第四章4节土石坝

2020/7/19
3
安徽寿县芍陂(quèbēi)
芍陂陂塘灌溉工程，位于安徽省寿县南。春秋时期楚庄王十六年至 二十三年（公元前598年～公元前591年）由孙叔敖创建，迄今2500 多年一直发挥不同程度的灌溉效益。
1959年，安徽省文化局文物工作队曾在安丰塘越水坝地方，发掘出 一座汉代（公元前206年～公元220年）水利工程（草土堰）遗址， 伴随出土的有汉代时期铁锤等文物。芍陂灌区面积，在公元4世纪～ 公元13世纪常见记载，有灌田万顷、灌田五千余顷等说法。自古来 芍陂工程的人为破坏严重，多次受到战争波及，以致到民国年间， 芍陂灌溉效益越来越低，1949年实灌面积仅8万多亩。
2020/7/19
江西东津 88.5m
17
2020/7/19
兴山古洞口 118m
18
二、土石坝的工作特点
1．坝体、坝基的透水性
挡水时：由于上、下游水位差的作用，水将经坝体和坝 基的颗粒孔隙向下游渗透。
1）使水库的水量大量流失；
2）而且还会引起坝体或坝基产生管涌、流土等渗透变 形，导致溃坝事故。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。饱和土体，其抗剪 强度指标也将相应降低，对坝坡稳定不利。
目前世界上最高的水坝为塔吉克斯坦的罗贡土石 坝，坝高335m。
我国已建的最高土石坝为小浪底土石坝，坝高 154m，在建的水布垭面板堆石坝高达233m。在本世纪， 我国将发展更高的土石坝。
2020/7/19
7
全世界高坝中土石坝的比例变化
2020/7/19
8
各种坝型建设情况
2020/7/19
9
南美 印 度 629
§1 土石坝概述
一、定义及建设情况 二、结构特点及优缺点 三、组成及设计要求 四、类型及坝型选择
2020/7/19
1
一、定义及建设情况
定义： 由土、石料等当地材料经抛填、碾压等方法堆筑成
的坝。 土石坝又可分为两大类土坝和堆石坝: 1、土坝：土或砾石(含砾量< 60% ~ 70%) 渗透系数较低 2、堆石坝：块石或砾石(含砾量>60% ~ 70%) 渗透系数较高、砾石起骨架作用 关键：控制坝体强度和稳定的是填土或者堆石
明代嘉靖十五年（公元1536年）加高堰（坝）顶1尺，清代咸丰 七年（公元1857年）曾进行较大修治。公元1914年清理堰上淤积， 使水道通畅。1987年定为全国重点保护文物。
2020/7/19
5
2020/7/19
它山堰 6
特别是最近十几年以来，随着大型高效的土石方 施工机械的采用，岩土力学理论和电子计算机技术在 土石坝设计中的广泛使用，为建筑高土石坝提供了有 利条件，土石坝得到了飞跃发展，成为当今世界上坝 体高度最高、应用最广泛的坝型。
2020/7/19
4
浙江省鄞(yín)县它山堰
它山堰是甬江支流鄞江上修建的御咸蓄淡引水灌溉枢纽工程。 位于浙江省宁波市西南，唐代大和七年（公元833年）由县令王 元玮创建。
筑堰前，海潮可沿江上溯章溪，因海水倒灌使耕田卤化，城市用 水困难。在鄞江上游出山处的四明山与它山之间，用条石砌筑一 座上下各36级的拦河溢流坝。这座坝平时可以下挡咸潮，上蓄溪 水，供鄞西平原七乡数千顷农田灌溉，并通过南塘河供宁波城使 用。为防止洪水涌入城市。宋代（公元960年～公元1279年）至 清代（公元1644年～公元1911年）时都对工程进行维修。
为此，应设置防渗和排水措施，以减少水库的渗漏损失
和保证坝坡的稳定性。
2020/7/19
20
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，坝体剖面需要做成 上、下游边坡较平缓的梯形断面。
由于由松散颗粒组成，其失稳是以局部坝坡坍塌 的形式出现。
当坝坡太陡或土体的抗剪强度指标较小时，在渗 透压力和土体上部重力的作用下，局部坝坡土体 （包括坝基土体）将向坡外滑移，简称滑坡。
2020/7/19
2
建设情况：
历史最悠久，数量最多。中国最早的土石坝出现在公 元前600多年，我国开始填筑土堤，防御洪水，蓄水兴利。 如：安徽芍陂(quèbēi) 、浙江海塘等。
解放后至今，我国内已建成的八万多座水坝，土石坝 约占90%左右。
国际上：古印度、古埃及等，也很早开始修建土坝。
土石是水利工程建设中最被广泛利用的当地材料，这 不仅有利于群众性施工，而且随着大型高效施工机具的采 用，施工人数大幅度减少，施工工期缩短，施工费用大大 降低。因此，在国内外水利工程建设中，绝大多数堤坝均 土石材料填筑。
12
2020/7/19
水 布 垭 水 利 枢 纽 基 本 资 料
13
姆里卡水电站位于印度尼西亚爪哇岛中部的塞拉尤 (Serayu)河上。主坝为心墙土石坝，最大坝高110m。
2020/7/19
14
2020/7/19
15
西北口面板堆石坝
西北口面板堆石坝作为“七五”国家重点科技攻关的试验坝，结合实际工程做 了大量科研工作，并用之于工程实际。1988年4月23日至26日浇筑第一块面板 试验块，获得成功，随后将此项成果移交给施工单位，在1989年3-6月份浇筑 其余各块，却出现严重裂缝事故，基本上呈水平走向，贯穿整个面板条块。当 时引起一些人对面板坝的疑虑，甚至有的面板坝工程提出更改坝型的问题，影 响了面板坝的声誉。经过多次调查分析论证，认为其主要原因是原材料使用不 当，202施0/7/工19 工艺不严格，以及未及时养护等，只要认真对待，还是可以解决的16 。
为了保持坝坡稳定，需设置较平缓的上、下游坝 坡。因此，应根据地形、地质条件和筑坝材料等 因素选择适宜的坡。
2使020/7坝/19 体：保证安全稳定、经济合理。
21
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。
998 日本 1484
欧洲（含俄 罗斯） 1918
其他 2778
美国 4694
中国 17475
世界土石坝按国家或地区分类统计图
2020/7/19
10
小浪底土石坝2020/7/19 Nhomakorabea11
水布垭面板堆石坝
水布垭枢纽总工期8年，自从2001年正式开工，工程于2008年12月底全
2020/7/1部9 竣工。水布垭的面板堆石坝是目前世界上最高的面板堆石坝。