土石坝的剖面和构造

一、基本尺寸

1、坝顶高程：坝顶超高 

 其中，h_B——爬高， a——安全加高， e——坝前水位因风浪引起的壅高。

2、坝顶宽度

取决于交通需要、构造要求和施工条件。

当坝高在30m~100m时，B_min = 0.1H ;

当坝高大于100m时， B_min = H ^0.5 .

3、坝面坡度

取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基条件、

施工方法及坝型等因素。

(1)均质坝的上下游坡度比心墙坝的坝坡缓；

(2)粘土斜墙坝的上游坡比心墙的坝坡缓，而下游坝坡可比心墙坝陡些；

(3)土料相同时上游坡缓于下游坡；

(4)粘土均质坝的坝坡与坝高有关，坝高越大坝坡越缓；

(5)碾压式堆石坝的坝坡比土坝陡。

二、坝的内部构造

土石坝的内部构造包括： 防渗体、排水设备、反滤层和护坡。

1、防渗体：一般采用塑性、心墙和斜墙，均由渗透系数较小的粘性土料构成，其尺寸和结构需满足减小渗透量、降低浸润线和控制渗透坡降的要求。 

其种类有：粘性土心墙（图6-3）、粘性土斜墙（图6-4，6-5）、粘性土斜心墙（图6-6）、沥青混凝土防渗墙(图6-7)

图6-3  粘土心墙坝(突出心墙)

2、排水设备

主要作用：降低坝体浸润线，有利于下游坝坡稳定并防止土坝可能出现的渗透破坏。

型式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、混合排水

（1）贴坡排水（图6-8）：又称表层排水。设置在下游坝坡底 部，由1~3层堆石或砌石构成，在石块与坝坡之间应设反滤层；

特点：形式简单，省料且 易于检修，可防止渗透破坏。因未伸入坝体，不能降低浸润线，且防冻性较差。

适用：中小型且下游无水 的均质坝及防渗体浸润线较低的中等高度的土坝。

图6-8  贴坡排水

（2）棱体排水（图6-9）：在下游坝脚处用块石堆成棱体，需设反滤层。

特点：可降低浸润线，防止坝坡冻胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷且有支持坝体增加其稳定的作用，是一种可靠的排水型式，但石料用量大，费用高，检修困难。

适用：较高的土坝及石料较多的地区。

图6-9 棱体排水

（3）褥垫排水（图6-10）：用块石、砾石平铺在靠下游侧的坝基上，并在其周围布置反滤层而构成的水平排水体，伸入坝体长度?1/3~1/4坝底宽。

特点：下游无水时，能有效降低浸润线，有助于坝基排水，但对不均匀沉降的适应性较差，当下游水位高于排水设备时，降低浸润线的效果明显降低，我国应用较少。

适用: 下游无水或水位较低的情况.

（4）混合式排水（图6-11）：将上述几种排水混合使用。

*反滤层（图6-12）:设在渗透坡降较大,流速较高,土壤易于变形的渗流出口处或进入排水处.

作用:防止土体在渗流作用下发生渗透变形.

组成:二至三层粒径不同的砂、石料铺筑而成，层面与渗流方向尽量垂直，小粒径 —? 大粒径。

图6-12  反滤层

3、护坡：占总体造价的10%

（1）上游坝坡受波浪淘刷、渗流、冰冻等破坏作用；上游护坡：砌石护坡、堆石护坡、沥青砼护坡等；

（2）下游面有雨水、风、动物、根部发达的植物以及干裂等破坏。下游护坡：碎石或砾石护坡，还可采用草皮护坡。