《水工建筑物》课件——模块四：土石坝.pptxVIP

模块四：土石坝4.1土石坝的特点和类型

土石坝的工作原理土石坝是一种极为古老的坝型，早在很久以前，人类就知道用散粒体，石料等当地材料来填筑坝体从而形成挡水建筑物，其自然的剖面形状为梯形。土石坝是土坝、土石混合坝和堆石坝的统称，是人类最早建造的坝型。由于土石坝筑坝材料主要来源于坝址附近，所以也叫做当地材料坝。土石坝历史悠久，施工方便，由于土石坝对地基要求低和现代化施工技术的高速发展，土石坝在国内外广泛运用。土石坝

土石坝的特点（a）可以就地取材，节约大量的水泥、木材和钢材，减少工地对外的运输量。随着土石坝设计和施工技术的发展，放宽了对筑坝材料的要求，几乎任何土石料均可以筑坝。(b)能适应各种不同的地形、地质和气候条件。任何不良的坝址地基，经处理后均可筑坝。

土石坝的特点土石坝与其他坝型相比，其结构简单，施工工序少，施工技术容易掌握，即可以人力施工，又可以采用高度机械化的设备进行施工。

土石坝的特点运行、管理及维修方便，加高、扩建、维修容易。土石坝的坝坡缓，体积大，工程量大。土石坝一般不允许坝顶溢流，必须在河岸上另开溢洪道或其他泄水建筑物。在河谷狭窄、洪水流量很大的河道上施工时，导流比较困难。黏性土料的填筑受气候影响比较大。

土石坝的类型土石坝按坝高可分：低坝，高度在30米以下为低坝；中坝：高度在30~70米为中坝；高坝：高度超过70米为高坝；按施工方法分类：碾压式土石坝：碾压式土石坝是分层铺土石料、分层压实填筑的，坝体质量良好，目前最为常用，世界上现有的高土石坝都是碾压式的。按照土料在坝身的位置和防渗所用的材料类型，碾压式土石坝可分为以下几种：按坝高分类

土石坝的类型坝体基本上由均一的黏土料筑成，整个坝体用于防渗并保持自身的稳定。均质坝用透水性较好的砂石料做成坝壳，以防渗性较好的土质做防渗墙。防渗墙设在坝体中央或稍向上游倾斜的称为心墙坝或斜墙坝，设在靠近上游面的称为斜墙坝。黏土心墙坝和黏土斜墙坝

土石坝的类型防渗体有沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料，其余部分用土料构成。人工材料心墙和斜墙坝坝身由几种不同的土料筑成。多种土质坝

土石坝的类型水力冲填坝是以水力为动力完成土料的开采、运输和填筑等全部工序而建成的坝。其施工方法是用机械抽水到高出坝顶的土场，以水冲击土料形成泥浆，然后通过泥浆泵将送至坝顶，再经过沉淀和排水固结而筑成坝体。这种坝因筑坝质量难以保证，目前很少采用。水力冲填坝

土石坝的类型水中填土坝是用于崩解的土料一层一层倒入，由许多小土提分隔围成的、静水中填筑而成的坝。这种施工方法无需机械压实，而是靠土的重力进行压实和排水固结。该法施工受雨季影响小，工效较高，且不用专门碾压设备，但由于坝体填土干容重低，抗剪强度小，要求坡缓，工程量大。水中填土坝

土石坝的类型定向爆破堆石坝是按预定要求埋设炸药，使爆出的大部分岩石抛填到预定的地点而堆成的坝。这种坝填筑防渗部分比较困难。定向爆破堆石坝

土石坝的类型按坝体材料所占比例可分为以下三种：土坝：土坝的坝体材料以土和砂砾石为主。土石混合坝：当两种材料均占相当比例时，称为土石混合坝。堆石坝：以石渣、卵石、爆破石料为主，除防渗外，坝体的绝大部分或者全部由石料填筑起来的称为堆石坝。

课程小结土石坝是一种极为古老的坝型，由于土石坝筑坝材料主要来源于坝址附近，所以也叫做当地材料坝。

思考题土石坝为什么坝身上不能开设溢洪设施？

土石坝4.2土石坝工作条件及设计要求

问题导入土石坝对地基条件适应性强、就地取材、充分利用建筑物开挖料、造价较低，是世界各国广泛采用的坝型。稳定、渗流、冲刷、沉陷等方面具有哪些工作条件和设计要求呢？

一、稳定方面1.工作条件坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。滑裂面形式2.设计要求上下游坝坡平缓，足够的抗滑稳定能力。（a）、（b）圆弧滑裂面；（c）、（d）直线或折线滑裂面；（e）、（f）复合滑裂面1—坝壳；2—方渗体；3—滑裂面；4—软弱层

二、渗流方面1.工作条件坝体内形成由上游向下游的渗流，引起渗透破坏、水库渗漏、坝体滑坡等。土石坝渗流示意图

二、渗流方面2.设计要求（1）做好防渗措施（a）塑性斜墙土石坝（b）塑性心墙土石坝面板堆石坝

二、渗流方面（2）做好下游排水设施贴坡排水棱体排水褥垫排水管式排水综合排水

三、冲刷方面1.工作条件坝体上下游水的波浪将在水位变化范围内冲刷坝坡；波浪沿坡爬升很高甚至翻过坝顶；降落在坝面的雨水沿坝坡下流冲刷坝坡；靠近土石坝的泄水建筑物在泄水时激起水面波动有冲淘作用；季节气温变化也可能使坝坡受到冻土膨胀和干裂的影响。2.设计要求（1）土石坝上下游坝坡设置护坡，坝顶及下游坝面布置排水。（2）坝顶在最高水位以上预留一定的超高。（3）布置泄水建筑物时，注意进出口与坝坡要有一定距离。干砌石护坡混凝土板护坡

1.工作条件四、沉降方面