混凝土重力坝的构造

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重力坝的构造设计包括坝顶构造、坝体分缝、止水、排水、廊道布置等内容。这些构造的合理选型和布置,可以改善重力坝工作性能,满足运用和施工上的要求,保证大坝正常工作。

1.坝顶构造

非溢流坝坝顶上游侧一般设有防浪墙。防浪墙宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构,高度一般为1.2m,防浪墙在坝体横缝处应留伸缩缝并设止水。坝顶路面一般为实体结构,并布置排水系统和照明设备,也可采用拱形结构支承坝顶路面,以减轻坝顶重量,有利于抗震。

2.坝体分缝与止水

为了适应地基不均匀沉降和温度变化,以及施工期混凝土的浇筑能力和温度控制等要求,常需设置垂直于坝轴线的横缝、平行于坝轴线的纵缝以及水平施工缝。横缝一般是永久缝,纵缝和水平施工缝则属于临时缝。

(1)横缝及止水。永久性横缝将坝体沿坝轴线分成若干坝段,其缝面常为平面,各坝段独立工作。横缝可兼作伸缩缝和沉降缝,间距(坝段长度)一般为12~20m,当坝内设有泄水孔或电站引水管道时,还应考虑泄水孔和电站机组间距;对于溢流坝段还要结合溢流孔口尺寸进行布置。

(2)纵缝。为了适应混凝土的浇筑能力和减少施工期的温度应力,常在平行坝轴线方向设纵缝,将一个坝段分成几个坝块,待坝体降到稳定温度后再进行接缝灌浆。常用的纵缝形式有竖直纵缝、斜缝和错缝等。纵缝间距一般为15~30m。为了在接缝之间传递剪力和压力,缝内还必须设置足够数量的三角形键槽。

(3)水平工作缝。水平工作缝是分层施工的新老混凝土之间的接缝,是临时性的。为了使工作缝结合好,在新混凝土浇筑前,必须清除施工缝面的浮渣、灰尘和水泥乳膜,用风水枪或压力水冲洗,使表面成为干净的麻面,再均匀铺一层2~3cm的水泥砂浆,然后浇筑。国内外普遍采用薄层浇筑,浇筑块厚1.5~3.0m。在基岩表面须用0.75~1.0m的薄层浇筑,以便通过表面散热,降低混凝土温升,防止开裂。

4.廊道布置

为了满足施工运用要求,如灌浆、排水、观测、检查和交通的需要,须在坝体内设置各种廊道。这些廊道互相连通,构成廊道系统。

(1)基础灌浆廊道。对于中高坝,通常需要设置基础灌浆廊道,以减少坝体混凝土施工和坝基帷幕灌浆之间的干扰。基础灌浆廊道的断面尺寸,应根据钻灌机具尺寸及工作要求确定,一般宽度可取2.5~3m,高度可为3.0~3.5m。断面形式采用城门洞形。灌浆廊道距上游面的距离可取0.05~0.1倍水头,且不小于4~5m。廊道底面距基岩面的距离不小于1.5倍廊道宽度,以防廊道底板被灌浆压力掀动开裂。廊道底面上、下游侧设排水沟,下游排水沟设坝基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°,以便进行钻孔、灌浆操作和搬运灌浆设备。

(2)检查和坝体排水廊道。为了检查巡视和排除渗水,常在靠近坝体上游面沿高度方向每隔15~30m设置检查排水廊道。廊道断面形式多采用城门洞形,最小宽度为1.2m,最小高度为2.2m,距上游面距离应不小于0.05~0.07倍水头,且不小于3m。

 

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