水工建筑物-土石坝.pptx

1、土石坝土石坝授课内容授课内容第一节第一节 概述概述一、土石坝及其优缺点一、土石坝及其优缺点二、土石坝的类型二、土石坝的类型三、土石坝的发展三、土石坝的发展四、土石坝的工作特点与设计原则四、土石坝的工作特点与设计原则土石坝土石坝授课内容授课内容第二节第二节 土石坝的剖面设计和构造土石坝的剖面设计和构造一、土石坝剖面的基本尺寸一、土石坝剖面的基本尺寸二、坝体防渗设施二、坝体防渗设施三、坝体排水设备三、坝体排水设备四、护坡和坝顶构造四、护坡和坝顶构造土石坝土石坝授课内容授课内容第三节第三节土石坝的筑坝材料土石坝的筑坝材料一、土石坝筑坝土料设计的任务一、土石坝筑坝土料设计的任务二、二、筑坝材料的选择筑

2、坝材料的选择三、三、土石料填筑标准设计土石料填筑标准设计第四节第四节 土石坝的渗流分析土石坝的渗流分析一、土石坝渗流分析的目的一、土石坝渗流分析的目的二、土石坝渗流计算的方法二、土石坝渗流计算的方法三、土石坝抗渗稳定验算三、土石坝抗渗稳定验算四、防止渗透破坏改善渗透稳定性的工程措施四、防止渗透破坏改善渗透稳定性的工程措施 土石坝土石坝授课内容授课内容第五节第五节 土石坝的稳定分析和沉陷校核土石坝的稳定分析和沉陷校核一、土石坝滑坡滑动面的基本类型一、土石坝滑坡滑动面的基本类型二、稳定分析方法二、稳定分析方法三、稳定分析的计算情况和安全系数三、稳定分析的计算情况和安全系数四、抗剪强度指标确定四、抗

3、剪强度指标确定五、提高坝坡抗滑稳定的工程措施五、提高坝坡抗滑稳定的工程措施六、沉降计算六、沉降计算土石坝土石坝授课内容授课内容第六节第六节 土石坝的裂缝控制及地基处理土石坝的裂缝控制及地基处理一、土石坝裂缝的成因和种类一、土石坝裂缝的成因和种类二、设计阶段裂缝控制二、设计阶段裂缝控制三、裂缝处理三、裂缝处理四、土石坝地基处理四、土石坝地基处理 土石坝土石坝授课内容授课内容第七节第七节 面板堆石坝面板堆石坝一、面板堆石坝的发展一、面板堆石坝的发展二、面板堆石坝的特点二、面板堆石坝的特点三、设计原则三、设计原则四、面板堆石坝的构造四、面板堆石坝的构造土石坝土石坝第一节第一节 概述概述一、一、土石坝

4、及其优缺点土石坝及其优缺点土石坝土石坝是土坝与堆石坝的总称。是土坝与堆石坝的总称。利用坝址附近的土石料填筑而成的挡水建筑物。又称利用坝址附近的土石料填筑而成的挡水建筑物。又称 “当地材料坝当地材料坝”。1001003623536235 总总 计计1.41.4489 489 支墩坝支墩坝4.44.41592 1592 拱拱 坝坝11.511.54180 4180 重力坝重力坝82.782.729974 29974 土石坝土石坝%已建坝数量已建坝数量 坝坝 型型 土石坝土石坝世界土石坝按国家或地区分类统计图世界土石坝按国家或地区分类统计图 土石坝土石坝世界最高的土石坝：世界最高的土石坝：罗贡坝罗贡

5、坝(335m(335m，塔吉克斯坦，塔吉克斯坦)中国最高的土石坝：中国最高的土石坝：小浪底小浪底(154m)(154m)（中国建成的最高面板堆石坝，清江水布垭，（中国建成的最高面板堆石坝，清江水布垭，233m233m）小浪底土石坝土石坝土石坝-10-结构特点：结构特点：散粒体结构，稳定靠土体的抗剪强度来控制；散粒体结构，稳定靠土体的抗剪强度来控制；只会出现局部滑动而失稳，不会出现整体滑动失稳或倾只会出现局部滑动而失稳，不会出现整体滑动失稳或倾覆失稳问题；覆失稳问题；坡度大，断面大，体积大。坡度大，断面大，体积大。土石坝土石坝优点：优点：1 1 筑坝材料就地取材，造价低；筑坝材料就地取材，造价低

6、；2 2 适应地基变形能力强；适应地基变形能力强；3 3 施工方法灵活，技术简单；施工方法灵活，技术简单；4 4 结构简单，工作可靠，维护方便。结构简单，工作可靠，维护方便。土石坝土石坝缺点：缺点：1 1 坝顶不能溢流；坝顶不能溢流；2 2 施工导流不如混凝土施工导流不如混凝土坝方便；坝方便；3 3 粘土防渗体施工受气粘土防渗体施工受气候影响。候影响。土石坝土石坝二、二、土石坝的类型土石坝的类型按施工方法分：按施工方法分：（1 1）碾压式土石坝应用最多）碾压式土石坝应用最多（2 2）抛填式堆石坝）抛填式堆石坝（3 3）定向爆破堆石坝）定向爆破堆石坝（4 4）水中填土坝）水中填土坝广东南水定向爆

7、破堆石坝广东南水定向爆破堆石坝(81.3m)土石坝土石坝按土石料在坝体中的配置及防渗设施位置和材料分：按土石料在坝体中的配置及防渗设施位置和材料分：（1 1）均质坝）均质坝 绝大部分由一种土料组成绝大部分由一种土料组成（2 2）分区坝）分区坝 由不同渗透特性的料区组成由不同渗透特性的料区组成土石坝土石坝分区坝：分区坝：心墙坝心墙坝 把防渗体放在坝体中部，断面比均质坝小。把防渗体放在坝体中部，断面比均质坝小。斜墙坝斜墙坝 把防渗体放在靠近上游坝面处，有效降低坝体浸润把防渗体放在靠近上游坝面处，有效降低坝体浸润线，但适应地基变形的能力比心墙坝差。易产生纵向裂线，但适应地基变形的能力比心墙坝差。易产

8、生纵向裂缝，抗震性能不如心墙坝。缝，抗震性能不如心墙坝。土石混合坝土石混合坝 土石各占相当比例；越靠近防渗体，土料性能越接土石各占相当比例；越靠近防渗体，土料性能越接近防渗体。近防渗体。土石坝土石坝土质材料心墙坝土质材料心墙坝 人工材料心墙人工材料心墙坝坝土石坝土石坝土质材料斜墙坝土质材料斜墙坝 人工材料斜墙人工材料斜墙坝坝土石坝土石坝斜斜 心心 墙墙 坝坝土石坝土石坝-19-岳城土坝以礼河毛家村水电站（云南会泽，以礼河）主坝坝型为粘土心墙土石坝，最大坝高80.5m，坝顶长度467m，主要泄洪方式为隧洞。以礼河土石坝岳城水库（河北磁县，漳河）主坝坝型为均质土坝，最大坝高53m，坝顶长度3570

9、m。主要泄洪方式岸边溢洪道，大坝特点是坝下泄洪洞（涵管）。土石坝土石坝各种坝型的优缺点各种坝型的优缺点（1 1）均质坝与分区坝比较）均质坝与分区坝比较 均质坝：均质坝：施工简单，适合于低坝施工简单，适合于低坝;分区坝：分区坝：兼用粘性土于无粘性土的优点，用于高坝能节兼用粘性土于无粘性土的优点，用于高坝能节省工程量，缩短工期，但构造和施工比均质坝复杂。省工程量，缩短工期，但构造和施工比均质坝复杂。土石坝土石坝（2 2）心墙坝、斜墙坝、斜心墙坝比较）心墙坝、斜墙坝、斜心墙坝比较 心墙坝心墙坝 优点：由坝身沉降导致的防渗体裂缝可能性较小，心优点：由坝身沉降导致的防渗体裂缝可能性较小，心墙与坝基及两岸

10、防渗结合好。墙与坝基及两岸防渗结合好。缺点：心墙与坝体需同步施工，相互干扰。缺点：心墙与坝体需同步施工，相互干扰。斜墙坝斜墙坝 优缺点与心墙坝相反。优缺点与心墙坝相反。斜心墙坝斜心墙坝 综合心墙坝和斜墙坝的优点，克服心墙坝可能产生的综合心墙坝和斜墙坝的优点，克服心墙坝可能产生的拱效应和斜墙坝对变形敏感，对改善坝体应力状态、拱效应和斜墙坝对变形敏感，对改善坝体应力状态、避免裂缝有利。避免裂缝有利。土石坝土石坝三、三、土石坝的发展土石坝的发展1 1、概况、概况四千多年以前；四千多年以前；1919世纪，世纪，50m50m；2020世纪世纪50506060年代，大型振动碾出现，高土石坝产生；年代，大型

11、振动碾出现，高土石坝产生；世界上高度超过世界上高度超过300m300m的土石坝，一座是塔吉克斯坦的努的土石坝，一座是塔吉克斯坦的努列克坝，高列克坝，高317m317m，另一座是该国尚未完建的罗贡坝，设，另一座是该国尚未完建的罗贡坝，设计高度计高度335m335m。土石坝土石坝2 2、我国土石坝的发展、我国土石坝的发展我国历史上有文献记载的可追溯到公元前我国历史上有文献记载的可追溯到公元前598-591598-591年。年。建国前用现代技术修建的土坝仅甘肃的鸳鸯池水库大建国前用现代技术修建的土坝仅甘肃的鸳鸯池水库大坝一座，坝一座，5050年代几次扩建后坝高年代几次扩建后坝高37.8m37.8m。

12、建国后土石坝建设的三个阶段：建国后土石坝建设的三个阶段：1949-19571949-1957年年 1958-19801958-1980年年 19801980年以来年以来土石坝土石坝1949-19571949-1957年年以防洪治水为目的，土坝；以防洪治水为目的，土坝；坝高都在坝高都在50m50m以下；以下；坝型为均质土坝或粘性土心墙砂砾石坝；坝型为均质土坝或粘性土心墙砂砾石坝；地基的防渗措施地基的防渗措施主要是开挖回填粘土截水墙或上主要是开挖回填粘土截水墙或上游粘土铺盖；游粘土铺盖；施工施工基本依靠人力，配合少量轻型机具。基本依靠人力，配合少量轻型机具。土石坝土石坝代表性的工程：代表性的工程：

13、u淮河上游河南省境内的石漫滩、板桥、白沙、薄山、淮河上游河南省境内的石漫滩、板桥、白沙、薄山、南湾等水库大坝；南湾等水库大坝；u北方有永定河上的官厅水库，辽宁浑河上的大伙房北方有永定河上的官厅水库，辽宁浑河上的大伙房水库大坝等。水库大坝等。唯一的一座堆石坝是狮子滩工程（钢筋混凝土斜墙坝）。唯一的一座堆石坝是狮子滩工程（钢筋混凝土斜墙坝）。土石坝土石坝1958-19801958-1980年年坝高：一般达到坝高：一般达到80m80m，个别达到，个别达到100m 100m；坝型：以均质土坝及粘性土心墙或斜墙砂砾坝型：以均质土坝及粘性土心墙或斜墙砂砾石坝为主；石坝为主；施工：大部分工程仍以人力施工为主

14、；施工：大部分工程仍以人力施工为主；土工试验已有规范。土工试验已有规范。土石坝土石坝筑坝技术：筑坝技术：u碾压式土石坝；碾压式土石坝；u还发展了水中填土、水力冲填、定向爆破等型式；还发展了水中填土、水力冲填、定向爆破等型式；u堆堆石石坝坝没没有有大大的的发发展展，修修建建了了一一些些抛抛填填式式堆堆石石坝坝 ；u定定向向爆爆破破筑筑坝坝技技术术从从19581958年年开开始始应应用用，19601960年年修修建建广东南水定向爆破堆石坝。广东南水定向爆破堆石坝。突破性进展：深厚砂砾石地基的防渗处理。突破性进展：深厚砂砾石地基的防渗处理。土石坝土石坝这一时期的代表性工程：这一时期的代表性工程：u均

15、质土坝：均质土坝：松涛水库大坝（海南，松涛水库大坝（海南，80.1m80.1m）、岳城水）、岳城水库大坝（河北，库大坝（河北，53m53m）等；）等；u心墙坝：心墙坝：碧口水电站大坝（甘肃，碧口水电站大坝（甘肃，101.8m101.8m），毛家），毛家村水电站大坝（云南，村水电站大坝（云南，82.5m82.5m）等；）等；u斜墙坝：斜墙坝：密云水库白河主坝（北京，密云水库白河主坝（北京，66.4m66.4m）等；）等；u定向爆破坝：定向爆破坝：南水水电站大坝（广东，南水水电站大坝（广东，80.2m80.2m），石），石砭峪水库大坝（陕西，砭峪水库大坝（陕西，82.5m82.5m）等。）等。土石

16、坝土石坝19801980年以来年以来在在科科学学试试验验和和设设计计理理论论与与方方法法方方面面已已进进入入国国际际先先进进行行列；列；施工：采用重型土石坝施工设备；施工：采用重型土石坝施工设备；坝坝型型：碾碾压压式式高高土土石石坝坝中中，已已逐逐步步形形成成土土质质心心墙墙（或或斜心墙）堆石坝和混凝土面板堆石坝两种主导坝型；斜心墙）堆石坝和混凝土面板堆石坝两种主导坝型；土石坝土石坝最具代表性的工程：u天生桥一级水电站的混凝土面板堆石坝(178m)u黄河小浪底水利枢纽的土质斜心墙堆石坝(154m)天生桥一级小浪底土石坝土石坝建成或在建的大型土石坝建成或在建的大型土石坝枢纽名称枢纽名称省份省份河流河流坝型坝型最大坝高（最大坝高（m m）糯扎渡糯扎渡 云南云南澜沧江澜沧江 心墙堆石坝心墙堆石坝258 258 瀑布沟瀑布沟 四川四川大渡河大渡河心墙堆石坝心墙堆石坝186186（20092009）苗家坝苗家坝 甘肃甘肃白龙江白龙江面板堆石坝面板堆石坝111111三板溪三板溪 贵州贵州清水江清水江面板堆石坝面板堆石坝185.5 185.5（20062006）洪家渡洪家渡 贵州贵州六冲河六冲河面板