小型土石壩設(shè)計(jì)-土石壩的構(gòu)造

任務(wù)4土石壩的構(gòu)造認(rèn)知——壩頂構(gòu)造目錄12壩頂構(gòu)造壩頂構(gòu)造基本尺寸壩頂構(gòu)造01壩頂構(gòu)造基本要求壩頂一般都為路面。如作為公路，則路面應(yīng)按公路等級(jí)根據(jù)有關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)。如無(wú)交通要求時(shí)，可采用碎石、單層砌石、瀝青或混凝土護(hù)面，四級(jí)以下的土壩，也可用草皮護(hù)面。同時(shí)，需考慮降雨積水的排除。壩頂構(gòu)造的尺寸要求02土石壩壩頂尺寸要求為排除降雨積水，壩頂護(hù)面可向下游側(cè)傾斜，坡度在2%～3%之間，并做好向下游的排水系統(tǒng)。土石壩壩頂尺寸要求壩頂上游側(cè)宜布置防浪墻，防浪墻應(yīng)做成堅(jiān)固不透水的結(jié)構(gòu)，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。墻頂應(yīng)高于壩頂1m～1.2m，墻底必須與防滲體緊密結(jié)合。土石壩壩頂尺寸要求對(duì)于高壩或兼顧旅游功能的土石壩，下游側(cè)應(yīng)設(shè)置欄桿等安全防護(hù)措施。應(yīng)按運(yùn)用要求設(shè)置照明設(shè)施，建筑藝術(shù)處理應(yīng)美觀大方，并與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)。知識(shí)點(diǎn)小結(jié)：1.土石壩壩頂構(gòu)造基本要求；2.土石壩壩頂構(gòu)造基本尺寸要求。思考：1.以防洪為主的工程中還應(yīng)如何進(jìn)行壩頂構(gòu)造設(shè)計(jì)？任務(wù)4土石壩的構(gòu)造——壩體防滲體目錄12防滲體概念及作用防滲體分類及特點(diǎn)防滲體概念及作用01防滲體概念：指這部分土體比壩殼其他部分更不透水。防滲體作用控制壩體內(nèi)浸潤(rùn)線的位置，并保持滲流穩(wěn)定；以減少通過(guò)壩體的滲流量；降低滲透坡降，避免滲透破壞；降低浸潤(rùn)線，并增加下游壩坡的穩(wěn)定性。防滲體分類2.按壩體中的相對(duì)位置分斜墻防滲體心墻防滲體3.按防滲體填筑材料分粘土防滲體混凝土防滲體土工材料防滲體1.按防滲的相對(duì)位置分水平防滲垂直防滲防滲體特點(diǎn)02防滲體特點(diǎn)1)土質(zhì)防滲體土質(zhì)心墻位置：位于壩體中央或稍偏上游；材料：透水性很小的粘土或壤土；厚度：自上而下逐漸加厚，底部厚度不宜小于水頭的1/4，頂部的水平寬度不宜小于3m；防滲壩體與壩頂之間保護(hù)層不宜小于1m。高程：頂部在靜水位以上的超高，在正常運(yùn)用情況下不小于0.3-0.6m，非常運(yùn)用情況下不得低于非常運(yùn)用的靜水位；預(yù)留竣工后沉降超高。坡度：1：0.15-1:0.3防滲體特點(diǎn)土質(zhì)心墻施工時(shí)應(yīng)注意：頂部應(yīng)設(shè)砂性土保護(hù)層，以防冰凍；施工時(shí)心墻的上升高度一般略高于壩殼，在鋪筑時(shí)，心墻上下游應(yīng)留有余量，待兩側(cè)削坡后再填筑過(guò)渡層及壩體；心墻與上下游壩體之間應(yīng)設(shè)過(guò)渡層起過(guò)渡、反濾及排水作用。防滲體特點(diǎn)土質(zhì)斜墻：位置：位于壩體上游面；材料：透水性很小的粘土或壤土厚度：指垂直于斜墻上游面的厚度；高程：頂部在靜水位以上的超高，在正常運(yùn)用情況下不小于0.6-0.8m，非常運(yùn)用情況下不得低于非常運(yùn)用的靜水位；預(yù)留竣工后沉降超高。坡度：外坡根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算決定，內(nèi)坡視壩體材料及施工情況決定，若壩體為砂礫石，內(nèi)坡一般不陡于1：2。防滲體特點(diǎn)土質(zhì)斜墻：位置：靠近上游壩坡設(shè)置；高度：斜墻頂高程應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位0.6～0.8m，且不低于校核洪水位。寬度：斜墻為上薄下厚，按施工、構(gòu)造的要求。頂部最小厚度不小于2.0m。斜墻內(nèi)坡一般不陡于1:2，外坡不陡于1:2.5。斜墻與兩岸山坡接觸處應(yīng)增大斷面，放寬1倍。構(gòu)造：為使斜墻不被沖刷、冰凍和干裂，斜墻的上游面應(yīng)設(shè)保護(hù)層，露度一般為2～3m，斜墻上下游均應(yīng)設(shè)置過(guò)渡層或反濾層。

防滲體特點(diǎn)土質(zhì)斜墻施工時(shí)應(yīng)注意：上游應(yīng)設(shè)保護(hù)層，防冰凍，應(yīng)分層碾壓；施工時(shí)壩體施工不受斜墻限制，可先行施工。防滲體特點(diǎn)

瀝青混凝土面板構(gòu)造（單位：m）3-瀝青混凝土（分3層澆筑）；6-整平層；8-碎石墊層；2）非土質(zhì)材料防滲體瀝青混凝土防滲體瀝青混凝土具有:塑性和柔性好；防滲性能較好。滲透系數(shù)約10-7～10-10cm/s；如陜西的石砭峪堆石壩和甘肅的黨河水庫(kù)大壩(主、副壩均為瀝青混凝土心墻砂礫石壩)均采用瀝青混凝土作為防滲體。防滲體特點(diǎn)

瀝青混凝土防滲體尺寸厚度通常取40～125cm。對(duì)于中低壩，其底部厚度可采用壩高的1/40～1/60，頂部但不應(yīng)小于30cm。如黨河水庫(kù)瀝青混凝土心墻壩，壩高58m，心墻底部厚度為1.5m，頂部為0.5m。瀝青混凝土斜墻壩近年來(lái)許多工程都傾向于采用簡(jiǎn)單的單層式瀝青混凝土斜墻，如圖所示。

瀝青混凝土面板構(gòu)造（單位：m）3-瀝青混凝土（分3層澆筑）；6-整平層；8-碎石墊層；防滲體特點(diǎn)復(fù)合土工膜

可以降低工程造價(jià)，而且施工方便快速，不受氣候影響。對(duì)2級(jí)以下的低壩，可采用土工膜代替粘土、混凝土等，作為壩體的防滲體材料。土工膜防滲知識(shí)點(diǎn)小結(jié)：1.防滲體的概念；2.防滲體在工程運(yùn)行中的作用。3.常見(jiàn)的防滲體類型。思考：1.如何根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行防滲體形式的選擇？任務(wù)4土石壩的構(gòu)造—壩體排水體目錄12排水體的概念及類型排水體的特點(diǎn)及適用范圍排水體概念01壩體排水的作用①降低壩體浸潤(rùn)線及孔隙壓力，改變滲流方向，增加壩體穩(wěn)定；②防止?jié)B流逸出處的滲透變形，保護(hù)壩坡和壩基；③防止下游波浪對(duì)壩坡的沖刷及凍脹破壞，起到保護(hù)下游壩坡的作用。土石壩雖然設(shè)置防滲設(shè)施攔截滲水，但仍有一定的水量滲入壩體內(nèi),設(shè)置壩身排水體的作用：壩體排水應(yīng)滿足的要求為使壩體排水設(shè)施滿足運(yùn)用條件，壩體排水應(yīng)滿足如下三點(diǎn)要求：

①排水設(shè)施應(yīng)向壩外排出全部滲水；②排水體應(yīng)便于觀測(cè)和檢修；③排水體應(yīng)按反濾要求設(shè)置反濾層。壩身排水的形式棱體排水貼坡排水AB褥墊排水綜合式排水CDB網(wǎng)狀排水帶D網(wǎng)狀排水管排水體的特點(diǎn)及適用范圍02優(yōu)點(diǎn)：降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)下游不受尾水淘刷，增加穩(wěn)定。缺點(diǎn)：石料用量大，費(fèi)用高，與壩體施工干擾，檢修困難。排水棱體的特點(diǎn)棱體排水的適用范圍

適用：較高的土壩和石料豐富的地區(qū)。結(jié)構(gòu)：下游坡腳用塊石堆成的棱體。堆石棱體內(nèi)坡一般為1:1～1:1.5；外1:1.5～1:2.0，棱體頂寬1～2m，一般不宜作交通道路。頂部高程應(yīng)高出下游最高水位0.5～1.0m，并保證使壩體浸潤(rùn)線距壩面的距離不小于該地區(qū)的冰凍深度。棱體排水的構(gòu)造要求貼坡排水又稱表層排水。

優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、用料省，施工方便，易檢修，保護(hù)下游壩坡不被沖刷，能提高壩坡的抗?jié)B穩(wěn)定性和抗沖刷能力。缺點(diǎn)：不能降低浸潤(rùn)線位置，在寒冷地區(qū)將因冰凍而失去作用。

貼坡排水的的特點(diǎn)

適用：用于中小型工程下游無(wú)水均質(zhì)壩或浸潤(rùn)線較低的中等高度壩。貼坡排水的構(gòu)造要求結(jié)構(gòu)：在下游壩坡表面用一二層堆石或砌石加反濾層鋪設(shè)成，不深入壩體內(nèi)部。當(dāng)壩體為粘性土?xí)r，排水體的總厚度應(yīng)大于冰凍深度（Ⅰ、Ⅱ級(jí)壩）2.0m；（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)壩）1.5m。其頂部高程應(yīng)高于浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)0.5～1.0m，或高于下游最高水位1.5～2.0m。底部設(shè)排水溝。貼坡排水的適用范圍排水體伸入壩體內(nèi)部。優(yōu)點(diǎn)：在下游水位低于排水設(shè)備時(shí)，能有效地降低浸潤(rùn)線，有助于壩基的排水固結(jié)。缺點(diǎn)：對(duì)不均勻沉降適應(yīng)性差，易斷裂，難檢修，下游水位高時(shí)降低浸潤(rùn)線效果不明顯，料用量也多。褥墊排水的特點(diǎn)適用：下游水位很低且需要大幅度降低滲水水位的情況。褥墊排水的構(gòu)造要求結(jié)構(gòu)：是伸入壩體的_種平鋪式排水。其伸入壩體內(nèi)的長(zhǎng)度一般不大于壩底寬的1/4～1/3。鋪石厚度0.4～0.5m，并設(shè)有反濾層，向下游有0.005～0.01的底坡，以利于滲水排出。褥墊排水的適用范圍兼有各種單一排水型式的優(yōu)點(diǎn)。組合式排水特點(diǎn)及形式

知識(shí)點(diǎn)小結(jié)：1.壩身排水體的作用；2.壩身排水體的類型。思考：

1.如何根據(jù)工程類型選擇壩身排水體的形式？任務(wù)4土石壩的構(gòu)造認(rèn)知——土石壩的反濾層目錄12反濾層的作用及類型反濾層的構(gòu)造及要求反濾層的作用及類型01反濾層的作用作用：是保護(hù)滲流出口，防止壩體和壩基發(fā)管涌、流土等不利滲透變形的最直接、最有效的措施。適用于：常設(shè)于土石等材料修筑的堤壩或透水地基上，也常用于防汛中處理管涌、流土等險(xiǎn)情。反濾層的類型Ⅰ型反濾反濾層位于被保護(hù)土的下部，滲流方向主要由上向下；Ⅱ型反濾反濾層位于被保護(hù)土的上部，滲流方向主要由下向上；反濾層的構(gòu)造及要求02反濾層的構(gòu)造反濾層一般是由2-4層顆粒大小不同的砂、碎石或卵石等非粘性土構(gòu)成。每層鋪設(shè)得大體與滲流正交，其粒徑隨滲流的方向而增大。反濾層的基本要求①每層一層的顆粒不應(yīng)穿過(guò)相鄰的粒徑較大層的孔隙；②同一層的顆粒也不能產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)；③被保護(hù)的土層顆粒不應(yīng)被沖過(guò)反濾層，但允許小于0.1毫米粒徑的顆粒被滲流帶走，因?yàn)檫@不影響土骨架的穩(wěn)定，但小顆粒含量不應(yīng)超過(guò)5%；④濾不應(yīng)被淤塞，即細(xì)小顆粒應(yīng)能通過(guò)反濾料的孔隙。知識(shí)點(diǎn)小結(jié)：1.反濾層的作用；2.反濾層的構(gòu)造要求。思考：

1.工程施工現(xiàn)場(chǎng)如何進(jìn)行反濾層的布置？任務(wù)4土石壩的構(gòu)造認(rèn)知——護(hù)坡及排水目錄12壩體護(hù)坡壩坡排水壩體護(hù)坡01護(hù)坡的作用土石壩的上下游面通常都應(yīng)設(shè)置護(hù)坡。護(hù)坡的作用：防止波浪淘刷、順壩水流沖刷、冰凍和其他形式的破壞。護(hù)坡的設(shè)置要求對(duì)上下游面護(hù)坡要求：①堅(jiān)固耐久，能抵御風(fēng)浪的沖擊和冰層的移動(dòng)，并能保證底層不受淘刷；②盡可能就地取材，以使造價(jià)經(jīng)濟(jì)；③施工簡(jiǎn)單、維修方便；外形美觀。護(hù)坡的類型土石壩的護(hù)坡形式有：草皮、拋石、干砌石、漿砌石、混凝土或鋼筋混凝土、瀝青混凝土或水泥土等。土石壩的護(hù)坡按位置分為：上游護(hù)坡、下游護(hù)坡。護(hù)坡的類型?上游護(hù)坡目的：防止波浪淘刷，冰層和漂浮物的損害,順壩水流的沖刷。型式：拋石、干砌石、漿砌石．現(xiàn)澆或預(yù)制混凝土或鋼筋混凝土、瀝青混凝土或水泥土。范圍：壩頂起護(hù)至最低水位以下1.5～2.5m或至壩底.護(hù)坡的類型?下游護(hù)坡目的：防止雨水、大風(fēng)、動(dòng)物穴居，動(dòng)漲干裂等水沖蝕和人為破壞。形式：堆石、卵石或碎石、草皮。范圍：壩頂至排水體或壩底（無(wú)排水體）。護(hù)坡的結(jié)構(gòu)形式砌石護(hù)坡構(gòu)造（單位：m）壩坡排水02為了防止雨水沖刷下游壩坡，常設(shè)縱橫向連通的排水溝。在壩端與兩岸山坡的結(jié)合處