文档介绍：第八节拱坝的材料和坝体构造地基处理
拱坝对材料的要求和材料的分区
(一)拱坝的材料和对材料的要求
混凝土应严格保证设计规范对强度、抗渗、抗冻、低热、抗冲刷和抗侵蚀等方面的要求。
(1)坝体混凝土的极限抗压强度一般以90d或180d龄期强度为准,极限抗拉强度一般取极限抗压强度的1/10~1/15。此外,还应注意混凝土的早期强度,控制表层混凝土7d龄期的标号不低于C10号,以确保早期的抗裂性。高坝近地基部分混凝土的90d龄期标号不得低于C25号,内部混凝土90d龄期不低于C20号。
拱坝的材料和坝体构造地基处理
(2)保证抗渗性、抗冻性和低热等方面的要求。为此,对坝体混凝土的水灰比必须严格控制,对较高的拱坝,~,~。在承受高速水流和挟沙水流冲刷的部位,混凝土应具有很好的抗磨性。用水灰比低的、振捣密实并表面抹光的混凝土,抗磨性能较高。实践证明,,抗磨性能常不能满足要求。
(二)对拱坝混凝土材料的分区要求
对混凝土拱坝来说,也可以根据拱坝材料所处的位置、使用要求、应力情况把拱坝分为不同的区域,对不同区域的混凝土材料提出不同的要求,充分发挥材料的性能,真正作到物尽其用,发挥最大经济效益。
对于高拱坝或较厚的重力拱坝,由于应力有较大的差异,拱端应力可能比坝中部应力大许多,可考虑拱端与坝的中部强度等级不同,可在坝体内部、外部和拱端分别采用不同标号的混凝土,拱端应力较大,可提高标号,坝体内部应力较低,可用较低标号
同一仓面内最多用两种强度等级混凝土,每一强度等级最小宽度一般不小于2m,以利于施工
抗震要求,坝体中、上部是高应力区,在考虑混凝土标号分区时应予以注意溢流面及孔管内壁的泄洪消能部位,可根据需要,需设有专门的面层,提高混凝土强度等级、提出抗渗、抗冲刷等要求,并注意提高其抗磨性和抵抗自然作用的抗风化性
拱坝坝内主要构造
(一)拱坝分缝与接缝处理
(1)拱坝分缝
拱坝是空间整体结构,为便于施工期间混凝土散热和降低收缩应力,同时为了适应混凝土的浇铸能力,减少地基对坝体约束的影响,防止混凝土产生裂缝,控制裂缝发生的位置和发展方向,拱坝坝体需要分段浇筑,各段之间必然设有收缩缝,在坝体混凝土冷却到年平均气温以下或左右,混凝土充分收缩后,再用水泥浆封填,以保证坝的整体性。
拱坝坝缝按位置可分为横缝、纵缝、水平浇筑缝、坝身缝、坝踵缝、底缝、周边缝等;按作用可分为收缩缝(即纵横缝)、防止传力的坝身“切缝”;按存在时间的长短,可分为永久缝和临时缝。收缩缝、水平浇筑缝为临时缝。某些坝身“切缝“、坝踵缝、底缝和周边缝为永久缝。
(2)拱坝的横缝
横缝是半径向的,间距一般取15~20m,也有略大于20m的。在变半径的拱坝中,为了使横缝与半径向一致,必然会形成一个扭曲面。有时为了简化施工,对不太高的拱坝也可以中间高程处的径向为准,仍用铅直平面来分缝。横缝底部缝面与建基面或垫座面的夹角不得小于60。,并应尽可能接近正交。缝内设铅直向的梯形键槽,以提高坝体的抗剪强度。横缝上游侧应设置止水片,止水片可与上游止浆片结合。
在一定的条件下,也可将横缝的一部分保持为永久性的明缝。当近拱端有一岸或两岸自坝顶到某一高程范围内的地质条件很差,不足以承担拱端的巨大推力时,可将这一范围内的横缝保持为永久缝,
(3)拱坝的纵缝
拱坝厚度较薄,一般可不设纵缝,对厚度大于40m的拱坝时,可考虑设计纵缝。纵缝基本上平行于坝轴线布置,其作用主要是防止混凝土沿上下游方向收缩而产生裂缝。相邻坝块间的纵缝应错开,纵缝的间距约为20~40m。为方便施工,一般采用铅直纵缝,到缝顶附近应缓转与下游坝面正交,避免浇筑块出现尖角。
国外的双曲拱坝的纵缝只设一道,并由基底布置至一定高程即中断。国内的双曲拱坝由于底宽都不很大因而不设纵缝。应该指出,随着混凝土施工技术的不断改进,即使坝体厚度超过了规范规定的40米,也常采用加强混凝土温控措施通仓浇铸的办法避免设置纵缝,如我国的二滩电站的双曲拱坝,拱端最大厚度以达到60米,也没有设置纵缝。
青海省共和县和贵德县交界处的黄河干流上的龙羊峡水电站中的重力拱坝剖面及坝内部分构造图。电站的挡水建筑物为定圆心、定半径的混凝土重力拱坝,坝顶高程2610m,从图中可以看出,最宽的坝段由坝底到下游坝面共设置了3道垂直纵缝,纵缝的间距从上游坝面到下游依次为22米、18米、22米和18米不等。
三条
纵缝
(4)拱坝纵、横缝的灌浆
横缝和纵缝都必须进行接缝灌浆。灌浆时坝体温度应降到设计规定值,。缝两侧坝体混凝土龄期,在采取有效措施后,不宜小于4个月。灌浆浆液结石达到预期强度后,坝体才能蓄水。
纵、横缝将坝体切割为若干柱状体,混