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2020年一级造价师《技术与计量水利》考点：土石坝
水利枢纽及其组成建筑要分等分级，即先按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性，将水利枢纽分等。
土石坝是土坝、堆石坝和土石混合坝的总称，又称为"当地材料坝"。土石坝根据坝高（从清基后的基面算起）可分为低坝、中坝和高坝，低坝的离度为30m以下，中坝的高度为30 -70m，高坝的高度为70m以上。
（一）土石坝的特点及工作条件
1. 土石坝的特点
优点：
（1）坝、材料能就地取材，材料运输成本低，还能节省大量钢材、水泥 、木材。
（2）适应地基变形的能力强。筑坝用的散粒体材料能较好地适应地基的变化，对地基的要求在各种坝型中是最低的。
（3）构造简单，施工技术容易掌握，便于机械化施工。
（4）运用管理方便， 工作可靠，寿命长，维修加固和扩建均较容易。
缺点：
（5）施工导流不如混凝土坝方便，因而相应地增加了工程造价。
（6）坝顶不能溢流， 需要在坝外单独设置泄水建筑物。
（7）坝体填筑量大，土料填筑质量受气候条件的影响较大。
2．土石坝的工作条件
1）渗流影响
2）冲刷影响
3）沉陷影响
4）其他影响
冰压力、冻融作用、干裂、地震、动物（如白蚁、獾等）
（二）土石坝的分类及布置
1．碾压式土石坝
（1）均质坝。
坝体绝大部分由一种抗渗性能较好的土料（如填土）筑成。坝体整个断面起防渗和稳定作用，不再设专门的防渗体。
（2）土质防渗体分区坝。
在坝体中设置专门起防渗作用的防渗体，采用透水性较大的砂石料做坝壳，防渗体多采用防渗性能好的黏性土，其位置可设在坝体中间（称为心墙坝）或稍向上游倾斜（称为斜心墙坝）。
（3）非土质防渗体坝。防渗体采用混凝土、 沥青混凝土、 钢筋混凝土、土工膜或其他人工材料制成，其余部分用土石料填筑而成。
2．土石坝其他坝型
碾压式士石坝应用比较广泛，除了这种土石坝形式，还有其他几种类型。主要有抛填式堆石坝、水力充填坝、水中倒坝、定向爆破坝等。
（三）土石坝的基本构造
1．防渗体
防渗体是土石坝的重要组成部分，其作用是防渗，必须满足降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量的要求。
土石坝的防渗体包括土质防渗体和人工材料防渗体（沥青混凝土 、钢筋混凝土、复合土工膜）
1）土质防渗体
（1）土质心墙。
心墙一般布置在坝体中部，有时稍偏向上游并略倾斜，以便于和防浪墙相连接，通常采用透水性很小的黏性土筑成。
心墙顶部高程应高于正常运用情况下的静水位0.3-0.6m，且不低于非常运用情况下的静水位。
为了防止心墙冻裂，顶部应设砂性土保护层，厚度按冰冻深度确定，且不小于1.0m。
（2）土质斜墙。斜墙位于坝体上游面。斜墙顶部高程应高于正常运用情况下静水位0.6-0.8m，且不低于非常运用情况下的静水位。斜墙底部的水平厚度应满足抗渗稳定的要求，一般不宜小于水头的1/5。
为了防止斜墙遭受冲刷、冰冻和干裂影响，上游面应设置保护层，且需碾压达到坝体相同标准。
保护层可采用砂砾、卵石或块石，其厚度应不小于冰冻深度且不小于1.0m，一般取1.5 -2.5 m。斜墙下游面应设置反滤层。
（3）土质斜心墙。
2）人工材料防渗体
（1）复合土工膜。
（2）沥青混凝土。沥青混凝土具有较好的塑性和柔性，防渗和适应变形的能力均较好，产生裂缝时，有一定的自行愈合的功能，而且施工受气候的影响也小，故适于用作土石坝的防渗材料。
2．反滤层
反滤层的作用是滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。
3．排水设施
1）设排水设施的目的
（1）降低坝体浸润线及孔隙压力，改变渗流方向，增加坝体稳定。
（2）防止渗流逸出处的渗透变形，保护坝破和坝基。
（3）防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起到保护下游坝坡的作用。
坝体排水要求：应具有足够的排水能力，同时应按反滤原则，保证坝体和地基土不发生渗透破坏，设备自身不被淤堵，且便于观测和检修。
常见的排水型式有：棱体排水、贴坡排水、褥垫排水和综合式排水以及网状排水带、排水管和竖式排水体等型式。
2）排水型式分类
（1）棱体排水。
除能降低坝体浸润线防止渗透变形外，还可支撑坝、体、增加坝体的稳定性和保护下游坝脚免遭淘刷。
（2）贴坡排水。
贴坡排水又称表层排水，它不能降低浸润线但能提高坝坡的抗渗稳定性和抗冲刷能力。
（3）褥垫排水。
排水伸入坝体内部，能有效地降低坝体浸润线，但对增加下游坝坡的稳定性不明显，常用于下游水位较低或无水的情况。
（4）组合式排水。
4．坝面护坡
为保护土石坝坝坡免受波浪、降雨冲刷以及冰层和漂浮物的损害，防止坝体土料发生冻结、膨胀和收缩以及人畜破坏等，需设置护坡结构。
护坡的范围，对上游面应由坝顶至最低水位以下2.5m左右;对下游面应自坝顶护至排水设备，无排水设备或采用褥垫式排水时则需护至坡脚。
5．坝顶构造
为便于排除坝顶雨水，坝顶路面常设直线或折线形横坡，坡度宜采用 2% -3%。坝顶设防浪墙可降低坝顶路面高程，防浪墙高度为 1.2m 左右，防浪墙必须与防渗体结合紧密， 还应满足稳定和强度要求， 并设置伸缩缝。
（四）混凝土面板堆石坝
1．面板堆石坝的特点
（1）混凝土面板堆石坝具有良好的抗滑稳定性。
（2）面板堆石坝还具有很好的抗渗稳定性。
（3）防渗面板与堆石施工没有干扰，且不受雨季影响。
（4）由于坝坡陡，坝底宽度小于其他土石坝，故导流洞、泄洪洞、溢洪道、发电引水洞或尾水洞均比其他土石坝的短。
（5）施工速度快， 造价省， 工期短。
（6）面板堆石坝、在面板浇筑前对堆石坝坡进行适当保护后，可宣泄部分施工期的洪水。
2．混凝土面板堆石坝的构造
1）防渗系统
防渗系统包括 L 形挡墙、钢筋混凝土面板、趾板和帷幕灌浆等。
面板应满足如下要求：
（1）具有较小的渗透系数，满足挡水防渗要求。
（2）应有足够的抗冻、抗渗及抗风化能力，以满足耐久性要求。
（3）有足够的柔性，以适应坝体的变形。
（4）应有一定的强度和抗裂能力，能承受局部的不均匀变形。
2）垫层
垫层是防渗面板的基础，有时也作为坝体防渗的第二道防线。
3）堆石坝体
堆石坝体主要用来承受荷载，因而要求堆石体压缩性小，抗剪强度大，在外荷载作用下变形量小，且应具有一定的透水性。
4）周边缝及止水
周边缝是指面板与趾板之间的接缝。
趾板一般建于完整的基岩面，几乎不产生沉陷变形;而面板支承在碾压堆石体上，在自重和水荷载作用下堆石体势必产生较大变形，面板与趾板之间会产生明显的相对位移，使得周边缝的工作条件复杂，成为面板止水体系中最薄弱的环节。周边缝内需设置止水。
3．堆石体的材料分区
堆石体是面板堆石坝的主体材料，应选用新鲜、坚硬、软化系数小、抗侵蚀和抗风化能力强的岩石。
靠下游部位的堆石区只起保持坝的整体稳定和下游坝坡稳定的作用，对该区石料特性和技术要求相对较低。
1）垫层
垫层对面板起柔性支承作用，将作用于面板上的库水压力较均匀地传递给下游的过渡区和堆石区，同时又缓和下游堆石体变形对面板的影响，改善面板应力状态。为此，垫层应为高密实度而又具有一定塑性的堆石层。
2）过渡区
过渡区实际上与垫层共同承担面板传力，因而也要求有较高的密实度和较大的变形模量。当面板裂缝或止水失效而漏水时，过渡区应具有防止垫层内细颗粒流失的反滤作用，并保持自身抗渗稳定性。
3）堆石区
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