土石坝的剖面与构造.ppt
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1、第二节 土石坝的剖面与构造一、一、土石坝的剖面土石坝的剖面一、土石坝设计内容、步骤一、土石坝设计内容、步骤1.1.剖面设计包括:剖面设计包括:坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度以及防渗体和排水设备等。2.2.设计步骤:设计步骤:坝型比选;坝型比选;拟定坝的各部分尺寸;拟定坝的各部分尺寸;进行渗透、稳定、沉陷计算;进行渗透、稳定、沉陷计算;细部构造设计,地基处理设计;细部构造设计,地基处理设计;计算计算V V,取最优方案。,取最优方案。R 坝顶超高计算图坝顶超高计算图一、坝顶高程一、坝顶高程坝顶坝顶静水位静水位+d+d(坝顶超高)(坝顶超高):按四种条件计算,取最大值:按四种条件计算,取最大值:坝顶坝
2、顶设计设计+d+d正常;正常;坝顶坝顶正常正常+d+d正常;正常;坝顶坝顶校核校核+d+d非常;非常;坝顶坝顶正常正常+d+d非常非常+A+A地震。地震。设防浪墙时,为对设防浪墙时,为对防浪的要求,正常条件下防浪的要求,正常条件下坝顶坝顶应高出静水位,非常条件下应高出静水位,非常条件下坝顶坝顶静水位。静水位。超高超高d d的计算的计算 d=R+e+Ad=R+e+A(1 1)式中式中 R R 波浪爬高,波浪爬高,m m;e e 风浪壅高,风浪壅高,m m;A A 安全加高,安全加高,m m,根据坝的级别采用。根据坝的级别采用。RR和和e e的计算可按土石坝规范推荐的公式计算。的计算可按土石坝规范
3、推荐的公式计算。对中、小型,对中、小型,R+eR+e可按坝前水库吹程可按坝前水库吹程D D作近似估计,见作近似估计,见下表。对于非常光滑的坝坡面,波浪爬高宜增大下表。对于非常光滑的坝坡面,波浪爬高宜增大50%50%。竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据工程经验,预留沉降量为工程经验,预留沉降量为1%H1%H。地震涌浪高地震涌浪高AA地震地震二、坝顶宽度二、坝顶宽度规范规定:规范规定:高坝高坝b=10b=1015m15m;中、低坝中、低坝b=5b=510m10m。三、坝坡三、坝坡坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及施工方坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、
4、坝基性质以及施工方法有关,法有关,一般参照工程实践类比拟定,然后核算、修改确定。一般参照工程实践类比拟定,然后核算、修改确定。在满足在满足稳定的前提下,尽可能陡以节约工程量。稳定的前提下,尽可能陡以节约工程量。(1)上游坝坡比下游缓上游坝坡长期处于饱和状态,水库水位也可能快速下降。(2)斜墙坝的上游坝坡较心墙坝为缓土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控制,下游坝坡相反。(3)变坡与不变坡粘性土料的稳定坝坡上部陡,下部缓,每隔1030m,逐段放缓,相邻坡率差值取或;原则:原则:砂土和堆石的稳定坝坡为一平面,可采用均一坡率;在高烈度地震区可采用上缓下陡的坝坡。(4)均质坝放缓下游坝坡透水性
5、大,为维持渗流稳定。(5)坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时,分段采用不同坡率,设过渡区,坝坡缓慢变化。中、低均质坝,平均为1:3。土质心墙坝,下游为堆石1:1:,采用土料1:1:;上游采用堆石1:1:,采用土料1:1:。斜墙坝下游可略陡;上游可略缓,石质放缓,土质放缓。面板堆石坝,上游1:1:;下游1:1:,卵砾石1:1:,H110m时,适当放缓。2.坝坡初选坝坡初选马道:设在变坡处拦截雨水,防止冲刷坝面,交通、检修、观测,增加稳定。上游除观测需要外,趋向不设马道,下游坝坡也不设或少设。在坝坡上设置斜马道效果良好,对坝面交通极为有利,设Z字形上坝公路,避免岸坡开挖道路。宽度按用途确定,。二、
6、土石坝的构造二、土石坝的构造土石坝的构造主要包括坝顶、护坡、防渗体和排水设施等四个部分。一、防渗体一、防渗体 按防渗体材料可分为:按防渗体材料可分为:土质防渗体:粘性土心墙和斜墙等;土质防渗体:粘性土心墙和斜墙等;非土质材料防渗体:沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、斜非土质材料防渗体:沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、斜墙、面板和复合土工膜等。墙、面板和复合土工膜等。1 1土质防渗体土质防渗体 实践证明:土质防渗体的断面及厚度取决于防渗实践证明:土质防渗体的断面及厚度取决于防渗体土料的允许比降,在设计中通常采用渗流平均允许体土料的允许比降,在设计中通常采用渗流平均允许比降比降JJ作为控制条件;作为控制条件
7、;允许比降最大作用水头最大作用水头H H与允许比降的比值:与允许比降的比值:T=H/JT=H/J。工程中:理论计算的防渗体断面可能太薄,工程中:理论计算的防渗体断面可能太薄,其对抗震抗裂不利。其对抗震抗裂不利。为此,根据实际工程经验提出的允许比降:为此,根据实际工程经验提出的允许比降:心墙不宜大于,斜墙不宜大于心墙不宜大于,斜墙不宜大于据此求出土质防渗体底部的厚度。据此求出土质防渗体底部的厚度。q土质防渗体顶部最小厚度宜取。土质防渗体顶部最小厚度宜取。q 心心(斜斜)墙顶部、上游墙面应设保护层,其厚墙顶部、上游墙面应设保护层,其厚度不得小于。度不得小于。q 土质防渗体与坝壳的上、下游接触面,如
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