坝是水电厂的主要建筑物,用来截断河流,以拦蓄或调节水流、抬高水位的挡(壅)水建筑物。坝的类型通常按筑坝材料划分,如混凝土坝、砌石坝和土石坝等;按结构分类有重力坝、拱坝、支墩坝等;按坝高分有低坝(30m以下)、中坝(30~70m)和高坝(70m以上)。
1.重力坝
重力坝由混凝土或浆砌石筑成,主要靠自身重力抵抗水压,防止倾缓和滑动,维持稳定。混凝土和浆砌石材料需有足够强度,并能防止渗透和侵蚀。坝体应建在结实的岩基上,并在坝基上游采取防渗措施,下游采取排水措施。
重力坝可以筑成溢流坝段用以泄洪;非溢流坝段可以结合修建发电进水口和埋设压力水管,引水至紧接在坝下的发电厂房;还可以结合修建灌溉进水口、泄洪排沙孔、船闸、鱼道、阀道等,使枢纽布置比较紧凑。 -
2. 空腹坝
空腹坝的主要筑坝材料为混凝土和砌石材料,是在坝体内沿坝轴线方向设置大尺寸纵向空腔(空腹)的坝。其主要优点有:
(1)在河床狭窄的坝址布置地面厂房困难时,可以在空腹内设厂房,通常比地下厂房节省工程量和投资;
(2)改变空腹坝体型内外轮廓,可改善坝体应力;
(3)空腹可降低坝基扬压力;
(4)施工前期围堰内的开挖量和混凝土浇筑量较少;
(5)散热面增多,便于混凝土降温。
按坝型分类,空腹坝有在重力坝内设置纵向空腔的空腹重力坝和在重力拱坝内设置纵向空腔的空腹拱坝两种类型。
3. 碾压混凝土坝
碾压混凝土坝系用振动碾分层碾压干硬性混凝土筑成的坝。碾压混凝土坝的主要优点是:
(1)可采用土石坝施工的运输机械运输碾压混凝土,用振动碾压实,工艺简单,工期缩短;
(2)可掺用大量粉煤灰,减少水泥用量,降低混凝土的绝对温升,简化温控措施;
(3)降低混凝土单价,节省投资。
4.拱坝
拱坝是向上游弯曲,通过拱作用将承受的载荷主要传递到峡谷两岸拱座上的坝。拱座是拱坝的两岸坝基,也叫坝肩。它的特点是断面小,工程量较少,超载能力和抗地震能力较强。按坝体的结构形状可以分为各种类型的拱坝。仅在水平面上弯曲的拱坝称为单曲拱坝;在水平面和高程上都弯曲的拱坝称为双曲拱坝;断面较宽,既靠自身重力又利用拱作用的拱坝称为重力拱坝。
5.支墩坝
支墩坝由向上游倾斜的挡水面板(或实体)和支墩组成。支墩坝坝体承受的水、泥沙等载荷,经挡水面板和支墩传递到坝基,坝依靠自重和面板承受的水的垂直压力维持稳定。支墩坝较重力坝的工程量小,属于轻型坝的范畴,但对地质条件要求较高,施工较复杂。支墩坝以挡水面板型式分成平板坝、大头坝和连拱坝。
6.土石坝
土石坝系采用当地或附近地区土石材料建造的坝,一般由支 持坝体稳定的坝主体、防渗体及反滤过渡层、护坡等部分构成。筑坝材料有黏性土、砾质土、砂、砂砾石、堆石、块石和碎石等天然材料,以及混凝土、沥青混凝土、土工合成等人工制备的物料。土石坝断面较大,一般呈梯形,边坡较缓,用不透水的心墙、斜墙或上游面板防渗,下游用反滤料排水。这种坝能适应各种地形、地质条件,可以节约水泥、钢材、木材,并有一定的抗 震性,因此使用范围很广。
土石坝按建筑材料分类有土坝(基本用土筑成)、堆石坝(用堆石筑成)和土石混合坝(用土石混合筑成)。按防渗体类型分有均质坝、心墙坝、斜墙坝和面板坝四种基本类型。
7.砌石坝
砌石坝是用石料砌筑而成的坝。其主要优点是:可就地取材,节省水泥和木材;工程量比土石坝小,泄洪和导流比土石坝简单,安全性高;施工技术简单。
砌石坝按坝型分类,可分为砌石重力坝、砌石拱坝和砌石支墩坝;按筑坝方法分类,可分为干砌石坝和浆砌石坝,现在砌石坝多采用浆砌石坝类型。