举个栗

 大坝在水利工程中是十分常见的一种构造物，主要用于蓄水灌溉。加强其施工过程中的质量控制，有利于其正常的运行。本文结合多年的施工经验就大坝施工及质量控制进行叙述。　　

1 地质条件　　

库区为一斜向盘地，地层有中泥盘纪郁江层砂岩，东岗岭灰岩，上泥盘纪榴江组灰岩、页岩等，地质构造上处在斜向中南部，褶皱与断裂大部分为南北，与河流平行。因此库区内大部分虽处在可溶性碳酸盐岩石中，水库畜水后，四周没有经常渗漏地段，加以库内地下水埋藏不深，地面水流丰富，为一良好水库。　　

2 设计说明　　

2.1 孔口设计　　

1）泄水方式的选择　　
重力坝的泄水主要方式有开敞式溢流和孔口式溢流，前者除泄洪外还可以排除冰凌或其他漂浮物。设置闸门时，闸门顶高程大致与正常高水位齐平，堰顶高程较低，可利用闸门的开启高度调节水位和下泄流量，适用于大中型工程，、所以为使水库有较大的泄洪能力，本设计采用开敞式溢流。　　

2）溢流坝段总长度的确定　　
初步拟定闸墩厚度，中墩厚d=7m，边墩厚t=5.5m，则溢流坝段的总长度B0为：B0=nb+（n-1）d+2t=5×12+（5-1）×7+2×5.5=99m。　　

3）闸门高度的确定　　
门高=正常高水位-堰顶高程+（0.1～0.2）=182-176+（0.1～0.2）=6+（0.1～0.2）取6.5m。　　

4）定型设计水头的确定　　
堰上最大水头Hmax=校核洪水位-堰顶高程，即Hmax=184.73-176=8.73m。定型设计水头Hs=（75%～95%）Hmax=6.5475～8.2935m，取7.5m。　　

5）泄流能力校核　　
运用堰流公式Q=σmmξB（2g）0.5H01.5分情况校核溢流堰的泄流能力，计算成果知|（Q，-Q）/Q|<5%，说明孔口设计符合要求。　　

2.2 泄水孔设计　　

本次设计中发电孔设计成有压孔，灌溉孔设计成无压孔，利用发电尾水供水。有压泄水孔的设计发电孔的进口处设置拦污栅和事故闸门（兼做检修闸门用），工作闸门布置在出口，孔的断面为圆形，孔内用钢板衬砌。发电孔共设四条，为单元供水方式。　　

1）孔径D的拟定　　
最大发电流量87.687m3/s，共有4台机组，由公式D=（4Q/πVp）0.5来计算。　　
其中：Q为多个发电孔引取的流量，m/s；Vp为孔内允许流速，m/s，对于发电孔Vp=3m/s～3.6m/s；则D=〔87.687/3.14×3〕～〔87.687/3.14×3.6〕=3.05m～2.785m，取D=3m。　　

2）进水口体形设计　　
进水口顶部采用椭圆曲线，方程为x2/a2+y2/b2=1，其中：　　
a为椭圆长半轴，圆形进口时，a为圆孔直径；矩形进口时，顶面曲线a为孔高h，侧面曲线a为孔宽B；　　
b为椭圆短半轴，圆形进口时，b=0.3a；矩形进口时，顶面曲线b=（1/3～1/4）a，侧面曲线b=a/5。　　
此处a=3，b=0.3a=1，则有x/9+y=1。　　

3）闸门与门槽　　
进水口设置拦污栅和平面事故闸门，平面工作闸门。事故闸门紧贴上游坝面布置，门槽尺寸为0.8m×0.5m的矩形闸门槽。　　

4）渐变段　　
在进水口闸门后设置渐变段，渐变段采用圆角过渡，其长度为（1.5～2.0）D，此处取5m。　　

5）出水口　　
出水口前采用1：10压坡段，出口断面，面积为孔身断面的85%～95%，由于孔身断面面积为A=π（D/2）2=7.065m2，故出口断面面积为6.005m2～6.711m2。出口断面为方形，其尺寸为2.5m×2.5m，面积为Ac=6.25m。　　

6）泄流能1000力验算　　
泄水能力按管流公式Q=μAc（2gH）计算。式中　　
μ为流量系数；　　
Ac为泄水孔出口断面面积，m2；　　
H为库水位与出口水面之间的高差。取流量系数μ=0.85，则Q=0.85×6.25×（2×9.8×39）0.5=146.878m3/s。　　

7）无压泄水孔设计灌溉孔的工作闸门布置在进水口，工作闸门后的孔口顶部升高形成无压流。进水口体形设计进水口由进口曲线段、检修闸门槽和压坡段组成，进口曲线也用1/4椭圆曲线，其后接一段直线压坡段，坡度为1：5，长度为6m。　　

3 施工工艺　　

3.1 坝顶构造　　

1）闸门的布置　　
工作闸门布置在溢流坝段处稍微偏向下游一些，以防闸门部分开启时水舌脱离坝面而形成负压。采用平面钢闸门，门的尺寸为5m×12m，工作闸门的上游设有检修闸门，二门之间的净距为2m。　　

2）闸墩　　
闸墩的墩头形状为上游采用半圆形，下游采用流线型。其上游布置工作桥，顶部高程取非溢流坝坝顶高程即176m。中墩厚度为7m，边墩厚度为5.5m，溢流坝的分缝设在闸孔中间，故没有缝墩。工作闸门0.532槽深1m，宽1m，检修闸门槽深0.5m，宽0.8m。　　

3）导水墙　　
边墩向下游延伸成导水墙，其长度延伸到挑流鼻坎的末端。边墩的高度应高出掺气后水深0.5m～1.5m，平直段掺气后水深估算公式为：hb=h（1+ξv/100）。式中：　　
h、hb为掺气前、后的水深，m；　　
v为掺气前计算断面的平均流速，m/s；　　
ξ为修正系数，一般为1.0～1.4m/s，v>20m/s时，取较大值。　　
则导水墙高度为代入数据得hb=1.8×（1+1.4×22.887/100）=2.377m，2.377+0.6=2.977m，导水墙需分缝，间距为17m，其横断面为梯形，顶宽取0.7m。　　

3.2 坝体分缝与止水 　　

1）横缝垂直于坝轴线布置，缝距为19m，缝宽2cm，内有止水。　　
2）止水　　
坝体设有两道止水片和一道防渗沥青井。止水片采用1.0mm厚的紫铜片，第一道止水片距上游坝面1.0m。两道止水片间距为1m，中间设有直径为20cm的沥青井，止水片的下部深入基岩30cm，并与混凝土紧密嵌固，上部伸到坝顶。　　
3）纵缝　　
纵缝为临时性缝，缝内设有键槽，待混凝土充分冷却后，水库蓄水前进行灌浆。纵缝与坝面正交，缝距为20cm。　　
4）水平施工缝混凝土浇筑块厚度为4m，纵缝两侧相邻坝块的水平缝错开布置，上下层混凝土浇筑间歇为5d，上层混凝土浇筑前对下层混凝土凿毛，并冲洗干净，铺2cm厚的水泥砂浆。　　

3.3 廊道系统　　

1）基础廊道　　
廊道底部距坝基面4m，廊道底部高程为147m，上游侧（中心点）距上游坝面4m；形状为城门洞形，底宽2m，高3.5m，内部上游侧设排水沟，并在最低处设集水井。平行于坝轴线方向廊道向两岸沿地形逐渐升高，坡度不大于40。　　

2）坝体廊道　　
自基础廊道沿坝高每隔18m设置一层廊道，共设两层。底部高程分别为161m，179m，形状为城门洞形，其上游侧（中心点）距上游坝面4m，底宽2m，高3m，左右岸各有一个出口。　　

3.4 坝体防渗与排水　　

1）坝体防渗　　
在坝的上游面、溢流面及下游面的最高水位以下部分，采用一层厚2m且具有防渗性能的混凝土作为坝体的防渗设施。　　

2）坝体排水　　
距离坝的上游面5m沿坝轴线方向设一排竖向排水管幕。管内径为20cm，间距为2.5m，上端通至坝顶，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用无砂混凝土管。　　

3.5 坝体混凝土的强度等级　　

坝体混凝土应满足强度、抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗冲刷、低热、抗裂、硬化时体积变小等性能的要求。为了合理使用材料，坝体混凝土可按不同部位、不同工作条件采用不同的强度等级，上游面的厚度比下游面大，基础混凝土（Ⅳ区）厚度为0.1B（B为坝体底宽），并不小于3.9m，不同强度等级混凝土之间要有良好的接触带。　　

3.6 地基处理　　

1）坝基的防渗处理　　
在基础灌浆廊道内钻设防渗帷幕和排水孔幕，其中心线距上游坝踵处分别为3m和5m。防渗帷幕采用膨胀水泥浆做灌浆材料，其位置布置在靠近上游坝面的坝基及两岸。帷幕的深度取10m～30m，河床部位深，两岸逐渐变浅，灌浆孔直径取80mm，方向竖直，孔距取2m，设置一排。　　

2）坝基排水坝基的排水孔幕在防渗帷幕的下游，向下游倾斜，与灌浆帷幕的夹角为10°，孔距取3m，孔径为130mm，孔深为10m～15m，沿坝轴线方向设置一排。　　　　

在施工前，一定要对工程进行认真的分析，根据工程的实际情况综合考虑选择最佳的施工方法。同时在施工时，施工的管理人员一定要做好协调与安排，对施工工艺进行严格的把控，施工人员做好质量控制及关键工序的验收工作，确保工程的质量。