2021年造价工程师《水利工程》精讲考点：拱坝

　　1.拱坝的基本原理

　　拱坝是固结于基岩的空间壳体结构，在平面上是凸向上游三向固定的空间高次超静定结构。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。

　　2.拱坝的特点

　　(1)利用拱坝的结构特点，充分发挥材料强度，减少筑坝体积，是一种比较经济的坝型。

　　(2)主要依靠两岸坝肩岩体维持稳定，坝体自重对拱坝的稳定性影响不占主导作用，地形地质条件要求较高。

　　(3)超载能力强，安全度高。

　　(4)拱坝是整体性空间结构，厚度薄，富有弹性，因而其抗震能力较强。

　　(5)坝体不设永久性伸缩缝，其周边通常固接于基岩上，因而温度变化、地基变化等对坝体有显著影响。

　　坝体自重和扬压力对拱坝应力的影响较小，坝体越薄，这一特点越显著。

　　(6)坝身泄流布置复杂。

　　由于拱坝的上述特点，拱坝的地形条件往往是决定坝体结构型式、工程布置和经济性的主要因素。

　　(二)拱坝的分类及布置

　　①拱坝厚薄程度，常以坝底最大厚度T和最大坝高H的比值，即厚高比区分：T/H<0.2，为薄拱坝;T/H=0.2～0.35，为中厚拱坝;T/H>0.35，为重力拱坝。

　　②按坝高分类。大于70m的为高坝，30～70m的为中坝，小于30m的为低坝。

　　④按坝面曲率分类。只有水平向曲率，而各悬臂梁的上游面呈铅直的拱坝称为单曲拱坝;水平和竖直向都有曲率的拱坝称为双曲拱坝。

　　(三)拱坝的材料及构造

　　1.拱坝的材料：要求比重力坝高。

　　抗压强度取决于混凝土设计强度，一般采用90d或180d龄期抗压强度，即20～25MPa;还应注意混凝土早期强度，控制表层混凝土7d龄期的强度等级不低于C10，以确保早期的抗裂性。

　　高坝中，接近地基部分的混凝土，其90d龄期强度等级不得低于C25，内部混凝土90d龄期强度等级不低于C20。

　　坝体混凝土的水灰比应限制在0.45-0.55的范围内，水灰比大于0.55的混凝土，抗冲刷的性能常不能满足要求。

　　坝体在上游面应检验混凝土的抗渗性能;在寒冷地区，拱坝上下游水位变动区及所有暴露面应检验抗冻性能。坝体厚度小于20m强度等级尽量不分区;同一层等级分区最小宽度不小于2m。

　　2.拱坝的坝顶

　　坝顶当无交通要求时，非溢流坝顶宽度一般应不小于3m。

　　坝顶路面应有横向坡度和排水系统。

　　在地震区由于坝顶易开裂，可穿过坝体横缝布置钢筋，以增强坝的整体性。

　　3.坝内廊道及排水

　　拱坝厚度较薄，应尽可能少设廊道，以免对坝体削弱过多。

　　4.坝体分缝

　　由于散热和施工需要，拱坝在施工过程中设置伸缩缝(属于施工缝)，横缝是沿半径向设置的收缩缝;厚度大于40m的拱坝，可考虑设置纵缝，相邻坝体之间的纵缝应错开。

　　当坝体混凝土冷却到稳定温度或低于稳定温度2～3℃以后，再用水泥浆将伸缩缝封填，以保证坝体的整体性。

　　(四)拱坝坝址的地形和地质要求

　　实际上，很少能找到完美的地质条件，所以要进行相应的地基处理，处理措施通常有以下几种：

　　(1)坝基开挖，一般都要求开挖到新鲜基岩。

　　(2)固结灌浆和接触灌浆。

　　(3)防渗帷幕。

　　(4)坝基排水。

　　(5)断层破碎带处理。

　　　　例题解析

　　【XT-06】土石坝由于坝体孔隙率较大，在(　)和作用下，坝体和坝基因压缩产生一定量的沉陷。

　　A.自重

　　B.渗流

　　C.外荷载

　　D.降雨

　　E.夏季高温

　　『正确答案』AC

　　『答案解析』本题考查的是土石坝。土石坝由于坝体孔隙率较大，在(　)和作用下，坝体和坝基因压缩产生一定量的沉陷。参见教材P140。

　　【XT-05】下列关于土石坝防渗体说法正确的有(　)。

　　A.作用是防渗，必须满足降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量的要求

　　B.心墙顶部高程应高于正常运用情况下的静水位0.3～0.6m

　　C.心墙自下而上逐渐加厚，顶部厚度按构造和施工要求常不小于2.0m

　　D.顶部设砂性土保护层，按冰冻深度确定，不小于1.0m

　　E.心墙与上下游坝体间应设置反滤层，起反滤和排水作用

　　『正确答案』ABDE

　　『答案解析』本题考查的是土石坝。心墙自上而下逐渐加厚，顶部厚度按构造和施工要求常不小于2.0m。

　　【XT-04】下列关于土石坝坝体排水说法正确的有(　)。

　　A.贴坡排水顶部应高于坝体浸润线的逸出点

　　B.贴坡排水可降低浸润线

　　C.棱体排水可保护下游坝脚

　　D.棱体排水不能降低浸润线

　　E.设置排水设施目的是降低坝体浸润线及孔隙压力

　　『正确答案』ACE

　　『答案解析』本题考查的是土石坝。贴坡排水不能降低浸润线;棱体排水可以降低浸润线。