水工建筑物之土石坝

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1、水工建筑物之土石坝第一节概述土石坝是利用坝址附近的土石料填筑（碾压或夯实）而成的挡水建筑物，亦称当地材料坝。按照坝身中土料和石料所占比例的不同有土坝、堆石坝和土石混合坝。认识土石坝一、土石坝的特点1）就地取材，造价低。2）对地形、地质条件的要求低。3）构造简单，施工技术容易掌握，便于组织机械化施工。4）运用管理方便，维修、加高和扩建容易。5）施工导流不如混凝土坝方便7）坝体填筑工程量大，粘性土料的填筑受气候条件影响。优点缺点6）坝身一般不能溢流，需另设溢洪道；（1）渗流影响二、土石坝的工作条件和设计一般要求（2）冲刷影

2、响（3）沉陷影响（4）其他影响，冰冻、地震等土石坝一般由坝身、防渗体、排水设备和护坡组成。※坝身：是土石坝的主体，坝的稳定主要靠它维持；※防渗体：降低浸润线，减少渗透水量；※排水设备：排除渗透水，增强下游坝坡稳定性；※护坡：防止波浪、冰层、温度变化、雨水和水流等对坝坡的破坏。土石坝组成设计的一般要求（1）具有足够的断面维持坝坡的稳定，土石坝的边坡和坝基稳定是土石坝安全的基本保证。（2）设置防渗和排水措施以控制坝体和坝基渗流。（3）拟定合理的施工填筑要求。（4）泄洪建筑物要有足够的泄洪能力。（5）坝顶和边坡要作防护（6）

3、大坝安全监测三、土石坝的类型（1）按坝高分类（2）按施工方法分类（3）按坝体材料的组合和防渗体的相对位置分类碾压式土石坝；水力冲填坝；水中填土坝；定向爆破堆石坝。均质坝粘土心墙、粘土斜墙坝、多种土质坝人工材料心墙和斜墙坝；堆石坝四、土石坝的设计步骤土石料的分布情况施工条件坝型剖面拟定渗流分析稳定分析｝细部构造设计地基处理设计第二节土石坝基本剖面及其构造土石坝的基本剖面尺寸有：坝顶高程，坝顶宽度，上下游坝坡及防渗和排水设备的轮廓尺寸。一、坝顶高程二、坝顶宽度及构造三、坝坡坡度及构造四、防渗体五、排水设备坝顶高程根据正常运

4、行和非常运行时的静水位加相应的超高△h予以确定。▽顶=▽设+△h设▽顶=▽校+△h校取大值▽顶△h=ha+e+A一、坝顶高程坝顶设防浪墙时，△h指墙顶在静水位以上的超高，且正常运行情况下，坝顶至少应高出静水位0.5m以上，非常运行情况下坝顶不得低于静水位。设计的坝顶高程是坝沉降稳定后的坝顶高程，故施工时应预留足够的沉降量。一般施工质量良好的土石坝，坝体沉降量约为坝高的0.2％－0.4％。说明中小型水库，洪水资料不准确，按上式计算的超高值偏小，可直接取1.5～2.0m。地震区，坝顶高程应在正常运行情况下的超高上附加地震涌

5、浪高度，一般取0.5～1.5m。返回一、坝顶高程坝顶宽度取决于交通、防汛抢险、施工、心墙或斜墙顶部及反滤层布置。高坝，顶宽可选用10～15m，对于中低坝，可选用5～10m。寒冷地区，坝顶须有足够的厚度，保护防渗体免受冻害。坝顶路面没有交通要求时，用密实的砂砾石或碎石铺设护面。路面向一侧或两侧倾斜，坡度2％～3％。防浪墙墙高1.3m，砼或浆砌石结构，埋入坝内，和坝的防渗体连接。二、坝顶宽度及构造返回二、坝顶宽度及构造单种土料的上游坡常缓于下游坝坡。粘土斜墙坝的上游坡比心墙坝缓，而下游坡比心墙坝陡。碾压式堆石坝的坝坡比土坝

6、陡。斜墙堆石坝，其下游坝坡可用堆石的自然坡，一般为1:1.3～1:1.4,上游坝坡则由斜墙的稳定而定，一般1:2～1:3。心墙坝则上下游坝坡均用1:1.5～1:2。砂壤土、壤土的均质坝坡比砂或砂砾组成的坝坡要缓些。碾压式土石坝从上而下逐级变缓坝坡，相邻坡率差值为0.25～0.5。砂或砂砾料坝体可不变坡，但一般也常采用变坡形式。坝坡坡度选择遵循几条规律土石坝坝坡一般在坝顶附近的坝坡宜陡些，向下逐级变坡，每级高度约15～20m，相邻坡率差不宜大于0.25～0.50。常用的坝坡一般取1:2.0～1:4.0。三、坝坡坡度及构造

7、土石坝上游坡面要经受破浪的淘刷，冰层及漂浮物，顺坡水流，库水位下降时渗流和冰冻等破坏作用；下游坡面受雨水，风，动植物及冻胀和干裂等的破坏作用。•上游护坡–型式：抛石、干砌石、浆砌石、现浇或预制混凝土或钢筋混凝土、沥青混凝土或水泥土。–范围：坝顶起护至最低水位以下2.5m或至坝底。•下游护坡–形式：堆石、卵石或碎石、草皮。–范围：坝顶至排水体或坝底（无排水体）。三、坝坡坡度及构造三、坝坡坡度及构造返回减少通过坝体及坝基的渗流及渗漏损失；降低浸润线，减小下游饱和区，提高坝坡稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形粘土防渗：防渗土

8、料的透水性远低于坝体材料非粘土防渗：砼，沥青砼，人工材料等作用材料型式坝体防渗坝基防渗均质坝以整个剖面防渗，分区坝用粘土心墙或者粘土斜墙防渗。垂直防渗和水平防渗。四、防渗体墙体厚度由土料的［J］决定。粘土：壤土：［J］＝8～6［J］＝5～4底部厚度顶部厚度满足机械施工要求，不小于3m，最小2m。从坝顶至坝底逐渐加厚，两侧边坡在1: