土质心墙坝设计20120927.

顶在静水位以上的超高，在 正常运行情况下，坝顶至少
e—最大风浪引起的坝前水位壅高，m；
应高出静水位0.5m以上，非
A—安全加高，m，根据坝的级别按下表取值。
常运行时不得低于静水位
土石坝的安全加高A(m)
坝的级别
1
2
3
4
设计
1.50 1.00
0.70
0.50
校 山区、丘陵区 0.70 0.50
0.40
e=KV2Dcosβ/(2gHm)
K—综合摩阻系数，一般取值范围(1.5~5)×10-6,计算时可取3.6×10-6 V—设计风速，m/s, D—吹程，m Hm—水域平均水深，m, β—计算风向与坝轴线的夹角，(因e很小,风向很难确定,为安全方便起见，取β=0）
内陆峡谷地区水库，风速，V<20m/s, 吹程D<20000m 丘陵平原地区水库，风速，V<26.5m/s,吹程D<7500m
上游：坝壳采用堆石时，常用坡率为1:1.7~1:2.7 坝壳采用土料时，常用坡率为1:2.5~1:3.5
防渗体——土质防渗体
防渗体：指该部位土体比坝壳其他部位更不透水，它的作用是控制坝体 内侵润线的位置，并保持渗流稳定。
SL274-2001与DLT5395-2007规定：防渗土料应满足一下要求： 1、渗透系数心墙坝不大于1×10-5cm/s； 2、水溶盐含量（指易溶盐和中溶盐，按质量计）不大于3%； 3、有机质含量（按质量计），心墙坝不大于2%； 4、有较好的塑性和渗透稳定性； 5、侵水与失水时体积变化小。
SL274-2001规定：用于填筑防渗体的砾石土，粒径大于5mm的颗粒含量不
宜超过50%，最大粒径不宜大于150mm或铺土厚度的2/3，0.075mm以下的 颗粒含量不应小于15%，填筑时不得发生粗料架空现象
DLT 5395-2007除以上规定外，另规定：<0.005mm的颗粒含量不小于8%，
等<0.005mm的颗粒小于8%时应作专门的论证。
坝顶上游侧宜设防浪墙，墙顶应 高于坝顶1-1.2m
坝顶宽度确定
坝顶宽度确定： SL 274—2001及DLT 5295-2007《碾压式 土石坝设计规范》规定：高坝顶宽可选 为10~15m,中低坝顶宽可选5~10m.
坝坡坡率的确 定
土质方防渗体的心墙坝，
下游：坝壳采用堆石时，常用坡率为1:1.5~1:2.5， 坝壳采用土料时，常用坡率为1:2.0~1:3.0
水工建筑物（第5版）试验表明，砾石土的渗流系数与粒径小于0.075mm
颗粒的含量密切相关，当含量小于10%时，渗流系数大于1×10-5cm/s，不适 于用作防渗料，一般要求粒径0.075mm以下颗粒的含量不小于15%~20%。
心墙尺寸的确定
SL274-2001《碾压土石坝设计规范》规定：
土质防渗体分区坝的防渗体断面尺寸应根据下列因素研究 确定： 1）防渗土料的质量，如允许渗透比降、塑性、抗裂性能 等，、 2）防渗土料的数量和施工难易程度； 3）防渗体下面坝基的性质及处理措施； 4）防渗土料与坝壳材料单价比； 5）设计地震烈度为8度、9度地区适当加厚。
h、L—分别为设计波高和波长，(当风速V<20m/s时，采用官厅水库公式 计算，当风速V<26.5m/s时，采用鹤地水库公式计算),在正常运用条件下， 1-2级坝设计风速取多年平均年最大风速的1.5~2.0倍，3~5级坝设计风速 取多年平均年最大风速的1.5倍；在非常运用时，取多年平均年最大风速； KΔ—坝坡糙率渗透性系数，按护坡类型查表可得 Kw—经验系数，查表可得 Ro—无风情况下来自百度文库平均波高hm=1m时，光滑不透水护面(KΔ=1)的爬高值， 查表可得
波浪爬高值ha计算
规范规定，设计波浪爬高值应根据工程等级确定，1~3级采用累计频率为1%
的爬高值，4~5级采用累计频率为5%的爬高值。需用相应的浪高h通过下式计
算波浪爬高值。
1)当上游坝坡参数m=1.5~5.0时，
2)当m≤1.2时，
ha=KΔKw[hL/(1+m2)]1/2
ha=KΔKwRoh 3)当1.25<m<1.5时，由m=1.25和m=1.5的计算值按内插法求得。
土质心墙坝
SL 274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定：高度在30m以下为底坝， 高度在30~70m之间为中坝，高度超过70m的为高坝。 DLT 5395-2007 《碾压式土石坝设计规范》规定：高度在30m以下为底坝， 高度在30~100m之间为中坝，高度超过100m的为高坝
二、土石坝坝高确定
0.30
核 平原、海滨区 1.00
0.70
0.50
0.30
坝顶超高计算式中，DLT 5395-2007规范规定，安全超高按坝体的 运用条件设计，且取值如下：
运用条件
正常 非常
土石坝的安全加高A(m) 坝的级别
1
2
3
1.50
1.00
0.70
1.00
0.70
0.50
4、5 0.50 0.30
风浪引起的坝前水位壅高：
SL 274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定：土石坝的坝高应从坝 体防渗体（不含混凝土防渗墙，灌浆帷幕，截水槽等坝基防渗设施） 底部或坝轴线部位的建基面算至坝顶（不含防浪墙），取其大者。
坝顶高程＝水库静水位h＋相应的超高d
取其最大值
作为坝顶高 程
当坝顶上游侧设有
1、设计洪水位+d正常运用 2、正常蓄水位+ d正常运用 3、校核洪水位+ d非常运用
注意： 设计的坝顶高程是指大坝沉降稳定以后
的坝顶高程，因此，竣工时的坝顶高程应预 留足够的沉降量，一般施工良好的土石坝， 坝体沉降量约为坝高的0.2%~0.4%（水工建 筑物，清华大学，麦家煊）。在SL247-2001及 DLT5395-2007及水工建筑物第5版中说明，土 质防渗体分区坝预留沉降量一般为坝高的1%。
防浪墙时，坝顶超 高可改为对防浪墙
顶的要求
4、正常蓄水位+ d非常运用+地震安全加高
2.1 坝顶超高确定
根据SL 274—2001及DLT5395-2007《碾压式土石坝设计规范》规
定，坝顶在水库静水位以上的超高d计算式为
当在坝顶设防浪墙时，d指墙
d=ha+e+A
ha—最大波浪在坝坡上的爬高，m；
——吕晓曼 水工结构
土石坝 基本剖面
防渗体 基本剖面
坝体排水
地基处理
一、土石坝定义及分类
土石坝分类：碾压式（均质坝、土质心墙坝、土质斜墙坝、土质斜心墙 坝等）、冲填、水中填土、定向爆破堆石坝
土质心墙坝：由相对不透水或弱透水土料构成中央防渗体，其上下游两侧
以透水砂砾土石料组成坝壳，对心墙起保护支承作用。（清华大学，麦家煊， 水工建筑物）