第二节 土石坝的剖面

第二节土石坝的剖面和构造一、基本尺寸1、坝顶高程：由水库静水位加波浪爬高和雍水面高度及安全加高定出。---------坝顶超高。d=h1+e+a式中d------水库静水位以上的超高，m;h1------波浪在坝坡上的爬高，m;e-------风雍水面高度，即风雍水面超出原水库水位的高度，m;a------安全加高，m,根据坝的级别选取。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=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；(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；(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。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：一般采用塑性、心墙和斜墙，均由渗透系数较小的粘性土料构成，其尺寸和结构需满足减小渗透量、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6-3）、粘性土斜墙（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)（图6-3）图6-42、排水设备主要作用：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。型式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、混合排水（1）贴坡排水：又称表层排水。设置在下游坝坡底部，由1~3层堆石或砌石构成，在石块与坝坡之间应设反滤层；特点：形式简单，省料且易于检修，可防止渗透破坏。因未伸入坝体，不能降低浸润线，且防冻性较差。适用：中小型且下游无水的均质坝及防渗体浸润线较低的中等高度的土坝。（图6-8）（2）棱体排水（图6-9）：在下游坝脚处用块石堆成棱体，需设反滤层。特点：可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷且有支持坝体增加其稳定的作用，是一种可靠的排水型式，但石料用量大，费用高，检修困难。适用：较高的土坝及石料较多的地区。（图6-9）（3）褥垫排水（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.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.（图6-10）（4）混合式排水（图6-11）：将上述几种排水混合使用反滤层设置的部位:设在渗透坡降较大,流速较高,土壤易于变形的渗流出口处或进入排水处.作用:防止土体在渗流作用下发生渗透变形.组成:二至三层粒径不同的砂、石料铺筑而成，层面与渗流方向尽量垂直，小粒径—®大粒径。反滤层必须满足的条件①反滤层的透水性应大于被保护土的透水性，能畅通的排除渗水。②反滤层每一层自身不发生渗透变形，颗粒较小的一层颗粒不应穿过粒径较大一层颗粒间的孔隙。③被保护土的颗粒不应穿过反滤层而被渗流带走。④特小颗粒允许通过反滤层的孔隙，但不得堵塞反滤层，也不破坏原土料的结构。3、护坡：占总体造价的10%（1）上游坝坡受波浪淘刷、渗流、冰冻等破坏作用；上游护坡：砌石护坡、堆石护坡、沥青砼护坡等；（2）下游面有雨水、风、动物、根部发达的植物以及干裂等破坏。下游护坡：碎石或砾石护坡，还可采用草皮护坡。作业1、土石坝的坝坡要遵守什么规律？2、土石坝的内部构造包括？3、反滤层必须满足什么样的要求？4、土石坝的坝体排水有什么作用？有哪几种类型？各自有什么样的特点？