水工建筑物講義課件

1、第一節(jié) 土石壩第六章 水工建筑物 土石壩布置、設(shè)計(jì)基本要求及安全標(biāo)準(zhǔn) 土石壩筑壩材料選擇與填筑標(biāo)準(zhǔn) 土石壩斷面設(shè)計(jì) 土石壩壩體排水及構(gòu)造設(shè)計(jì) 土石壩滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算 土石壩基礎(chǔ)處理原則和主要方法考 試 大 綱第一節(jié) 土石壩第一節(jié) 土石壩一、土石壩筑壩材料選擇與填筑標(biāo)準(zhǔn) ( 一) 土石壩的筑壩材料選擇 1.筑壩土石料選擇應(yīng)遵循的原則： （1）具有或經(jīng)過(guò)加工處理后具有與其使用目的相適應(yīng)的工程性質(zhì)，并具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性 。（2）就地、就近取材，減少棄料，少占或不占農(nóng)田，并優(yōu)先考慮樞紐建筑物開(kāi)挖料的利用。（3）便于開(kāi)采、運(yùn)輸和壓實(shí)。2.土石壩各種筑壩材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)1）防滲土料滲透系數(shù)：均質(zhì)壩不大于 11

2、0-4cms，心墻和斜墻不大于110-5cms。水溶鹽含量含量不大于3。有機(jī)質(zhì)含量：均質(zhì)壩不大于5，心墻和斜墻不大于2，超過(guò)此規(guī)定需進(jìn)行論證。有較好的塑性和滲透穩(wěn)定性。浸水與失水時(shí)體積變化小。 2)壩殼料應(yīng)具有比較高的強(qiáng)度。要求具有良好的排水性能。砂、礫石、卵石、漂石、碎石等無(wú)粘性土料以及料場(chǎng)開(kāi)采的石料和開(kāi)挖的石渣料，均可用作壩殼材料，但應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)配置于壩殼的不同部位。均勻中、細(xì)砂及粉砂可用于中、低壩殼的干燥區(qū)，但地震區(qū)不宜采用。3）反濾料、過(guò)渡層及排水體材料反濾料、過(guò)渡層料及排水體材料應(yīng)符合下列要求：質(zhì)地致密，抗水性和抗風(fēng)化性能滿足工程運(yùn)用條件的要求；具有要求的級(jí)配；具有要求的透水性；反濾

3、料和排水體料中粒徑小于0.075mm的顆粒含量應(yīng)不超過(guò)5。(二) 土石壩各種筑壩材料的填筑標(biāo)準(zhǔn) 壩的級(jí)別、高度、壩型和壩的不同部位； 土石料的壓實(shí)特性和采用的壓實(shí)機(jī)具； 壩料的填筑干密度和含水率與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，以及設(shè)計(jì)對(duì)土石料力學(xué)性質(zhì)的要求； 土料的天然干密度、天然含水率，以及土料進(jìn)行干燥或濕潤(rùn)處理的程度； 當(dāng)?shù)貧夂驐l件對(duì)施工的影響； 設(shè)計(jì)地震烈度及其他動(dòng)荷載作用； 壩基土的強(qiáng)度和壓縮性； 不同填筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)造價(jià)和施工難易程度的影響。（1）含礫和不含礫的粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。1、2級(jí)壩和高壩的壓實(shí)度應(yīng)為98%100%，3級(jí)中、低壩及3級(jí)以下的中壩壓實(shí)度應(yīng)為96%

4、98%。（2）砂礫石和砂的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以相對(duì)密度為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。砂礫石的相對(duì)密度不應(yīng)低于0.75，砂的相對(duì)密度不應(yīng)低于0.70。對(duì)于地震區(qū)，無(wú)粘性土壓實(shí)要求，在浸潤(rùn)線以上的壩殼料相對(duì)密度不低于0.75；浸潤(rùn)線以下的壩殼料的相對(duì)密度根據(jù)設(shè)計(jì)烈度大小選用0.750.85。（3）堆石的填筑標(biāo)準(zhǔn)宜用孔隙率作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。（4）粘性土的施工填筑含水率應(yīng)根據(jù)土料性質(zhì)、填筑部位、氣候條件和施工機(jī)械等情況，控制在最優(yōu)含水率23偏差范圍以內(nèi)。 (三) 面板堆石壩各種筑壩材料的選擇標(biāo)準(zhǔn) （1）主堆石區(qū)宜采用硬巖堆石料或砂礫料填筑。樞紐建筑物開(kāi)挖石料符合主堆石區(qū)或下游堆石區(qū)質(zhì)量要求者，也可分別用于主堆石區(qū)或下游堆石

5、區(qū)。 （2）下游堆石區(qū)在壩體底部下游水位以下部分，應(yīng)采用能自由排水的、抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的石料填筑；下游水位以上部分，可以使用與主堆石區(qū)相同的材料。 （3）過(guò)渡區(qū)細(xì)石料要求級(jí)配連續(xù)，最大粒徑不宜超過(guò)300mm，壓實(shí)后應(yīng)具有低壓縮性和高抗剪強(qiáng)度，并具有自由排水性能。 （4）高壩墊層料應(yīng)具有連續(xù)級(jí)配，最大粒徑為80100mm，粒徑小于5mm的顆粒含量宜為3050，小于0.075mm的顆粒含量宜少于8。壓實(shí)后應(yīng)具有內(nèi)部滲透穩(wěn)定性、低壓縮性、高抗剪強(qiáng)度，并應(yīng)具有良好的施工特性。 （5）混凝土面板上游鋪蓋區(qū)材料宜采用粉土、粉細(xì)砂、粉煤灰或其他材料。上游蓋重區(qū)可以采用渣料。 （6）下游護(hù)坡可采用干砌塊石，或由

6、堆石體內(nèi)選取超徑大石，運(yùn)至下游坡面，以大頭向外的方式碼放。 （7）壩體內(nèi)如設(shè)置豎向和水平向排水體時(shí)，應(yīng)選用耐風(fēng)化的巖石或礫石，并具有良好的排水能力。(三) 面板堆石壩各種筑壩材料填筑標(biāo)準(zhǔn) 表6-1 堆石壩料填筑標(biāo)準(zhǔn) 料物或分區(qū)孔隙率（）相對(duì)密度墊層料1520過(guò)渡層細(xì)堆石料1822主堆石區(qū)堆石料2025下游區(qū)堆石料2328砂礫石料0.750.85 二、碾壓土石壩壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ( 一) 壩體材料分區(qū) 壩體材料分區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)就地取材和挖填平衡原則，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。均質(zhì)碾壓土石壩分為壩體、排水體、反濾層和護(hù)坡等區(qū)；土質(zhì)防滲體分區(qū)宜分為防滲體、反濾層、過(guò)渡層、壩殼、排水體和護(hù)坡等區(qū)。面板堆石壩從上游

7、向下游宜分為墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)；在周邊縫下游側(cè)設(shè)置特殊墊層區(qū)；100m以上高壩，宜在面板上游面低部位設(shè)置上游鋪蓋區(qū)及蓋重區(qū)。(二)壩體壩坡的選擇（1）碾壓土石壩壩體壩坡的選擇壩坡應(yīng)根據(jù)壩型、壩高、壩的等級(jí)、壩體和壩基材料的性質(zhì)、壩所承受的荷載以及施工和運(yùn)用條件等因素，參照已建壩的經(jīng)驗(yàn)，先初擬壩坡，最終應(yīng)經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算確定。中、低高度的均質(zhì)壩，其平均坡度約為1：3。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)下游壩殼采用堆石時(shí)，常用壩坡為1：1.51：1.25，采用土料時(shí)，常用1：2.01：3.0；上游壩殼采用堆石時(shí)，常用1：1.71：2.7，采用土料時(shí)，常用1：2.51：3.5。斜墻壩的下游壩坡坡度可

8、參照上述數(shù)值選用，取值宜偏陡，上游壩坡則可適當(dāng)放緩。（1）面板堆石壩壩體壩坡的選擇當(dāng)筑壩材料為硬巖堆石料時(shí)，上、下游壩坡可采用1：1.31：1.4，軟巖堆石體的壩坡宜適當(dāng)放緩；當(dāng)用質(zhì)量良好的天然砂礫石料筑壩時(shí)，上、下游壩坡可采用1：1.51：1.6。下游壩坡上設(shè)有道路時(shí)，道路之間的實(shí)際壩坡可以比上述規(guī)定的壩坡值略陡，但平均壩坡應(yīng)滿足上述要求。高壩的下游壩坡可用干砌石、大塊石堆砌或擺石砌護(hù)，并使壩體具有良好的外觀。施工期墊層區(qū)的上游壩坡應(yīng)及時(shí)作好固坡處理?？梢暰唧w情況選用碾壓砂漿、噴乳化瀝青、噴混凝土或砂漿等固坡措施。(三)壩體防滲體的選擇 在土石壩中，土質(zhì)防滲體是應(yīng)用最為廣泛的防滲結(jié)構(gòu)。所謂防

9、滲體，是指這部分土體比壩殼其他部分更不透水，它的作用是控制壩體內(nèi)浸潤(rùn)線的位置，并保持滲流穩(wěn)定。土質(zhì)防滲體斷面尺寸應(yīng)根據(jù)下列因素研究確定：防滲土料的質(zhì)量，如允許滲透比降、塑性、抗裂性能等；防滲土料的數(shù)量和施工難易程度；防滲體下面壩基的性質(zhì)及處理措施；防滲土料與壩殼材料單價(jià)比值；設(shè)計(jì)地震烈度為8度、9度地區(qū)適當(dāng)加厚。圖61 土石壩的土質(zhì)防滲體典型剖面（a）心墻壩；（b）斜墻壩1心墻；2斜墻；3過(guò)渡層；4砂礫料；5任意料；6河床砂礫料 土質(zhì)防滲體斷面應(yīng)滿足滲透比降、下游浸潤(rùn)線和滲透流量的要求。 土質(zhì)防滲體頂部在正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位以上的超高，應(yīng)按表62的規(guī)定取值。 表62 正常運(yùn)用情況下防滲體頂部

10、超高(m) 防滲體結(jié)構(gòu)形式超高防滲體結(jié)構(gòu)形式超高斜墻0.800.60心墻0.600.30 (四) 反濾層與過(guò)渡層設(shè)計(jì)1）反濾層的作用是濾土排水，防止土工建筑物在滲流逸出處遭受管涌、流土等滲流變形的破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。2）過(guò)渡層的作用是避免在剛度相差較大的兩種土料之間產(chǎn)生急劇變化的變形和應(yīng)力。3）壩的反濾層必須符合下列要求： 使被保護(hù)的土不發(fā)生滲透變形； 滲透性大于被保護(hù)土，能通暢地排出滲透水流； 不致被細(xì)粒土淤塞失效。 三、碾壓土石壩壩體排水及構(gòu)造設(shè)計(jì) 土石壩應(yīng)設(shè)置壩體排水，降低浸潤(rùn)線和孔隙壓力，改變滲流方向，防止?jié)B流出逸處產(chǎn)生滲透變形，保護(hù)壩坡土不產(chǎn)生凍脹破壞。壩體排水設(shè)備必須

11、滿足以下要求： 能自由地向壩外排出全部滲水； 應(yīng)按反濾要求設(shè)計(jì)； 便于觀測(cè)和檢修。 壩體排水一般有三種常用形式： （1）棱體排水，又稱濾水壩趾。棱體排水設(shè)備適用于下游有水的情況，其頂部高程應(yīng)超出下游最高水位。 （2）貼坡式排水，又稱表面排水 （3）壩內(nèi)排水。壩內(nèi)排水又分為豎式排水和水平排水。 四、碾壓土石壩滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算 (一) 滲流計(jì)算 1滲流計(jì)算的目的與內(nèi)容 滲流計(jì)算是為了確定經(jīng)濟(jì)可靠的壩型、合理的結(jié)構(gòu)尺寸以及適宜的防滲排水設(shè)施。 滲流計(jì)算的內(nèi)容： 確定壩體浸潤(rùn)線及其下游出逸點(diǎn)的位置，繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢(shì)線分布圖或流網(wǎng)圖； 確定壩體與壩基滲流量； 確定壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比

12、降，以及不同土層之間的滲透比降； 確定庫(kù)水位降落時(shí)上游壩坡的浸潤(rùn)線位置或孔隙壓力； 確定壩肩的等勢(shì)線、滲流量和滲透比降。 2滲流計(jì)算水位組合 上游正常水位與下游相應(yīng)的最低水位； 上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位； 上游校核洪水位與下游的相應(yīng)水位； 庫(kù)水位降落時(shí)上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。 3滲流計(jì)算的基本假定 土體中滲流流速不大且處于層流狀態(tài)，滲流服從達(dá)兩定律，即平均流速v等于滲透系數(shù)與滲透比降i的乘積，v=ki。 滲流流量滿足連續(xù)方程，任一過(guò)流段進(jìn)口斷面流量等于出口斷面流量。 4滲流計(jì)算的方法 滲流計(jì)算通常有公式計(jì)算、數(shù)值解法、繪制流網(wǎng)和模擬試驗(yàn)等?，F(xiàn)已編制了二維、三維穩(wěn)定或不穩(wěn)定滲流計(jì)算的程序

13、，適用于均質(zhì)或非均質(zhì)的各種復(fù)雜邊界條件的滲流計(jì)算。對(duì)1級(jí)、2級(jí)壩和高壩應(yīng)采用數(shù)值法計(jì)算確定滲流場(chǎng)的各種滲流因素。其他情況可用公式計(jì)算。 對(duì)于寬廣河谷中的土石壩，一般采用二維滲流分析就可滿足要求。對(duì)狹窄河谷中的高壩或壩肩繞流影響壩體滲流較大者，應(yīng)用三維滲流計(jì)算。對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)情況，為驗(yàn)算數(shù)值計(jì)算成果，用模擬試驗(yàn)進(jìn)行核對(duì)，是必要的。 壩體分層碾壓，天然土層的分層沉積，都可使壩體壩基土層有各向異性，因此在滲流計(jì)算中要考慮滲透系數(shù)的各向異性。采用滲透系數(shù)，為安全計(jì)，計(jì)算滲透流量時(shí)用大值平均值，計(jì)算水位降落浸潤(rùn)線時(shí)用其小值平均值。 5繪制流網(wǎng) 流網(wǎng)主要遵循達(dá)西定律及拉普拉斯方程式。它是由流線和等勢(shì)線所組成

14、的網(wǎng)格狀圖形，兩者相互正交，相鄰等勢(shì)線與流線網(wǎng)格的邊長(zhǎng)比為1，即每個(gè)網(wǎng)格繪制成正方形。流線代表水質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)軌跡線，等勢(shì)線表示勢(shì)能的等值線，在同一根等勢(shì)線上各點(diǎn)的測(cè)壓管水面是齊平的，相鄰等勢(shì)線間的水頭損失相等，各流線間通過(guò)的流量相等。在同一土層內(nèi)，流線、等勢(shì)線應(yīng)是連續(xù)光滑的曲線。若滲流穿越兩層土交界，其滲透系數(shù)分別為k1、k2，而在每層土內(nèi)為各向同性，則滲流在兩土層交界面將產(chǎn)生折射，如圖5-2。 6滲透穩(wěn)定計(jì)算 滲透穩(wěn)定計(jì)算的任務(wù)是判明土的滲透變形。 滲透變形可分為流土、管涌、接觸沖刷或接觸流失等。 壩體、壩基滲透出逸比降應(yīng)小于材料的允許滲透比降，否則應(yīng)采取防滲、壩體排水、鋪設(shè)反濾或蓋重等工程措施

15、，確保工程滲透穩(wěn)定安全。 粘性土及無(wú)粘性土的允許滲透比降的確定方法參照水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50287-99）附錄M的規(guī)定。 （二）壩坡穩(wěn)定計(jì)算 1. 計(jì)算工況 土石壩在施工、建設(shè)、蓄水和庫(kù)水位降落的各個(gè)時(shí)期不同荷載下，應(yīng)分別計(jì)算其穩(wěn)定性?？刂品€(wěn)定的有施工期（包括竣工時(shí)）、穩(wěn)定滲流期、水庫(kù)水位降落期和正常運(yùn)用遇地震四種工況： 施工期的上、下游壩坡； 穩(wěn)定滲流期的上、下游壩坡； 水庫(kù)水位降落期的上游壩坡； 正常運(yùn)用遇地震的上、下游壩坡。 2. 計(jì)算方法與安全系數(shù) （1）如果采用計(jì)及條塊間作用力的計(jì)算方法時(shí)，壩坡穩(wěn)定的抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)，根據(jù)壩的級(jí)別規(guī)定見(jiàn)表6-3。混凝土面板堆石壩用非線性

16、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算壩坡穩(wěn)定的安全系數(shù)可參照表6-3規(guī)定取值。 表6-3 壩坡抗滑穩(wěn)定的最小安全系數(shù)運(yùn)用條件工程等級(jí)1234、5正常運(yùn)用條件1.501.351.301.25非常運(yùn)用條件I1.301.251.201.15非常運(yùn)用條件II1.201.151.151.10 （2）如果采用不計(jì)條塊間作用力瑞典圓弧法計(jì)算壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)，對(duì)1級(jí)壩正常運(yùn)用條件最小安全系數(shù)應(yīng)不小于1.30，其他情況應(yīng)比表5-3的規(guī)定數(shù)值減小8。 （3）當(dāng)采用滑楔法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，若假定滑楔之間作用力平行于坡面和滑底斜面的平均坡度，安全系數(shù)應(yīng)符合表5-3的規(guī)定；若假定滑楔之間作用力水平方向，安全系數(shù)應(yīng)符合（2）的規(guī)定。五、

17、土石壩地基處理原則及主要方法 （一）壩基處理的一般要求（二）砂礫石壩基的滲流控制 1砂礫石壩基滲流控制的形式：（1）垂直防滲：明挖回填截水槽；防滲墻；灌漿帷幕；上述兩種或兩種以上形式的組合。（2）上游防滲鋪蓋。（3）下游排水設(shè)備及蓋重： 水平排水墊層； 反濾排水溝； 排水減壓井； 下游透水蓋重； 反濾排水溝及排水減壓井的組合。 2砂礫石壩基滲流控制的一般原則 （1）應(yīng)根據(jù)壩高、壩型、水庫(kù)的用途及壩基地質(zhì)條件，選擇幾種可能的方案進(jìn)行比選，擇優(yōu)確定； （2）砂礫石的滲流控制，不外是上鋪、中截、下排，以及各項(xiàng)措施的綜合應(yīng)用。 （3）砂礫石層做了混凝土防滲墻后，其下部的基巖一般不需再進(jìn)行灌漿。但對(duì)強(qiáng)透

18、水帶或巖溶地區(qū)仍需灌漿處理。 （4）砂礫石層深度在15m以內(nèi)，宜選用明挖回填粘土截水槽；深度在80m以內(nèi)可采用混凝土防滲墻；超過(guò)80m，可采用灌漿帷幕。 3截水槽或混凝土防滲墻 （1）截水槽 截水槽應(yīng)盡可能把砂、礫石透水層全部截?cái)唷?（2）混凝土防滲墻 混凝土防滲墻設(shè)計(jì)原則詳見(jiàn)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001）6.2.8條。 4砂礫石壩基灌漿帷幕（1）帷幕灌漿前宜先按可灌比（M）判別其可灌性。可灌比M可按下式計(jì)算：M=D15/d85 式中：D15受灌地層中小于該粒徑的土重占總土重的15% d85灌注材料中小于該粒徑的土重占總土重的85% 當(dāng)M15可灌水泥漿；M10可灌水泥粘土漿。也可

19、在粒狀材料灌漿后，再灌化學(xué)灌漿材料。（2）帷幕厚度T可按下式計(jì)算：T=H/J 式中：H最大設(shè)計(jì)水頭，m； J帷幕的允許比降。 根據(jù)灌漿帷幕厚度確定排數(shù)，孔、排距宜通過(guò)試驗(yàn)確定，初步可選用23m。（3）帷幕的深度 帷幕的底部深入相對(duì)不透水層宜不小于5.0m，若相對(duì)不透水層較深，可根據(jù)滲流分析，并結(jié)合工程類比確定。（4）灌漿方法宜用套閥花管法。 5水平鋪蓋 用粘性土筑成，設(shè)于上游壩基，與土石壩防滲體相連，以延長(zhǎng)壩基滲徑，使?jié)B透比降不超過(guò)允許值。 鋪蓋填筑土料其滲透系數(shù)應(yīng)小于壩基砂礫石層的1/100，并應(yīng)小于i10-6cm/s。 鋪蓋長(zhǎng)度應(yīng)能保證提供足夠的滲徑，控制平均比降不超過(guò)允許值，一般采用（6

20、8）H，且不小于5H。 鋪蓋與壩基砂礫石之間必須滿足反濾過(guò)渡要求。填筑鋪蓋前應(yīng)將基礎(chǔ)整平、壓實(shí)。利用天然土層作鋪蓋時(shí)，應(yīng)查明天然土層及下臥砂礫石層的分布、厚度、級(jí)配、滲透系數(shù)和允許滲透比降等情況，論證天然鋪蓋的滲透性，并核算層間關(guān)系是否滿足反濾要求。必要時(shí)可輔以人工壓實(shí)、補(bǔ)充填土。 6下游排水設(shè)備及蓋重 壩基中的滲透水流有可能引起壩下游地層的滲透變形或沼澤化，或使壩體浸潤(rùn)線過(guò)高時(shí)，宜設(shè)置壩基排水設(shè)施。壩基排水設(shè)施應(yīng)根據(jù)地質(zhì)及壩體排水按下述情況選用：（1）透水性均勻的單層結(jié)構(gòu)壩基以及上層滲透系數(shù)大于下層的雙層結(jié)構(gòu)壩基，可采用水平排水墊層，也可在壩腳處結(jié)合貼坡排水體做反濾排水溝。（2）當(dāng)表層為不太

21、厚的弱透水層，其下部的透水層較淺且透水性較均勻時(shí)，宜將表層土挖穿做反濾排水暗溝，或在壩腳做反濾排水溝。當(dāng)表層土太厚，宜采用減壓井深入強(qiáng)透水層。（3）壩基反濾排水溝、水平排水墊層及反濾排水暗溝斷面均應(yīng)由計(jì)算或試驗(yàn)確定，并做好反濾。（4）下游壩腳滲流出逸處，若地表相對(duì)不透水層不足以抵抗剩余水頭，可采用透水蓋重。透水蓋重的延伸長(zhǎng)度和厚度由計(jì)算或試驗(yàn)確定。1-上游庫(kù)水位； 2-透水蓋重層； 3-壩體；4-壩基表層弱透水層； 5-壩基下層強(qiáng)透水層（三）易液化土、軟粘土和濕陷性黃土壩基的處理易液化土 對(duì)易液化可優(yōu)先采取挖除、換土；淺層易液化土層采取加密措施；或表面振動(dòng)加密；深層易液化土層宜采用振沖、強(qiáng)夯等

22、方法加密；還可結(jié)合振沖處理設(shè)置砂石樁，加強(qiáng)壩基排水，以及采取蓋重、圍封等防護(hù)措施。 2. 軟粘土 軟粘土不宜做壩基，應(yīng)盡可能避免在軟粘土地基上筑壩。避不開(kāi)時(shí)，采取處理措施后，可修建低均質(zhì)壩或心墻壩。 濕陷性黃土 1）濕陷性黃土及分類 2）濕陷性黃土壩基處理 常用的方法有：開(kāi)挖回填、表面重錘夯實(shí)、予先浸水處理及強(qiáng)力夯實(shí)等。 重力壩布置、設(shè)計(jì)基本要求及安全標(biāo)準(zhǔn) 重力壩壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 重力壩壩身泄水建筑物型式 重力壩消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 重力壩基礎(chǔ)處理原則和主要方法考 試 大 綱第二節(jié) 重力壩設(shè)計(jì)第二節(jié) 重力壩一、重力壩布置、設(shè)計(jì)基本要求及安全標(biāo)準(zhǔn)（一）重力壩布置 壩體布置應(yīng)結(jié)合樞紐布置全面考慮。根據(jù)綜合

23、利用要求，合理解決泄洪、發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水、過(guò)木、過(guò)魚(yú)等建筑物的布置，避免相互干擾。 碾壓混凝土重力壩的樞紐布置宜采用引水式或地下式廠房。若采用壩后式廠房時(shí)，可根據(jù)壩高將引輸水管道水平布置在壩體下部或上部的常態(tài)混凝土區(qū)內(nèi)，后者宜采用背管式布置。 （二）重力壩設(shè)計(jì)基本要求 （1）重力壩水平截面中間三分之一寬度范圍是“截面核心”。重力壩設(shè)計(jì)一般不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。 （2）應(yīng)進(jìn)行壩址、壩線、樞紐布置及主要建筑物形式的選擇，根據(jù)綜合利用要求，確定壩體上各建筑物的規(guī)模、布置、結(jié)構(gòu)型式和主要尺寸并提出壩基處理、溫度控制和主要施工方法的初步方案。 （3）應(yīng)認(rèn)真分析研究和掌握建壩地區(qū)的各項(xiàng)基本資料（包括水文

24、、泥沙、地形、地質(zhì)、地震烈度、試驗(yàn)、綜合利用要求和施工、運(yùn)用情況以及壩址上下游河流規(guī)劃要求等）。 （4）必須重視壩體防洪安全設(shè)計(jì)。 （5）應(yīng)重視壩基處理、泄洪消能、降低或放空庫(kù)水的設(shè)計(jì)以及在地震區(qū)的壩的抗震設(shè)計(jì)，做到安全可靠。 （6）應(yīng)認(rèn)真考慮施工條件，如施工導(dǎo)流和度汛，溫度控制，澆筑設(shè)備和交通運(yùn)輸?shù)取?（7）積極慎重地采用新技術(shù)，使設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新。 （三）重力壩設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)1.單一安全系數(shù)法 當(dāng)利用抗剪斷公式計(jì)算時(shí)，安全系數(shù)不分級(jí)別，基本荷載組合時(shí)，采用3.0；特殊荷載組合（1）采用2.5；特殊荷載組合（2）不小于2.3。 當(dāng)按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算的壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K值不應(yīng)小于表6-4的規(guī)

25、定。 表6-4 壩基面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K 荷載組合壩的級(jí)別123基本組合1.101.051.05特殊組合（1）1.051.001.00（2）1.001.001.00 2. 分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)法 1）承載能力極限狀態(tài)表達(dá)式 2）正常使用極限狀態(tài)表達(dá)式 3）壩基抗滑穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn) 4）壩體及壩基應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn) 二、重力壩壩體結(jié)構(gòu)及構(gòu)造設(shè)計(jì) （一）壩頂高程（二）廊道（三）壩體分縫（四）止水和排水（五）大壩混凝土材料及分區(qū)（六）非溢流壩 三、重力壩壩身泄水建筑物型式 （一）溢流壩段（二）壩身泄水孔 四、重力壩泄水建筑物消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （一）消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）高速水流區(qū)的防空蝕設(shè)計(jì) 五、 重力壩基礎(chǔ)處理

26、原則和主要方法 （一） 基礎(chǔ)處理原則及一般規(guī)定（二）基礎(chǔ)處理主要方法 1）壩基開(kāi)挖； 2）壩基固結(jié)灌漿 ；3）壩基防滲帷幕和排水； 4）斷層破碎帶和軟弱結(jié)構(gòu)面處理 ；5）巖溶地區(qū)的防滲處理；6）提高壩基抗滑穩(wěn)定性的工程措施 拱壩布置、設(shè)計(jì)基本要求及安全標(biāo)準(zhǔn)拱壩壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)拱壩壩身泄水建筑物型式拱壩消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)拱壩基礎(chǔ)處理原則和主要方法考 試 大 綱第三節(jié) 拱壩設(shè)計(jì)第三節(jié) 拱壩一、拱壩布置、設(shè)計(jì)基本要求及安全標(biāo)準(zhǔn)（一）拱壩布置 拱壩布置設(shè)計(jì)包括壩線選擇、平面布置、拱壩體形選擇、泄洪建筑物布置及引水發(fā)電建筑物布置等有關(guān)內(nèi)容。（二）拱壩設(shè)計(jì)基本要求（三）拱壩設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn) 1. 單一安全系數(shù)法 2

27、. 分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)法 二、拱壩壩體結(jié)構(gòu)及構(gòu)造設(shè)計(jì) （一）壩頂布置（二）橫縫、縱縫與接縫灌漿（三）壩內(nèi)廊道及交通 （四）壩體止水和排水（五）壩體混凝土材料及分區(qū)設(shè)計(jì)（六）拱座穩(wěn)定分析 三、 拱壩壩身泄水建筑物型式 四、 拱壩拱壩消能防沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五、拱壩基礎(chǔ)處理原則和主要方法 水工隧洞的洞線選擇與進(jìn)出口布置 隧洞橫斷面型式及尺寸考 試 大 綱第四節(jié) 水工隧洞設(shè)計(jì)第四節(jié) 水工隧洞 水工隧洞包括發(fā)電引水隧洞、尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、泄洪隧洞、排沙隧洞、施工導(dǎo)流隧洞等。 一、水工隧洞洞線選擇與進(jìn)、出口布置 （一）水工隧洞設(shè)計(jì)原則 （二）水工隧洞洞線的選擇 （三）進(jìn)出口布置二、水工隧洞斷面型式及尺寸

28、 （一）橫斷面型式（二）橫斷面尺寸 溢洪道布置基本要求進(jìn)水渠、控制段、泄槽與消能防沖等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地基與邊坡處理設(shè)計(jì)考 試 大 綱第五節(jié) 溢洪道設(shè)計(jì)第五節(jié) 溢洪道 一、溢洪道的布置原則 （一）一般規(guī)定 （二）進(jìn)水渠 （三）控制段 （四）泄槽 （五）消能防沖設(shè)施 （六）出水渠 二、進(jìn)水渠、控制段、泄槽、消能防沖等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （一）一般規(guī)定 （二）進(jìn)水渠襯護(hù) （三）控制段設(shè)計(jì) （四）泄槽底板 （五）消力池護(hù)坦 第五節(jié) 溢洪道 三、地基及邊坡處理設(shè)計(jì) （一）地基處理 溢洪道地基處理，應(yīng)結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用特點(diǎn)，滿足各部位對(duì)承載能力、抗滑穩(wěn)定、地基變形、滲流控制、抗沖及耐久性的要求。 （二）邊坡處理 溢洪

29、道的邊破必須保持穩(wěn)定，對(duì)可能失穩(wěn)的邊破應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。?duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的高邊坡應(yīng)進(jìn)行專門的研究及監(jiān)測(cè)。對(duì)易風(fēng)化掉塊、易軟化或抗沖能力低的穩(wěn)定邊坡也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)。 水閘布置、設(shè)計(jì)基本要求及安全標(biāo)準(zhǔn)水閘防滲排水、消能防沖及兩岸連接設(shè)計(jì)考 試 大 綱第六節(jié) 水閘設(shè)計(jì)第六節(jié) 水閘 水閘是一種利用閘門擋水和泄水的低水頭水工建筑物，多建于河道、渠系及水庫(kù)、湖泊岸邊。水閘按其所承擔(dān)的任務(wù)，可分為：節(jié)制閘、進(jìn)水閘、分洪閘、排水閘、擋潮閘和沖沙閘等。水閘一般由閘室、上游連接段和下游連接段三部分組成。 一、水閘樞紐、閘室布置原則 （一）樞紐布置 （二）閘室布置二、水閘防滲排水、消能防沖及兩岸連接布置與設(shè)計(jì)

30、 （一）防滲排水布置 （二）消能防沖布置 （三）兩岸連接布置 堤線布置及堤型選擇堤岸防護(hù)引水樞紐工程的布置、設(shè)計(jì)基本要求泵站樞紐布置渠線選擇考 試 大 綱第七節(jié) 堤防及渠系建筑物第七節(jié) 堤防及渠系建筑物 一、堤線布置及堤型選擇 （一）堤線布置 （二）河堤堤距的確定 （三）堤型選擇 二、堤岸防護(hù) （一）一般規(guī)定 （二）坡式護(hù)岸 （三）壩式護(hù)岸 （四）墻式護(hù)岸 （五）其他防護(hù)型式 第七節(jié) 堤防及渠系建筑物 三 、引水樞紐工程的布置、設(shè)計(jì)基本要求 （一）概述 （二）無(wú)壩引水 的布置型式 （三）有壩（閘）引水 的布置型式 （四）設(shè)計(jì)基本要求 四、泵站樞紐布置 （一）灌溉泵站樞紐布置 （二）排水泵站樞紐

31、布置 （三）排、灌、航結(jié)合泵站樞紐布置 （四）工業(yè)和城市生活用水泵站樞紐 （五）設(shè)計(jì)基本要求 五、渠線選擇 水電站廠房（地面或地下）布置水電站進(jìn)水建筑物布置及設(shè)計(jì)水電站壓力管道布置及設(shè)計(jì)考 試 大 綱第八節(jié) 水電站建筑物第八節(jié) 水電站建筑物 一、水電站廠房布置 （一）水電站廠房的作用和組成 （二）水電站廠房的類型 （三）水電站廠房布置 二、水電站進(jìn)水建筑物布置及設(shè)計(jì) （一）進(jìn)水口類型 （二）進(jìn)水口布置 （三）開(kāi)敞式進(jìn)水口 布置及孔口尺寸擬定 （四）深孔式進(jìn)水口高程選擇及尺寸擬定 第八節(jié) 水電站建筑物 三、水電站壓力管道布置及設(shè)計(jì) （一）壓力管道的功能和類型及其材料要求 （二）壓力管道的布置 （三）壓力管道水力計(jì)算 （四）壓力管道結(jié)構(gòu)分析 （五）叉管