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《水利工程概论》 Hydraulic Structure 项目二 土石坝(Introduction) 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 小浪底水利枢纽 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。 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 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 世界坝工之最 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。 二、土石坝的工作特点和设计要求 （1）稳定方面 （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。 （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。 （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 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 1．土坝 土坝的类型： 2．土石混合坝 土石混合坝的