水利工程土石坝与堤防培训讲义

第二章土石坝与堤防第一节概述第二节土石坝剖面设计第三节细部构造与坝体材料第四节渗流分析第五节土石坝稳定分析第六节土石坝的坝基处理第七节堤防与河道整治建筑物第一节概述土石坝是指由土料、石料或土石混合料，采用抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。由于筑坝材料主要来自坝址区，因而也称为当地材料坝。堤防是沿河岸修建构筑的护岸建筑物，大多数采用土石坝的结构形式，在许多方面土石坝与堤防都存在共性。土石坝历史悠久，是应用最为广泛和最有发展前途的一种坝型。一羽、悔土进石跟坝仆的涛工化作盏特逮点冶和勤设框计积要岁求（一但）稳善定土乏石铺坝擦失俘稳筝的尸型低式稀，捐主飘要蔬是遮坝免坡婶的党滑说动哄或厘坝暴坡爹连用同劝部蒸分鸟坝怀基斑一沿起滥滑仙动性，躲影味响揉坝亭体蕉的跳正拨常造工柜作产，资甚姻至教导跪致延工测程呀失井事煌。蛋为录确庸保狐土睁石控填霜筑熊体简的找稳六定钱，鸣土盘石华坝未断虑面任一窑般智设偏计护成蒸梯权形欺或霞复举合依梯戴形漫，谜而亲且服边寸坡苗较鞭缓乔。（二疯）渗甩流渗松流椒不漏仅卧使园水顾库米损嗽失输水呜量环，饰还滋会倾使窃背瓶水屋面拉的鄙土埋体临颗耽粒谅流给失极、企变近形美，扣引镜起什管杆涌匆和珠流单土耽等厕渗废透霸破塑坏饿。防止箭渗流完破坏蜡的原捞则是餐“前绞堵后宿排”饿。（蒜三拜）鸦沉纺陷由盐于惜土捐石盒颗介粒稀之少间叨存抬在阿较测大筝的多孔钱隙五，桂在息外矛荷灭载沈的拘作家用犬下愁，代易兵产伙生测移宝动娇、箭错蝇位涛，务细棚颗哀粒超填坊充筛部预分贯孔苍隙殃，绿使添坝敢体取产痒生惰沉堡降棍，嫂也皆使躲土零体静逐盘步据密准实惑、涛固皇结剥。（通四奖）贩冲套刷土勒石阴坝戴为汤散泪粒糊结秘构角，绝抗冻冲爽能纠力束低走，躬受恰到耗波关浪晚、拴雨咬水笑和宾水绵流球作饰用棍，肤会阴造宣成汉冲盏刷悲破孔坏稀。（可五朵）溉其娘他冬邮季赔结幼冰盈、泛夏分季误干脖裂响、啄地灭震歉影覆响愤、汽穴血居因动封物谢影妻响怒等盟。二、马土石德坝的使类型（弊一改）嫌按翁坝海高偷分订类土石异坝按般其坝甜高可阶分为沿低坝外、中蔬坝和使高坝脆。（二跃）按底施工杀方法制分类1、碾英压式缓土石吸坝2、五水习力合冲坦填屡坝3、定嗽向爆笨破堆幼石坝（恭三痒）丝式按自防捞渗醒材摸料哄及魄结暗构伍不密同1、守均蜓质展坝2、土欲质防滤渗体转分区准坝3、人位工防草渗材乎料坝4、过竹水土宪石坝（孕四忠）卵按土坝挤体聚材辅料五所茅占策比吉例1、增土洪坝2、土递石混流合坝3、疾堆饭石信坝第二顿节谁土石始坝剖层面设卡计剖飞面央设乏计贪是毯土裳坝弯设景计席的革主务要支内间容满，时包冰括邪坝居顶查高这程丑、矮坝书顶薄宽拼度梦、运上聚下答游卷坝堵坡恨、总防瞧渗涌结桶构屋、沙排倚水质结绘构庆及扛其斑细练部璃构危造趋。设计片步骤华：计前算坝使顶高堵程，牧根据悉具体浇要求炉和经原验拟饮定剖躲面，豪进行欲渗流方计算拿，最以后进零行坝第坡稳碰定分肉析，逃根据陆稳定话分析蛋的结探果判锤断坝迟剖面屑的合老理性烦。一境般需风要多缠次重省复以怒上步泪骤，去直至混得到延合理蕉的剖熊面。一惨、陪坝叛顶四高宴程坝顶叶高程锹按水顽库静隐水位厉加上细防浪度超高张来确估定，格规范宁规定者，按蛙下列颗运用恢条件侦计算辞，取变其大老者。（1）的设旗计向洪不水发位觉加炕正驰常熟运易用盐条常件勺的宇坝潮顶漆超殃高逮。（2）正坦常蓄梅水位滨加正偏常运济用条沉件的摔坝顶驱超高秒。（3）嫌校贷核惰洪胡水灰位娘加绪非械常溉运碑用翠条油件意的岩坝唇顶涝超磨高沉。（4）正乎常蓄盒水位哈加非脏常运问用条砖件的鄙坝顶孝超高壶，再抵加地办震安盛全超席高。坝哲顶管超擦高御的炭计航算庙公宿式末如搬下（二魔）坝柄顶宽分度坝赚顶乔宽秒度浸主好要快满委足唇运泡行序、搏施排工职、肥交葛通签和堤人粥防摩等巧要券求存。（三阻）坝统坡同延种性土犁质躲的朝坝载体俗，竖上帮游济坡竿要幅比掏下管游暮坡捉缓边些陕。心雾墙偿坝闯上称下彼游困坝筑壳帝一遮般负比精均戚质滑坝陷陡申。蚂斜堵墙裳坝舟的嫁上捕游助坝掠坡皆较逝缓音，让而应下告游票坝哗坡具和培心恶墙轰坝激相缝仿巡寿。地基消条件烟好、顽土料骗碾压敏密实增的，导坝坡全可以纹陡些锡，反床之则邪应放饲缓。用遮黏按性炉土造料帆做的成纵的拾坝低坡堡，不常壳沿衔高才度陆分厕成堪数里段福，栽从耽上仙而突下弟逐堂渐搅放居缓以。敢砂急土醋和诸堆方石冬可山采灯用绒均府一御坡蚀率叉。第城三钥节某细绕部越构缩慧造娃与码坝充体舰材然料一繁、渣防愧渗欧体设置绢防渗拒设施颗的目孔的是扬减少讨通过崖坝体示和坝缸基的剂渗漏兵量，插降低黑浸润犁线，叔以增慕加下庸游坝愤坡的慢稳定粥性；央降低软渗透控坡降卖以防政止渗怨透变御形。（搅一寒）童土奔质植心姻墙（二行）土塑质斜秋墙（三婆）非谁土料学防渗摩体1、沥筐青混萌凝土偶防渗替体2、槽钢广筋敞混治凝止土倚防园渗博体二、馒坝体分排水土石象坝坝弟身排他水设央施的港主要素作用员是：稍①降参低坝闷体浸油润线喘，防团止渗桌流逸耗出处筋的渗帮透变箱形，裳增强击坝坡谣的稳市定性捉；②融防止忍坝坡饰受冰快冻破级坏；烫③有述时也海起降脚低孔砍隙水导压力聋的作出用。（一坑）堆上石棱旨体排湖水（二夸）贴灯坡排拘水（三页）褥搅垫排丑水（四网）组吐合式拜排水三维、升坝便顶细及鸣护演坡（一羊）坝缎顶坝密顶厦一骄般兔采责用朱碎稻石渔、督单区层供砌瓜石饰、疼沥辅青振或恼混羡凝跌土炭路块面恶。宅如邻坝软顶垦有劝公闭路值交获通夜要杠求答，除坝追顶绑结厌构刃应虏满喘足毁公分路纹交释通搞路臂面详的吴有纳关批规俘定鲜。（授二脊）条护殿坡护佣坡吼的争主梦要部作屋用犁是跃保狼护头坝丸坡娱免卖受房诚波限浪得和瞎降穷雨撞的垮冲戏刷那；智防无止炮坝袋体达的诊黏凝性名土经发绑生翻冰草结偿、消膨幻玉胀宇、仅收仗缩柔现妇象瓜。1、喂上歇游与护四坡上济游猫护今坡络可惨采婆用而抛忙石剪、洞干临砌彻石伏、污浆张砌搅石附、梨混海凝冰土逆块闭（暖板接）冒或俱沥龄青兵混垂凝恋土体，堂其撞中赖以译砌少块沈石欠护乌坡机最龄常满用报。2、乏下撒游渣护惧坡下游捷护坡望可采撕用草瓜皮、垒碎石社或块深石等言，其驳中草既皮护窜坡是唐最经柏济的割形式畜之一普。四、胃坝体辅各部成分对架土料册的要圈求（翻一科）柏均炉质难坝均徐质妥坝吓的仇土腥料听应凭具猜有诞一村定猪的昼抗黄渗苏性氧能咬；运对球粒先径建及烦有矮机砖质项含捎量溪也易有惊一面定死的尘要泼求忍。（二表）心熔墙坝年和斜点墙坝蔑的坝启壳坝古壳案土坑石涝料波主谁要壮是粪为叨了嘱保漆持寒坝锈体另的喝稳浴定歼性姥，梯一尘般闪要亲求蒙有寸较渔高榆的翅强例度警。（使三愤）首土得质隶防月渗石体对防哑渗性梨、水墙溶盐镇含量误及有裁机质填含量扑有要冻求。（四轿）排弓水设裤施和粒砌石顺护坡蚀用石至料要稻求魂具火有据较夕高丙抗叔压马强眼度裂，叫良伶好勾的驻抗个水再性据、宋抗桑冻夫性镜和社抗闲风搭化称性酱的这岩皂石须。五、而填筑既标准土肉石哥料伞的吨填婶筑体标眠准池是景指均土抽料伐的惊压亡实寻程捆度篮及寒其锁适鼻宜衫含乘水早量器。（一导）黏剥性土坟的填筑筑标样准对不亩含砾稍或含色少量月砾的驶黏性补土料贸的填爪筑标朽准应捷以压实纠度和最优息含水厦率作邪为倍设苏计裹控永制顺指应标乒。贪设让计翠干课密荒度表应农以霸击缝实招最谊大掩干梨密理度伙乘朽以堂压默实握度述求疤得车。（二跃）非笼黏性距土料皱的填伟筑标易准它的木压实闭程度薪一般绘与含敞水量贫关系夏不大政，而汤与粒普径级羊配和哈压实夹功能倦有密呼切关梦系。叶压密踏程度薯一般皱用相对拘密度来如表川示播。堆拆石精的禽填踪蝶筑巾标柴准籍，康宜权以孔隙乡丰率为闭设家计穗控愈制裕指草标位。第往四兔节胡渗艇流黑分责析一、唤渗流揭分析勿的概闯述（查一宽）争渗稀流盒分午析陕的虾目予的土石莲坝的野基本筝剖面边确定笑后，专需要览通过周渗流自分析营检验高坝体遣及坝廊基的息安全睁性，侵并为唉坝坡狭稳定企分析等提供蛋依据得。计池算内蕉容有滑：坝锣体浸鞠润线穗、渗走流出缺逸点爹的位旧置、雷渗透小流量属和各揪点的园渗透祝压力种或渗掩透坡枕降，允并绘鲜制坝雹体及爆坝基意内的辞等势棋线分端布图剪或流挪网图升等。（丧二鹿）湿计线算晨工饲况一般斗需要窝计算奸的工风况有蹈：①援上游捞正常限蓄水佣位与价下游颗相应分的最殃低水膀位；扎②上毯游设驾计洪闭水位鞠与下招游相肿应的常水位任；③扮上游拆校核啊洪水晓位与绸下游时相应播的水隐位；涉④库萍水位店降落汪时上解游坝准坡稳金定最第不利候的情静况。（三浮）计涉算方枝法（挪略）二揪、侧渗起流岸分狸析介的阵水驻力饮学赠法贺（冻略月）三傻、购渗缎流扎分铅析迈的子数道值轻计户算价法退（封略洽）四顺、惑土覆石滚坝虾的肆渗台流脖变戒形篇及纸其友防步治子措酬施（红一汽）液渗谈透捧变化形歇的乘型钻式1、管胳涌坝体迷或坝博基中孟的细适土壤此颗粒裕被渗故流带看走，迅逐渐判形成蓝渗流场通道爪的现奔象称亏为管拜涌或绍机械旨管涌恒。管头涌一费般发栋生在睁坝的未下游睛坡或浑闸坝柱的下姨游地场基面裁渗流膛逸出荣处。没有廉黏聚雄力的惜无黏泪性砂蚀土、棍砾石惕砂土习中容纲易发良生管疫涌。2、纸流茎土在围渗盟流垂作坦用亏下杠，僚成浇块熊的惩土器体刚被暮掀旁起杂浮争动五的风现灿象肠称德为魂流劲土渡。纸主匪要发洁生乞在绍黏垂性房诚土渴及疗均悄匀钥非狱黏诵性艰土宵体唐的传渗耀流屠出协口郊处。3、接免触冲迹刷当放渗寨流记沿鄙两分种吸不鹅同兰土须壤幼的汉接单触拦面慕或杀建雀筑讽物坟与叨地毕基虹的堡接枪触费面泡流仗动津时改，寒把拒其兼中孝细烦颗宴粒脉带焰走迅的喇现国象僚称握为乓接款触券冲战刷海。4、接炼触管谊涌和胃接触崖流土渗流背方向溉垂直主于两限种不荷同土上壤的泉接触搏面时晕，可耕能把逆其中哈一层炎的细导颗粒些带到蚂另一牺层的郑粗颗勇粒中伤去，俯称为橡接触怒管涌鬼。当穿其中怀一层鞋为黏炒性土烂，由船于含赌水量皮增大孩致使畜凝聚装力降迹低而帽成块城移动播，甚袜至形器成剥塘蚀时裕，称戏为接辰触流龄土。（二元）渗详透变躁形的抛判别渗流馅变形贝的判摄别包甩括两柔个方计面：紧渗透省类型笔与发量生条辛件。（偶三叔）裙防豆止泊发遵生疏渗耍透钓变闸形渗的辈措粪施防止嘱渗透股变形叠的工食程措胃施，锡一方无面是径降低冰渗流谈坡降趟从而含减小养渗流四速度东和渗羞流压灾力；激另一蓬方面都是增捉强渗废流逸都出处县土体盼抵抗叉渗透书变形练的能抛力。具睁体番工亡程穷措植施栽有伯：译①幅在俯上融游阶侧喘设破置呢水临平笼与尼垂济直民防垒渗普体盛，呜延控长星渗踢径落，掏降铃低累渗史透倘坡纲降得或路截增阻拒渗抓流氏；年②为在污下赛游慨侧尝设李置感排歪水扬沟挤或踪蝶减缴压拣井喂，鄙降扫低维渗罢流纲出敌口虽处敌的阵渗墙流遥压耻力重；③对可焰能发投生管寒涌的慕地段饶，需饱铺设影反滤输层，休拦截笋可能惕被涌赞流携岗带的狂细粒仍；④申对下按游可灭能发更生流捎土的准地段解，应打加盖统重，姓盖重集下的瓜保护短层也星必须设按反枝滤原惹则铺闹设。第五葡节唇土石畅坝稳短定分纸析一、例概述土石裤坝的振稳定宗性主充要是镜指边非坡稳跌定问览题。衣土石熟坝边意坡的疫失稳烂形式管主要集有滑各坡、芦塑性杯流动扶和液湾化三古种形读式。块其中许滑坡担主要拐有以岗下几貌种形屯式。（枝一廊）嗽曲棕线孔滑够动曲线原滑动弓面是退一个仿顶部纯稍陡播而底矛部渐搞缓的镇曲面允，多爽发生去在黏拦性土虑坝坡难中。（二朝）直罪线和告折线患滑动划面在浙均脸质球的蒜非纲黏熊性永土籍边封坡垮中摆，暴滑纷动阳面很一范般曾为倦直劫线裤；腔当楚坝俯体蚁的甩一墙部怕分梁淹立没耗在腐水另中掘时末，嘴滑云动汁面专可凳能款为牙折怕线坏。亲在竭不违同择土泪料爽的肚分束界苹面经，安也钢可厨能讯发欢生绿直盲线浊或岸折慈线鄙滑须动插。（三预）复耳式滑鬼动面复注式帆滑涉动唯面睛是美同惭时杜具齐有焦黏蜡性判土馒和纷非常黏哗性言土疾的聪土挑坝阅中朵常鞠出悔现代的旬滑郊动亭面惑型荐式美。二导、圆荷阁载亮及悼其强组宿合娘和在稳盘定融安狡全静系言数佳的喝标猛准（衡一传）盘荷活载胡及赚其乔组坑合1、基昆本荷虫载（1）自讲重。土遭坝电坝摸体斧自民重黑分搂三松种火情璃况旧来照考方虑神，旋即肺：镰在坡浸胖润孙线眠以锐上惯的落土偶体戴，障按跳湿攻容慢重稼计化算扶；趴在昂浸事润泻线处以屯下厦、塑下少游秋水咱面边线势以让上绒的伸土安体挥，班按缠饱户和创容民重取计龙算宴；亚在煎下数游老水奴位撤以牛下课的恐土字体刻，镜按韵浮诉容偷重灵计盏算拢。（2）渗陶透力陕。是在肌渗流弹场内该作用蚊于土斥体的陡体积没力。（3）孔永隙压著力。黏短性酱土遇在逐外疾荷嘴载铲的使作附用叶下欢产拒生莫压育缩牺，员由迫于勿土它体距内匀的烧空塞气卡和售水够一醋时谋来薪不科及肠排命出腔，慌外锦荷公载县便角由全土朵粒份和将空赔隙造中鸣的汗空雨气沿与注水戴来扇共搂同右承娘担夸。华其赢中衔，鉴由缝土天粒蝴骨闸架鹅承短担御的朋应粒力亭称艳为口有讨效锤应腐力说，济它裙在初土移体浑滑周动祝时顷能螺产蛮生俩摩驳擦刚力眯；得由丑空疫隙闸中估的岂水买和矛空警气蜓承恢担景的鸭应腰力谢称雕为给孔腰隙轨压过力眠，拔它梢不川能枪产帝生畏摩租擦治力懒。2、寸荷斤载段组础合土惯石匀坝兄稳潜定扯分较析榴的宜荷镜载筹组它合沿主赛要琴有宪正灰常王工灾作灰条饲件扇和剪非霸常眉运储用忌情查况稿。（1）正牲常工污作条削件。案①水储库上目游水登位处睬于正柿常蓄起水位强和设佣计洪彼水位迎与死荐水位帜之间票的各强种水嗓位的纸稳定健渗流垄期。矿②水录库水缩慧位在古上述盟范围陆内经嘱常性把的正合常降线落情折况。忘③抽阔水蓄鲁能电晋站的雷水库茂水位焰的经忧常性央变化侄和降拳落。（2）换非国常浮运名用吸情愈况药。歼①浅施半工假期均。怪②乘校弄核久洪婚水凉位吧有绢可滴能诞形弃成佳稳渴定南渗表流航的巴情众况走。形③唐水苗库杏水罚位贯的狠非渴常凉降救落刺。（光二扒）雷土份石辫坝惊坝膀坡厕稳渔定填安崇全龄系徒数棚标机准偿（老略僻）三望、屑土滑石奔坝扭边怎坡民稳赞定厨计惕算轧（埋略求）第岔六织节堂土宝石壁坝阵的柜坝疼基拉处唇理根滥据稠土忍石目坝婚地落基为条并件灾，宋地具基甘处链理芹的浊目积的猪大焰体峰可至归位纳缴为桂以索下占几恒个团方第面嫩：蛙①壮改属善溜地坑基屈的眯剪袖切跑特们性货，尚防蜘止哲剪拣切披破门坏钥，塑减并少因剪矮切赠变渠形启，优保榴证陈地偿基大不扭发高生松滑步动秒；矛②胜改行善根地幅基然的撒压膊缩淋性杜能惠，杰减泥少希不低均末匀凤沉串降济，晶以蔑限好制兰坝缺体示裂剑缝炒的趟发喷生碎；率③女减掠少央地观基焦的疏透滤水印性畅，戏降醉低极扬弯压胆力街和胖地气下栏水演位旨，周使蛛地括基捡以暮至泪坝贺身姜不即产陕生霸渗夸透跨变选形博，浙并择把巧渗挡流赤流刚量舌控产制桌在箭允毅许索的汇范助围嚼内图；缸④摇改梅善虏地抓基旷的胞动沙力怕特灾性质，喷防膀止羽液奥化昌。一爸、煮砂杀砾惩石培地被基协处蛋理砂砾僵石地徒基的污处理淹，主蚂要是蒸对地申基的此防渗胃处理极，通叫常采户取“炎上堵亲下排催”的薯措施土，“溜上堵座”包潮括水野平和鸦铅直质防渗咏措施狡，“膛下排寒”主攀要是躺排水母减压腿。（一蹈）垂挂直防舌渗设手施垂直脊防渗芹是解喷决坝扣基渗辜流问飘题效砍果最疏好的累措施雅。垂逢直防已渗的惨效果失相当洋于水拒平防妻渗效些果的3倍。呜因此堪在土融石坝脚的防困渗措艰施中伍，应窑优先染选择偷垂直父防渗瞒措施急。垂酱直觉防录渗述措朱施跨主顾要鲁有谈：炼黏甩性府土涨截农水盖槽看、霞混武凝色土浑防摊渗术墙凡、泰灌锋浆汪帷适幕询、幕板聚桩朋等签。（茫二砍）究水爪平哲防便渗替设晶施防渗评铺盖蒸是由逮黏性净土做掉成的坐水平蹄防渗倦设施仔，是拾斜墙法、心渣墙或葵均质瞎坝体帖向上绵游延左伸的季部分贤。当宏采用悦垂直市防渗赤有困乏难或烧不经孝济时巷，可厨考虑熔采用示铺盖圣防渗班。（三晴）排翅水减州压措岁施常蹈用尿的浙排碰水粘减饺压辈设蜡施护有耀排面水棋沟吹和杯排兽水茶减敲压惊井偏。二、饲细砂戚、软牲黏土走和湿邻陷性烫黄土猫地基仍处理第桶七粉节牛堤惩防洋与沈河协道郑整女治节建客筑柴物一某、捎堤丸防梦工护程堤脏防昌是承沿仔河徒流尽、经湖过泊吼、吧海基洋炒的龟岸有边浓或阀蓄澡滞冬洪姓区披、佛水吸库住库暮区冰的仁周温边因修事筑学的宋挡滚水鬼建滴筑辜物睁，木其哗作服用泉是逼抵奔挡佣河珠道竟洪牙水犁、照海睁潮神，站保种护采两厨岸致或炭海甩岸胞不蔽受校洪鸣水沟（硬海渡潮镇）棕威滤胁苹。些同曾时俭，侵堤患防稳也恼影磁响简岸梯区产雨吃洪拉的嘱排括泄赏，煮因喇此音，银必态须即设造置亮穿班堤喘排尖水泉建娇筑承物——水闸玩和泵算站。（一盾）堤牙防的浪类型怠和作桑用（1）堤泼防按贩其所逢在位堤置不弦同，摊可分恼为湖财堤、洪河堤物、海挂堤、款围堤匹和水液库中颗堤防沈五种理。（2）侮河鹿堤屡按府其角所宗在套位嫂置培和蕉重止要误性加，致又橡分原为间干摧堤畜、辅支车堤乐和菠民周堤旱。（3）租在判黄手河锐上扎，邮河敬堤洲常最分围为巴遥六堤演、窜缕让堤拿、叮格念堤忍、菠越岔堤灵和编月白堤咬五户种盘。（称二尸）略堤起线霉布玻置杨及萝堤痕型恳选团择1、堤吧线布博置2、堂堤笨型算选胆择二、锁河道东整治馋工程河出流柿无