发布时间 : 星期四 文章水工建筑物土石坝课程设计更新完毕开始阅读83379b3c84254b35effd3422
3.1 坝型确定
土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。我国《碾压式土石坝设计规范》（SDJ218—84）规定：高度在30米以下的为低坝，高度在30～70米间的为中坝，高度超过70米的为高坝。土石坝坝高均从清基后的地面算起。
土石坝按其施工方法可分：碾压式土石坝、充填式土石坝、水中填土坝和定向爆破坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。
土石坝坝型的选择的有关因素很多，其中主要的是坝址附近的筑坝材料。除了含腐殖质太多的土料外，所有的土石料都可筑坝，只要适当的配置在坝体部位即可。不适合作防渗体的土料，用一定的施工方法或加工处理后也可作防渗料。除筑坝材料是坝型选择的主要因素外，还要根据地形、地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理方案、抗震要求、人防要求等各种因素进行研究比较，初选几种坝型，拟定断面轮廓，进一步比较工程量、工期、造价，最后选择技术上可靠、经济上合理的坝型。
按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝可分为以下几种主要类型：
a.均质坝：坝体主要有一种土料组成，同时起防渗和稳定的作用。 b.土质心墙坝：由相对不透水或弱透水土料构成中央防渗体，而以透水土
石料作为下游支撑体。
c.土质斜墙坝：由相对不透水或弱透水土料构成上游防渗体，而以透水土
石料作为下游支撑体。
d.多种土质坝：坝体由多种土料构成，以细粒土料建成中央或靠近上游的
防渗体，坝体其他部位则由各种粗粒土料构成。
e.人工材料心墙坝：中央防渗体由沥青混凝土或混凝土、钢筋混凝土构成，
坝壳由透水或半透水土石料组成。
f.人工材料面板坝：坝的支撑体由透水或半透水土石料组成，上游防渗面
板由钢筋混凝土、沥青混凝土或塑料薄膜等材料构成。
根据地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面，综合比较选定坝型。
类别 地形条件 地质条件 工程量 只需要按照卸料→铺料→碾压→取样等工序流水作业,相对来说,工程量较小. 建筑材料 库区当地下游土石料丰富，有利于修建防渗墙的各种材料，无需另外购买 适用条件 不仅适宜低坝，也适宜于髙坝 比较结果 土质防渗心墙 对地形无特别要求 对地质无特别要求 斜墙坝由于抗剪强度较低的防渗体位于上游面，故上游坝坡较缓，工程量大。 库区当地下游土石料丰富，有利于修建防渗墙的各种材料，无需另外购买 不仅适宜低坝，也适宜于髙坝 一般使用于中、低高度坝 土质防渗斜墙 对地形无特别要求 对地质无特别要求 均质坝 对地形无特别要求 对地质无特别要求 一般来说，所用的土料渗透系数小，施工期坝体内会产生孔隙水压力，影响抗剪强度，所以坝坡较缓，工程量大。 库区当地下游土石料丰富，有利于修建防渗墙的各种材料，无需另外购买 本设计土坝是高坝，因此均质坝不适合，而斜墙对于沉降以及 地震的适应能力比心墙小，因此防渗体定为粘土心墙。
结论：本设计土坝选择坝型为心墙坝。
第3章 坝工设计
3.1 土石坝断面设计
土石坝断面设计的基本尺寸主要包括：坝顶高程、坝顶宽、上下游坡度、防渗结构、排水设备的形式及基本尺寸。根据设计规范的要求及参照已建工程的经验数据，并考虑本工程的具体情况，对本工程的各项数据设计如下。 3.1.1坝顶高程
由于土石坝是不允许漫项溢流的，因此坝顶高程由水库静水位加上风浪壅水增加高度、坝面波浪爬高及安全超高确定，同时坝顶高程的计算，应同时考虑以下3种情况：
（1）设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高； （2）校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高；
（3）正常高水位加非常运用情况的坝顶超高再加地震区安全超高。 坝顶超高按下式计算：
Y=R+e+A
式中：Y—坝顶在水库静水位以上的超高； R—最大波浪在坝坡上的爬高 e—最大风壅水面高度； A—安全加高
查碾压式土石坝设计规范有：
KW2De?co?s
2gHm式中：e —— 计算处的风壅水面高度，m D —— 风区长度， D=5.5Km
K —— 综合摩阻系数3.6×10-6
β—— 计算风向与坝轴线法线的夹角15° W —— 计算风速, m/s. W=（1.5～2）V=2?9=18m/s
Hm——坝前平均水深768.1m；
KW2De?cos??4.12?10?4m 可忽略不计
2gHm由于D≤10km，且v=10~20m/s，（查《土坝设计》3-12）
412h?0.026?v?D33
2h?1.144m
上游坝坡较缓初步采用1：3.0故tanθ=1/3.0=0.33
外层上游坝壳为砌石 取k=0.8（查《水利水电工程建筑物》表2-14） R=3.2k×2h×tanθ=3.2×0.8×1.144×0.33=0.96m 《水利水电工程建筑物》2-47
正常运行情况下坝顶超高Y=R+e+A=0.96+1=1.96m 非正常运行情况下坝顶超高Y=R+e+A=0.96+0.5=1.46m 坝顶高程取以下三种情况的最大值
(1)校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高：
H=770.40m+1.46m=771.86m
(2) 正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高： H=767.20m+1.96m=769.16m
(3) 正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高：