重力壩是由砼或漿砌石修筑的大體積檔水建筑物,其基本剖面是直角三角形,整體是由若干壩段組成。主要依靠壩體自重來維持穩(wěn)定的壩。
重力壩在水壓力及其他荷載作用下,主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定要求;同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓力來抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強度要求。
在水壓力及其他外荷載作用下,主要依靠壩體自重來維持穩(wěn)定的壩。重力壩的斷面基本呈三角形,筑壩材料為混凝土或漿砌石。據(jù)統(tǒng)計,在各國修建的大壩中,重力壩在各種壩型中往往占有較大的比重。在中國的壩工建設(shè)中,混凝土重力壩也占有較大的比重,在20座高100m以上的高壩中,混凝土重力壩就有10座。
拱壩是一種建筑在峽谷中的攔水壩,做成水平拱形,凸邊面向上游,兩端緊貼著峽谷壁。是指一種在平面上向上游彎曲,呈曲線形、能把一部分水平荷載傳給兩岸的擋水建筑,是一個空間殼體結(jié)構(gòu)。
拱壩是在平面上呈凸向上游的拱形擋水建筑物,借助拱的作用將水壓力的全部或部分傳給河谷兩岸的基巖。與重力壩相比,在水壓力作用下壩體的穩(wěn)定不需要依靠本身的重量來維持,主要是利用拱端基巖的反作用來支承。拱圈截面上主要承受軸向反力,可充分利用筑壩材料的強度。因此,是一種經(jīng)濟性和安全性都很好的壩型。
平面上呈拱形并在結(jié)構(gòu)上起拱的作用的壩。拱壩的水平剖面由曲線形拱構(gòu)成,兩端支承在兩岸基巖上。豎直剖面呈懸臂梁形式,底部座落在河床或兩岸基巖上。拱壩一般依靠拱的作用,即利用兩端拱座的反力,同時還依靠自重維持壩體的穩(wěn)定。拱壩的結(jié)構(gòu)作用可視為兩個系統(tǒng),即水平拱和豎直梁系統(tǒng)。
水荷載及溫度荷載等由此二系統(tǒng)共同承擔(dān)。當(dāng)河谷寬高比較小時,荷載大部分由水平拱系統(tǒng)承擔(dān);當(dāng)河谷寬高比較大時,荷載大部分由梁承擔(dān)。拱壩比之重力壩可較充分地利用壩體的強度。其體積一般較重力壩為小。其超載能力常比其他壩型為高。拱壩主要的缺點是對壩址河谷形狀及地基要求較高。
拱壩的基礎(chǔ)處理要慎重對待。務(wù)必查明地質(zhì)條件的薄弱環(huán)節(jié)。在工程措施上要不惜代價徹底解決。不能輕率處理。對水文、試驗等工作應(yīng)按規(guī)程規(guī)范辦理,這樣才能提高設(shè)計精度,不然將造成工程失事的遺留病害。所以應(yīng)保證在安全的前提下求經(jīng)濟合理。
拱壩壩址地質(zhì)條件,一般是上部巖石比下部差,左右岸岸坡均有軟弱夾層。為了使拱壩傳給基巖的推力分散,易于保持穩(wěn)定,中小型拱壩工程,擴大其拱端尺寸,即將壩布置為變截面圓拱成大頭拱壩是有效的。但相對于重力壩,拱壩對壩址巖石基礎(chǔ)的要求相對重力壩要少一些。
土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮稀⑹匣蚧旌狭希?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。當(dāng)壩體材料以土和砂礫為主時,稱土壩、以石渣、卵石、爆破石料為主時,稱堆石壩;當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時,稱土石混合壩。土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。
近代的土石壩筑壩技術(shù)自20世紀(jì)50年以后得到發(fā)展,并促成了一批高壩的建設(shè)。目前,土石壩是世界大壩工程建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。
橡膠壩,又稱橡膠水閘,是用高強度合成纖維織物做受力骨架,內(nèi)外涂敷橡膠作保護層,加工成膠布,再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋,通過充排管路用水(氣)將其充脹形成的袋式擋水壩。壩頂可以溢流,并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)壩高,控制上游水位,以發(fā)揮灌溉、發(fā)電、航運、防洪、擋潮等效益。
橡膠壩主要由土建部分、壩袋及錨固件、充排水(氣)設(shè)施 及控制系統(tǒng)等部分組成。橡膠壩運行時要嚴(yán)格按照規(guī)定的方案和操作規(guī)程進行,要注意壩袋內(nèi)的充水(氣) 壓力不能超過設(shè)計壓力,以免壩袋爆破。橡膠壩雖然很少維修,不像常規(guī)鋼閘門那樣需要定期涂刷油漆防銹,但也要定期檢查,尤其是在洪水過后,要檢查是否有漂浮物對壩袋造成刺傷,以及壩體振動、壩袋與底板磨損、河卵石摩擦撞擊壩袋等造成的損害。橡膠壩袋容易受到尖利和有頭角物體的損壞,故應(yīng)劃出橡膠壩工程的管理范圍和安全區(qū)域。
堆石壩的主體是用石料填筑,配以防滲體建成的壩。它是土石壩的一種。這種壩的優(yōu)點是可充分利用當(dāng)?shù)靥烊徊牧希苓m應(yīng)不同的地質(zhì)條件,施工方法比較簡便,抗震性能好等。其不足是一般需在壩外設(shè)置施工導(dǎo)流和泄洪建筑物。