水工建筑物土石坝
《水工建筑物》第四章：土石坝的剖面设计构造、筑坝材料、渗流及稳定分析、裂缝控制及地基处理等基础知识
第四章 土石坝
土石坝
第一节 概述
一、 土石坝及其优缺点 土石坝是土坝与堆石坝的总称。
土坝：土和砂砾石为主； 堆石坝：石渣、卵石、爆破石料为主。 土石混合坝：上述材料按一定的比例选择。 利用坝址附近的土石料填筑而成的挡水建筑物。又称 “当地材料坝”。
坝型 土石坝 重力坝 拱坝 支墩坝 总计
各坝型数量的比价
天生桥一级
小浪底
土石坝
枢纽名称 糯扎渡 瀑布沟 苗家坝 三板溪 洪家渡
建成或在建的大型土石坝
省份 云南 四川 甘肃 贵州 贵州
河流 澜沧江 大渡河 白龙江 清水江 六冲河
坝型 最大坝高（m）
心墙堆石坝
258
心墙堆石坝 186（2009）
面板堆石坝
111
面板堆石坝 185.5 （2006）
面板堆石坝 179.5 （2004）
②为最大风雍高度，可按下式计算： e 0.036 v f 2 D cos
2gH
vf——风速；D——库面吹程；H——库前水深； α——风向与坝轴线法向方向夹角。
土石坝
土石坝
③安全超高A按坝的级别和运用情况根据下表确定（单位：m）
坝的级别
1
2
3 4、5
正常（设计、正常蓄 水位）
1.5
1.0
0.7
坝顶高程
静水位
风雍水面
1：m
R——波浪爬高；e——风雍高度；A——安全加高
土石坝
坝顶高程计算时应注意： ①《碾压式土石坝设计规范》中规定波浪爬高R按不规则波
进行计算： 计算出平均爬高Rm后，再根据爬高统计分布与平均 爬高之间的关系进行换算： 设计爬高按工程等级确定——对I、II、III级土石 坝，取累积频率为1%的爬高值，对IV、V级土石坝， 取累积频率为5%的爬高值。
《水工建筑物设计原理》-土石坝设计
《水工建筑物设计原理》-土石坝设计水工建筑物设计原理 - 土石坝设计引言水工建筑物是指用来调节、储存、分派水资源的工程结构。
而土石坝作为其中一种常见的水工建筑物，具有重要的工程意义和应用价值。
本文旨在介绍土石坝设计的基本原理。
土石坝设计的目标土石坝设计的目标是确保工程结构的安全性、稳定性和耐久性。
在设计过程中，需要充分考虑坝体的承载能力、滑坡和决口的稳定性、渗流控制以及排洪能力等因素。
设计原则土石坝设计应遵循以下原则：1. 坝体结构合理布置：需要确保坝体布置合理，以便坝体能够充分承载水压力，并保持稳定性。
2. 坝址选择：坝址选择应考虑地质条件、水文条件和河道特征等因素，以确保选择的坝址能满足工程的安全要求。
3. 材料选择：选择适合的土石材料，保证坝体结构的强度和稳定性。
4. 设计和施工阶段的监测：在设计和施工过程中，需要进行监测，及时发现和解决可能出现的问题，确保工程的正常进行。
5. 灌浆加固：对于土石坝的基础和坝体，可以采用灌浆加固的方法，提高工程结构的稳定性和安全性。
设计步骤土石坝设计的主要步骤包括：1. 坝址勘察：对可能的坝址进行勘察，分析地质、水文和河道特征等因素。
2. 设计洪水计算：根据设计洪水条件进行水力计算，确定设计洪水位和泄洪能力。
3. 坝体稳定性计算：进行坝体稳定性计算，考虑坝体受力特点和材料的力学性质。
4. 渗流计算与渗流控制：进行渗流计算，设计渗流控制措施，保证坝体的稳定性。
5. 坝顶和坝基排水设计：设计坝顶和坝基的排水系统，以控制地下水位和渗流压力。
6. 设计图纸和施工方案：根据设计结果，绘制施工图纸，并制定施工方案。
结论土石坝设计的原理包括合理布置坝体结构、选择适当坝址、合理选择土石材料、设计和施工过程的监测以及灌浆加固等。
在设计过程中，需要进行坝址勘察、洪水计算、稳定性计算、渗流计算与控制、排水设计以及制定设计图纸和施工方案等步骤。
通过遵循这些原理和步骤，可以设计出安全、稳定和耐久的土石坝工程。
水工建筑物有哪些
水工建筑物有哪些水工建筑物，作为人类利用水资源的一种形式，是为了应对水文环境变化、满足社会需求而修筑的各种工程。
它们的建设既有助于防洪抗灾，保护生态环境，也为水资源的可持续利用提供了有效手段。
以下将介绍几种常见的水工建筑物。
一、大坝类建筑物大坝是水工建筑的重要组成部分，主要用于拦截河流流域的水，形成坝体蓄水，实现多种目的。
常见的大坝类型有重力坝、拱坝、土石坝等。
重力坝是最常见的大坝类型之一，其设计依靠坝体本身的重量来抵抗水压。
采用大量的混凝土建筑而成，可以有效抵御河流水压，保护下游地区免受洪水侵袭。
拱坝则是一种具有一定曲线形状的建筑物，它可以将来自水体的压力通过曲线分散到坝的两侧，以此增加了坝体的稳定性。
拱坝常见于陡坡河流和峡谷，其建造需要对地质条件进行充分考虑。
土石坝是以土壤和岩石作为材料建造而成的坝体。
它通常将填筑物均衡地分布在坝体两侧，以均衡水压。
土石坝相对于混凝土坝来说，成本较低，修建比较快捷，适用于一些中小型水利工程。
二、水闸类建筑物水闸作为控制河流水位、调整河道流量的建筑物，在水利工程中起着重要的作用。
它主要分为溢流闸和节制闸两类。
溢流闸主要用于控制河道的流量，它通常位于河口或者河流的中段，利用闸门的开闭来控制水流的大小，防止洪水泛滥或者干旱期的水位过低。
节制闸则是为了均衡河道两岸的水位差，以便于供水、灌溉等用途而建造的。
它根据需要通过开闭闸门来调整河道两侧的水位，供应水资源的均衡利用。
三、水利工程类建筑物水利工程类建筑物主要包括渠道、水库、引水渠等。
它们与大坝、水闸等结合构成了完整的水利体系。
渠道是用于引导水流的线性结构，通常分为开挖渠和挡水坝渠。
开挖渠是在地面上或者地下开挖形成的，用于引导和分配水资源。
挡水坝渠是在河道上建设的混凝土坝，可提高基底高程，增加水压力。
水库是为了储存水资源、调节河流流量而建设的。
它通常由大坝将河流拦截，形成人工湖泊，以储存水源，调节水量，满足下游需求。
水工建筑物-土石坝(第三章)
三、设计的基本要求 1.要有足够的断面，保持坝的稳定 土石坝的边坡和坝基稳定是大坝安全的基本
保证。国内外土石坝的失事，约1/4是由滑坡造
成的。施工期、稳定渗流期、水库水位降落期以
及地震作用时，作用在坝上的荷载以及土石料的
c、φ值都将发生变化，应分别核算，以保障坝 体和坝基的稳定要求。
坝基的漏水量。
3.选择坝型、结构型式及土石料的配置
根据现场土石料的物理力学性质，选择坝体各 部分的压实标准。 4.坝基稳定 地震区兴建的土石坝，坝基和坝坡均应有足够 的抗液化能力。坝基中存在有可液化土壤时，应予 清除或采取加固措施。
5. 不允许洪水漫顶，造成大坝的失事 泄洪建筑物具有足够的泄洪能力，坝顶在洪
第三章
本章的主要内容：
3.1概述
土石坝
3.2土石坝的基本剖面 3.3土石坝的渗流分析 3.4土石坝的稳定分析
3.5土石坝的固结、沉降与应力分析
3.6筑坝用土石料及填筑标准
第三章
本章的主要内容：
3.7土石坝的构造
土石坝
3.8土石坝的坝基处理 3.9土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接 3.10土石坝的抗震设计 3.11堆石坝
3.按土料配置和防渗体所用材料分 （3）非土质材料防渗体坝
以砼、沥青砼或土工膜作成防渗体，坝的其余部
分则用土石料进行填筑。当防渗体位于上游面时称为
面板坝，位于坝的中央时为心墙坝。
除均质坝外，都是将弱透水性材料布置在上游或中 央，以达防渗目的；将透水性强的材料布置在下游或两
侧，以维持坝的稳定。透水性强的材料布置在下游侧还
起到有利于排水以降低浸润线的作用。
坝壳
心墙
坝壳
建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类
建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类水工建筑物一般按它的作用和使用时期等来进行分类。
（一）水工建筑物按作用分类水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
1．挡水建筑物。
是用来拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物，如各种坝和水闸，或用以抗御洪水，如沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
2．泄水建筑物。
是用于宣泄多余洪水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。
如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
3．输水建筑物。
是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。
4．取（进）水建筑物。
是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
5．整治建筑物。
是用以改善河流的水流条仵，调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
6．专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
（1）水电站建筑物：如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房。
（2）灌溉、排水建筑物：如灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠道上的建筑物（渡槽、倒虹吸、跌水等）。
（3）水运建筑物：保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物，如升船机、船闸、筏道、码头等。
（4）给水、下水建筑物：如自来水厂的抽水站、滤水池和水塔，以及排除污水的下水道等。
（5）渔业建筑物：为了使河流中鱼类通过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。
有些水工建筑物在枢纽中所起的作用并不是单一的。
例如溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。
在水利枢纽布置时，应尽量使一个建筑物起到多种作用。
（二）水工建筑物按使用时期分类水工建筑物按使用时期分为永久性建筑物和临时性建筑物。
土石坝—土石坝分类(水工建筑物课件)
水力冲填式
定向爆破式
广东省乳源县南水水电
土坝
堆石坝
土石混合坝
国内最高砾石土芯墙 堆石坝瀑布沟水电工 程
均质坝 粘土心墙、斜墙坝 人工材料心、斜墙坝
多种土质坝
谢谢各位！
水工建筑物
土石坝分类
穆阳溪芹山水电站
鲁布革水电站
小浪底水利枢纽
水布垭水电站
天生桥一级水利枢纽
西霞院反调节水库
（一）按坝高分类 坝高是指坝顶至清基后地面之间的高差。按照我国SL274-2001
《碾压式土石坝设计规范》规定：
高坝
中坝
低坝
坝高 H >70m
坝高 30≤H ≤ 70m
坝高 H< 30m
碾压式
土石坝课程设计指导书
《水工建筑物》课程设计 土石坝设计指导书2011年3月《水工建筑物》课程设计土石坝设计指导书一、目的通过这次设计，综合运用工程制图、工程地质、水力学、土力学等课程知识，进一步掌握〈〈水工建筑物〉〉课程中“土石坝”的总体布置、土料设计、剖面拟定、渗流及坝坡稳定计算等内容。
定、渗流及坝坡稳定计算等内容。
二、资料及工程任务工程设计资料包括地形、地质资料，水文、水利计算资料、筑坝材料资料等。
地形地质资料提供电子版，其它资料见附录。
地形地质资料提供电子版，其它资料见附录。
三、设计要求和设计步骤1、考虑泄洪和输水要求进行总体枢纽布置，其建筑物包括土石坝、溢洪道、输水洞等。
水洞等。
2、综合分析比较确定土石坝坝型。
、综合分析比较确定土石坝坝型。
3、根据提供的料场资料，确定防渗料及坝壳堆石料填筑标准。
防渗粘土料按压实度98%控制，堆石料按孔隙率20%~28%控制。
控制。
4、利用已给的水库特征水位，考虑风浪及安全加高因素，按正常运行和非常运行情况中的最大值确定坝顶或防浪墙顶高程。
地震作用引起的沉降和涌浪综合考虑可取2.0m 。
5、按使用要求及工程经验确定坝顶宽度、上下游坝坡坡比，初步拟定大坝剖面尺寸。
尺寸。
6、选择最大横剖面进行渗流计算，确定单宽渗流量并绘制浸润线，同时进行渗透稳定性校核。
这部分可只进行正常蓄水位稳定渗流计算。
透稳定性校核。
这部分可只进行正常蓄水位稳定渗流计算。
7、以渗流计算剖面和相应工况为基准，进行下游坝坡稳定校核。
计算采用计及条块间作用力的简化毕肖普法，抗剪强度指标按表4-8选用。
注意为计算简便，堆石料强度指标不需按非线性强度包线修正；下游可按无水情况考虑。
便，堆石料强度指标不需按非线性强度包线修正；下游可按无水情况考虑。
8、进行细部构造设计：坝顶、护坡、反滤过渡层。
、进行细部构造设计：坝顶、护坡、反滤过渡层。
9、坝基防渗处理，帷幕灌浆深度及灌浆孔距、排距确定。
、坝基防渗处理，帷幕灌浆深度及灌浆孔距、排距确定。
水工建筑物——土石坝习题及答案
第四章复习思考题1.从防渗材料的种类、防渗位置以及施工方法等方面看，土石坝各有哪些类型？2.根据建筑材料性质及工作条件，分析土石坝应由哪些部分组成？各自作用是什么？3.土石坝剖面基本尺寸包括哪些内容？它们各自的设计原则、方法是什么？4.土石坝渗流分析的目的是什么？有哪些计算方法？各自有哪些优缺点？5.渗流分析的水力学法有哪些基本假定？6.两个均质坝除坝身材料渗透系数不同外其它均相同，则它们的浸润线相同而渗透流量不同，渗透系数大则渗流量大。
为什么？7.解释下列名词：①管涌；②流土。
8.试述设计反滤层的原则、方法和步骤。
9.土石坝坝坡稳定分析的目的是什么？10.圆弧滑裂面的基本原理11.土石坝边坡稳定分析有哪几种计算情况？各计算情况应考虑哪些力？12.试述用圆弧滑动法计算坝坡稳定有哪些方法。
各种方法的精度和适用条件如何？13.土石坝排水设备有哪些类型？各有什么作用？试说明它们的优缺点和适用条件？14.砂砾石地基处理主要解决什么问题？有哪些处理方法？其优缺点和适用条件是什么？15.细砂和粉砂的地基处理须要解决什么主要技术问题？从防止液化和渗透变形出发，应任何进行理措施？综合测试1.采用多种材料筑坝（A）其材料的透水性可由上游向下游侧逐渐增小；（B）其材料的透水性可由上游向下游侧逐渐增大；（C）其材料的透水性可由下游向上游侧逐渐增大；（D）其材料的透水性可由上游向下游侧逐渐变化。
2.上游坝坡长期处于饱和状态，同时受水库水位骤降的影响（A）上游坝坡应缓于下游坝坡；（B）上游坝坡应缓陡于下游坝坡；（C）下游坝坡应缓于上游坝坡；（D）上游坝坡应同于下游坝坡。
3.通过坝体的渗透流量（A）与坝身材料渗透系数无关，坝体的浸润线与坝身材料渗透系数无关；（B）与坝身材料渗透系数有关，坝体的浸润线与坝身材料渗透系数有关；（C）与坝身材料渗透系数有关，坝体的浸润线与坝身材料渗透系数无关；（D）与坝身材料渗透系数无关。
4.菅涌（A）发生在粘性土中。
水工建筑物土石坝课程设计
水工建筑物土石坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握土石坝的基本结构、功能和组成部分；2. 使学生了解土石坝的设计原理和施工方法；3. 帮助学生了解土石坝在水利工程中的作用及重要性。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析土石坝工程案例的能力；2. 提高学生运用绘图软件绘制土石坝结构图的能力；3. 培养学生通过小组合作，解决土石坝设计过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程建设的兴趣，激发学生热爱水利事业；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实际操作和工程实践；3. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力。
课程性质分析：本课程为水利工程学科的基础课程，旨在让学生掌握土石坝的基本知识，培养学生的工程实践能力。
学生特点分析：高二年级学生对水利工程有一定的了解，具备基本的物理和数学知识，但缺乏实际工程经验，需要通过课程学习，提高实际操作能力。
教学要求：1. 结合课本知识，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 设计丰富的教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生的团队协作能力；3. 强化课程目标，关注学生的学习成果，为后续教学和评估提供依据。
二、教学内容1. 土石坝的基本概念- 土石坝的定义、分类及用途- 土石坝在我国水利工程中的应用案例2. 土石坝的结构与组成- 坝体、坝基、坝壳、排水系统等基本结构- 各组成部分的材料及性能要求3. 土石坝设计原理- 坝型选择、坝体稳定性分析- 坝体材料的选择与配合设计4. 土石坝施工技术- 施工准备、施工方法及工艺- 施工质量控制与验收标准5. 土石坝工程案例分析与评价- 分析典型土石坝工程案例，了解工程实际应用- 评价土石坝工程的优缺点，探讨改进措施6. 土石坝结构图绘制- 运用绘图软件，绘制土石坝结构图- 学会标注、注释及图纸规范教学内容安排与进度：第一周：土石坝基本概念、分类及用途第二周：土石坝结构与组成、材料性能要求第三周：土石坝设计原理、坝型选择第四周：土石坝施工技术、质量控制第五周：土石坝工程案例分析、评价第六周：土石坝结构图绘制、图纸规范教材章节关联：本教学内容与教材中“土石坝工程”章节相关，涵盖该章节的主要知识点。
水工建筑物课程设计土石坝
水工建筑物课程设计土石坝一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握土石坝的基本结构、工作原理及功能；2. 使学生了解土石坝的设计原则、施工方法及质量控制要点；3. 帮助学生认识土石坝在我国水利工程中的应用及其重要性。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析土石坝工程问题的能力；2. 提高学生设计土石坝方案并进行合理优化的能力；3. 培养学生运用专业软件进行土石坝结构分析的计算能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程专业的热爱，增强职业责任感；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新；3. 增强学生环保意识，认识到水利工程在保护生态环境中的重要作用。
课程性质：本课程为专业核心课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行，旨在培养学生具备土石坝工程设计、施工及管理等方面的专业素养。
学生特点：学生已具备一定的水利工程基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但缺乏实际工程经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作能力的培养，提高学生解决实际工程问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 土石坝概述- 土石坝的定义、分类及结构组成- 土石坝的工作原理及功能特点2. 土石坝设计原则与要求- 设计原则：安全、经济、环保、美观- 设计要求：坝体稳定性、渗流控制、结构强度、变形控制3. 土石坝施工技术- 施工准备：材料选择、施工组织设计- 施工方法：填筑、压实、防渗、排水、护坡- 施工质量控制：碾压、检测、验收4. 土石坝工程案例分析与评价- 国内外典型土石坝工程案例介绍- 案例分析与评价：结构设计、施工技术、工程效益5. 土石坝管理与维护- 管理制度与措施：巡视、监测、维修、加固- 维护方法：坝体加固、渗流控制、环境整治教学大纲：1. 土石坝概述（1课时）2. 土石坝设计原则与要求（2课时）3. 土石坝施工技术（3课时）4. 土石坝工程案例分析与评价（2课时）5. 土石坝管理与维护（1课时）教学内容安排和进度：1-2周：土石坝概述、设计原则与要求3-4周：土石坝施工技术5周：土石坝工程案例分析与评价6周：土石坝管理与维护教材章节：参考《水利工程概论》第3章“土石坝工程设计”相关内容。
水工建筑物课程设计——土石坝设计[1]
![水工建筑物课程设计——土石坝设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ee5373642e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e218.png)
水工建筑物课程设计——均质土坝设计一、设计目的：通过综合运用专业基础知识及水工建筑物课程的有关原理方法进行实际建筑物的设计，帮助学生加深对本课程知识的理解，提高学生理论联系实际的能力、绘图计算等能力，树立科学意识、责任意识和经济意识。
二、基本资料：1、河谷地形见附图。
2、天然材料。
在坝址附近3公里范围内渗透系数为k=10-5cm/s的土料储量丰富，砂石料分布较为广泛。
覆盖层厚度：岸坡3——5m，河床5——7m。
覆盖层渗透系数平均为10-2cm/s ——10-3cm/s.3、内外交通。
工程紧靠公路，与铁路线相距约10公里，交通便利，不需另外修建对外临时施工道路。
4、水库规划资料。
该工程主要为下游城市和农田供水，供水工程的最大引用流量为20m3/s。
水库正常蓄水位590 m、设计洪水位592 m、校核洪水位593m。
设计洪水流量1200m3/s,下泄允许最大单宽流量18m3/s。
水库最大风速12m/s，吹程D=5km。
三、设计任务：1、确定主要建筑物类型、尺寸并在地形图上进行布置；2、土坝渗流计算。
计算渗流坡降、，校核是否发生渗透变形，计算大坝总的渗流量。
根据需要设置防渗、排水、反滤层构造。
3、土坝稳定计算。
以圆弧滑动法或毕肖普法进行稳定分析。
4、其他细部构造设计，如护坡、马道、防浪墙等。
5、绘制设计图纸。
6、设计步骤：1、在分析基本资料的基础上拟定土坝的布置方案。
2、选定布置方案，拟定各部分的尺寸和构造；3、进行渗透、稳定和沉陷计算，确定满足设计要求的各项尺寸；4、各部分详细尺寸和细部构造设计；5、绘制设计图纸。
五、设计安排：1、提交成果：（1）每人提交设计计算书一份；（2）设计图纸一套（1号图纸）。
图纸内容：大坝建筑物总体布置图；大坝剖面图，护坡、防渗、排水、反滤层、防浪墙等细部构造图；溢洪道平面布置图，溢流堰设计图、下游消能防冲设施设计图。
引水隧洞纵、横剖面设计图。
2、设计时间：见设计任务安排。
《水工建筑物》 课件
(三) 面板堆石坝各种筑坝材料的选择标准
（1）主堆石区宜采用硬岩堆石料或砂砾料填筑。枢纽建筑物开挖石料符合 主堆石区或下游堆石区质量要求者，也可分别用于主堆石区或下游堆石 区。
3）坝的反滤层必须符合下列要求： ① 使被保护的土不发生渗透变形； ② 渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流； ③ 不致被细粒土淤塞失效。
三、碾压土石坝坝体排水及构造设计
土石坝应设置坝体排水，降低浸润线和孔隙压力，改变 渗流方向，防止渗流出逸处产生渗透变形，保护坝坡土 不产生冻胀破坏。 坝体排水设备必须满足以下要求： ①能自由地向坝外排出全部渗水； ②应按反滤要求设计； ③便于观测和检修。 坝体排水一般有三种常用形式： （1）棱体排水，又称滤水坝趾。棱体排水设备适用于下 游有水的情况，其顶部高程应超出下游最高水位。 （2）贴坡式排水，又称表面排水 （3）坝内排水。坝内排水又分为竖式排水和水平排水。
3）反滤料、过渡层及排水体材料 反滤料、过渡层料及排水体材料应符合下列要求： ①质地致密，抗水性和抗风化性能满足工程运用条 件的要求； ②具有要求的级配； ③具有要求的透水性； ④反滤料和排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含 量应不超过5％。
(二) 土石坝各种筑坝材料的填筑标准
①坝的级别、高度、坝型和坝的不同部位； ②土石料的压实特性和采用的压实机具； ③坝料的填筑干密度和含水率与力学性质的关系，以及设计对
(三)坝体防渗体的选择
• 在土石坝中，土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构 。所谓防渗体，是指这部分土体比坝壳其他部分更不 透水，它的作用是控制坝体内浸润线的位置，并保持 渗流稳定。土质防渗体断面尺寸应根据下列因素研究 确定：
水工建筑物——土石坝的特点和分类
水工建筑物——土石坝的特点和分类土石坝是指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。
当坝体材料以土和砂砾石为主时，称土坝；以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类材料均占相当比例时，称土石混合坝。
由于筑坝材料主要来自坝区，因而也称当地材料坝。
土石坝历史悠久，是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
土石坝得以广泛应用和发展的主要原因包括以下几个方面：1、可以就地取材，节约大量水泥、木材和钢材，减少工地的外线运输量。
由于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筑坝2、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。
特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈度地震区的情况下，土石坝实际上是唯一可取的坝型3、大功率、多功能、高效率施工机械的发展提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展4、岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障了大坝设计的安全可靠性5、高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的综合发展，对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。
世界上已建的高土石坝如苏联的努克列水库大坝，坝高达317m。
塔吉克斯坦的罗贡水库大坝，坝高达335m。
据统计，世界上在20世纪80年代末期兴建的百米以上的高坝中，土石坝的比例已达到75%以上。
由于多方面的原因，我国高土石坝的发展比较缓慢，我国坝高超过100m的土石坝有石头河水库大坝，坝高105m；碧口水库大坝，坝高101m；鲁布革水库大坝，坝高101m；小浪底水库大坝，坝高154m等。
随着我国能源和水利建设事业的发展，大型水利水电工程将日益增多，而水力资源丰富的黄河上游、长江中上游干支流、红水河等建坝地点，大都处于交通不便、地质条件复杂的地区，自然条件相对恶劣，施工困难，修建土石坝具有更强的适用性。
水工建筑物孙明权土石坝的构造73坝体排水和反滤层课件
缺点：对不均匀沉降的适应性差，
易断裂且难以检修。
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d.综合式排水
兼有各种单一排水型式的优点。
合式排水
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2.反滤层及过渡层
反滤层一般由1～3层级配均匀， 耐风化的砂、砾、卵石或碎石构成， 每层粒径随渗流方向而增大。
的作用：反
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(2)反滤层设计的原则：
① 被保护土层不发生管涌等有害 的渗透变形。
② 透水性大于被保护土层，能通 畅地排除渗透水流，同时不致被细颗 粒淤塞而失效。
反的原：
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(3)反滤层的设计：
≤4～5 且 ≥5
≥且5 5～≤反4：的
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(4)反滤层的位置：
在土质防渗体与坝壳或坝基透水 层之间，以及渗流进入排水处。
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优点： 排水效果好，可以降低浸
润线，防止坝坡冻胀，保护下游坝脚免 遭波浪淘刷，还可与坝基排水相连接。 当坝基强度足够时，还可支撑坝体、增 加坝体的稳定性。
缺点： 石料用量大，费用高，与
坝体施工有干扰，检修困难。
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b.贴坡排水 结构： 又称表层排水， 在下游坝
坡表面用一二层堆石或砌石加反滤层铺 设成。
近乎垂直或
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(6)过渡层：
避免刚度相差较大的两种土料之间 产生急剧的变形和应力。
反滤层可以起过渡层作用，但过渡 层不能做反滤层。
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的位置：反
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(5)反滤层类型：
Ⅰ型反滤：其特点是反滤层位于被 保护土层的下部，渗流方向主要由上 向下，如褥垫排水；
Ⅱ型反滤：其特点是反滤层位于被 保护土层的上部，渗流方向主要由下 向上，如减压沟的反滤层。
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水利工程12-2
水工建筑物土石坝
参数
土石坝计算成果正常蓄水位(m):2821.4设计洪水位(P=1%)(m):2822.98校核洪水位(P=0.05%)(m):2824.15
正常蓄水位时坝迎水面前水深H(m):9.4设计洪水位时坝迎水面前水深H(m):10.98校核洪水位时坝迎水面前水深H(m):
12.18
多年平均年最大风速W 10(m/s):
28.65
计算风向与坝轴线法线夹角β(º):
20风区长度D(m):15000
大坝级别:
Ⅱ上游坝坡护面类型代码:
6大坝上游坝坡m:
2.73
上游坝坡护面类型代码
•取值如下：
1.光滑不透水护面(沥青混凝土)：填“1”
2.混凝土或混凝土板护面：填“2”
3.草皮护面：填“3”
4.砌石护面：填"4"
5抛填两层块石(不透水地基)护面：填“5”
6.抛填两层块石(透水地基)护面：填“6”
上游护坡用400mm 厚干砌块石所以选“6”
坝迎水面水深H
1.正常蓄水位时坝迎水面前水深H:
2821.4-2812=9.4m
2.设计洪水位时坝迎水面前水深H：
2822.98-2812=10.98m
3.校核洪水位时坝迎水面前水深H：
2824.15-2812=12.15m
堰前水位-堰顶高程
风浪要素平均波高hm的确定
水位（m）正常水位设计水位校核水位平均波高h（m） 2.55 5.69 3.68安全加高（m）10.5。