第七节 土石坝的构造

(d)
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4．综合型排水
(a)
(b)
(c)
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四、土工合成材料在土石坝防渗和排水中 的应用 1、土工膜 2、土工织物 3、其他土工合成材料

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处理铁路路基
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垃圾填埋场
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围海工程
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（二）裂缝的防止和控制
1、改善坝体结构或平面布置； 2、重视坝基处理； 3、适当选用坝身土料； 4、采用合宜的施工措施；

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（三）裂缝处理
查明性状，分析原因 1、表面裂缝-----挖除回填 2、深部裂缝-----灌浆处理 3、严重裂缝-----砼防渗墙
2
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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。 土质防渗体顶部最小厚度宜取3.0m。 心(斜)墙顶部、上游墙面应设保护层，其厚度不 得小于1.0m。 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。
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1、贴坡排水
图5-30 贴坡排水 排水沟 30 1 - 浸润线；2 - 护坡；3 - 反滤层；4 - 排水；5 - 2013-5-27
2、棱体排水
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3．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
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15～20
15 ～ 20
18
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19
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2．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。
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第 五 章
土 石 坝 20
）
c
）
a
）
2
6 6
（2）钢筋混凝土面板
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 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 心墙防渗体的土坝。 3、复合土工膜 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 候影响。 多或少对2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。 2013-5-27
三、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： ①排水体能自动地向坝外排出全部渗水； ②排水体应便于观测和检修； ③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：
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第 七 节 土 石 坝 的 构 造
8
坝顶及防浪墙构造图
0.5
129.4
.6 1:2
8.0 7.0 128.2 3%
0.4
黄泥灌浆碎石 路面厚0.2m
0.25
干砌 石
1:2.8
心墙
沙壳
(a)
(b)
9
1.20
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10
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11
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二、护坡
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1．上游护坡
第 七 节 土 石 坝 的 构 造
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。
13
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干砌石护坡
1
0. 3
0. 5
第 七 节 土 石 坝 的 构 造
1 2 3 0.5
0. 5
0.
0. 2
2
1.5 2
5
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沥青混凝土面板构造
1 3 3
15
3 10 6 11
10
第 七 节
9 2
2 4 5 6
6 7
2
土 石 坝 的 构 造
8
9
12
（
（
（
b
6
1-沥青砂胶；2-沥青砂浆；3-沥青混凝土（分3层浇筑）；4-排水层； 5-沥青混凝土（分2层浇筑）；6-整平层；7-沥青砂浆；8-碎石垫层； 9-混凝土截水墙；10-沥青砂浆；11-滑动层 2013-5-27
50
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防汛抢险
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圆明园防渗工程
土工膜防渗
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渠道防渗
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排水管
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土工网
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五、土石坝的裂缝控制
（一）裂缝的类型和成因 按成因分 1、干缩和冻融裂缝 2、沉降裂缝 3、水力劈裂引起的裂缝 4、地震引起的裂缝 5、滑坡裂缝
第 五 章
26
土 石 坝
坝面排水系统的布置
I I
2 1 4 3 A 5 2 I-I 2
0.3 0.3
0.3 1.1 A 详图 7
6
图5-27 （单位：m ） 1-坝顶；2-马道；3-纵向排水沟；4-横向排水沟；5-岸坡排水 2013-5-27 沟；6-草皮护坡；7-浆砌石排水沟 27
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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。 2013-5-27
第 七 节 土 石 坝 的 构 造
3
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土质防渗体坝
8 139.2
过渡层 90.5 截水墙 6 （a） 8 保护层
.5 1:3
砂壳 反滤层 粘土斜墙 砂砾石冲积层 （b）
截水墙 不透水层 混凝土齿墙
4
（a）粘土心墙坝；
（b）粘土斜墙坝
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2．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10-7～10-10cm/s；厚度通常取40～ 125cm。对于中低坝，其底部厚度可采用坝高的 1/40～1/60，顶部但不应小于30cm。 沥青混凝土斜墙坝： 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。
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3．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50～100m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。 2013-5-27
3
1.0 (b)
(a)
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1-干砌石；2-垫层；3-坝体
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第六节 土石坝的构造
15～20
0 15
250
15 ～ 20
1 5 4
3
3 2 4
图5-26 混凝土板护坡矩形板；(b)六角形板 矩形混凝土板；2-六角形混凝土板；3-碎石或砾石；4-木板柱； 5-结合缝 2013-5-27 17
第七节 土石坝的构造
Details of EarthRock Dam
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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；
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1
大于冻结深度 1
2
1～2m 下游最高水位 3
2 3 4
竖式排水、网状排水带、排水管
4 (a) 1:3 6 1:3.5 1:4.5 7 1:4 8
(b)
(c) 1:2.5 4 1:3 5 3
图5-31 排水体的型式
(a)-棱体排水； (b)-褥垫式排水； (c)-坝内水平排水； (d)-坝内竖向排水 1-坝坡； 2-浸润线 3-排水； 4-反滤层； 5-砂壤土坝体 6-粘土心墙； 7-粘性土坝体； 8-砾卵石水平排水
第 七 节 土 石 坝 的 构 造
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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，IV—V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 1.00～1.20m，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。