水利工程概论土石坝-1

水利工程概论土石坝-1第一页，共25页。项目二土石坝

(Introduction)2-2土石坝的基本剖面和构造2-1概述包括以下内容：2-3土石坝的渗流分析2-4土石坝的稳定分析2-5土石坝的地基处理2-6混凝土面板堆石坝第二页，共25页。本节主要内容土石坝的基本概念土石坝的工作特点与设计要求土石坝的类型第三页，共25页。大坝为壤土斜心墙堆石坝，最大坝高154m，坝顶长度1667m，坝顶宽15m，最大坝底宽度864m，坝体总填筑量5185万m3。小浪底水利枢纽第四页，共25页。碧口水电站

碧口水电站建在甘肃文县白龙江，控制流域面积26000平方公里。多年平均流量275秒立米，设计洪水流量7630秒立米。总库容为521亿立米，设计灌溉面积0.89万亩，装机容量30.0万千瓦。主坝坝型为壤土心墙土石坝。最大坝高101米，坝顶长度297米，坝基岩石为干枚岩和凝灰岩。坝体工程量424.1万立米，主要泄洪方式溢洪道和隧洞。第五页，共25页。密云水库

密云水库建北京密云潮白河,控制流域面积15788平方公里,多年平均流量50秒立米,设计洪水流量16500秒立米,总库容43.75亿立米,设计灌溉面积400万亩,装机容量8.8万千瓦。主坝坝型为粘土斜墙土坝最大坝高66米(白河主坝)坝顶长度960米(白河主坝)坝基岩石为砂砾石复盖层坝体工程量1105万立米主要泄洪方式为岸边溢洪道,大坝特点是坝基混凝土墙和灌浆防渗第六页，共25页。陆浑水库---粘土斜墙坝，全长710m，最大坝高55m，坝顶宽度8m，交通路面净宽6.5m，混凝土防浪墙。总库容13.2亿立方米。陆浑水库第七页，共25页。一、土石坝的基本概念

定义：就地取材，用当地土料，石料成混合料，经过一定的施工方法，如碾、抛填、定向爆破等堆成的挡水建筑物。<当地材料坝>以土料为主：土坝；以石为主料：堆石坝；以土石两种，土石混合坝。随着时间的推移，土石坝所占比例越来越大。在各种坝型中，最高的也是土石坝。俄罗斯罗贡土坝325m，最高的重力坝瑞土大狄克逊坝285m最高的拱坝格鲁吉亚的英古里坝272m（中国小湾水电站拱坝294.5m）土坝数量多，高度大，很有前途的坝型，之所以应用广泛a、坝址的要求高的拱坝、重力坝均已建成，剩下的坝址不良。b、的筑坝技术的发展，风化岩石等材料也可筑坝第八页，共25页。世界坝工之最大迪克桑斯坝瑞士

坝高285m罗贡土坝塔吉克斯坦坝高335m英古里拱坝格鲁吉亚坝高272m最高的重力坝最高的拱坝最高的土石坝第九页，共25页。最高的重力坝：大迪克桑斯坝——瑞士

瑞士并非欧洲最大的国家，但它的气压却是整个欧洲大陆最高的。这座水坝用于拦截迪克桑斯河的河水，当水坝满水时，水深大约1000英尺，水容量超过4亿立方米。至于坝高，285米足以令人惊异吧？令人感到奇怪的是，大坝所在的河（迪克桑斯河）却是非常小。其实，水坝里的水是由一个超过100公里的隧道系统将迪克桑斯河与其它河流里的水聚集起来的。这些水主要来自冰川。这座水坝在1957年蓄满了水，将原先那座自19世纪就伫立于此的水坝淹没。第十页，共25页。最高的土坝：罗贡大坝——塔吉克斯坦罗贡大坝，世界最高的土石坝，位于塔吉克斯坦阿姆河支流瓦赫什河上。工程主要任务是灌溉与发电。最大坝高335米，坝顶长660米，坝顶宽20米，底宽1500米。坝体体积7550万立米。水库库容133亿立米。水电装机360万kW。第十一页，共25页。最高的拱坝：小湾水电站大坝——中国小湾水电站位于云南省南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段，是国家重点工程和实施西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程，该电站总装机容量420万千瓦，总库容约149亿立方米。小湾电站大坝最大坝高294.5米，为目前世界在建的最高拱坝，其基岩峰值水平加速度、坝顶弧长、总水推力等关键指标，在世界拱坝建设中均居第一。大坝施工技术复杂，是目前我国水电施工难度系数最大、安全风险最高的水电站工程。

第十二页，共25页。一、土石坝的基本概念

定义：就地取材，用当地土料，石料成混合料，经过一定的施工方法，如碾、抛填、定向爆破等堆成的挡水建筑物。<当地材料坝>以土料为主：土坝；以石为主料：堆石坝；以土石两种，土石混合坝。（1）可以就地取材。大大节约三材（钢材、木材、水泥）（运输费、材料费、保管费）降低造价。（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。（3）土石坝的施工质量高，速度快，造价低。（4）大坝运用安全可靠，管理方便，扩建改建容易。（5）坝坡缓，体积大，工程量大。（6）坝顶不允许过水。第十三页，共25页。

二、土石坝的工作特点和设计要求

土石坝是由散粒体土石料经过填筑而成的挡水建筑物。土石坝运用中的四大问题：（1）稳定方面土石坝的基本剖面为梯形或复式梯形，散粒体材料，抗剪强度低，上下有坝坡平缓，不会产生整体滑动，但坝坡得失稳常见。应计算、采取措施。（2）渗流方面（3）冲刷方面（4）沉陷方面第十四页，共25页。（1）稳定方面由于填筑坝体的土石料为松散体，抗剪强度低，上下游坝坡平缓，坝体体积和重量都较大，所以不会产生水平整体滑动。土石坝失稳的形式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。坝坡滑动会影响土坝的正常工作，严重的将导致工程失事。第十五页，共25页。（2）渗流方面

土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。A、现象：水分子在空气介质中运动。B、在坝体内的自由水面叫浸润面。C、面与土料剖面的交线叫浸润线D、线以下的土料承受的压力、土的内摩擦角和粘结力C下降对黏定不利。E、土坝渗流分为：坝体渗流、坝基渗流、岸坡渗流、集中渗流。F、破坏：①对稳定的影响。②渗流破坏：流土、管涌、接触流土、接触冲刷等。③水量损失：水库损失。必须采取相应的防渗措施，上拦下排，确保安全。第十六页，共25页。（3）冲刷方面

土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低。坝体上下游水的波浪将在水位变化范围内冲刷坝坡；降落在坝面的雨水沿坝坡下流，也将冲刷坝坡。故需要①在土石坝上下游坝坡设置护坡；②坝顶及下游坝面布置排水措施，以免雨水影响；③坝顶在最高库水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫过坝顶造成事故。④布置泄水建筑物时，注意进出口离坝坡要有一定距离，以免泄水时对坝坡产生淘刷。

第十七页，共25页。（4）沉陷方面由于土石料存在较大的孔隙，在自重及水压力作用下，会有较大的沉陷。为防止坝顶低于设计高程和产生裂缝，施工时应严格控制碾压标准并预留沉陷量，使竣工时坝顶高程高于设计高程。

（5）其他问题冰冻日长、动物的挖洞等破坏。方法：多检查，勤处理。(老鼠、青蛙、蛇)

设计要求：①明确设计任务，充分发挥土坝坝型的优点。因地制宜，就地取材，确定合理的方案。②设计步骤：坝型选择拟订平面尺寸校核计算渗流计算稳定计算修改剖面细部设计第十八页，共25页。三、土石坝的类型

（一）按坝高分类高度在30m以下的为低坝高度在30~70m之间的为中坝高度超过70m的为高坝。坝高:从清基后的地面算起.（二）按施工方法分类

（1）碾压式土石坝。（2）水力冲填坝。（3）定向爆破堆石坝。

（三）按坝体防渗体的相对位置分类

1．土坝（1）均质坝：（2）粘土心墙坝和粘土斜墙坝：（3）人工材料心墙和斜墙坝：（4）多种土质坝：2．土石混合坝3．堆石坝第十九页，共25页。

1．土坝

土坝的类型：第二十页，共25页。

2．土石混合坝

土石混合坝的类型：第二十一页，共25页。

3．堆石坝

堆石坝的类型：第二十二页，共25页。国内最高砾石土芯墙堆石坝——瀑布沟水电工程瀑布沟水电站（20