拱壩

拱壩地形條件

河谷狹窄，左右對(duì)稱，向下游收縮的“V”或“U”形地形。寬高比與厚高比：

（a）寬高比：河谷寬度L與壩高H的比值，

（b）厚高比：壩厚T與壩高H的比值。

L/H<1.5, T/H <0.2 為薄拱壩；

L/H=1.5~3.0, T/H =0.2 ~0.35 為一般拱壩；

L/H=3.0~4.5, T/H =0.35 ~0.60 為重力拱壩。

向下游收縮:B-B壩址雖然河谷狹窄，地但位于向下游擴(kuò)散的喇叭口處，兩岸拱座單薄,對(duì)穩(wěn)定不利，而A-A處壩址兩岸拱座厚實(shí)，拱軸線與等高線接近垂直，因此應(yīng)將A-A處選為壩址。

拱壩地質(zhì)條件

基巖均勻，堅(jiān)固完整，有足夠的強(qiáng)度、透水性小而能抗風(fēng)化。上述條件不能滿足時(shí)，需進(jìn)行固結(jié)灌漿以增加地基的整體性和牢固程度。

控制拱壩形式的主要參數(shù)有:拱弧的半徑、中心角、圓弧中心沿高程的跡線和拱厚。按照拱壩的拱弧半徑和拱中心角，可將拱壩分為：?jiǎn)吻昂碗p曲拱。中心角的影響：中心角大一些, 拱圈厚度小一些, 拱圈內(nèi)力小一些，因此適當(dāng)加大中心角是有利的，但過(guò)大的中心角將使拱端弧面的切線與河岸等高線的夾角變小，降低拱座的穩(wěn)定形性。

拱壩單曲拱

又稱為定外半徑定中心角拱

對(duì)U型或矩形斷面的河谷，其寬度上下相差不大，各高程中心角比較接近，外半徑可保持不變，僅需下游半徑變化以適應(yīng)壩厚變化的要求。

特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，直立的上游面便于布置進(jìn)水孔和泄水孔及其設(shè)備，但當(dāng)河谷上寬下窄時(shí)，下部拱的中心角必然會(huì)減小，從而降低拱的作用，要求加大壩體厚度,不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于底部狹窄的“V”字形河谷可考慮采用等外半徑變中心角拱壩。

拱壩雙曲拱壩

（1） 變外半徑等中心角

對(duì)底部狹窄的“V”字形河谷，宜將各層拱圈外半徑，上至下逐漸減小，可大大減少壩體方量。

變外半徑等中心角拱的特點(diǎn)：拱壩應(yīng)力條件較好，梁呈彎曲形狀，兼有拱的作用，更經(jīng)濟(jì)，但有倒懸出現(xiàn)，設(shè)計(jì)及施工較復(fù)雜，對(duì)“V”、“U”型河谷都適用。

（2）變外半徑變圓心

讓梁截面也呈彎曲形狀，因此懸臂梁也具有拱的作用；這種形式更能適應(yīng)“V”、梯形及其他形狀的河谷，布置更加靈活，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大。變外半徑變圓心拱的特點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)盡一步改善，節(jié)省工程量，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，施工難度更大，被廣泛采用為桐坑溪雙曲砌石拱壩。

拱壩荷載

作用在拱壩上的荷載主要有：水壓力（靜水壓力和動(dòng)水壓力）、溫度荷載、自重、揚(yáng)壓力、泥沙壓力、浪壓力、冰壓力和地震荷載（地震慣性力和地震動(dòng)水壓力）等。一般荷載的計(jì)算方法與重力壩基本相同，這里只強(qiáng)調(diào)作用的拱壩上荷載的某些特點(diǎn)。

1、自重荷載

對(duì)薄拱壩而言，自重的影響很小，幾乎可忽略不計(jì)，對(duì)中等厚度拱壩和重力拱壩來(lái)說(shuō)，應(yīng)考慮自重的作用，自重荷載由梁承擔(dān)。

2、水平徑向荷載

主要為靜水壓力，其次有泥沙壓力、浪壓力、冰壓力等，由拱和梁共同承擔(dān)。分擔(dān)荷載的比例須通過(guò)荷載分配的方法來(lái)劃分。

3、溫度荷載

這是拱壩設(shè)計(jì)中的主要荷載之一，在水壓力和溫度荷載共同引起的徑向變位中，溫度荷載約占據(jù)1/3至1/2，對(duì)壩頂部分的影響更大。通常假定溫度荷載由拱圈承擔(dān)。產(chǎn)生溫度荷載的兩個(gè)原因是：

（1）混凝土施工過(guò)程中水化熱的散發(fā)；

（2）外界氣溫的變化。

封拱溫度：選用下游以年平均氣溫、上游以年平均水溫作為邊界條件，求出此時(shí)的壩體溫度場(chǎng)作為穩(wěn)定溫度場(chǎng)。工程中，一般選在年平均氣溫或略低時(shí)進(jìn)行封拱。

溫升：溫度高于封拱溫度。溫升對(duì)壩肩穩(wěn)定不利，對(duì)應(yīng)力有利；

溫降：溫度低于封拱溫度。溫降對(duì)壩肩穩(wěn)定有利，對(duì)應(yīng)力不利。

拱壩荷載組合

拱壩設(shè)計(jì)荷載組合可分為基本組合和特殊組合二類。

（一）基本組合

有以下幾種情況：

1、水庫(kù)正常蓄水位及相應(yīng)的尾水位和設(shè)計(jì)正常溫降，自重、揚(yáng)壓力、泥沙壓力、浪壓力、冰壓力。

2、水庫(kù)死水位（或運(yùn)行最低水位）及相應(yīng)的尾水位和此時(shí)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)正常溫升，自重，揚(yáng)壓力（或不計(jì)），泥沙壓力，浪壓力。

（二）特殊組合分以下幾種情況：

1、校核洪水位及相應(yīng)的尾水位和此時(shí)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)正常溫升，自重，揚(yáng)壓力，泥沙壓力，動(dòng)水壓力，浪壓力。

2、基本組合1 地震荷載。

3、施工期的荷載組合，包括接縫未灌漿和分期灌漿兩種情況。

（1）接縫未灌漿

①自重；

②遇施工洪水時(shí)的靜水壓力加自重。

（2）分期灌漿

①自重及接縫灌漿部分壩體濁度荷載（設(shè)計(jì)正常溫升或設(shè)計(jì)正常溫降）；

②遭遇施工洪水時(shí)，靜水壓力，自重及接縫灌漿部分壩體溫度荷載（設(shè)計(jì)正常溫升）。

拱壩布置的原則是，根據(jù)壩址地形、地質(zhì)、水文等自然條件以及樞紐綜合利用要求統(tǒng)籌布置，在滿足穩(wěn)定和建筑物運(yùn)用的要求下，通過(guò)調(diào)整拱壩的外形尺寸，使壩體材料的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，控制拉應(yīng)力在允許范圍之內(nèi)，而壩的工程量最省。因拱壩型式比較復(fù)雜，斷面形狀又隨地形地質(zhì)情況而變化，故拱壩布置需有較多的方案，進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)方案。而最終選定的布置方案，一般需經(jīng)模型試驗(yàn)論證。拱壩布置的步驟:拱壩布置復(fù)雜，需結(jié)合地形地質(zhì)條件，反復(fù)修訂，作多方案比較，最后定出布置圖。

其步驟如下：①根據(jù)壩址地形、地質(zhì)資料定出開(kāi)挖深度，繪出壩址利用基巖面等高線圖。綜合考慮地形、地質(zhì)、水文、施工及運(yùn)用條件等，選擇適宜的拱壩壩型。

②利用基巖面等高線地形圖，試定頂拱軸線的位置。頂拱軸線的半徑可參考 。應(yīng)盡量使拱軸線與等高線在拱端處的夾角不小于30°，并使兩端夾角大致相近。按適當(dāng)?shù)闹行慕呛蛪雾敽穸犬?huà)出頂拱內(nèi)外緣弧線。

③初擬拱冠梁剖面尺寸，并擬定各高程拱圈的厚度。一般選取5~10層拱圈，繪制各層拱圈平面圖。各層拱圈的圓心聯(lián)線在平面上最好能對(duì)稱于河谷可利用基巖面地形圖，在垂直面上，這種圓心聯(lián)線應(yīng)是光滑的曲線。

④切取若干垂直剖面，檢查其輪廊是否光滑連續(xù)，倒懸是否過(guò)大，如不符合要求，應(yīng)適當(dāng)修改拱圈及梁的形狀尺寸。

⑤根據(jù)初定的壩體尺寸進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及壩肩穩(wěn)定較核。如不符合要求，應(yīng)重復(fù)以上步驟修改壩體布置和尺寸。

⑥將拱壩沿拱的軸線展開(kāi)，繪成立視圖，顯示基巖面的起伏變化，對(duì)突變處采取削平或填塞措施。

⑦計(jì)算壩體工程量，作為不同方案比較的依據(jù)。

拱壩是一個(gè)空間彈性殼體，其幾何形狀和邊界條件都很復(fù)雜，難以用嚴(yán)格的理論計(jì)算求解拱壩壩體應(yīng)力狀態(tài)。在工程設(shè)計(jì)中，常作一些必要的假定和簡(jiǎn)化，使計(jì)算成果能滿足工程需要。拱壩應(yīng)力分析的常用方法有圓筒法、純拱法、拱梁分載法、殼體理論計(jì)算方法、有限單元法和結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)法等。

(1)純拱法：假定拱壩由許多互不影響的獨(dú)立水平拱圈組成，不考慮梁的作用，荷載全部由拱圈承擔(dān)。計(jì)算簡(jiǎn)單，但結(jié)果偏大，尤其對(duì)厚拱壩。對(duì)薄拱壩和小型工程較為適用。(2) 拱梁分載法：假定拱壩由許多層水平拱圈和鉛直懸臂梁組成，荷載由拱梁共同承擔(dān)，按拱、梁相交點(diǎn)變位一致的條件將荷載分配到拱、梁兩個(gè)系統(tǒng)上。梁是靜定結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力容易計(jì)算；拱的應(yīng)力則按彈性固端拱進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果較為合理，但計(jì)算量大，需借助計(jì)算機(jī)，適于大、中型拱壩。

(3)拱冠梁法：最簡(jiǎn)單的拱梁分載法，可采用拱冠梁作為所有懸臂梁的代表與許多拱圈組成拱梁系統(tǒng)，按拱、梁交點(diǎn)徑向線變位一致的條件來(lái)建立變形協(xié)調(diào)方程, 并進(jìn)行荷載分配, 可大大減少工作量。

(4)殼體理論計(jì)算方法：采用殼體理論計(jì)算拱壩應(yīng)力的近似方法，早在30年代就由P托克爾提出。由于壩體形狀和幾何尺度的變化以及邊界條件的復(fù)雜性，使這一方法受到很大限制。近年來(lái)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使這一方法取得了新進(jìn)展。網(wǎng)格法就是應(yīng)用有限差分解算殼體方程的一種計(jì)算方法，它適用于薄拱壩。中國(guó)廣東泉水雙曲拱壩用網(wǎng)格法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，效果較好。

(5)有限單元法：將地基和壩體劃分為有限數(shù)量的單元，以節(jié)點(diǎn)相連接，用離散模型代替連續(xù)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行壩內(nèi)各單元的應(yīng)力和變位計(jì)算，能正確反映施工過(guò)程對(duì)應(yīng)力的影響，能解決復(fù)雜邊界條件和材料不均勻的問(wèn)題，適用而有效，但計(jì)算量相當(dāng)大，必須借助于計(jì)算機(jī)才能完成。

拱壩的應(yīng)力控制標(biāo)涉及到筑壩材料強(qiáng)度的極限值和有關(guān)安全系數(shù)的取值。混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SD145-85）對(duì)允許應(yīng)力尚無(wú)明確規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)采用的允許應(yīng)力還較低。對(duì)于較高的拱壩，允許壓應(yīng)力常取5.0~6.0MPa，個(gè)別的曾用到過(guò)9.0MPa。規(guī)范規(guī)定，對(duì)于基本荷載組合，安全系數(shù)為4.0；對(duì)于特殊組合，安全系數(shù)為3.5；當(dāng)考慮地震荷載時(shí)，混凝土的允許壓應(yīng)力可比靜荷載情況適當(dāng)提高，但不超過(guò)30%。由于混凝土的抗壓強(qiáng)度較高，拱壩斷面設(shè)計(jì)常受拉受力控制，拉應(yīng)力較大部位常在拱冠梁的上游面壩基處，實(shí)際上這個(gè)部位的拉應(yīng)力稍有超過(guò)并不很危險(xiǎn)。因?yàn)楣皦尉哂姓w作用，即使梁底開(kāi)烈，應(yīng)力即自行調(diào)整，使裂縫發(fā)展到一定程度而停止，而水平拱承載的潛力仍很大。因此現(xiàn)在一般認(rèn)為可適當(dāng)提高梁底上游面的允許拉應(yīng)力值。國(guó)內(nèi)多數(shù)拱壩設(shè)計(jì)允許拉應(yīng)力值大致控制在0.5~1.5 MPa之間。而混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SD145-85）規(guī)定：對(duì)于基本荷載組合，允許拉應(yīng)力為1.2 MPa；對(duì)于特殊荷載組合，允許拉應(yīng)力為1.5 MPa。當(dāng)考慮地震荷載時(shí)，允許拉應(yīng)力可適當(dāng)提高，但不超過(guò)30%。

近年來(lái)，隨著拱壩建筑的發(fā)展和人們對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)的深化，有提高允許應(yīng)力、減小安全系數(shù)的趨向。如美國(guó)墾力局1977年《拱壩設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》規(guī)定：對(duì)于正常荷載組合，抗壓安全系數(shù)為3.0，允許壓應(yīng)力為10.58 MPa；對(duì)于非常荷載組合，抗壓安全系數(shù)為2.0，允許壓應(yīng)力為15.68 MPa。在正常荷載組合，允許局部出現(xiàn)拉應(yīng)力，但不大于1.06 MPa；在非常荷載組合時(shí)，拉應(yīng)力不大于1.57 MPa。

通過(guò)拱座穩(wěn)定分析，如發(fā)現(xiàn)不能滿足要求，可采取以下改善措施：

①加強(qiáng)地基處理，對(duì)不利的節(jié)理等進(jìn)行有效的沖洗和固結(jié)灌漿，以提高其抗剪強(qiáng)度。

②加強(qiáng)壩肩巖體的灌漿和排水措施，減小巖體的滲透壓力。

③將拱端向岸壁深挖嵌進(jìn)，以擴(kuò)大下游的抗滑巖體，也可避開(kāi)不利的滑裂面。這種做法對(duì)增加拱座的穩(wěn)定性較有效。

④改進(jìn)拱圈設(shè)計(jì)，如采用三心拱、拋物線拱等形式，使拱端推力盡可能趨向正交于岸坡。

⑤如拱端基巖承載能力較差，可局部擴(kuò)大拱端或設(shè)置推力墩。

拱壩是在平面上呈凸向上游的拱形擋水建筑物，借助拱的作用將水壓力的全部或部分傳給河谷兩岸的基巖。與重力壩相比，在水壓力作用下壩體的穩(wěn)定不需要依靠本身的重量來(lái)維持，主要是利用拱端基巖的反作用來(lái)支承。拱圈截面上主要承受軸向反力，可充分利用筑壩材料的強(qiáng)度。因此，是一種經(jīng)濟(jì)性和安全性都很好的壩型。

平面上呈拱形并在結(jié)構(gòu)上起拱的作用的壩。拱壩的水平剖面由曲線形拱構(gòu)成，兩端支承在兩岸基巖上。豎直剖面呈懸臂梁形式，底部座落在河床或兩岸基巖上。拱壩一般依靠拱的作用，即利用兩端拱座的反力，同時(shí)還依靠自重維持壩體的穩(wěn)定。拱壩的結(jié)構(gòu)作用可視為兩個(gè)系統(tǒng)，即水平拱和豎直梁系統(tǒng)。

水荷載及溫度荷載等由此二系統(tǒng)共同承擔(dān)。當(dāng)河谷寬高比較小時(shí)，荷載大部分由水平拱系統(tǒng)承擔(dān)；當(dāng)河谷寬高比較大時(shí)，荷載大部分由梁承擔(dān)。拱壩比之重力壩可較充分地利用壩體的強(qiáng)度。其體積一般較重力壩為小。其超載能力常比其他壩型為高。拱壩主要的缺點(diǎn)是對(duì)壩址河谷形狀及地基要求較高。

拱壩的基礎(chǔ)處理要慎重對(duì)待。務(wù)必查明地質(zhì)條件的薄弱環(huán)節(jié)。在工程措施上要不惜代價(jià)徹底解決。不能輕率處理。對(duì)水文、試驗(yàn)等工作應(yīng)按規(guī)程規(guī)范辦理，這樣才能提高設(shè)計(jì)精度，不然將造成工程失事的遺留病害。所以應(yīng)保證在安全的前提下求經(jīng)濟(jì)合理。

拱壩壩址地質(zhì)條件，一般是上部巖石比下部差，左右岸岸坡均有軟弱夾層。為了使拱壩傳給基巖的推力分散，易于保持穩(wěn)定，中小型拱壩工程，擴(kuò)大其拱端尺寸，即將壩布置為變截面圓拱成大頭拱壩是有效的。但相對(duì)于重力壩，拱壩對(duì)壩址巖石基礎(chǔ)的要求相對(duì)重力壩要少一些。

人類修建拱壩具有悠久的歷史。早在一、二千年以前，人們就已意識(shí)到拱結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的攔蓄水流的能力，開(kāi)始修建高10余米的圓筒形圬工拱壩。13世紀(jì)末，伊朗修建了一座高60米的砌石拱壩。到20世紀(jì)初，美國(guó)開(kāi)始修建較高的拱壩，如1910年建成的巴菲羅比爾拱壩，高99m。20~40年代，又建成若干拱壩，其中有高達(dá)221m的胡佛壩（Hoover Dam）。與此同時(shí)，拱壩設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)也有較大的進(jìn)展，如應(yīng)力分析的拱梁試何載法、壩體溫度計(jì)算和溫度控制措施、壩體分縫和接縫灌漿、地基處理技術(shù)等。

50年代以后，西歐各國(guó)和日本修建了許多雙曲拱壩，在拱壩體形、復(fù)雜壩基處理、壩頂溢流和壩內(nèi)開(kāi)孔泄洪等重大技術(shù)上又有新的突破，從而使拱壩厚度減小，壩高加大，即使在比較寬闊的河谷上修建拱壩也能體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)入70年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限單元法和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的逐步采用，使拱壩設(shè)計(jì)和計(jì)算周期大為縮短，設(shè)計(jì)方案更加經(jīng)濟(jì)合理。水工及結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)技術(shù)、混凝土施工技術(shù)、大壩安全監(jiān)控技術(shù)的不斷提高，也為拱壩的工程技術(shù)發(fā)展和改進(jìn)創(chuàng)造了條件。目前世界上已建成的最高拱壩是前蘇聯(lián)英古里(HHFYPH)雙曲拱壩，高271.5m，壩底厚度86m，厚高比為0.33。其次是意大利的瓦依昂拱壩(Vaiont)，高261.6m，壩底厚22.lm，厚高比為0.084。最薄的拱壩是法國(guó)的托拉拱壩，高88m，壩底厚2m，厚高比為0.023。

近40多年來(lái)，中國(guó)修建了許多拱壩。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1985年底，全國(guó)①已建壩高15m以上的各種拱壩總數(shù)達(dá)800余座，約占全世界已建拱壩總數(shù)的1/4強(qiáng)。在拱壩設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)型式、泄洪消能、施工導(dǎo)流、地基處理及樞紐布置等方面都有很大進(jìn)展，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，目前中國(guó)已建成的最高拱壩是臺(tái)灣省德基雙曲拱壩(高180m)和青海省龍羊峽重力拱壩(高178m)，最高的砌石拱壩是新疆石河子拱壩，高112m；正在施工的四川省二灘拋物線雙曲拱壩，高240m，居世界第四位，標(biāo)志著中國(guó)在高拱壩的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和科研方面已達(dá)到一個(gè)新的水平。 2010年8月中國(guó)云南小灣水電站建成以后，成為當(dāng)時(shí)世界上最高的拱壩---壩高292M，壩頂高程1245M，壩頂長(zhǎng)922.74M，拱冠梁頂寬13M，底寬69.49M。

拱壩的若干特殊構(gòu)造

(一)墊座

墊座設(shè)置在拱壩壩體與基巖面之間，在有周邊縫的拱壩中，墊座與壩體分開(kāi)澆筑, 在其他情況下則多與壩體一起澆筑。

(二)推力墩、重力墩、翼壩

當(dāng)拱壩上部壩肩基巖面高程偏低，形成較大臺(tái)梯時(shí)，可設(shè)置推力墩來(lái)彌補(bǔ)，使拱端作用力沿水平方向由推力墩傳遞至壩頭處的基巖。

拱壩的地基處理和巖基上的重力壩基本相同，只是要求更加嚴(yán)格，對(duì)兩岸壩肩的處理尤為重要。

壩基開(kāi)挖：高壩一般應(yīng)開(kāi)挖至新鮮或微風(fēng)化的下部基巖、中壩應(yīng)盡量開(kāi)挖至微風(fēng)化或弱風(fēng)化的中、下部基巖。整個(gè)壩基利用巖面的縱坡應(yīng)平順而無(wú)突變，拱端開(kāi)挖應(yīng)注意本章第三節(jié)所述的拱端布置原則。河床覆蓋層原則上應(yīng)全部挖除，如有困難，應(yīng)在結(jié)構(gòu)上采取措施。例如貴州貓?zhí)诱锟诠皦危?9.5m，因河床覆蓋層較厚，采用雙拱壩體型，以基礎(chǔ)拱橋跨過(guò)覆蓋層，并用兩排混凝土防滲墻作為覆蓋層防滲。

固結(jié)灌漿和接觸灌漿：拱壩壩基一般都要進(jìn)行全面的固結(jié)灌漿，以增加基巖的整體性。對(duì)于節(jié)理、裂隙發(fā)育的壩基，尚需擴(kuò)大固結(jié)灌漿范圍。對(duì)于坡度大于50o~60o的陡壁面，上游壩基接觸面以及基巖中開(kāi)挖的所有槽、井、洞等回填混凝土的頂部，尚應(yīng)進(jìn)行接觸灌漿，以提高接觸面上的抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，防止沿接觸面滲漏。

帷幕灌漿：帷幕線一般布置在壓應(yīng)力區(qū)，并盡可能靠近上游面。帷幕灌漿可利用壩體內(nèi)的廊道進(jìn)行；當(dāng)壩體較薄或未設(shè)廊道時(shí)，可在上游壩腳處進(jìn)行（圖3.25，b）當(dāng)有壩頭繞滲，將影響拱座巖體穩(wěn)定，或?qū)⒁饚?kù)水的水量損失時(shí)，防滲帷幕還應(yīng)深入兩岸山坡內(nèi)，與重力壩的情況類似，但要求應(yīng)更嚴(yán)格

壩基排水：在防滲帷幕后應(yīng)設(shè)置壩基排水孔和排水廊道。高壩以及兩岸地形較陡、地質(zhì)條件復(fù)雜的中壩，宜在兩岸設(shè)。

1、拱與梁的共同作用；

2、穩(wěn)定性主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔?，因而?duì)地基的要求很高；

3、拱是一種推力結(jié)構(gòu)，承受軸向壓力，有利于發(fā)揮砼及漿砌石材料的抗壓強(qiáng)度；

4、拱梁所承受的荷載可相互調(diào)整, 因此可以承受超載；

5、拱壩壩身可以泄水；

6 、不設(shè)永久性伸縮縫；

7、抗震性能好；

8、幾何形狀復(fù)雜，施工難度大。

溢流拱壩是指從壩的頂部溢流的拱壩。

在樞紐布置時(shí)，曾研究過(guò)多種壩型，根據(jù)河床與近河床的地質(zhì)情況，最后選定了重力拱壩。

隔河巖壩址為一不對(duì)稱河谷，左岸高程150m以上地形平緩低矮，為了改善修建拱壩的河谷地形和提高下部拱壩高度，避免拱壩頂部重力壩過(guò)高，在設(shè)計(jì)中，在左岸壩肩（高程126~138m建基面上）設(shè)置重力墩。重力墩由4個(gè)壩段組成，由于重力墩左段為垂直升船機(jī)，從穩(wěn)定和應(yīng)力條件看，不宜作得過(guò)高，只宜承受150m以下拱推力，因此，將高程150m以下的橫縫進(jìn)行灌漿連成整體，承受拱壩推力，高程150m以上的橫縫不灌漿，成為重力壩。重力墩底部尺寸順軸向87m，垂直軸向約81m。河床主體為上重下斜拱式重力拱壩，兩岸為重力壩的綜合壩型。影響兩岸拱座穩(wěn)定的軟弱結(jié)構(gòu)面采用阻滑鍵、傳力柱及加強(qiáng)山體內(nèi)部排水等措施進(jìn)行處理。

重力拱壩的封拱高程左岸為150m，河床為180m，右岸為160m，上游壩面采用鉛直圓弧面，外半徑為312m。下游壩坡上部重力壩為1∶0.7，下部重力拱壩為1∶0.5，其間用鉛直線連結(jié)。拱圈平面內(nèi)弧采用三心圓，靠近拱冠部位采用定圓心大半徑等厚圓拱，拱端部位采用變圓心小半徑貼角加厚，壩坡隨之變?yōu)?∶0.75，頂拱中心角80°。

隔河巖重力拱壩體形有如下特殊性：

1、拱壩封拱高程不在壩頂，且封拱高程不在同一高程上，在重力拱壩的上部有一個(gè)較高的重力壩，隨著封拱高程的不同，重力壩的高由26~56m，下部重力拱壩在立面上形成一個(gè)豎向斜拱，這樣，一方面擴(kuò)大了整體聯(lián)合受力作用，另一方面又使結(jié)構(gòu)近乎對(duì)稱。斜拱式結(jié)構(gòu)較封拱高程全為150m的平拱方案，其最大拉應(yīng)力可減少25%~30%，使壩體拉應(yīng)力能滿足規(guī)范要求。

2、拱壩頂拱中心角為80°，比規(guī)范規(guī)定的90°~110°偏小，拱壩設(shè)計(jì)較扁平，這主要是為了適應(yīng)壩身宣泄大流量洪水的要求。隔河巖大壩泄洪流量高達(dá)20000m³/s以上，泄洪時(shí)每米寬度將有17萬(wàn)kW的能量，若頂中心角大，水流向集中程度加大，能量更趨集中，將會(huì)給下游的消能帶來(lái)困難。

3、隔河巖重力拱壩采用三心圓拱，其拱圈平面在中間采用大半徑，兩端采用小半徑，類似拋物拱。這主要也是為改善泄洪條件。隔河巖采用扁平化拱壩，雖然避免了過(guò)大的向心水流作用，但使拱座產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力，設(shè)計(jì)上采用近乎橢圓形的三心圓拱，在拱端處用小半徑貼角加大斷面，既可改善水流的向心問(wèn)題，又能減小拱座拉應(yīng)力。這種新壩型給設(shè)計(jì)者們帶來(lái)了壩體應(yīng)力分析及大壩穩(wěn)定分析更為復(fù)雜與更大的難度，為此，長(zhǎng)江委在設(shè)計(jì)過(guò)程做了大量的科學(xué)研究。

沿壩軸線方向設(shè)有較大空腹的拱壩。一般這種壩型較厚，常為 重力拱壩 ，故又稱空腹重力拱壩。

20世紀(jì)60年代葡萄牙修建了高 87m的本波斯塔空腹拱壩。采用這種壩型的主要原因是考慮壩頂溢流，還可節(jié)約壩身混凝土體積的11.8%。中國(guó)于1977年建成鳳灘水電站空腹拱壩，壩高112.5m，為當(dāng)時(shí)世界上同類型壩中最高者?？崭箖?nèi)布置廠房，并在壩頂設(shè)置溢洪道?？崭构皦问且环N新興壩型，在壩體下部設(shè)一較大空腔,其水平寬度及豎直高度均約為壩體剖面寬高的1/3左右。這樣對(duì)懸臂梁及水平拱系統(tǒng)的剛度均有削弱，相對(duì)而言梁系統(tǒng)削弱較少，而對(duì)空腹部位的水平拱則削弱較多，使空腹以上梁承擔(dān)荷載減少，而以下則增加。只要空腹設(shè)置得當(dāng)，拱梁應(yīng)力及穩(wěn)定均能滿足要求。