坝体构造及地基处理设计单元一坝体构造1. 坝顶构造坝顶路面应具有2〜3%的横向坡度，并设置砼排水沟(30x30cm)以排出坝顶雨水，坝顶上游的防浪墙(宽0.5m，高1.2m)要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度、强度和稳定性，宜采用与坝体连成整体的钢筋砼结构，而下游侧则可设防护栏，为满足运用要求和交通要求，在坝顶上布置照明设施，即在上游侧每隔25m设一对照明灯，一只朝向坝顶路面方向，一只朝向水库方向根据大坝正常运行需要，在坝顶还要设置通向坝体内部各层廊道、电站的电梯井，便于观测和维修人员快速进出2. 分缝止水2.1坝体分缝(1) 横缝：减小温度应力，适应地基不均匀变形和满足施工要求；(2) 纵缝：适应砼的浇筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设置一般情况下横缝为永久缝，也有临时缝，垂直坝轴线，用于将坝体分成为若干独立的坝段；纵缝为临时缝，可分为铅直纵缝、斜缝和错缝三种，纵缝缝面应设水平向键槽，键槽呈斜三角形，槽面大致沿主应力方向，在缝面上布置灌浆系统进行接缝灌浆，为了灌浆时不使浆液从峰内流出，必须在缝的四周设止浆片3) 水平施工缝：是上、下层浇筑块之间的接合面浇筑块厚度一般为1.5〜4.0m；在靠近基岩面附近用0.75〜1.0m的薄层浇筑，以利于散热，减少温升，防止开裂。
2.2止水设计横缝内需设止水，止水材料有金属片、橡胶、塑料及沥青等，对于高坝应采用两道止水片，中间设沥青井，金属片止水一般采用1.0〜1.6mm后的紫铜片，第一道止水治上游面的距离应有利于改善坝体头部应力，一般为0.5〜2.0m(本设计采用1.0m)，每侧埋入砼的长度约为20〜25cm(本设计采用25cm)，在止水片的安装时要注意保证施工质量，沥青井为方形或圆形（本设计采用方形），其一侧可用预制砼块，预制块长1.0〜1.5m,厚5〜10cm（本设计采用1mX10cm）,沥青井尺寸大致为15cm〜15cm至25cm〜25cm（本设计采用20cmX20cm）,井内灌注的填料由二号或三号是由沥青，水泥和石棉粒组成，井内设加热设备（通常采用电加热的方法），将钢筋埋入井中，并以绝缘体固定，从底部一直通到坝顶，在井底设置沥青排出管，以便排除老化的沥青，重填新料，管径可为15〜20cm止水片及沥青井需伸入岩基一定深度，约30〜50cm,井内填满沥青砂，止水片必须延伸到最高水位以上，沥青井需延伸到坝顶3. 图4-1-1止水设计1—第一道止水铜片；2—沥青井；3—第二道止水铜片；4—预制块；5—横缝6—沥青油毡；7—加热电极混凝土标号分区砼重力坝坝体各部分的工作条件及受力条件不同，对砼材料性能指标的要求也不同，为了满足坝体各部分的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安全与经济统一起来，通常将坝体砼按不同工作条件进行分区，选用不同的强度等级和性能指标，一般分为6个区,见下图4-1-2。
u区一上、下游水位变化区坝体表层砼，既受水位的作用也受大气影响；川区一上、下游最低水位以下坝体表层砼；w区一坝体基础砼；V区一把体内部砼；切区一抗冲刷部分的砼为了便于施工，选定各区域砼等级时，各类别应尽量少，相邻区的强度等级不得超过两级，分区的厚度一般不得小于2〜5m,以便浇筑施工，分区对混凝土性能的要求见下表，表中“++”表示选择各区同等级的主要控制因素，有“+”的表示需要提出要求；有“-”的为不需要提出要求表4-1-1坝体各区对混凝土性能的要求分区强度抗渗抗冻抗冲刷抗侵蚀低热最大水灰比选择各区厚度的主要因素严寒寒冷地区温和地区I+-++--+0.550.60抗冻II++++-++0.450.50抗冻、抗裂III+++++-++0.500.55抗渗、抗裂IV++++-+++0.500.55抗裂V++++--++0.650.65VI++-+++++++0.450.45抗冲、耐磨4. 坝体排水图4-1-3排水管布置示意图坝体排水为了减小渗水对坝体的不利影响，在靠近坝体上游面需要设置排水管幕，排水管应通至纵向排水管道，其上部应通至上层廊道或坝顶(溢流面以下)，以便于检修管距可采用采用3m，排水管幕距上游坝面的距离，一段要求不小于坝前水深的1/10〜1/12,且不少于2m。
1/10〜1/12)X96.7m=(8.05〜9.67)m故根据规定排水管设置在距上游面9m处，以使渗透坡降控制在允许范围内排水管采用预制多孔混凝土管，内径可为15cm〜25cm(取20cm)，随着坝体混凝土的浇筑而加高渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道，沿积水沟或集水管经横向廊道的排水沟汇入集水井，再用水泵或自流排水排向下游，排水沟断面常用30cmx30cm,低坡3%,排水管施工时必须防止被混凝土的杂物等堵塞排水管与廊道的连通采用直通式，如图4-1-3所示5. 廊道系统为了满足施工运用要求，如灌浆，排水，观测，检查和交通的需要，在坝体内设置各种廊道，这些廊道互相连通，构成廊道系统5.1坝基灌浆廊道帷幕灌浆需要在坝体浇灌到一定高度后进行，以便利用混凝土压重提高灌浆压力，保证灌浆质量本次设计基础灌浆廊道断面取3.0X3.5m，形状采用城门水洞型廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面0.05〜0.1倍作用水头、且不小于4〜5m处设置，本次设计取10m，为满足压力灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度，取5m灌浆廊道兼有排水作用，并在其上游侧设排水沟，下游侧设坝基排水孔幕，在靠近廊道最低处设置集水井，汇集从坝基和坝体的渗水，然后经由水泵抽水排至下游坝外。
5.2检查及坝体排水廊道为了检查巡视和排除渗水，常在靠近坝体上游面适当高度方向每隔15〜30m设置检查和排水廊道，断面形式多采用城门洞形，最小宽度为1.2m，最小高度为2.2m,距上游面的距离应不少于0.05〜0.07倍水头，且不小于3m,该重力坝选取7m，上游测设排水沟各层廊道在左右两岸应各有一个出口，并用铅直的井使各层廊道连通排水廊道断面尺寸统一拟定为2mx2.5m，城门洞形图4-1-4廊道布置示意单元二重力坝的地基处理重力坝要求地基具有足够的强度，良好的整体性和均匀性，以及抗渗、抗侵蚀和抗风化的能力而天然基岩都有风化层、节理、裂隙、断层破碎带及软弱夹层等方面的缺陷，因此必须进行处理1. 地基的开挖与清理坝基开挖的深度，应根据坝基应力、岩石强度及其完整性，结合上部结构对地基的要求研究确定高坝应挖至新鲜或微风化的基岩；中坝宜挖至微风化或弱风化的基岩两岸坝段，其利用基岩的标准可比河床部位适当放宽设计采用的抗滑稳定计算参数应与利用基岩的标准相适应坝段的基础面上下游高差不宜过大，并尽可能开挖成略向上游倾斜，若基岩面高差过大或向下游倾斜，宜开挖成大台阶状两岸岸坡坝段基岩面，尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保坝体的侧向稳定。
对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶蚀面应尽量挖除开挖至距利用基岩面0.5m〜1.0m时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免造产生裂隙或增大裂隙遇到易风化的页岩、粘土岩时，应留有0.2m〜0.3m的保护层，待浇筑混凝土前再挖除基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行彻底的清理和冲洗，包括清除松动的岩块、打掉凸出的尖角基坑内原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵2. 坝基的加固处理对于大面积的破碎带或局部缺陷，应进行加固处理基岩加固的目的，在于提高基岩的整体性和弹性模量，减少基岩受力后的变形，降低坝基的渗透性2.1坝基固结灌浆当基岩在较大范围内节理裂缝发育或较破碎而挖除不经济时，可对坝基进行低压浅层灌水泥浆加固地基，这种灌浆叫固结灌浆主要是提高坝基的整体性坝基固结灌浆设计，应根据地基的工程地质条件，结合坝高及水泥灌浆试验资料确定根据坝基应力及地质条件，向坝基及上、下游部位进行灌浆；在防渗帷幕上游的坝基部位，断层破碎带及其两侧影响带部位，应适当加强固结灌浆基础下埋藏的溶洞、溶槽等，除必要的回填处理外，应对其顶部及周围岩石加强固结灌浆，灌浆孔布置见图O1-2-403000图4-2-1固结灌浆孔的布置（单位：m）固结灌浆孔通常布置成梅花形或方格形，对较大的断层和裂隙应进行专门布孔。
固结灌浆孔的方向应根据主要裂隙产状和施工条件确定，钻孔方向应尽可能正交于主要裂隙面，但倾角不宜过大孔距、排距及孔深应根据地质条件、地下水文特征并参照灌浆试验成果确定，一般为3m〜4m孔深一般为5m〜8m；局部地区及坝基应力较大的高坝可适当加深；帷幕区宜配合帷幕深度确定，一般采用8m〜15m固结灌浆宜在基础部位混凝土浇筑后进行固结灌浆压力在不掀动基岩的原则下，应尽量取较大值，一般无混凝土盖重时为0.2MPa〜0.4MPa；有盖重时为0.4MPa〜0.7MPa对缓倾角层面发育的基岩，其灌浆压力应进行试验确定2.2断层破碎带和软弱层面的处理图4-2-2断层破碎带处理（a）破碎带位置；（b）混凝土塞；（c）混凝土拱对于坝基范围内的断层破碎带或软弱层面，应根据其所在部位、产状、宽度、组成物的性质以及有关试验资料，分析其对上部结构的影响，结合施工条件，采取适当的处理方法对地震设计烈度为8度以上的坝区，断层破碎带或软弱层面的处理应适当提高要求1) 倾角较陡的断层破碎带处理：在坝基范围内单独出露的断层破碎带，可将适当深度内的断层、破碎带及其两侧风化岩石挖除或挖至较完整的岩体当断层破碎带规模不大，但其组成物以软弱的构造岩、断层泥为主，可用混凝土塞加固，如图4-2-2所示。
混凝土塞的高度可取断层破碎带宽度的1.0〜1.5倍另外，亦可做混凝土拱来处理破碎带，如图4-2-2(c)所示对于与水库连通的破碎带，必须作好防渗处理软弱夹层的处理：对于浅埋的夹层，可采用明挖清除，再回填混凝土加固；对图4-2-3陡倾角断层破碎带的处理1—坝段；2—伸缩缝；3—断层破碎带；4—混凝土塞;5—基岩面；6—坝体；7—灌浆帷幕；8—排水孔幕于深层的夹层，视其对坝体稳定和基础沉降危害的程度，确定是否需要处理如需要处理,可采用洞挖后回填混凝土的方法进行加固为了阻止坝体沿软弱夹层滑动，可在下游坝趾处设置深齿、大型钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚索等措施进行加固，如图4-2-3所示3. 坝基防渗、排水坝基防渗处理目的是：减少坝基及绕坝渗漏；防止较大渗流对坝基产生渗透破坏；减小作用在坝基底面上的扬压力，提高坝体的抗滑稳定性3.1防渗帷幕灌浆：(1)防渗帷幕的深度，应根据水头大小，透水层的深度和降低坝基渗透压力的要求来确定当坝基下相对隔水层且较浅时，其应伸入到隔水岩层内3m〜5m；—般情况下,帷幕深度常为0.3〜0.7倍水头图4-2-4防渗帷幕沿轴线的部置1—灌浆廊道；2—山坡钻进；3—坝顶钻进；4—灌浆平洞；5—排水孔；6—正常蓄水位；7—原水位；8—帷幕底线；9—原地下水位；10—蓄后地下水位（2）帷幕的布置：防渗帷幕灌浆孔的排数、排距及孔距，应根据工程地质条件、水文地质条件，作用水头及灌浆试验资料确定。
坝高在100m以下时，可布置一排对地质条件较差，岩体裂隙发育或可能发生渗透变形的地段可采用两排，但坝高在50m以下时，仍可采用一排当采用两排灌浆孔时，可将一排孔灌于设计深度，另一排孔深可取设计孔深的1/2左右孔距为1.5m〜3m,排距宜比孔距略小钻孔宜穿过岩。