水工建筑物——重力坝

水工建筑物——重力坝

重力坝是主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求的挡水建筑物，是世界坝工史上最古老、也是采用最多的坝型之一。

混凝土重力坝示意图

世界上最高的重力坝是瑞士的大狄克逊（Grand Dixence）整体式重力坝（1962年建成），坝高285m。我国已建的重力坝有刘家峡（148m）、新安江（105m）、三门峡（106m）、丹江口（110m）、丰满、潘家口等，其中，高坝有20余座。三峡混凝土重力坝和龙滩碾压混凝土重力坝分别高达175m和216.5m。

早在公元前2900年，埃及人就已经开始在尼罗河上修建浆砌石重力坝。到19世纪，水泥问世后才出现了混凝土重力坝。20世纪60年代后，由于施工技术的发展和机械化水平的提高，重力坝的坝高、坝型、结构、施工方法

等均产生了很大的变化。

重力坝坝轴线一般为直线，垂直坝轴线方向设横缝，将坝体分成若干个独立工作的坝段，以免因坝基发生不均匀沉陷和因温度变化而引起坝体开裂。为了防止漏水，在缝内设多道止水。垂直坝轴线的横剖面基本上是呈三角形的，结构受力形式为固接于坝基上的悬臂梁。坝基要求布置防渗排水设施。

一、重力坝的特点 重力坝的优点

1、工作安全，运行可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较小，筑坝材料强度较高，耐久性好。因此，抵抗洪水漫顶、渗漏、侵蚀、地震和战争等破坏的能力都比较强。据统计，在各种坝型中，重力坝失事率相对较低。

2、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。对地质条件要求相对较低，一般修建在岩基上；当坝高不大时，也可修建在土基上。

3、泄洪方便，导流容易。可采用坝顶溢流，也可在坝内设泄水孔，不需设置溢洪道和泄水隧洞，枢纽布置紧凑。在施工期可以利用坝体导流，不需另设导流隧洞。

4、施工方便，维护简单。大体积混凝土，可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑等环节都比较方便。在后期维护、扩建、补强、修复等方面也比较简单。

5、受力明确，结构简单。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构简单，受力明确，稳定和应力计算都比较简单。 重力坝的缺点

1、坝体剖面尺寸大，材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。 2、坝体与坝基接触面积大，坝底扬压力大，对坝体稳定不利。 3、坝体体积大，混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩，将引起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。 二、重力坝的分类

1、按坝的高度分类。坝高低于30m的为低坝，高于70m的为高坝，坝高为30～70m的为中坝。坝高是指坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面的高度。

2、按泄水条件分类。按泄水条件分为溢流重力坝和非溢流重力坝。溢流坝段和坝内设有泄水孔的坝段统称为泄水坝段，非溢流坝段也叫挡水坝段。

3、按筑坝材料分类。按筑坝材料分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝。

4、按坝体结构型式分类。 ①实体重力坝 ②宽缝重力坝

③空腹（腹孔）重力坝

④预应力锚固重力坝

⑤支墩坝（平板坝、连拱坝、大头坝） 重力坝和支墩坝的型式见下图：

重力坝的型式

坝

（a）实体重力坝；（b）宽缝重力坝；（c）空腹重力坝；（d）预应力锚固重力

支墩坝的型式

（a）平板坝；（b）连拱坝；（c）大头坝