土石坝
土石坝
第一节概述土石坝是指由土料、石料或土石混合料，采用抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。
堤坊是沿河岸构筑的护岸建筑物，大多数采用土石坝的结构形式，在许多方面土石坝与堤坊都存在共性。
由于结构简单、施工方便、可就地取材和投资低等特点，因而土石坝是应用最为广泛和发展最快的一种坝型，也是历史最为悠久的坝型。
一、土石坝的工作原理土石坝是土石材料的堆筑物，主要利用土石颗粒之间的摩擦、粘聚特性和密实性来维持自身的稳定、抵御水压力和防止渗透破坏。
一般来说，土石坝为维持自身稳定需要较大的断面尺寸，因而有足够的能力抵御水压力。
因此，土石坝工程主要面对两个问题：确保自身稳定和防止渗透破坏。
其中自身稳定包括滑坡、沉陷和冲刷问题。
1、滑坡由于土石材料为松散体，抗剪强度低，主要依靠土石颗粒之间的摩擦和粘聚力来维持稳定，没有支撑的边坡是填筑体稳定问题的关键。
所以，土石坝失稳的型式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动，影响坝体的正常工作，甚至导致工程失事。
为确保土石填筑体的稳定，土石坝断面一般设计成梯形或复合梯形，而且边坡较缓，通常1:1.5〜1:3.5 。
此外，渗流也是影响坝体稳定的重要因素。
2、渗流水库蓄水后，土石坝迎水面与背水面之间形成一定的水位差，在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量，还会使背水面的土体颗粒流失、变形，引起管涌和流土等渗透破坏。
在坝体与坝基、两岸以及其他非土质建筑物的结合面，还会产生集中渗流现象。
防止渗流破坏的原则是“前堵后排” ，在坝前（迎水面）采取防渗、防漏的工程措施，减少渗流量，同时要尽量排除渗入坝体的水量，降低渗流对坝体的不利影响。
3、沉陷由于土石颗粒之间存在较大的孔隙，在外荷载的作用下，易产生移动、错位，细颗粒填充部分孔隙，使坝体产生沉降，也使土体逐步密实、固结。
如果土石坝颗粒级配不合理，沉降变形、不均匀会产生裂缝，破坏坝体结构，也会降低坝顶高程，使坝的高度不足。
土石坝的沉陷与坝体、坝基的土石材料有关，因此，土石坝设计需要考虑土石材料选用、坝基处理、填筑工艺等因素，筑坝时应有适量的超填。
土石坝
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。
土石坝优点： 就地取材，节省三材； 筑坝经验丰富； 对地形、地质条件适应性强； 施工技术简单；便于维修、加高、培厚和扩建。 因此，在国内外应用十分广泛。据统计，国内
已建成的八万多座水坝，土石坝约占90%左右。
密云水库（土坝）
水布垭水库（湖北清江）
水 布 垭
施工中的水布垭水库
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。
尺寸应根据稳定和强度条件确定，并设置变形伸缩缝和做 好止水措施，如图5-24所示。
0.5
1.20 0.25
129.4 3%
心墙
沙壳
0.4 黄泥灌浆碎石 路面厚0.2m
干砌石护坡：国内使用较多，一般采用单层干砌形 式、厚度0.2～0.3m，通常在石料丰富且砌石费用便宜 的地区可以考虑采用。
卵石或碎石护坡：
适用于由砂或砾石填筑的下游坝坡，卵石或碎石的 粒径应为5～10cm，厚度40cm。
钢筋混凝土框格填石护坡：
适用坝坡较陡、仅仅采用卵石或碎石护坡不稳定且 不适宜采用草皮护坡的情况。框格尺寸一般为4～ 5m×4～5m，框条宽0.2m，厚0.3m，在框格中填卵石 或碎石。
土石坝
世界上最高坝
罗贡坝： 塔吉克共和国 粘土斜心墙土石坝 最大坝高335m
中国的情况
最早用现代技术修建的土坝 甘肃省的鸳鸯池水库大坝 土石坝数量多，但是高坝少 100m以上的仅三座 陕西省的石头河粘土心墙堆石坝，最大坝高114m
土石坝设计的基本要求
设计要求
泄洪能力
渗流
坝体、坝基 稳定
土石料
避免裂缝、 抵抗自然破坏
可靠、 耐久
经济美观
土石坝的失事
沟后水库 沙砾石面板坝
土石坝的失事（续）
世界最大的水库垮坝惨剧 河南省驻马店地区包括两座大型水库在内的数
十座水库漫顶垮坝 ：板桥水库 、石漫滩水库 1100万亩农田受到毁灭性的灾害，1100万人
土石坝的分类（续）
土石坝的分类（续）
土石坝的基本剖面
坝顶高程（Crest Elevation）：取以下最大值 正常蓄水位＋正常坝顶超高 设计洪水位＋正常坝顶超高 校核洪水位＋非常坝顶超高 正常蓄水位＋非常坝顶超高＋地震加高 坝顶超高 （Freeboard）
坝顶超高 d hB e a
中国的情况（续）
甘肃省 碧口 壤土心墙土石混合坝 最大坝高 101.8m
过木道 溢洪道
中国的情况（续）
鲁布革水电站 最大坝高103.8米
原因分析
国际环境：世界经济快速发展时期 国内环境：发展相对滞后 技术上
布置泄洪和施工导流所需工程量较大，造价较高 对防渗土料要求过高 施工水平落后
土石坝的长处
利用当地材料。节省大量的钢材水泥，免修公路 适应不同地形地质条件。特别是在高烈度地震区，土
土石坝介绍
按照土料在坝身内的配置和防渗体所用 的材料种类，碾压式土石坝可分为以下 几种主要类型： 1、均质坝。坝体断面不分防渗体和 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
Wi sin
毕肖普法
kc
1 [(Wi ui li cos i ) tani' Ci'bi cos i ] m e Wi sin i Qi i R
土石坝的地基处理
基岩处理 主要是设置防渗帷幕 方法：水泥灌浆或化学灌浆、混泥土塞、 混泥土防渗墙、设置防渗铺盖 沙砾石地基处理 上堵：垂直防渗、水平防渗 下堵：排水设施、反滤排水沟、排水减 压井、下游透水盖重、
土石坝
什么是土坝？？？？
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
土石坝的优缺点
土石坝的优点：
（1）就地取材，节省钢材﹑水泥﹑ 木材等重要建筑材料，同时减少了筑坝
材料的远途运输。 （2）结构简单，便于维修和加高﹑ 扩建。 （3）坝身是土石散粒体结构，有适
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土石坝的类型
土石坝常按坝高、施工方法或筑坝材 料分类。 土石坝按照坝高分类，土石坝按坝高 可分为：低坝、中坝和高坝。我国《碾 压式土石坝设计规范》（SL 274-2001） 规定：高度在30米以下的为低坝；高度 在30米～70米之间的为中坝；高度超过 70米的为高坝。
土石坝按其施工方法可分为：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。 应用最为广泛的是碾压式：一般采用塑性心墙和斜墙
什么是土石坝
述
3．抗冲性能差
坝体材料是松散的颗粒：
❖ 当洪水漫过坝顶时，水流必然会携带土粒流失，
从而引起坝体局部破坏或整体溃决。
例如，1975年8月，我国淮河上游两座土坝，因
溢洪道泄洪能力不足发生洪水漫顶而溃坝。
❖ 由于波浪的作用，必然导致坡面土料的流失和
第
坍塌，削弱坝体剖面尺寸，对坝体稳定不利。 设计中，要求：
十多年来，随着大型碾压机械的采用，使
得这种坝型得到最广泛的应用。本章将重
第
点介绍这种坝型的设计。
一
2）水力冲填坝
节
水力冲填坝是利用水力和简易的水力机械 完成土料开采、运输和填筑等主要工序而
概
筑成的坝型。具体地说，是用高压水枪驱
述
动高压水流向料场的土料喷射冲击，
二、土石坝的类型
使之成为泥浆，然后通过泥浆泵和输浆管
0.70 0.50 0.40 0.30
1.00 0.70 0.50 0.30
第二节 土石坝剖面的基本尺寸
e
kw2 D 2gH m
cos
（5-2）
式中 k——综合摩阻系数，其值在（1.5～5.0）
×10-6之间，计算时一般取3.6×10-6；
D ——风区长度（m）；
—H m—坝前风区水域平均水深（m）；
第
以坝体浸润线为界，线上的土为非饱和状态， 线下土体则呈饱和状态。
一 节
饱和土体，其抗剪强度指标也将相应降低， 对坝坡稳定不利。
概 为此，应设置防渗和排水措施，以减少水库
述 的渗漏损失和保证坝坡的稳定性。
一、土石坝的工作特点
2．土石坝的局部失稳定破坏形式
土石坝是松散的土石料填筑，坝体剖面需
土石坝
第三章 土石坝第一节 概述土石坝是由坝址附近的土石料填筑而成的一种坝型，所以又称当地材料坝。
土石坝是建造历史最悠久、应用最普遍的一种坝型。
我国已建成15m 高以上的水坝约9万座，其中90%以上为土石坝。
另外大量的江、河、湖、海堤防工程绝大部分实质上也属于土石坝，只是堤防工程的用途及运行工况与水库大坝稍有差异。
土石坝被广泛采用的原因：①就地取材最大限度利用当地天然土石料⇒⎪⎩⎪⎨⎧↓↓↓对外运输量水泥、钢材用量 ②对地基变形的适应能力强，几乎可以适应任何地基除了严重喀斯特地区坝址存在大溶洞或淤泥深度太大，地基处理不经济，不适宜建坝之外，土石坝几乎可以在任何地基建造。
但是如果非要在那些地区建坝不可的话，土石坝仍然是最好的选择，因为土石坝自重小、抗震能力强。
四川野勒水电站坝址强透水覆盖层60多m ，采用沥青混凝土心墙土石坝。
③施工方法选择具有灵活性土石坝结构简单、施工技术容易掌握，既可采用简单机具施工，又可高度机械化施工。
土石坝的缺点：①坝身一般不允许泄洪需另建泄洪建筑物，往往给枢纽布置带来困难。
②施工导流困难由于坝身不能溢流，要求施工期洪水全部通过导流隧洞或涵洞排泄。
③施工受气候条件影响比较大在恶劣气候如雨季和严寒冰冻情况下，填土质量难以保证，往往导致施工延期。
一、土石坝的工作特点和基本要求土石坝是由散粒体的土石料填筑而成的挡水建筑物，散粒之间凝聚力比较低，在渗流、冲刷、沉降、冰冻、地震等因素作用下，表现出不良的物理状态，降低建筑物的功能，甚至引发工程事故。
因此要根据土石坝的工作特点提出相应的设计要求。
⑴ 渗流散粒体渗透性强，而且渗流对散粒体的影响又十分显著。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⇒↓⇒⎪⎭⎪⎬⎫↓↓⇒水量损失漏水坝坡稳定性渗流动水压力土的有效重量时，发生渗透变形〉当渗流ϕ,[J]J c因此土坝要特别注意采取渗流控制措施。
⑵ 冲刷一方面：散粒之间凝聚力低⇒抗冲刷能力低另一方面：坝面破坏、塌坡下游坝坡受雨水冲刷上游坝坡受风浪淘刷⇒⎭⎬⎫ 因此要采取护坡措施，并且不允许水库漫坝。
土石坝介绍
25
2.渗透变形
（1）管涌 坝体或坝基中的无粘性土细粒被渗透水带走并逐步形成
渗流通道的现象称为管涌。 （2）流土
在渗流作用下产生的土体浮动或流失现象，称为流土。 （3）接触冲刷
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碾压式土石坝类型
11
碾压式土石坝类型
12
二、土石坝的特点
优点：
筑坝材料来源直接、方便，能就地取材，材料运 输成本低，还能节省大量的钢材、水泥和木材等 建筑材料。
适应地基变形的能力强。 构造简单，施工技术容易掌握，便于组织机械化
施工。 运行管理方便，工作可靠，寿命长，维护加固和
扩建均较容易。
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五、土石坝的组成及作用
土石坝的坝体剖面由坝身、防渗体、排水体、 护坡四部分组成
1）坝身 坝身是土石坝的主体，坝体的稳定主要靠坝
身来维持，并对防渗体起到保护作用。坝身土 料应采用抗剪强度较高的涂料，以减少坝体的 工程量；当坝身土料为壤土时，由于其渗透系 数较小，可以不再另设防渗体而成为均质坝。
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较大的不均匀沉陷会使坝体产生裂缝，甚至危 及大坝的安全。因此设计时应进行沉陷量分析；施 工时要预留坝高，防止坝顶高程不足而发生洪水漫 顶。
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当渗流沿着两种不同土层的接触面流动时，沿层面带走 细颗粒的现象称为接触冲刷。 （4 ）接触流失
当渗流垂直于渗透系数相差较大的相邻土层的接触面流 动时，把渗透系数较小的土层中的细颗粒带入渗透系数较大 的另一种土层中的现象，称为接触流失。
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3.土石坝稳定性分析
3-1土石坝
3.1.3 土坝类型
（1）根据坝高分 低坝、中坝、高坝
（2）根据施工方法
水中填土坝
水力冲填坝
定向爆破坝
碾压式土石坝
水中填土坝
水力冲填坝
定向爆破坝
（4）碾压式土石坝
按照坝体材料种类及防渗体位置划分
3.1.4 土石坝的组成部分
1)确定浸润线的位置（计算坝坡稳定、应力）；
2)确定渗流量；
3) 确定渗流的主要参数（坡降、流速）—— 检验土体的渗流稳定。
3.3.2 渗流分析的方法
水力学方法；流网法；有限元法；流体力学 法；实验法（电比拟法）
3.3.3 土石坝的渗流特性 土石坝中渗流流速与坡降J的关系：v 层流时： 紊流:
kJ
1/
1～1.1；
层流至紊流过渡:
1.1～1.85；
2
在土石坝渗流分析中，一般假定符合达西定律， 即
v kJ
3.3.4 水力学法
（1）基本假定 1）坝体土是均质的，坝内各点在各方向上的渗透系 数相同 2）渗透水流为层流运动，符合达西定律 3）渗透水是渐变的，过水断面上各点的坡降和流速 为常数
竖直位移
竖向应力
（2）其他防渗体
沥青砼防渗墙、钢筋砼面板、土工膜
3.2.6 坝体排水设施
3.2.7 反滤层、过渡层
（1）反滤层 作用：滤土排水，防止渗流出口处发生渗透变 形。
反滤层的设计应满足： 1）使被保护土不发生渗透变形，即使被保护土 在出现裂缝时，其颗粒不会被带出反滤层，从 而促使裂缝自行愈合。（孔隙小） 2）透水性大于被保护土，能通畅地排除渗透水 流，同时不致被细粒土淤塞。（孔隙大）
土石坝介绍
土石坝介绍第一节概述土石坝是指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。
土坝当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；土石混合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。
土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是：（1）可以就地取材，节约大量水泥、木材和钢材，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。
（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。
一、土石坝的特点和设计要求（1）稳定方面。
土石坝不会产生水平整体滑动。
土石坝失稳的形式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。
（2）渗流方面。
土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。
坝体内渗流的水面线叫做浸润线。
浸润线以下的土料承受着渗透动水压力，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定不利。
（3）冲刷方面。
土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低；工程措施：①在土石坝上下游坝坡设置护坡，坝顶及下游坝面布置排水措施，以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响；②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫过坝顶造成事故；③布置泄水建筑物时，注意进出口离坝坡要有一定距离，以免泄水时对坝坡产生淘刷。
（4）沉陷方面。
由于土石料存在较大的孔隙，且易产生相对的移动，在自重及水压力作用下，会有较大的沉陷。
为防止坝顶低于设计高程和产生裂缝，施工时应严格控制碾压标准并预留沉陷量，使竣工时坝顶高程高于设计高程。
第十一章土石坝
二、土石坝的构造 坝体构造主要包括：坝顶、防渗体、排水设 备、护坡等几个方面。 （一）坝顶 坝顶无公路要求时，可采用单层砌石或只铺 设碎石、砾石层。Ⅳ级以下的坝可采用草皮护面； 有公路要求时，则按道路要求设置。 坝顶排水系统：横坡（2~3%），并设置纵向排 水沟 （二）防渗体 防渗体的尺寸应能满足防渗、构造、施工和防裂 等方面的要求。
1、塑性心墙 2、塑性斜墙 3、斜心墙 4、钢筋混凝土斜墙 5、沥青防渗墙 （三）排水设备 按其所在的位置分为：坝身排水、坝基排水及坝坡 排水。 1、坝身排水 坝身排水的主要作用是降低坝体浸润线,有利于 下游坝坡稳定,并防止土壤可能产生的渗透破坏。排 水设备应有充分的排水能力，不致被渗水中挟带的
细颗粒所堵塞；不得因设置排水而引起其附近的坝体 和地基土壤发生渗透变形。为此，要求在排水与坝体 和坝基的接合处设置反滤层。常见的坝身排水有一下 几种： （1）贴坡排水（表层排水） （2）棱体排水 （3）褥垫排水 （4）管带式排水 （5）综合排水 2、坝基排水 减压井 3、坝坡排水 为防止雨水冲刷下游坡面而在坝坡坡面上设置纵横小 水沟。
一、对土石坝的一般要求 土石坝坝体主要由散粒体材料构成，而土料有易 变形、易透水、强度低的特点。要保证土石坝安全有 效地工作，应满足以下各项要求： （一）保证坝体及坝基的稳定可靠 因土石坝坝体的整体性不如重力坝，坝体发生局 部性的坍滑便是土石坝的主要破坏形式之一。土石坝 的坝坡就是人工边坡，其稳定性与坡度或坡角关系密 切。所以，土石坝在断面设计时，要满足坝坡稳定性 的要求。 （二）限制坝体及坝基中的渗流量及渗流速度 土石坝总有一定的渗流，但渗流量过大，会影响 水库的蓄水功能；渗流速度过大，则会使坝体或坝基
降、施工质量以及地震荷载等因素的影响，土石 坝往往会出现裂缝，可能会影响到坝的稳定性。 为此，在施工期间，对坝基的处理和坝体的施工 一定要保证质量。在运行期间，要加强管理维护。 （五）预留坝体沉陷量（超高） 对成坝后的压缩量进行估算和预留，以保证 坝在长期运行时的有效高度。 （六）能抵抗其它自然现象的破坏作用 库内风浪在水位变化范围内可能淘刷上游坝坡； 雨水沿坡流动也可能冲毁坝坡；库内冰冻可能破 坏坝坡；坝体粘性土料如不加保护，冬季可会因 冻胀影响产生裂缝，夏季日晒又会龟裂等等。对 这些不利因素都应采取一定的防护措施。
土石坝工作原理
土石坝工作原理土石坝是一种由土石料堆积而成的防洪水坝，它是利用土石料的自然性质和结构，通过堆积、压实和固结而形成的一种防洪水工程。
土石坝的工作原理主要包括以下几个方面：一、重力作用。
土石坝的重力作用是指土石料本身的重量对坝体的稳定性起着重要作用。
坝体的重力足以抵御水压力和地基沉降，从而保证坝体的稳定性和安全性。
土石坝的坝体通常呈三角形或梯形，这样设计可以使坝体的自重得到最大限度的利用，从而增强了坝体的稳定性。
二、土石料的自然性质。
土石坝的工作原理还与土石料的自然性质密切相关。
土石料具有较好的渗透性和抗渗性，可以有效阻止水流的渗透，从而保证坝体的密实性和稳定性。
此外，土石料还具有一定的抗冲刷性和抗风化性，能够抵抗外部环境的侵蚀和破坏，保证了土石坝长期稳定工作。
三、坝体的压实和固结。
土石坝的工作原理还包括坝体的压实和固结。
在坝体的堆筑过程中，需要对土石料进行适当的压实和固结，以增强坝体的稳定性和密实性。
通过压实和固结，可以使土石料之间的空隙减少，颗粒间的摩擦力增加，从而提高了土石坝的整体稳定性。
四、坝体的渗流和排水。
土石坝的工作原理还包括坝体的渗流和排水。
在坝体内部会存在一定的渗流和排水现象，需要通过排水系统将渗流水排出，以保证坝体内部的稳定性。
同时，排水系统还可以有效减小坝体内部的水压力，降低了坝体的受力情况，保证了土石坝的安全性。
总之，土石坝的工作原理是多方面的，包括重力作用、土石料的自然性质、坝体的压实和固结、坝体的渗流和排水等方面。
这些因素共同作用，使得土石坝能够有效地防止洪水的侵袭，保护人民的生命财产安全。
土石坝的工作原理对于防洪工程具有重要意义，对于提高防洪水能力和保护人民的生命财产安全具有重要意义。
土石坝简介
小浪底斜心墙坝典型断面图
二、土石坝的剖面尺寸与构造
（一）、基本尺寸
1、坝顶高程：坝顶超高 其中，h1——爬高， a——安全加高， e——坝 前水位因风浪引起的壅高。
d h1 e a
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，Bmin = 0.1H ; 当坝高大于100m时， Bmin = H 0.5 .
碧口水电站建在甘肃文县白龙 江，控制流域面积26000平方公里。 多年平均流量 275秒立米，设计洪 水流量7630秒立米。总库容为521 亿立米，设计灌溉面积0.89万亩， 装机容量30.0万千瓦。 主坝坝型为壤土心墙土石坝。 最大坝高 101 米，坝顶长度297米， 坝基岩石为干枚岩和凝灰岩。坝体 工程量424.1万立米，主要泄洪方 式溢洪道和隧洞。
l
1980年以来
混凝土面板堆石坝从1985年开始在我国兴建，与国 外相比，起步虽晚，但起点高，发展快，十余年来 已在全国普遍推广，增强了高土石坝在坝型比较中 的竞争力。 以碾压式土石坝为主导的思想已取得共识。在碾压 式高土石坝中，已逐步形成土质心墙（或斜心墙） 堆石坝和混凝土面板堆石坝两种主导坝型，前者一 般用于深厚覆盖层上的高坝，后者已扩展到200m量 级的高坝。沥青混凝土防渗技术也开始发展并在天 荒坪抽水蓄能电站和三峡的茅坪溪大坝中得到应用。
l1958~1980年
这一时期有突破性进展的是深厚砂砾石地
基的防渗处理，引进和发展了混凝土防渗 墙技术。高压喷射灌浆技术也有所应用， 开发了旋喷、定喷、摆喷等工艺，但多用 于临时性工程或低水头建筑物的地基防渗。 在勘测设计和试验研究方面也有很大发展， 土工试验已有规范，并在全国推广。
土石坝
⒈土石坝的优缺点是什么？优点：①就地、就近取材，节省水泥、木材和钢材，外线运输少；②对地形、地质和气候条件要求低适应性强；③高效施工机械的运用，土石坝施工速度快，降低工程造价；④施工技术简单，方便机械化作业。
⑤岩土力学试验计算技术的发展，缩短设计周期，为土石坝安全提供可靠保障。
缺点：①坝身不能过水，必须另设溢洪道；②施工导流工程量大；③土料施工受季节影响大⒉土石坝的设计要求及工作特点是什么？设计基本要求：①具有较缓的坝坡，维持坝坡稳定；②设置良好的防渗排水设施，控制渗流及渗透破坏；③洪水绝不可漫顶，泄洪建筑物泄流能力足够大；④坝体材料分布合理，防止产生危害性裂缝；⑤坝面设置护坡，避免冲刷干裂、动物做穴。
工作条件：①渗透水流对坝体影响大渗透饱和减小土体抗剪强度渗透压力作用土体具有渗透变形的可能②风浪雨水冲刷坝面影响③沉降变形影响④冰冻干裂地震影响⒊土石坝的主要类型是什么？按施工方法：碾压式土石坝，冲填式土石坝、水中填土坝和定向爆破土石坝。
按坝体结构：均质坝、土质防渗体坝、非土质防渗体坝⒋土石坝渗流分析的目的是什么？分析方法有哪些？渗流计算目的：①确定坝体浸润线，为稳定计算土料分区、渗透压力提供依据；②确定渗流流速和渗透坡降，检查渗透稳定及进行防渗布置；③计算渗漏流量，了解水量损失，为排水设计的依据。
水流计算方法：流体力学法：计算严谨，繁琐，简单边界条件才有解。
流网法：图解方法，需要反复修正。
水力学法：简单易行，近似求解，精度可满足工程要求⒌土石坝渗透变形的形式是什么？防止渗透变形的工程措施是什么？渗流变形类型：管涌—在渗流作用下土中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而流失的现象。
主要发生在较疏松的无粘性土中。
流土—在向上渗流作用下，表层局部粘性土体被顶起或均匀砂土颗粒群发生浮动而流失的现象。
接触冲刷—渗流两种土层接触面上或是建筑物与地基接触面上流动时，将细颗粒沿接触面带走的现象。
接触流土—在渗流系数相差悬殊的两种土层交界面上，由于渗流垂直于层面流动，将渗流系数较小土层中的细颗粒带入渗流系数较大土层中的现象。
第六章土石坝
第三节 土石坝的剖面
土石坝的基本剖面形状为梯形，所以土石坝剖面的 基本尺寸主要包括：坝顶高程、坝顶宽、上下游坡度、 防渗结构、排水设备的型式及基本尺寸等。 一、坝顶高程 坝顶高程为静水位与相应的超高之和，超高包括波 浪在坝坡上的最大爬高、 安全加高等。这里计算的坝 顶高程是指坝体沉降稳定后的数值。因此，竣工时的 坝顶高程还应有足够的预留沉陷值。对施工质量良好 的土石坝，坝顶沉降值约为坝高的1%。
下游护坡
下游护坡主要是为防止被水冲蚀和人为 破坏，一般宜采用简化形式。 适用于下游护坡的型式有堆石、卵石和 碎石、草皮、钢筋混凝土框格填石等。 其护坡范围为由坝顶护至排水棱体，无 排水棱体时护至坝脚。
下游护坡
下游护坡
下游护坡
下游护坡
下游护坡
四、排水措施
土石坝虽有防渗体，但仍有一定水量渗入坝 体内。设置坝体排水设施，可以将渗入坝体 内的水有计划地排出坝外，防止渗透变形， 增加坝坡的稳定性，防止冻胀破坏的目的。 排水设施应具有充分的排水能力，不至被泥 沙堵塞，以保证在任何情况下都能自由地排 出全部渗水。
3、冲刷方面
土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低。坝体 上下游水的波浪冲刷坝坡；波浪可能沿坝坡爬升 很高甚至翻过坝顶；坝面的雨水沿坝坡下流，也 将冲刷坝坡；泄水建筑物在泄水时激起水面波动 ，对土石坝坡也有淘刷作用；季节气温变化，也 可能使坝坡受到冻结膨胀和干裂的影响。为避免 上述不良影响，应采以下工程措施：①设置护坡 ，坝顶及下游坝面布置排水措施；②坝顶在最高 库水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫过坝 顶造成事故；③泄水建筑物进出口离坝坡要有一 定距离。
二、坝顶宽度
坝顶宽度应根据运行、施工、构造、交通和人防等 方面的要求综合研究后确定。 当沿坝顶设置公路或铁路时，坝顶宽度应按照有关 的交通规定选定。当无特殊要求时，高坝的坝顶最小 宽度可选用10～15m，中低坝可选用5～10m。 坝顶宽度必须考虑心墙或斜墙顶部及反滤层布置的 需要。在寒冷地区，坝顶还须有足够的厚度以保护粘 性土料防渗体免受冻害。
土石坝
第四章土石坝第一节概述 (1)第二节土石坝的基本剖面 (3)第三节土石坝的渗流分析 (6)第四节土石坝的稳定分析 (14)第五节筑坝材料选择与填筑标准 (22)第六节土石坝的构造 (24)第七节土石坝的地基处理 (29)第八节土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 (34)第九节堆石坝 (36)第十节土石坝的运用管理 (39)第一节概述●土石坝是指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。
●土坝当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；●堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；●土石混合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。
土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是：（1）可以就地取材，节约大量水泥、木材和钢材，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。
（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。
一、土石坝的特点和设计要求分析土石坝的四大问题（1）稳定方面。
土石坝不会产生水平整体滑动。
土石坝失稳的形式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。
（2）渗流方面。
土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。
坝体内渗流的水面线叫做浸润线。
浸润线以下的土料承受着渗透动水压力，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定不利。
（3）冲刷方面。
土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低；工程措施：①在土石坝上下游坝坡设置护坡，坝顶及下游坝面布置排水措施，以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响；②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫过坝顶造成事故；③布置泄水建筑物时，注意进出口离坝坡要有一定距离，以免泄水时对坝坡产生淘刷。
土石坝的组成
土石坝的组成
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊土石坝。
土石坝啊，就像是一个超级大的“土堆”，但可别小瞧它哦，它的作用那可大着呢！
土石坝主要是由坝体、防渗体、排水设施和护坡这几个部分组成的。
坝体，那可是土石坝的核心呀，就好像是房子的主体结构一样，它要承担着挡水、蓄水的重任呢！想想看，如果坝体不牢固，那水不就一下子冲过来啦？
再来说说防渗体，它就像是给土石坝穿上了一件防水的衣服，防止水从坝体里渗出去呀。
这要是没有防渗体，那水都漏光了，土石坝还怎么发挥作用呀！
排水设施呢，就像是土石坝的“小助手”，它能及时把多余的水排出去，保持土石坝的稳定。
要是没有它，土石坝就可能被水给泡坏啦。
还有护坡，这可是保护土石坝的“卫士”呀！土石坝长期暴露在外面，会受到各种风吹雨打、水流冲刷，护坡就能保护坝体不被破坏呢。
土石坝和我们的生活可是息息相关的哦！它能帮我们蓄水灌溉农田，让庄稼长得更好；能为我们提供清洁的水源，保障我们的生活用水；还能发电呢，给我们带来光明和便利。
它就像是一个默默奉献的“大英雄”，守护着我们的生活。
所以啊，土石坝虽然看起来简简单单的，但它的组成部分都有着非常重要的作用呀！它们相互配合，共同为我们的生活服务呢。
土石坝真的是太了不起啦！。
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一、土石坝
1 土坝和堆石坝
土石坝是土坝和堆石坝的总称，亦称当地材料坝。是 应用最广泛、发展最快的一种坝型。
土坝：坝身以土料为主的坝。 堆石坝：坝身以堆石为主的坝。
2.土石坝广泛应用原因
（1）就地取材，节省水泥、钢材、木材，减少工地的外线运输量，降 低造价；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。几乎任何不良地基， 经处理后均可修建土石坝。特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈 度地震区情况下，土石坝是唯一可取的坝型。
（3）高效施工机械的发展，提高了土石坝的压实密度，减小了土石坝 的断面，加快了施工进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。
（4）设计（岩土）理论、试验手段和计算技术的发展，提高了分析计 算的水平，加快了设计进度，保障了安全性。
（5）高边坡、地下工程、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，促进了土石坝的建设和推广。
缺点： ●坝身一般不能溢流，需另设溢洪道； ●施工导流不如砼坝方便； ●粘性土料的填筑受气候条件影响； ●断面大，体积大，工程量大。
二、土石坝实例
坝壳
心墙
坝壳
水布垭混凝土面板堆石坝
水布垭位于湖北巴东清 江上，坝高233m，坝 顶长576m。主体建筑 物有：混凝土面板堆石 坝、河岸式溢洪道、右 岸地下式电站厂房和放 空洞等。
土石坝
上坡
浆砌石护坡
水库大坝外坡
下游干砌石护坡
下游草皮护坡
土石坝
土石坝
枢纽由拦河坝、溢洪道、泄洪隧洞、输水隧洞和 水电站组成。
土石坝
坝壳
心墙
坝壳
土坝典型剖面图
糯扎渡电站枢纽由心墙堆石坝、左岸溢洪道、 左岸引水发电系统等组成。
本工程枢纽主要由大坝、引水发电系统和泄水建筑物三大部分组成。
面板
垫层 过渡层
防浪墙
坝顶
土石坝
块石护坡 大块石区
趾板
主堆石区
次堆石区
防渗帷幕
面板堆石坝典型剖面图
坝顶
垂直伸缩缝（A缝）
水平施工缝
趾板
垂直伸缩缝（B缝）
面板
面板堆石坝上游立视图
天生桥一级水电站枢纽由混凝上面板堆石坝、开敞式岸边 溢洪道、放空隧洞、引水系统和地面厂房等主要建筑物组成 。
苗家坝水电站枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、溢 洪洞、泄洪排沙洞、引水发电洞及岸边厂房等组成 。
土石坝
小浪底水电站位于 河南洛阳；大坝为 斜心墙土石坝，坝 高154m。
小浪底土坝
密云水库
土石坝
密云水库位于北京市密云县，水库库容 41．9亿m3 ，大坝为壤土斜墙土坝，总 长4559．5 m，最大坝高66m。密云水 库修建于上世纪50年代末，当时清华大学 组织了本科生、研究生、年青教师共计近 百人，分成近二十个组参与水位、地质、 水工、机电、环境、泥沙、专业的设计、 施工，前后历时2年。