土石坝概述和基本剖面课件

1、土石坝，在第1节第一部分中进行了总结。概念：用当地土石材料填充的挡水坝，也称为当地材料坝。它历史悠久，发展迅速，在国内外得到了广泛的应用。碧口水电站建在甘肃省文县白龙江。年平均流量为每秒275立方米，设计洪水流量为每秒7630立方米。总库容521亿立方米，设计灌溉面积89万亩，装机容量30万千瓦。主要坝型为壤土心墙土石坝。最高坝高101米，坝顶长297米。泄洪方式主要有泄洪洞和泄洪洞。官厅水库位于河北省怀来县永定河，年平均流量44.6立方米，设计洪水流量11450立方米，总库容21.9亿立方米，设计灌溉面积150万亩，装机容量3万千瓦。密云水库，密云水库建成北京密云潮白河。年平均流量50立方米

2、/秒，设计洪水流量16500立方米/秒，总库容43.75亿立方米，设计灌溉面积400万亩，装机容量8.8万千瓦。主坝为粘土斜墙土坝，最高坝高66m(白河主坝)，坝顶长960m(白河主坝)。主要泄洪方式为岸边溢洪道，大坝特点为坝基混凝土墙和灌浆防渗。岳城水库位于河北省磁县，位于漳河，年平均流量62.2立方米，设计洪水流量19300立方米，总库容10.9亿立方米，设计灌溉面积200万亩，装机容量17000千瓦。主坝为均质土坝，最大坝高53米，坝顶长3，570米。主要的泄洪方式是岸边溢洪道。水布垭、南水水电站、南水水电站位于广东省乳源市南水，年平均流量33.4立方米，设计洪水流量4190立方米，总库

3、容12.18亿立方米，装机容量7.5万千瓦。主坝为粘土斜墙堆石坝，最高坝高81.3米，坝顶长215米。主要泄洪方式为隧洞，大坝特点为定向爆破。主坝型粘土心墙土石坝，最高坝高62m，坝顶长591m(主坝)，坝基岩石为砂砾岩，坝体积386万立方米。主要泄洪方式：岸边溢洪道。柘林水库位于江西省永修市，位于秀水河畔，年平均流量256立方米，设计洪水流量18250立方米，总库容71.7亿立方米，设计灌溉面积45万亩，装机容量18万千瓦。第二，土石坝被广泛应用的原因是：(1)可以就地取材，节省大量的钢材和水泥，避免修路；(2)能适应基础的变形，对基础的要求比混凝土坝低；(3)结构简单，运行可靠，维护、加高

4、、扩容方便；(4)施工工艺简单，工序少，便于组织机械化快速施工。优点：坝顶不能溢出，必须再开一个溢洪道。施工导流不如混凝土坝方便，防渗要求高。由于断面大，填筑量大，施工易受季节影响。缺点：(3)土石坝的工作特性；(1)稳定性：它不会整体沿坝基面滑动，失稳的主要形式是坝坡滑动或与部分基础一起滑动；(2)渗流：坝体为颗粒结构，在上下游水位差的作用下，通过坝体和基础向下游渗透，导致渗透压力和变形，严重时可能导致大坝破坏；(3)冲刷：颗粒间的凝聚力小，土石坝抗冲刷能力低；(4)沉降：颗粒间有孔隙，受力后发生沉降，可分为均匀沉降和不均匀沉降；(5)其他方面：冰冻、地震、动物筑巢等。第四，土石坝的设计要求

5、，优点：材料单一，结构简单；缺点：坝体材料粘性大，雨季或冬季施工困难。(2)塑料心墙坝：坝壳采用透水性好的砂或砾石，坝段中部采用防渗性好的粘性土作为防渗体，心墙材料可以是粘土、沥青混凝土和钢筋混凝土；优点：坡度陡，坝面小于(1)，工程量少，心墙占总体积的比例小，施工受季节影响相对较小；缺点：心墙和坝壳需要同时填筑，干扰大，完工后难以修复；(3)塑料斜墙坝：防渗体置于坝面一侧。优点：斜墙与坝壳之间的施工干扰相对较小，比心墙坝更有利于调配劳动力，缩短工期；缺点：上游坡度平缓，粘土量和工程总量大于心墙坝，抗震能力和对不均匀沉降的适应性不如心墙坝。(4)多土坝：坝址附近填有各种土壤材料的坝。(5)土石

6、混合坝：如果坝址附近砂石不足，但有较多的石块，上述多土坝的部分可以用石块代替。图6-1碾压式土石坝坝型，图6-1碾压式土石坝坝型，坝顶高程水库静水位加相应超高，取以下最大设计洪水位，正常运行条件下坝顶超高，非正常运行条件下坝顶超高，加上地震安全加高坝顶高程，意味着沉降稳定后竣工时保留足够的坝顶高程。当坝顶用波浪墙加固时，d是从静水位到墙顶的高度差。正常情况下，坝顶应高出静水位0.5m以上，特殊情况下，不应低于静水位。第二节土石坝1的断面和结构。坝顶标高1。坝顶超高，其中hB爬升高，a安全上升，e，坝前水位因风浪高。当坝顶上游侧设置有防浪墙时，坝顶的超高可以根据防浪墙顶的要求进行改变。但是，在正

7、常运行条件下，坝顶应高出静水位0.5m，在非常运行条件下，坝顶不应低于静水位。坝顶应预留竣工后的沉降超高。取决于交通需求、结构要求和施工条件。如无特殊要求，坝顶最小宽度为1015米；可选择高坝(70m)；中低坝可选择510m。2.坝顶和坝顶罩的材料应根据当地材料和坝顶的用途确定。应采用柔性材料，如密实砾石、碎石、单层砌体或沥青混凝土。坝的顶面可以向上游或下游倾斜。坡度应根据降雨强度选择在23之间，排水系统应设在下游。坝顶上游侧应设置防浪墙，防浪墙应高出坝顶1.01.2米。防浪墙必须与防渗体紧密结合。防浪墙应牢固、不透水，其结构尺寸应根据稳定强度计算确定，并设置伸缩缝止水。3.坝面坡度取决于坝高

8、、坝料特性、应用、基础条件、施工方法和坝型等因素。(1)均质坝的上下游坡度比心墙坝慢；(2)倾斜粘土心墙土坝上游坡度比心墙土坝慢，下游坝坡比心墙土坝陡。(3)当土壤相同时，上游坡度比下游坡度慢；(4)均质粘土坝的坝坡与坝高有关，坝坡随着坝高的增加而减缓。(5)碾压堆石坝的坡度比土坝陡。内部s在非常工况下，防渗体顶部不应低于静水位。图6-3粘土心墙坝(凸出心墙)；2.排水设备的主要功能：降低坝体浸润线，有利于下游坝坡的稳定，防止土坝可能出现的渗透破坏。类型：斜坡排水、棱形排水、床垫排水和混合排水；(1)斜坡排水(图6-8):也称为地表排水。设置在下游坝坡底部，由13层堆石或砌石组成，石块与坝坡之

9、间应设置一层反滤层；特点：形式简单，节省材料，维护方便，可防止渗漏损坏。因为它没有延伸到坝体内。但是，浸润线不能降低，抗冻性差。适用范围：下游无水的中小型均质坝和防渗体浸润线低的中高土坝。图6-8贴坡排水，(2)棱柱体排水(图6-9):棱柱体在下游坝脚堆有块石，需要反滤层。特点：可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水冲刷，支撑坝体增加稳定性。这是一种可靠的排水方式。但是，石材量大，成本高，维护困难。适用：高土坝和石头较多的地区。(3)床垫排水(图6-10):在下游侧的坝基上铺设石块和砾石，并在其周围设置过滤层而形成的水平排水体，延伸至坝体内，为坝底宽度的1/31/4。特点：

10、下游无水时，能有效减少浸润线，有利于坝基排水。然而，对不均匀沉降的适应性较差。当下游水位高于排水设备时，降低浸润线的效果明显降低，这在国内很少使用。适用于：下游无水或低水位的情况。(4)混合排水(图6-11):上述排水为混合排水。*过滤层(图6-12):位于渗流出口或渗流梯度大、流速高、土壤易变形的排水处。防止渗流作用下土壤的渗透变形。它由：两至三层不同粒径的砂石组成，尽量垂直于渗流方向，粒径小，粒径大。图6-12过滤层。大坝过滤层必须满足以下要求：1 .受保护的土壤不会发生渗透变形；2.渗透性大于被保护土壤的渗透性，渗流水流能够顺畅排出；3.它不会被细粒土壤堵塞。每层过滤层的厚度应根据材料级配、材料来源、用途和施工方法综合确定。人工施工时，水平过滤层的最小厚度可为0.3m；垂直或倾斜过滤层的最小厚度可为0.5m。机械施工的最小厚度应根据施工方法确定。3.护坡：占总造价的10%(1)上游坝坡被波浪冲刷、渗透和冻结破坏；上游护坡：砌石护坡、堆石护坡、沥青混凝土护