16
2、坝顶宽度 取决于交通需要、构造要求和施工条件。 当坝高在30m~100m时,B min = 0.1H ，不小于5m; 当坝高大于100m时， B min = H 0.5 .
3、坝坡 取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基 条件、施工方法及坝型等因素。 土料相同时上游坡缓于下游坡；水下缓于水上； 粘土均质坝的坝坡与坝高有关，坝高越大坝坡越缓； 均质坝的上下游坡度比心墙坝的坝坡缓； 粘土斜墙坝的上游坡比心墙的坝坡缓，而下游坝坡 可比心墙坝陡些； 变坡处设 马道，宽1.5~2.0m。 17
碾压混凝土坝的特点： 运输、浇筑均可实现机械化；因此，施工速 度快，工期短。
38

单位水泥用量和用水量少，每m3砼水泥用 量一般不超过100kg，较常态砼节约30%~50%， 用水量也少30%~40%，相应地可大大简化混凝 土的温控措施；


砂率大，且要求有一定的粉粒含量；
采用通仓薄层浇筑，一般不设纵缝，可节 省模板及接缝灌浆等费用； 工程造价省。
坝体是由透水性不同的多种土料分区填筑而成。
（5）土石混合坝：
如坝址附近砂、砂砾不足，而石料较 多，上述的多种土质坝的一些部位可用石料 代替砂料。
13
三、筑坝土料的性质
1、粘性土：颗粒小，结构紧密，颗粒间有凝聚
力，水流渗过这种土壤时，遇到的阻力大，因 此其防渗性能好。 2、非粘性土：砂粒、卵石等 颗粒大，颗粒间基本无凝聚力，但颗粒间摩 擦力大，因而其自然稳定坡度比粘性土陡。粒 间空隙大，容易透水，防渗性能差。
PP.25
第三节 土石坝
( the Rock-fill Dam ）
土石坝是利用坝址附近土料、石料及砂砾料填筑 而成的一种挡水坝；
是土坝、堆石坝和土石混合坝的总称； 筑坝材料基本来源于当地，故又将其称为“当地 材料坝”。 是人类最早建造的坝型，具有悠久的发展历史， 在各国使用都极为普遍。
31
32
(三)土坝的沉陷
在自重或外力的作用下，土体孔逐渐隙 中的水、气被逐渐排出，孔隙缩小，土体被
压实，这个过程称为 固结。 粘性土常需要一个较长的时间才能完成 固结，而砂性土固结速度则较快。
33
六、土石坝的地基处理
一、地基处理 1、目的： 渗流控制、稳定控制、变形控制 2、砂砾石地基的处理 砂砾石地基的特点：具有较高的抗剪能力和 承载能力，压缩变形小，抗渗性能差，因此对这 类地基的处理以渗流控制为主。 垂直防渗：粘土截水槽、砼防渗墙和灌浆帷幕； 水平防渗：铺盖；
1
同混凝土坝相比，土石坝的优点主要体现 在以下几方面 ：
就地取材，可节省大量木材、钢材和水泥等； 较能适应地基变形，对地基要求比砼坝要低； 结构简单,工作可靠,便于维修和加高、扩建； 施工技术简单，工序少，便于机械化施工。
当然，土石坝也存在一些缺点： 坝顶不能过流，需在坝外单独设置泄水建筑物；
鲁布革大坝典型剖面图
9
（3）斜墙土坝
防渗体置于坝的上游面，称为斜墙。
优点：斜墙与坝壳之间的施工干扰相对较小，在 调配劳动力和缩短工期方面比心墙坝有利； 缺点：上游坡较缓，粘土量及总工程量较心墙坝 大，抗震性及对不均匀沉降的适应性不如心墙坝。
10
11
小浪底斜心墙坝典型断面图
12
（4）多种土质坝：
（2）心墙土坝：
用透水性较好的砂或砂砾石做坝壳，以防渗性 较好的材料作为防渗体设在坝的剖面中心位置。
防渗体：粘土、沥青砼或钢筋砼，土工膜等
优点：坡陡，剖面较均质坝小，工程量少，心墙 占总方量比重不大，施工受季节影响相对较小； 缺点：要求心墙与坝壳大体同时填筑，干扰大, 一旦建成，难修补； 8
堆石坝以心墙作为防渗体
进入上世纪40年代以来，筑坝高度呈现增 加趋势。对采用抛填法施工的堆石体，当坝高 大于70m时，混凝土防渗面板已不能承受堆石 体的较大变形而发生裂缝漏水，从而导致在较 长时期内，这种坝型的发展处于停滞状态。
41
与此相反，带有反滤层的粘土心墙却能 适应抛填堆石的较大变形，满足坝体防渗需要， 加上50年代土力学理论、土工试验技术、土壤碾 压设备的发展，使得以粘性土料作防渗心墙或斜 墙的堆石坝在这期间得到迅速发展，并建成不少 高坝。
进入60年代以后，将大型振动碾运用于坝体 堆石碾压，使堆石体的密实度更高，从而大幅度 降低了堆石体变形，再配合接缝止水设施和改进 的钢筋混凝土面板防渗，成为现代的新型面板堆 42 石坝。
(二) 混凝土面板堆石坝迅速发展的原因
1、面板设计于堆石体上游面，水压力在上游坝 面的铅直分力有助于坝的稳定，坝体工程量是 土石坝中最小的； 2、振动碾压使得高密实度堆石体变形小； 3、面板兼有护坡防浪作用，经济合理； 振动碾 4、面板在上游面，便于检查维修； 5、坝体填筑没有粘性土填方，施工干扰小，气 候影响也小，基本可全年施工。 弱点：面板对基础沉陷敏感，不抗漂浮物冲击。
石为特征，同时在坝体结构、施工技术上有很达的 进步，所筑坝也越来越高 。
40
早在19世纪中叶，美国就开始修建面板堆 石坝。最初这些坝是以木面板防渗，后来为承 受更高的水压力，木面板逐渐被混凝土面板代 替。当时堆石均采用抛填施工，并辅以高压水 枪冲实，所获得的堆石体不太密实，沉陷和水 平位移均较大。
24
（4）混合式排水
将上述几种排水混合使用。
25
反滤层:
设在渗透坡降较大,流速较高,土壤易于变形的 渗流出口处或进入排水处.
作用:防止土体在渗流作用下发生渗透变形.
组成:二至三层粒径不同的砂、石料铺筑而成， 层面与渗流方向尽量垂直， 小粒径 — 大粒径。
26
3、护坡
上游坝坡受波浪淘刷、渗流、冰冻等破坏作用；
22
（2）褥垫排水：
用块石、砾石平铺在靠下游侧的坝基上，并 在其周围布置反滤层而构成的水平排水体，伸入 坝体长度1/3~1/4坝底宽。 特点：下游无水时，能有效降低浸润线，有助于 坝基排水，但对不均匀沉降的适应性较差。 适用: 下游无水或水位较低的情况.
23
（3）贴坡排水：
也称表层排水。设置在下游坝坡底部，由1~2层 堆石或砌石构成，在石块与坝坡之间设反滤层； 特点：形式简单，省料且易于检修，可防止渗透破 坏。因未伸入坝体，不能降低浸润线，且防冻性较 差。 适用：中小型且下游无水 的均质坝及防渗体浸润线 较低的中等高度的土坝。
流土
在渗流作用下，产生的土体浮动或流失现 象；它主要发生在粘性土及均匀非粘性土体的渗 流出口处。
30
(二) 稳定分析
重力坝 — 沿坝基面的整体抗滑稳定分析 拱坝 — 坝肩(拱座)的稳定分析 土坝 — 主要指上下游坝坡的抗滑稳定分析 土石坝坝坡的滑动面型式： 圆弧滑动面：滑动面通过粘性土部位时， 折线滑动面：滑动面通过非粘性土部位时； 复式滑动面：滑动面通过粘性土和非粘性土构 成的多种土质坝时。
(三) 组成：堆石体、面板、底座（趾板）
43
西北口（95m，湖北）
44 天生桥一级（ 178m，广西）
东津面板堆石坝 （88.5m，江西）
45
古洞口 （118m，湖北）
46
坝面碾压
47
• 前四周的课程到此告一段落
48
时间太瘦 指缝太宽
49
四周时间 转眼不见
50
满心挂牵 流连忘返
51
水工概论 有点扯淡
52
水平有限 万请包涵
53
亦师亦友 娱乐为先
54
宏图大展 诸君共勉
55
悄悄的，我走了 正如我悄悄的来
56
我挥一挥短袖 带走诸位的笑脸 还有课堂上的早餐
57
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
纵有万般无奈 只能抬手说再见
58
如有缘 再相见 谢谢各位的陪伴
59
（1）碾压式土石坝 （2）抛填式堆石坝 （2）水力冲填坝 （3）水坠坝 （4）定向爆破堆石坝 √
6
2、碾压式土石坝按筑坝材料和防渗体的位 置可细分为以下五种：
（1）均质土坝：坝体剖面的全部或绝大部分由 一种土料填筑。
优点：材料单一， 施工简单； 缺点：当坝身材料粘性较大时，雨季或冬季 施工较困难。 7
施工导流不如 砼坝便利； 剖面大，所以填筑量大；粘性土施工容易受气 候条件影响较大。
2
一、土石坝的工作条件和设计的一般要求
渗流方面：坝体为散粒体结构，库水在上下游水 位差作用下经坝体和地基向下游渗透，产生渗透 压力和渗透变形，严重时会导致坝体失事。
3
稳定方面： 会沿坝基面整体滑动，失稳形式 主要是坝坡滑动或连同部分地基一起滑动。 冲刷方面： 颗粒间粘结力小，因此土石坝抗 冲能力较低； 沉降方面： 颗粒间存在孔隙，受力后产生沉 陷，分为均匀沉降和非均匀沉降； 其它方面：冰冻、地震、动物巢穴等。
4
PP.26
为使土石坝能安全有效工作，在 设计时一般要求：
（1）不允许水流漫顶，要求坝体有一定的超 高； （2）满足渗流要求； （3）坝体和坝基必须稳定； （4）应避免有害裂缝，还必须能抵抗其他自 然现象的破坏作用； （5）安全使用前提下，力求经济美观。
5
PP.27
二、土石坝的类型
1、按施工方法分类：
下游面有雨水、风、动物以及干裂等破坏。 上游护坡： 砌石护坡、堆石护坡、砼板护坡等；
下游护坡：
碎石或砾石护坡，还可采用草皮护坡。
27
五、土坝的渗流、稳定和沉陷
(一)渗流分析 1、渗流的概念：水库蓄水后，由于上下游 水位差的关系，水流会通过坝体土粒之 间的空隙从上游向下游流动。
28
2、渗流分析的目的：
34
当地基深度在10~15米以内时，采用粘土截水墙。
如果深度更大但不超过30米时，可采用混凝土 截水墙。
35
当砂砾石透水层深度大于30米, 采用混凝土 防渗墙。