【正文】 的 級(jí) 別 I II III IV V 設(shè) 計(jì) 校 核 山區(qū) 、丘陵區(qū) 平原 、濱海區(qū) 第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 （ 32） ?c o s220mgHDkve ?式中： K —— 綜合摩阻系數(shù)，其值在（ ～ ） 106之間， 計(jì)算時(shí)一般取 106； D —— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（ m）； Hm —— 壩前風(fēng)區(qū)水域平均水深（ m）； —— 計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角（ 176。 第一節(jié) 概 述 此外，還有其他型式的分區(qū)壩，如壩體上游部分為防滲土料，下游部分為透水土料的分區(qū)壩等等。 粘性土質(zhì)防滲體設(shè)在壩體中部或上游 ， 稱為粘土心墻壩或粘土斜心墻壩 ， 如圖51(b)、 (c)、 (d)；設(shè)在壩體上游面的稱為粘土斜墻壩 ， 如圖 51(e)、 (f)、 (g)。 第一節(jié) 概 述 二、土石壩的類(lèi)型 1） 均質(zhì)壩： 均質(zhì)壩絕大部分由均一的土料分層填筑而成 。 施工時(shí) ， 一般在施工倉(cāng)面上用堤埝圍埂分格 ， 并在格中灌水倒土逐層填筑 。 2）水力沖填壩 水力沖填壩是利用水力和簡(jiǎn)易的水力機(jī)械完成土料開(kāi)采、運(yùn)輸和填筑等主要工序而筑成的壩型。 ( 壩體絕大部分由土料筑成時(shí)稱為土壩；絕大部分由石料筑成時(shí)稱為堆石壩；由土石混合堆筑時(shí)稱為土石混合壩。 因此，在設(shè)計(jì)壩頂高程時(shí)應(yīng)適當(dāng) 考慮預(yù) 留沉陷值 — (%)H。 盡管在筑壩時(shí)要求分層填筑、逐層壓實(shí)，但壩體的沉陷仍然是不可避免的。 ? 由于波浪的作用，必然導(dǎo)致坡面土料的流失和 坍塌，削弱壩體剖面尺寸，對(duì)壩體穩(wěn)定不利。 因此 ， 應(yīng)根據(jù)地形 、 地質(zhì)條件和筑壩材料等因素選擇適宜的坡 。 第一節(jié) 概 述 2． 土石壩的局部失穩(wěn)定破壞形式 土石壩是松散的土石料填筑 ， 壩體剖面需 要做成上 、 下游邊坡較平緩的梯形斷面 。 1）使水庫(kù)的水量大量流失； 2）而且還會(huì)引起壩體或壩基產(chǎn)生管涌、流 土等滲透變形，導(dǎo)致潰壩事故。樞紐建筑物包括大壩、引水工程和電站。工程于 1961年開(kāi)工， 1970年竣工。壩體體積 7550萬(wàn)立方米。 在本世紀(jì) ， 我國(guó)將發(fā)展更高的土石壩 。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 國(guó)內(nèi)已建成的八萬(wàn)多座水壩 ， 土石壩約占 90%左右 。目前所見(jiàn)它山堰頂長(zhǎng) ，堰頂寬 ，堰身大部分埋在沙土下，已無(wú)引灌作用。為防止洪水涌入城市。 ? 筑堰前，海潮可沿江上溯章溪，因海水倒灌使耕田鹵化，城市用水困難。芍陂主要水源是淠河，芍陂灌區(qū)面積，在公元 4世紀(jì)～公元 13世紀(jì)常見(jiàn)記載，有灌田萬(wàn)頃、灌田五千余頃等說(shuō)法。 國(guó)際上：古印度、古埃及等，也很早開(kāi)始修建土壩。亦稱當(dāng)?shù)夭牧蠅巍? 歷史久遠(yuǎn)： 公元前 600多年，我國(guó)開(kāi)始填筑土堤，防御洪水，蓄水興利。 第一節(jié) 概 述 安徽壽縣芍陂，淮河流域著名古陂塘灌溉工程 ? 芍陂陂塘灌溉工程，位于安徽省壽縣南。自古來(lái)芍陂工程的人為破壞嚴(yán)重，多次受到戰(zhàn)爭(zhēng)波及，以致到民國(guó)年間，芍陂灌溉效益越來(lái)越低， 1949年實(shí)灌面積僅 8萬(wàn)多畝，現(xiàn)為淠史杭灌區(qū)的一個(gè)反調(diào)節(jié)水庫(kù)。在鄞江上游出山處的四明山與它山之間，用條石砌筑一座上下各 36級(jí)的攔河溢流壩。宋代（公元 960年～公元 1279年）至清代（公元 1644年～公元 1911年）時(shí)都對(duì)工程進(jìn)行維修。 1987年定為全國(guó)重點(diǎn) 保護(hù)文物。 第 3 章 土 石 壩 ? 特別是最近十幾年以來(lái) ， 隨著大型高效的土石方 施工機(jī)械 的采用 ， 巖土力學(xué)理論和 電子計(jì)算機(jī)技術(shù) 在土石壩設(shè)計(jì)中的廣泛使用 ， 為建筑高土石壩提供了有利條件 ，土石壩得到了飛躍發(fā)展 ， 成為當(dāng)今世界上壩體高度最高 、 應(yīng)用最廣泛的壩型 。 第一節(jié) 概 述 第 3 章 土 石 壩 世界最高壩 —— 羅貢壩 ?世界最高的土石壩，也是世界最高壩，工程于 1975年開(kāi)工， 1989年完工，位于塔吉克國(guó)和國(guó)阿姆河支流瓦赫什河上。水庫(kù)庫(kù)容 133億立方米。大壩采用粘土心墻堆石壩，高 111米，頂寬 40米，底寬 980米，壩頂長(zhǎng) 3830米。電站裝機(jī)容量為 210萬(wàn)千瓦。 以壩體 浸潤(rùn)線 為界，線上的土為非飽和狀態(tài)，線下土體則呈飽和狀態(tài)。 由于由松散顆粒組成 ， 其失穩(wěn)是以局部壩坡坍塌的形式出現(xiàn) 。 使壩體： 保證安全穩(wěn)定 、 經(jīng)濟(jì)合理 。 設(shè)計(jì)中，要求： 1）壩體應(yīng)有足夠的 超高 2）壩坡應(yīng)有相應(yīng)的 防沖措施 。當(dāng)壩基為土基時(shí)，沉陷值將更大。 第一節(jié) 概 述 二、土石壩的類(lèi)型 土石壩的類(lèi)型，從不同的角度有不同的分類(lèi)方法。 ) 2．按施工方法分類(lèi) 1）碾壓式土石壩 碾壓式土石壩是由適宜的土石料分層填筑，并用壓實(shí)機(jī)械逐層碾壓而成的壩型。具體地說(shuō)，是用高壓水槍驅(qū)動(dòng)高壓水流向料場(chǎng)的土料噴射沖擊， 第一節(jié) 概 述 二、土石壩的類(lèi)型 使之成為泥漿，然后通過(guò)泥漿泵和輸漿管把漿液輸送到壩體預(yù)定位置分層淤積、沉淀、排水和固結(jié)后形成的壩型。 第一節(jié) 概 述 二、土石壩的類(lèi)型 4）定向爆破土石壩 這種壩型是在壩肩山體的預(yù)定位置開(kāi)挖洞室，埋放炸藥，引爆后使土石料按照物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡拋到預(yù)定的設(shè)計(jì)位置，完成大部分壩體填筑，再經(jīng)過(guò)加高修復(fù)而形成的壩型。 筑壩料多用透水性較小的粘性壤土或砂質(zhì)粘土 ， 壩體具有防滲作用 。 第一節(jié) 概 述 3．按防滲體的型式分類(lèi) 按防滲設(shè)施可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體分區(qū)壩和非土質(zhì)材料防滲體壩 (碾壓式 )： 3）非土質(zhì)材料防滲體壩 這種壩型的防滲體一般由 鋼筋混凝土、瀝青混凝土 或其他非土質(zhì)材料做成。 二、土石壩的類(lèi)型 碾壓式土石壩的類(lèi)型 第一節(jié) 概 述 第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 ⅰ 剖面基本尺寸 影響因素： 1） 壩址附近的土石料分布狀況 （ 包括土石料的種類(lèi) 、 性能 、 儲(chǔ)量 、 運(yùn)距等 ） ； 2） 壩址的地形地質(zhì)條件； 3） 運(yùn)行要求和施工條件等； 參照已建工程 ， 初擬剖面的尺寸 ， 然后計(jì)算和修正 ， 使之成為安全 、 經(jīng)濟(jì) 、 合理的剖面 。 ）； V0 —— 計(jì)算風(fēng)速 （ m/s） 。 當(dāng)壩坡的單坡系數(shù) ＝ ～ ，平均爬高可按式（ 33）計(jì)算 （ 33） 式中 —— 壩面糙率系數(shù)； —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按表 32選用； RmR pRm21221)1()(mLhKKR mmwm ????KwK第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 —— 平均波高和平均波長(zhǎng)（ m），計(jì)算方法見(jiàn)第一章； —— 壩坡系數(shù) . mm Lh 、m表 32 爬高統(tǒng)計(jì)分布 P（ %） 1 2 3 4 5 10 15 20 30 50 (1) 096 (2) ~0.3 097 )( 值mP RRHhmmPRR第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ≤ ≥ vKgHV/vK糙率滲透性系數(shù) KΔ 護(hù) 面 類(lèi) 型 KΔ 護(hù) 面 類(lèi) 型 KΔ 光滑不透水護(hù)面（瀝青混凝土） 1 砌石護(hù)面 ~ 混凝土板護(hù)面 拋填兩層塊石（不透水基礎(chǔ)） ~ 草皮護(hù)面 ~ 拋填兩層塊石（透水基礎(chǔ)） ~ 第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 求出 后 ， 按工程等級(jí)選用設(shè)計(jì)累計(jì)頻率 (%)(對(duì) I— Ⅲ級(jí)土石壩取 ；對(duì) IV— V級(jí)壩取 )， 并由 值查表 33， 求得設(shè)計(jì)爬高值 。 式中 —— 波高（ m），可按官?gòu)d公式計(jì)算； —— 靜水位壩面坡角（ ） 。 最后指出 ： 確定壩頂高程應(yīng)分別按 正常運(yùn)用 和 非常運(yùn)用 情況計(jì)算，取其最大值作為設(shè)計(jì)壩頂高程。 施工： 碾壓機(jī)械寬度 其他專(zhuān)門(mén)性要求； 對(duì)于高壩，壩頂寬度可選用 10～ 15m，對(duì)于中、低壩，可選用 5～ 10m。 巖基壩坡陡于土基壩坡。 第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 均質(zhì)壩參考?jí)纹卤戎? 塑性指數(shù)較高的亞粘土 塑性指數(shù)較低的亞粘土 壩高（ m） 平臺(tái) 上游坡 下游坡 壩高（ m） 平臺(tái) 上游坡 下游坡 頂寬 （ m） 級(jí)數(shù) 由上而下 由上而下 頂寬 （ m） 級(jí)數(shù) 由上而下 由上而下 ＜ 15 1 1: 1: 1： 1： ＜ 15 1 1: 1: 1: 1: 15~25 2 2 1: 1: 1： 1： 15~25 2 2 1: 1: 1: 1: 25~35 2 3 1: 1: 1: 1： 1： 1： 25~35 2 3 1: 1: 1: 1: 1: 1: 第二節(jié) 土石壩剖面的基本尺寸與構(gòu)造 注： 表中壩殼部分邊坡變化范圍可根據(jù)不同土質(zhì)選用 ， 土質(zhì)較好可用較陡值 。 均質(zhì)壩和土質(zhì)防滲體分區(qū)壩上游壩面宜少設(shè)馬道 ， 非土質(zhì)防滲體面板壩上游不宜設(shè)馬道 。當(dāng)壩 頂有交通要求時(shí)，壩頂護(hù)面應(yīng) 滿足公路路面 的有 關(guān)規(guī)定。 土石壩的構(gòu)造 － 壩頂 尺寸應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定和強(qiáng)度條件確定，并設(shè)置變形伸縮縫和做好止水措施，如圖所示。 土石壩的構(gòu)造 －護(hù)坡 1．上游護(hù)坡 上游壩面要有足夠抗沖能力。墊層厚度一般為 ～ ，并滿足反濾要求和不凍要求。 混凝土護(hù)坡： ?混凝土護(hù)坡有現(xiàn)澆和預(yù)制兩種形式，如圖 37所示。下游護(hù)坡型式一般有草皮護(hù)坡、單層干砌石護(hù)坡、卵石或碎石護(hù)坡和混凝土框格填石護(hù)坡等。 干砌石護(hù)坡： 國(guó)內(nèi)使用較多，一般采用單層干砌形式、厚度 ～ ，通常在石料豐富且砌石費(fèi)用便宜的地區(qū)可以考慮采用。 對(duì)干砌石、漿砌石、卵石或碎石、瀝青混凝土以及鋼筋混凝土護(hù)坡，護(hù)坡的下部 都應(yīng)設(shè)置碎石或砂、砂礫石墊層。