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南昌工程学院本科毕业设计
1 垂直防渗
1） 明挖回填截水槽； 2） 混凝土防渗墙； 3） 灌浆帷幕；
4） 上述两种或两种以上形式的组合。 2 上游防渗铺盖 3 下游排水设备及盖重 1） 水平排水垫层； 2） 反滤排水沟； 3） 排水减压井； 4） 下游透水盖重；
5） 反滤排水沟及排水减压井的组合。 4 经过论证的其他有效措施
本设计“上防”采用在趾板中部进行帷幕灌浆防渗，孔距1.5m，平均孔深为30m。“下排”采用排水减压井措施，由于采用的是堆石坝，粒径较大，可以满足自身排水，不用设排水层，在渗流出口处设排水棱体。 3.5.2 坝体排水设计 1. 坝体排水的作用
坝体排水的作用是:控制和引导渗流，降低浸润线，加速孔隙水压力消散，防止渗流逸出处土的渗流破坏，增强坝的稳定性，在寒冷地区，可保护下游坝坡免遭冻胀破坏。坝体排水要有充分的排水能力，并设有反滤层以保护坝体和坝基土。坝体排水宜便于观测和检修。
2. 坝体棱体排水选用
常用坝体排水有以下几种形式：棱体排水、贴坡排水、坝内排水以及综合式排水。 1、棱体排水：可降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护下游坝脚不受尾水淘刷，且有支持坝体增加稳定性的作用，工作可靠，便于观测和检修，适宜下游有水的情况。棱体排水是一种可靠的、被广泛采用的排水设施。
2、贴坡排水：若当地石料较少，可采用坝趾贴坡排水。贴坡排水是用一两层堆石或砌石加反滤层直接铺设在下游坝坡表面，不伸入坝体的排水设施，又称表面排水。贴坡排水能防止渗流逸出处土体发生渗流破坏，构造简单，用料简单，施工方便，易于检修，但不
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第三章 大坝设计
能降低浸润线。常用于中小型工程下游无水的均质坝或是浸润线位置较低的中等高度坝。
3、坝内排水：包括褥垫排水层、网状排水带、排水管、竖式排水体等坝内排水设施。褥垫排水能有效地降低浸润线，有助于坝基排水，加速粘土地基的固结，并可节省石料，但不便于观测和检修。褥垫排水周围应有反滤层，以保护坝体和坝基的土体。为了节省石料，可采用纵向和横向排水带组成网状排水，平行于坝轴线的纵向排水带可替代褥垫排水伸入坝体上游端部位置。但褥垫排水对不均匀沉降适应性差，易断裂，且难以检修，当下游水位高于排水设施时，降低浸润线的效果将显著降低；网状排水施工麻烦，而且排水效果较褥垫排水差。
4、组合式排水：有时常根据具体情况将几种不同型式的排水组合在一起成为综合式排水，以兼取各型式的优点。
由于本地区石料比较丰富，再综合上述比较，决定采用堆石棱体排水比较适宜，另外采用棱体排水可以降低坝体浸润线，防止坝坡冻涨和渗透变形，保护下游坝址受尾水淘刷，并可支撑坝体，增加下游坝坡的稳定性，工作可靠，便于观测和检修，适宜下游有水的情况。根据规范（SL274—2001）第5.7.7条：棱体排水顶面高程应高出下游最高水位，超出高度，1级、2级坝应不小于1.0m，3级、4级和5级坝应不小于0.5m，并应大于波浪沿坡面的爬高。此坝为三级坝，故棱体顶部高程应超出下游最高水位不小于0.5m.故此处设计为超出下游最高水位1.0m。棱体顶宽根据施工条件及检查观测需要确定，但不宜小于1.0m，取为2.0m。棱体内坡根据施工条件决定，一般为1:1.0～1:1.5,取为1:1.5，外坡一般为1:1.5～1:2.0，取为1:2.0。棱体与坝体以及土质地基之间设置反滤层。 3.5.3 反滤层和过滤层
按照规范（SL274—2001）第5.6.1条：坝的反滤层必须符合： 1.被保护土不发生渗透变形；
2.渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流； 3.不致被细粒土淤塞失效的要求进行反滤层设计。
根据照规范（SL274—2001）5.6.10条：土石坝的过渡层应具有协调相邻两侧材料变形的功能，混凝土面板堆石坝的垫层和堆石之间，沥青混凝土心墙和坝壳之间均应设过渡层。土质防渗体分区坝是否设过渡层应根据防渗体和坝壳材料特性及反滤层厚度综合研究确定。根据照规范（SL274—2001）5.6.11条:土质防渗体分区坝坝壳为堆石时，过渡层应采用连续级配，最大粒径不宜超过300mm，顶部水平宽度不宜小于3.00m，采用等厚度或边厚度均可。本设计过渡层采用连续级配，最大粒径小于300mm，采用等厚度。
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3.5.4 筑坝材料选择与填筑要求
筑坝土石料和土工试验分别按照SL251－2000《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》和SL267－1999《土工试验规程》的有关规定，查明坝址附近各种天然古料的性质，储量和分布，以及枢纽建筑物开挖料的性质和可利用性。
根据：
1.具有或经加工处理后具有与其使用目的相适应的工程性质，并具有长期稳定性。 2.就地、就近取材，减少弃料，少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖料的利用；
3、便于开采、运输和压实三项原则选择筑坝土石料。
C1料场，C2料场， C5料场，C6料场的砂砾料颗粒级配汇总表见表1-8，砂砾料场物理力学试验成果表见表1-9。
C3料场，C4料场土料基本性质试验成果见表1-9，土料化学分析成果表见表1-10。 其中：C1料场距水库大坝4.5公里，储量约20.5万m3，C2料场距水库大坝5.5公里，储量约94.5万m3，C5料场距水库大坝6.5公里，储量约132万m3，C6料场距水库大坝5公里，储量约100万m3，C3料场距水库大坝3公里，储量约88.2万m3，C4料场距水库大坝5.5公里，储量约28.8万m3。
表3-5 各料场储量
料场 储 量（104 m3） C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 20.5 94.5 88.2 28.8 132 100 5 3.5.5 土料的储量
筑坝石料本着就地取材和就近取材的原则。经勘察各料场储量见表3-5 ，列出了各种填筑工程量。可以看出料场储量大于设计填筑工程量2倍以上，筑坝材料贮备丰富。 3.5.6 土料场的选择
根据规范《碾压与土石坝设计规范 SL274－2001》4.1.5条规定：防渗土料应满足下列要求：
1.渗透系数：均质坝不大于不大于1×104cm/s ，心墙和斜墙不大于1×105cm/s。
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第三章 大坝设计
2.水溶盐含量（指易溶岩和中溶岩，按质量计）不大于3% 3.有机质含量（按质量计）不大于2% 4.有较好的塑性和渗透稳定性 5.浸水与失水时体积变化小。
通过表1-10、表1-11可知，防渗土料可选用C3料场。 3.5.7 坝壳料场的选择
由C1、C2、C5、C6料场的筑坝砂砾料颗粒级配汇总表及筑坝砂砾料物理力学试验成果表可以看出，各料场的φ值均达到240以上，可满足要求。不均匀系数均大于5。曲率系数只有C6料场为2.58在1~3之内。所以只有C6料场的级配是良好的。且C6料场的储量满足坝壳填筑工程量要求，可做为主堆石区。其余填筑料在C1、C2、C5料场及爆破料中选择，做为次堆石区。
经分析，C6料场级配优于C1、C2、C5料场，且储量满足坝壳填筑工程量，故选择C6料场做为坝壳填筑料场，做为主堆石区，其余C2料场的料填筑在两侧。 3.5.8 填筑标准设计
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001 4.2.3条：三级坝粘性土的压实度应符合96%－98%的要求，取压实度为0.98，设计干密度指标见表3-6。
表3-6 设计密度指标
料场 C3 击实最大干密度（g/cm3） 1.65 设计干密度（g/cm3） 1.62 设计含水量（%） 施工填筑含水（%） 21.0 19－24 设计干密度以击实最大干密度乘以压实度求得，击实最大干密度取各个土样标准击实试验的击实最大干密度的算术平均值。
筑坝土料的设计含水量取各土样最优含水量的算术平均值，施工填筑含水量应按设计含水量控制，其上下偏差不宜超过－2%~+3%，其值根据土料性质、填筑部位、施工工艺和气候条件等因素进行选择。
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