1 前言1.1 工程概况工程位于，灌溉为主，兼顾发电、防洪等综合利用的水利水电枢纽工程。

1.2 设计任务简述土石坝，最高坝高 m,坝顶宽 m,坝顶长 m，上游平均坝坡，下游平均坝坡。

坝基座落在岩基上。

设计阶段应按水利水电有关技术规范规定进行设计，并提出设计成果。

2设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件2.2 本大纲遵循的规程规范及标准（1）GB50201—94 中华人民共和国防洪标准；（2）SL252—2000 水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准；（3）SL274—2001 碾压式土石坝设计规范；（4）SDJ213—83 碾压式土石坝施工技术规范；（5）SL237—1999 土工实验规程；（6）DL/T5073-1997 水工建筑物抗震设计规范；（7）SL47—94 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范；（8）DL/T5057—1996 水工钢筋混凝土结构设计规范；3基本资料3.1 工程等级和洪水标准根据《防洪标准》GB50201—94有关规定，根据工程总库容，水电站装机容量，应列为小（1）型二等工程，主要建筑物为4级建筑物，坝按4级水工建筑物设计。

大坝防洪标准按50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，并按可能最大洪水保坝。

3.2 特征水位依据水库调洪演算成果，水库特征水位为：正常蓄水位： m;汛期防洪限制水位： m;死水位： m;设计洪水位： m；校核洪水位： m；防洪最高水位： m；3.3 气温（1）月平均气温：见表1表1 月平均气温单位单位：℃（2）绝对最高气温：℃；（3）绝对最低气温：℃；3.4 风速和吹程（1）逐月多年平均最大风速： m/s；（2）逐月多年平均最大风速相对应的风向：；（3）吹程： km;3.5 降雨量多年平均降雨量：见表2表2 多年平均月降雨量3.6 冻土情况（1）坝址冻土平均深度： m;（2）土料场冻土平均深度： m；3.7 地形资料坝段比例尺1：1000，坝址1：1000，地质测绘同地质图要求。

3.8 地质资料（1）区域地质资料概述：1.区域地层分布；2.区域构造特征；3.河谷地貌形态；4.区域水文地质条件；5.近库沿河坍滑体分布；6.天然建筑材料分布；7.水库内矿产资源情况；8.水库可能出现的渗漏，不稳定库岸、水库侵没等工程地质问题。

（2）坝址工程地质资料坝址工程地址勘测应满足技术初步设计深度，主要提供地址报告、坝区地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等。

对坝基稳定、坝两岸岸坡稳定、坝基和绕坝渗漏地质论证和评价。

提供坝址工程地质平面、纵横剖面图、岩基面等值线图、专门性问题工程地质图、坝的渗透剖面图、综合地质柱状图、钻孔柱状图、硐（井）展示图、物探成果图及其它。

（3）坝址岩体结构类型分类。

（4）坝址岩体风化程度分级。

（5）坝址岩石物理力学及化学分析成果。

（6）坝址岩体软弱夹层物理力学性质。

（7）坝址岩、土开挖边坡：边坡应根据工程具体地质资料情况列出（包括土、砂砾……等边坡）永久和临时边坡。

（8）天然建筑材料提供天然建筑材料图表、储备及试验成果、实际材料图等。

3.9 坝料设计指标根据试验研究确定以下指标：（1）料设计指标。

（2）层间接触面力学指标。

（3）应力应变分析中最小E i的取值。

3.10 混凝土设计强度指标见DL/T 5057-19963.11 钢筋设计强度见DL/T 5057-19963.12 坝的安全超高及抗滑稳定安全系数（1）坝的安全超高坝安全超高的下限值：见SL274-2001 。

（2）坝坡抗滑稳定安全系数（3）采用SL274-2001中所列抗滑稳定最小安全系数。

3.13 地震设防烈度工程区的地震基本烈度经国家地震局____和国家地震局烈度评定委员会审查，鉴定为度。

由于工程所在区域的地质条件复杂以及本工程规模较大，属大（2）型工程，根据《水工建筑物抗震设计规范》，大坝设防烈度按基本烈度设防。

4 筑坝土石料场的选择与设计4.1 防渗土料的选择4.1.1 防渗土料的一般要求防渗土料必须具备与其使用目的相适应的工程性质，如防渗料应有足够的防渗性和一定的抗剪强度，高土石坝心墙料还应具有低压缩性。

防渗土料还应具有长期稳定性、有充足的抗管涌能力，地震时不产生过大的孔隙压力等。

4.1.2 防渗土料质量要求防渗土料质量要求：粘粒含量： 15％～30％；塑性指数： 10％～20％；渗透系数： <10-5cm/s，小于坝壳料100倍；有机质含量： <2％；水溶盐含量： <3％（易溶盐和中溶盐的总量）；天然含水量：最好与最优含水量或塑限相近；击实后密度：大于天然密度。

4.1.3 选定防渗土料时一般考虑的原则（1）土的防渗性土料的渗透系数小于1×104cm/s，即认为满足要求；（2）土的抗剪强度一般坝体土料强度均能满足要求；如基础有软弱夹层，则坝体的危险滑动面多为和软弱面联成整体的滑面，此时要求土料有较高强度。

（3）土的压缩性一般要求坝体底部土料要有低压缩性。

要求非浸水和浸水饱和的压缩系数不要相差很大，湿险性能很强。

拉应力区的土应有较高的抗剪断凝聚力，同时在变形特性上，防渗料与棱体料的差值要尽量少，以减少拱效应和使坝体内应力分配均匀。

（4）渗透稳定性在渗透水作用下要有较高的抗管涌能力和较高的抗冲蚀能力，拟做模拟实际渗透作用下的试验，加以判别。

（5）优先选用天然含水量和最优含水量相近的土料选用天然含水量的最优含水量相近的土料将便于施工，二者相差大，则需加水或翻晒。

如在多雨潮湿地区筑坝，降低含水量困难，可选用天然含水量稍高于最优含水量，但不应超过3％，以不影响施工为准。

对于天然含水量低于最优含水量的土，不宜低于2％。

（6）仔细研究颗粒级配①粘粒（d<0.005mm）含量一般在30％以下，最大不宜大于40％，太大压实性能差；②最大粒径应不超过铺土厚度的2/3，以免影响压实；③级配曲线呈连续，当不均匀系数（η=d60/d10）>5;曲率系数（C e d302/d10×d60）＝1～3，认为级配良好；④如遇两种土料均能满足要求，则应选用粒径范围较宽的土料。

（7）土的膨胀量、膨胀力和体缩遇膨胀量、膨胀力及体缩较大，应做矿化分析，当粘土矿物以蒙脱石和伊里石为主时，必须充分论证，工程中要采取措施。

（8）水溶盐、有机质含量水溶盐含量是指易溶盐和中溶盐的总量，以重量计不大于3％；有机质含量（按重量计），对心墙坝和斜心墙坝不大于2％。

（9）综合研究土料性质在土料选择中，应综合研究土料性质，不可过分强调某一特性，因为各种因素的常常是互相矛盾的，如土的含粘粒高，防渗性和可塑性好，但强度低；压缩性大，施工较困难。

4.2 筑坝石料一般要求4.2.1 筑坝石料一般要求土石坝坝壳主要的作用是保持坝体稳定，因此，只要能满足坝体稳定、沉降量小、排水性能好、有一定强度的石料均可最为坝壳料，如新鲜岩石、石碴料、软岩、砾石、卵石、漂石、风化砂和风化砾石等。

但其使用部位不同，新鲜岩石、天然砾石、卵石、漂石可置于坝壳任意部位；软岩置于下游坝壳内部，不与大气接触，并在下游水位以上；风化砂、风化砾石置于坝壳干燥区。

4.2.2 筑坝石料的技术要求（1）优质石料的质量指标优质石料，湿抗压强度 R>40.0 Mpa、经冻融R>30.0 Mpa；软化系数>0.8;冻融损失率<1％；密度>2.4×106g/m3。

（2）砂砾料填筑坝体的质量要求砾石含量5mm至相当于3/4填筑层厚度的颗粒在20％～80％范围内，紧密密度>2×106g/m3，含泥量（粘粉粒）<10％，内摩擦角>30°,渗透系数（碾压后）大于1×103 cm/s。

（3）填筑堆石要求堆石料最大与最小边长之比不超过3～4倍的毛石；抛填堆石采用韧性石料、颗粒较均匀。

为保证小孔隙率，抛石时最好掺入一定数量的细粒料，当用水枪冲实时，大颗粒之间的孔隙会被细粒均匀充填。

碾压堆石可用不同的颗粒组成和不同质量的卵砾块碎石，在严寒气候条件下不许洒水，石料仍可继续填筑。

开挖碴料也可上坝，但需分区布置。

4.3 反滤料、过滤料及排水料的选择4.3.1 反滤料、过滤料及排水料一般技术要求使用的石料或砾石料是坚硬未经风化与溶蚀的材料，并应耐风化且不易为水所溶解；其颗粒组成必需满足不穿越和排水条件好；没有塑性。

4.3.2 质量技术要求反滤料、过滤料及排水带的材料，可使用砾、砾卵石、角砾碎石和破碎岩石、天然冲击层、山麓堆积物以及开挖出级配良好的小石块。

级配：尽量均匀、要求一层的粒组不钻入另一层粒组的孔隙中去，最小粒径0.1mm含量不应超过5%；不均匀系数≤8；颗粒中无片状、针状、坚硬抗冻；含泥量<3%；渗透系数>5.8×103 cm/s。

4.4 填筑标准的确定4.4.1 粘性土的填筑密度对不含砾或少量砾的粘土性土料，以干密度为设计指标，按击实试验最大干密度乘以压实系数确定。

压实系数不低于0.97～0.99。

4.4.2 堆石料填筑标准（1）堆石的压实功能和设计孔隙率可按已有工程经验拟定，一般为20％～28％，并由碾压试验确定。

施工时以施工参数（包括碾压设备的型号、振动频率和质量、铺填厚度、加水量、碾压遍数等）及干密度同时控制。

（2）在一般情况下，应在施工初期进行碾压试验。

以校核设计规定的填筑标准及碾压参数，并在必要时由设计单位进行修改。

当土石料性质特殊时，应进行专门的碾压试验和相应的试验室试验论证其填筑标准。

5 碾压式土石坝设计的基本要求5.1 碾压式土石坝安全准则（1）碾压式土石坝在施工和水库运用的各种情况下，坝体、坝基和坝肩必须是稳定的。

（2）在正常和非常工作条件的荷载组合情况下，必须保证它能长期安全运用和充分发挥设计的效益和社会效益。

5.2 设计中基本要求5.2.1 坝体防渗的基本要求：（1）降低坝体的渗透坡降，避免发生渗透破坏。

（2）减少经过坝体的渗流量，减少水中、土中水溶盐和有机物的溶蚀。

（3）降低坝体侵润线，以增加坝坡的稳定。

5.2.2 防渗措施设计时应考虑防渗措施，形成防渗体系，如坝基截水墙、足够的和不易损坏的防渗区、防渗铺盖和下游排水井等。

5.2.3 坝顶超高坝顶应有足够的超高，以防波浪造成漫顶。

超高值中应考虑到坝基和坝体的沉降，以及引起的附加沉降。

5.2.4 抗裂性能要求（1）对于压缩性大，坝址两岸岸坡陡峻，要注意压缩变形，防止由于变形过大而使心墙产生裂缝。

（2）减少坝体和坝基孔隙水压力：应尽量减少坝体和坝基孔隙水压力，特别是坝基中可能产生孔隙水压力；对于有淤泥的成层的可压缩性材料中，更应特别主语。

超过坝趾以外的地基产生很高的孔隙水压力，而该位置坝体自重很小或根本不会产生垂直荷载，因此，位于范围以外的地基土壤强度可能下降到其原来的天然抗剪强度之下。