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1、第七节第七节 土石坝的构造土石坝的构造Details of Earth-Rock Dam2024/2/101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；2024/2/102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
2、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。q土质防渗体顶部最小厚度宜取3.0m。q 心(斜)墙顶部、上游墙面应设保护层，其厚度不得小于1.0m。q 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。2024/2/103土质防渗体坝土质防渗体坝（a a）粘土心墙坝；粘土心墙坝；（b b）粘土斜墙坝粘土斜墙坝2024/2/1042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10-710-10cm/s；厚度通常取40125cm。对于中低坝，其底部厚度可采用坝高的1/401/60，顶部但不应小于30cm。沥青混凝土斜
3、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。2024/2/105沥青混凝土面板构造沥青混凝土面板构造1-1-沥青砂胶；沥青砂胶；2-2-沥青砂浆；沥青砂浆；3-3-沥青混凝土（分沥青混凝土（分3 3层浇筑）；层浇筑）；4-4-排水层；排水层；5-5-沥青混凝土（沥青混凝土（分分2 2层浇筑）；层浇筑）；6-6-整平层；整平层；7-7-沥青砂浆；沥青砂浆；8-8-碎石垫层；碎石垫层；9-9-混凝土截水墙；混凝土截水墙；10-10-沥青砂浆沥青砂浆；11-11-
4、滑动滑动层层第七节土石坝的构造2024/2/106（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：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。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。心墙防渗体的土坝。3 3、复合土工膜、复合土工膜 利用土工膜作坝体防渗体材料：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，不受气可以降低工程造价，而且施工方便快速，不受气候影响。候影响。多或少对多或少对2 2级以下的
5、低坝，可采用土工膜代替粘土、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。混凝土等，作为坝体的防渗体材料。2024/2/107二、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，IVV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1.001.20m，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2024/2/108坝顶及防浪墙构造图坝顶及防浪墙构造图2024/2/109
6、2024/2/10102024/2/1011二、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2024/2/10121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2024/2/1013干砌石护坡干砌石护坡1-1-干砌石；干砌石；2-2-垫层；垫层；3-3-坝体坝体第七节 土石坝的构造2024/2/1
7、0142024/2/10152024/2/1016第六节 土石坝的构造图图5-26 5-26 混凝土板护坡矩形板；混凝土板护坡矩形板；(b)(b)六角形板六角形板矩形混凝土板；矩形混凝土板；2-2-六角形混凝土板；六角形混凝土板；3-3-碎石或砾石；碎石或砾石；4-4-木板柱；木板柱；5-5-结合缝结合缝2024/2/10172024/2/10182024/2/10192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。第第五五章章 土土石石坝坝2024/2/10202024
8、/2/10212024/2/10222024/2/10232024/2/10242024/2/10253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50100m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。第第五五章章 土土石石坝坝2024/2/1026坝面排水系
9、统的布置图图5-27 5-27 （单位：（单位：m m）1-1-坝顶坝顶；2-2-马道；马道；3-3-纵向排水沟；纵向排水沟；4-4-横向排水沟；横向排水沟；5-5-岸坡排水岸坡排水沟；沟；6-6-草皮护坡；草皮护坡；7-7-浆砌石排水沟浆砌石排水沟 2024/2/10272024/2/1028三、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：排水体能自动地向坝外排出全部渗水；排水体应便于观测和检修；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：2
10、024/2/10291 1、贴坡排水、贴坡排水图图5-30 5-30 贴坡排水贴坡排水1-1-浸润线；浸润线；2-2-护坡；护坡；3-3-反滤反滤层；层；4-4-排水；排水；5-5-排水沟排水沟2024/2/10302、棱体排水、棱体排水2024/2/10313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2024/2/10322024/2/1033竖式排水、网状排水带、排水管2024/2/10344综合型排水2024/2/1035四、土工合成材料在土石坝防渗和排水中四、土工合成材料在土石坝防渗和排水中的应用的应用l1、土工膜、土工膜l2、土工织物、土工织物
11、l3、其他土工合成材料、其他土工合成材料2024/2/1036处理铁路路基处理铁路路基2024/2/1037垃圾填埋场垃圾填埋场2024/2/1038围海工程围海工程2024/2/1039防汛抢险防汛抢险2024/2/1040圆明园防渗工程圆明园防渗工程土工膜防渗土工膜防渗2024/2/1041渠道防渗渠道防渗2024/2/10422024/2/1043排水管排水管2024/2/1044土工网土工网2024/2/10452024/2/10462024/2/1047五、土石坝的裂缝控制五、土石坝的裂缝控制l（一）裂缝的类型和成因（一）裂缝的类型和成因l按成因分按成因分l1、干缩和冻融裂缝、干缩和
12、冻融裂缝l2、沉降裂缝、沉降裂缝l3、水力劈裂引起的裂缝、水力劈裂引起的裂缝l4、地震引起的裂缝、地震引起的裂缝l5、滑坡裂缝、滑坡裂缝2024/2/1048（二）裂缝的防止和控制（二）裂缝的防止和控制l1、改善坝体结构或平面布置；、改善坝体结构或平面布置；l2、重视坝基处理；、重视坝基处理；l3、适当选用坝身土料；、适当选用坝身土料；l4、采用合宜的施工措施；、采用合宜的施工措施；2024/2/1049（三）裂缝处理（三）裂缝处理查明性状，分析原因查明性状，分析原因l1、表面裂缝、表面裂缝-挖除回填挖除回填l2、深部裂缝、深部裂缝-灌浆处理灌浆处理l3、严重裂缝、严重裂缝-砼防渗墙砼防渗墙2024/2/1050
