坝(dam),拦截河、渠,壅高和蓄集水流的挡水建筑物。可形成水库,抬高水位、调节径流、集中水头,用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。
沿革
历史上最早见于记载的坝是公元前2900年埃及人在尼罗河上修建的考赛施干砌石坝,坝高15米。中国于公元前598~前591年在安徽寿县南修筑堤坝形成芍陂灌溉水库。19世纪后期开始用混凝土筑坝。19世纪中叶以前,人们多凭经验建造坝;19世纪50年代坝工设计中的稳定和应力分析取得重要进展,使重力坝的设计逐步建立在科学基础之上,并在20世纪30年代取得重要进步。而拱坝和土坝的设计理论的应用也始于19世纪中叶和20世纪上半叶,并不断得到改进。至1986年,世界上高15米以上的坝有3.6万余座。其中,中国有1.88万余座。至1992年,世界上已建最高的土石坝是1980年苏联(今塔吉克斯坦)建成的努列克坝,最大坝高300米;最高的重力坝是1962年瑞士建成的大迪克桑斯坝,最大坝高285米;最高的拱坝是1980年苏联(今格鲁吉亚)建成的英古里坝,最大坝高271.5米。至1992年,中国最高的土石坝是台湾的曾文坝,最大坝高133米;最高的重力坝是贵州省乌江渡水电站大坝,最大坝高165米;最高的拱坝是台湾省的德基坝,最大坝高181米。
类型
坝的分类方法很多。通常按筑坝材料分为混凝土坝、浆砌石坝、土石坝、草土坝、橡胶坝、钢坝和木坝等,其中混凝土坝和土石坝是常见的主要坝型。混凝土坝和浆砌石坝按力学特点和结构特征又可分为重力坝、拱坝和支墩坝。土石坝又称当地材料坝,分为土坝和堆石坝。坝体剖面为上窄下宽的梯形。优点是就地取材,结构简单,抗震性能好,除干砌石坝外均可机械化施工,对地形和地质条件适应性强。缺点是一般需要在坝体外另设泄洪过流和施工导流设施。坝还按坝顶是否允许泄流分为溢流坝和非溢流坝。按坝的高度分为高坝、中坝和低坝,对此各国标准不一。中国规定坝高70米以上为高坝,坝高30~70米为中坝,坝高30米以下为低坝。
土坝 用土、砂、砂砾为主筑成的坝。为挡水防止大量渗漏,在坝体内设有防渗体。建防渗体多用粘土,也可用混凝土、钢筋混凝土或沥青混凝土等。为排除渗水和增加稳定,在坝体的下游侧部分建有排水设施。为防止风浪和雨水冲刷,上游面多用块石或混凝土板护坡,下游面多用碎石或草皮等护坡。土坝按施工方法分为:分层铺土,逐层碾压建成的碾压土坝;利用水力将泥沙输送至坝址,经沉淀固结形成的水力冲填坝;将土倒入分层设置的畦块静水中,借助运土机械碾压和土体自重压实形成的水中倒土坝。按坝体土料的配置和结构分为:用单一土料填筑的均质土坝;由几种不同土料筑成的多种土质坝;防渗体位于坝体中部的心墙土坝;防渗体靠近坝体上游坡的斜墙土坝;防渗体介于心墙和斜墙位置之间的斜心墙土坝。
堆石坝 以石料为主,经碾压、抛填或干砌建成的坝。按施工方法分为碾压式堆石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝和干砌石坝。堆石坝设有防渗体,按防渗体位置分为心墙堆石坝、斜墙堆石坝或面板堆石坝、斜心墙堆石坝。
重力坝 用混凝土或浆砌石等修建的主要靠自重维持稳定的坝。坝体断面大致呈三角形。为减小温度应力、适应地基变形和便于施工,常将重力坝垂直于坝轴线分割为若干坝段。相邻坝段的接触面称横缝。为减小渗水对坝体的不利影响和满足施工和运行的需要,在坝的上游侧设置排水管网,在坝体内设置廊道系统。对地基常进行处理使满足承载力、稳定和防渗等要求。重力坝按结构分为实体重力坝、将实体重力坝的各横缝的中间部分扩宽成为空腔的宽缝重力坝、沿坝轴线设有大型纵向空腔的空腹重力坝。重力坝的优点是:安全可靠、对地形和地质条件适应性强,坝身可溢流,便于施工导流,施工方便。缺点是坝体积大,耗用水泥多,材料强度未充分发挥,施工期对混凝土的温度控制要求较高。
拱坝 通过拱的作用将大部分水平向荷载传给两岸岩体,并主要依靠拱端反力维持稳定的坝。拱坝在空间呈壳体状,在平面上呈拱形。当最大坝高处坝底厚度与坝高之比小于0.2时称薄拱坝,大于0.35时称厚拱坝,又称重力拱坝。介于上述二者之间称中厚拱坝,或称一般拱坝。按坝体竖向曲率分为双曲拱坝和单曲拱坝。此外,沿坝轴线设有纵向大型空腔的拱坝称空腹拱坝。拱坝的优点是:能发挥混凝土或石料抗压强度高的特点;超载能力强;抗震性能好;坝身可以泄流。缺点是对地形和地质条件要求较高。
支墩坝 由一系列支墩和斜倚于其上的面板组成的坝。当面板为平板时称平板坝。当面板为一系列拱筒时称连拱坝。当面板由支墩上游部分扩大而成,形同头状,称大头坝。支墩坝多用混凝土或钢筋混凝土建造。小型工程除平板坝的面板外,也可用浆砌石建造。支墩坝混凝土用量较小,但侧向稳定性差,抗震抗冻性差,对地基要求较高。平板坝和连拱坝的钢筋用量较多。
设计
1.选择坝址和坝型,初选坝体剖面;
2.对坝体和坝基进行稳定、应力、变形、沉陷、渗透、抗震等计算,并优化坝体剖面;
3.对溢流坝和坝身泄水孔口等进行水力学设计;
4.坝体构造设计,如重力坝的廊道系统、排水系统设计和坝体分缝等;
5.地基处理;
6.运行期大坝和基岩状态的观测设计。
对于重要的坝还常辅以结构模型试验和水力模型试验等。
发展趋势
1.高土石坝和薄拱坝将会继续较快发展;
2.重力坝和支墩坝向简化和方便施工的方向发展;
3.钢筋混凝土面板堆石坝、碾压混凝土坝已成为极有发展前途的新坝型;
4.更加重视坝的安全监测和管理等。
坝(垻) | ||||||
拼音:bà | 部首:土 | 总笔画:7 | 部外笔画:4 | 结构:左右 | 常用字表 | 拼音检字表 |
注音:ㄅㄚˋ | 造字法:形声字 | 输入法:〔王码〕AFC | 输入法:〔万能〕AFC | 倉頡:GBO | 通用字表 | 部首检字表 |
(一) 坝(垻) bà
- 平地或平原,多见于西南地区的地名:坝子丨沙坪坝丨马角坝丨雁门坝。
- <方言> 沙滩,沙洲。
(二) 坝(壩) bà
- 拦水的建筑物:堤坝丨拦河坝。
- 河工险要处、巩固堤防的构筑物:坝埽丨丁坝。
- 堤岸:坝田丨坝地。
《康熙字典》释义
【丑集中】【土字部】
【集韻】必駕切,音霸。堰也。