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1、第一章 总论水工建筑物：就是在水的静力或动力作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物。水利枢纽：多种水工建筑物组成的综合体。分类：1挡水建筑物2泄水建筑物3引水建筑物4整治建筑物5专门建筑物。引水建筑物包括取水建筑物和输水建筑物。水利枢纽“三大件”：挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物水工建筑物的特点（1）由于水的作用，建筑物的工作条件复杂（2）设计独特性（3）施工条件复杂（4）意义重大，失事后果严重河川水利枢纽对环境的影响：物理影响1.淤积和冲刷：上游：流速降低，泥沙淤积，下游：清水下泄，加大冲刷2.气候变化、诱发地震、边坡失稳。生态影响1.水库养鱼，但阻碍回游2.调蓄水量，但水温不一定适应
2、作物生长3.增加了传播疾病有利条件（钉螺、疟蚊）4.库水化学成分改变，影响生物5.大库影响气候变化6.大量淹没水利枢纽分等：水利部水利水电枢纽工程等级划分及设计标准规定，水利水电枢纽工程分为五等。山区、丘陵区部分划分依据为（1）总库容：校核洪水位以下库容（2）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积（3）灌溉面积（设计）（4）水电站装机。平原、滨海地区划分依据为（1）总库容：校核洪水位以下库容（2）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积（3）排涝面积（4）灌溉面积（设计）（5）供水城镇、工矿区（6）水电站装机水工建筑物分级：根据工程等别、建筑物在枢纽中的重要性（永久、临时），确定水工建筑物的级别。在
3、特殊情况下，可适当提高建筑物级别1-2级。（1）永久性建筑物枢纽工程运行期间使用的建筑物。主要建筑物失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益，如：坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房等。次要建筑物失事后对下游没有灾害或对工程效益影响不大，如导流墙作桥护岸等（2）临时性建筑物枢纽施工期间使用的建筑物，如：导流建筑物不同级别的水工建筑物不同的要求：不同级别的水工建筑物在规划、设计、施工管理方面的要求不同，级别越高，要求越高。主要表现为四个方面：抵御洪水的能力，结构的强度和稳定性，建筑材料，运行的可靠性。第二章 水工结构上的作用荷载分类：水工建筑物的荷载按随时间的变异可分为三类：永久作用（基本荷载）、
4、可变作用（基本荷载）、偶然作用（特殊荷载）。永久作用：建筑物及设备自重，地应力及围岩压力，土压力和淤沙压力，预应力可变作用：静水压力，动水压力，扬压力，水锤压力，浪压力，外水压力，风荷载，雪荷载，冰压力，冻胀力，活荷载，桥机和门机荷载，温度（变）作用，土壤孔隙水压力，灌浆压力偶然作用：地震作用，校核洪水位时的静水压力自重：建筑物（坝体）及附属永久设备的重量。是维持重力坝稳定的主要荷载，由坝的体积和材料重度计算确定。较大孔洞应扣除，永久固定设备的重量应计入。坝面水压力：包括静水压力、动水压力、浪压力。静水压力，按水力学原理计算，沿坝面积分，可分解成水平和垂直两部分。动水压力，溢流坝泄水，专门研究
5、确定，溢流坝挑流反弧段根据动量方程计算。假定反弧段起始和末端两断面的流速相等，可求得总水平分力和垂直分力。扬压力由两部分组成：下游水深产生的浮托力，上下游水头产生的渗透压力。土压力：主动土压力、被动土压力、坝前泥沙压力。主动土压力和被动土压力仅部分岸坡或挡土坝段出现，坝前泥沙压力仅在存在淤积的坝段出现。泥沙淤积高程随时间增加而增加，需要确定淤积年限（50100年）。由于逐年淤积，逐年固结，淤沙的容重和强度参数随时间而变，且随层而异，因此，计算困难。一般参照经验公式按土压力计算，斜面上的泥沙压力还应该考虑淤沙重力。浪压力：波浪遇坝反射，产生立波（超过浪高一倍）。首先计算浪高、波长、波浪中心线超出
6、静水面的高度。深水波和浅水波：深水波，当坝前水深大于半波长时，波浪运动不受库底的影响。浅水波，当坝前水深小于半波长而大于临界水深时，波浪运动受库底的影响，临界水深近似取为(3-5)倍半浪高。波峰所及高程决定坝高中要依据。冰压力：静冰压力，冬季水库表面结成冰盖，当气温升高时，冰层膨胀对坝面产生的挤压力。动冰压力，当冰盖破碎后发生冰块流动时，流冰撞击坝面而产生的冲击力。冰压力在高坝设计荷载中不起控制作用，特别是当水库操作频繁或冬季水位长期较低时，可忽略不计。但冰冻作用会破坏材料的耐久性。对低坝、闸墩、胸墙等结构，当冰层较厚或水库吹程不大时，是主要荷载，应予以考虑。地震作用：1地震惯性力，水工建筑物
7、抗震设计规范规定按拟静力法计算。在静力法（地震力等于建筑物的质量与设计加速度的乘积，加速度沿建筑物高度不变）的基础上，考虑到地震时建筑物发生变形，加速度沿其高度分布是不均匀的，参照动力计算结果，将加速度沿建筑物高度的分布用某种简化的图形（梯形或折线形）来代替，使计算结果更接近实际。2地震动水压力3地震土压力单一安全系数法：基本荷载：出现概率较大的荷载（坝体及其永久设备的自重，正常蓄水位或设计洪水位的静水压力，正常蓄水位或设计洪水位的扬压力，泥沙压力，正常蓄水位或设计洪水位的浪压力，冰压力，土压力，相应于设计洪水位的动水压力，其他出现机会较多的荷载）特殊荷载：出现概率较小的荷载（校核洪水位时的浪
8、压力，相应于校核洪水位的动水压力，地震荷载，其他出现机会很少的荷载，校核洪水位时的静水压力，校核洪水位时的扬压力）荷载组合有两种：基本组合（设计情况）水库处于正常运用情况下可能发生的荷载组合，由基本荷载组成。特殊组合（校核情况）水库处于非常运用情况下可能发生的荷载组合，由基本荷载+一种或几种特殊荷载组成。分项系数极限状态设计法：作用代表值：设计中用以验算极限状态所采用的作用量值，称为作用代表值。作用标准值是作用的基本代表值，是指设计基准期内可能出现的最大作用值。作用组合：当整个结构（包括地基和围岩）或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的功能要求时，称该特定状态为结构相应于该功能的极
9、限状态。从工程结构设计的实际需要出发，极限状态可划分为“承载能力极限状态”和“正常使用极限状态”两类。结构设计状况：1持久状况：在结构正常使用过程中一定出现且持续期很长，一般与结构设计基准期为同一数量级的设计状况；2短暂状况：在结构施工（安装）、检修或使用过程中短暂出现的设计状况；3偶然状况：在结构使用过程中出现概率很小、持续期很短的设计状况。作用组合一般分为基本组合与偶然组合两类。持久状况和短暂状况下的作用效应组合为称为基本组合，它仅考虑永久作用与可变作用的效应组合；偶然状况下的作用效应组合为偶然组合，它是永久作用、可变作用与一种偶然作用的效应组合。第三章 水工水力学问题和水力设计常用的消能
10、方式：底流水跃消能，挑流消能，戽斗或跌坎面流消能（三滚一浪）。底流消能：是在泄水重力坝的坝趾下游设置一定长度的护坦，使过坝水流在护坦上发生水跃，通过水流的旋滚、摩擦、撞击和掺气等作用消能，以减轻水流对下游河床和两岸的冲刷。底流消能原则上可用于各种高度的泄水坝以及各种河床的地质情况，特别适用于地质条件差，河床抗冲能力低的情况。底流消能运行可靠，下游流态也比较平稳，对通航和发电尾水影响较小，但土石方开挖量和混凝土浇筑量一般都较大，故当技术上有可能采用挑流消能时，底流消能方案在经济对比方面往往不利。面流消能：面流消能是利用溢流末端的鼻坎将主流挑至下游水面。在主流下面形成旋滚的水体。其流速低于表面，且
11、旋滚水体的底部流动方向指向坝趾，并使主流沿下游水面逐步扩散，不直接冲刷河床，达到消能防冲的目的。面流消能适用于下游水深较大，水位变幅较小，有漂木、排冰等要求的情况。面流消能主要靠表层主流波浪和底部旋滚的作用，消能效率不高，下游水面波动强烈。挑流消能挑流消能适用于水头较高，下游有一定水垫深度，基岩条件良好的情况。鼻坎挑流消能包括两个过程，一是空中消能，二是水垫消能。前者通过水舌在空中扩散、掺气、与空气摩擦消能，扩散越充分，掺气越多，消能效果越好；后者系水流跌入下游水中以后，形成强烈的旋滚区，并冲刷河床，但冲刷到一定深度，水流的余能便消耗于水滚的摩擦中，冲刷就不再继续加深。因此，下游水深愈大，对减
12、轻河床冲刷愈是有利；水头愈大射程愈远，对坝的安全愈有保证。由于挑流消能具有结构简单、工程投资省、检修施工方便等优点，所以大多数岩基上的高坝泄水都采用这种消能方式。挑流消能设计内容包括选择挑流鼻坎型式、反弧半径、鼻坎高程和挑射角，估算水舌挑射距离和冲刷坑深度等。型式：连续式鼻坎，差动式鼻坎。戽流消能：戽流消能是在溢流坝趾设置一个半径较大的反弧戽斗，促使下泄水流在戽内形成旋滚，主流挑向下游水面，形成一种“三滚一浪”的典型流态，即戽内的旋滚，戽后的底部旋滚，主流涌浪及其后的表面旋滚，利用旋滚的摩擦，混掺作用达到消能防冲的目的。戽流消能适用于下游尾水深的变幅较小，无排冰、漂木要求，且下游河床和两岸有一
13、定抗冲能力的情况。戽流消能的主要优点是工程量比底流消能小，冲刷坑比挑流消能浅，且不存在雾化问题。主要缺点是下游水面波动较大，易冲刷河岸，也不利于下游通航，底部旋滚可能将河床砂石带入戽内造成磨损。空化：溢流坝面在高速水流的作用下，由于外形轮廓设计不当或施工质量不好造成建筑物表面不平整，水流在贴近边界处可能产生负压，当水流中的压强低于饱和蒸汽压强时，便产生空化。空蚀：当空化水流运动到高压区时空泡就会破裂，这种破裂的过程极为短暂。但是，空泡溃灭时所产生的压力却很大，如果空泡溃灭靠近建筑物表面，则边壁会受到巨大的冲击力。这种冲击力超过结构表面材料颗粒的内聚力时，便发生剥离状的破坏，称为空蚀现象。减蚀措
14、施：合理设计过流体型，以改善水流流态，避免水流的分离、突变，使边界上不出现负压或者使负压较小，消除产生空穴的条件。提高过流表面的平整度，要求严格控制施工质量，如果由于施工原因造成表面的不平整凸体或凹坑，要进行认真的磨平、填平处理。采用工程措施，促使水流掺气减蚀，主要有挑坎掺气、跌坎掺气、掺气槽及坎槽结合等形式。提高过流表面材料的抗蚀性能，采用高标号混凝土、钢纤维混凝土、硅粉混凝土、环氧砂浆及各种聚合材料等。第四章 岩基上的重力坝重力坝的工作原理：稳定，依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水压力，以达到稳定的要求。应力，利用坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以
15、满足强度的要求。重力坝的特点1筑坝材料抗冲能力强，施工期可以利用较低的坝块或底孔导流。坝体断面形态适于在坝顶布置溢洪道和坝身设置泄水孔，一般不需要另设河岸溢洪道或泄洪隧洞。2结构简单，施工容易，有利于机械化施工。3对地形、地质条件适应性好，几乎任何形状的河谷都可以修建重力坝。对地基要求高于土石坝，低于拱坝及支墩坝。一般来说，具有足够强度的岩基均可满足要求，因为重力坝常沿坝轴线分成若干独立的坝段，所以能较好地适应岩石物理力学特性的变化和各种非均质的地质。4坝基面积大，扬压力的影响大，扬压力的作用会抵消部分坝体重量的有效压力，对坝的稳定和应力情况不利，故需采取各种有效的防渗排水措施，以削减扬压力，
16、节省工程量。5剖面尺寸大，内部压应力小，材料强度不能充分发挥。6体积大，水泥用量大，水化热高，散热差重力坝的类型：实体重力坝，宽缝重力坝，空腹重力坝，预应力重力坝，装配式重力坝重力坝的设计内容：总体布置，选择坝址、坝轴线和坝的结构型式，决定坝体与两岸其它建筑物的联接方式，确定坝体在枢纽中的布置。剖面设计，根据安全、经济和运用等条件，参照已建成类似工程的经验，通过必要分析计算，确定坝的剖面形态和轮廓尺寸。稳定分析验算，坝体在荷载作用下沿坝基面或地基中软弱结构面抗滑稳定的安全度，为剖面设计、地基处理和正常运行提供依据。应力分析，计算坝体和坝基在荷载作用下的应力和变形，判定大坝在施工期及运用期是否满
17、足强度和变形方面的要求。为其他设计(剖面设计、地基处理、结构布置、施工分缝等)提供依据。构造设计，根据施工和运用要求确定细部构造，包括坝体材料选择及分区，坝内廊道布置及排水、防渗措施以及坝体分缝等。地基处理，根据坝基的地质条件及受力情况，进行地基开挖、防渗、排水、加固及断层软弱带的处理等。泄水设计，包括溢流坝或泄水孔的孔口尺寸、体形、消能防冲及运行控制设计等。监测设计，研究大坝在各种荷载和环境影响下的工作状态，对工程质量和建筑物的安全条件作出判断，以便采取相应的措施，保证运行安全可靠和提高经济效益。包括坝的内部和外部的观测设计。制定大坝的运行、维护和监视等方面的要求及规则。施工设计，大坝的施工
18、方法和施工组织设计。重力坝破坏模式：坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，包括沿坝与基岩接触面的滑动以及沿坝基岩体连续软弱结构面产生的深层滑动；在荷载作用下，上游坝踵以下的岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游岩体受压发生压碎区而引起倾倒滑移破坏。抗滑稳定计算：可见，滑动面倾向上游时，对坝体抗滑稳定有利；倾向下游时，对坝体稳定不利。在进行坝基开挖时，应尽量考虑这一影响。提高抗滑稳定性的措施：1将坝的迎水面做成倾斜或折坡形，利用坝面上的水重来增加坝体的抗滑稳定。适用于坝基摩擦系数较小的情况。过缓的坡度容易导致上游面出现拉应力（1：0.11：0.2）。2将坝基面开挖成倾向上游的斜面，增加抗滑力。但会增加开挖
19、量。也可将坝基面开挖成若干段倾向上游的斜面，形成锯齿状，增加抗剪能力。3利用地形、地质特点，在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙，增加抗力。有的采用大型钢筋混凝土抗滑桩。4采用有效的防渗排水或抽水措施，降低扬压力。5利用预加应力提高抗滑稳定性，如预应力锚索加固。岸坡坝段：可采用灌浆封闭横缝，限制其侧向位移；将岸坡开挖成高差不大、宽度足够的平台，增加侧向抗滑力。应力分析的材料力学法：假定坝体水平截面上的垂直正应力呈直线分布，可按材料力学的偏心受压公式计算。结果在坝体上部2/33/4坝高范围内较准确，靠近坝基部分不能反映地基对坝体应力的影响，复杂部位也不能反映应力状态。当上游坝面倾斜时n0，即使，但如，
20、上游面主应力仍会成为拉应力。因此重力坝的上游坝面坡率n一般很小乃至为零，以防上游坝面出现主拉应力。重力坝受力特点：在空库时，坝踵处压应力最大，坝趾处压应力最小，甚至出现拉应力。在满库时，坝趾处压应力最大，坝踵处压应力最小，甚至出现拉应力。非荷载因素对坝体应力的影响：1地基变形对坝体应力的影响：坝体和基岩的弹性模量之比在12的范围内较合适。2地基不均匀对坝体应力的影响，上游坝踵地基刚度较大，可能产生拉应力；相反，下游坝趾地基刚度较大，有利于改善坝踵应力。宜将下游坝趾布置在较坚硬的岩石上。3施工纵缝对坝体应力的影响，当n=0，即上游为铅直坝面时，不考虑纵缝与考虑纵缝的自重应力基本相同；当n0上游坝
21、面为正坡时，考虑纵缝时上游坝踵的自重应力减小了，与水压力引起应力叠加的结果，使坝踵处应力状况明显恶化，可能发生拉应力。因此上游坝坡不宜过缓；当nt封时：坝体膨胀，坝轴线伸长，使坝体向上游变形，拱端上游侧和拱冠下游侧受压，产生的弯矩和剪力的水压影响相反，轴力与水压影响相同。当tt封时：坝体收缩，坝轴线缩短，使坝体向下游变形，拱端上游侧和拱冠下游侧受拉，产生的弯矩和剪力的水压影响相同，轴力与水压影响相反。结论：温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利地基变形计算：延长坝高法：延长坝高法是设想坝体向基础延伸一定距离后，认为想象中的坝底固结在刚性地基上，利用坝体延长段的变位来近似的反映原来的弹性地基的变
22、位。经过上述延长处理后的拱坝，可以按刚性地基上的拱坝进行分析，从而使分析工作大为简化。伏格特法：用伏格特法计算基础变位有如下几个基本假定：1础变位与建基面形状无关，即将坝体与基岩的接触面（建基面）沿弧线展开摊平后的不规则平面用一个当量矩形ab来代替，且假定ab为均质各向同性半无限体的表面.2假定坝基某一单元面积（T1）在坝底力系P（广义荷载）的作用下所产生的位移与矩形ab面积上作用的均布荷载P（广义荷载）所产生的平均位移值相等，并认为ba=b/a，其中a即为所取计算单元处的坝体厚度T纯拱法a.单独用于拱坝设计b.用于拱梁法中分配给拱的荷裁求拱的内力。纯拱法将拱坝视为由一系列各自独立，互不影响的
23、水平拱圈所组成。它们承担作用在拱坝上的全部荷载，并将每层拱圈均简化为结构力学中的弹性固端拱进行计算。拱冠梁法：只取拱冠处一根悬臂梁，根据各层拱圈与拱冠梁交点处径向变位一致的条件求得拱梁荷载分配，且拱圈所分配到的径向荷载从拱冠到拱端为均匀分布，认为拱冠梁两侧梁系的受力情况与拱冠梁一样。因该法仅计入径向变位，故温度荷载引起的拱圈变形由拱圈单独承担，但该变形能影响水平荷载的分配；按拱冠梁与各层拱圈相交处径向位移一致的条件，可建立拱梁径向位移一致协调方程组。梁的径向变位系数aij的计算易产生滑动的节理走向及倾角：坝肩稳定分析：评价坝肩稳定的方法有二类：数值计算法:包括刚体极限平衡法（如刚性块法、分块法
24、、赤平投影法等）和有限元法；模型试验法:包括线弹性结构应力模型试验和地质力学模型试验。改善拱座稳定的措施：a.对不利的节理等进行有效的冲洗和固结灌浆，以提高其抗剪强度。b.加强坝肩岩体的灌浆和排水措施，减少岩体的渗透压力。c.将拱端向岸壁深挖嵌进，以扩大下游的抗滑岩体，也可避开不利的滑裂面。这种做法对增加拱座的稳定性较有效。d.改进拱圈设计，如采用三心拱、抛物线等形式，使拱端推力尽可能趋向正交于岸坡。e.如拱端基岩承载能力较差，可局部扩大拱端或设置推力墩。双曲拱坝的倒悬是怎样形成的？如何处理拱坝过大的倒悬度？因上下层拱圈半径或中心角的变化，容易形成上层坝面突出下层坝面，即产生倒悬，以两岸最为明
25、显。使靠近河岸坝段上游面维持直立，而河床中部坝段俯向下游；使河床中部坝段直立，而河岸坝段向上游倒悬，此时在上游侧加设临时的混凝土支撑或通过开挖做成基础支持；协调前两种方案，使河床坝段稍俯向下游，河岸坝段稍向上游倒悬拱坝的应力标准如何？为什么重力坝要严格限制坝面产生的拉应力，而拱坝允许相当可观的拉应力？容许压应力等于混凝土极限抗压强度除以安全系数，对于基本荷载，1、2级坝的安全系数为4.0，3级拱坝的安全系数采用3.5；对于非地震情况的特殊组合，1、2级坝的安全系数为3.5，3级拱坝的安全系数采用3.0；当考虑地震荷载时，混凝土的容许压应力可比静荷载情况适当提高，但不超过30%；容许拉应力，对于
26、基本荷载不大于1.2MPa，对于非地震情况特殊荷载组合，不大于1.5MPa。当考虑地震荷载时，其处理原则同容许压应力拱坝属于高次超静定结构，且混凝土抗压强度较高，拱坝断面设计常受拉应力控制，拉应力较大的部位常在拱冠梁的上游面坝底处，实际上这个部位的梁向拉应力并非最危险，因为梁向拉应力大时可自行调整给拱结构。拱冠梁法分析拱坝应力时，自重荷载由拱还是梁承担？对于分块浇筑的混凝土拱坝，坝体自重由梁单独承担，且不影响水平荷载；对整体砌筑的浆砌石拱坝或边浇筑边封拱的混凝土拱坝，由梁单独承担，但能通过拱冠梁各断面在其作用下所产生的径向位移来影响水平荷载分配第七章 土石坝土石坝的特点：优点：就地取材。适应地
27、基变形的能力强，对地基的要求比混凝土坝低。施工方法灵活性大。结构简单，便于维修和加高。缺点：坝顶不能溢流，坝身不便开孔泄洪，需另设岸边溢洪道。施工导流不如混凝土坝便利，需另设溢洪道宣泄施工期洪水。坝体断面大，工程量相应增大。坝体防渗设施：1人工材料防渗体：沥青砼，钢筋砼，土工膜2土质防渗体a土质心墙位置：位于坝体中央或稍偏上游；材料：透水性很小的粘土或壤土；厚度：自上而下逐渐加厚，底部厚度不宜小于水头的1/4，顶部的水平宽度不宜小于3m；高程：顶部在静水位以上的超高，在正常运用情况下不小于0.30.6m，非常运用情况下不得低于非常运用的静水位；预留竣工后沉降超高。坡度：1：0.151:0.3土
28、质心墙施工时应注意：顶部应设砂性土保护层，防冰冻；施工时心墙的上升高度一般略高于坝壳，在铺筑时，心墙上下游应留有余量，待两侧削坡后再填筑过渡层及坝体；心墙与上下游坝体之间应设反滤层起反滤和排水作用。b土质斜墙位置：位于坝体上游面；厚度：底部水平厚度应满足抗渗稳定的要求，不宜小于水头的1/5；高程：顶部在静水位以上的超高，在正常运用情况下不小于0.60.8m，非常运用情况下不得低于非常运用的静水位；预留竣工后沉降超高。坡度：外坡根据稳定计算决定，内坡视坝体材料及施工情况决定，若坝体为砂砾石，内坡一般不陡于1：2土质斜墙施工时应注意：上游应设保护层，防冰冻，应分层碾压；施工时坝体施工不受斜墙限制，
29、可先行施工；斜墙下游面应设置反滤层。c斜心墙比较土质心墙、斜墙、斜心墙：施工干扰问题；工程量；拱效应；对变形的敏感性、抗震性能d粘土铺盖位置：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，末端长度：一般为水头的46倍坝体排水设备：主要作用：降低坝体浸润线及孔隙压力，改变渗流方向，增加坝体稳定；防止渗流逸出处的渗透变形，保护坝坡和坝基；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。影响因素：坝型、地基条件、下游水位、气候、材料及施工条件。组成：坝体排水设备由砾石、块石或排水管做成的排水体和由数层粒径沿渗流方向逐渐增大的砂砾料做成的反滤层两部分组成。
30、主要形式（1）贴坡排水位置：设在下游坝坡底部。作用：防止渗透破坏，保护下游坝脚，但不能降低浸润线。要求：由12层堆石筑成，在石块与坝坡间应设反滤层。顶部应高出浸润线逸出点并高于下游最高水位1.52.0m，并应超过波浪沿坡面的爬高。适用条件：适用于中小型下游无水的均质坝以及有良好防渗体而坝内浸润线较低的中等高度土石坝。（2）棱体排水位置：在下游坝脚处设排水棱体。作用：可降低浸润线，并可防止坝坡冻胀破坏和渗透变形，保护下游坡脚。要求：顶部高程应超出下游最高水位0.51.0m，应大于波浪沿坡面的爬高。在排水与坝体及坝基之间应设置反滤层。排水棱体其内坡约为1：11：1.5，外坡约为1：1.51：2。顶
31、部宽度不小于1m。适用条件：适用于下游有水的情况。（3）褥垫排水位置：用块石平铺在下游的坝基面上，并用反滤层包裹。作用：下游无水时可有效降低浸润线，并有助于坝基排水。要求：伸入坝体的长度不超过1/31/4的坝体宽度，一般向下游做成0.0050.01的坡度，厚度一般为0.40.5m。适用条件：适用于下游无水或下游水位很低的情况。（4）综合式排水竖式排水位置：顶部通到坝顶附近，底部与坝底水平排水层连接。作用：有效降低坝体的浸润线，并防止渗透水在坝坡出逸。适用条件：适用于均质坝和下游坝壳由弱透水材料填筑的土石坝，宜优先选用竖式排水，其底部可用褥垫排水将渗水引出。坝的反滤层应符合下列要求：使被保护土不
32、发生渗透变形；渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流；不致被细粒土淤塞失效；在防渗体出现裂缝的情况下，土颗粒不会被带出反滤层，能使裂缝自行愈合。护坡1上游护坡：作用：主要是防止风浪淘刷厚度：其厚度选择时应考虑波浪因素材料：砌石、堆石、混凝土或钢筋混凝土、沥青混凝土等护坡范围：从坝顶至水库最低水位以下1.52.5m。下游护坡：作用：防止雨水冲刷、干裂、动物破坏及下游有水部位的波浪、冰冻和水流作用2下游护坡：材料：砌石、堆石、碎石、草皮、钢筋混凝土框格填石等护坡范围：坝顶至排水棱体，无排水棱体时护至坡脚均质坝对土料的要求(1)强度指标、c较大；(2)渗透系数k较小，10-4cm/s；（3)要有一
33、定的塑性：塑性指数Ip=L-P=717；能适应坝基变形而不会产生裂缝；(4)有机杂质含量（按质量计）5%；(5)土质：绝大多数采用粘性土。防渗体对土料的要求(1)渗透系数k较小，10-5cm/s；抗渗性(2)有较好的塑性适应坝体及坝基变形(3)有机质含量按质量计2%，水溶盐含量按质量计3%，有良好级配；(4)浸水和失水时体积变化较小；(5)土质：粘粒含量（粒径103k防渗体。经过防渗体后，迅速降低浸润线；(3)有良好级配：级配连续；不均匀系数=d60/d1030 100；(4)土质：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等），料场开采的石料、开挖的石渣。排水、反滤层对土石料的要求（1）质地致
34、密，抗水性和抗风化性满足要求（2）具有要求的级配（3）具有要求的透水性（4）反滤料和排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含量应不超过5%（5）材料：反滤料应尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工砂和碎石；3级低坝经过论证可采用土工织物作为反滤层。土石坝渗流分析的任务1确定坝体浸润线及其下游逸出点的位置，绘制坝体和坝基内的流网图；为稳定分析、应力应变分析及排水设备选择提供依据；2确定坝体与地基渗流量；用于估计水库渗漏损失并校核坝的排水尺寸；3确定在下游坝坡或地基出逸处的渗透坡降以及不同土层之间的渗透坡降；用于验算抗渗稳定性；4确定库水位骤降时上游坝壳内浸润线位置获孔隙水压力；供上游坝坡稳定分析用;5确定坝肩的等势线、渗流量和渗透坡降。渗透变形：土石坝及其地基在渗流的物理作用和化学作用下发生土体颗粒流失的局部破坏现象称渗透变形。（1）管涌:渗流作用下不均匀无粘性土中细颗粒从孔隙通道中的连续移动和带出；管涌可能发生的部位：非粘性土的渗流逸出点和进入排水处；（2）流土:渗流作用下，土体的同时浮起或流失；流土发生的部位：多发生粘性土坡和颗粒较均匀的非粘性土坡中；（3）接触冲刷:顺着两种土壤的接触面的渗流对接触面颗粒的冲刷；（4）接触流失:渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的
