土石坝设计大纲
土石坝课程设计
土石坝课程设计一、引言土石坝是一种常见的水利水电工程建筑物，它由土壤和石块等天然材料构成，用于固定水体和抵抗水流的压力。
土石坝的设计涉及许多方面的知识，包括土壤力学、结构力学、水力学等。
本文将介绍土石坝的课程设计内容，包括设计目标、设计参数、设计方法以及设计结果。
二、设计目标土石坝的设计目标是保证工程的稳定性、安全性和经济性。
具体来说，设计目标包括以下几个方面：1.确定坝体的高度和坝顶宽度，使坝体能够承受水压力和自重力，保证不发生破坏或滑动。
2.确定坝体的坝脚宽度和坡度，使坝体在地基上稳定固定，不发生沉降或渗漏。
3.合理配置坝体的排水系统，确保坝体内部的渗流不会对坝体的稳定性产生不利影响。
4.优化坝体的材料和结构，使得工程的投资和维护成本最小化。
三、设计参数在进行土石坝的设计之前，我们需要确定一系列的设计参数，包括坝高、坝顶宽度、坡度等。
这些参数的确定需要考虑以下几个因素：1.坝体的稳定性：根据土壤的物理力学性质和地基的承载能力，确定坝体的坝高和坝顶宽度，以保证坝体的稳定性。
2.水流的压力：根据设计洪水标准，确定坝体的坝高和坡度，以使得坝体能够承受水流的压力。
3.施工的可行性：考虑施工的条件和设备，确定坝体的坡度和坝脚宽度，以使得施工过程顺利进行。
4.工程的经济性：通过经济性分析，确定合理的设计参数，以使工程的投资和维护成本最小化。
四、设计方法土石坝的设计过程通常包括以下几个步骤：1.地质勘察：通过野外勘察和室内试验，获取地质和地质力学参数，包括土壤的类型、含水量、剪切强度等。
2.坝体的稳定性计算：根据土壤力学原理和结构力学原理，对坝体的稳定性进行计算，确定合适的坝高和坝顶宽度。
3.水流压力计算：根据水力学原理，对水流的压力进行计算，确定合适的坝高和坡度。
4.坝体结构的设计：根据设计参数和建议的安全系数，确定坝体的材料和结构形式，进行坝体的结构设计。
5.施工方案的制定：根据设计参数和施工条件，制定合理的施工方案，确保施工的顺利进行。
土石坝设计参考
目录1土石坝尺寸设计……………………………………………………….错误!未定义书签。
基本资料错误!未定义书签。
地形地质情况错误!未定义书签。
水位错误!未定义书签。
气象资料错误!未定义书签。
筑坝材料及坝基砂砾物理力学性质错误!未定义书签。
工程等级错误!未定义书签。
其它错误!未定义书签。
大坝轮廓尺寸的拟定错误!未定义书签。
坝顶高程计算错误!未定义书签。
坝顶宽度错误!未定义书签。
坝坡与马道错误!未定义书签。
坝体排水错误!未定义书签。
大坝防渗体错误!未定义书签。
2 土石坝渗流分析……………………………………………………..错误!未定义书签。
渗流分析计算目的错误!未定义书签。
计算方法错误!未定义书签。
渗流分析的计算情况错误!未定义书签。
土石坝类型的选择错误!未定义书签。
方案的选择：错误!未定义书签。
3土质心墙坝稳定分析…………………………………………………错误!未定义书签。
计算目的错误!未定义书签。
计算方法错误!未定义书签。
计算过程错误!未定义书签。
稳定成果分析错误!未定义书签。
4细部构造设计…………………………………………………………错误!未定义书签。
坝的防渗体排水设备错误!未定义书签。
反滤层设计错误!未定义书签。
护坡设计错误!未定义书签。
坝顶布置错误!未定义书签。
5设计小结………………………………………………………………错误!未定义书签。
附录：参考文献…………………………………………………………错误!未定义书签。
1土石坝尺寸设计基本资料1.1.1地形地质情况某坝坝址处河床宽约190m，坝址轴线处河床最低高程为302m，河床覆盖层上层为粘土黄土夹杂有砾石，下层有沙砾层，坝址基岩为花岗岩，透水性很小。
1.1.2水位死水位：321m;正常蓄水位：334m;设计洪水位（1%）：337m;校核洪水位（%）：338m;正常蓄水时下游水位：302m;校核洪水时下游水位：309m;1.1.3气象资料多年平均最大风速16m/s；水库吹程1.5Km.（注：内摩擦力及凝聚力中分子为水上数值，分母为水下数值）1.1.5工程等级本枢纽为二等 ，主要建筑物为二级。
土石坝课程设计最终稿
土石坝课程设计最终稿一、课程目标知识目标：1. 学生能理解土石坝的定义、结构及功能，掌握土石坝的组成部分及各部分的作用。
2. 学生能掌握土石坝的设计原则，了解影响土石坝稳定性的主要因素。
3. 学生了解我国土石坝的建设与发展历程，了解土石坝在水利工程中的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析土石坝的稳定性，提出合理的改进措施。
2. 学生具备一定的土石坝设计能力，能够完成简单的土石坝设计图绘制。
3. 学生能够通过小组合作，进行土石坝模型的制作，培养动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对水利工程建设的兴趣，提高对水利学科的认识和热爱。
2. 学生通过学习土石坝知识，增强环保意识，认识到水利工程与环境保护的重要性。
3. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为水利工程学科的基础课程，旨在让学生了解土石坝的基本知识，培养学生的实践能力和创新意识。
学生特点：学生为初中生，具备一定的物理和数学基础，对水利工程有一定的好奇心，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，采用案例教学、小组合作等方法，提高学生的学习兴趣和参与度。
通过课程学习，使学生具备基本的土石坝知识，为后续相关专业课程打下坚实基础。
同时，注重培养学生的团队协作和沟通能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 土石坝基本概念：土石坝的定义、分类、结构及功能，重点讲解各部分的作用和相互关系。
教材章节：第一章 水利工程概述，第三节 土石坝简介2. 土石坝设计原则：讲解土石坝设计的基本原则，如稳定性、经济性、施工便利性等。
教材章节：第二章 水利工程设计，第四节 土石坝设计原则3. 影响土石坝稳定性的因素：分析影响土石坝稳定性的主要因素，如坝体材料、坝基处理、水文地质条件等。
教材章节：第三章 土石坝稳定性分析，第一节 影响因素4. 土石坝施工技术：介绍土石坝的施工方法、工艺及质量控制。
教材章节：第四章 土石坝施工，第一节 施工方法与工艺5. 土石坝案例分析：分析国内外典型土石坝工程案例，总结经验教训。
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。
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。
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。
2、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。
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。
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。
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。
8、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。
10、由于设计时间有限，初拟尺寸无论合适与否，均不需再做调整。
但要对结果加以评述。
四、设计成果需提交的最终设计成果包括：●平面布置A1图；●坝纵横剖面图，包括帷幕灌浆深度、标准横剖面、坝顶及护坡大样A1图；●设计计算说明书；图纸用AutoCAD绘制或手绘均可。
五、进度计划本课程设计为2周，全天设计，具体安排：●第1~3天熟悉资料、枢纽布置、建筑物级别，坝顶高程及初始剖面确定；●第4~5天渗流分析计算；●第6~8天坝坡稳定计算；●第9天坝基防渗及坝体细剖设计。
土石坝毕业设计(完成稿)概要
ZF水库土石坝枢纽毕业设计学生姓名: 朱秀娟学校名称:华北水利水电学院指导教师: 王雅伟完成日期: 2012.6.8前言土石坝泛指由当地土料、石料或混合料,经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。
当坝体材料以土和砂砾为主时,称土坝,以石渣、卵石、爆破石料为主时,称堆石坝;当两类当地材料均占相当比例时,称土石混合坝。
土石坝是历史最为悠久的一种坝型。
也是世界坝工建设中应用最为广泛、发展最快的一种坝型。
土石坝按坝高分为:低坝、中坝和高坝。
按其施工方法分为:碾压式土石坝;冲填式土石坝;水中填土坝和定向爆破堆石坝等。
碾压式土石坝是应用最为广泛的一种坝型。
按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类,碾压式土石坝有以下几种主要类型:1、均质坝:坝体断面分防渗体和坝壳,基本上是由均一的黏性土料(壤土、砂壤土筑成。
2、土质防渗体分区坝:即用透水性较大的土料作坝的主体,用透水性极小的黏土作防渗体的坝,包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。
防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝;防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝,是高、中坝中最常用的坝型。
3、非土料防渗体坝:防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝,按其位置也可分为心墙坝和面板坝。
本次设计为ZF水库土坝枢纽工程;ZF水库建成后具有灌溉、发电、防洪、解决工业用水和人畜吃水等多方面的效益,是一座综合利用的水库。
水库土坝枢纽工程设计任务书、水文地质资料及其他相关原始资料是坝体设计的依据,必须全面了解设计任务,熟悉该河流的一般自然地理条件、坝址附近的水文和气象特性、枢纽及水库的地形、地质条件、当地材料、对外交通及有关规划设计的基本数据,只有在熟悉基本资料的基础上才能正确地选择建筑物的类型,进行枢纽布置、建筑物设计及施工组织设计。
通过对资料的了解和分析,初步掌握原始资料中对设计和施工有较大影响的主要因素和关键问题,为以后设计工作的进行打下良好的基础。
土石坝课设
第一章课程设计目的课程设计包括土石坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。
学会融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识，完成土石坝较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。
培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。
培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力。
提高查阅和应用参考文献和资料的能力。
第二章课程设计题目描述和要求（一）课程设计题目描述1、流域概况及枢纽任务某水库枢纽位于某河上游，全河流域面积5863km2，流向自西向东，干流的平均比降为2%--3%。
流域内多石山，小部分为丘陵，水土流失不严重。
本枢纽工程是以发电为主兼顾灌溉和供水的综合利用工程，水库的总库容为1450万m3，发电引水高程为197.5m，最大引水流量为73m3/s，发电装机容量3万kW。
灌溉下游左岸耕地2.3万m2，灌溉最大引水流量35m3/s，引水高程202.5m。
2、地形地质坝址处的岩体可大致分为新鲜岩石、弱风化、强风化及河床卵石覆盖层。
河槽高程为181.8m，河槽处卵石覆盖层为4m，强风化层厚度为3m，弱风化层厚度为6m，基岩岩体较完整，无特殊不利地质构造。
两岸风化较深呈带状，覆盖层较少，厚度一般地2---3m ，强风化层厚1—2m，弱风化层厚度为5－8m，坝址两岸均为花岗岩，岩石坚硬，裂隙不发育。
3、建筑材料粘土料、砂料、石料在坝址上、下游均有，坝址下游5公里以内砂储量丰富，可供建筑使用。
土石料计算参数粘土18.7 28 e=0.65 18 15 3.6⨯10-4砂砾料19.5 19 n=25% 35 0 6.0⨯10-2土石料20 22 e=0.45 27 10 1.8⨯10-3堆石料22 15 n=25% 38 04、水文坝址以上控制集雨面积128km2，多年平均流量3.5m3/s，平均年径流量9776.2 m3。
《水电工程设计》第04章 土石坝设计
第四章土石坝设计第一节概述一、土石坝类型（一）碾压式土石坝根据坝体横断面的防渗材料及其结构，辗压式土石坝分为以下三类：1. 均质坝坝体的绝大部分是由大体上均一的土料组成。
2. 分区坝坝体由土质防渗体及若干透水性不同的土料分区所构成，其中土质防渗体设在坝体中部或稍向上游倾斜的称为心墙坝或斜心墙坝，设在坝体上游面或接近上游面的称为斜墙坝。
此外，还有其它形式的分区坝，如上游断面为防渗土料、下游断面为透水料；由坝中心向外壳透水性逐渐增大的分区坝等。
3. 人工防渗材料坝坝的防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料组成，而其余部分由土石料构成。
其中防渗体在上游面的称为面板坝，防渗体在坝体中央的称为心墙坝。
沥青混凝土防渗体也可做成斜心墙。
震动辗的发明和应用极大地提高了坝体质量、目前大都采用碾压式土石坝。
本章以后所提到的土石坝指的就是这种坝型。
（二）水中填土坝在坝的填筑面筑畦埂，分成若干畦块，向畦块内灌水深几十厘米，然后向水中填土，填土厚度约为水深的2.5~4倍。
由运输工具压实或用拖拉机专门碾压。
所用土料宜为结块的但易于湿化崩解的，黄土类土及含砾风化粘性土最适宜。
筑这种坝应有充足的水源，每立方米填土需水约1m3。
与碾压坝相比，水中填土坝可省去碾压设备，对土料含水量限制不严，小雨可以施工，故填土单价较低，施工速度较快。
但填土干容重较低，孔隙压力较高，施工期对坝坡稳定不利。
故施工速度也受到一定限制，坝坡较平缓，工程量比碾压式坝大些。
对于高坝，应仔细研究，并与碾压式坝作经济比较然后选定。
水中填土坝一般采用均质坝。
如果坝址有多种土料，亦可采用多种土质坝，在坝壳部位填筑抗剪强度高的砂卵石、风化岩块或开挖基础和泄水建筑物的石渣，而将水中填土限制在心墙或斜墙部位。
这种坝型目前已较少采用。
（三）水力冲填坝在坝的填筑面上下游边筑围埂，把泥浆输送到围埂形成的沉淀池内，泥浆经脱水固结，形成均匀密实的坝体，称为水力冲填坝。
自流式冲填坝是将坝两岸高处的黄土或砾质风化土用水枪冲成泥浆，自流入沉淀池，我国俗称水坠坝。
土石坝设计
第一章基本资料一、工程目的拟建某水库控制流域面积0.25km2，总库容22.7万m3，是一座集防洪、灌溉于一体的小(二)型水库。
保护下游6个行政村，1处企业，人口0.7万，耕地2000亩。
二、水库主要特性指标土坝设计采用粘土心墙砂壳坝水库主要特性指标表三、水文气象该流域属暖温带湿润季风区域大陆性气候，冬无严寒，夏无酷暑。
多年平均气温12.5℃，实测最高气温43℃，最低气温-18.9℃，最大冻土深34cm，相对湿度71%，最大风速29m/s。
多年平均降雨量860mm，降雨量年际年内变化大，多年平均汛期降雨量约占全年总降雨量的71.5%以上。
降雨是地表水和地下水的主要补给来源，因此，径流时空分布也不均匀，年际年内变化大，形成了春旱、夏涝、秋冬又旱的规律。
四、流域地质某水库控制流域面积0.25km2，总库容22.7万m3，兴利库容19.0万m3，死库容0.5万m3。
流域内坡度较陡，属低山丘陵地区，水库冲沟呈V型，水库周围地层岩性出露均为前震旦系花岗岩，以花岗片麻岩、正常片麻岩为主。
流域内来水主要是降雨时山岭产流。
41.7m27.7m河道断面示意图第二章土坝设计第一节坝型选择根据所给资料，选择大坝型式，还应根据地形、地质、建筑材料、工程量以及施工条件等综合方面确定坝型。
水库处于低山丘陵地区。
由基本资料可知，库区土料丰富，料场距坝址较近，运输条件良好。
施工简便，地质条件合理，造价低。
通过以上几方面的综合分析比较，所以选用土石坝方案。
第二节坝的断面设计一、坝顶高程确定1.1、风区长度由题目已知该流域多年平均最大风速为29m/s，水位40.63m时水库风区长度1.1km1.2、坝顶高程计算坝顶在静水位以上的超高值按下式计算;y=R+e+A式中 y—坝顶超高，m;R —最大波浪在坝坡上的爬高，m;A ——安全超高。
该坝为五级建筑物，查规范得设计水位时取A=0.5m ，校核水位时取A=0.3m 。
坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值:(1) 设计水位加正常运用条件下的坝顶超高； (2) 正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高； 查碾压式土石坝设计规范有：e =βcos 220mgH DKv （4-2）式中：e —— 计算处的风壅水面高度，mD —— 风区长度， D=0.68KmK —— 综合摩阻系数3.6×10-6 β—— 计算风向与水域中线的夹角0° v —— 计算风速, m/s. v=29m/sm H ——坝前平均水深，m ；取m H =12me =βcos 220mgH DKv =0.017查水工计算手册，1/H 0>L 为深水波，用莆田试验站公式公式计算 波长: m T L m m 7.1456.12==波浪爬高：设计波浪爬高值应根据工程等级确定，5级坝采用累积频率为5%的爬 高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:mm w m L h mK K R 21+=∆（4-3）式中： R m —— 波浪的平均爬高；K △ —— 斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得K △= 0.8； Kw —— 经验系数，查规范取Kw =1.22； m —— 单坡的坡度系数，本设计取m=3.5m L h mK K R m m w m 731.07.14*481.03122.1*8.0122=+=+=∆查规范5%累积频率下的波浪爬高与平均爬高的比值为2.23， 84.1/=m p R Rm R p 345.1731.0*84.1==因风向与水域中线夹角为0°，波浪爬高应按正向来波计算爬高值乘以折减系数βK =1。
土石坝课程设计
水工建筑物课程设计土石坝课程设计专业：水利水电工程班级：水电XXXX姓名: XXXX学号： XX指导教师：成绩：目录一、基本资料 - 1 -1.1 坝址区自然条件 - 1 -1.2 坝址区地质条件 - 2 -1.3 建筑材料物理力学指标 - 3 -1.4 其它资料 - 4 -二、枢纽布置 - 5 -2.1 坝型选择 - 5 -2.2 枢纽建筑物及其布置 - 6 -三、剖面设计 - 8 -3.1 坝顶高程 - 8 -3.2 坝顶宽度 - 13 -3.3 坝坡 - 13 -3.4 坝底宽度 - 13 -四、土料设计 - 14 -4.1 土料设计 - 14 -4.2 填筑标准设计 - 15 -五、防渗排水设计 - 16 -5.1 渗流计算（电算） - 16 - 5.2 渗透破坏验算 - 24 -5.3 排水设施选择 - 25 -六、土石坝稳定计算 - 26 -七、土石坝的地基处理 - 33 -7.1 土石坝的坝基清理 - 33 -7.2 土石坝的防渗处理 - 34 -八、土石坝两岸连接建筑物设计 - 34 -8.1 土石坝与坝基的连接 - 34 -8.2 土石坝与岸坡的连接 - 35 -九、土石坝细部构造设计 - 35 -9.1 坝顶 - 35 -9.2 防渗体 - 36 -9.3 排水设施 - 37 -9.4 护坡与贴坡排水 - 37 -主要参考文献 - 40 -一、基本资料小浪底水利枢纽工程是以防洪（包括防凌）、减淤为主，兼顾供水、灌溉、发电、蓄清排浑，除害兴利的综合利用的水利枢纽。
小浪底水利枢纽工程属一等工程，主要建筑物为1级，按千年一遇洪水设计，洪峰流量为40000m3/s（三门峡水库不控制的情况下）。
水库防洪限制水位275m，总库容126.5亿m3，长期有效库容51亿m3为不完全年调节水库。
电站总装机容量180万千瓦，正常运用期的保证出力为30万千瓦。
1.1 坝址区自然条件小浪底工程位于黄河中游最后一个峡谷的出口，上距三门峡水库130km，下游是黄淮海平原。
土石坝设计参考
目录1土石坝尺寸设计 (3)1.1基本资料 (3)1.1.1地形地质情况 (3)1.1.2水位 (3)1.1.3气象资料 (3)1.1.4筑坝材料及坝基砂砾物理力学性质 (3)1.1.5工程等级 (4)1.1.6其它 (4)1.2大坝轮廓尺寸的拟定 (4)1.2.1坝顶高程计算 (4)1.2.2坝顶宽度 (7)1.2.3坝坡与马道 (7)1.2.4坝体排水 (7)1.2.5大坝防渗体 (8)2 土石坝渗流分析 (9)2.1渗流分析计算目的 (9)2.2计算方法 (9)2.3渗流分析的计算情况 (9)2.4土石坝类型的选择 (9)2.5方案的选择： (11)3土质心墙坝稳定分析 (12)3.1计算目的 (12)3.2计算方法 (12)3.3计算过程 (13)3.2稳定成果分析 (13)4细部构造设计 (14)4.1坝的防渗体排水设备 (14)4.2反滤层设计 (14)4.3护坡设计 (15)4.4坝顶布置 (15)5设计小结 (18)附录：参考文献 (20)1土石坝尺寸设计1.1基本资料1.1.1地形地质情况某坝坝址处河床宽约190m，坝址轴线处河床最低高程为302m，河床覆盖层上层为粘土黄土夹杂有砾石，下层有沙砾层，坝址基岩为花岗岩，透水性很小。
1.1.2水位死水位：321m;正常蓄水位：334m;设计洪水位（1%）：337m;校核洪水位（0.1%）：338m;正常蓄水时下游水位：302m;校核洪水时下游水位：309m;1.1.3气象资料多年平均最大风速16m/s；水库吹程1.5Km.1.1.4筑坝材料及坝基砂砾物理力学性质（注：内摩擦力及凝聚力中分子为水上数值，分母为水下数值）1.1.5工程等级本枢纽为二等，主要建筑物为二级。
1.1.6其它地震基本烈度：7度。
1.2大坝轮廓尺寸的拟定大坝剖面轮廓尺寸包括坝顶高程，坝顶宽度、上下游坝坡、防渗体等排水设备。
1.2.1坝顶高程计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）（以下简称“规范”）规定，坝顶高程分别按照正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高、设计水位加正常运用条件下的坝顶超高、校核水位加非常运用下的坝顶超高进行计算，因该地区地震烈度为7，故还需考虑正常蓄水位加非常运用时的坝顶超高再加上地震涌浪高度，最后取以上四种工况最大值，同时并保留一定的沉降值。
土石坝设计参考
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土石坝课程设计任务书
土坝课程设计大纲黑龙江农垦林业职业技术学院土坝课程设计大纲一、课程地位、作用与任务土石坝课程设计是《水工建筑物》教学中的一个重要的教学环节之一，它是高职教育中培养水利水电工程专业应用型高等专门人才的一次专题实训环节，是在定岗实践的基础上通过对典型的，有代表性的已建或在建工程的实际资料分析，结合生产实际，进行水利水电工程枢纽设计，提高专业基本技能及工作能力的一次指导性实训课程。
其任务主要有：1、通过课程设计使学生学会综合运用基础知识和专业理论知识，进行水利工程设计的方法和步骤。
2、培养学生善于运用设计图册、国家标准规范、熟悉计算方法，提高计算能力，专业绘图以及编写设计文件等基本技能。
3、提高学生分析问题、解决问题、独立工作的能力。
4、通过课程设计全面考察，了解学生在校期间的学习质量，从而发现教学中存在的问题，为进一步进行教学改革提供依据。
二、内容和要求（一）确定断面尺寸及平面布置：1、根据规范要求，参照已建工程并考虑本工程的具体情况，确定坝坡、坝顶高程、坝顶宽度、防渗体及排水体尺寸，确定大坝最大坝高的断面尺寸。
2、绘出坝的剖面及平面布置图。
（二）渗流计算：用水力学法，计算正常高水位、设计洪水位、或校核洪水位时最大断面的浸润线及单宽渗流量。
并按一定比例绘出坝体内的浸润线图（三）坝坡稳定计算：绘图并计算最大坝高断面的上、下游坝坡的稳定系数，判断坝坡是否稳定或说明判断坝坡是否稳定的判断方法。
（四）细部构造设计1、包括坝顶、护坡、反滤层、坝体及坝基有防渗透、排水、坝坡排水沟等。
2、绘出各个细部构造图三、成果要求1、设计图设计图是课程设计的主要成果，用1#图纸、绘图铅笔绘制或用autocad绘图。
要求制图正确，图面饱满，没有重复，线条分明，字体工整，尺寸齐全，比例尺及材料符号等应符合《水利水电工程制图》要求。
每个同学应完成设计图1张，2、设计说明书与计算书设计说明书也是课程设计的主要成果，要求章节分明，文字简练通顺；字迹工整，内容着重分析论证，并说明计算条件、假定方法和成果。
土石坝设计大纲
⼟⽯坝设计⼤纲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。
水工建筑物课程设计-土石坝设计
《水工建筑物课程设计》设计说明书题目:土石坝设计目录第一部分设计资料 (1)一、设计资料 (1)二、设计依据 (4)第二部分枢纽布置 (7)一、坝型的选择 (7)二、泄水建筑物型式的选择 (8)三、其它建筑物型式的选择 (8)四、枢纽的组成建筑物及等级 (8)五、枢纽布置 (9)第三部分土石坝的设计 (9)一、土石坝坝型的选择 (9)二、大坝断面尺寸及构造型式 (9)三、渗流计算 (12)四、稳定计算 (13)五、材料及细部构造 (14)第四部分溢洪道设计 (16)一、溢洪道的形式 (16)二、堰面形式 (16)三、溢洪道的水力计算 (16)四、工程布置 (17)六、掺气水深 (23)七、消能防冲 (23)八、溢洪道的其它构造设计 (24)第五部分施工图纸 (24)附图 (25)水工建筑物课程设计第一部分设计资料一、设计资料1、概况平山水库位于G县西南3公里处的平山河中游坝址以上控制流域面积431km2；沿河道有地势较平坦的小平原，地势自南向东有高变低。
最低高程为62.5m。
河床比降为千分之三，河流发源于苏唐乡大源锭子，整个流域物产风丰富。
土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材，竹子等土特产。
平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又造成干旱现象，因此，有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水资源。
2、枢纽任务枢纽主要任务是以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。
初步规划，本工程灌溉面积为20万亩（高程在102m以上），装机容量9000KW。
防洪方面，使平山河下游不致洪水成灾，同时配合下游水利枢纽，大意下游起到一定的防洪作用，在流域规划中规定本枢纽在通过设计洪水流量时，控制最大泄流流量不超过900 m3/s。
航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。
3、地形地质概况地形情况：平山河流域多为丘陵山区，在平山枢纽上游均为大山区。
大坝设计大纲(校核前)
（1）坝基为完整新鲜基岩：为防止粘土与岩石结合不好而发生沿岩石的集中渗透，应设混凝土垫。
（2）坝基为节理比较发育的基岩：建议采用混凝土垫，然后再在垫座上填筑粘土心墙。混凝土层下部视为基岩情况，可进行固结灌浆（铺盖灌浆）和帷幕灌浆。也可采用将截渗墙底部直接对坝基岩石进行固结灌浆和帷幕灌浆。
（3）坝基有断层破碎带的基岩：断层破坏带的处理，应按实际断层性质、角度、方向、宽度、深度以及断层内充填物的成分等条件，分析判断处理。一般断层应用混凝土塞堵实。
（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
3.1
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。
（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
5.1
（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。
4.2
4.2.1
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。
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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。