最新一、土石坝剖面设计内容
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《土石坝基本剖面》课件
粘土心墙剖面包括了使用粘土填充的中心 墙，提供额外的强度和稳定性。
剖面参数
最大坝高 下游坡度 上游坡度 水面宽度 坝顶宽度
最大高度，通常是从坝基到坝顶的垂直距离。 坝面垂直于下游方向的倾斜程度。 坝面垂直于上游方向的倾斜程度。 坝顶水面的宽度。 坝顶的宽度。
剖面设计
设计依据
剖面设计应基于地质条件、水力要求和工程可行性。
《土石坝基本剖面》PPT 课件
土石坝是一种人工构筑物，用于阻挡水流并储存水资源。本课件将介绍土石 坝的基本剖面设计及其重要性。
简介
土石坝是一种由土壤和石块组成的建筑物，用于阻挡水流并储存水资源。它们起着调节洪水、发电和供 水的重要作用。
基本构成
石质部分
堆石坝和砌石坝是两种常见的石质土石坝类型。
土质部分
未来发展趋势
未来土石坝基本剖面设计可 能会借鉴新技术和创新方法 以提高工程效率和可持续性。
合土坝是一种单剖面
2 复合剖面
简单剖面是一种直线或平缓倾斜的剖面形 式，适用于较小的土石坝。
复合剖面结合了不同的剖面元素，适用于 中等大小的土石坝。
3 渗透稳定土坝剖面
4 粘土心墙剖面
渗透稳定土坝剖面专注于土壤渗透性和稳 定性的设计，适用于特殊地质条件下的土 石坝。
剖面要求
剖面设计要满足安全性和经济性方面的要求。
不同类型土石坝剖面的设计要点
不同类型土石坝剖面的设计要点应根据其特点和功能进行考虑。
结论
土石坝基本剖面的 重要性
土石坝基本剖面的设计对坝 体的稳定性和可持续性发挥 着重要作用。
设计时需要注意的 问题
在进行土石坝基本剖面设计 时，应考虑地质条件、水文 要求和工程可行性等因素。
精编土石坝基本剖面资料
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水布垭下游坝面
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坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层的需 求。寒冷地区还需有足够的宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
2019/7/9坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工方法有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核算、修改确定。在满足稳定的前提下，尽可能陡 以节约工程量。
2019/7/9
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
通、检修、观测，增加稳定。上游除观测需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，避免岸坡开挖道路。
2019/7/9
8
上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水 库水位也可能快速下降 斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反 变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） 均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； 坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡 率，坝坡缓慢过渡。
（见第一章）、A安全加高（按建筑物级别确定）
安
坝的级别
1
2
3
4、5
全 加
设计
1.5 1.0 0.7 0.5
高
山区、丘陵区 0.7 0.5 0.4 0.3
2 土石坝基本剖面精品文档
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水布垭下游坝面
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2019/9/28
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通、检修、观测，增加稳定。上游除观测需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，避免岸坡开挖道路。
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上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水 库水位也可能快速下降 斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反 变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） 均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； 坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡 率，坝坡缓慢过渡。
（见第一章）、A安全加高（按建筑物级别确定）
安
坝的级别
1
2
3
4、5
全 加
设计
1.5 1.0 0.7 0.5
高
山区、丘陵区 0.7 0.5 0.4 0.3
校核
平原、滨海区 1.0 0.7 0.5 0.3
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三、坝顶宽度
坝顶宽度按构造、施工、运行和抗震等因素综合确 定。如无特殊要求，高坝可选用10～15m，中低坝选用 5～10m，常取H/10。
坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层的需 求。寒冷地区还需有足够的宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
第二节 土石坝的剖面
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， 当坝高在30m~100m时，Bmin = 0.1H ; 当坝高大于100m时， 当坝高大于100m时， Bmin = H1/2 .
3、坝面坡度
取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基条 件、施工方法及坝型等因素。 (1)均质坝的上下游坡度比心墙坝的坝坡缓； (1)均质坝的上下游坡度比心墙坝的坝坡缓； (2)粘土斜墙坝的上游坡比心墙的坝坡缓，而下游 (2)粘土斜墙坝的上游坡比心墙的坝坡缓，而下游 坝坡可比心墙坝陡些； (3)土料相同时上游坡缓于下游坡； (3)土料相同时上游坡缓于下游坡； (4)粘土均质坝的坝坡与坝高有关，坝高越大坝坡 (4)粘土均质坝的坝坡与坝高有关，坝高越大坝坡 越缓； (5)碾压式堆石坝的坝坡比土坝陡。 (5)碾压式堆石坝的坝坡比土坝陡。
二、坝的内部构造
土石坝的内部构造包括： 防渗体、排水设 备、反滤层和护坡。 1、防渗体满足减小渗透量、降低浸润线 和控制渗透坡降的要求。 其种类有：粘性土心墙（图6 其种类有：粘性土心墙（图6-3）、粘性土 斜墙（图6 斜墙（图6-4，6-5）、粘性土斜心墙（图 6-6）、沥青混凝土防渗墙(图6-7) ）、沥青混凝土防渗墙(
（3）褥垫排水
（图6 10）：用块石、砾石平铺在靠下游侧的坝 （图6-10）：用块石、砾石平铺在靠下游侧的坝 基上，并在其周围布置反滤层而构成的水平排水 体，伸入坝体长度一般不超过坝底宽的1/4~1/3. 体，伸入坝体长度一般不超过坝底宽的1/4~1/3. 特点：下游无水时，能有效降低浸润线，有助于 坝基排水，但对不均匀沉降的适应性较差，当下 游水位高于排水设备时，降低浸润线的效果明显 降低，我国应用较少。 适用: 下游无水或水位较低的情况. 适用: 下游无水或水位较低的情况.
土石坝基本剖面
通、检修、观察，增长稳定。上游除观察需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，防止岸坡开挖道路。
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上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长久处于饱和状态，水 库水位也可能迅速下降 斜墙坝旳上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡旳稳定受斜墙土料特征控制，下游坝坡相反
坝顶应高出静水位0.5m以上，非常情况不低于静水位。
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3
小浪底水利枢纽工程特征表
调整性能
千年一遇设计洪水位(m) 万年一遇校核洪水位(m)
正常高水位(m) 正常死水位(m)
不完整年调整
274 275 275 230
2023/12/
4
坝顶超高：d=ha+e+A 式中ha为最大风浪爬高、e为最大风雍水面高
变坡与不变坡—粘性土料做成旳坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） 均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； 坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡 率，坝坡缓慢过渡。
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坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层旳需 求。寒冷地域还需有足够旳宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
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四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工措施有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核实、修改拟定。在满足稳定旳前提下，尽量陡以 节省工程量。
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体旳心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
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上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长久处于饱和状态，水 库水位也可能迅速下降 斜墙坝旳上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡旳稳定受斜墙土料特征控制，下游坝坡相反
坝顶应高出静水位0.5m以上，非常情况不低于静水位。
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小浪底水利枢纽工程特征表
调整性能
千年一遇设计洪水位(m) 万年一遇校核洪水位(m)
正常高水位(m) 正常死水位(m)
不完整年调整
274 275 275 230
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坝顶超高：d=ha+e+A 式中ha为最大风浪爬高、e为最大风雍水面高
变坡与不变坡—粘性土料做成旳坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） 均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； 坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡 率，坝坡缓慢过渡。
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水布垭下游坝面
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10
坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层旳需 求。寒冷地域还需有足够旳宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
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四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工措施有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核实、修改拟定。在满足稳定旳前提下，尽量陡以 节省工程量。
2023/12/
7
常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体旳心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
土石坝剖面构造-筑坝材料(河海大学水工建筑物课件)
第二节
土石坝的设计步骤：
土石坝的剖面和构造
选择坝型：依据坝址处土石料种类、分布、数量、运距及地形地质条 件选定合适的坝型
拟定剖面尺寸：包括坝坡、坝顶高程、坝顶宽度以及防渗体及排水设 备等尺寸
计算校核 确定经济安全的坝体尺寸与构造
一
土石坝剖面基本尺寸
（一）坝顶高程
▽坝顶 ＝ ▽静 ＋ h B ＋ e ＋ a
FINSTERTAL 坝
Storvatn坝
Feistritzbach 坝
2
图1.4
Feistritzbach 坝体剖面
（3）细粒料区 （6）下游堆石棱体
（1） 上游坝壳 （2）上游过渡层 （4） 下游过渡层 （5）下游坝壳 （7） 沥青混凝土心墙
三 坝体排水设备
主要目的：
防止渗流逸出处的渗透变形； 降低坝体浸润线及孔隙压力，改变渗流方向，增加坝体稳定； 保护坝坡，防止冻胀破坏。 坝体排水设备必须保证充分的排水能力，能自由地向下游排出全部渗水，同时应按
d
式中：
s 1 Va 1 s / 0
Va －压实土体单位体积中的含气率，粘土为0.05,壤土为0.04，砂壤土0.03；
s －土粒比重； －填筑含水量。
2.
非粘性土料设计
非粘性土的压实性与含水量关系不大，主要与粒径级配、压实作用力的性质和 压实功能有密切关系。非粘性土压实度用相对密度 Dr 表示：
二 土石料填筑标准设计
1. 粘性土料的填筑标准
粘性土料的填筑密度以压实干容重为设计指标，并按压实度确定：
P d / d max
式中： P——填土的压实度； rd——设计填筑干容重； rdmax ——标准击实试验最大干容重。 对Ⅰ、Ⅱ级坝和各种等级的高坝P不低于0.96～0.99；对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级坝应不低 于0.93～0.96 粘土的干容重、含水量与压实功能之间存在着密切的关系。在确定填筑标准时， 必须确定一个适宜的含水量，使土料在一定击实功能下具有较稳定和较好的力学性 质。将一定压实功能下，对应于最大干容重的含水量称为最优含水量
土石坝的设计步骤：
土石坝的剖面和构造
选择坝型：依据坝址处土石料种类、分布、数量、运距及地形地质条 件选定合适的坝型
拟定剖面尺寸：包括坝坡、坝顶高程、坝顶宽度以及防渗体及排水设 备等尺寸
计算校核 确定经济安全的坝体尺寸与构造
一
土石坝剖面基本尺寸
（一）坝顶高程
▽坝顶 ＝ ▽静 ＋ h B ＋ e ＋ a
FINSTERTAL 坝
Storvatn坝
Feistritzbach 坝
2
图1.4
Feistritzbach 坝体剖面
（3）细粒料区 （6）下游堆石棱体
（1） 上游坝壳 （2）上游过渡层 （4） 下游过渡层 （5）下游坝壳 （7） 沥青混凝土心墙
三 坝体排水设备
主要目的：
防止渗流逸出处的渗透变形； 降低坝体浸润线及孔隙压力，改变渗流方向，增加坝体稳定； 保护坝坡，防止冻胀破坏。 坝体排水设备必须保证充分的排水能力，能自由地向下游排出全部渗水，同时应按
d
式中：
s 1 Va 1 s / 0
Va －压实土体单位体积中的含气率，粘土为0.05,壤土为0.04，砂壤土0.03；
s －土粒比重； －填筑含水量。
2.
非粘性土料设计
非粘性土的压实性与含水量关系不大，主要与粒径级配、压实作用力的性质和 压实功能有密切关系。非粘性土压实度用相对密度 Dr 表示：
二 土石料填筑标准设计
1. 粘性土料的填筑标准
粘性土料的填筑密度以压实干容重为设计指标，并按压实度确定：
P d / d max
式中： P——填土的压实度； rd——设计填筑干容重； rdmax ——标准击实试验最大干容重。 对Ⅰ、Ⅱ级坝和各种等级的高坝P不低于0.96～0.99；对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级坝应不低 于0.93～0.96 粘土的干容重、含水量与压实功能之间存在着密切的关系。在确定填筑标准时， 必须确定一个适宜的含水量，使土料在一定击实功能下具有较稳定和较好的力学性 质。将一定压实功能下，对应于最大干容重的含水量称为最优含水量
土石坝基本剖面.ppt
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
§2 土石坝基本剖面
一、设计要求、步骤 二、坝顶高程 三、坝顶宽度 四、坝体坡度
2020/10/27
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一、土石坝设计要求、步骤
剖面设计包括：坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度 以及防渗体和排水设备等，设计要求见第一节。
设计步骤： ✓ 进行坝型比选 ✓ 拟定坝的各部分尺寸 ✓ 进行渗透、稳定、沉陷的校核计算 ✓ 细部构造设计，地基处理设计 ✓ 计算工程量，取最优方案
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二、坝顶高程
坝顶高程＝水库静水位加相应的超高，取下列中的最大值 设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全 加高 坝顶高程是指沉陷稳定后的，竣工时的坝顶高程预留 足够的沉陷超高。 坝顶设防浪墙时，d为静水位到墙顶的高差。正常情况
✓变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） ✓均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； ✓坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分/27
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水布垭下游坝面
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10
坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层的需 求。寒冷地区还需有足够的宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
土石坝的剖面与构造
2
3．坝面排水
坝面排水系统的布置
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-岸坡排水沟；6-草皮护坡；7-浆砌石排水沟
三、坝体排水和反滤层
对渗入坝体内的水量。应设置排水设施，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：
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。
2．非土质材料防渗体
01
02
03
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
第七节 土石坝的构造
沥青混凝土面板构造
1
一般参照工程实践类比拟定，然后核算、修改确定。在满足 稳定的前提下，尽可能陡以节约工程量。
2
坝坡 规范规定： 高坝b=10～15m； 中、低坝b=5～10m。
3
二、坝顶宽度
上游坝坡比下游缓——上游坝坡长期处于饱和状态，水库水位也可能快速下降。
斜墙坝的上游坝坡较心墙坝为缓——土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反。
对中、小型，R+e可按坝前水库吹程D作近似估计，见下表。对于非常光滑的坝坡面，波浪爬高宜增大50%。
02
R和e的计算可按土石坝规范推荐的公式计算。
01
地震涌浪高△A地震＝0.5～1.5m
04
竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据工程经验，预留沉降量为1%H。
3．坝面排水
坝面排水系统的布置
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-岸坡排水沟；6-草皮护坡；7-浆砌石排水沟
三、坝体排水和反滤层
对渗入坝体内的水量。应设置排水设施，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：
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。
2．非土质材料防渗体
01
02
03
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
第七节 土石坝的构造
沥青混凝土面板构造
1
一般参照工程实践类比拟定，然后核算、修改确定。在满足 稳定的前提下，尽可能陡以节约工程量。
2
坝坡 规范规定： 高坝b=10～15m； 中、低坝b=5～10m。
3
二、坝顶宽度
上游坝坡比下游缓——上游坝坡长期处于饱和状态，水库水位也可能快速下降。
斜墙坝的上游坝坡较心墙坝为缓——土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反。
对中、小型，R+e可按坝前水库吹程D作近似估计，见下表。对于非常光滑的坝坡面，波浪爬高宜增大50%。
02
R和e的计算可按土石坝规范推荐的公式计算。
01
地震涌浪高△A地震＝0.5～1.5m
04
竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据工程经验，预留沉降量为1%H。
土石坝基本剖面
小浪底水利枢纽工程特性表
调节性能 千年一遇设计洪水位(m) 万年一遇校核洪水位(m)
正常高水位(m) 正常死水位(m)
不完全年调节 274 275 275 230
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坝顶超高：d=ha+e+A 式中ha为最大风浪爬高、e为最大风雍水面高
（见第一章）、A安全加高（按建筑物级别确定）
坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层的需 求。寒冷地区还需有足够的宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
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四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工方法有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核算、修改确定。在满足稳定的前提下，尽可能陡 以节约工程量。
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
安
坝的级别
1
2
3
4、5
全
设计
1.5 1.0 0.7 0.5
加 高
山区、丘陵区 校核
0.7
0.5
0.4
0.3
平原、滨海区 1.0 0.7 0.5 0.3
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三、坝顶宽度
坝顶宽度按构造、施工、运行和抗震等因素综合确 定。如无特殊要求，高坝可选用10～15m，中低坝选用 5～10m，常取H/10。
调节性能 千年一遇设计洪水位(m) 万年一遇校核洪水位(m)
正常高水位(m) 正常死水位(m)
不完全年调节 274 275 275 230
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坝顶超高：d=ha+e+A 式中ha为最大风浪爬高、e为最大风雍水面高
（见第一章）、A安全加高（按建筑物级别确定）
坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层的需 求。寒冷地区还需有足够的宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
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四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工方法有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核算、修改确定。在满足稳定的前提下，尽可能陡 以节约工程量。
2024/7/17
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
安
坝的级别
1
2
3
4、5
全
设计
1.5 1.0 0.7 0.5
加 高
山区、丘陵区 校核
0.7
0.5
0.4
0.3
平原、滨海区 1.0 0.7 0.5 0.3
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2
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三、坝顶宽度
坝顶宽度按构造、施工、运行和抗震等因素综合确 定。如无特殊要求，高坝可选用10～15m，中低坝选用 5～10m，常取H/10。
土石坝基本剖面.ppt
2019/10/9
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二、坝顶高程
坝顶高程＝水库静水位加相应的超高，取下列中的最大值 设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全 加高 坝顶高程是指沉陷稳定后的，竣工时的坝顶高程预留 足够的沉陷超高。 坝顶设防浪墙时，d为静水位到墙顶的高差。正常情况
坝顶宽度必须考虑心墙和斜墙顶部以及反滤层的需 求。寒冷地区还需有足够的宽度以保护粘性土料防渗体 免受冻害。
2019/10/9
6
四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工方法有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核算、修改确定。在满足稳定的前提下，尽可能陡 以节约工程量。
2019/10/9
通、检修、观测，增加稳定。上游除观测需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，避免岸坡开挖道路。
2019/10/9
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上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水 库水位也可能快速下降 斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反 变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） 均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； 坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡 率，坝坡缓慢过渡。
坝顶应高出静水位0.5m以上，非常情况不低于静水位。
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小浪底水利枢纽工程特性表
调节性能 千年一遇设计洪水位(m) 万年一遇校核洪水位(m)
土石坝基本剖面
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
通、检修、观测，增加稳定。上游除观测需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，避免岸坡开挖道路。
2019/8/16
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上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水 库水位也可能快速下降 斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反 变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） 均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； 坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡 率，坝坡缓慢过渡。
2014321上游坝坡比下游坝坡缓上游坝坡长期处于饱和状态水库水位也可能快速下降斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控制下游坝坡相反变坡与不变坡粘性土料做成的坝坡沿高度分段自上而下放缓地震加速度分布系数在坝顶较大均质坝放缓下游坝坡透水性大为维持渗流稳定
§2 土石坝基本剖面
一、设计要求、步骤 二、坝顶高程 三、坝顶宽度 四、坝体坡度
2019/8/16
1
一、土石坝设计要求、步骤
剖面设计包括：坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度 以及防渗体和排水设备等，设计要求见第一节。
设计步骤： 进行坝型比选 拟定坝的各部分尺寸 进行渗透、稳定、沉陷的校核计算 细部构造设计，地基处理设计 计算工程量，取最优方案
基本剖面 水工建筑物课件
§2 土石坝基本剖面
一、设计要求、步骤 二、坝顶高程 三、坝顶宽度 四、坝体坡度
2020/10/28
1
一、土石坝设计要求、步骤
剖面设计包括：坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度 以及防渗体和排水设备等，设计要求见第一节。
设计步骤： ✓ 进行坝型比选 ✓ 拟定坝的各部分尺寸 ✓ 进行渗透、稳定、沉陷的校核计算 ✓ 细部构造设计，地基处理设计 ✓ 计算工程量，取最优方案
2020/10/28
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四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工方法有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核算、修改确定。在满足稳定的前提下，尽可能陡 以节约工程量。
2020/10/28
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
通、检修、观测，增加稳定。上游除观测需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，避免岸坡开挖道路。
Байду номын сангаас
2020/10/28
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✓上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水 库水位也可能快速下降 ✓斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反
2020/10/28
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二、坝顶高程
坝顶高程＝水库静水位加相应的超高，取下列中的最大值 设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全 加高 坝顶高程是指沉陷稳定后的，竣工时的坝顶高程预留 足够的沉陷超高。 坝顶设防浪墙时，d为静水位到墙顶的高差。正常情况
一、设计要求、步骤 二、坝顶高程 三、坝顶宽度 四、坝体坡度
2020/10/28
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一、土石坝设计要求、步骤
剖面设计包括：坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度 以及防渗体和排水设备等，设计要求见第一节。
设计步骤： ✓ 进行坝型比选 ✓ 拟定坝的各部分尺寸 ✓ 进行渗透、稳定、沉陷的校核计算 ✓ 细部构造设计，地基处理设计 ✓ 计算工程量，取最优方案
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四、坝体坡度
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及 施工方法有关，一般参照工程实践类比拟定，然后 核算、修改确定。在满足稳定的前提下，尽可能陡 以节约工程量。
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常用坝坡： 中低坝 1：3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡
为1：1.5～1：2.5，采用土料时1：2.0～1：3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1：1.4～1：1.7 1：
1.3～1：1.4 1：1.5～1：1.6 在变坡处设马道—拦截雨水，防止冲刷坝面，交
通、检修、观测，增加稳定。上游除观测需要外，趋 向不设马道，下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置 斜马道效果良好，对坝面交通极为有利，设Z字形上 坝公路，避免岸坡开挖道路。
Байду номын сангаас
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✓上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水 库水位也可能快速下降 ✓斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝 坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反
2020/10/28
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二、坝顶高程
坝顶高程＝水库静水位加相应的超高，取下列中的最大值 设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全 加高 坝顶高程是指沉陷稳定后的，竣工时的坝顶高程预留 足够的沉陷超高。 坝顶设防浪墙时，d为静水位到墙顶的高差。正常情况
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（4）堆石料
堆石的填筑标准，宜以孔隙率为设 计控制标准。
其中：土质防渗体分区坝的堆石料， 其孔隙率宜为20％～28％。
4 土石坝的构造
主要内容：
坝顶、防渗体、排水设施和护坡等。
一、坝顶
坝顶路面和浆砌石防浪墙
钢筋混凝土防浪墙
1-浆砌石防浪墙；2-钢筋混凝土防浪墙；3-坝顶路面；4-沙砾坝壳； 5-心墙；6-方柱；7-排水管；8-回填土
二、坝体不同部位对土石料的要求
（一）防渗土料
①渗透系数 ②水溶盐含量 ③有机质含量 ④有较好的塑性和渗透稳定性； ⑤浸水与失水时体积变化小。
（二）坝壳土石料
坝壳填料应使坝体具有足够的稳定性、 较高的强度，并具有良好的排水性。
作为坝壳填料。
5～10m，常取H/10。）
四、土石坝的坝坡选择
坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及施 工方法有关。
常用坝坡： 中低坝 1:3 土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝 坡为1:1.5～1:2.5，采用土料时1:2.0～ 1:3.5 斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓 面板坝：根据石料不同可选1:1.4～1:1.7 1:1.3～1:1.4 1:1.5～1:1.6
中等高度坝。
（2）棱体排水
结构：下游坡脚用块石堆成的棱体，顶宽1～2m，坝坡 （内1:1～1:1.5、外1:1.5～1:2.0）
优点：降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护下游不受尾 水淘刷，增加稳定.
缺点：石料用量大，费用高，与坝体施工干扰，检修 困难.
适用：较高的土坝及石料较多的地区。
（3）褥垫式排水
三、坝体不同部位对土石料的填筑标准
填筑标准主要由填筑密度控制。 （1）对不含砾石或砾石含量很少的 粘性土料，以压实干容重作为设计标准。 （2）对含砾石的粘性土料，以最大 干密度和最优含水量作为设计标准。
（3）砂砾石和砂
砂砾石和砂的填筑标准以相对密度为 设计控制指标。
其中：砂砾石的相对密度不应低于 0.75，砂的相对密度不应低于0.70，反滤 料的相对密度宜为0.70。
一般规律：
上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态， 水库水位也可能快速下降
斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游 坝坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反
变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上 而下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大）
均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定；
剖面设计包括：坝顶高程、坝顶宽度、坝 体坡度以及防渗体和排水设备等，
土石坝设计步骤：
（1）进行坝型比选 （2）拟定坝的各部分尺寸 （3）进行渗透、稳定、沉陷的校核计算 （4）细部构造设计，地基处理设计 （5）计算工程量，取最优方案
二、土石坝坝顶高程计算
坝顶高程＝水库静水位+相应超高Y， 取下列中的最大值
二、防渗体
作用：降低浸润线，保证下游坡稳定；降低渗流 量，防止渗透变形。
类型： 按防渗体材料性质分：塑性材料（粘土、沥 青）和刚性材料（混凝土）； 按位置分：斜墙、心墙。
澳洛维尔斜心墙坝 羊城子沥青混凝土斜墙坝
三、排水设备
作用：降低坝体浸润线，有利于下游坝坡稳定并防止 土坝可能出现的渗透破坏。
求平均波长Lm（与周期T有关）
H L m m0.5 时 ,L mg 2 T m 21.56 T m 2 H L m m0.5 时 ,L mg 2 T m 2th2L H mm
Tm4.438hm0.5
三、土石坝的坝顶宽度确定
坝顶宽度： 坝顶宽度按构造、施工、运行和抗
震等因素综合确定。 （高坝可选用10～15m，中低坝选用
一、土石坝剖面设计内容
土石坝的类型
碾压式土石坝
碾压式土石坝按土料在坝身内的配置 和防渗体所用的材料种类分为：均质坝、 土质防渗体分区坝（土质心墙坝、土质斜 墙坝、多种土质坝）、非土质材料防渗体 坝（人工材料心墙坝、人工材料面板坝）
2 土石坝剖面的基本尺寸
一、土石坝剖面设计内容
坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同 坡率，坝坡缓慢过渡。
3 土料选择与填土标准
一、土料选择的原则
（1）具有或经加工后具有与使用目的相适应的工 程性质，并具有长期稳定性；
（2）就地、就近取材，减少弃料（环境污染）， 少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖料 的利用；
（5）便于开采、运输和压实。
设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加
地震安全加高
土石坝的坝顶超高计算
根据《碾压式土石坝设计规范》 SL274-2001规定
YReA
最大风壅水面高e
e Kv02Dcos
2gHm
波浪平均爬高Rm（莆田公式）
RX Rm
Rm
KKw 1m2
hmLm
求平均波高hm
0.45
gvh 02 m0.13th0.7gvH 02m0.7th 0.130th .0001.7 8thV g0 D g 2vH 02m0.7
thx
ex ex
ex ex
cthxeexx
ex ex
计算风速取值：正常运用情 况下的1、2级坝，采用多年 平均最大风速的1.5～2.0倍； 正常运用情况下的3、4级坝， 采用多年平均最大风速的 1.5倍；非常运用条件下， 采用多年平均最大风速。
结构：用块石、砾石平铺在靠下游侧的坝基上，并在 其周围布置反滤层而构成的水平排水体，伸入坝体长 度 1/3～1/4坝底宽。
优点：下游无水时，能有效降低浸润线，有助于坝基 排水。
缺点：对不均匀沉降适应性差，易断裂，难检修，下 游水位高时降低浸润线效果不明显。
设计要求：
能自由地向坝外排出全部渗透水； 应按反滤要求设计； 便于观测和检修
常见的排水形式：
1、棱体排水； 2、贴坡排水； 3、坝体内排水； 4、综合排水：综合以上几种。
（1）贴坡排水
结构：在下游坝坡表面用一二层堆石或砌石加反滤 层铺设成
优点：构造简单、用料省，施工方便，易检修 缺点：不能降低浸润线位置，受冰冻失效 适用于中小型工程下游无水均质坝或浸润线较低的