第四章 土石坝工程

第四章 土石坝的施工
本章重点：土石坝施工的挖运机械及 施工方案
本章难点：土料压实的机理――最优 含水量
增加内容：面板材料坝的施工 结合讲课安排2～3次录象教学
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§4－1 土石坝施工概述
一、土石坝的施工特点
1、土石坝建设方兴未艾的原因
①地质条件好的坝址已开发殆尽， 余下的只好建土石坝
4、非粘性土及石料
非粘性土的压实试验因与含水量无关，所以只作出n－D －h关系曲线，再确定……最佳值。 石料的压实试验（从略）
四、压实机械
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1、羊脚辗 P109图4－10
n羊—足插正接入压触足力应数＋力，挤：压n1A+力n—2＋—单揉插位压入是力排面两积适边，用排ma于数x 粘A性[n土Q (12掘(n重1 ) n2)]
从环境上来看，土石坝基本上不破坏生态。
3、从施工的角度来看土石坝的缺点（与砼坝相比）
①防渗问题 ②过水问题
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二、土石坝的施工方法
1、水中填土法：常用于修筑土石围堰 2、水力冲填法 3、定向爆破法 4、干填辗压法：施工内容和施工程序如下：
①准备工作：A――地基和岸坡的处理 主要清理：杂草杂树及乱石
对应于设计的γd值可求得n＝a、b、c及
对应的ω%值，并对h1／a、 h2／b、 h3／c
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进行比较，取其最大值――为最经济合理的 单位压实遍数的压实厚度。（试验目的） 上述试验中，h和n的取值应根据经验确定，且它们与压 实机械的功能有关，具体 可参考P114表4－5 由此可见：γd＝ƒ(n，ω%，h，机械种类……)
②土石坝设计和施工技术进步很快 特别是结合面板技术
③省工省料，施工简单（无模板、无温控） ④机械化施工，工期短 ⑤有环境保护方面的优势

（地震时正常蓄水位+非常安全超高A +涌浪超高）
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第四章 土石坝
• 计算的坝顶超高很大时，可设臵L型挡墙，以减少
工程量；
• 无论是否设L型挡墙，坝顶高程在正常运用条件下
都应高出静水位0.5m并且不得低于非常运用条件
下的静水位。 • 计算的坝顶高程是指包括坝基和坝身沉降稳定后 的坝顶高程；
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第四章 土石坝
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第四章 土石坝
②冲刷问题控制
• 不允许水流漫顶
• 要求：
a.要有足够的坝高，应预留沉陷值；
b.要设臵泄水能力足够大的泄水建筑物；
c.在上、下游坝坡应采取有效的防护措施及坝面
排水措施。
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第四章 土石坝
3.沉降问题及其控制
①沉降问题：
• 沉降过大会造成坝顶高程不足。 • 过大的不均匀沉降会引起坝体开裂，导致漏水。
二、坝体防渗设施 土石坝坝体防渗设施根据材料可分为：
1、人工材料防渗体：沥青砼，钢筋砼
2、土质防渗体
⑴土质心墙
⑵土质斜墙
⑶斜心墙
⑷粘土铺盖
43
第四章 土石坝
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第四章 土石坝
⑴土质心墙：
• 位臵：位于坝体中央或稍偏上游； • 材料：透水性很小的粘土或壤土； • 厚度：自上而下逐渐加厚，底部厚度不宜小于水头的 1/4，顶部的水平宽度不宜小于3m；
水库大坝（河北，53m）等；

心墙坝：碧口水电站大坝（甘肃，101.8m），毛家
村水电站大坝（云南，82.5m）等；

斜墙坝：密云水库白河主坝（北京，66.4m）等； 定向爆破坝：南水水电站大坝（广东，80.2m），
石砭峪水库大坝（陕西，82.5m）等。

土石坝工程施工是一个复杂而繁重的工程，涉及到众多环节和工艺。

以下是关于土石坝工程施工的详细论述。

一、工程概述土石坝工程施工是指在河流、湖泊等水域边缘或水库库区修建土石坝，以拦截水源，形成水库，达到蓄水、发电、灌溉、防洪等目的。

土石坝工程施工具有规模大、周期长、技术复杂、质量要求高等特点。

二、施工准备1. 内部准备：包括启动资金到位、施工图熟悉会审、人材机（人员、材料、机械）准备、料场选址布置安排、施工临时用房选址建设、三通一平安排、标高基准点确定等。

2. 外部准备：包括建设业主衔接，合同签订、备案，施工许可证办理，工程质量、安全监督部门备案等。

三、施工工艺1. 料场规划：合理规划料场，确保原材料的供应。

料场规划不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价，甚至还会影响到周围的农林业和环境保护。

2. 坝体填筑：土石坝的主体工程，包括黏土、砂石、碎石等原材料的填筑。

填筑过程中要注意密实度、压实度和干密度等指标的控制，以确保坝体的稳定性和安全性。

3. 反滤料施工：在坝体填筑过程中，合理设置反滤层，防止土石颗粒通过，保证坝体的渗透稳定性。

4. 排水系统施工：设置完善的排水系统，包括水平排水层、垂直排水层、排水沟等，以降低坝体内部的水分，提高坝体的稳定性。

5. 防渗帷幕施工：在坝体两侧设置防渗帷幕，采用灌浆、喷锚等工艺，以防止水渗漏。

6. 混凝土面板施工：在堆石体上部设置混凝土面板，作为坝体的防渗结构。

混凝土面板施工要注意控制混凝土的浇筑质量，确保面板的防渗性能。

7. 施工监控与质量检测：施工过程中，要对各个环节进行监控和质量检测，确保施工质量符合规范要求。

四、施工注意事项1. 施工安全：土石坝工程施工过程中，要严格遵守安全规定，确保人员和设备的安全。

2. 环境保护：在施工过程中，要注意保护周围环境，减少对生态环境的影响。

3. 施工进度：合理制定施工计划，确保工程按时完成。

4. 工程质量：严格把控施工质量，确保坝体安全稳定。

述
3．抗冲性能差
坝体材料是松散的颗粒：
❖ 当洪水漫过坝顶时，水流必然会携带土粒流失，
从而引起坝体局部破坏或整体溃决。
例如，1975年8月，我国淮河上游两座土坝，因
溢洪道泄洪能力不足发生洪水漫顶而溃坝。
❖ 由于波浪的作用，必然导致坡面土料的流失和
第
坍塌，削弱坝体剖面尺寸，对坝体稳定不利。 设计中，要求：
十多年来，随着大型碾压机械的采用，使
得这种坝型得到最广泛的应用。本章将重
第
点介绍这种坝型的设计。
一
2）水力冲填坝
节
水力冲填坝是利用水力和简易的水力机械 完成土料开采、运输和填筑等主要工序而
概
筑成的坝型。具体地说，是用高压水枪驱
述
动高压水流向料场的土料喷射冲击，
二、土石坝的类型
使之成为泥浆，然后通过泥浆泵和输浆管
0.70 0.50 0.40 0.30
1.00 0.70 0.50 0.30
第二节 土石坝剖面的基本尺寸
e
kw2 D 2gH m
cos
（5-2）
式中 k——综合摩阻系数，其值在（1.5～5.0）
×10-6之间，计算时一般取3.6×10-6；
D ——风区长度（m）；
—H m—坝前风区水域平均水深（m）；
第
以坝体浸润线为界，线上的土为非饱和状态， 线下土体则呈饱和状态。
一 节
饱和土体，其抗剪强度指标也将相应降低， 对坝坡稳定不利。
概 为此，应设置防渗和排水措施，以减少水库
述 的渗漏损失和保证坝坡的稳定性。
一、土石坝的工作特点
2．土石坝的局部失稳定破坏形式
土石坝是松散的土石料填筑，坝体剖面需

土石坝设计规范土石坝设计规范是用于指导土石坝设计的文件，其目的是确保土石坝的安全稳定运行。

以下是一份约1000字的土石坝设计规范：第一章：总则本设计规范适用于各类土石坝的设计工作。

设计人员必须具备相关资质，并按照国家相关法律法规和标准进行设计。

第二章：基本要求土石坝设计必须符合以下基本要求：坝体具有足够的稳定性和承载能力；坝体内部排水系统完备；坝体及坝基与土质稳定；工程对环境影响最小化。

第三章：勘察与设计依据设计必须基于坝址的勘察与调查结果，并充分考虑附近地质、水文、气象等因素以及设计场景和负荷情况。

第四章：交通通讯土石坝必须与周边地区的交通通讯网络相连，以便及时接收和传达信息。

第五章：坝堤结构土石坝的坝堤结构应保证其安全稳定性，考虑坝坡夯筑、排洪能力、挡水能力，确保整体结构的可靠性。

第六章：坝体设施土石坝的坝体设施包括溢流堰、泄水管、观测设备等，必须按照规划设计的需求进行设置，并具备可操作性和维护性。

第七章：溢洪道土石坝溢洪道的设计要满足设计洪水的净水能力，使坝体在超过设计洪水位时能正常运行，不发生渠道破裂、侵蚀等现象。

第八章：地基处理土石坝的地基处理应确保坝基的稳定性和承载能力，并采取相应的处理措施，如排水、加筋等。

第九章：护坡设计土石坝的护坡设计必须考虑坝体稳定性、抗滑性、抗冲刷能力等因素，并根据设计场景和地质条件选择合适的护坡形式。

第十章：监测与运行土石坝的监测系统必须能及时反映坝体的变化情况，包括坝体位移、应力、水位等，以便对坝体的运行进行及时调整和修复。

第十一章：安全措施土石坝设计必须考虑周边环境和社会安全因素，采取相应的安全措施，保证坝体的安全运行。

第十二章：完工验收土石坝完成施工后必须进行完工验收，包括检测坝体的物理性质等，确保坝体符合设计要求。

第十三章：维护与修复土石坝在运行中必须进行定期维护和修复，保证坝体稳定安全。

第十四章：盾构修复对于有盾构穿越的土石坝，必须按照相关规范进行修复，以保障坝体的功能和安全性。

水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七)碾压式土石坝和浆砌石坝工程SL 38—92说明总则第一部分碾压式土石坝工程第一章土石坝坝基及岸坡处理第二章土石坝防渗体工程第三章坝体填筑工程第四章细部工程第二部分浆砌石坝工程第五章浆砌石体与基岩连接工程第六章浆砌石体砌筑工程第七章浆砌石坝防渗体工程第八章水泥砂浆勾缝第九章溢洪道溢流面砌筑第十章浆砌石墩、墙第十一章中间产品附录几种单元工程质量评定表格附加说明中华人民共和国水利部、能源部关于颁发《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）》SL38－92的通知水建［1992］11号各省、自治区、直辖市水利(水电）厅（局)，各流域机构,中国水利水电工程总公司，各水利水电工程局、勘测设计院，武警水电指挥部，新疆生产建设兵团，有关高等院校、科研院（所）: 为加强水利水电基本建设工程的质量管理,搞好工程验收和评优等方面的工作,水利部和能源部委托淮河水利委员会为主编单位，负责组织编写了《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》第七分册—-碾压式土石坝工程和浆砌石坝工程部分,经审查批准为中华人民共和国强制性行业标准，其名称与编号为《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）》SL38—92，自一九九二年十二月一日起施行.各单位在执行中，应注意总结经验,积累资料,发现问题，请函告水利部建设开发司和主编单位。

本标准由水利电力出版社出版发行。

1992年6月8日说明《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七)》SL38－92(以下简称《标准(七）》)，是根据水利部建设开发司、能源部水电开发司建综［1990］1号文“关于组织制定《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七)》的函”，由淮河水利委员会组织编制的。

《标准(七）》是《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（一）》（以下简称《标准(一）》）的配套文件之一，其内容分为碾压式土石坝与浆砌石坝工程两部分。

二. 课程内容分析 1. 第一章施工导流和第七章施工总组织是以整个枢纽工程 为对象的。施工导流贯穿整个枢纽工程的施工，对整个 枢纽工程的施工方案和施工技术起重要的甚至决定性的 作用。 第二章爆破工程和第三章基础工程与各项单项工程都可 能相关，作为专题集中论述其原理和方法。 第四章土石坝工程、第五章混凝土坝工程和第六章地下 建筑工程，作为枢纽工程有代表性的建筑物论述单项工 程的施工特点、原理和方法。 土石坝以碾压式土石坝为主、混凝土坝以大体积混凝土 坝为主、地下建筑工程以平洞为主。
2. 3.
4.
三. 课程特点 1. 技术性、工艺性的知识，内容比较繁琐，不 如数学、力学等基础理论知识有紧密的逻辑 关系引导思考。 2. 实践性很强的课程，要借助实习和课外阅读 设计资料与期刊等文献加深理解。 3. 大多所涉及的力学、水文、地质等基础知识 隐含于技术性、工艺性知识的叙述之内，需 要加以领悟，才能真正理解和掌握技术和工 艺知识。
第一章
一.导流－方式
– – – – – – – – – 施工导流的基本方法 围堰工程 导流设计流量 导流方案选择 基本概念 基本方法 截流设计流量 截流材料 截流水力计算
施工导流
四.蓄水与封堵
– 蓄水计划 – 封堵技术
五.基坑排水
– 初期排水 – 经常性排水 – 人工降低地下水
二.截流工程 .
六.案例： 三峡导截流工程(3) 导流明渠导流(如三峡工程二期导游) • 问题：
– 明渠的糙率 – 明渠的出口消能 – 明渠与永久建筑物的结合
(4)厂房（未完建）导流 • 问题：振动
二、全段围堰法导流 1.隧洞导流 隧洞布置应注意： • 进出口与河道主流的交角以300为宜(保持进出口 水流平顺)； • 转弯半径 R > 5 b (洞宽)为宜，转弯弧段前后 的直线段长度L≥ 5 b (避免离心力产生横波或 流线折断产生气蚀)； • 进出口与上下游围堰之间的距离宜大于50m(防止 冲刷堰脚)

５.抵抗外界自然现象破坏的能力差。受雨水、风、波浪作用冲蚀， 冰冻后会产生裂缝，日晒后会龟裂，故应进行护面。
五、土石坝的组成
１． 坝壳（坝体） ２． 防渗体 ３． 排水设备 ４． 护坡（砼、草皮）
护坡
坝 防壳 渗 体
排水体
第二节 土石坝的基本剖面
一、坝顶高程 二、坝顶宽度 三、坝面坡度
一．坝顶高程
正常蓄水位+波浪爬高+安全超高（正常）
• 坝顶高程 = max
最大洪水位+波浪爬高+安全超高（非常）
= max
正常蓄水位+超高（正常） 最大43;坝前水位壅高+安全加高
• 波浪爬高按下式计算：
h h m n 0 .45 1 0 .6
（4）斜心墙土坝——防渗体在坝体中部，倾向上游面。
（5）面板土石坝——沿坝体上游面布置的钢筋砼、沥青 砼面板或塑料薄膜防渗，坝体由透水或半透水土石筑成。
四、土石坝设计中的几个问题
１.坝坡选择：土石料是散粒材料，为维持稳定，应增加坝体上、 下游面坡度，而坝坡的缓陡与工程量大小密切相关，直接影响到 土石坝的经济性。如何合理确定坝坡，使坝坡满足稳定要求，且 工程量较小，是土石坝设计的首要问题。
２.保证洪水不漫顶。土石坝抗卸洪水能力较差，一般不允许坝顶 过水，须设置专门的泄水建筑物。土石坝坝顶超高要足够（1975 年淮河上洪水导致两土石坝漫顶而跨坝）。
３.有效控制渗透流量，防止出现浪砂或管涌（失事坝中40%由渗透 破坏引起），因此必须进行渗流分析，采取有效的降渗措施。
４.坝体的沉降。分层碾压后，坝体后期沉降仍不可避免，尤其在 土基上筑坝时，沉降量更大。堆石坝由于坝体重量大，沉降更明 显。故应建在坚实地基上。早期沉降为60%～80%，长工期沉降为 0.2%～0.4%。

第四章
土石坝工程
土石坝是一种当地材料坝。随着大 型高效的施工机械的使用，施工条件改 善，施工人员减少，施工工期缩短，施 工费用降低。土石坝的应用越来越广泛。
1980年至2000年
天生桥一级 小浪底水库 乌鲁瓦提 浙江珊溪 面板堆石坝 土石坝 面板堆石坝 面板堆石坝 102.6m 154 m 138 m 130 m
QT t n q(T1 T2 )
式中，QT—运输强度（每台班需运输的总方量），m3。 q—运输工具装载的有效方量，m3； T1—一台班的时间，min； T2—一台班内运输工具的非工作时间，min； t — 运输工具周转一次所需时间，min 。
带式运输机的生产率P (m3/h)
P 3600 KB2vK B K H K p K d K0
第一节 土石料场规划
第二节 土石坝的综合机械化施工
第三节 坝面作业
第四节
第五节 第六节
土石坝施工的质量控制
面板堆石坝施工 土石坝的冬雨季施工
第一节
土石料场规划
土石坝是用土料和石料堆砌起来的， 所以，土石料的用量很大。 在选坝阶段，就应对土石料场进行全 面调查，深入勘察，从空间、时间、质和 量等方面进行规划。
廿 一 世 纪
瀑布沟 水布垭 苗家坝 洪家渡 心墙堆石坝 面板堆石坝 心墙堆石坝 面板堆石坝 186 227 263 182 m m m m
根据施工方法的不同，土石坝可分为 干填碾压、水中填土、水力冲填和定向爆 破等类型。 碾压式土石坝的施工，包括准备作业， 基本作业，辅助作业和附加作业。
准备作业：‚一平三通‛指平整场地、通 车、通水、通电；架设通讯线路；建房 （生产、办公、福利用房）；排水清 基。 基本作业：土石料开采；挖、装、运、卸； 坝面铺平、压实、质检。 辅助作业：清除施工场地和料场的覆盖； 从上坝土料中剔除超径石块、杂物；坝 面排水；层间刨毛和加水。 附加作业：坝坡修整、铺砌护面石块；铺 植草皮。

四. 坝面作业
• 施工程序（开采/运输）/铺土/平土/洒水/压 实/质检（平碾压实后需要刨毛4-5cm）卸 料、铺料、加水、压实、质检等坝面作业 应采用流水作业法组织施工，即将坝面分 成若干个大致相等的填筑块（2～4个）， 依次完成填筑的各道工序，使各工作面上 所有工序能够连续进行。分块长度一般 50～100 m
1. 卸料和铺料
• 卸料和铺料有三种，即进占法、后退法和综合法。 一般采用进占法，厚层填筑也可采用混合法铺料， 以减小铺料工作量。进占法铺料层厚易控制，表 面容易平整，压实设备工作条件好。一般采用推 土机进行铺料作业，其功率根据施工强度及料物 性质，一般应大于132.4 kw（180 HP）。铺料应 保证随卸随铺，确保设计的铺料厚度。
二.料场开采和坝料加工
料场开采前应做好以下准备工作： ①划定料场范围。 ②分区分期清理覆盖层。 ③设置排水系统。 ④修建施工道路。 ⑤修建辅助设施。坝料的开采和加工，应参考已建工程经验，结合 本工程情况，进行必须的现场试验，选择出合适的工艺过程。 一般包括： ①调整土料含水量试验。 ②堆石料爆破试验。 ③掺合料的掺合工艺试验。 ④各种料的碾压压实试验。
2. 填料加水
• 填料加水一般有两种，在运输道路上向自 卸车中加水和坝面上加水。还可以两种办 法综合应用。洒水与碾压的顺序要经试验 后确定，一般碾前加一次，然后边加边碾。 堆石洒水30％－50％，砂砾料20％－40％
3. 坝体压实
(1) 目的：γ干↗，σ压↗，e渗↘ (2) 机械：羊角碾/震动碾/气胎碾/夯板 (3) 标准：黏性土干容重γd；非黏性土-相对密度D—>干容重γd （垫层，堆石，坝壳γd 2.1～2.3， D 0.65～0.75） 大中型工程一般需要进行现场碾压试验，为设计和施 工提供切合实际工程情况的碾压参数。其任务是：核 实坝体填筑设计压实标准的合理性，如所规定的压实 干密度、孔隙率能否达到。设计阶段的碾压试验是确 定合理的压实标准，选择适合的填筑压实机械，确定 适宜、经济的压实参数，如铺层厚度、碾压速度、碾 压遍数、加水量等。施工初期的碾压试验是研究和完 善填筑的施工工艺和措施，并据此制定填筑施工的实 施细则。

第四章土石坝工程第四章土石坝工程本章重点：①料场规划内容和选用的原则；②土方工程挖运机械的类型及适用条件；③挖运机械配套方案的选择与计算；④坝面作业有的关问题；⑤土石坝施工的质量控制。

其中④、⑤是本章的重点和难点。

第一节土石料场的规划本节重点了解料场规划的内容和选用的基本原则。

料场的规划分为时间上的规划、空间上的规划、质与量的规划等。

一、时间上的规划所谓时间规划,就是要考虑施工强度和坝体填筑部位的变化。

随着季节及坝前蓄水情况的变化,料场的工作条件也在变化。

在用料规划上应力求做到上坝强度高时用近料场,低时用较远的料场,使运输任务比较均衡。

对近料和上游易淹的料场应先用,远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用,含水量低的料场雨季用。

在料场使用规划中,还一部分近料场供合龙段填筑和拦洪渡汛高峰强度时使用。

此外,还应对时间和空间否则会产生事与愿违的后果。

二、空间上的规划所谓空间规划,系指对料场位置、高程的恰当选择,合理布置。

土石料的上坝运距尽可能短些,高程上有利于重车下坡,减少运输机械功率的消耗。

近料场不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输；也不应使道路坡度过陡引起运输事故。

坝的上下游、左右岸最好都选有料场,这样有利于上下游左右岸同时供料,减少施工干扰,保证坝体均衡上升。

用料时原则上应低料低用,高料高用,当高料场储量有余裕时,亦可高料低用。

同时料场的位置应有利于布置开采设备、交通及排水通畅。

对石料场尚应考虑与重要建筑物、构筑物、机械设备等保持足够的防爆、防震安全距离。

三、质与量上的规划料场质与量的规划,是料场规划最基本的要求,也是决定料场取舍的重要因素。

在选择和规划使用料场时,应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。

勘探精度应随设计深度加深而提高。

在施工组织设计中,进行用料规划,不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求,而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。

料尽其用,充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料是土石坝料场规划的又一重要原则。

第四章土石坝设计第一节概述一、土石坝类型（一）碾压式土石坝根据坝体横断面的防渗材料及其结构，辗压式土石坝分为以下三类：1. 均质坝坝体的绝大部分是由大体上均一的土料组成。

2. 分区坝坝体由土质防渗体及若干透水性不同的土料分区所构成，其中土质防渗体设在坝体中部或稍向上游倾斜的称为心墙坝或斜心墙坝，设在坝体上游面或接近上游面的称为斜墙坝。

此外，还有其它形式的分区坝，如上游断面为防渗土料、下游断面为透水料；由坝中心向外壳透水性逐渐增大的分区坝等。

3. 人工防渗材料坝坝的防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料组成，而其余部分由土石料构成。

其中防渗体在上游面的称为面板坝，防渗体在坝体中央的称为心墙坝。

沥青混凝土防渗体也可做成斜心墙。

震动辗的发明和应用极大地提高了坝体质量、目前大都采用碾压式土石坝。

本章以后所提到的土石坝指的就是这种坝型。

（二）水中填土坝在坝的填筑面筑畦埂，分成若干畦块，向畦块内灌水深几十厘米，然后向水中填土，填土厚度约为水深的2.5~4倍。

由运输工具压实或用拖拉机专门碾压。

所用土料宜为结块的但易于湿化崩解的，黄土类土及含砾风化粘性土最适宜。

筑这种坝应有充足的水源，每立方米填土需水约1m3。

与碾压坝相比，水中填土坝可省去碾压设备，对土料含水量限制不严，小雨可以施工，故填土单价较低，施工速度较快。

但填土干容重较低，孔隙压力较高，施工期对坝坡稳定不利。

故施工速度也受到一定限制，坝坡较平缓，工程量比碾压式坝大些。

对于高坝，应仔细研究，并与碾压式坝作经济比较然后选定。

水中填土坝一般采用均质坝。

如果坝址有多种土料，亦可采用多种土质坝，在坝壳部位填筑抗剪强度高的砂卵石、风化岩块或开挖基础和泄水建筑物的石渣，而将水中填土限制在心墙或斜墙部位。

这种坝型目前已较少采用。

（三）水力冲填坝在坝的填筑面上下游边筑围埂，把泥浆输送到围埂形成的沉淀池内，泥浆经脱水固结，形成均匀密实的坝体，称为水力冲填坝。

自流式冲填坝是将坝两岸高处的黄土或砾质风化土用水枪冲成泥浆，自流入沉淀池，我国俗称水坠坝。

第一章施工导流1施工导流设计的主要任务是什么？答：选定导流标准、划分导流时段、确定导流设计流量、选择导流方案及导流建筑物的形式，确定导流建筑物的布置、构造及尺寸、拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法与截流、拦洪度汛、及坑排水等措施。

2．段围堰法选择河床束窄程度应该考虑哪几个方面的因素？答：①束窄河床的流速不得超过通航、筏运、围堰与河床的容许流速。

②各段主体工程的工程量、施工强度比较均匀；③便于后期导流用的导流泄水建筑物的布置与截流。

3．混凝土围堰有那些特点（优点）？答：抗冲与抗渗能力大，挡水水头高、底宽小，易于与永久混凝土建筑物相联接，必要时可以过水。

4．如何确定导流总费用最低的导流设计流量？答：假定不同的流量值，求出个流量值得到的建筑物的建筑物的尺寸、工程及所需费用。

估算各流量值时基坑的年平均淹没次数及每次淹没损失与施工期的总损失。

导流建筑物的修造费与基坑淹没总损失之和最小的流量即为导流总费用最低的导流设计流量。

5．用分段围堰法导流，后期用临时导流底孔来修建混凝土坝时，如何划分导流时段？答：宜分三个导流事短。

第一时段合水由束窄河床通过，进行第一期基坑内的工程施工，第二时段河水由导流底孔下泄，进行第二期基坑内的工程施工，第三时段进行底孔封堵，坝体全面上升，河水由永久建筑物下泄或部分或全部拦蓄库内，直到工程完建。

6．什么时导流方案？答：不同导流时段不同导流方法的组合称导流方案。

7．立堵截有什么特点，适用于什么情况？平堵截流具有什么特点？适用于什么情况？答：龙口单宽流量较大，出现的较大流速比较大，流速分布很不均匀，需要单个重量比较大的材料，截流工作前线狭窄，抛投强度受到限制量，施工进度受到影响。

适用于大流量、岩石伙夫该层交薄的岩基河床上。

平堵截流龙口单宽流量较小，出现的最大流速也较小，流速分布比较均匀，截流材料单个重量也较小。

截流工作前线长，抛投强度大，施工进度较快。

通常适用于软基河床上。

8．凝土坝施工，若坝身在汛前浇筑不到拦洪高程，应采取什么措施以保证汛期不停工？答：①在坝面上预留缺口度汛；②采用临时段面挡洪。

土石坝的剖面形状和构造
设置马道和排水沟，用以拦截雨水、防止坝面冲刷。
土石坝的剖面形状和构造
土石坝一般由以下几部分组成： 坝体 坝的主体 防渗体 控制坝体浸润线位置，保持坝体渗流稳定性 排水设施 安全地排出坝体的渗水，加速孔隙水压力的
消散，防止下游坝坡的渗透破坏 护坡 防止波浪、气温、雨水等自然现象对坝坡的危害
土及土力学基本知识
土：是岩石经风化后，产生崩解、破碎、变质，又经过 各种自然力搬运，在新的环境下沉积下来的颗粒状松散 堆积物。
土的作用是： （1）承受其上的结构载荷； （2）作为材料，修建坝堤、路基等。
土及土力学基本知识
材料的物理性4因素：粒度、密度、湿度、 构度
土 力 学
力学3性能：渗透性、压缩性、抗剪性 土体（地基、边坡、洞室）的
土及土力学基本知识
土的抗剪性
土的抗剪强度是土的重要力学性 质指标。土体的破坏，其本质是剪切 破坏。
例如边坡太陡、在雨季或受到震 动后，容易产生滑动破坏，滑动面显 然属剪切破坏面，这种情况比较常见， 具有直观性；又如地基破坏，直观上 是受压，但本质上也是剪切破坏，在 地基中形成两个大体对称的滑动破坏 面，这种情况较少见到，通常不具有 直观性。
土及土力学基本知识
在土的粒径级配曲线上纵坐标为 10所对应的粒径 称为 有效粒径； 与 的比值称为不均匀系数 ，即：
值越小，曲线越陡，土越均匀； 值越大，曲线越平缓，土越不均匀； 级配良好，作填方，砂垫层，易于获得较大密实度。 当 < 5时，曲线很陡，表示土均匀； 当 > 10 时，曲线很平缓，表示土的级配良好。
我国已建和在建高土石坝（坝高大于100m）
坝高（m） 133 133 101．8 107 102．5 100 114 103．8 120 122 178 154 138 133 123．5 120 110．7 104．5 104 103

水工建筑物—在线自测第四章土石坝答案一、填空题1．碾压式土石坝；水力充填坝；定向爆破堆石坝2．均质坝；粘土心墙坝；粘土斜心墙坝；粘土斜墙坝。

3．；坝顶高程；宽度；坝坡；基本剖面4． Y= R+e+A ； R:波浪在坝坡上的最大爬高、e:最大风雍水面高度；A安全加高。

5.马道；坡度变化处6.高出设计洪水位－且不低于校核洪水位；校核水位。

7.松散体；水平整体滑动。

8.浸润线；渗透动水压力；不利。

9.曲线滑裂面；直线或折线滑裂面10.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法11.临界坡降；破坏坡降。

12.饱和；浮13.护坡14.粘性土截水墙；板桩；混凝土防渗墙15.渗流问题16.集中渗流；不均匀沉降17.开挖回填法；灌浆法；挖填灌浆法。

18. “上截下排”；防渗措施；排水和导渗设备二、单项选择题1.土石坝的粘土防渗墙顶部高程应（ B ）。

A、高于设计洪水位B、高于设计洪水位加一定超高，且不低于校核洪水位C、高于校核洪水位D、高于校核洪水位加一定安全超高2.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（ A ）。

A、上游坝坡比下游坝坡陡B、上游坝坡比下游坝坡缓C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为或D、斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放缓些3.反滤层的结构应是（ B ）。

A、层次排列应尽量与渗流的方向水平B、各层次的粒径按渗流方向逐层增加C、各层的粒径按渗流方向逐渐减小，以利保护被保护土壤D、不允许被保护土壤的细小颗粒（小于的砂土）被带走4.砂砾地基处理主要是解决渗流问题，处理方法是“上防下排”,属于上防的措施有（ A ）。

A、铅直方向的粘土截水槽、混凝土防渗墙、板桩B、止水设备C、排水棱体D、坝体防渗墙5．粘性土不会发生（ A ）。

A、管涌B、流土C、管涌或流土D、不确定6．下列关于反滤层的说法不正确的是（ B ）。

A、反滤层是由2～3层不同粒径的无粘性土料组成，它的作用是滤土排水B、反滤层各层材料的粒径沿渗流方向由大到小布置。

第四章土石坝第一节概述 (1)第二节土石坝的基本剖面 (3)第三节土石坝的渗流分析 (6)第四节土石坝的稳定分析 (14)第五节筑坝材料选择与填筑标准 (22)第六节土石坝的构造 (24)第七节土石坝的地基处理 (29)第八节土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 (34)第九节堆石坝 (36)第十节土石坝的运用管理 (39)第一节概述●土石坝是指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。

●土坝当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；●堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；●土石混合坝当两类材料均占相当比例时，称土石混合坝。

由于筑坝材料主要来自坝区，因而也称当地材料坝。

土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是：（1）可以就地取材，节约大量水泥、木材和钢材，几乎任何土石料均可筑坝。

（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。

（3）大功率、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。

（4）岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障了大坝设计的安全可靠性。

（5）高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等设计和施工技术的综合发展，对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。

一、土石坝的特点和设计要求分析土石坝的四大问题（1）稳定方面。

土石坝不会产生水平整体滑动。

土石坝失稳的形式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。

（2）渗流方面。

土石坝挡水后，在坝体内形成由上游向下游的渗流。

渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。

坝体内渗流的水面线叫做浸润线。

浸润线以下的土料承受着渗透动水压力，并使土的内磨擦角和粘结力减小，对坝坡稳定不利。

（3）冲刷方面。

土石坝为散粒体结构，抗冲能力很低；工程措施：①在土石坝上下游坝坡设置护坡，坝顶及下游坝面布置排水措施，以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响；②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫过坝顶造成事故；③布置泄水建筑物时，注意进出口离坝坡要有一定距离，以免泄水时对坝坡产生淘刷。

土石坝包括碾压式土坝、堆石坝和土石混合坝，是 一种充分利用当地材料的坝型。
根据施工方法的不同，可分：
干填碾压、水中填土、水力冲填（包括水坠坝）和
定向爆破修筑等。以碾压式土石坝最多。
碾压式土石坝的施工包括准备作业、基本作业、辅助作
业和附加作业。
准备作业：四通一平，架设通讯线路，修建生产、生活、 办公用房、排水清基等。 基本作业：料场土石料开采，挖、装、运、卸和坝面铺 平、压实、质检。
辅助作业：清除施工场地及料场的覆盖，从上坝土料中
剔除超径石块、杂物，坝面排水、层间刨毛和加水等。 附加作业：坝坡修整，铺砌护面块石及铺植草皮等。
一、土石坝（当地材料坝）筑坝材料及其要求 在选坝阶段应从空间与时间、质与量等方面进行全面规划。
料场土料的储量一般要求是设计工程量的1.5～2.0倍，并要求 提供备用料场。 粘性土料采用钻探或坑探取样。 砾石类土用 坑探取样，布孔间距50～100m。 防渗料的勘探要仔细按深度 查明天然含水量。 堆石料的勘探可以采用钻探及洞探。 ⒈ 防渗料 防渗性：渗透系数不大于1×10-5cm/s时，一般即可满足要 求。 施工性：土料的天然含水量在最优含水量附近，无影响压 实的超径材料，压实后的坝面有较高的承载力。
场地不同设计标高的比较
因此，在确定场地设计标高时，应结合现场的具体条件反复进
行技术经济比较，选择其中一个最优的方案。其原则是： （1）应满足生产工艺和运输的要求； （2）充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计 标高； （3）使挖填平衡，土方量最少； （4）要有一定泄水坡度(≥2‰)，使能满足排水要求； （5）要考虑最高洪水位的影响。

② 三填一挖或三挖一填方格，由式(2.13)： (+)