第五讲 世界最高坝---土石坝

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；便于快速施工、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。

土石坝建设情况
特别是最近十几年以来，随着大型高效
的土石方施工机械的采用，岩土力学理 论和电子计算机技术在土石坝设计中的 广泛使用，为建筑高土石坝提供了有利 条件，土石坝得到了飞跃发展，成为当 今世界上坝体高度最高、应用最广泛的 坝型。
土石坝建设情况
目前世界上最高的水坝为塔吉克斯坦的
罗贡土石坝，坝高335m。 我国已建的最高土石坝为小浪底土石坝， 坝高154m，在建的水布垭面板堆石坝高 达233m。在本世纪，我国将发展更高的 土石坝。
黄河小浪底大坝
北京
滨州 河口
东平湖
三门峡
小浪底
大坝典型剖面图
小浪底大坝位于70余m的覆盖层上，坝高160m， 坝顶长度1667m，防渗线总长2900m，总填筑量 5080万m3。垂直混凝土防渗墙最大深度84m，是 中国第一壤土心墙堆石大坝。
3．按防渗体的型式分类
按防渗设施可分为均质坝、土质防渗体 分区坝和非土质材料防渗体坝(碾压式)： 1）均质坝：均质坝绝大部分由均一的土 料分层填筑而成。筑坝料多用透水性较 小的粘性壤土或砂质粘土，坝体具有防 渗作用。因此，无需设置专门的防渗措 施，如图5-1(a)所示。

按防渗体的型式分类
2）土质防渗体分区坝：由透水性很小的
第六讲 最高的 大坝------土石坝
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2013-7-11
第六讲
最高的大坝--土石坝
福州大学 邹盛堂 编
土石坝
一、土石坝的工作特点
二、土石坝的类型
三、土石坝建设情况
第六讲
最高的大坝--土石坝
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工程实例

塔吉克斯坦的罗贡土石坝 小浪底土石坝 世界最高面板堆石坝——水布垭大坝 （湖北清江）

二、土石坝的类型
我国西北地区创造的水坠坝与这种坝型的 施工原理相似，其料场位于坝顶高程以上的 山体，泥浆输送是利用浆液的重量经沟渠自 流到坝面，因而有学者也把水坠坝归类为水 力冲填坝。这种坝型因施工质量难以保证. 3）水中填土坝 水中填土坝是将易于崩解的土料分层倒入 静水中，依靠土体自身重量和运输工具压实 而成。施工时，一般在施工仓面上用堤埝围 埂分格，并在格中灌水倒土逐层填筑。
什么是土石坝？
利用坝址附近的土石料填筑（ 碾压或夯实） 而成的挡水建筑物。亦称当地材料坝。 历史久远： 公元前600多年，我国开始填筑土堤， 防御洪水，蓄水兴利。如：安徽芍陂、 浙江海塘等。 解放后至今，我国内已建成的八万多座 水坝，土石坝约占90%左右。 国际上：古印度、古埃及等，也很早开 始修建土坝。
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罗 贡 坝
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枢纽主要建筑物包括：斜心墙土石坝、右岸泄洪 隧洞、电站进水口、地下厂房、利用导流隧洞改 建的尾水隧洞和500kV的户外配电装置。 土石坝包括砾石粘土心墙，过渡滤层和掺有 花岗岩、砂砾岩的上下游棱体。斜心墙在平面上 呈微拱形，最大坝高335m，坝顶长660m，坝顶 宽20m，坝基宽1500m，坝体积7550万m3，上、 下游边坡分别为1∶2.4和1∶2。选用的筑坝材料 是：心墙为天然亚粘土和小于200mm砾石混合料； 反滤层为人工破碎的小砾石料；坝壳体为砾石料， 坝顶和坝坡加蛮石压重。
第六讲
塔吉克斯坦 Tadzhikistan

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中亚东南部的共和国 。全称塔吉克斯坦共和 国 。面积14.31万平方千米。人口644.4万 （1997)。其中塔吉克人占65％，乌兹别克人占6 ％，俄罗斯人占2％。语言为塔吉克语和俄语。 多信仰伊斯兰教。多数为逊尼派。首都杜尚别。
第 一 节 概 述
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土石坝的类型
2）水力冲填坝 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 序而筑成的坝型。具体地说，是用高压 水枪驱动高压水流向料场的土料喷射冲 击，使之成为泥浆，然后通过泥浆泵和 输浆管把浆液输送到坝体预定位臵分层 淤积、沉淀、排水和固结后形成的坝型。
水 布 垭
水布垭水库（湖北清江）
水 布 垭 水 库
施工中的水布垭水库
一、土石坝的工作特点

第 一 节 概 述
1．坝体、坝基的透水性 挡水时：由于上、下游水位差的作用， 水将经坝体和坝基的颗粒孔隙向下游渗 透。 1）使水库的水量大量流失； 2）而且还会引起坝体或坝基产生管涌、 流 土等渗透变形，导致溃坝事故。 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。
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最高的大坝--土石坝
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土石坝的工作特点 饱和土体，其抗剪强度指标也将相应降 低， 对坝坡稳定不利。 为此，应设臵防渗和排水措施，以减少水 库的渗漏损失和保证坝坡的稳定性。 2、土石坝的局部失稳破坏形式 以局部坝坡坍塌的形式出现，剪切破 环—滑坡—选择适宜的坡度。使坝体， 保证安全稳定，经济合理。

工作特点

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
按防渗体的型式分类
3）非土质材料防渗体坝 这种坝型的防渗体一般由钢筋混凝土、沥 青混凝土或其他非土质材料做成。其中防 渗体布臵在坝体中央附近的称为心墙坝， 如图5-1(h)； 防渗体布臵在上游面的称为 面板土石坝，如图5-1(i)。在堆石坝中， 一般将防渗体设在上游坝面，又称面板堆 石坝。
图 5 1 碾 压 式 土 石 坝 的 类 型
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最高的大坝--土石坝
福州大学 邹盛堂 编
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最高的大坝--土石坝
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枢纽主要工程量：明挖土方180万m3，地下挖方 250万m3，填方6500万m3，混凝土和钢筋混凝 土110万m3，金属结构和机械设备8万t，隧洞掘 进总长45km。 罗贡坝设计年填筑强度1000万～1100万m3， 采用传统的汽车运料很难达到要求，施工采用了 2m宽的重型传送带运送砂石和石块上坝，用 1.2m宽的传送带运送亚粘土碎石混合料上坝。传 送带总长10.6km。采用掘进机加快隧洞开挖。
小浪底水利枢纽

小浪底水利枢纽是治理开发黄河的关键性 工程，属国家“八五”重点项目, 工程于己 于1991年9月1日正式开工，1997年10月 28日截流成功。2000年初第一台机组发电, 2001年底工程竣工。
小浪底水利枢纽

工程位置: 小浪底工程位于河南洛阳市 与济源市交界处的黄河中游最后一个峡 谷的出口，上距三门峡水库130km，下 距花园口128km，回水至三门峡坝下， 下游是黄淮海平原。坝址控制流域面积 约69.42万km2，占黄河流域总面积的 92.2％，坝址控制径流量和输沙量分别 占全河总量的91.2％和近100％，处在 承上启下控制黄河水沙的关键部位，是 治理黄河总体规划中的骨干工程。
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世界最高坝－－罗贡坝（图片） 世界最高的土石坝，也是世界最高坝。位于塔吉
克斯坦共和国阿姆河支流瓦赫什河上。工程主要任 务是灌溉与发电。最大坝高335m，坝顶长660m，坝 顶宽20m，底宽1500m。坝体体积7550万m3。水库库 容133亿m3。水电装机360万kW。
第六讲 努列克坝

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世界第二高坝。位于塔吉克斯坦境内瓦赫什河 的布利桑京峡谷。枢纽有发电和灌溉等功能。控 制流域面积30700平方千米。平均年径流量204亿 立方米。坝址基岩为砂岩和粉砂岩，有覆盖层。 地震烈度为9度。心墙土石坝最大坝高300米，坝 顶长704米。总库容105亿立方米，为季调节水库。 右岸水电站半露天厂房总装机容量270万千瓦， 平均年发电量112亿千瓦· 时。泄洪设施为左岸两 条泄洪洞，设计总泄量4040立方米／秒。1961年 开始导流，1980年竣工。

土石坝的类型 • 1．按筑坝材料分类 按筑坝材料分类: 分为: 1)土坝 2)土石混合坝 3)堆石坝。 ( 坝体绝大部分由土料筑成时称为土坝 ；绝大部分由石料筑成时称为堆石坝； 由土石混合堆筑时称为土石混合坝。)
土石坝的类型
2．按施工方法分类 1）碾压式土石坝 碾压式土石坝是由适宜的土石料分层填筑，并 用压实机械逐层碾压而成的坝型。近二十多年来， 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。本章将重点介绍这种坝型的设计。
第 一 节
概 述
二、土石坝的类型
4）定向爆破土石坝 这种坝型是在坝肩山体的预定位臵开挖洞室，埋 放炸药，引爆后使土石料按照物体平抛运动的轨迹 抛到预定的设计位臵，完成大部分坝体填筑，再经 过加高修复而形成的坝型。 这种筑坝方法由于爆破力很大，可能造成坝址附 近地质构造破坏等方面问题，因而，一般采用较少。 我国已建成这种土坝或堆石坝约有40余座，最高的 有陕西石砭峪水库大坝，坝高82.5m，广东乳源南水 电站的主坝，坝高81.3m。
土石坝的工作特点 设计中，要求： 1）坝体应有足够的超高 2）坝坡应有相应的防冲措施。 3）保证泄洪措施有足够的泄洪能力。 4、坝体沉陷量大(竣工时预留1.0%H) 过大沉陷将会降低坝顶的设计高程，而 不均匀沉陷将会使坝体产生纵向、横向 和各种走向的裂缝，危及坝身安全。

二、土石坝的类型
土石坝的类型，从不同的角度有不同的 分类方法。下面主要按施工方法、筑坝 材料和坝体防渗型式进行分类。 • 1．按筑坝材料分类 • 2．按施工方法分类 • 3．按防渗体的型式分类
土质防渗体和若干种透水土石料分区分层 填筑而成。粘性土质防渗体设在坝体中部 或上游，称为粘土心墙坝或粘土斜心墙坝， 如图5-1(b)、(c)、(d)；设在坝体上游面 的称为粘土斜墙坝，如图5-1(e)、(f)、(g)。 此外，还有其他型式的分区坝，如坝体 上游部分为防渗土料，下游部分为透水土 料的分区坝等等，如图5-1(j)所示
小浪底水利枢纽
小浪底工程的开发目标是“以防洪(包括防 凌)、减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电， 蓄清排浑，综合利用，除害兴利”。 工程建成后，可长期保持有效库容51亿m3， 与三门峡等水库联合运用后，可使黄河下 游的防洪标准由目前的六十年一遇洪水， 提高到千年一遇洪水.

小浪底水利枢纽

水库建成后，可拦蓄泥沙，其减淤作用 相当于在20年内下游河床不淤积抬升； 水库的防洪库容，汛期防洪，非汛期调 节径流，平均每年可增加调节水量，保 证沿黄城市的生活和工业用水，提高下 游引黄灌区的灌溉用水保证率，增加灌 溉面积，使灌区获得较高的灌溉效益； 小浪底水电站装机1800MW。