大头坝

支墩上游头部扩大为厚实的挡水面板的支墩坝，又称空心重力坝、重力撑墙坝（参见彩图Ⅴ—32、33）。坝段上游面宽、下游面窄，水平截面基本上为梯形的坝，称为梯形坝。梯形坝也可视为大头坝的一种形式。大头坝一般用混凝土建造，在中型工程中也有用浆砌石建造的。

Ⅴ—32 拓溪水电站大头坝

萧巨青摄

Ⅴ—33 新丰江水电站单支墩大头坝

曾洪摄

大头坝的体形类似宽缝重力坝。大头坝与宽缝重力坝相比，大头坝上游头部体形和受力条件较好；上游坝坡更缓，能利用较多的水重以增加坝的抗滑稳定性；支墩间空腔较大，坝基天然排水效果较好，扬压力较小，坝体工程量比重力坝和宽缝重力坝小；但侧向稳定性较差，施工比较复杂，且大头部位容易产生裂缝。大头坝的溢流条件较其他型式的支墩坝好，容许的单宽流量较大，一般可达100～120m³/（s·m）。

布置及轮廓尺寸

大头坝溢流堰上的闸门布置有跨缝与不跨缝两种。前者闸墩为整体式，后者闸墩中间分缝。墩缝与坝段伸缩缝相一致。大头坝内可设置尺寸较大的引水管道、泄水和导流底孔。大头坝基本剖面轮廓尺寸确定的原则参见支墩坝。上下游坝坡一般为1∶0.4～1∶0.6。空心度（一个坝段的空腔等值厚度与坝段宽度之比）一般为1/2～1/3。坝段宽度一般为15～22m，可视需要适当加大。梯形坝因布置止水设施的需要，相邻两坝段靠上游需有一定范围的平面接触。梯形坝上、下游面宽度之比为4～5；坝段两侧面为扭曲面；上游坝坡1∶0.5左右；下游坝坡1∶0.35左右。大头坝的上下游坝坡、支墩厚度（或空心度）、坝段宽度等，均应通过技术经济比较选择最优方案。有时为满足进水口和溢流孔口布置的需要，将大头坝剖面的上下游坝坡作成折坡。

稳定及应力分析

大头坝的稳定及支墩应力分析参见支墩坝、岩基上水工建筑物抗滑稳定、重力坝应力分析、宽缝重力坝。一般以一个坝段进行计算，大头自重全部计入。渗透压力计算图形见中国DL5077—1997《水工建筑物荷载设计规范》。大头应力可垂直坝面切取截面作为平面问题用有限元法计算，计算中需考虑渗流和温度的影响，也常用光弹试验验证。

坝的构造及设计要求

大头坝的大头形式主要有平头式、圆头式和钻石头式（见图）。平头式施工方便，但应力条件较差；圆头式应力条件较好，但施工稍麻烦；故近代多采用钻石头式。选择大头体形和尺寸时，尽量避免大头内部出现拉应力。为排除渗水，改善应力分布，常在大头内设置排水管。

大头坝支墩分单支墩和双支墩，其下游面又分别有封闭式和开敞式。单支墩较厚，有利于机械化施工，岸坡较陡时地基开挖量较少。双支墩侧向（垂直水流向）刚度较大，抗震能力较强；坝段宽度较大，便于在支墩间布置水电站厂房；但结构和施工均较复杂。宽阔河谷一般宜用双支墩，狭窄河谷和岸坡坝段宜用单支墩。高坝采用双支墩较多。在同一工程中也有采用两种支墩形式的。当大头坝有溢流、抗震、防寒和保温要求时，或支墩位于较陡岸坡需满足侧向稳定要求时，可采用下游面封闭的支墩。

大头与支墩之间设临时施工缝，缝内设键槽和联系钢筋，并凿毛处理，以保证大头与支墩之间能起整体作用。大头之间设伸缩缝，缝内设止水，根据需要有时在缝内进行部分或全部灌浆。坝内视需要设置灌浆和交通、检查、观测廊道。

大头形式图

（a）、（b）平头式；（c）、（d）圆头式；（e）、（f）单支墩钻石头式；（g）、（h）双支墩钻石头式1—大头；2—支墩

大头坝一般建于岩基上，并进行帷幕灌浆、固结灌浆和地基排水，参见宽缝重力坝。

历史及发展

世界最早的大头坝是1927年墨西哥建成的顿·马丁（Danmartin）坝。20世纪30年代后，大头坝在意大利等国发展较快。随着大头坝的发展，坝高不断增加。巴西和巴拉圭合建的伊泰普（Itaipu）水电站的大头坝，坝高196m，是20世纪末世界最高的大头坝。中国1958年建成了磨子潭双支墩大头坝，坝高82m；1961年建成了柘溪单支墩大头坝，坝高104m。1959年中国钱令希提出了梯形坝，并于1979年建成了湖南镇梯形坝，坝高129m，是世界上已建的惟一的一座梯形坝。