岩强度 一．坝基的开挖与清理 目的：使坝体坐落在稳定巩固的地基上 规范规定：>70m的高坝，必需建在新颖、微风化或弱风化的岩石上 30—70m的中坝，必需建在微风化或弱风化的岩石上同一工程中，两岸较高部位的坝段，可比河床段适当放宽 　二．坝基的固结灌浆　　目的：提高基岩的强度和整体性，降低地基的透水性　　固结灌浆设计内容：　　１．决议灌浆范围：高坝或岩基裂隙发育，全坝基灌浆；普通情况下在坝踵坝趾处灌浆〔为什么？〕　　２．灌浆孔的深度：普通5—8m；帷幕上游区8—15m　　３．灌浆孔的间距：孔距、排距  3—6m　　４．灌浆孔的陈列方式：平面上作梅花形或方格形 ５．灌浆孔的钻孔方向：与主要裂隙面正交６．灌浆的压力：在不扰动基岩的前提下尽量大　　无混凝土盖重时为0.2—0.4MPa　　有混凝土盖重时为0.4—0.7MPa三．帷幕灌浆　　目的：降低渗水压力，防止坝基内产活力械或化学管涌，减小坝基浸透水量　　灌浆资料：水泥浆、化学灌浆 四．坝基排水　　目的：进一步降低坝底面的浸透压力　　设置：1.设于防渗帷幕后　　　　 2.有时设有坝基面排水。

五．断层、脆弱夹层和溶洞的处置　第九节 重力坝的资料及构造一．混凝土　　水工混凝土除要求有足够的强度以外，还有有一定的抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、抗磨性和低热性等〔一〕混凝土的强度目的　　按抗压强度，水工混凝土分为75、100、150、200、250、300及400等标号，75#混凝土只能用在某些不重要的、应力很小的部位，仅作回填及压重用 　　坝体混凝土的抗压龄期普通可取为90天，最多不超越180天坝体混凝土的抗拉龄期普通可取为28天，普通不采用后期强度〔二〕混凝土的耐久性　　　包括抗渗抗冻，抗磨和抗侵蚀等〔见教材　　略〕二、坝体混凝土分区〔图见下页〕缘由：坝体各部分任务条件不同，为了节约和合理运用水泥，通常将坝体按不同部位和不同任务条件分区，采用不同标号   为了便于施工，应尽量减少标号的类别，相邻区的强度标号不宜超越两极，免引起应力集中或产生温度裂痕分区的厚度普通不得小于2-3米，以便浇筑坝体对各区混凝土性能的要求〔表层2-13〕P64三、横缝横缝垂直坝轴线，将坝体分成假设干坝段重力坝横缝作用：1〕减小温度应力，2〕顺应地基不均匀变形，3〕满足施工要求〔如混凝土浇筑才干及温度控制〕间距：12-20米，也有达20米    〔一〕   永久性横缝   常做成平面，不设键槽，不进展灌浆，各坝段独立任务。

如今常是温度缝、沉降缝合二为一，故留成-2cm宽的缝横缝内需设止水止水资料：紫铜片，橡胶、塑料及沥青等对于高坝应采两道止水，中间设沥青井，中低坝适当简化止水片及沥青井需伸入岩基一定深度，约30-50cm，井内填满沥青沙，止水井延伸到最高水位以上，沥青井需延伸到坝顶沿溢流面，坝体下游最高水位以下和穿越横缝的廊道和孔洞周边均需设止水井    〔二〕   暂时性横缝    主要用于下述情况:〔1〕河谷狭窄，做成整体重力坝可适当发扬两岸的支撑作用，有利于坝体的强度和稳定〔2〕岸坡较陡的各坝段连成整体可以改善岸坡的稳定性〔3在脆弱破碎带上的各坝体，连成整体添加坝体刚度〔4〕强地震区，如坝段连成整体，可提高坝体的抗震性能  暂时横缝的缝面键槽和灌浆系统: 为添加缝面的程度向抗剪才干时,键槽竖向布置 为添加缝面的铅直向抗剪才干时,键槽程度向布置 暂时竖缝灌浆高度视坝高和传力的需求而定，可全部灌，也可部分灌   〔三〕   坝体与基岩面的衔接意义：衔接必需严密，以免发生渗漏，影   响坝体稳定作法：基岩横向坡〔对岸方向〕缓于1:2时，坝体浇筑后利用帷幕灌浆对接触灌浆封实；当横向坡陡于1:2时，设接触面止水，在基岩中挖槽嵌入止水片；当横向坡陡于1:1时，按暂时横缝处置，在接触面上布设灌浆系统，沿周围嵌入止水片，待混凝土冷却后进展接缝灌浆。

 四、纵缝 平行于坝轴线方向设的缝 目的：顺应混凝土的浇筑才干和减小施工期的温度应力 纵缝是暂时缝，待坝体降到稳定温度后 进展接缝灌浆 纵缝布置方式：铅直、错缝、斜缝 不设纵缝——通仓浇注〔一〕铅直纵缝 间距15—30m为了使缝面更好地传力， 设三角形键槽槽面大致顺主应力方向  为保证坝面的整体性，铅缝面布设灌浆系统待坝体温度冷却到稳定温度，坝块收缩，缝的张开度到达0.5mm以上时进展灌浆，缝周围设止水片 灌浆压力太高会使坝块底部产生过大的拉应力，使坝体破坏太低又不能保证灌浆质量普 通 进 浆 管 压 力 0.35—0.45Mpa(0.35—0.45kg/cm2)，出浆管压力0.20—.25Mpa 纵缝两侧的坝块可以单独上升，丹高差不宜太大假设高差太大，后浇混凝土的温度和干缩变形，呵斥灌浆面的挤压和剪切，影响纵缝灌浆，反过来对后浇混凝土块键槽出现剪切裂痕    〔二〕错缝  缝面不作灌浆处置浇注块高度在基岩附近1.5—2m，在坝体上部不大于3—4m，错缝间距10—15m，缝的错距不超越浇注块的一半错缝施工简便，在低坝上运用 〔三〕斜缝  可大段沿主应力方向设置，因缝面剪应力很小，可以不灌浆。

斜缝须在离上游面一定间隔处终止为防止斜缝在终止处向上贯穿，须采用并缝措施：布设并缝钢筋、设并缝廊道等施工最好使上下块均匀上升施工复杂，较少采用   〔四〕通仓浇筑    施工简便，有利于加快施工进度坝的整体性好，是开展的方向但是要留意温控五、施工缝〔程度任务缝〕    浇注块厚度普通为1.5—4.0m在基岩外表用0.75—1.0m的薄层浇注，以利散热、防止开裂上下浇注块之间常间歇3—7天新混凝土浇注前，须去除缝面渣、灰尘和水泥乳膜，用风水枪或压力水冲洗，使外表成为干净麻面再均匀铺一层2—3cm的水泥沙浆，然后浇注 六、坝体排水 为减小渗水对坝体的不利影响，在接近上游面处布设排水管距上游面要求小于坝前水深的1/10—1/12，使浸透坡降在允许范围内管距2—3m管径15—25cm，太小易堵塞 排水管与廊道衔接多采用直通式，且多在上游侧〔使廊道枯燥〕七、廊道系统 为满足施工和适用要求〔如灌浆、排水、观测、检查、交通的需求〕，须在坝体内设置各种廊道这些廊道相互连通，构成廊道系统    〔一〕根底灌浆廊道    设在坝踵部位利用混凝土压重、提高灌浆压力、保证灌浆质量  普通采用城门洞形。

断面尺寸应满足灌浆作业的要求普通底宽2.5—3.0m，高3.0—4.0m，距上游面可取0.05—0.1 倍水头，且布小于4—5m〔浸透坡降问题〕廊道底面距基岩布小于1.5倍廊道宽度廊道上游侧设排水沟，下游侧设排水孔及扬压力观测孔  灌浆廊道沿地形向两岸逐渐升高坡度不宜大于40—45度，以便钻孔、灌浆操作和搬运灌浆设备    〔二〕检查和坝体排水廊道  常在接近坝体上游面沿高度方向隔15—20m设检查廊道，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m距上游面布小于0.05—0.07倍水头，且布小于3m〔冰冷地域适当加厚〕上游侧设排水沟 〔三〕廊道应力计算和配筋  大孔口应力分析比较复杂，须采用有限元法电算求解，或用构造试算求应力  小孔口时，用弹性力学中平面问题〔无限平板中孔口的应力计算〕求解第十节 溢流重力坝 一、任务特点： 既挡水又泄水除满足稳定和强度外，还须满足泄洪要求： 1.满足泄洪要求 2.水流平顺流过坝体布产生不利的负压 和振动，防止发生空蚀景象 3.保证不产生危及坝体平安的冲刷 4.不影响枢纽中其他建筑物的正常运转 5.有灵敏控制水流下泄的机械设备如闸门、启闭机等。

   二、孔口设计    涉及要素很多：洪水设计规范、下游防洪要求、库水位雍高有无限制、能否利用洪水预告、过水方式以及枢纽地形、地质条件等  设计步骤：选定泄水方式，拟定假设干种泄水布置方案初步确定空口高程、尺寸，按工程等级相应的洪水设计规范进展洪水调理演算求出各方案的防洪库容，设计和校核洪水位及相应的下泄洪量等然后估算淹没损失和枢纽造价，进展技术经济比较，选出最优方案  〔一〕洪水规范 洪水规范，包括洪峰流量和洪水总量是确定孔口尺寸进展凋洪演算的重要根据选用规范见P70表2—14 〔二〕孔口型式 1、坝顶溢流式优点：①闸门接受的水头较小，孔口尺寸可以较大②闸门全开时，下泄流量与堰顶水头H03/2成正比，超泄才干强③闸门在顶部，操作方便，易于维修，平安可靠④能排水及其他漂浮物 堰头设闸门——大中型——调理库水位和下泄流量 堰头不设闸门——小型——构造简单，管理方便2、大孔口溢流式：上部设胸墙，降低堰顶高程 胸墙：固接胸墙，活动胸墙优点：可根据洪水预告提早放水，提高了调洪才干 2.2.孔口尺寸孔口尺寸装装设设闸闸门门的的溢溢流流坝坝, ,常常用用闸闸门门将将溢溢流流坝坝段段分分割成假设干个等宽的溢流孔口割成假设干个等宽的溢流孔口. .确定孔口尺寸时应思索的要素确定孔口尺寸时应思索的要素: :1 1．满足泄洪要求．满足泄洪要求2 2．．孔孔口口宽宽度度越越大大, ,闸闸门门尺尺寸寸越越大大, ,启启门门力力越越大大, ,启门和启闭机的构培育较复杂启门和启闭机的构培育较复杂. .3 3．．孔孔口口高高度度越越大大,q,q大大, ,溢溢流流坝坝段段越越短短; ;孔孔口口宽宽度度越越小小, ,孔孔数数多多、、闸闸门门多多，，溢溢流流段段总总长长也也相应加大。

相应加大4. 4. q q大大，，消消能能困困难难，，为为了了对对称称平平衡衡开开启启闸闸门门，，以以控控制制下下游游河河床床流流态态，，孔孔口口数数目目最最好好采用奇数采用奇数〔四〕闸门和启闭机闸门分为：任务、检修任务门：平面门和弧形门检修门：平面门、叠梁门平面门优点：构造简单、闸门受力条件较好，闸门较短，多孔口共用一台活动门机缺陷：启闭力较大，闸墩较厚弧门优点：启闭力小、闸墩薄、无门槽水流平顺缺陷：闸墩较长，受力条件差弧形门用固定式启闭机平面门：活动门机〔任务、检修平门共用〕〔五〕闸门和任务桥 闸门的断面外形应使水流平顺 上游端常采用：椭圆形，半圆形或流线 型 上游端：采用：收缩成流线形 现有：方形 宽尾墩〔六〕横缝的布置 ① 墩中分缝：墩厚、任务可靠、不均匀沉降不影响启闭 ②孔中分缝：墩薄，受地基不均匀沉降影响启闭，水流过横缝，部分不平顺 三．溢流坝设计中有关高速水流的几个问题〔一〕 空化和空蚀  1．根本概念：空化〔空穴化〕：由于边境突变呵斥水流和壁面分别等各种缘由，在边境处产生负压使水流中某一点的压力降低到水的蒸汽压力时，水流内部开场出现蒸汽空泡，称为“空穴〞即“空化〞。

　   空蚀：当空化水流运动到压力较高处，由于汽泡的溃破，伴随着声响和宏大的冲击作用，当这种作用力超越构造外表资料颗粒的内聚力时，便产生剥离状的破坏，这种景象称为“空蚀〞　防蚀、抗腐的措施：　①控制过水外表的不平整度　②掺气减蚀,:当流速超越36m/s时,即使采取外表平整度处置,仍能够产生空蚀,故应思索其它平安措施　③采用抗蚀抗磨性强的资料〔二〕掺气 水自在外表产生掺气景象使水深增大在确定溢流坝边墙高度时，应予思索 〔三〕脉动 紊动水流均产生掺气边境条急剧变化处尤为严重，脉动对建筑物的影响1．引起构造振动甚至共振2．加大压强可达40% 能够大负压，从而增大了空蚀的能够性   〔四〕   冲击波    在高速水流边境发生变化处：断面扩展、收缩、转弯等，将产生冲击波四．溢流面曲线及剖面设计 〔一〕溢流曲线： 组成：①有较高的流量系数； ②水流平顺，不产生空蚀 溢流面常用曲线：①WES曲线； ②克一奥曲线 〔二〕剖面设计五．消能工的设计原那么及型式1．设计原那么：  ①尽量使下泄水流的动能耗费于水流内部的紊动中，以及水流与空气的摩擦上。

  ②不产生危及坝体平安的河床或岸坡的部分冲刷  ③下泄水流平稳，不影响其他建筑物的运转  ④构造简单，任务可靠    ⑤工程量小，经济2．消能工的型式：底流式、排流式、面流、消力肩      3．选择消能工的根据：地形、地质、枢纽布置、水头、流量、下游水深及其变幅等进展技术经济比较重要工程应作模型实验   六．底流消能〔一〕   水流条件及消能措施  在坝趾下游设消力池，消力坎等底流消能任务可靠，但是工程量大  下泄不同流量产生的跃后水深h〞与下游实践水深t的关系，有以下五种情况：  Q——h〞和Q——t重合  ①阐明任何情况下均产生临界水跃，无须修消力池，只须在水跃范围内修护坦即可  这是最理想情况，实践很少见       ②何情况他th〞,均产生淹没水跃淹没度大时，产生高速潜流，水跃长度加大消能采用消力戽或斜坡式〔逆坡式〕护坦，〔计算方法不成熟〕  ④小Q时，QQk时，t>h〞,下游水深大，产生淹没水跃这时采用斜坡式护坦与消力池相结合得方式〔并称消力护〕。

   ⑤与④相反也用消力戽消能，消力池按最大流量设计〔一〕护坦构造  护坦的作用：维护河床不受高速水流的冲刷  长度：底流式消能延伸致水跃末端，其他型式，也需在坝趾下游设置护坦  厚度：满足稳定要求上游厚，下游薄〔流速小，压力大〕     为防止护坦受基岩约束产生温度裂痕、在护坦内设置温度伸缩缝，顺河向的缝与闸墩中心线对应，横向的缝间距10~15m，护坦底下设排水系统〔降低扬压力〕，护坦末端做成齿墙以防水流淘刷  资料：采用抗蚀耐磨砼    七、挑流消能〔适用于基岩比较巩固的高、中坝〕   消能特点：将下游高速水流抛向空中，使水流分散、掺气，然后跌入下游河床水垫中，发生旋滚和摩擦，以耗费能量，本消能方式优点：简单、经济、工期短；缺陷：尾水活动比较大，雾化大，影响电站任务  设计内容：鼻坎型式、反弧半径、鼻坎高    程、挑射角度    〔一〕延续式鼻坎      主要优点是：构造简单，射程远，水流平顺，很少产生空蚀  鼻坎挑射角普通θ=20~25°，深水河槽θ=15~20°  (在45以内，角度愈大，挑射间隔愈远，但入水角度也大，冲刷坑也愈深)，要求>2.5~5.0  反弧半径R=〔8~10〕h，h鼻坎上水深。

R大小，水流转向不平顺；过大时，鼻坎向下游延伸太长，增大工程量  鼻坎高程：普通高出下游最高水位1~2m，现有低鼻坎挑流低于下游最高水位，如浸窝  挑距及冲坑计算公式见P83〔2-104〕，〔2-105〕 〔二〕差动式挑流鼻坎 优点：使挑射水舌分散，分成两段，相互撞击、加大掺气量，加大空中耗能，减小入水的单位面积上的能量，减小冲刷，下游动摇也小些 型式：矩形和梯形齿坎〔见P84图〕； 缺陷：矩形侧壁易产生较大负压；梯形施工复杂   八、面流式消能  适用于中小型工程，水头低，下游水深大且变幅小  消能特点:利用鼻坎将主流挑至水面，在鼻坎附近外表主流与河床之间构成逆向旋滚使高速水流与河床隔开，防止对坝趾附近河床的冲刷，主流在水面逐渐分散消能，反向旋滚也可消除一部分能量  优点:面流消能不需设护坦和其他加固措施  缺陷:高速水流在外表、伴有剧烈的波浪、绵延数里，影响电站运转及下游通航，易冲刷两岸      九、消力戽     适用：尾水深、变幅小、无航运要求，下游河岸有一定抗冲才干  特点：消力戽是以模型实验为根底研讨胜利的一种消能方式它是利用一个较大的反弧半径和挑角构成的戽斗、在一定尾水深度的作用下，使从溢流坝下游的高速水流在戽斗内产生猛烈的外表旋滚，并使出戽的高速水股在底部及尾水中均产生旋滚，以到达较好的消能效果。

30年首先在美国大苦力坝中采用，我国安康采用  优点：工程量较消力池小，冲刷坑比挑流式浅，不存在雾化问题；  缺陷：下游水面动摇大，易冲刷岸坡，不利航运，戽面磨损率高，增大了维修费用    十、下游折冲水流及其防止  发生缘由：开启部分泄水孔，下游水流不能迅速在平面上分散，在主流两侧容易构成回流，主流遭到紧缩，使水流单宽流量添加，流速在长间隔内不能降低，引起河床冲刷如两侧回流强度不同，水位不同，还可将主流压向一侧，构成折冲水流   危害：〔详见下页〕危害：1、冲刷河床和河岸；2、影响航运；3、电站尾水构成回流，抬高尾水，损失电能〔落差减小〕，采取防止措施： ①布置上，尽量使溢流坝下游水流与原河床主流位置方向一致； ②运用管理，闸门均可开启，或对称开启； ③布置导流墙 第十一节 重力坝深式泄水孔一、作用及任务条件 进口高程常接近死水位或接近河床 作用：　①预泄库水，增大水库的调蓄能　力； ②放空水库，以便检修； ③排放淤泥，减少淤积； ④随时放水，以满足航运和灌溉的要求； ⑤施工导流任务条件：　①孔内水流流速高，易产生负压，空蚀和振动； ②闸门在水下，接受的压力大，检修困难。

二、型式及布置　按水流条件分：有压的、无压的；　按高程分：中孔、底孔；　按布置层数分：单层、多层 1、有压泄水孔　任务闸门布置在出口，可以部分开启，出口低，利用的水头大，断面尺寸较小　缺陷：闸门封锁时，孔内接受较大的内水压力对坝体应力和防渗都不利，常需钢板衬砌为此进口处设置事故检修闸门、平常用来挡水2、无压泄水孔　任务闸门布置在进口，为构成无压水流，需在闸门后将断面顶部升高〔任务闸门前仍为有压段〕 　优点：闸门可以部分开启，明流段不用钢板衬砌，施工简便，干扰少，有利于加快速度进度　缺陷：断面尺寸较大，减弱坝体　国内重力坝多采用无压泄水孔3、双层泄水孔　受闸门构造及启闭机的限制，深式泄水孔的断面面积不能太大，为了增大泄流量，可将泄水孔做成双层的〔或将泄水孔布置在溢流坝段〕 留意的问题：　①双层泄水时对下层泄水孔泄流才干的影响；　②在尾部上、下层水流交汇处能够产生空蚀　深式泄水孔：水流流速高，边境条件复杂，应非常注重体形设计，如进口曲线，闸门槽的型式，渐变段、竖向衔接等，并留意施工质量 　三、进口曲线　应满足：　①减少部分损失，提高泄水才干  ②控制负压，防止空蚀　进口曲线：顶部、两侧常用四分之一椭圆，底部常用园弧。

　椭圆方程：X2/A2+Y2/(aA)2=1  断面：矩形：①顶面曲线，A为孔高，α为1/3~1/4          　  ②两侧曲线，A为孔高，α=1/4  　　  园孔：   A为直径，α=0.30  进口段的孔口中心线，普通布置成程度的 四、闸门和闸门槽　深孔常用的闸门也是平面和弧形闸门　平面闸门槽是最易产生负压和空蚀的地方　为减免门槽空蚀，实验结果阐明，矩形收缩型门槽较好　图2-94〔b〕、〔c〕    〔9.90〕 五、管身　有压泄水孔一 般采用圆形断面，圆形过水才干较大，管周应力条件也好，为防渗和满足应力要求：管周需布设钢筋，有时采用钢板衬砌　无压泄水孔的明流段,通常采用矩形泄槽,洞顶应留有足够的空间,以满足掺气和通气的要求,以保证构成稳定的无压流　为了减小出口的单宽流量，有利于下游消能，在管道转入明流段后，两侧在平面上可以适当分散 六、渐变段 泄水孔进口普通都做成矩形，以便布置进口曲线和闸门，而重力坝有压泄水孔断面常采用圆形，所以在进口闸门后需设渐变段，以便水流平顺过渡 当主要闸门〔由园变方〕布置在出口时，出口断面必需做成矩形，七、竖向衔接 有压：园弧衔接，R≥5倍孔径。

无压：采用抛物线衔接 八、平压管、通气孔 设平面管位置:在检修门和任务门之间〔与水库连通〕； 目的:可使检修门在静力中启门,减小启 门力； 通气孔位置:①检修门与任务门之间,作用:排气,补气； ②任务门后,作用:补气 任务门后通气孔尺寸的设计,参见P92公式〔2-108〕 〔三〕孔口尺寸 堰流孔口的总宽度决议于总泄量和单宽流量〔q〕 1．单宽流量q确实定 经过调洪演算，可得出枢纽的总下泄流量Q总 溢流孔口下泄量为：Q溢=Q总-aQ0 Q0——电站和泄水孔下泄得流量 a——系数，正常取0.75——0.9 ， 校核取 1.0 •三门峡水电站鸟瞰图三门峡水电站鸟瞰图•万家寨水电站鸟瞰图万家寨水电站鸟瞰图•朱庄水库砌石重力坝朱庄水库砌石重力坝肚松衯宸&愮鐝D)? $?d悡!餯怉￿ 扈鋹A￿￿ 嘬貑￿d? 啃??d怉?4￿ 癮?0??2l豀/D￿ 既 脝??窗?￿ 兡蓟癟鑳￿D? 兗?￿t￿￿ 穃$0嬅7D[胒￿d 恆￿ 溓??様??鸙捐￿ 賰>￿u:hD￿j￿￿o?3葏蓇￿3 繼伞銨??￿3覌耺￿￿￿￿ 缻D????B凓du鞁￿??V 悏￿ 鳆鸖￿ 卯嬺嬝擛吚憢￿ 塒鼢￿ 媀￿￿? 塧X￿B￿￿?6?镞P??塓￿￿=?輧￿ 棵廤UQ嬹?$嬭媇-￿$? 痁墢?頢￿￿S￿; 聈￿% 谶蚩魅婥?￿￿F￿?￿;￿u￿?i7, 嬤;雞嶂嬇<槣郬杽￿gZ]_￿ 摞?<跌u孄??餽p嬑￿Jk萘秣?k贤wb#u￿ 媜￿7w 兀?){鱱H秒?Y?￿ 麐z￿￿ 蟏?=??傉哙`?w{[￿+鶋|￿渹{?饓s￿詐?\瘙=￿ 氙￿;鹵?Y%惢_?&嬟嬸侢￿}￿?S?￿V 鄟?佹饟￿j￿ ￿ ￿o€h?V ￿ 孁???3黷#嬘胳幥￿I€鳻聋茓￿P$￿? 荱嬞{稠-￿J￿ 纉￿ 焗豒ホm?u￿ 馫VI)H纞潈; 矸?揿塋!魄舩?屗塗$9鑺￿ 锂?艍)?婋Q浣=鼖s'顆F嬈￿?2w ﹢聟F+]W??:脄汄y賰亥I?p礪?wa 飞;Z厬￿ 圪╦?呂Z?????拶?￿ 騚咡譪￿4#涨?鞗籽?菮=PM櫶k?卌蠑?q￿駜`6项縠餗q鹰|U鬨滗歒?淬盭睟覙6u姮?M+/l!o~l￿諉:?5?磐嵸?€錺潗 T?鈪醞3h<袳￿￿ 牒￿ 唣?罐CB?￿ 捓铹k￿ 挭`ぅ}~鑈p衈￿ 聮嗌￿ ￿ 蜞敏??l￿孰PB潉?潕肚松衯?雎挥=?牓2d?h糖 €=M￿￿}痞 ?(瘣滸??(￿h?棧哐锒$*???z￿￿3 蓚W傯=￿￿%u旄￿ 冏?{塧￿? 腦?U ZYY￿￿h?w鹁?镁+x脲燴]哠K?{q￿ 梽桃￿ 羀€`徬￿?€￿w?￿ 錭X?C?e﹩ ?gei鎃+,￿￿nit噈鲃￿c￿￿?u 锳￿9￿ 硄￿ 轻儍L8踇縎;￿W 岐?u￿￿￿rH￿?Wx€鵛8￿￿ 吷y￿ 兞￿ 恋W 六￿ 堲?-猴w兂.+嬼?￿ 墎￿ 娮￿? 嗠}鸊GiJ倭r￿￿J￿￿￿?侜!￿?u??￿￿￿"唻蕛??￿凓￿|￿?￿~ 縖鸹嬔r￿責'￿|￿A伾￿鼐*??%￿ ￿ 磣嬓冴￿ ㄢ￿ 苻￿￿￿￿高￿Hv 霼?m￿|￿ 兪￿T?4撠￿ ?￿ 聝 ??飌Z0?t￿ 蕞筍￿讧?3￿ 髀続c?p?￿t￿ 壉￿ 鄪Mr￿+?p￿;￿8齚￿￿￿p￿ 蕞驱}_}嬝3?￿￿?%??佝較￿ #?u￿ 嬻芺婩￿*? 莀X￿_￿?￿ 萄阯K詴qM?￿x 拱曃￿? ￿ 鳡?+腰+{?艃?}￿?\U?￿ 葭?橗?'岶￿% 媗祆￿? 呿祴?峙￿ ￿% ￿Ms? 叫￿ 篂?X￿{?$￿?F 笂￿ 斚汶]￿ 弸邏s?苾铏p荫`渌?￿ 呉坡Y询生蓯籀￿￿ Ｋ塡塠=￿? 鬋￿￿ 昆?SZ￿?|<|?匡?(別￿?￿[ 鲩Z0￿l￿~￿ 慶琶￿￿5 艭危??內?￿￿g??a?￿J￿ ?￿χ??$ ゥ孅?0lH￿`効譱￿ 蘑￿?'￿R?;N?囏a杸)￿￿G??￿??t$ 撈-0??￿c+￿ 僿??v胐顑o￿2￿???￿?? 刻'￿N稍嶀?寃??泲?￿?a碍鹄YZF猏虓[贋用`￿ 拷T,V3￿B 励￿= 桽\=￿?ST傄u烶輤￿ 腙€鲳0_儖?絅=￿ 计裌￿￿ 巹4￿￿~{ 飪秞￿? ￿￿ 塀'￿墕銒t[￿隿+?￿ 废￿ 榰N￿82￿) 撅￿~￿?uG?儅導鴣￿￿￿鮁￿e￿5??O轴C冾:>_)5隠瑾.觠0峗E ?\王?謷呻￿u??蓌￿X0￿? 艣]专￿? ]u`?V=Zt望~￿?v￿;3 蒛h8#?d?z痣W兠￿ 兯凔?黄T￿?￿ 彄貖￿?￿ty?嗥￿ 肻Bu￿SU?￿x ￿ 墊侓?嬎}茆=D彎塎￿￿ 偗aN?￿ 婻￿ 鞽咢0v箅￿_ 溹?\?￿?J) 橆1e￿?￿￿c?r?￿ 萤G￿;烹2C￿?c? 炩￿? 婾￿U] 蔙T宆￿Q￿ ?啪)￿u￿ 铿竗?莙￿0￿釆U $_饎囕￿ 雒￿u￿?w?鍳x￿?￿?)￿S￿tE 媭E 鄫P￿￿￿鲉￿S`现}性?5?E/￿?H 鬢[砺啊l鴭?= 鄒,?6 蜢?~￿￿?X? 逫秼￿雎G€7?t￿C??'\ ￿ ?7?￿?嬊儀￿￿鴣`b_￿￿￿￿G￿?\雨?X?8 y隵蘆挺?k吜W￿￿娫┦Q￿"Y￿簮?￿￿ 嫋g&樱匵补￿╟? 銋i罕凂*pl蘘孠嚈鱺獭Н礻訋?℡桇挵tzS?N藫弆㈨﨨籽D啶?2￿ 禚艳?g!凲瘬。