水工设计手册 第6卷 土石坝 第2版pdf电子书版本下载

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第1章 土质防渗体土石坝 3

1.1 概述 3

1.2 设计基本要求 8

1.2.1 土石坝安全和功能的基本要求 8

1.2.1.1 坝顶高程 8

1.2.1.2 抗滑稳定 8

1.2.1.3 渗流 8

1.2.1.4 变形 8

1.2.1.5 抗震 8

1.2.2 最大坝高及坝高划分 9

1.2.2.1 最大坝高 9

1.2.2.2 坝高划分 9

1.2.3 土石坝的运用条件 9

1.2.3.1 运用条件划分 9

1.2.3.2 三种运用条件的区分界限 9

1.2.3.3 三种运用条件下的工况 9

1.3 坝轴线及坝型选择 10

1.3.1 坝址选择 10

1.3.2 坝轴线选择 11

1.3.3 坝型比较与选择 12

1.3.3.1 坝型 12

1.3.3.2 坝型选择 12

1.4 筑坝材料的基本性质 14

1.4.1 筑坝材料的物理性质 14

1.4.1.1 工程分类 14

1.4.1.2 密度试验方法 16

1.4.1.3 比重测定方法 16

1.4.1.4 颗粒级配 17

1.4.1.5 界限含水率 17

1.4.1.6 相对密度 17

1.4.1.7 结构性黏土的崩解 17

1.4.2 筑坝材料的矿化性质 17

1.4.3 筑坝材料的抗剪强度 17

1.4.3.1 库仑（Coulomb）强度公式 17

1.4.3.2 非线性抗剪强度 18

1.4.4 筑坝材料的变形特性 18

1.4.5 粗粒材料的浸水变形特性 18

1.4.6 粗粒材料的流变特性 19

1.4.7 筑坝材料的渗透特性 19

1.4.8 筑坝材料的动力特性 20

1.4.8.1 动强度 20

1.4.8.2 动力变形特性 20

1.5 筑坝材料选择与填筑设计 21

1.5.1 基本原则和料场规划要求 21

1.5.2 防渗土料选择和填筑设计 21

1.5.2.1 对防渗土料的一般要求 21

1.5.2.2 一般黏性土选择 22

1.5.2.3 砾石土 23

1.5.2.4 特殊土 31

1.5.2.5 填筑设计 43

1.5.3 反滤料、过渡层料和排水体料的选择及填筑设计 44

1.5.3.1 基本要求 44

1.5.3.2 级配设计 44

1.5.3.3 防止分离要求 45

1.5.3.4 设计步骤 45

1.5.3.5 填筑设计 47

1.5.4 坝壳料的选择及填筑设计 48

1.5.4.1 坝壳料的选择及分区 48

1.5.4.2 坝壳料的一般要求 48

1.5.4.3 堆石料 48

1.5.4.4 砂砾石料 56

1.5.4.5 砂类土 59

1.5.4.6 坝壳料填筑设计 59

1.5.5 填筑施工控制 59

1.5.6 工程实例 62

1.5.6.1 设计指标 62

1.5.6.2 施工碾压参数 62

1.5.6.3 坝体填筑质量检测成果 62

1.6 坝体结构 62

1.6.1 坝顶宽度 62

1.6.2 坝顶超高 62

1.6.2.1 坝顶超高定义 62

1.6.2.2 风壅水面高度确定 64

1.6.2.3 坝顶安全加高 64

1.6.3 设计波浪爬高计算 64

1.6.3.1 累积频率 64

1.6.3.2 年最大风速 64

1.6.3.3 风向和风区长度 64

1.6.3.4 波浪要素计算 64

1.6.3.5 平均波浪爬高 65

1.6.3.6 设计波浪爬高确定 66

1.6.3.7 坝前库区两岸发生滑坡的涌浪高 66

1.6.4 坝坡和马道 66

1.6.4.1 影响坝坡的因素 66

1.6.4.2 坝坡坡率的确定 66

1.6.5 坝体分区 66

1.6.6 防渗体结构 66

1.6.6.1 一般要求 66

1.6.6.2 斜墙和心墙断面 67

1.6.7 反滤层和过渡层 68

1.6.8 坝体排水 69

1.6.8.1 棱体排水 69

1.6.8.2 贴坡排水 69

1.6.8.3 坝内排水 70

1.6.8.4 综合型排水 70

1.6.9 护坡 71

1.6.9.1 上游护坡 71

1.6.9.2 下游护坡 73

1.6.10 坝顶、坝面排水 73

1.6.10.1 坝顶排水 73

1.6.10.2 坝面排水 73

1.6.11 坝顶构造 74

1.6.11.1 坝顶路面 74

1.6.11.2 防浪墙和路缘石 74

1.6.11.3 栏杆和路灯 76

1.7 砂砾石坝基处理 76

1.7.1 处理目的及处理措施 76

1.7.1.1 处理目的和方案选择 76

1.7.1.2 渗流控制措施的方式 76

1.7.1.3 渗流控制措施的适用条件 76

1.7.2 混凝土防渗墙 78

1.7.2.1 防渗墙设计需具备的基本资料 78

1.7.2.2 墙体结构设计 78

1.7.3 灌浆帷幕 82

1.7.3.1 砂砾石地基的可灌性 82

1.7.3.2 帷幕设计原则 83

1.7.3.3 灌浆方法 83

1.7.3.4 灌浆材料 83

1.7.3.5 灌浆试验 84

1.7.4 铺盖与下游排水设施 84

1.7.4.1 铺盖设计 84

1.7.4.2 下游排水设施及透水盖重 85

1.8 岩石坝基处理 86

1.8.1 岩石坝基处理要求 86

1.8.2 坝基软弱带的处理 87

1.8.3 坝基灌浆帷幕 88

1.8.3.1 灌浆的目的和基本要求 88

1.8.3.2 灌浆帷幕设计 88

1.8.3.3 灌浆试验 89

1.8.4 固结灌浆 90

1.8.4.1 固结灌浆的目的 90

1.8.4.2 固结灌浆设计 90

1.8.5 岩溶（喀斯特）处理 90

1.8.5.1 开挖 91

1.8.5.2 铺盖 91

1.8.5.3 堵塞溶洞 91

1.8.5.4 灌浆 91

1.8.5.5 筑墙隔离 92

1.8.5.6 截堵导排 92

1.9 特殊土坝基处理 92

1.9.1 软土 92

1.9.1.1 工程特性及建坝问题 92

1.9.1.2 软土地基处理设计的主要内容 94

1.9.1.3 软土坝基处理方法 94

1.9.2 湿陷性黄土 97

1.9.2.1 湿陷性黄土特性 97

1.9.2.2 湿陷程度的判别标准 97

1.9.2.3 湿陷性黄土坝基处理 97

1.10 大坝防渗体与坝基岸坡及混凝土建筑物的连接 100

1.10.1 防渗体与坝基（含坝肩）的结合 100

1.10.1.1 土质防渗体与土质坝基及岸坡连接 100

1.10.1.2 土质防渗体与岩石坝基及岸坡连接 100

1.10.1.3 岸坡的开挖要求 101

1.10.2 大坝防渗体与其他建筑物的结合 102

1.10.2.1 与混凝土建筑物的连接 102

1.10.2.2 坝下埋涵管 102

1.10.2.3 坝内廊道 103

1.11 渗流计算 105

1.11.1 概述 105

1.11.2 计算工况 105

1.11.3 渗流计算的边界条件 105

1.11.4 计算方法 105

1.11.4.1 公式法 105

1.11.4.2 数值解法 106

1.11.4.3 试验方法 106

1.11.4.4 图解法 106

1.11.4.5 模型试验与数值模拟计算分析相互验证法 106

1.11.4.6 计算模型建立和概化 107

1.11.5 渗透稳定计算 108

1.11.5.1 渗透稳定计算的内容 108

1.11.5.2 渗透变形及其判别方法 108

1.12 稳定分析 109

1.12.1 计算工况 109

1.12.2 计算断面选取 109

1.12.3 土体抗剪强度指标及其选用 109

1.12.3.1 土体抗剪强度指标的测定 109

1.12.3.2 土体抗剪强度指标的选用 109

1.12.4 计算方法及其适用条件 110

1.12.4.1 计算方法 110

1.12.4.2 适用条件 113

1.12.5 作用荷载的计算及选取 114

1.12.5.1 坝体的自重作用 114

1.12.5.2 静水压力 114

1.12.5.3 孔隙水压力 114

1.12.5.4 地震力 115

1.12.6 计算程序 115

1.12.7 稳定安全系数标准 115

1.12.8 大坝抗滑稳定分项系数设计法 116

1.12.8.1 概述 116

1.12.8.2 分项系数的确定 116

1.12.8.3 抗滑稳定计算方法 117

1.13 应力变形计算 119

1.13.1 概述 119

1.13.2 应力与应变以及破坏准则 119

1.13.2.1 应力 119

1.13.2.2 应变 119

1.13.2.3 破坏准则 120

1.13.3 计算模型的选择 120

1.13.3.1 非线性弹性模型 120

1.13.3.2 弹塑性模型 122

1.13.3.3 本构模型的应用评价 124

1.13.4 计算参数的选取 124

1.13.4.1 邓肯-张模型 124

1.13.4.2 K—G模型 127

1.13.4.3 修正剑桥模型 127

1.13.4.4 南水模型 127

1.13.4.5 河海大学椭圆—抛物双屈服面模型 127

1.13.5 各种运用期中大坝所承受的荷载 128

1.13.6 验算拉裂和剪切破坏 128

1.13.7 沉降计算 130

1.13.7.1 沉降计算的任务 130

1.13.7.2 坝体和坝基的应力 131

1.13.7.3 沉降量计算 133

1.13.7.4 沉降随时间发展过程的计算 134

1.14 大坝的抗震设计 135

1.14.1 抗震计算 135

1.14.2 抗震设计原则和依据 136

1.14.2.1 设计原则 136

1.14.2.2 设计烈度 136

1.14.3 地震区筑坝材料选择与填筑 137

1.14.3.1 防渗土料 137

1.14.3.2 坝壳料 137

1.14.3.3 压实标准 137

1.14.4 坝体结构抗震设计 137

1.14.4.1 坝顶超高 137

1.14.4.2 坝型及坝坡 138

1.14.5 坝体与其他建筑连接部位的抗震措施 139

1.14.5.1 土质防渗体与岸坡和混凝土建筑物的连接 139

1.14.5.2 坝下埋管 140

1.14.6 坝基覆盖层地震液化处理 140

1.14.6.1 主要设计工作内容和步骤 140

1.14.6.2 土的地震液化初判方法 140

1.14.6.3 土的地震液化复判方法 141

1.14.6.4 地震液化处理的措施 142

1.15 土石坝的除险加固 143

1.15.1 土石坝的病险及特征 143

1.15.2 产生病险的原因 143

1.15.2.1 坝顶高程不满足要求 143

1.15.2.2 渗流问题 143

1.15.2.3 坝坡稳定不满足要求 144

1.15.3 拟定除险加固设计方案的原则和常用的加固措施 144

1.15.3.1 拟定除险加固设计方案的原则 144

1.15.3.2 常用的加固措施 144

1.16 安全监测设计 150

1.16.1 观测目的 150

1.16.2 监测重点 150

1.16.3 设计依据 150

1.16.4 监测项目 150

1.16.5 变形监测 151

1.16.5.1 外部变形监测 151

1.16.5.2 内部变形监测 152

1.16.6 渗流监测 153

1.16.6.1 测点布置 154

1.16.6.2 监测方法选择 156

1.16.7 应力应变及温度监测 156

1.16.8 强震监测 156

1.16.9 巡视检查 156

参考文献 157

第2章 混凝土面板堆石坝 163

2.1 概述 163

2.1.1 引言 163

2.1.2 中国面板堆石坝的发展 163

2.1.3 中国面板堆石坝筑坝技术特点 172

2.1.4 中国超高面板堆石坝建设经验 173

2.2 坝址选择与枢纽布置 175

2.2.1 坝址选择 175

2.2.1.1 地形条件 175

2.2.1.2 地质条件 175

2.2.1.3 料源 176

2.2.2 枢纽布置 177

2.2.2.1 坝轴线与大坝的布置 177

2.2.2.2 泄水建筑物布置 182

2.2.2.3 放空洞设置 189

2.2.2.4 导流建筑物布置 191

2.3 坝体设计 192

2.3.1 坝顶与坝坡设计 192

2.3.1.1 坝顶设计 192

2.3.1.2 坝坡设计 193

2.3.2 坝体分区设计 195

2.3.2.1 坝体分区的设计原则 195

2.3.2.2 坝体分区设计的经验 195

2.3.2.3 高面板堆石坝工程实践的启迪 199

2.3.2.4 高面板堆石坝的坝体分区设计 200

2.3.3 垫层区设计 201

2.3.3.1 垫层区的设计原则 201

2.3.3.2 垫层区设计的经验 201

2.3.3.3 垫层区尺寸 205

2.3.3.4 特殊垫层区设计 206

2.3.4 过渡区设计 207

2.3.4.1 过渡区的设计原则 207

2.3.4.2 过渡区设计的经验 207

2.3.5 主堆石区设计 213

2.3.5.1 主堆石区的设计原则 213

2.3.5.2 主堆石区设计的经验 213

2.3.6 下游堆石区设计 218

2.3.6.1 下游堆石区的设计原则 218

2.3.6.2 下游堆石区设计的经验 218

2.3.7 排水区设计 218

2.3.7.1 排水区的设计原则 218

2.3.7.2 排水区的型式和特性 224

2.3.8 面板砂砾石坝设计 226

2.3.8.1 面板砂砾石坝的设计原则 226

2.3.8.2 面板砂砾石坝设计的经验 226

2.3.9 软岩筑坝设计 230

2.3.9.1 软岩的工程特性 230

2.3.9.2 软岩堆石坝的设计原则 232

2.3.9.3 软岩筑坝设计经验 233

2.3.10 填筑标准 233

2.4 面板与趾板结构设计 238

2.4.1 趾板设计 238

2.4.1.1 趾板布置 238

2.4.1.2 趾板混凝土 241

2.4.1.3 趾板配筋 241

2.4.1.4 与地基连接 241

2.4.2 面板设计 242

2.4.2.1 总体要求 242

2.4.2.2 面板结构 242

2.4.2.3 面板混凝土 244

2.4.2.4 面板配筋 248

2.4.3 面板与趾板抗裂措施 250

2.4.3.1 面板抗裂措施 250

2.4.3.2 趾板抗裂措施 253

2.5 接缝止水设计 254

2.5.1 接缝布置及设计基本原则 254

2.5.1.1 面板坝接缝布置 254

2.5.1.2 接缝及接缝止水设计基本原则 254

2.5.2 面板坝接缝工作特性与位移 255

2.5.2.1 周边缝 255

2.5.2.2 面板垂直缝 257

2.5.2.3 防浪墙水平缝 258

2.5.3 止水结构型式和构造 258

2.5.3.1 止水结构型式 258

2.5.3.2 止水构造 264

2.5.4 止水材料 265

2.5.4.1 铜止水带和不锈钢止水带 265

2.5.4.2 塑料止水带和橡胶止水带 267

2.5.4.3 塑性填料和防渗保护盖片 268

2.5.4.4 无黏性填料自愈系统 271

2.5.4.5 施工缝 271

2.5.4.6 辅助材料 271

2.5.5 接缝止水施工 272

2.5.5.1 铜止水带加工 272

2.5.5.2 塑料止水带和橡胶止水带安装 272

2.5.5.3 异型接头 272

2.5.5.4 塑性填料及防渗保护盖片施工 272

2.5.5.5 无黏性填料施工 272

2.5.5.6 施工缝 272

2.6 坝基处理与岸坡连接设计 273

2.6.1 趾板地基处理 273

2.6.1.1 趾板地基处理的基本原则 273

2.6.1.2 趾板地基处理措施 273

2.6.2 堆石体地基处理 275

2.6.2.1 岸坡堆石体地基处理 275

2.6.2.2 河床覆盖层的处理 276

2.6.2.3 堆石体地基地质缺陷处理 278

2.6.3 趾板建在深厚覆盖层上的面板堆石坝 279

2.6.3.1 趾板直接建于覆盖层上的地基处理 279

2.6.3.2 趾板建在深厚覆盖层上的实例 279

2.6.4 坝基防渗处理 282

2.6.5 岸坡连接处理 284

2.6.5.1 岸坡连接处理的基本原则 284

2.6.5.2 岸坡连接实例 284

2.7 面板堆石坝变形与稳定分析 288

2.7.1 坝坡稳定分析 288

2.7.2 面板堆石坝变形估算 289

2.7.2.1 坝体沉降量估算 289

2.7.2.2 面板挠度的估算 290

2.7.3 应力与变形分析 291

2.7.3.1 堆石材料的本构模型 291

2.7.3.2 粗粒料计算参数的统计分析 291

2.7.3.3 混凝土结构计算模型 292

2.7.3.4 接触面及接缝的模拟 294

2.7.3.5 应力变形分析算例 295

2.7.4 长期变形分析 300

2.7.4.1 堆石料的流变试验 300

2.7.4.2 堆石料流变模型 301

2.7.4.3 面板堆石坝流变计算实例 301

2.8 抗震设计 301

2.8.1 抗震设计主要内容 301

2.8.2 抗震计算分析 302

2.8.2.1 拟静力法抗震稳定计算 302

2.8.2.2 面板堆石坝动力有限元分析 302

2.8.2.3 抗震计算分析实例 305

2.8.3 地震时面板堆石坝性状 308

2.8.3.1 面板抛填堆石坝地震时性状 308

2.8.3.2 紫坪铺面板堆石坝地震时性状 308

2.8.3.3 地震时面板堆石坝性状 312

2.8.4 抗震工程措施 315

2.8.4.1 面板堆石坝的震损及机理分析 315

2.8.4.2 面板堆石坝抗震工程措施 315

2.9 分期施工与坝体加高 318

2.9.1 坝体填筑与面板分期施工 318

2.9.1.1 填筑程序 318

2.9.1.2 分期施工一般原则 318

2.9.1.3 分期施工结构构造 319

2.9.1.4 典型的分期施工实例 320

2.9.2 挡水度汛与过水保护 321

2.9.2.1 度汛方式及设计标准 321

2.9.2.2 挡水保护 322

2.9.2.3 过水保护 324

2.9.2.4 坝体反压处理措施 326

2.9.3 坝体加高设计 327

2.9.3.1 分期完建的面板坝 327

2.9.3.2 土质防渗体堆石坝加高 327

2.9.3.3 面板堆石坝加高 329

2.9.3.4 混凝土重力坝、砌石坝加高 329

2.10 安全监测设计 329

2.10.1 安全监测的特点与设计原则 329

2.10.1.1 面板堆石坝安全监测的特点 330

2.10.1.2 面板堆石坝安全监测设计原则 330

2.10.2 安全监测项目 331

2.10.3 安全监测断面选择与测点布置 331

2.10.4 专用安全监测仪器 332

2.10.5 安全监测资料整理与分析技术 333

2.10.5.1 安全监测资料整编技术 333

2.10.5.2 安全监测资料分析技术 334

2.10.6 高面板堆石坝安全监测布置和监测成果 336

2.10.6.1 安全监测布置实例 336

2.10.6.2 高面板堆石坝性状 336

参考文献 348

第3章 沥青混凝土防渗土石坝 357

3.1 概述 357

3.1.1 水工沥青混凝土的发展与现状 357

3.1.2 沥青混凝土防渗结构布置与技术特点 358

3.1.2.1 沥青混凝土面板坝 358

3.1.2.2 沥青混凝土心墙坝 360

3.2 水工沥青混凝土原材料及基本性能 361

3.2.1 沥青 361

3.2.1.1 沥青的分类及基本成分 361

3.2.1.2 沥青技术指标 362

3.2.1.3 沥青的基本性能 364

3.2.1.4 沥青标准 367

3.2.1.5 国内沥青市场状况 369

3.2.1.6 国内部分已建工程沥青技术指标 370

3.2.2 改性沥青 372

3.2.2.1 改性沥青的分类及制备方法 372

3.2.2.2 改性沥青技术标准 373

3.2.2.3 改性沥青在水利水电工程中的应用 374

3.2.3 骨料、填料和掺料 375

3.2.3.1 骨料 375

3.2.3.2 填料 377

3.2.3.3 掺料 378

3.2.4 水工沥青混凝土基本性能 378

3.2.4.1 防渗性能 378

3.2.4.2 力学特性 378

3.2.4.3 热稳定性能 381

3.2.4.4 低温抗裂性能 381

3.2.4.5 水稳定性能 382

3.2.4.6 耐老化性能 383

3.3 水工沥青混凝土配合比设计 383

3.3.1 水工沥青混凝土配合比设计方法 383

3.3.1.1 沥青混凝土材料组成及结构特征 383

3.3.1.2 沥青混凝土配合比设计方法 383

3.3.2 沥青混凝土主要技术要求 386

3.3.2.1 面板沥青混凝土的技术要求 386

3.3.2.2 碾压式心墙沥青混凝土技术要求 386

3.3.2.3 浇筑式心墙沥青混凝土技术要求 386

3.3.2.4 其他类型沥青混凝土技术要求 387

3.3.3 水工沥青混凝土配合比设计实例 387

3.3.3.1 宝泉抽水蓄能电站上库沥青混凝土面板防渗层配合比设计 387

3.3.3.2 峡沟水库碾压式心墙沥青混凝土配合比设计 390

3.3.3.3 国内外部分已建工程沥青混凝土配合比 392

3.4 碾压式沥青混凝土面板坝设计 394

3.4.1 设计特点和基本要求 394

3.4.1.1 防渗体系组成 394

3.4.1.2 设计特点 395

3.4.1.3 设计基本要求 395

3.4.2 坝体设计 396

3.4.2.1 坝轴线布置 396

3.4.2.2 坝顶 396

3.4.2.3 上游坝坡 396

3.4.2.4 坝体和基础 396

3.4.2.5 垫层设计 397

3.4.3 面板荷载和使用要求 398

3.4.3.1 面板荷载 398

3.4.3.2 使用要求 399

3.4.4 面板的典型结构和功能 404

3.4.4.1 断面结构型式 404

3.4.4.2 各结构层功能和要求 405

3.4.5 面板厚度选择和细部结构 408

3.4.5.1 面板厚度 408

3.4.5.2 细部结构设计 410

3.4.6 特殊分析计算 415

3.4.6.1 有限元应力应变分析 415

3.4.6.2 面板温度应力计算 415

3.4.7 初次蓄水应注意的问题 416

3.5 碾压式沥青混凝土心墙坝设计 422

3.5.1 设计要求 422

3.5.2 结构设计 422

3.5.3 沥青混凝土心墙与基础和岸坡的连接 424

3.5.3.1 心墙与基础的连接 424

3.5.3.2 沥青混凝土心墙与岸坡基岩的连接 425

3.5.3.3 沥青混凝土心墙与刚性建筑物的连接 426

3.5.4 心墙结构分析及方法 426

3.5.5 工程实例 430

3.5.5.1 国内外工程统计 430

3.5.5.2 工程实例 431

3.6 浇筑式沥青混凝土心墙坝设计 438

3.6.1 适用性与技术要求 438

3.6.1.1 适用性 438

3.6.1.2 技术要求 438

3.6.2 结构设计 440

3.6.3 心墙与基础、岸坡及其他建筑物连接 440

3.6.4 特殊分析计算 442

3.6.4.1 浇筑式沥青混凝土心墙的顶部流变速度及侧压力 442

3.6.4.2 浇筑式沥青混凝土心墙土石坝变形和应力应变分析 443

3.6.5 工程实例 443

3.7 工程安全监测 446

3.7.1 概述 446

3.7.1.1 防渗体监测特点 446

3.7.1.2 监测设计原则 447

3.7.1.3 监测项目的确定 447

3.7.1.4 仪器设备选型原则 447

3.7.2 面板巡视检查 448

3.7.2.1 巡视检查分类 448

3.7.2.2 检查项目和内容 448

3.7.3 变形监测 448

3.7.3.1 心墙内部变形监测 448

3.7.3.2 面板挠度监测 449

3.7.3.3 裂缝、接缝开度监测 449

3.7.4 防渗体渗流监测 450

3.7.4.1 面板（或心墙）渗流压力 450

3.7.4.2 结合部位渗流压力 451

3.7.4.3 渗漏量及渗漏部位 451

3.7.5 温度和应力应变监测 451

参考文献 452

第4章 其他类型土石坝 457

4.1 概述 457

4.1.1 类型划分 457

4.1.2 发展概况 457

4.2 土工膜防渗土石坝 458

4.2.1 土工膜种类及防渗型式 458

4.2.1.1 土工膜种类 458

4.2.1.2 防渗土工复合材料含义及指标 459

4.2.1.3 土工膜防渗型式 463

4.2.2 土工膜设计 463

4.2.2.1 土工膜选择 463

4.2.2.2 土工膜厚度设计方法 463

4.2.3 土工膜防渗结构 468

4.2.3.1 一般规定 468

4.2.3.2 土工膜防渗构造设计 468

4.2.3.3 土工膜防渗铺盖设计 470

4.2.3.4 土工膜垂直防渗设计 472

4.2.4 土工膜斜墙稳定性验算 472

4.2.4.1 土工膜防渗体稳定分析 472

4.2.4.2 膜后土工织物排泄能力核算 474

4.2.5 土工膜与地基和结构物连接 475

4.2.5.1 不透水地基 476

4.2.5.2 透水地基 476

4.2.5.3 土工膜与结构物连接 476

4.2.6 典型工程实例 476

4.2.6.1 西霞院工程 476

4.2.6.2 泰安抽水蓄能电站上库工程 477

4.2.6.3 王甫洲土石坝工程 478

4.2.6.4 钟吕堆石坝工程 481

4.2.6.5 国内部分土工膜防渗体土石坝基本特性表 482

4.3 水力冲填坝 482

4.3.1 坝址选择和枢纽布置 483

4.3.1.1 坝址选择 483

4.3.1.2 枢纽布置 484

4.3.2 坝型选择和坝体断面设计 484

4.3.2.1 坝型设计 484

4.3.2.2 坝体断面设计 485

4.3.3 坝料设计 487

4.3.3.1 筑坝土料要求 487

4.3.3.2 筑坝土料填筑标准 487

4.3.4 护坡土工织物反滤和充砂管袋设计 489

4.3.4.1 设计原则 489

4.3.4.2 设计方法 489

4.3.4.3 护坡反滤土工织物和充砂管袋土工织物的一般选取 490

4.3.5 坝基处理、坝体与岸坡连接设计 490

4.3.5.1 坝基处理 490

4.3.5.2 坝体与岸坡连接设计 491

4.3.6 固结计算 491

4.3.6.1 坝体含水率分布计算方法 491

4.3.6.2 坝体孔隙水压力分布计算方法 493

4.3.6.3 坝体平均孔隙水压力系数B值计算 495

4.3.7 坝坡稳定计算 499

4.3.7.1 计算规定 499

4.3.7.2 强度指标测定 499

4.3.7.3 坝坡稳定计算 499

4 3.8 工程实例 502

4.3.8.1 大顶子山航电枢纽工程土坝 502

4.3.8.2 魏家岔水坠坝工程 503

4.4 淤地坝 505

4.4.1 概述 505

4.4.2 土坝设计 505

4.4.2.1 土料选择与填筑标准 505

4.4.2.2 库容确定 506

4.4.2.3 坝体断面设计 507

4.4.2.4 坝体排水系统设计 507

4.4.2.5 淤地坝护坡设计 508

4.4.3 溢洪道设计 508

4.4.3.1 进口段 508

4.4.3.2 泄槽段 508

4.4.3.3 消能防冲设施 509

4.4.4 放水工程设计 510

4.4.4.1 卧管式放水工程设计 510

4.4.4.2 竖井式放水工程设计 512

4.4.4.3 放水涵洞设计 514

4.4.5 工程实例 516

4.4.5.1 金箍梁骨干坝 516

4.4.5.2 窑子沟骨干坝 517

4.5 定向爆破坝 517

4.5.1 概述 517

4.5.2 坝址选择和枢纽布置 518

4.5.2.1 坝址地形条件 518

4.5.2.2 坝址地质条件 520

4.5.2.3 坝址选择 520

4.5.2.4 枢纽布置 520

4.5.3 药室布置形式 521

4.5.3.1 洞室爆破药包形式 521

4.5.3.2 爆破堆积形态 521

4.5.3.3 药包布置 522

4.5.4 药包参数计算 524

4.5.4.1 最小抵抗线 524

4.5.4.2 爆破作用指数 524

4.5.4.3 标准单位炸药消耗量 524

4.5.4.4 装药量 524

4.5.4.5 药包压缩圈半径 526

4.5.4.6 药包间距 526

4.5.4.7 抗高比 526

4.5.4.8 延迟时间 526

4.5.4.9 爆破抛掷率 526

4.5.5 抛掷堆积计算 527

4.5.6 工程实例 528

4.5.6.1 南水定向爆破筑坝工程 528

4.5.6.2 东川口定向爆破筑坝工程 529

参考文献 530

第5章 河道整治与堤防工程 533

5.1 河道整治规划综述 533

5.1.1 河道整治规划原则 533

5.1.1.1 统筹协调、全面规划 533

5.1.1.2 确保重点、兼顾一般 533

5.1.1.3 顺应河势、因势利导 533

5.1.1.4 因地制宜、就地取材 533

5.1.1.5 技术可行、经济合理 533

5.1.1.6 以人为本、人水和谐 533

5.1.2 河道整治任务 533

5.1.2.1 防洪 533

5.1.2.2 河势控制 533

5.1.2.3 灌溉和供水 533

5.1.2.4 航运 534

5.1.2.5 排涝 534

5.1.2.6 水力发电 534

5.1.2.7 文化景观 534

5.1.2.8 生态环境 534

5.1.2.9 岸线利用 534

5.1.3 河道水力计算 534

5.1.3.1 河道糙率的确定 534

5.1.3.2 河道恒定流计算 534

5.1.3.3 河道非恒定流计算 534

5.1.3.4 河道水力计算 534

5.1.4 河床演变分析 534

5.1.4.1 历史演变及实测资料分析 535

5.1.4.2 数学模型计算 536

5.1.4.3 河工模型试验 536

5.1.5 河道整治设计标准 536

5.1.5.1 防洪 537

5.1.5.2 河势控制 537

5.1.5.3 灌溉 538

5.1.5.4 通航 538

5.1.5.5 排涝 538

5.1.6 整治工程总体布置 539

5.1.6.1 河道治导线的制定 539

5.1.6.2 堤线的布置 539

5.1.6.3 设计整治河宽 539

5.1.6.4 整治工程的布置 540

5.2 内陆河道的河床演变与整治 540

5.2.1 河型划分标准 540

5.2.2 游荡型河道的演变及整治 541

5.2.2.1 河道形态 541

5.2.2.2 河势演变 541

5.2.2.3 整治规划 542

5.2.3 分汊型河道的演变及整治 545

5.2.3.1 河道形态 545

5.2.3.2 河床演变 545

5.2.3.3 整治规划 548

5.2.4 弯曲（蜿蜒）型河道的演变及整治 550

5.2.4.1 河道形态 550

5.2.4.2 河床演变 550

5.2.4.3 整治规划 551

5.2.5 顺直型河道的演变及整治 553

5.2.5.1 河道形态 553

5.2.5.2 河床演变 553

5.2.5.3 整治规划 553

5.2.6 平原河道的浅滩演变及整治 554

5.2.6.1 浅滩特性及类型 554

5.2.6.2 浅滩演变 556

5.2.6.3 浅滩整治 558

5.2.7 山区河道的演变及整治 559

5.2.7.1 山区河流特性 559

5.2.7.2 山区河流演变规律 560

5.2.7.3 山区河流河道整治 560

5.3 潮汐河口演变与整治 561

5.3.1 概述 561

5.3.2 潮汐河口动力及分类 561

5.3.2.1 潮汐河口动力 561

5.3.2.2 潮汐河口的分类及其演变特性 563

5.3.3 潮汐河口泥沙运动及河床演变分析 566

5.3.3.1 泥沙运动 566

5.3.3.2 潮汐河口河床演变分析 566

5.3.4 潮汐河口整治规划设计 567

5.3.4.1 整治原则 567

5.3.4.2 整治任务及设计标准 568

5.3.4.3 河口的整治规划 568

5.3.5 整治方案选择 573

5.3.6 滩涂保护与开发利用 573

5.3.7 潮汐河口整治实例 573

5.3.7.1 河口延伸整治实例 573

5.3.7.2 束窄河道，稳定河口工程实例 574

5.3.7.3 控制河势，综合整治实例 575

5.4 堤防工程设计 577

5.4.1 概述 577

5.4.1.1 堤防工程特点 577

5.4.1.2 堤防工程设计 578

5.4.2 堤防工程的防洪标准和级别 578

5.4.2.1 堤防工程的防洪标准 578

5.4.2.2 堤防工程的级别 579

5.4.3 基本资料 579

5.4.3.1 气象与水文 579

5.4.3.2 社会经济 579

5.4.3.3 工程地形 579

5.4.3.4 工程地质 580

5.4.4 堤防工程勘测要求 580

5.4.4.1 对测量的要求 580

5.4.4.2 对地质勘察的要求 580

5.4.5 江河（湖）堤布置及设计计算 582

5.4.5.1 堤线布置 582

5.4.5.2 堤型选择 584

5.4.5.3 堤身设计 588

5.4.5.4 基础处理 609

5.4.6 海堤布置及设计计算 620

5.4.6.1 堤线布置 620

5.4.6.2 堤型选择 622

5.4.6.3 堤身设计 625

5.4.6.4 堤基处理 652

5.4.6.5 围海堵口工程设计 659

5.4.6.6 工程实例 664

5.4.7 堤防与各类建（构）筑物的交叉、连接设计 668

5.4.7.1 概述 668

5.4.7.2 基本资料收集 668

5.4.7.3 设计标准 668

5.4.7.4 穿堤建（构）筑物 668

5.4.7.5 跨堤建（构）筑物 670

5.4.7.6 工程实例 670

5.4.8 堤防工程的加固、改建与扩建 671

5.4.8.1 加固 671

5.4.8.2 改建 674

5.4.8.3 扩建 674

5.4.8.4 工程实例 674

5.4.9 安全监测 677

5.4.9.1 安全监测项目 677

5.4.9.2 监测设施的布置 678

5.4.9.3 监测方法及资料整理 678

5.5 河道整治建筑物设计 678

5.5.1 综述 678

5.5.2 河道治导线的确定 679

5.5.2.1 设计流量的确定 679

5.5.2.2 整治河宽的确定 682

5.5.2.3 治导线确定原则 682

5.5.2.4 治导线的绘制方法 682

5.5.3 河道整治建筑物的工程位置线的选择 683

5.5.4 河道整治建筑物对地质工作的要求 683

5.5.5 河道整治建筑物分类 683

5.5.6 建筑材料 684

5.5.7 整治建筑物设计 684

5.5.7.1 平顺护岸 684

5.5.7.2 丁坝 688

5.5.7.3 顺坝 691

5.5.7.4 沉排坝 692

5.5.7.5 桩坝 693

5.5.7.6 潜坝 697

5.5.7.7 锁坝 698

5.5.7.8 格坝 698

5.5.7.9 洲头分流坝 699

5.5.7.1 0杩槎坝 699

5.6 疏浚与吹填工程设计 699

5.6.1 疏浚工程 699

5.6.1.1 疏浚工程的任务、特点和方法 699

5.6.1.2 疏浚工程分类 700

5.6.1.3 疏浚断面设计 700

5.6.1.4 疏浚土的处理 700

5.6.2 吹填工程 701

5.6.2.1 吹填工程设计 701

5.6.2.2 吹填工程设计中应注意事项 703

5.6.3 土石方工程量计算 703

5.6.3.1 疏浚工程量计算 703

5.6.3.2 吹填工程量计算 703

5.6.4 主要施工机械设备的选用 704

5.6.4.1 挖泥船的分类 704

5.6.4.2 挖泥船的选择 704

5.6.4.3 疏浚土管道水力输送 705

5.6.4.4 辅助船舶的选配 707

参考文献 709

第6章 灰坝 715

6.1 贮灰场的类型和场址选择 715

6.1.1 贮灰场类型 715

6.1.1.1 按贮灰方式分类 715

6.1.1.2 按贮灰场地分类 716

6.1.2 贮灰场场址选择 716

6.1.3 贮灰场容积 716

6.2 灰坝设计标准和设计原则 717

6.2.1 湿式贮灰场灰坝的设计标准 717

6.2.2 干式贮灰场灰坝的设计标准 718

6.2.3 灰坝设计原则 718

6.3 工程勘测 719

6.3.1 概述 719

6.3.2 贮灰场勘测 719

6.3.2.1 初步可行性研究阶段岩土工程勘测 719

6.3.2.2 可行性研究阶段勘测 720

6.3.2.3 初步设计阶段勘测 721

6.3.2.4 施工图阶段勘测（详勘） 721

6.3.3 灰坝勘测 722

6.3.4 排水系统勘测 723

6.3.5 灰坝加高勘测 724

6.3.5.1 灰渣筑坝勘测 724

6.3.5.2 下游贴坡加高灰坝勘测 724

6.4 工程水文 725

6.4.1 洪水计算 725

6.4.1.1 中国水利水电科学研究院法 725

6.4.1.2 华东电力设计院法 728

6.4.2 调洪演算 730

6.4.2.1 调洪计算的基本方程式 731

6.4.2.2 试算法 731

6.4.2.3 简化三角形法 731

6.4.3 潮位计算 732

6.4.3.1 潮汐特性与特征潮位统计 732

6.4.3.2 潮位分析与计算 732

6.4.4 波浪计算 734

6.4.4.1 波浪及波浪要素 734

6.4.4.2 几种常用波高及其换算关系 735

6.4.4.3 波浪资料的分析与波浪计算 735

6.4.4.4 由气象资料计算波浪要素 736

6.4.4.5 波浪的浅水变形计算 737

6.4.4.6 规则波折射的数值计算法 739

6.5 灰渣特性 739

6.5.1 灰渣的工程特性 739

6.5.1.1 灰渣的化学成分 739

6.5.1.2 灰渣的物理性质 740

6.5.1.3 灰渣的压缩变形特性 742

6.5.1.4 灰渣的强度特性 743

6.5.1.5 灰渣的渗透特性 744

6.5.1.6 灰渣的动力特性 744

6.5.1.7 灰渣的压实特性 745

6.5.2 灰渣层的工程特性 747

6.5.3 压实干灰的工程特征 749

6.6 灰坝渗流计算 751

6.6.1 渗流计算方程和计算方法 751

6.6.2 灰坝渗流计算工况和计算要点 751

6.6.2.1 灰坝渗流计算工况 751

6.6.2.2 灰坝渗流计算要点 752

6.6.2.3 灰坝渗流计算内容 752

6.6.3 考虑渗透系数各向异性的灰坝渗流计算 752

6.6.4 具有组合排渗系统灰坝的渗流计算 753

6.6.5 渗透变形稳定性评价 756

6.7 灰坝抗滑稳定计算 756

6.7.1 抗滑稳定计算工况和安全系数 756

6.7.2 抗滑稳定计算方法 757

6.7.3 灰坝抗滑稳定计算实例 759

6.8 灰坝应力变形计算分析 761

6.8.1 静力和动力应力变形计算方法 761

6.8.2 地震液化评价方法 761

6.8.3 灰坝应力变形计算分析实例 762

6.9 灰坝设计 765

6.9.1 山谷湿灰场灰坝 765

6.9.1.1 山谷湿灰场灰坝设计特点 765

6.9.1.2 初期坝坝型选择应考虑的因素 765

6.9.1.3 初期坝坝型 765

6.9.1.4 初期坝坝体结构 768

6.9.1.5 初期坝坝体与坝基、岸坡、埋管的连接处理 770

6.9.1.6 初期坝坝基处理 770

6.9.1.7 子坝加高 770

6.9.1.8 灰渣排放运行要求 776

6.9.2 山谷干灰场灰坝 777

6.9.2.1 山谷干灰场的设计特点 777

6.9.2.2 山谷干灰场灰坝的组成 777

6.9.2.3 初期灰坝 777

6.9.2.4 压实灰渣坝体 780

6.9.3 滩涂灰场灰堤 781

6.9.3.1 滩涂灰场灰堤设计特点 781

6.9.3.2 堤顶高程 782

6.9.3.3 滩涂灰场灰堤设计 782

6.9.3.4 堤身填筑要求 784

6.9.3.5 滩涂灰场灰堤工程实例 784

6.9.4 平原灰场灰堤 786

6.9.4.1 平原湿灰场灰堤 786

6.9.4.2 平原干灰场围堤 787

6.10 防渗结构设计 788

6.10.1 土质防渗体 788

6.10.2 土工膜防渗体 789

6.10.2.1 土工膜及土工膜防渗 789

6.10.2.2 土工膜防渗工程实例 790

6.10.3 坝基防渗结构 791

6.10.3.1 高压喷射灌浆防渗墙性能和特点 791

6.10.3.2 高压喷射灌浆防渗墙的设计 791

6.10.3.3 高压喷射灌浆防渗墙的施工 792

6.10.3.4 高压喷射灌浆防渗工程实例 793

6.11 排渗结构设计 793

6.11.1 排渗结构型式与选择 793

6.11.2 灰坝坝体排渗结构 793

6.11.2.1 灰坝坝体排渗结构的基本要求 793

6.11.2.2 棱体排水的设计 793

6.11.2.3 贴坡排水的设计 794

6.11.2.4 褥垫排水的设计 794

6.11.2.5 组合排水体 795

6.11.3 预先设置的排渗结构 795

6.11.4 运行期设置的排渗结构 798

6.12 排水系统设计 803

6.12.1 湿式贮灰场排水系统 803

6.12.1.1 贮灰场排水系统型式 803

6.12.1.2 贮灰场排水系统布置 803

6.12.1.3 排水竖井 804

6.12.1.4 排水斜槽 805

6.12.1.5 排水管 805

6.12.1.6 消力池 805

6.12.2 干式贮灰场排水系统 806

6.12.2.1 山谷干式贮灰场排水系统 806

6.12.2.2 滩涂干灰场排水系统 807

6.12.2.3 平原干灰场排水系统 807

6.12.3 排水系统的水力计算 807

6.12.3.1 排水竖井的泄流计算 807

6.12.3.2 圆形排水管（隧洞）的水力计算 808

6.12.4 排水系统工程实例 808

6.12.4.1 谏壁电厂五期经山湿灰场排水系统 808

6.12.4.2 华能福州电厂湿灰场排水系统 808

6.12.4.3 蚌埠发电厂猫家洼干灰场排水系统 812

6.13 贮灰场环境保护设计 813

6.13.1 贮灰场的环境保护要求 813

6.13.1.1 贮灰场的主要环境问题 813

6.13.1.2 贮灰场渗漏特性 814

6.13.1.3 灰水的污染因子 815

6.13.1.4 贮灰场选址的环境保护要求 816

6.13.1.5 贮灰场设计的环境保护要求 816

6.13.1.6 贮灰场的运行管理环境保护要求 817

6.13.1.7 关闭与封场的环境保护要求 817

6.13.1.8 贮灰场污染物控制与监测 817

6.13.2 贮灰场地下水环保设计 817

6.13.2.1 贮灰对地下水环境的影响 817

6.13.2.2 贮灰场地下水环保设计 818

6.13.3 贮灰场大气环保设计 821

6.13.3.1 贮灰场大气环保控制标准 821

6.13.3.2 贮灰场大气环保设计 821

6.14 安全监测和巡视 822

6.14.1 一般规定 822

6.14.2 监测项目 823

6.14.3 灰坝渗流监测 823

6.14.4 灰坝变形监测 824

6.14.5 巡视检查 825

6.15 工程实例 825

6.15.1 谏壁电厂经山山谷湿灰场 825

6.15.1.1 概述 825

6.15.1.2 灰坝设计 825

6.15.2 锦州电厂山谷湿灰场 829

6.15.2.1 概述 829

6.15.2.2 灰坝设计 830

6.15.2.3 灰坝设计计算 831

6.15.3 阜阳电厂泉河河滩湿灰场 831

6.15.3.1 概述 831

6.15.3.2 灰堤设计 831

6.15.4 蒲城电厂山谷干灰场 832

6.15.5 湄州湾电厂海滩干灰场 833

6.15.5.1 概述 833

6.15.5.2 贮灰场条件 833

6.15.5.3 围堤设计 834

6.15.5.4 贮灰场防渗设计 835

6.15.5.5 贮灰场灰渣淋溶水处理 835

6.15.5.6 防止扬灰污染措施 836

6.15.6 华能玉环电厂海滩干灰场 836

6.15.6.1 概述 836

6.15.6.2 灰堤设计 836

6.15.6.3 灰场环境保护设计 838

6.15.6.4 原型观测 838

6.15.7 国电常州电厂河滩干灰场 838

6.15.7.1 概述 838

6.15.7.2 灰堤设计 839

参考文献 839