土石坝设计规范

土石坝设计基本资料（三）

一、设计资料

1、概 况

江平水库位于G县西南3公里处的江平河中游坝址以上控制流域面积431km2；沿河道有地势较平坦的小平原，地势自南向东有高变低。最低高程为62.5m。河床比降为千分之三，河流发源于苏唐乡大源锭子，整个流域物产风丰富。土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材，竹子等土特产。江平河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又造成干旱现象，因此，有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水资源。

2、枢纽任务

枢纽主要任务是以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。初步规划，本工程灌溉面积为20万亩（高程在102m以上），装机容量9000KW。防洪方面，使江平河下游不致洪水成灾，同时配合下游水利枢纽，大意下游起到一定的防洪作用，在流域规划中规定本枢纽在通过设计洪水流量时，控制最大泄流流量不超过900 m3/s。航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。

3、地形地质概况

地形情况：江平河流域多为丘陵山区，在江平枢纽上游均为大山区。河谷山势陡峭，河谷边坡一般为600~700，地势高差都在80~120m，河谷冲沟切割很深，山脉走向大约为东西方向，岩基出露较好，河床一般为100m左右河道弯曲相当厉害，沿河沙滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的更为发育，在坝轴下游300m处的两岸河谷呈马鞍形，其覆盖物较厚，岩基产状凌乱。

地质情况：靠上游有泥盆五通砂岩，靠下游为二迭纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通砂岩上面，地质构造特征：在江平咀以南，即灰岩与沙岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在第一坝轴线左肩的为五通砂岩，特别破碎，在100多米范围内就有三四处小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎深达60m的钻孔芯获得率仅为20%，岩石裂隙十分发育。 岩石的渗水率很小。坝区下游石灰岩中发现两处溶洞，江平咀大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区均无影响，后者朝南东方向延伸的话，可能通过库壁，库水有可能顺着溶洞漏到库外。 坝址覆盖层沿坝轴线厚度达1.5~5.0m，K=1×10-4cm/s，浮容重V浮=10.7KN/ m3，内摩擦角Ф=350

一、工程等别及建筑物级别

根据SL252—2000水利水电工程等级划分及洪水标准或DL5180-2003水电枢纽工程等级划分及设计安全标准,综合考虑水库总库容、防洪效益、电站装机容量、灌溉面积等指标,工程规模由库容（正常蓄水位时23.28亿立方米）控制，属于大（1）型。

拦河大坝、溢洪道、发电引水建筑物等为1级建筑物，电站厂房为引水式岸边厂房，属次要建筑物，确定为2级,围堰、导流隧洞等临时建筑物为3级建筑物.

拦河坝为粘土心墙土石坝正常运用(设计）洪水重现期为 年；非常运用（校核）洪水重现期为 年。电站厂房设计洪水标准为洪水重现期 年,校核洪水标准为洪水重现期 年。消能防冲设计洪水标准为洪水重现期 年；导流建筑物洪水标准为洪水重现期 年。

二、洪水调节计算

1、防洪库容的确定

珊溪工程以发电灌溉为主，兼有防洪等综合利用效益的枢纽.为减免沿江两岸10万亩农田和居民的洪涝灾害,要求珊溪水库建成后，控制二十年以下的洪水，在下游峃口处最大流量不超过3300秒立方米。

为满足峃口处二十年洪水流量不超过3300秒立方米（二十年洪水天然洪峰流量9580秒立米）,考虑了坝址与区间的洪水组合。

今以峃口处同样发生二十年一遇洪水为准，分别取坝址也发生二十年一遇洪水、区间发生相应洪水与区间也发生二十年一遇洪水(2520秒立米)、坝址发生相应洪水两种组合情况进行分析，分析计算坝址控制的下泄流量取区间洪峰流量与控制泄量3300秒立米之差，计算结果以区间发生二十年一遇洪水（2520秒立米）、坝址发生相应洪水的组合，要求珊溪水库蓄洪库容最大。故以此作为对下游控制泄量（3300－2520＝780）秒立米。

当洪水流量Q来水〈780秒立米时，来多少放多少，水库水位保持不变;当Q来水＞780秒立米时，就需要控制下泄流量，使 Q下泄＝780秒立米，将超过下游安全泄量的的那部分来水暂时拦蓄在水库中，这部分库容即为防洪库容V防.

- 1 - 小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范

小型水利水电工程中的碾压式土石坝结构是非常重要的水利建筑物，主要用于调节河流上游的水位，防止洪水泛滥，隔阻洪水对下游河道及沿岸地区的侵害。碾压式土石坝设计规范旨在推动和规范小型水利水电工程中的碾压式土石坝的设计，防止洪水及其造成的损害，为更加安全、可靠、经济的水利水电工程提供保障。

二、设计要求

1、土石坝应根据洪水流量、地形特征等因素进行合理设计，使其满足安全，可靠，经济和节能的要求；

2、土石坝应符合《水利水电工程安全技术标准》及其他相关规范要求，结构抗滑计算应根据《水利水电工程抗滑安全计算规范》及其他相关规范进行，保证土石坝的可靠性；

3、土石坝的排水系统应经过合理的设计以满足一定的排水要求并考虑到池库积蓄量、抗洪能力和节约电量的原则；

4、土石坝的结构受力分析应按照有关规范进行，保证结构的安全性；

5、土石坝的渗流系统应按照有关规范进行设计，保证渗流量控制在安全范围内，保证土石坝的安全稳定性，不出现渗漏等问题；

6、控制洪水过程中应考虑洪水在土石坝上游靠近池库实时调节水位的可能性，避免洪水造成把洪水实时调节破坏性，同时应做好洪水的实时观测、监测和分析；

7、测坑的厚度应经过合理的设计以满足安全、可靠、经济的要 - 2 - 求；

8、土石坝的维护保养及检测应按照有关规范进行，以确保设施的安全可靠，同时应建立完善的维修维护体系。

三、设计步骤

1、首先评估水库内水情、地形等因素，确定水库的库容要求，确定坝库的存水量及设计洪水流量；

2、对碾压式土石坝的结构完整性、受力特性及稳定性进行研究，以确定此种坝结构的可行性；

3、考虑洪水的调节效果，确定土石坝的坝高及控制水位；

4、根据实验结果确定土石坝的坝库底部坡面斜率及测坑厚度；

碾压式土石坝设计规范

碾压式土石坝是一种由碾压土体组成的挡坝，其设计重点集中在材料选择、挡坝形状及设计高度、挡坝内部结构及其尺寸等方面。

首先，在材料选择方面，碾压式土石坝一般采用支抗性较好的合理混凝土，其干温应满足当前水位的要求，并防止可能发生的局部渗漏问题；土石坝可以采用现有的自然土壤或对其进行加工改良，并采用护坡宽度更大、形状较护顶及葫芦铺装宽度也较大的防火板，以满足设计要求。

其次，在挡坝形状及设计高度方面，碾压式土石坝的横断面应设计为平面或凹陷形，以减小抗侧向应力和坝顶压力；设计高度要满足坝顶高度必须在正常水位以下，坝面的长度不得小于12m，坝等的厚度不得小于1m，坝体的高度不得小于2m，护顶、葫芦铺装和护坡厚度不得小于0.3m。

第三，在挡坝内部结构及其尺寸方面，碾压式土石坝内部结构不得小于4层，层块厚度不得小于0.2m，层块间横断面净截面高度不得小于0.5m，层块底部坡度不得小于七比一，层块下方要有足够的滤孔以满足设计要求。平面设计时，墙底纵向距离不得小于2m，墙底横向距离不得小于3m，帮架的净截面不得小于2m×2m；凹陷设计时，坝底横向距离不得小于2m，取水孔不得高于正常水位3cm。

此外，碾压式土石坝的施工应遵守国家工程的国家标准，例如：施工现场应有充分的安全设施，工程施工质量要求应严格执行技术规范；设计师负责安排当地一些专家和施工人员，定期现场检查和监理工程施工质量；施工完毕后进行试验，以确定挡坝的质量和性能符合要求。

碾压式土石坝的设计中，应根据实际情况充分考虑施工施工安全和技术特性，以保证施工质量，满足功能要求。