土石坝的构造

2024二级建造师《水利水电工程管理与实务》考点速记第1章水利水电工程建筑物及建筑材料1.1水利水电工程建筑物的类型及相关要求【考点1】土石坝的坝顶构造【考点2】防渗体1）形式土坝防渗体主要有①心墙、②斜墙、③铺盖、④截水墙等形式。

2）作用②降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；③降低渗透坡降，防止渗透变形。

【考点3】重力坝的构造1）重力坝结构示意图2）坝顶构造防浪墙顶高程的计算：防浪墙顶高程=正常蓄水位+Δh正；防浪墙顶高程=校核洪水位+Δh校；高差（Δh）应按下式计算确定：hz—波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；h1%—波高(m)；（累计频率为1%时的波浪高度）hc—重力坝坝顶安全超高。

安全超高h c相应水位坝的级别123正常蓄水位0.70.50.4校核洪水位0.50.40.3【考点【考点5】水闸组成图【考点划分为I、II、III、IV 、V 五等。

工程等别工程规模水库总库容/108m³防洪治涝灌溉供水发电保护人口/104人保护农田面积/104亩保护区当量经济规模/104人治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性年引水量/108m³装机容量/MW Ⅰ大（1）型≥10≥150≥500≥300≥200≥150特别重要≥10≥1200Ⅱ大（2）型＜10，≥1.0＜150，≥50＜500，≥100＜300，≥100＜200，≥60＜150，≥50重要＜10，≥3＜1200，≥300Ⅲ中型＜1.0，≥0.1＜50，≥20＜100，≥30＜100，≥40＜60，≥15＜50，≥5比较重要＜3，≥1＜300，≥50Ⅳ小（1）型＜0.1，≥0.01＜20，≥5＜30，≥5＜40，≥10＜15，≥3＜5，≥0.5一般＜1，≥0.3＜50，≥10Ⅴ小（2）型＜0.01，≥0.001＜5＜5＜10＜3＜0.5＜0.3＜10【考点7】堤防工程的级别堤防工程的级别根据其保护对象的防洪标准确定。

土石坝分类土石坝，也称为土质坝或石料土坝，是指利用现场土石等材料建造的坝类工程。

土石坝水利工程中占有重要地位，完成了灌溉、能源、防洪、供水等重大水利工程任务。

根据坝体特点，土石坝可分为以下四类：一、土心土壳坝土心土壳坝又称为贯通土坝，是指坝体具有一定的高度，由稀疏的碎石土壳和坚实的道路土心体组成的土坝变型。

它的壳体分为内壳、外壳和低壳三个部分，内壳为较细小的碎石、淤泥土或石粉土，外壳由稍粗大的碎石和黏性土以及少量石粉土和泥土组成，底壳由黏性土和泥土组成，这样坝体的各个部分相互协调，形成一个整体，坝体的防渗性能较好。

二、砟石混凝土心墙土壳坝砟石混凝土心墙土壳坝是指由砟石混凝土心墙和两侧的碎石土壳组成的土石坝。

其构造是在坝基部分先建设砼墙，将两侧的碎石土壳修建在墙体外部，墙体与土壳之间灌注注浆料，以达到防渗的目的。

砟石混凝土心墙土壳坝不仅有防渗性好，而且有自重大、刚度强的特点，也使得其稳定性和耐久性大大提高。

三、砾石土坝砾石土坝又称为土砾石坝，是指由砾石和其他填充材料组合在一起建造的土坝。

其坝身中的砾石是最大的、最为密集分布的颗粒，而填充材料主要由粘性较弱的土壤等组成。

砾石土坝有良好的抗冲刷性质，适用于山区水力发电工程的建造。

四、碾压土坝碾压土坝是指用机械将松散的土壤进行碾压、加密成整体的土坝。

在碾压加密的过程中，可以控制土壤的含水量和密度，形成一定的抗渗性和抗变形的土坝。

碾压土坝不仅速度快，而且成本低、稳定性好，是建造小型人工水体和山区水库的常用类型。

综上所述，土石坝水利工程中常见的分类有：土心土壳坝、砟石混凝土心墙土壳坝、砾石土坝、碾压土坝。

不同类型的土石坝在不同的地形环境下都有其独特的优势，选择合适的土石坝类型可以满足不同的工程需求，使工程建设更为高效、稳定。

土石坝施工的基本知识-页 (一)土石坝是一种常用的水利工程建设构造。

由于它具有成本低、施工便利等特点，在一定的地形环境下能够有效地起到节水和保护环境的作用。

下面我们来具体了解一下土石坝的基本知识。

一、土石坝的定义土石坝，简称土坝，是指由土石等地质层构成的大坝。

它具有施工简单、边坡稳定等特点，适用于土石坝建设场地不宽阔、土质较好的情况下。

二、土石坝的基本组成土石坝的基本组成包括坝顶、坝体、坝前、坝后。

1.坝顶：水平方向的坝顶是土石坝的上部平面，上面常设引水作用、监测与排水设备。

其距坝底高度为一定值，并根据实际情况设定一定的弧度。

2.坝体：坝体是指从坝顶到坝底之间所有填筑材料所构成的大坝。

其总高度由坝顶到坝底的有效存水高度与坝顶以上的自由板块高度之和。

3.坝前：也称为上游侧，是坝体前沿，其面貌应在水平方向上具有一定的防渗、防渗漏和稳定的能力。

通常用混凝土面板或者石质表层来做坝前的处理，可以保证坝前的稳定。

4.坝后：也称为下游侧，通常处理方式也与坝前相似，但部分地段可以采用绿化的方式来保证坝后的稳定。

同时，对于坝后的管理与巡查十分重要，以及对于落石、洪水等不安全的情况的预警推进和整改。

三、土石坝施工的基本流程1.确定位置：土石坝施工前需要先确定合适的位置，应选在地形高陡、施工容易、可控水级等因素满足条件的位置。

2.基坑开挖：根据设计要求，先进行大坝基盘的开挖和砂石垫层的铺设，以便于基坑水平度和厚度的调整。

3.定型：坝顶定型也是整个施工过程中的关键之一。

在基盘开挖和砂石垫层铺设完成后，需要进行坝顶的定形处理。

这一步需要使用机械设备或人工的方式，使得坝顶的轮廓线以及坡度满足设计标准。

4.土石填筑：根据设计要求，进行土石料的填筑、夯实。

这一步是整个施工过程中最为多样的步骤，通常采用多种填筑材料，以保证填筑后坝的整体性。

5.固结：经过土石填筑后，需要对填筑材料进行固结。

有的项目采用压缩机器固结，有的则采用水固结。

土石坝主要‎由四部分组‎成,即坝壳、防渗体、排水设备和‎护坡。

坝壳是土石‎坝的主体，坝的稳定主‎要靠它来维‎持；防渗体的作‎用是降低浸‎润线，防止渗透破‎坏坝体和减‎少渗流量；排水设备的‎主要作用是‎要全地排除‎渗漏水，增加坝体和‎下游坝坡的‎稳定性，降低扬压力‎；而护坡的作‎用则是防止‎波浪、冰层、温度变化、雨水和水流‎等对坝坡的‎破坏。

如何组织科学有序的施工‎，提高工程质‎量，控制渗流是‎整个过程成‎败的关键土石坝过程‎在施工中应‎从以下几个‎方面进行控‎制：①做好基础处‎理，必须万无一‎失。

土石坝必须‎要满足坝基‎承载力及基‎础防渗的情‎况下，完成基础处‎理的稳固后‎，方可进行填‎筑施工，特别是在深‎覆盖层上修‎建工程，基础处理工‎程量大、不可预见因‎素多，需要经常采‎用防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等‎对地基进行‎综合处理。

②掌握当地地‎质、水文气象资‎料，控制好施工‎工期的季节‎性土石坝对水‎文气象的因‎素极为敏感‎，在雨季，土料的含水‎量影响极大‎，直接制约着‎大坝填筑，施工强度将‎受到影响；冬季，土料上冻，土石坝工程‎，一般不允许‎漫顶过流，故土石坝工‎程“施工高峰期‎”应控制在工‎程实施截流‎后第一个汛‎前达到拦洪‎度汛断面挡‎水这一阶段‎，截流后均需‎加快施工进‎度，以确保在汛‎前将坝体全‎断面或度汛‎小断面填筑‎至拦洪度汛‎高程。

因此给坝体‎填筑的施工‎工期有限，在北方地区‎采用冬季施‎工时，当月平均气‎温在0℃以下，有些地区河‎流结冰、土层冻结，对开挖工程‎、混凝土工程‎、灌浆工程以‎及填筑工程‎均有不利的‎影响，因此必须要‎提高月填筑‎强度，方能按安全‎渡汛的要求‎按期达到拦‎河高程。

③确保工程所‎用料场开采‎土、石料的材料‎质量料场对土石‎坝的重要性‎不言而喻，却也是最容‎易影响大坝‎顺利填筑的‎软肋。

根据工程实‎践，一般而言，料场的地质‎勘探工作深‎度远不如坝‎址，特别是填筑‎量最大的堆‎石料，往往仅靠几‎个探洞或地‎形勘查进行‎地质描述，进场后，在防渗土料‎方面，含水量的高‎低也成为大‎坝能否快速‎填筑的关键‎，因此，完善而慎重‎地进行料场‎复查及复勘‎工作显得尤‎为重要，搞好料场复‎查和储量计算，做到心中有‎数。

二级建造师水利水电考点：土石坝的构造及作用（一）土石坝：基本剖面是梯形，由坝顶构造、防渗体、上下游坝坡、坝体排水、地基处理等细部构造组成。

1．坝顶宽度：根据构造、施工、运行和抗震等因素确定。

高坝可选用10－15m,中、低坝可选用5－10m。

宽度必须充分考虑心墙或斜墙顶部及反滤层、保护层的构造需要。

2．护面。

材料可采用碎石、砌石、沥青、砼，IV级以下的坝下游也可以采用草皮护面。

为排雨水，坝顶应做成向一侧或两侧倾斜的横向坡度，坡度宜采用2％－3％。

对于有防浪墙的坝顶，则宜采用单向向下游倾斜的横坡。

3．防浪墙、坝顶上游侧常设砼或浆砌石防浪墙，高度一般为1.0－1.2m。

（二）防渗体土坝防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等，作用：减少渗流量；降低浸润线，增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形。

砼重力坝：防渗层厚度一般为1/20－1/10水头，但不小于２米。

（三）土石坝的护坡与坝坡排水1．护坡。

土石坝的护坡形式有：草皮（不能做上游护坡）、抛石、干砌石、浆砌石、砼或钢筋砼、沥青砼或水泥土等。

作用：防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式的破坏。

2．坝坡排水。

除干砌石或堆石护面外，均必须设坝面排水。

坝较长时，则应沿坝轴线方向每隔50－100m左右设一横向排水沟，以便排除雨水。

（四）土石坝的排水设施1．排水设施。

形式有贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。

坝体排水的作用：降低坝体浸润线(后四种)、孔隙水压力，防止坝坡土冻胀破坏。

在排水设施与坝体、土基接合处，都应设置反滤层。

前两种最常用。

（1）贴坡排水。

紧贴下游坝坡表面，由1－2层堆石或砌石筑成，顶部应高于坝体浸润线的逸出点，保证坝体浸润线位于冰冻深度以下。

贴坡排水构造简单、节省材料、便于维修，但不能降低浸润线，且易因冰冻而失效，常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝。

（2）棱体排水。

在下游坝脚处用块石堆成棱体，顶部高程应超出下游最高水位，超出高度应大于波浪沿坡面的爬高，并使坝体浸润线距坝坡的距离大于冰冻深度。