挡水建筑物主要利用自重或结构作用抵御水及其他外荷载。常见的挡水建筑物有坝、水闸、堤等。挡水建筑物是水利枢纽中的主要建筑物,其安全与工程效益、工程防洪度汛等直接相关。不少挡水建筑物兼有其他功能,也常列入其他建筑物,如溢流坝、泄水闸常列入泄水建筑物。
挡水建筑物
在水利水电枢纽工程中,具有拦截水流、壅高水位功能的水工建筑物。
- 英文名称
- water retaining structure
- 所属学科
- 水利工程
挡水建筑物可用土料、石料、混凝土、钢筋混凝土、钢材、木材、橡胶等构筑而成。挡水建筑物按其结构受力形式来分,其主要形式有重力式和拱式两种。混凝土重力坝、浆砌石重力坝和大头坝、支墩坝,主要依靠本身的重量抵抗水平推力来保持稳定,其体积相对较大,属于重力式结构。土坝、土石坝和堆石坝都有边坡稳定问题,但就其整体稳定的性能来说,也属于重力式结构。各种形式的拱坝,依靠拱的作用将大部分水平推力传至两岸,只有小部分水平推力传至河床地基,属于拱式结构,坝体体积相对较小。连拱坝的拱形挡水面板属于拱式结构,但就其整体来讲,仍属于重力式结构。除这两种基本形式外,有些临时性或半永久性的中小型低水头挡水建筑物,如一些围堰工程、壅水坝、导流坝等,使用嵌固式的板桩结构,利用桩在地基内的嵌固作用来抵抗水平推力以保持稳定,可称为嵌固式挡水建筑物。按使用时间,还可将挡水建筑物分为永久挡水建筑物和临时围堰挡水建筑物。
挡水建筑物所承担的任务,在水利工程总体规划中已基本确定。挡水建筑物的形式、轮廓尺寸、建筑材料、地基处理、结构构造等的设计,需遵照规定的设计程序,通过水力、结构等的计算分析、试验和方案比较来确定。相比于其他建筑物,挡水建筑物的设计必须特别注意水的作用:①对于混凝土浇筑、浆砌石砌筑的挡水建筑物,水压力、扬压力等可能影响整体稳定。②对于土石堆筑的挡水建筑物,渗流可能影响上下游边坡的稳定,并可能使建筑物本身或地基产生危害性的管涌与流土。③兼有泄水作用的闸、坝,其下泄水流对河床、岸坡乃至建筑物本身可能产生有害的甚至破坏性的冲刷和磨损,高速水流还可能引起建筑物和闸门的空蚀和振动。针对这些水的作用,挡水建筑物除必须采取适当的体形和轮廓尺寸外,还常需在防渗排水、消能防冲、防空蚀、抗振动等方面采取有效措施。
扩展阅读
- 张光斗,王光纶.水工建筑物.北京:水利电力出版社,1992.
- 祁庆和.水工建筑物.3版.北京:中国水利水电出版社,1997.