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重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总

添加时间:2021-01-12 09:48:35

重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总



来源:网络 大坝指截河拦水的堤堰,水库、江河等的拦水大堤。 按照不同的分类依据可以有不同的分类法。工程上主要分为土石坝、堆石坝、重力坝和拱坝几种,下面小编为您介绍下各种大坝的优缺点:


一、土石坝

土石坝是指由土、石料等当地材料填筑而成的坝,是历史最为悠久的一种坝型,土石坝是世界大坝工程建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。


重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总(图1)


土石坝得以广泛应用和发展的原因


可以就地、就近取材,节省大量水泥、木材和钢材,减少工地的外线运输量。几乎任何土石料均可筑坝。


能适应各种不同的地形、地质和气候条件。特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈度地震区的情况下,土石坝实际上是唯一可取的坝型。


大容量、多功能、高效率施工机械的发展、提高了土石坝的压实密度,减小了土石坝的断面,加快了施工进度,降低了造价,促进了高土石坝建设的发展。


由于岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展,提高了分析计算的水平,加快了设计进度,进一步保障了大坝设计的安全可靠性。


高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的综合发展,对加速土石坝的建设和推广也起到了重要的促进作用。


二、堆石坝

堆石坝泛指使用石料经抛填、碾压等方法堆筑成的一种坝型。因为堆石体是透水的,故需要用土、混凝土或沥青混凝土等材料作为防渗体。


重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总(图2)


堆石坝的特点


结构特点。碾压堆石的密度大,抗剪强度高,坝坡可以做的比较陡,不仅节约了坝的填筑量,而且坝底宽度较小,输水建筑物和泄水建筑物的长度可相应减小,枢纽布置紧凑,使工程量进一步减小。


施工特点。根据坝体各部分的受力情况,堆石体可以分区,对各区的石料和压实度可有不同的要求,枢纽中修建泄水建筑物时开挖的石料等可以得到 充分合理的应用,使造价降低。面板堆石坝的施工受雨季和严寒等气候条件的干扰小,可以比较均衡正常地进行施工。


三、重力坝

重力坝:是用混凝土或石料等材料修筑,主要依靠坝体自重保持稳定的坝。


重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总(图3)


重力坝的工作原理


重力坝在水压力及其他荷载作用下,主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力,以满足强度要求。重力坝基本剖面呈三角形。在平面上,坝轴线通常呈直线,有时为了适应地形、地质条件,或为了枢纽布置上的要求,也可布置成折线或曲率不大的拱向上游的拱形。


重力坝的优点


结构作用明确,设计方法简单,安全可靠。据统计,在各种坝型中,重力坝的失事率是较低的。


对地形、地质条件适应性强。任何形状的河谷都可以修建重力坝。


枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的,也可以在坝身不同高度设置泄水孔,一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞,枢纽布置紧凑。


便于施工导流。在施工期间可以利用坝体导流,一般不需要另设导流隧洞。


施工方便。


重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总(图4)


重力坝的缺点


坝体剖面尺寸大,材料用量多。


坝体应力较低,材料强度不能充分发挥。


坝体与地基接触面积大,相应坝底扬压力大,对稳定不利。


坝体体积大,由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩,将产生不利的温度应力和收缩应力,因此,在浇筑混凝土时,需要有较严格的温度控制措施。


四、拱坝


拱坝是固接于基岩的空间壳体结构,在平面上呈凸向上游的拱形,其拱冠剖面呈竖直的或向上游凸出的曲线形。


重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总(图5)


拱坝工作原理


拱坝坝体结构既有拱作用又有梁作用,其承受的荷载一部分通过拱的作用压向两岸,另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。


拱坝的特点


稳定特点。拱坝坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用,不像重力坝那样依靠自重来维持稳定。因此拱坝对坝址的地形、地质条件要求较高,对地基处理的要求也较严格。


结构特点。拱坝属于高次超静定结构,超载能力强,安全度高,当外荷载增大或坝的某一部分发生局部开裂时,坝体的拱和梁作用将会自行调整,使坝体应力重新分配。拱坝是整体空间结构,坝体轻韧,弹性较好,工程实践表明,其抗震能力也很强。另外,由于拱是一种主要承受轴向压力的推力结构,拱内弯矩较小,应力分布较为均匀,有利于发挥材料的强度。从经济意义上讲,拱坝是一种很优越的坝型。


荷载特点。拱坝坝身不设永久伸缩缝,温度变化和基岩变形对坝体应力的影响较为显著,设计时,必须考虑基岩变形,并将温度作用列为一项主要荷载。


由于拱坝剖面较薄,坝体几何形状复杂,因此,对于施工质量、筑坝材料强度和防渗要求等都较重力坝严格。


水利大坝摊铺压实施工


针对水利大坝摊铺压实方案:主要分管理平台,现场终端,通讯服务,管理APP,现场服务,质量报告几个部分,将堤坝工程各工序施工有机结合,各部分施工管理重点综合掌握,符合施工管理规范,实现真正对工程质量整体客观的评价体系。


重力坝、拱坝以及土石坝和堆石坝优缺点汇总(图6)


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灰土挤密桩施工信息化系统


天玑科技IPS-200B灰土挤密桩成孔信息化系统对桩基施工全过程进行即时记录,并采用自动化手段对桩长、桩位、桩身垂直度等重要施工参数进行同步监测,使桩基施工的每一环节有迹可循。


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大坝位移安全监测


大坝变形观测是指利用测量方法和各种传感器,连续或周期性测定大坝的水平位移、垂直位移、裂缝和应力等变形要素 。大坝变形观测是指利用测量方法和各种传感器,连续或周期性测定大坝的水平位移、垂直位移、裂缝和应力等变形要素 。


天玑科技自主研发的表面位移监测系统非常适用于水利大坝工程,系统采用GNSS自动化监测方式对表面位移进行实时自动化监测,其工作原理为:各GNSS监测点与参考点接收机实时接收GNSS信号,并通过数据通讯网络实时发送到控制中心,控制中心服务器GNSS北斗数据处理软件TJ-Cloud实时差分解算出各监测点三维坐标,数据分析软件获取各监测点实时三维坐标,并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量,同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。


表面位移监测系统(图1)


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