水工建筑物作业答案 下载本文

固结灌浆目的:提高基岩整体性和弹性模量,减少基岩受力后的变形,并提高基岩的抗压、抗剪强度;降低坝基的渗透性,减少渗透量。

帷幕灌浆目的:降低坝基的渗透压力,减少渗透流量;防止坝基内产生机械或化学管涌,即防止基岩裂隙中的充填物被带走或溶滤。

对于倾角较大或与基面接近垂直的软弱破碎带,常采用混凝土梁或混凝土拱加固;对于倾角较小的软弱破碎带,除适当加深表层混凝土塞外,还要在较深的部位沿破碎带开挖若干个斜井和平洞,然后用混凝土回填密实。

(三)拱坝

1、拱坝和重力坝的工作条件有何不同?

重力坝完全靠自重维持稳定,拱坝利用筑坝材料强度承担以轴向压力为主的拱内力,并由两岸拱端岩体来支撑拱端推力。

2、拱坝对地形、地质条件有何要求?河谷形状对拱坝剖面和荷载分配有何影响?

地形指标包括坝顶高程处的河谷宽度L和坝高H之比(称L/H为宽高比)及河谷断面形状

较理想的地质条件是岩石均匀单一,有足够的强度,透水性小,耐久性好,两岸拱座基岩坚固完整,边坡稳定,无大的断裂构造和软弱夹层,能承受拱端传来的巨大推力而不致产生过大的变形,尤其要避免两岸边坡存在向河床倾斜的节理裂隙或构造。

河谷的宽高比愈小,说明河谷愈窄深。此时拱坝水平拱圈跨度相对较短,悬臂梁高度相对较大,即拱的刚度大,拱作用容易发挥,可将荷载大部分通过拱作用传给两岸,坝体可设计的薄些,反之设计得厚些;河谷的断面形状,V形河谷,拱圈跨度自上而下逐渐减小,拱刚度逐渐增强,拱可做得薄些;U形河谷,拱圈跨度自上而下几乎不变,拱刚度不增加而水压力增加,需增加梁的刚度,做得厚些;梯形河谷介于V形和U形之间;河谷在平面上的形状应呈喇叭口,以使两岸拱座下游有足够厚的岩体来维持坝体的稳定。

3、选取拱圈中心角要考虑哪些因素?这些因素之间的关系如何? 中心角愈大,拱圈厚度愈小,说明中心角愈大,材料强度可得到充分利用,对应力有利;反之,拱圈中心角减小,半径愈大,拱作用减弱,要求加大拱圈厚度。加大中心角使拱圈弧长增加,在一定程度上会抵消一部分由减小拱厚所节省的工程量。从经济和应力角度考虑,采用较大中心角有利但拱端轴力方向将向顺岩坡等高线方向偏转,对坝肩稳定不利。

4、单曲拱坝、双曲拱坝各有什么优缺点?各适用什么场合? 单曲拱,又称为定外半径定中心角拱,对U型或矩形断面的河谷,其宽度上下相差不大,各高程中心角比较接近,外半径可保持不变,仅需下游半径变化以适应坝厚变化的要求。特点:施工简单,直立的上游面便于布置进水孔和泄水孔及其设备,但当河谷上宽下窄时,下部拱的中心角必然会减小,从而降低拱的作用,要求加大坝体厚度,不经济。

双曲拱坝,变外半径等中心角,变外半径变圆心。特点:拱坝应力条件较好,梁呈弯曲形状,兼有拱的作用,更经济,但有倒悬出现,设计及施工较复杂。

适用:对于底部狭窄的“V”字形河谷可考虑采用单曲拱坝;对“V”、“U”型河谷都适用双曲拱坝。

5、双曲拱坝的倒悬是怎样形成的?如何处理拱坝过大的倒悬度? 因上下层拱圈半径或中心角的变化,容易形成上层坝面突出下层坝面,即产生倒悬,以两岸最为明显。

使靠近河岸坝段上游面维持直立,而河床中部坝段俯向下游;使河床中部坝段直立,而河岸坝段向上游倒悬,此时在上游侧加设临时的混凝土支撑或通过开挖做成基础支持;协调前两种方案,使河床坝段稍俯向下游,河岸坝段稍向上游倒悬。

(四)土石坝

1、设计和建造土石坝的基本要求有哪些?

坝体和坝基在施工期及各种运行条件下都应当是稳定的;不允许坝顶过流;根据上堵下排的原则,确定合理的防渗体形式,加强坝体与坝基、岸坡与其他建筑物连接处的防渗效果,布置有效的排水及反滤设施,避免大坝发生渗透破坏;对坝顶和边坡采取适当的防护措施;进行大坝安全监控系统设计,布置观测设备,监控大坝安全运行。

2、土石坝有哪些基本类型?各自的优缺点及适用的场合如何?

按施工方法可分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破坝、水力冲填坝和水中倒土坝。

碾压式混凝土坝按坝体横截面的防渗材料及其结构可分为均质坝、分区坝、人工防渗材料坝。

均质坝:结构简单,施工方便,当坝址附近有合适的土料且坝高不大时可优先采用,防渗性好;抗剪强度低,且施工碾压困难,在多雨地区受含水量影响更难压实,因而高坝中一般不采用。

分区坝:心墙与坝体同步上升,施工难度大,心墙料与坝壳料固结速度不同,心墙内易产生拱效应而形成裂缝;斜墙相互干扰少,但抗震性能和适应不均匀沉陷的能力均不如心墙;斜心墙坝可不同程度克服心墙坝和斜墙坝的缺点。

人工防渗材料坝:坝坡设计较陡,土石工程量减少,工程造价低,施工方便工期短,受气候因素影响小。

抛填式堆石坝:堆石体孔隙率大,承受水压力后变形量大,石块尖角容易被压裂或减裂,抗剪强度较低,目前已很少采用。

水力充填坝:不需运输机械和碾压机械,功效高,成本低,缺点是土料的干容重较小,抗剪强度较低,需要平缓的坝坡,坝体土方量较大。

水中倒土坝:不需要专门的重型碾压设备,但由于坝体填土干容重低,孔隙水压力大,抗剪强度小,故坝坡平缓,工程量大。