土石坝设计浅析.ppt

一剖面设计 二.构造设计 三.渗流计算 四.稳定计算 土石坝设计 一.剖面设计 1.坝顶高程 2.坝顶宽度 3.坝坡及平台 绘制土石坝轮廓图 1.坝顶高程 一、剖面设计 平均波高计算式 平均周期 Tm=4.438hm0.5 平均波长 平均爬高 根 据 査 R 水面风壅高度 安全超高A 查表 安全加高 Y ＋ ＋ 静 水 位 坝顶高程 已知：v10=15.8m3/s，D=552m 设计洪水位时：v0=1.5×15.8=23.7m/s， 坝前水深：H=32.79m；平均水域深：Hm=22.99m 校核洪水位时：v0=23.7m/s 坝前水深：H=34.06m， 平均水域深：Hm=24.26m 代入数据得：设计洪水位时坝顶高程为167.99+1.572=169.56m 校核洪水位时坝顶高程为169.26+0.920=170.18m 在上游侧设置0.8m高的防浪墙，则坝顶高程为170.18-0.8=169.38m，坝高为169.38-135.2=34.18m。 以坝高的1%为预留沉陷值，则施工高程为169.38+34.18×1%=169.72m。 ＋ 1.坝顶高程 一、剖面设计 2.坝顶宽度 根据运行、施工、构造、交通和人防等方面的要求综合研究确定。我国土石坝设计规范要求中低坝的最小顶宽为5～10m。该坝的高度为34.15m30m,属于中坝，坝顶为了满足交通要求，取坝顶宽度为8m。 一、剖面设计 3.坝坡 （1）坝坡：对于中低高度的均质坝，其平均坡度均为1:3；上游坝坡沿高程分为3段，自上而下的坡度为1:2.75、1:3.0、1:3.50；下游坝坡沿高度分为3段，自上而下坡度为1:2.5、1:2.75、1:3.50。 （2）平台：在上、下游变坡处设平台，宽2m；下游平台设集水沟。 一、剖面设计 一、剖面设计 二.坝体构造 1.坝顶 坝顶上面用碎石铺设路面。坝顶向下游倾斜3%的坡度，上游侧设0.8m高的防浪墙，下游侧铺设缘石，如下图所示 1──防浪墙；2──100井混凝土路面厚20；3──砂石垫层厚30；4──路肩石； 2.坝体防渗 设计土石坝采用壤土筑坝，渗透系数较小，所以壤土就是防渗材料。 3.坝基处理 一般土石料的渗透系数不超过1×10-5cm/s即可作为防渗材料，该地基的的强、弱分化带的透水性均不满足防渗要求，砂砾石厚度4.0+4.8=8.8m＜15m，地基整体开挖至135.2m的高程，并在坝基上采用明挖回填粘土截水槽，截水槽下部厚度为8.5m＞H/4=8.245m，开挖深度为8m，为了加强截水槽与岩石的连接，在截水槽底部再挖4m×0.5m的齿槽，截水槽开挖边坡为1:1，两侧设0.4厚的粗砂层。截水槽设于底部中心点距上游坝踵90m。 4.坝体排水设备 采用堆石棱体排水设备。 1──碎石厚20；2──卵石厚40；3──干砌块石厚35；4──堆石 5.护坡和坝坡排水 （1）护坡： 1）上游护坡：上游坝面设干砌石护坡，厚度为0.5m，下面设0.2m的碎石垫层。护坡范围上至坝顶下至死水位一下1m，如下图所示。 1──干砌石50；2──碎石20 2）下游护坡：下游护坡采用草皮护坡。草皮厚0.2m，草皮下垫一层厚为0.2m的腐殖土。 （2）在下游坝段设纵横连通的排水沟，沿坝与岸坡的结合处，也设置排水沟。坝面上纵向排水沟沿马道内侧布置，沿坝轴线方向每隔100m设一条横向排水沟。 1──马道；2──浆砌石排水沟；3──草皮；4──腐植土 三.渗流计算 1.正常高水位 五渗流计算 1.正常蓄水位情况 已知：上游水位：166.7m；坝前水深H1=31.5m；坝高34.18m； 渗透系数K=2.0×10-4cm/s；m1=3.08；m2=2.92 （1）虚拟矩形宽度： L1=（169.38-166.7）×3.08+8+（169.38-138.7）×2.92-（138.7-135.2）×1.5=100.59m L′=△L+L1=13.55+100.59=114.14m （2）单宽流量： （3）浸润线方程： 2.设计洪水位 3.校核洪水位 与正常蓄水位同理： 与正常蓄水位同理： 根据上表数据绘制渗流曲线: 由图可知，以上三种情况下的渗流曲线没有相交点，说明渗流分析结果是合理的。