土石坝的构造

2023/10/231土石坝的构造DetailsofEarth-RockDam2023/10/232土石坝的构造主要包括坝顶、护坡、

防渗体和排水设施等四个部分。一、防渗体按防渗体材料可分为：土质防渗体：粘性土心墙和斜墙等；非土质材料防渗体：沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、斜墙、面板和复合土工膜等。1．土质防渗体实践证明：土质防渗体的断面及厚度取决于防渗体土料的允许比降，在设计中通常采用渗流平均允许比降[J]作为控制条件；2023/10/233允许比降最大作用水头H与允许比降的比值：T=H/[J]。工程中：理论计算的防渗体断面可能太薄，其对抗震抗裂不利。为此，根据实际工程经验提出的允许比降：心墙不宜大于4.0，斜墙不宜大于5.0据此求出土质防渗体底部的厚度。土质防渗体顶部最小厚度宜取3.0m。心(斜)墙顶部、上游墙面应设保护层，其厚度不得小于1.0m。土质防渗体与坝壳的上、下游接触面，如不能满足反滤要求，均须设置反滤层。2023/10/234土质防渗体坝（a）粘土心墙坝；（b）粘土斜墙坝2023/10/2352．非土质材料防渗体（1）沥青混凝土防渗体沥青混凝土具有:塑性和柔性好；防渗性能较好。渗透系数约10-7～10-10cm/s；厚度通常取40～125cm。对于中低坝，其底部厚度可采用坝高的1/40～1/60，顶部但不应小于30cm。沥青混凝土斜墙坝：沥青混凝土斜墙做成双层式，即在两层沥青混凝土防渗层之间夹一层由贫沥青混凝土铺成的排水层，其作用是排除渗过首层防渗层的渗水。近年来许多工程都倾向于采用简单的单层式沥青混凝土斜墙。2023/10/236沥青混凝土面板构造1-沥青砂胶；2-沥青砂浆；3-沥青混凝土（分3层浇筑）；4-排水层；5-沥青混凝土（分2层浇筑）；6-整平层；7-沥青砂浆；8-碎石垫层；9-混凝土截水墙；10-沥青砂浆；11-滑动层第七节土石坝的构造2023/10/237（2）钢筋混凝土面板第七节土石坝的构造钢筋混凝土防渗体：在堆石坝中应用，少量土坝有采用。防渗体的型式，以面板或心墙防渗体的。如广东飞来峡水库的副坝就是用钢筋混凝土做成心墙防渗体的土坝。3、复合土工膜

利用土工膜作坝体防渗体材料：可以降低工程造价，而且施工方便快速，不受气候影响。多或少对2级以下的低坝，可采用土工膜代替粘土、混凝土等，作为坝体的防渗体材料。2023/10/238二、坝顶、护坡、（一）坝顶坝顶可采用碎石、单层砌石、沥青或混凝土护面，IV—V级的土石坝也可用草皮护面。当坝顶有交通要求时，坝顶护面应满足公路路面的有关规定。为排除降雨积水，坝顶护面可向下游侧放坡，坡度在2%～3%之间，并做好向下游的排水系统。坝顶上游侧宜布置防浪墙，墙顶应高于坝顶1.00～1.20m，墙底必须与防渗体紧密结合。防浪墙应做成坚固不透水的结构。第七节土石坝的构造2023/10/239坝顶及防浪墙构造图2023/10/23102023/10/23112023/10/2312二、护坡设置护坡的目的：是为了保护上游坝坡免受波浪淘刷；顺坡雨水水流冲刷、冻胀干裂；冰层和漂浮物等的危害作用；还有防止无粘性土料被大风吹散，蛇、鼠和土栖白蚁等动物在坝坡中营洞造穴等危害。

因此，坝坡表面为土、砂砾石等土石料填筑时应设置专门的护坡。第七节土石坝的构造2023/10/23131．上游护坡上游坝面要有足够抗冲能力。已建造的土石坝，多采用1）堆石；2）干砌石；3）浆砌石护坡；4）混凝土护坡。第七节土石坝的构造2023/10/2314干砌石护坡1-干砌石；2-垫层；3-坝体第七节土石坝的构造2023/10/23152023/10/23162023/10/2317第六节土石坝的构造图5-26混凝土板护坡矩形板；(b)六角形板矩形混凝土板；2-六角形混凝土板；3-碎石或砾石；4-木板柱；5-结合缝2023/10/23182023/10/23192023/10/23202．下游坝坡下游坝坡工作条件相对上游坝坡好些，一般宜简化设置。下游护坡型式一般有：1）草皮护坡；2）单层干砌石护坡；3）卵石或碎石护坡；4）混凝土框格填石护坡；5）其他型式。第五章

土石坝2023/10/23212023/10/23222023/10/23232023/10/23242023/10/23252023/10/23263．坝面排水除了干砌石或堆石护坡之外，下游坝坡均须设置坝面排水，排水应包括坝顶、坝坡、坝头及坝下游等部位的集水、截水和排水措施。同时，坝坡与岸坡连接处也应设排水沟，其集水面积应包括岸坡积水面积在内。坝面排水系统的布置（图5-27）、排水沟的尺寸和底坡应由计算确定。排水系统应纵横贯通，有马道时，纵向排水沟宜设在马道内侧，竖向排水沟可每隔50～100m设一条。排水沟的横断面可用混凝土浇筑或浆砌石砌筑，一般断面尺寸应不小于深0.2m，宽0.3m。第五章

土石坝2023/10/2327坝面排水系统的布置图5-27（单位：m）1-坝顶；2-马道；3-纵向排水沟；4-横向排水沟；5-岸坡排水沟；6-草皮护坡；7-浆砌石排水沟

2023/10/23282023/10/2329三、坝体排水和反滤层对渗入坝体内的水量。应设置排水设施，将渗水快速，有计划地排出坝外，以达到降低坝体浸润线和孔隙压力，防止渗流逸出区域产生渗透变形，保证坝坡稳定。坝体排水应满足如下三点要求：①排水体能自动地向坝外排出全部渗水；②排水体应便于观测和检修；③排水体应按反滤要求设计。常用的排水设施有如下几种形式：2023/10/23301、贴坡排水图5-30贴坡排水1-浸润线；2-护坡；3-反滤层；4-排水；5-排水沟2023/10/23312、棱体排水2023/10/23323．坝内排水坝内排水包括水平排水、竖式排水、网状排水带、排水管等。第六节土石坝的构造2023/10/23332023/10/2334竖式排水、网状排水带、排水管2023/10/23354．综合型排水2023/10/2336四、土工合成材料在土石坝防渗和排水中的应用1、土工膜2、土工织物3、其他土工合成材料2023/10/2337处理铁路路基2023/10/2338垃圾填埋场2023/10/2339围海工程2023/10/2340防汛抢险2023/10/2341圆明园防渗工程土工膜防渗2023/10/2342渠道防渗2023/10/23432023/10/2344排水管2023/10/2345土工网2023/10/23462023/10/23472023/10/2348五、土石坝的裂缝控制（一）裂缝的类型和成因按成因分1、干缩和冻融裂缝2、沉降裂缝3、水力劈裂引起的裂缝4、地震引起的裂缝5、滑坡