土石坝坝顶高程计算
坝顶超高计算00
0.3
设计孔深度(m)
15.12 14.86 14.77 14.9 15.06 15.14 15.15 15.2 15.51 16.13 16.76 17.51 18.27 19.03 19.8 19.93 20.02 20.11 20.19 20.14 19.34 18.5 17.7
m+坝顶高程 得，防浪墙 顶高程＝
2.367687121 m，hm/H＝ 0.01374905
cosβ＝ 风雍水面高度e＝
0.707106781 0.000539164 m
当m＝1.5～5.0 时：
单坡的坡度系数m ＝
2
斜坡的糙率渗透性 系数KΔ＝
0.9
W/（（gH） ^0.5)=
平均波浪爬高Rm ＝
0.176097119 m，Rp＝
单坡的坡度系数m
＝
斜坡的糙率渗透性 系数KΔ＝
0.9
2
W/（（gH） ^0.5)=
平均波浪爬高Rm ＝
0.297202693 m，Rp＝
0.54685295
水位（m） 1848.50
R
e
A
0.546852955 0.00121312
0.5
吹程D＝ 水域平均水深Hm
＝
综合摩阻系数K＝
170
m，多年平均 最大风速＝
1394.44
14.76
1.2
0.76
G30
1409.3
1394.63
14.68
1.3
0.63
G31
1409.53
1394.82
14.71
1.53
0.48
G32
1409.77
1395.01
坝顶高程计算
5.1.1坝顶高程的确定
砼重力坝为3级建筑物，按100年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。
根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋∆h，其中∆h为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，∆h由下式确定：
∆h ＝h1%＋h z＋h C
式中：h1%──波浪高（m）；
h Z──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
h C──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.4m和0.3m。
h c和h Z按照《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。
5.1.1.1坝顶高程的确定
均质土坝为3级建筑物，按50年一遇洪水设计和1000年一遇洪水校核的控制工况来确定坝顶高程。
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020），坝顶防浪墙顶高程=水库静水位＋y，其中y为坝顶距水库静水位（正常蓄水位或校核洪水位）的高度，y 由下式确定：
y＝R ＋e＋A
式中：R──波浪高（m）；
e ──波浪中心线至水库静水位高差(m)；
A──安全超高(m)，本工程坝的安全级别为3级，正常蓄水位和校核洪水位下分别取0.7m和0.4m。
R和e按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）的相关规定计算，坝顶高程计算成果见表5.6 -1。
2。
土石坝基本剖面
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2
二、坝顶高程
坝顶高程＝水库静水位加相应的超高，取下列中的最大值 设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高 校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高 正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全 加高 坝顶高程是指沉陷稳定后的，竣工时的坝顶高程预留 足够的沉陷超高。 坝顶设防浪墙时，d为静水位到墙顶的高差。正常情况
（见第一章）、A安全加高（按建筑物级别确定）
安
坝的级别
1
2
3
4、5
全 加
设计
1.5 1.0 0.7 0.5
高
山区、丘陵区 0.7 0.5 0.4 0.3
校核
平原、滨海区 1.0 0.7 0.5 0.3
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5
三、坝顶宽度
坝顶宽度按构造、施工、运行和抗震等因素综合确 定。如无特殊要求，高坝可选用10～15m，中低坝选用 5～10m，常取H/10。
✓变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而 下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大） ✓均质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定； ✓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，坝坡缓慢过渡。
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水布垭下游坝面
10
坝顶应高出静水位0.5m以上，非常情况不低于静水位。
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3
小浪底水利枢纽工程特性表
调节性能 千年一遇设计洪水位(m) 万年பைடு நூலகம்遇校核洪水位(m)
正常高水位(m) 正常死水位(m)
不完全年调节 274 275 275 230
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（整理）土坝坝顶高程计算说明书.
（整理）土坝坝顶高程计算说明书.土坝坝顶高程计算说明书1 计算基本资料达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。
东田水库属内陆峡谷水库。
东田水库枢纽工程的特征水位如下：●死水位1400.0m●正常蓄水位1435.5m●设计洪水位1437.66m●校核洪水位1440.25m本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。
2 设计计算情况根据中华人民共和国水利部发布的《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：(1)设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高；(2)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高；(3)校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高；(4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地震安全加高。
本工程地震基本烈度为Ⅵ度，故由《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）知不考虑地震加高。
第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。
但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。
第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定：(1)正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0倍；(2) 正常运用条件下的的3级、4级和5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍；(3) 非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
本次设计大坝为3级，故正常运用情况下，采用多年平均年最大风速的1.5倍，即：W=12.6×1.5=18.9m/s ；非常运用条件下，采用多年平均年最大风速，即：W=12.6m/s 。
土石坝的剖面与构造
3．坝面排水
坝面排水系统的布置
图5-27 （单位：m ） 1-坝顶；2-马道；3-纵向排水沟；4-横向排水沟；5-岸坡排水沟；6-草皮护坡；7-浆砌石排水沟
三、坝体排水和反滤层
对渗入坝体内的水量。应设置排水设施，将渗水快速，有计划地排出坝外，以达到降低坝体浸润线和孔隙压力，防止渗流逸出区域产生渗透变形，保证坝坡稳定。 坝体排水应满足如下三点要求： ①排水体能自动地向坝外排出全部渗水； ②排水体应便于观测和检修； ③排水体应按反滤要求设计。 常用的排水设施有如下几种形式：
近年来许多工程都倾向于采用简单的单层式沥青混凝土斜墙。
2．非土质材料防渗体
01
02
03
1-沥青砂胶；2-沥青砂浆；3-沥青混凝土（分3层浇筑）；4-排水层；
5-沥青混凝土（分2层浇筑）；6-整平层；7-沥青砂浆；8-碎石垫层；
9-混凝土截水墙；10-沥青砂浆；11-滑动层
第七节 土石坝的构造
沥青混凝土面板构造
1
一般参照工程实践类比拟定，然后核算、修改确定。在满足 稳定的前提下，尽可能陡以节约工程量。
2
坝坡 规范规定： 高坝b=10～15m； 中、低坝b=5～10m。
3
二、坝顶宽度
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。
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。
对中、小型，R+e可按坝前水库吹程D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50%。
02
R和e的计算可按土石坝规范推荐的公式计算。
01
地震涌浪高△A地震＝0.5～1.5m
04
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1%H。
坝体稳定计算书
1坝顶高程及护坡计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平均年最大风速的1.5倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s计算。
主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采用公式法进行计算。
1.1坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，坝顶在水库静水位的超高应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e ——最大风壅水面高度（m）；A——安全超高（m），对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m，校核工况时A=0.4m；1.2加固前坝顶超高的计算1.2.1计算参数各大坝计算采用的参数见表1.2.1.1～2。
表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶高程复核各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.39m，小于现状防浪墙顶高程17.41~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的要求。
表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.125m，西营副坝现状坝顶高程16.9~17.75m，无防浪墙，现有坝顶高程不完全满足现行规范要求。
面板堆石坝坝顶高程计算
⾯板堆⽯坝坝顶⾼程计算551.24m 547.53m547.00m95.00m 95.00m 正常蓄⽔位时的平均⽔域⽔深95.00m 1.3.1 、波浪的波⾼和平均波长的计算：式中：20009.814.714.71.3.2式中：《碾压式⼟⽯坝设计规范》（SL274-2001）（以下简称《规范》）D=2000m （根据库区的回⽔范围确定）正常蓄⽔位：校核洪⽔位（p=0.05%)：设计洪⽔位（p=1%）：《混凝⼟⾯板堆⽯坝设计规范》（DL/T5016-1999）沙阡电站下坝址坝顶⾼程计算1.1、计算依据：《混凝⼟⾯板堆⽯坝设计规范》（SL228-98）设计洪⽔位时计算风速：1.2、基本资料：坝的安全等级为Ⅱ级，多年平均年最⼤风速V=9.8m/s(⽔⽂提供的资料）波⾼（m）：h=0.00166W 5/4D 1/3波长（m）：L m =0.062WD 1/3.75由上式推导可得：当W<20m/s ，D<20000m 时：Hm—⽔域的平均⽔深(m)：设计⽔位时的平均⽔域⽔深按《规范》附录A.1.7 “官厅⽔库”公式计算。
gL m /W 2=0.331W -1/2.15(gD/W 2)1/3.75gh/W2=0.0076W -1/12(gD/W 2)1/31.3、风浪要素的确定校核⽔位时的平均⽔域⽔深（根据规范取多年最⼤平均风速的1.5倍）D--------------风区长度（m）：W---------计算风速（m/s）：（根据规范取多年最⼤平均风速的1.5倍）（根据规范取多年最⼤平均风速）正常蓄⽔位时计算风速：校核洪⽔位时计算风速：波浪的平均波⾼根据《规范》附录A.1.5“ 莆⽥试验站”公式计算：gh m /w 2=0.13th[0.7(gH m /W 2)0.7]th{0.0018(gD/W 2)0.45/0.13th[0.7(gH m /W 2)0.7]}thx=(e x -e -x )/(e x +e -x )h m ——平均波⾼，m ；W——计算风速，m/s ；D——风区长度，m ；H m ——⽔域平均⽔深，m ；3.4351.9471.9470.0200.0140.0140.1300.151（校核⽔位时）0.109（设计⽔位时）0.109（正常蓄⽔位时）式中：9.814.714.7200095.0095.0095.0015设计坝坡为m=1.4，在址范围，按内插法计算。
土石坝坝顶高程的计算
⼟⽯坝坝顶⾼程的计算2 已知参数碾压式⼟⽯坝坝顶超⾼及坝顶⾼程的确定1 计算依据《碾压式⼟⽯坝设计规范》（SL274-2001）第5.3节及附录A有关规定。
3 风浪要素（平均波⾼h m 及平均波长L m ）的确定（1）对于丘陵、平原地区⽔库，当W<26.5m/s、D<7500m时，波浪的波⾼和平均波长可采⽤鹤地⽔算，即按规范附录A公式（A.1.6-1）、（A.1.6-2）：将上述公式简化后可得：2%及平均波长Lh 2%=0.001365*W 9/6*D 1/3L m =0.01233*W*D 1/2（2）按规范附录A.1.7及A.1.8条的规定，根据gD/W 2和h m /H m 值的范围可按规范表A.1.8求取平均波⾼h m ：2.470.8…………(A.1.12-1)式中：K W ……………斜坡的糙率渗透性系数,根据W/(gH)1/2的值按规范表A.1.12-2⽤内插法确定m………………………单坡的坡度系数，m=K △……………斜坡的糙率渗透性系数,K △=4 设计波浪爬⾼R的确定（1）按规范A.1.12条，当上游坝坡为单坡且m=1.5～5时，平均爬⾼R m 按公式(A.1.12-1)计算：规范表A.1.8 不同累积频率下的波⾼与平均波⾼⽐值（h p /h m ）系数K 计算成果表（2）按规范A.1.11条，设计波浪爬⾼值应根据⼤坝级别确定，1、2、3级⼤坝采⽤累积频率为1%的1%，平均爬⾼R 计算结果表4、5级⼤坝采⽤累积频率为5%的爬⾼值R 5%。
5 风壅⽔⾯⾼度e的确定按规范A.1.10条，风壅⽔⾯⾼度按公式(A.1.10)计算：……………(A.1.10)6 安全加⾼A的确定7 超⾼y的确定按规范5.3.1条，坝顶在⽔库静⽔位以上的超⾼y按规范公式(5.3.1)计算： y=R+e+A ……(5.3.1)按规范5.3.1条，安全加⾼A根据⼤坝级别按规范表5.3.1确定。
7 坝顶⾼程（或防浪墙顶）确定(1)按规范5.3.3条，坝顶⾼程等于⽔库静⽔位与坝顶超⾼之和，应按下列运⽤条件，取其⼤值：1加正常运⽤条件的坝顶超⾼；2 正常蓄⽔位加正常运⽤条件的坝顶超⾼；3 校核洪⽔位加⾮常运⽤条件⾼；(2)按规范5.3.4条，当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超⾼可改为对防浪墙顶的要求。
土石坝2
河海大学
2、坝顶宽度
土石坝
➢ 根据坝高、构造施工、交通和防汛抢险要求确 定。
➢ 如无特殊要求，中低坝顶宽可为5~10m，高坝 可为10~15m。
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3、坝 坡
土石坝
➢ 影响坝坡的主要因素：
• 坝型 • 坝高——坝高越大坝坡越缓，下游坡可沿高程每隔
10~30m设置马道 • 筑坝材料的性质 • 地质条件及地震等
土石坝
19河Βιβλιοθήκη 大学斜心墙土石坝➢ 比较土质心墙、斜墙、斜心墙： 施工干扰问题 工程量 拱效应（P339） 对变形的敏感性、抗震性能
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河海大学
（4）粘土铺盖
土石坝
▪ 位置：与斜墙相连
▪ 材料：透水性很小的粘土或壤土
▪ 厚度：前端由构造及施工要求决定，前
端 0.5m，末端 3 ~ 5m
土石坝
部条分件组。成。 ⒊组成：
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坝体排水设备(续)
⒋主要形式 ➢ （1）贴坡排水 ➢ （2）棱体排水 ➢ （3）褥垫排水 ➢ （4）综合式排水 ➢ 竖式排水
土石坝
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（1）贴坡排水
土石坝
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河海大学
贴坡排水
土石坝
▪ 位置：设在下游坝坡底部。 ▪ 作用：防止渗透破坏，保护下游坝脚，但不能降低
土石坝
王润英(水利水电学院)
第二节 土石坝的剖面和基本构造 土石坝 一、土石坝剖面的基本尺寸 二、防渗体 三、排水设备 四、护坡和坝顶构造
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1 、坝顶高程
土石坝
➢ 坝顶高程在静水位以上应有足够的超高，超高 值Y按下式计算 ：
Y Re A
坝顶高程
土石坝坝顶高程计算例题
土石坝坝顶高程计算例题土石坝坝顶高程计算是土石坝设计和施工中非常重要的一个问题。
坝顶高程是指土石坝的最高点相对于其中一水平面的高度，它直接影响到整个坝体的稳定性和防洪能力。
在设计和施工阶段，正确计算土石坝坝顶高程非常关键，下面举例进行详细说明。
假设其中一水库的土石坝的坝顶高程需要计算，相关数据如下：水库正常蓄水位为150m边坡顺坡比为1:1.5坝体的土石比为1:2坝顶线长为400m坝顶线离均匀坝顶高程为0.5m。
根据给定的数据，我们可以按以下步骤进行计算：第一步：确定设计洪水位和安全水位。
在计算坝顶高程之前，我们需要根据水库的具体情况确定设计洪水位和安全水位。
这些数据可以从水利规划、设计文件中获取，或者根据相关经验值进行确定。
假设设计洪水位为160m，安全水位为140m。
第二步：计算最大坝顶高程。
最大坝顶高程是指在设计洪水位时，坝顶的最高点相对于其中一水平面的高度。
根据边坡顺坡比和坝体的土石比，可以计算出边坡平顶线对应的高程，即最大坝顶高程。
根据给定数据，边坡顺坡比为1:1.5，坝体的土石比为1:2，可以计算出最大坝顶高程为：最大坝顶高程=水库正常蓄水位+边坡平顶线高程=150+1.5*坝顶线长=150+1.5*400=750m。
第三步：计算工作洪水位对应的坝顶高程。
工作洪水位是指在工作状态下，即一般正常蓄水时，坝顶的最高点相对于其中一水平面的高度。
根据边坡顺坡比和坝体的土石比，可以计算出边坡平顶线对应的高程，即工作洪水位对应的坝顶高程。
根据给定数据，边坡顺坡比为1:1.5，坝体的土石比为1:2，可以计算出工作洪水位对应的坝顶高程为：工作洪水位对应的坝顶高程=水库正常蓄水位+边坡平顶线高程=150+1.5*坝顶线长=150+1.5*400=750m。
第四步：确定均匀坝顶高程。
均匀坝顶高程是指坝顶线上各点的平均高程。
根据给定数据，坝顶线离均匀坝顶高程为0.5m，可以计算出均匀坝顶高程为：均匀坝顶高程=工作洪水位对应的坝顶高程-坝顶线离均匀坝顶高程=750-0.5=749.5m。