小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范(征求意见稿)

ICS×××××

P××××

备案号：

中华人民共和国水利行业标准

SL189－20××

替代SL189-96

小型水利水电工程

碾压式土石坝设计规范

Design specification for rolled earth—rock fill dams

In small size water resources and

Hydroelectric engineering

（征求意见稿）

（仅供征求意见，请勿引用）

20XX- XX－XX发布 20XX - XX－XX实施

中华人民共和国水利部 发布

前 言

本规范是根据水利部水利水电规划设计总院“关于开展《水土保持工程调查勘查规程》

等32项标准编制工作的通知”（水总科[2009]1028号）要求，按照《水利技术标准编写规

定》（SL1-2002），对原《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）进行修订。

本次修订拟对原《导则》的八个章节保留并逐章补充、修订；同时，根据《水利技术标

准编写规定》、结合近年来我国已建水库工程需要进行扩建和加高的现实，新增加了“主要术

语”、 “坝体加高与加固”两个章节。

《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》共10章 条、1个附录，主要包括以下

内容：

——规定了规程编制目的和适用范围；

——对坝址、枢纽布置、坝型选择以及应遵循的原则作了规定；

——对填筑材料的选择原则及填筑标准作了规定；

——规定了坝体结构设计、基础处理的工作内容、原则及要求；

——规定了坝体设计中的计算内容、方法及要求；

——规定了坝体加高、加固的原则、方法与要求；

——附录部分对波浪和护坡的计算等做了规定。

本标准为全文推荐。

本标准所替代标准的历次版本为：《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》

——SL189—96

本标准批准部门：

本标准主持机构：

本标准解释单位：

本标准主编单位：

本标准出版、发行单位：

本标准主要起草人：

1 总则.......................................................................2

2 主要术语、符号.............................................................3

2.1 术语.............................................................................3

2.2 主要符号.........................................................................4

3 坝址选择及枢纽布置.........................................................6

3.1 坝址选择.........................................................................6

3.2 枢纽布置.........................................................................6

4 坝型选择...................................................................8

5 筑坝材料及填筑标准........................................................10

5.1 筑坝材料........................................................................10

5.2 填筑标准........................................................................11

6 坝体结构..................................................................13

6.1 坝体分区........................................................................13

6.2 坝顶超高........................................................................13

6.3 坝顶构造........................................................................14

6.4 坝坡............................................................................14

6.5 防渗体..........................................................................14

6.6 反滤层及过渡层..................................................................15

6.7 坝体排水........................................................................16

6.8 护坡............................................................................17

6.9 坝面排水........................................................................18

6.10坝体与地基和岸坡的连接...........................................................18

7 坝基处理..................................................................20

7.1 一般要求........................................................................20

7.2 砂砾石透水基础防渗和排水设施....................................................20

7.3 易液化土地基处理................................................................22

7.4 软土地基处理....................................................................22

7.5 湿陷性黄土地基处理..............................................................23

7.6 岩石基础中不良地质现象处理......................................................23

8 土石坝的计算..............................................................24

8.1 渗流计算........................................................................24

8.2 稳定计算........................................................................25

8.3 沉降计算........................................................................27

9 坝体加高与加固............................................................29

9.1 坝体加高........................................................................29

9.2 坝体加固........................................................................29

10 安全监测设计.............................................................31

附录A.......................................................................32

A.1波浪计算..........................................................................32

A.2护坡计算..........................................................................37

本标准用词说明................................................................1

1.0.1为规范小型水利水电工程碾压式土石坝的设计，达到工程安全、经济合理和技术先进

的要求，特制定本规范。

1.0.2本规范适用于按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）中的有关规定确

定的4、5级，且坝高小于30m的小型碾压式土石坝的设计。设计洪水按照（SL252-2000）

中的相关规定确定。

小型土石坝的坝高应从坝体防渗体（不含混凝土防渗墙、灌浆帷幕、截水槽等坝基防渗设施）

底部或坝轴线部位的建基面算至坝顶（不含防浪墙），取其大者。

1.0.3小型土石坝的设计，应在尊重科学的基础上，充分吸取已有工程的经验，努力提高设

计水平，使设计符合客观实际。

1.0.4对坝址、库区及料场应进行测量、地质调查及勘探试验工作。对于构造简单的岩基，

可由地质人员进行查勘，提出地质报告。对于复杂的岩基和覆盖层应查明坝址区的工程地质

条件。

1.0.5小型土石坝枢纽工程应进行水文、气象调查，作好水文分析和水利计算。如工程所在

的河流缺少实测资料，可利用当地的《水文图集》和《水文手册》，求出不同频率的年径流

和年内分配，不同历时暴雨量、洪峰流量、洪量及洪水过程线等。有条件的还要调查库区的

历史洪水。

1.0.6 本规程引用标准主要有：

《水利水电工程地质勘察规范》GB50487-2008

《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）

《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；

《混凝土面板堆石坝设计规范》（SL228-98）

《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）

《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225-98

《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）

1.0.7小型水利水电工程碾压式土石坝的设计，除应遵守本规范外，还应符合现行的国家、

行业标准中的有关规定。

2 主要术语、符号

2.1 术语

2.1.1 碾压式土石坝 rolled earth-rock dam

将土石料分层填筑并碾压而成的坝。

2.1.2 均质土坝 homogeneous earth dam

坝体断面不分防渗体和坝壳，绝大部分由一种土料填筑的坝。

2.1.3 土质材料防渗体分区坝 soil impervious zoned earth dam

坝体断面由土质防渗体及若干透水性不同的土石料分区构成，可分为心墙坝、斜心

墙坝、斜墙坝以及其它不同形式的土质防渗体分区坝。

2.1.4 非土质材料防渗体坝 none-soil impervious zoned earth dam

防渗体由混凝土、沥青混凝土或土工膜组成，而其余部分由土石料构成的坝。防渗

体在上游面的称为面板坝，在坝体中央的称为心墙坝。

2.1.5 溢流土石坝 overflow earth-rock dam

坝顶及下游坝坡设耐冲刷的护面、允许经坝顶及下游坝面过水的土石坝。

2.1.6 无粘性土 cohesionless soil

粘粒（粒径小于0.005mm）含量（质量）不大于3%、塑性指数不大于3、颗粒间不

具有粘结力的土。

2.1.7 砾石土 gravelly soil

含有碎石、砾、砂、粉粒、粘粒等组成的宽级配土。有冰碛的、风化的和开挖的风

化岩石或软岩经碾压后形成的及人工掺合的各种砾石土。

2.1.8 膨胀土 expansive soil

富含亲水矿物并具有明显吸水膨胀与失水收缩特性的高塑性粘土。

2.1.9 分散性粘土 dispersive clay

遇水尤其是遇纯水容易分散，钠离子含量较高，大多为中、低塑性的粘土。

2.1.10 软粘土 soft clay

天然含水率大，呈软塑到流塑状态，具有抗剪强度低，压缩性大，透水性小，灵敏度

高的粘土。一般采用以下标准评定：液性指数IL≥0.75；无侧限抗压强度qu≤50kPa；标准

贯入击数N63.5≤4；灵敏度St≥4。

2.1.11 有机质土 organic soil

含有一定量有机质呈浅灰至深灰色，有臭味，压缩性高的粘土或粉土。按有机质含量

Q的大小可细分为有机质土（5%≤Q≤10%）、泥炭土（（10%≤Q≤60%）和泥炭（Q≥60%）。

2.1.12 湿陷性黄土 collapsible loess

主要由粉粒组成，呈棕黄或黄褐色，具有大孔隙或垂直节理特征，遇水产生自重湿陷

的土，称自重湿陷性黄土，不产生自重湿陷性的黄土称为非自重湿陷性黄土。

2.1.13 红粘土 laterite

石灰岩或其他溶岩经风化后形成的富含铁铝氧化物的褐红色粉土或粘土。

2.1.14 喀斯特（岩溶） karst

可溶性岩层被水长期溶蚀而形成的各种地质现象和形态。

2.1.15 硬岩 hard rock

饱和无侧限抗压强度大于等于30MPa的岩石。

2.1.16 软岩 weak rock

饱和无侧限抗压强度小于30MPa的岩石。

2.1.17 流土 soil flow

在渗流作用下，局部土体表面隆起、顶穿或粗细颗粒同时浮动而流失的现象。

2.1.18 管涌 piping

土体中的细颗粒在渗流作用下从骨架孔隙通道流失的现象。

2.1.19 接触冲刷 erosion on contact surface

渗流沿着两种渗透系数不同土层的接触面流动时，沿层面带走细颗粒的现象。

2.1.20 接触流失 soil flow on contact surface

渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层流动时，将渗透系数较小的土层中的细颗

粒带入渗透系数较大的土层中的现象。

2.1.21 不连续级配土 gap-graded soil

由于土中缺乏某一范围的粒径而使粒径分布曲线上出现台阶的土。

2.1.22 压实度 degree of compaction

填土压实的干密度相应于试验室标准击实试验所得最大干密度的百分率。

2.1.23 相对密度 relatine density

无粘性土处于最松状态的孔隙比与天然状态孔隙比之差和最松状态孔隙比与最紧密

状态孔隙比之差的比值。

2.2 主要符号

A——坝顶的安全加高（m）；

R——风浪沿着坝爬的最大爬高（m）；

Y——坝顶在静水位以上的超高（m）；

Dr——无粘性土的相对密度；

D15——反滤料粒径，小于该粒径的土重占总土重的15%；

d85、d15——被保护土的粒径，小于该粒径的土重占总土重的85%、15%；

e——孔隙比；

IL——土的液性指数；

IP——土的塑性指数；

J——渗透坡降；

k——渗透系数（cm/s）；

n——土的孔隙率（或堆石体的孔隙率）

N63.5——标准贯入击数；

τ——土体的抗剪强度；

； Cu、øu ——直接快剪强度指标（或三轴不排水剪总强度指标）

C′、ø′——直接慢剪强度指标（或三轴排水剪总强度指标）；

； Ccu、øcu ——直接固结快剪强度指标（或三轴固结不排水剪强度指标）

σ ——法向总应力；

σ′——法向有效应力；

σ0′——库水位降落后的法向有效应力；

u ——孔隙压力；

γd——干密度；

S ——总沉降量；

η——土体的不均匀系数。

3 坝址选择及枢纽布置

3.1 坝址选择

3.1.1坝址选择应综合考虑地形、地质、建筑材料、枢纽布置及上、下游情况，经方案比较

后确定。

3.1.2宜选择在地质构造简单的岩基、厚度不大的砂砾石地基或密实的土基上建坝。

3.1.3坝址不宜选在深厚的强透水砂砾石层、岩溶发育地区、严重风化破碎的岩层、大的活

动性断层带以及软弱的地基上，如不能避开，应采取处理措施。

3.1.4选择坝址时，应考虑水库蓄水后，不会在库区产生大规模坍塌、滑坡。在丘陵和平原

地区，应避免浸没面积过大。

3.1.5坝址区的地震基本烈度应按《中国地震烈度区划图》（GB18306—2001）确定。设防烈

度可采用基本烈度。地震基本烈度为6度和6度以上的地区，建筑物应根据《水工建筑物抗

震设计规范》（SL203-97）的有关规定采取抗震措施。

3.2 枢纽布置

3.2.1土石坝枢纽一般由拦河坝、溢洪道、输水洞和电站等组成，可结合输水洞设置泄洪洞。

枢纽布置应力求紧凑，满足功能要求，节省工程量，并方便施工和运行管理。

3.2.2应根据地形地质条件，结合枢纽总体布置，选定坝轴线和坝型；确定坝顶高程、断面

尺寸和基础处理措施等。

坝轴线宜选用直线，如需转折，在转折处宜布置成曲线。两岸坝肩宜选择较缓岸坡。

3.2.3枢纽中的泄水建筑物应能满足设计规定的运用条件和要求。建筑物应运用灵活可靠，

其泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水的要求，并满足排沙、排污和排冰的要求。

3.2.4泄水建筑物的布置形式，应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小和防沙要求等

综合比较后选定。可采用开敞式溢洪道和随洞。在地形条件有利的坝址，宜布设开敞式溢洪

道。

3.2.5溢洪道宜修建在天然垭口上。如无天然垭口，溢洪道可布置在靠近坝头处，溢洪道进

口附近坝坡应有可靠的防护，溢洪道出口应采取妥善的消能措施，并使消能后的水流不淘刷

坝脚和岸坡。

3.2.6溢洪道宜布置成直线。如设置弯道，宜设在进水渠段和出水渠段上。曲率半径不宜小

于4倍渠底宽度。

3.2.7溢洪道宜优先采用开敞式，且不宜设置闸门，堰顶高程宜与正常蓄水位齐平。如下游

有防洪要求或汛后需抬高蓄水位时，溢洪道可设置闸门，但必须采取可靠的安全保障措施。

3.2.8溢洪道宜选择在岩石地基上，建筑物的防护范围取决于地形、地质条件和防冲要求。 软基溢洪道应修建在密实土层上，并应做好进口、泄槽的防护和消能设施，以及建筑物的防

渗、排水。

3.2.9泄洪洞或输水洞可采用隧洞或坝下埋管，但宜优先采用隧洞，应根据地形、地质、施工、造价及运行条件等比较确定。

3.2.10坝下埋管宜建在岩基上。如需设在软基上，应做好地基处理。地震烈度在7度及7度以上的地区，软基上不宜设坝下埋管，采用时应进行技术论证。

3.2.11坝下埋管的轴线宜与河流主流方向一致。管身宜布置成直线。

3.2.12坝下埋管宜采用明流。坝下埋管管身的尺寸除根据水力计算需要确定外，还应考虑检查和维修的要求。

3.2.13坝下埋管为明流时，应采用钢筋混凝土结构，不宜用素混凝土结构或浆砌石砌筑。如为压力流，应采用钢管或钢筋混凝土管。坝下埋管沿线应采取防止产生接触渗流的构造措施。

4 坝型选择

4.0.1小型碾压式土石坝可采用均质土坝、土质防渗体土石坝、人工防渗体土石坝和过水土石坝等型式。

1 均质土坝的坝体由性质相近的土料组成，坝体应满足防渗要求。

2 心墙土石坝的土质防渗体位于坝体中部，坝体其余部分用透水料（砂、砂砾料或堆石料）填筑。斜心墙坝土质防渗体稍向上游倾斜。

斜墙土石坝的土质防渗体位于坝体上游，坝体其余部分用透水料（砂、砂砾料或堆石料）填筑。土质斜墙的上游也可设置较厚的砂砾石层或堆石层。

3 人工防渗体土石坝的防渗体可采用钢筋混凝土、沥青混凝土、土工膜等材料，坝体其余部分由砂砾料或堆石填筑。防渗体可位于坝上游面、中间或中间偏上游。

4 过水土石坝按照坝体主要材料的不同可分为过水堆石坝和过水土坝。

4.0.2坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较后确定。

1 坝址区河势地形、坝址基岩性质、覆盖层特征及地震烈度等地形地质条件；

2 筑坝材料的种类、性质、数量、位置、开采运输和填筑条件；

3 工程的总体布置及坝体与泄洪、输水建筑物的连接；

4 坝基处理方式；

5施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件和初期度汛等施工条件；

6 坝及枢纽的总工程量、总工期和总造价。

4.0.3坝址附近有性质适宜、数量足够的土料时，宜选用均质土坝。

4.0.4 混凝土面板堆石坝宜修建在岩基上。如坝基砂砾石中无淤泥、细砂等软弱土层也可将坝体置于砂砾石地基上。

4.0.5 混凝土面板坝的趾板宜置于岩基上，如趾板修建在砂砾石地基上应做好防渗处理，并应采取措施防止趾板不均匀变形。

4.0.6 小型碾压式土石坝可利用土工膜作为防渗材料。

4.0.7 7度及7度以上的地震区不宜修建刚性心墙坝。

4.0.8 当坝址没有适宜的地形地质条件布置岸边溢洪道时，经技术经济比较后可采用过水土石。坝坝高与单宽流量的数值可按表4.0.8选取。

表4.0.8 过水土石坝最大坝高及单宽流量 最大坝高

钢筋混凝土

护面

单宽流量 钢筋混凝土 护面

注：超过表中数值时应作专门论证

4.0.9 修建过水土石坝应符合下列要求：

1 过水土石坝宜采用斜墙坝型，下游坝体应使用砂砾料或堆石填筑，并碾压密实，溢流面板宜在坝体断面填筑完成后施工。

2 应做好溢流面板的设计。对于较高的坝，宜采用混凝土或钢筋混凝土不透水面板，其上游可设齿槽嵌入坝体。

面板表面应平整，联接处应防止下游块高于上游块，接缝处应设置止水，面板下铺设反滤排水垫层。

3 过水土石坝宜修建在岩基上，如修建在砂砾石覆盖层上应做好消能与防冲刷设施。 4 采用沥青混凝土作为过水土石坝的护面，在严寒地区应注意防止冻裂，炎热地区应注意防止沥青流淌。

4.0.10 轴线较长的土石坝根据地形地质及料场的具体条件可分段采用不同坝型，但在坝型变化处应设置渐变段。

5 筑坝材料及填筑标准

5.1 筑坝材料

5.1.1 应对筑坝材料进行调查和土工试验，查明坝址附近各种天然土石料以及枢纽建筑物开挖料的性质、储量、开采条件和运距。

5.1.2 选择筑坝土石料应遵循以下原则：

1 填筑坝体的土石料应具有与其使用目的相适应的物理力学性质，并且有较好的长期稳定性。

2 在不影响工程安全的前提下，优先使用坝址附近的材料和枢纽建筑物的开挖料，少占或不占农田；

3 便于开采、运输和压实。

5.1.3 水溶盐含量大于5%的土料、有机质含量大于5%的土料、干硬性粘土、分散性土、软粘土等不宜筑坝。

5.1.4 防渗体可用粘性土、砾石土(含岩石风化料)填筑。压实后的渗透系数对于均质土坝不大十1×10cm／s；对于心墙、斜墙和铺盖不大于1×10cm/s。

防渗体宜选用塑性指数Ip＝7～20的土料填筑，如采用塑性指数较小的土料，应适当加大防渗体厚度，并做好反滤层。

土料的含水量宜与最优含水量相近，如相差较大应进行处理。

5.1.5 用于防渗体的砾石土(含岩石风化料)，粒径大于5mm的含量不宜大于50%，粒径小于0.075mm的含量不宜小于15%，最大粒径不宜超过15cm或铺土厚度的2／3，且不得发生粗粒集中架空现象。

5.1.6 如当地缺少天然防渗土料，可采用粘性土、砂质土和卵砾石，或粘性土、卵砾石的掺和料作为防渗料，但应掺和均匀，并符合5.1.4、5.1.5条的规定。

5.1.7 使用砾石土(含岩石风化料)或掺和料等做坝的防渗料时，应通过试验提出土料的级配范围。

5.1.8 具有稳定团粒结构的坡残积红土或红土状土，含水量高、干密度低，但抗剪强度较高、渗透性较小、压缩性较低，可用于填筑土石坝的防渗体。

5.1.9 使用膨胀土填筑防渗体时，应设置足够的压重保护层，压重保护层应采用非膨胀土。

5.1.10 使用湿陷性黄土筑坝，应破坏其原状结构，填筑含水量宜等于或略大于最优含水量。

5.1.11 冻土不宜筑坝。使用冻土筑坝时，冻土块含量不得大于10%；最大冻土块径不得大于铺土厚度的1／2，冻土的含水量等于或略低于塑限含水量。

5.1.12 坝壳应满足坝体稳定和排水的要求。宜使用中粗砂、砂砾石、石渣或堆石填筑。

均匀中细砂及粉砂可用于坝壳干燥区，但地震区不宜采用。

对强度较低的软岩风化石料，应考虑压实后级配变化和浸水后强度及透水性的降低，用

-４-５

于坝壳适当部位。

5.1.13 混凝土面板坝、沥青混凝土面板坝的坝体宜使用堆石料或砂砾料。压实后应具有较低的压缩性、较高的抗剪强度和自由排水能力。含泥量(粒径d＜0.075mn)不大于5%。

5.1.14 上游护坡和排水设施宜选用抗压强度较高和耐风化的石料。块石最大边长与最小边长之比不宜大于2.0，石料的块径和重量应能满足抗风浪的要求。

5.1.15 坝的反滤层、垫层和过渡层宜使用中粗砂、天然砂砾料或筛选料，也可使用岩石轧制料，颗粒级配应能满足反滤排水要求，并具有长期稳定性，含泥量(d＜0.075mm)应小于5%。

5.1.16 在缺乏天然防渗材料的地区，可采用混凝土、沥青混凝土或土工膜等人工材料做防渗体。

5.1.17 混凝土面板堆石坝的面板及趾板应满足防渗性、耐久性和抗冻性的要求。混凝土应采用二级配，其标号不宜低于C25，宜采用普通硅酸盐水泥。面板可采用30cm的等厚板。

5.1.18 沥青混凝土防渗体应满足防渗、抗裂、稳定和耐久的要求。粗骨料宜采用碱性岩石(石灰岩、白云岩等)轧制的碎石。细骨料可选用天然粗砂或人工轧制砂。骨料应坚硬、新鲜。粗骨料含泥量不宜大于0.5%，细骨料含泥量不宜大于2%。填料可采用石灰岩粉、白云岩粉或滑石粉等。

掺合料应根据改善沥青混合料的性质和提高沥青混凝土的物理力学指标等要求通过试验选定。

5.1.19 土石坝中用于防渗的土工膜和用于反滤排水的土工织物应满足与工程要求相适应的物理力学特性、水力特性和耐久性。 ’

利用土工织物作为反滤材料，与被保护土的颗粒级配之间应满足反滤排水准则，可根据渗流情况、土的性质、荷载情况依据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225-98选择。

5.2 填筑标准

5.2.1 坝体应密实均匀，具有足够的抗剪强度，较小的压缩性，并满足渗流控制要求。应合理规定填筑标准，使填土压实既满足安全要求又经济合理。在施工过程中应对规定的填筑标准进行校核和修正。

5.2.2 对于粘性土料，压实干密度应按标准击实仪试验的最大干密度乘以压实度确定。压实度可取0.95～0.97。

填土的含水量应按最优含水量控制，允许偏差为土3%。

如无试验资料，可根据土料的性质，参考当地类似已建工程的经验确定。

5.2.3 对于砾石土，宜采用大型击实仪进行全样击实试验，求得不同粗料(d≥5mm)含量的全样最大干密度和最优含水量，再将最大干密度乘以压实度0.95～0.97，作为控制砾石土填筑的干密度。

没有条件进行大型压实试验时，可根据粗料含量的不同，按下述两种情况确定：

1. 对于粗料含量小于40%的砾石土，可取细料(d

(γd)max=1 （5.2.3-1） P+P+(γd)0ΔS

ωcp=ω0(1−P) （5.2.3-2）

式中：

(γd)max——砾石土最大干密度；

Ｐ——粒径d＞5mm的砾石含量，以小数计；

△s——粒径d＞5mm的砾石比重；

(γd)o——粒径d＜5mm的细粒土的最大干密度；

ωｏｐ——砾石土最优含水量；

ωｏ——粒径d＜5mm的细粒土最优含水量。

2. 对于粗料含量大于40%的砾石土，还应对算出的全样最大干密度和最优含水量进行修正，或适当降低压实度。依此确定填筑标准。

5.2.4 砂料和砂砾料的压实标准宜以相对密度(Dr)控制，要求Dr≥0.7。当缺乏试验资料时，也可以干密度(yd)控制，要求砂料 yd＝1.6～1.7g/cm；当砂砾料的含砾量为40%～70%，根据不同砾石含量取 yd≥2.08g/cm。

堆石料的压实标准宜以孔隙率(n)控制，要求，n＝20%～28%。

对于混凝土面板坝及过水土石坝的坝体的压实标准应取大值。

33

6 坝体结构

6.1 坝体分区

6.1.1 坝体分区设计应根据就地取材和挖填平衡原则，经技术经济比较确定。

6.1.2 坝体各种不同材料应有明确的分区，对各区材料的性质和施工压实要求等应有具体的可供考、检验和进行质量评定的技术指标。

6.1.3 坝体渗透性、填筑料粒径应沿远离防渗体方向呈逐步增大趋势。

6.2 坝顶超高

6.2.1 坝顶超高系指坝顶高于静水位(正常运用情况或非常运用情况)的高度。

坝顶超高按下式确定：

Y=R+A （6.2.1）

式中：Y——坝顶在静水位以上的超高，m；

R——风浪沿着坝坡的最大爬高，m，可按本导则附录A计算；

A——安全加高，m。正常运用情况取A=0.50m，非常运用情况取A=0.30m。

6.2.2 坝顶高程应分别按以下情况进行计算，取其最大值。

1 正常蓄水位或设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；

2 校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高；

3 正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高加地震涌浪高。

6.2.3 当设计地震烈度大于6度时，地震涌浪高度可取不小于0.5m。

6.2.4 竣工时的坝顶高程应预留沉降量。沉降量应根据坝基和坝体材料的性质通过计算或类比确定。

6.2.5当设计地震烈度大于7度时，预留沉降量应在6.2.4的基础上增加坝高的1%。

6.2.6当坝顶上游侧设有稳定、坚固、不透水且与坝的防渗体紧密结合的防浪墙时，可利用防浪墙抵御风浪，坝顶超高可以是静水位到防浪墙顶的高差。但在正常运用情况下，坝顶应高出静水位至少0.5m；在非常运用情况下，坝顶应不低于静水位。

6.2.7计算波浪爬高，所用的设计风速应根据历年满库期实测最大风速资料，按下列规定采用：

1 正常运用条件下，采用多年平均最大风速的1.5倍；

2 非常运用条件下，采用多年平均最大风速。

如采用陆地测站的风速，应参照有关资料修正到相应库水位上空10m的风速。

如当地无实测风速资料，可按风力等级表，根据本地区已发生过的风力，估算风速，进行风浪计算，

沿海地区，应考虑洪水位与最大风浪同时出现的条件。

6.3 坝顶构造

6.3.1 坝顶宽度根据下列因素确定：

1 当坝顶有交通要求时，路面宽度宜按公路标准确定；

2 坝顶宽度应满足施工和运行检修时设备通行的要求；

3 对于心墙坝或斜墙坝，坝顶宽度应能满足心墙、斜墙及反滤过渡层的布置要求； 4 在寒冷地区，粘土心墙或斜墙上、下游侧保护土层厚度应大于当地冻土深度。

坝顶宽度一般可采用3～6m。

6.3.2 防浪墙的设计应满足下列要求:

1 防浪墙可采用浆砌石或混凝土预制块砌筑；

2 防浪墙应有足够的坚固性；

3 墙身应设置伸缩缝；

4 防浪墙底部应与防渗体紧密结合，混凝土面板堆石坝的防浪墙的伸缩缝应设止水。 5 防浪墙高度(坝顶以上部分)可采用1.0～1.2m。

6.3.3 坝顶面下游侧宜设置路缘石。结合坝顶排水，路缘石应设置排水口。

6.3.4 如有条件，可在坝顶上游侧设置照明设备。

6.3.5 坝顶路面可采用碎石、砂砾石或铺渣油。坝顶路面可向上、下游分别倾斜2%～3%，当设防浪墙时，只向下游倾斜。

6.4 坝坡

6.4.1 坝坡应根据下列因素确定：

1 坝型、坝高；

2 坝体和坝基材料的物理力学特性；

3 坝体所承受的荷载；

4 施工情况和运用条件。

设计中可类比已建工程初拟坝坡，再通过坝坡稳定计算，使确定的坝坡满足稳定要求。

6.4.2上下游坝坡可根据需要确定是否设置马道，其宽度不小于1.0m，每级马道的高差可采用8～12m。

6.5 防渗体

6.5.1土质防渗体断面尺寸应满足下列要求：

1 将渗流量控制在允许范围以内，并满足渗流稳定要求；

2 满足施工要求；

3 防渗体与坝基、岸坡或混凝土建筑物的连接，应满足抗渗要求；

4 经济合理。

6.5.2.土质防渗体自上而下逐渐加厚，顶部宽度不宜小于1.5m；底部厚度可按7.2.5的要求

确定。

6.5.3采用土工膜作防渗体应在土工膜上铺设保护层，其下设置支持层。保护层分面层和垫层。保护层应能保护士工膜不受紫外线辐射。支持层应使土工膜受力均匀，免受局部集中应力的破坏。

6.5.4防渗土工膜应与坝基、岸坡或其他混凝土建筑物形成封闭的防渗系统。应做好周边缝的处理，其结构尺寸应能满足渗透坡降和变形的要求。

6.5.5防渗体顶部高程，应高出正常运用的静水位0.3m以上；非常运用情况应不低于非常运用的静水位。

6.5.6如防渗体顶部设有防浪墙，防渗体顶部超高可不受本条限制，但不应低于正常运用的静水位。

6.6 反滤层及过渡层

6.6.1在土质防渗体(包括均质坝、心墙、斜墙、铺盖和截水槽等)与坝壳排水体或坝基透水层之间以及下游渗流出逸处，如不满足反滤要求，均应设置反滤层。

6.6.2坝壳与坝基之间，如不满足反滤要求，应设置反滤层。

6.6.3当采用几种不同性质的土石料填筑坝体时，各土层之间宜满足反滤要求。

6.6.4反滤层应符合以下要求：

1 能防止被保护土的渗透变形，反滤层材料应为非管涌土；

2 应大于被保护土的透水性，能通畅地排除渗透水；

3 不被细颗粒(d

4 耐久、稳定，在使用期间不会随着时间的推移和环境的影响而改变性质。

6.6.5反滤的厚度应根据材料的用途及施工方法等情况确定。水平反滤层每层的最小厚度可采用30cm，竖向或倾斜反滤层每层的最小厚度可采用40cm。采用机械填筑时，最小水平宽度视施工机械和施工方法确定。

6.6.6 软土地基上填筑的反滤层，应适当加厚。

6.6.7 粒状反滤料按下列准则确定：

1 被保护土与反滤层之间应满足式(6.6.7—1)和式(6.6.7—2)要求。

D15/d85≤5 (6.6.7—1)

D15/d15≥5 (6.6.7—2)

式中:D15—反滤料的粒径，小于该粒径的土重占总土重的15%；

。 d85（d15）—被保护土的粒径，小于该粒径的土重占总土重的85%（15%）

2 当被保护土为细粒土，且其d85＝0.01～0.03mm，可使用D15≤0.5mm的砂或砾质砂作为反滤。

3 对于不均匀系数(η)较大的被保护土 ，可取级配曲线中η小于或等于5～8范围的细粒部分的d15、d85作为计算粒径。

4 对于不连续级配的土，应取级配曲线平段以下(一般是1～5mm以下)粒组的d15、d85作为计算粒径。

5 当第一层反滤料采用不均匀系数(η))大于5～8的砂砾石时，要求砾石(d≥5mm)含量小于60%，且应取其细料(d＜5mm)部分的D15作为计算粒径。

6.6.8选用土工织物作为反滤层时，宜用于容易修补的部位，并应按照SL/T225-98的规定。

6.6.9 土石坝相邻分区土体材料之间应满足变形协调要求，否则应设置过渡层或加厚反滤层。

6.7 坝体排水

6.7.1土石坝应设置排水设施，并满足以下要求：

1 降低坝体浸润线、减小孔隙压力，控制渗流，增加坝体稳定性；

2 具有充分的排水能力，保证自由地排出全部渗水；

3 按反滤原则设计，防止坝体与地基土产生渗透破坏；

4 排水的材料应使用坚硬的、耐风化的块石、碎石、砂砾料。

6.7.2坝体排水设施可采用：

1 棱体排水；

2 贴坡排水；

3 坝内排水(包括褥垫排水、竖向排水、网状排水等)；

4 综合排水，由上述各种型式综合组成。

6.7.3坝体排水设施型式的选择，应结合坝体和坝基排水的需要，综合考虑下列情况后确定：

1 坝型及坝体和坝基材料的性质；

2 坝基的工程地质和水文地质条件；

3 下游水位；

4 排水设施的材料及施工情况；

5 坝址区的气候条件。

6.7.4对棱体排水的要求如下：

1 棱体排水适用于下游有水的情况，其顶部高程应超出下游最高水位0.5m以上；

2 保证坝体浸润线与坝面的最小距离大于本地区的冻结深度；

3 棱体排水的顶宽应满足施工和观测的需要，不宜小于1.0m；

4 棱体排水的内、外坡可根据石料和施工情况确定，内坡可取1:1.0，外坡取1:1.5或更缓。

6.7.5.对贴坡排水的要求如下：

1 贴坡排水的顶部应高出浸润线逸出点，超出高度应使坝体浸润线在冻深以下，且不小于1.5 m：

2 贴坡排水的厚度应大于冻结深度。

6.7.6对褥垫排水的要求如下：

1 褥垫排水适用于下游无水的情况；

2 在褥垫排水的坝脚处，应设置与之相连通的纵向排水明沟，沟底面应低于褥垫排水的底面；在寒冷地区，排水明沟结冰后，应保证冰层以下仍有足够的排水断面；

3 对于均质土坝，褥垫排水一般用中粗砂或砂砾料填筑，砂砾料应满足反滤要求，不得有砾石集中现象，较大的颗粒要剔除，含泥量(d＜0.1mm)应小于5%，渗透系数应大于坝基和坝体；

4 褥垫厚度可按排除2.0倍入渗量确定，对易产生不均匀沉降的坝基应增加褥垫排水的厚度；

5 褥垫排水伸入坝体内的长度可为坝底宽度的1／3～1／4；

6 在两岸坝基面，应增设横向排水暗沟，以利于分段将褥垫中的渗水汇集并引至坝脚排水沟内。暗沟顶面应低于褥垫的底面。

6.7.7.均质土坝坝体内可设置竖向排水，与褥垫排水的上游端联接，拦截坝内渗水，降低浸润线。

6.7.8网状排水带中的纵横向排水带的尺寸应根据渗流计算确定，其排水能力应不小于入渗量的2.0倍。横向排水带的宽度应大于0.5m，间距为20～50m，坡度不超过1%。

如网状排水带计算尺寸过大，排水带内可设置混凝土排水管，管壁开孔，管径不小于15cm。管内流速为0.2～1.0m／s，管身四周填反滤料。

6.8 护坡

6.8.1坝面护坡的设置应满足下列要求：

1 上游护坡能抵御风浪冲击，防止冰层和漂浮物的损害；

2 防止坝体粘性土发生冻胀和干裂；

3 防止坡面被雨水冲刷；

4 防止无粘性土被风吹散；

5 防止动物破坏。

6.8.2 上游坡可采用下列型式：

1 抛石护坡；

2 干砌块石护坡；

3 浆砌行护坡；

4 混凝土或沥青混凝土护坡。

6.8.3 在坝体与块石护坡之间应设置垫层。

6.8.4 在最低库水位1.5m以下，可不设上游护坡。

6.8.5 下游护坡可采用下列型式：

1 草皮护坡；

2 碎石或卵石护坡；

3 块石(或混凝土预制块)护坡。

如坝体为堆石、碎石或卵石填筑，可不设护坡。

6.8.6 寒冷地区土体的上下游护坡和垫层的厚度应不小于冻结深度。

6.8.7 浆砌石或棍凝土护坡应设置纵横缝和排水孔。

6.8.8 护坡坡脚处应设置基座。

6.8.9 护坡厚度和粒径应按本规范附录A的方法计算，风浪计算应符合本规范6.2.7的规定。

6.9 坝面排水

6.9.1下游坝坡应设置纵横向排水沟。

1 纵向(顺坝轴线方向)排水沟宜设在马道的内侧；

2 横向排水沟应从坝顶直到坝脚排水沟或最低尾水位以下；

3 横向排水沟可每隔50～100m设置一条，总数不应少于两条。纵、横向排水沟应互相连通；

4排水沟可采用浆砌石或混凝土块砌筑，其净断面尺寸应不小于25cm×25cm。

6.9.2坝体与岸坡连接处应设置排水沟，其集水面积应包括岸坡的有效集水面积在内。

6.10坝体与地基和岸坡的连接

6.10.1 坝体填土与坝基和岸坡应有良好的结合，不应发生下述情况

(1)渗水沿坝体和坝基接触面产生冲刷；

(2)形成软弱面，影响坝体稳定，

(3)出现不均匀沉降及裂缝。

6.10.2 坝体填筑之前应按下述要求进行坝基与岸坡的清理工作：

清除坝断面范围内坝基与岸坡上的草皮、树根、含植物根系的有机土、乱石、蛮石或其他废料，并将清理后的坝基土层压实。对水井、洞穴、试坑、钻孔等进行处理。

应清除防渗体与岩石地基和岸坡的连接处表面松动的石块、凹处积土和突出的岩石；防渗体应与岩面紧密接触，如基岩存在裂隙发育，应沿防渗体与基岩接触面设置混凝土盖板、喷水泥砂浆或喷混凝土，将基岩与防渗体隔开，必要时应对基岩进行灌浆。

6.10.3 岩坡应尽量平顺，不应成台阶状、反坡或突然变坡，岸坡上缓下陡时，凸出部位的变坡角应小于20°。

与防渗体接触的岩石岸坡不宜陡于1：0.5，土质岸坡不宜陡于1：1.5；与混凝土建筑物结合面坡度不宜陡于1:0.25。

坝壳透水料与岸坡连接处，对接触坡度不作专门规定，但岸坡应能保持自身的稳定。

6.10.4 在土质防渗体与岸坡连接处，宜扩大防渗体的断面和加强下游反滤层。

6.10.5 坝基覆盖层或岸坡岩石裂隙充填物与透水坝壳之间应符合反滤要求，否则需设置反滤层。

6.10.6 坝体与混凝土坝、溢洪道、船闸、涵管等建筑物连接，必须防止接触面产生冲刷，避免因不均匀沉降产生裂缝以及其他有害影响。

6.10.7 坝体和混凝土坝、船闸、溢洪道等建筑物的连接可采用侧墙式、插入式或其他经过论证的连接形式。土质防渗体与混凝土建筑物之间的连接应有足够的渗透长度。

6.10.8 地震区的土石坝与岸坡和混凝土建筑物的连接还应遵照（SL203-97）相关规定。

7 坝基处理

7.1 一般要求

7.1.1 坝基（包括坝头）处理应满足渗透稳定、控制渗流量、静力和动力稳定、允许沉降量和不均匀沉降量等方面要求，保证坝的安全运行。处理的标准与要求应根据具体情况在设计中确定。竣工后的坝顶沉降量不宜大于坝高的1%。对于特殊土的坝基，允许总沉降量应视具体情况确定。

7.1.2 坝基中遇到下列情况时，必须慎重研究和处理。

1 深厚砂砾石层；

2 软粘土；

3 湿陷性黄土；

4易液化土；

5 喀斯特岩溶；

6 有断层、破碎带、透水性强或有软弱夹层的岩石；

7 含有大量可溶盐类的岩石和土；

8 透水坝基下游坝脚处有连续的透水性较差的覆盖层；

9 矿区井、洞、暗沟、故河道、塌陷区、杂填土等隐患。

7.2 砂砾石透水基础防渗和排水设施

7.2.1 选择地基处理措施之前应查明坝基砂砾石层的平面分布与空间分布、砂砾石的级配、透水性、渗透稳定性、有无软弱夹层、有无集中渗流带，以及基岩的情况等。在地震区，还应了解标准贯入击数、剪切波速、动力特性等指标。

在阶地地段应查明是否有表层为粘性土而下部为砂砾石的双层地层，或粘性土与砂砾石

层互为夹层的多层地层。

7.2.2 砂砾石坝基渗流控制采用坝基防渗和下游排水设施时，应根据坝型、坝基覆盖层的性质、允许渗流量、施工条件、征地和工程投资等经综合分析比较后确定。

坝基防渗可采用截水槽、铺盖，或采用高压喷射灌浆技术形成的防渗墙，也可采用混凝

土防渗墙等措施。下游排水设施可采用水平排水垫层、棱体排水、坝趾排水沟、减压井和透水盖重等。经技术经济论证后，也可采用其他安全有效的基础防渗和排水措施。

7.2.3 当砂砾石覆盖层厚度小于15m时，宜采用明挖回填粘土截水槽处理，经技术经济比较，也可选用其他防渗措施；当砂砾石覆盖层厚度大于15m时，开挖截水槽困难或设置截水槽无法达到预期的防渗效果时，宜采用混凝土防渗墙或高压喷射灌浆技术形成的防渗墙，或截水槽和防渗墙相结合的综合处理措施。

7.2.4 截水槽宜布置在防渗体下面。均质土坝的截水槽可布置在坝轴线至上游坝脚的下1/3坝底宽范围内。

7.2.5 截水槽底宽应根据回填土料的允许渗透坡降确定。允许渗透坡降：轻壤土为2～4，壤土为3～5，粘土为5～10。截水槽最小底宽应不小于3.0m。开挖边坡由覆盖层材料的抗剪强度及开挖深度确定，可取用1:1.5～1:2.0。

截水槽宜采用与坝身防渗体相同的土料填筑，其压实干密度应不小于坝体防渗土料的压

实干密度。

当截水槽土料与坝基砂砾石的层间系数超过规定值时，应在截水槽下游面设置反滤层。

7.2.6 截水槽嵌入相对不透水层、不透水层或弱风化岩(包括河床及两岸)的深度应不小于0.5m。如基岩表面裂隙发育，可用水泥砂浆进行填堵，或铺设一层混凝土，将裂隙和坝体填土隔开。必要时可对基岩进行灌浆处理。

7.2.7 如坝基为砂砾石层与弱透水层相间的地层，而弱透水层与砂砾石层的渗透系数相差100倍以上，有一定厚度并且连续，可挖穿上部砂砾石层，将截水槽修建在该弱透水层上。

7.2.8 当坝基砂砾石覆盖层厚度较大，采用垂直防渗措施有困难或不经济时，可在上游设置铺盖防渗加下游反滤排水减压。

7.2.9 铺盖设计应确定铺盖的合理长度、厚度和渗透系数，使坝基的渗透坡降和渗流量控制在容许范围内。

铺盖的长度不宜小于5倍水头。铺盖上游端的厚度宜采用0.5～1.0m，末端与防渗体连

接处的厚度应满足坝基渗流和铺盖允许坡降的要求，但不宜小于2.5m。

铺盖应采用渗透系数不大于l0-5cm/s的粘性土料填筑。

7.2.10 铺盖地基面上的淤泥和腐植土等应全部清除干净。应在铺盖地基中挖坑取样，了解其颗粒组成。地基面应进行压实和平整，且不得有砾石集中。

土料铺盖与坝基砂砾石之间应满足反滤原则，否则应设置反滤层。

7.2.11 利用天然土层做铺盖，应了解其分布、厚度及渗透性，确定其防渗效果以及是否需要补设人工铺盖或其他加固措施。

在坝的上游取土筑坝，必须限制在上游坝脚一定范围以外取土。

7.2.12 采用土工膜作为铺盖防渗，应做好土工膜的铺设、粘接和防护，避免遭受破坏。

7.2.13 为避免在施工和运行期间发生干裂、冰冻，应在铺盖表面铺松土或渣料保护。在有可能受到波浪冲刷的部位，铺盖上应采取抗冲刷保护措施。

7.2.14 采用垂直防渗措施后，坝基渗流可得到控制，下游排水措施可适当简化，可在坝趾设置反滤排水沟。

采用铺盖防渗时，下游应设置水平排水垫层、堆石棱体、反滤排水沟等排水设施，必要

时应设置减压井及下游透水盖重。

7.2.15 所有排水体的底部应设置在透水地基上。如坝基表层为厚度不大的弱透水层，应将弱透水层挖穿；如果弱透水层很厚，可采用伸入透水层的减压井将渗水引至下游坝脚排水沟，减压井深入透水层内的深度不宜小于透水层厚度的1/2，或经计算满足渗流稳定要求。

排水沟应有足够的排水断面，并做好反滤设计。

应设置横向(垂直坝轴线方向)排水沟，将渗水引至下游。

7.2.16 在坝下游出逸坡降大于容许值的地基范围宜铺设反滤排水。必要时还应铺设透水盖重层，透水盖重层与地基之间应满足反滤要求的原则。

7.2.17 高压喷射灌浆（帷幕灌浆）或混凝土防渗墙的设计可参照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）相关规定和《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）执行。

7.3 易液化土地基处理

7.3.1 位于地震区的饱和无粘性土地基和少粘性土地基应考虑地震液化的可能性。液化评价方法应按照《水利水电工程地质勘察规范》GB50487-2008进行。

7.3.2 对于判定可能发生液化的土层，宜挖除并换填符合要求的土料。在挖除有困难或不经济时，应采取加固措施，使其达到与设计地震烈度相适应的密实状态。

加固措施可采用：

1 表面夯实法；

2 表层振动压密法；

3 深层爆炸法；

4 砂桩挤密法；

5 振冲加固法；

6 强夯法。

7.4 软土地基处理

7.4.1 软土的承载力小、压缩性大、抗剪强度低，如需在上面筑坝时必须进行地基处理，处理方法可采用：

1 换砂法；

2 镇压平台法；

3 砂井加水平排水褥垫法；

4 振冲加固法；

5 土工合成材料铺垫法；

6 插塑料排水板；

7 预压法。

以上方法可以取其一种或几种组合，应通过技术经济比较后确定。

7.4.2 采用任何一种处理软土地基的方法，均应控制坝体填筑速率。

为确定安全填筑速率，应在上下游坝脚设置坝基位移沉降标点。必要时可设置孔隙水压

力观测设施。

7.5 湿陷性黄土地基处理

7.5.1 湿陷性黄土地基应进行处理。

7.5.2 对于厚度不大的湿陷性黄土地基，可采取挖除、翻压或表面夯实的方法消除其湿陷性。

在保证坝体稳定的前提下，也可将表面干密度较低、湿陷性较大的土层挖除，保留下部

部分土层。

7.5.3 当坝基湿陷性黄土较厚时，宜采用预浸水法处理。当湿陷性黄土层的厚度超过15m时，可采用钻孔或竖井深层预浸水法加速浸水过程。

预浸水处理的范围应大于坝基范围，宜以坝基上下游方向各超出一倍浸水深度为预浸边

界。

坝基浸水处理应与坝体填筑相结合，以增加压重，加速湿陷。

7.5.4 坝基为湿陷性黄土时也可用强夯法处理，夯实遍数及影响深度由试验确定。

7.5.5 湿陷性黄土地基采用振冲挤密法进行处理时，孔距、孔径、孔深应参考已建成工程经验或试验确定。

7.5.6 对坝基黄土中的陷穴、动物巢穴、窑洞、墓坑等地下空洞必须查明并予以处理。

7.6 岩石基础中不良地质现象处理

7.6.1 当岩石地基有较大透水性、软弱夹层、风化破碎带或化学溶蚀等不良地质现象存在，影响到水库蓄水和坝体及坝基的安全时，应采取处理措施。

7.6.2 当坝基或截水槽范围内的岩基有节理裂隙密集带、断层、破碎带、软弱夹层等地质构造时，应根据产状、宽度、深度、延伸长度以及管涌和溶蚀对坝基和坝体的影响，确定相应的处理措施。

可采用的处理措施：

1 开挖齿槽回填混凝土；

2 扩大截水槽底宽或浅层挖除；

3 帷幕灌浆处理；

4 设置防渗墙；

5 在下游断层和破碎带出露处铺设反滤层；

6 以上措施综合处理。

7.6.3 在岩溶地区筑坝，应查明库坝区的全部地形、地质及水文地质条件和岩溶分布情况。

7.6.4 根据岩溶发育情况、充填物性质、水文地质条件、水头大小、覆盖层厚度和防渗要求，处理岩溶地基可采用堵、截、围、铺、隔等方法，或几种措施综合处理。

7.6.5 建于岩石地基上的小型混凝土面板堆石坝的坝基处理应按照《混凝土面板堆石坝设计规范》 (SL228—98)的有关条文执行。

8 土石坝的计算

8.1 渗流计算

8.1.1 渗流计算应包括以下内容：

1 确定坝体浸润线位置，绘制坝体及坝基的等势线图或流网图；

2 确定坝体及坝基的渗流量；

3 确定坝体及坝基的渗透比降和出逸比坡降，并判断其渗透稳定性。

8.1.2 渗流计算应考虑水库运行中出现的各种不利情况，可计算以下几种水位组合：

1 上游正常蓄水位与下游不利水位；

2 上游设计洪水位与相应下游水位；

3 上游校核洪水位与相应下游水位；

4 上游库水位降落。

8.1.3 渗流计算应考虑坝体和坝基渗透系数的各向异性。计算渗透流量时宜采用土层渗透系数的大值平均值，计算水位降落时的浸润线宜用小值平均值。

8.1.4 采用公式进行渗流计算时对比较复杂的实际条件可作如下简化：

1 渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采用加权平均渗透系数作为计算依据。

2 双层结构坝基，如下卧土层较厚，且其渗透系数小于上覆土层渗透系数的1/100时，可将下卧土层视为相对不透水层。

3 当透水坝基深度大于建筑物不透水底部长度的1.5倍以上时，可按无限深透水坝基情况估算。

8.1.5 渗透稳定计算应包括以下内容：

1 判别土的渗透变形形式，即管涌、流土、接触冲刷或接触流失等；

2 判明坝和坝基土体的渗透稳定；

3 判明坝下游渗流出逸段的渗透稳定.

8.1.6 渗透变形形式的判别方法应按GB50287-99的规定执行。

8.1.7 在没有反滤层保护时坝体坝基渗透出逸比降应小于材料的允许渗透比降。

8.1.8 坝基表层土的渗透系数小于下层土的渗透系数而下游渗透出逸比降又符合式（8.1.8-1）时，应设置排水盖重层或排水减压井。

Ja−x>(Gs−1)(1−n1)/K （8.1.8-1） 排水盖重层的厚度可按（8.1.8-2）式计算：

KJa−xt1rw−(Gs−1)(1−n1)t1rwt=r

（8.1.8-2） 式中 Ja-x——表层土在坝下游坡脚点a至a以下范围点的渗透比降，可按表层土上下表

面的水头差除以表层土层厚度得出（见图8.1.8）；

Gs——表层土的土粒比重；

n1——表层土的孔隙率；

K——安全系数取，取1.5～2.0；

t1——表层土的厚度；

rw——排水盖重层的容重水上用湿容重水下用浮容重；

rw

——水的容重。

图8.1.8 坝基结构示意图

1-上游水位：2-排水盖重层：3-坝体：4-坝基表层：5-坝基下层

8.2 稳定计算

8.2.1 小型土石坝的稳定应计算以下四种情况：

1 施工期(包括竣工期)的上、下游坝坡；

2 稳定渗流期的下游坝坡，

3 水库水位降落期的上游坝坡；

4 正常运用遇地震的上、下游坝坡。

8.2.2 坝的静力稳定计算，采用刚体极限平衡理论，对于均质坝、心墙坝和厚斜墙坝可采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法；对于薄斜墙坝、薄心墙坝、坝基有软土夹层的坝体可采用滑楔法；对于岩基上的面板堆石坝可不做坝坡稳定计算，类比已成面板堆石坝选定坝坡。稳定计算方法可参照SL 274-2001附录D执行。

一般可用瑞典圆弧法，有条件时也可用毕肖普法计算。采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数应不小于表8.2.2规定的数值。

表：8.2.2 坝坡抗滑稳定最小安全系数表 最小安全系数

运用条件

瑞典圆弧法

正常运用条件

非常运用条件Ⅰ 1.15 1.05

简化毕肖普法 1.25 1.15

最小安全系数

运用条件

瑞典圆弧法

非常运用条件Ⅱ 1.02 简化毕肖普法 1.10

注：正常运用条件包括：(1)水库水位处于正常蓄水位和设计洪水位与死水位之间的各种水位的稳定渗流期，(2)水库水位在上述范围内经常性的正常降落；非常运用条件Ⅰ包括：(1)施工期，(2)校核洪水位有可能形成稳定渗流的情况，(3)水库水位的非常降落；非常运用条件Ⅱ指正常运用条件遇地震。

8.2.3 采用滑楔法进行稳定计算时，若假定滑楔之间作用力平行于坡面和滑底斜面的平均坡度，安全系数应采用表8.2.2中毕肖普法的数值；若假定滑楔之间作用力为水平方向，安全系数采用表8.2.2中瑞典圆弧法的数值。

8.2.4 小型土石坝的稳定计算宜采用有效应力法，对于粘性土，为简化计算，施工期、水位降落期也可采用总应力法。

有效应力法的抗剪强度指标采用如下公式计算：

'''''τ=c+(σ−u)tgϕ=c+σtgϕ (8.2.4—1) 粘性土：

''τ=σtgϕ非粘性土： (8.2.4—2)

对粘性土的总应力法，抗剪强度可采用以下方法确定：

施工期：

τ=cu+σtgϕu (8.2.4—3)

水位降落期：

τ=ccu+σc'tgϕcu (8.2.4—4)

式中

τ——土体的抗剪强度；

cu、φu——直接快剪强度指标(或三轴不排水剪总强度指标)；

σ——法向总应力；

σ′——法向有效应力；

ｕ——孔隙压力；

c′、φ′——直接慢剪强度指标（或三轴排水剪有效强度指标)；

σ０′——库水位降落后的法向有效应力；

。 ccu、φcu——直接固结快剪强度指标（或三轴固结不排水剪总强度指标）

8.2.5 稳定渗流期应采用有效应力法计算，根据渗流流网等势线求出作用在滑动面上的孔隙压力及有效应力，采用直接慢剪(或三轴排水剪)的强度指标。（7.2.7）

8.2.6 施工期的稳定可采用总应力法计算，制备相应于填筑的设计干密度和含水量的土样

进行直接快剪(或三轴不排水剪)试验，取其强度指标口cu、φu进行稳定计算。（7.2.4并修改了）

8.2.7 水位降落期对于石料或砂砾料等无粘性土可认为坝体内的浸润线与库水位同步降落，不计其孔隙压力。（7.2.8）

8.2.8 水位降落期对于土质防渗体，当水位降落时，可根据水位降落后的流网图，求得水位降落期坝体或坝基中的孔隙压力，采用有效应力法计算；也可采用以下简化方法计算：假定水位降落前后浸润线位置不变；对降落前水位以下部分条块重量用浮容重，而在降落后水位与浸润线之间条块重，计算滑动力时用饱和重，计算抗滑力用浮容重，浸润线以上部分都用实重，抗剪强度采用直接固结快剪 (或三轴固结不排水剪)强度指标。

8.2.9 位于湿馅性黄土地基上的坝，如施工中对地基未做处理，应核算水库蓄水时，地基浸水后引起强度的降低对坝体稳定的影响。

8.2.10 软土地基上的坝，如地基未做处理，应核算施工期稳定。可采用地基土天然干密度和含水量状态下直接快剪（或三轴不排水剪）试验的强度指标，也可采用无侧限抗压强度试验或十字板剪力试验得出的强度指标。如地基设有排水固结措施，应考虑施工期和竣工期地基有不同程度的固结，孔隙压力有所消散，可采用有效应力法计算，此时采用直接慢剪（或三轴排水剪）试验的强度指标。

8.2.11 地震时的坝体稳定，可按照SL 203-97有关规定。

8.2.12 由土工膜做防渗体成的斜墙土石坝，除应按土质斜墙土石坝进行沿有关部位的坝坡和坝基稳定分析外，还应沿土工膜和土的接触带进行稳定分析。

8.3 沉降计算

8.3.1 土石坝应计算坝体和坝基的竣工期的沉降量和最终沉降量。

8.3.2 坝体和坝基的沉降量可根据相应的压缩曲线采用分层总和法计算，将各分层的沉降量相加，即为总沉降量：

St=∑i=1net0−eiti (8.3.1) 1+ei0

式中

St——竣工时或最终的坝体和坝基总沉降量，m；

ｎ——土层分层数；

ei0——第i层土起始孔隙比；

eit——第i层土相应于竣工时或最终的竖向有效应力作用下的孔隙比；

ｈi——第i层土层厚度。

8.3.3 施工期坝体的沉降量，根据经验资料对于土坝可取最终沉降量80%，对堆石或砂砾石坝取最终沉降量的90%。将总沉降量减去施工期沉降量，得竣工后沉降量。

8.3.4 坝顶竣工后的预留沉降超高，应根据沉降计算、施工期观测和工程类比等综合分析

确定。坝顶预留沉降超高，土质防渗体坝一般为坝高的1%。

8.3.5 岩石地基不计其沉降量。砂砾石地基可不计其沉降量。粘性土地基施工期沉降应根据地基的条件专门研究。

9 坝体加高与加固

9.1 坝体加高

9.1.1 进行坝体扩建加高设计时，应分析原坝体的原型观测资料，并对原坝体进行相关的勘探、试验，了解坝体的质量和安全状况，作为坝体扩建加高设计的依据。

9.1.2 进行扩建加高时，应对原坝坝基处理、坝坡稳定、填筑质量以及坝体与岸坡和其他建筑物的连接进行安全复核，应对已建的泄水、引水建筑物的过水能力和安全进行核算。不满足加高后运用要求时应进行加固、扩建。

9.1.3 土石坝的扩建加高宜采用从下游面培厚加高的方法。如在水库的淤积物上加高，应根据淤积物固结情况，进行变形和稳定分析，研究采取排水固结措施和控制加高速率必要性等问题。

9.1.4 若其他加高措施有困难、加高相对高度不大，对原坝体的填筑质量、坝坡安全裕度、坝基地质条件以及地震烈度等情况进行论证后，坝的整体安全满足本规范要求时，也可采用戴帽加高的方法。

9.1.5 扩建加高坝体的土料与原坝体填土性质不同时，应研究增设反滤层和过渡层的必要性。

9.1.6 加高设计中应对原坝的防渗体与加高部分防渗体之间的连接和止水进行专门设计，必须形成完整的防渗体系。

当加高部分的防渗体采用土工合成材料（土工膜或复合土工膜）时，应按（SL/T225-98）的相关规定执行。

9.1.7 扩建加高的坝顶布置与构造，除满足功能要求外，应与枢纽中相邻建筑物、岸坡及周边自然环境相协调。

9.2 坝体加固

9.2.1 对使用中发现坝体和坝基存在缺陷、病害或安全隐患的小型土石坝，应及时进行安全鉴定或进行大坝安全分析，根据其结论及建议进行加固处理。

9.2.2 加固措施应达到方便施工、经济合理、安全可靠的要求。

9.2.3 若加固的坝体与水库需要增加新的功能可以合并解决时，则应结合加固妥善解决。

9.2.4 针对坝体存在的缺陷、病害或安全隐患，根据其安全分析结论，结合工程实际，可采用以下单一或综合措施进行加固处理。

（1）对管涌、流土、接触冲刷和流失等渗透破坏隐患，可采取在渗流出口提高渗流介质的破坏渗透比降的措施，如增设压重、增设反滤层；也可采取加固或增设水平或垂直防渗结构的工程措施，如粘性土水平铺盖、土工膜，防渗墙、灌浆等。

（2）对坝体变形异常、渗透水压力异常、坝体出现裂缝等安全隐患，可采取坝脚压重、裂缝灌浆或翻坡碾压等处理措施。对浅表裂缝宜采用开挖回填处理。

（3）反滤与排水的加固，可采用透水压重，减压排水井、土工织物、完善坝坡的护坡

及排水系统等措施进行处理。

（4）对白蚁等滋生繁衍、破坏，宜优先采用追巢翻挖处理措施，其次可采用熏烟毒杀或药物灌浆处理。

（5）与坝体相关的输水、泄水建筑物的加固，应根据具体病害和安全隐患状况进行加固设计。

10 安全监测设计

10.0.1小型土石坝应设置必要的监测项目及相应的设施。监测项目可根据工程的重要性、坝型、坝高、地质条件等确定。

小型土石坝的安全监测一般以巡视检查和外部监测为主，应设置的监测项目主要为： 1 坝面竖向位移和水平位移； 2 渗流量及渗水的浑浊度； 3 上、下游水位。

10.0.2 监测设备的选择应符合可靠、耐久、实用、有效的原则，有条件时实行监测自动化。 10.0.3 土石坝应沿坝轴线设置1～2个竖向及水平位移监测断面，每个断面在坝顶及下游坝坡设2～3个测点。

测点的间距，一般坝长小于300m时，宜取50～100m，坝长大于300m时，宜取100～150m。 土坝与混凝土建筑物的连接处，坝下埋管及填土高度变化处应布置竖向位移测点。 10.0.4 可采用量水堰法、容积法或沟内测流速法监测渗流量，并监测渗水的浑浊度。 10.0.5 位于砂砾石覆盖层上的坝，宜设置坝基渗流压力监测，沿坝轴线设1～2个监测断面。每个断面设2～3个测点。必要时设置坝体渗流压力监测。

10.0.6 渗流压力监测仪器，应根据不同的监测目的、土体渗透性、渗流场特征以及埋设条件等，选用测压管或孔隙水压力计。

10.0.7 建于软土地基上的坝，应进行施工期的沉降位移监测，随着坝体的升高，应于上下游坝坡及坡脚以外，设置沉降位移监测点，沿坝轴线每隔50～100m设一断面，每一断面设3～5个测点。施工期的测点应与永久测点相结合。

必要时应设置坝基孔隙压力监测。

10.0.8 地基为湿陷性黄土时，可设置地基沉降测点及坝体沉降位移测点。 10.0.9 对岩溶地基，监测设施应专门研究。

10.0.10 土石坝应经常和定期进行一般外表巡视检查(如裂缝、坍陷、隆起、砂沸、涌水等)。对溢洪道、输水洞的闸门、启闭机应定期检查，保证闸门启闭灵活。

10.0.11 所有监测资料及检查结果应及时整理分析，如有异常应及时采取措施。

附录A

A.1波浪计算

A.1.1 年最大风速应采用水面上空10m高度处10min的平均风速，当仅能获得距水面其它高度的风速时,应按式(A.1.1)计算：

W10=KZWZ (A.1.1)

式中：W10─水面上空10m高度处10min的平均风速；

Z─距水面的高度；

KZ─风速修正系数，按A.1.1表查得； WZ─距水面上空Z高度处10min的平均风速。

A.1.2 风向宜按水域计算点处8个方位角确定，其允许偏差为±22.5°。 A.1.3风区长度的确定应符合下列要求：

1 当沿风向两侧的水域较宽广时，可采用计算点到对岸的距离；

2 沿风向有局部缩窄且缩窄处的宽度B小于12倍的计算波长时,可采用5B，同时不小于自计算点到缩窄处的长度；

3 如图A.1.3所示，当沿风向两侧水域较狭窄或水域形状不规则或有岛屿等障碍物时，应采用等效风区长度，按式（A.1.3）计算：

De

∑Dcosα

=

cosα

2

ii

i

i

i

(A.1.3)

式中：De─等效风区长度；

Di─计算点至水域边界的距离，i取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6； αi─第i条射线与主射线的夹角，等于i×7.5°。

A.1.4风区内水域平均深度Hm宜沿风向作出地形剖面图求得,计算水位应与相应设计状况下的静水位一致。

A.1.5波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式，按式(A.1.5-1)、式(A.1.5-2)计算：

(A.1.5-1)

Tm=4.438hm (A.1.5-2)

式中：hm─平均波高，m；

Tm─平均波周期，s； W─计算风速，m/s； D─风区长度，m； Hm─水域平均水深，m； g─重力加速度，取

9.81m/s。 平均波长可按式(A.1.5-3)计算：

2

0.5

式中：Lm─平均波长，m；

(A.1.5-3)

H─坝迎水面前水深，m。

A.1.6对于丘陵、平原地区水库，当W

式中：h2%─累积频率为2%的波高，m。

(A.1.6-1)

(A.1.6-2)

A.1.7对于内陆峡谷水库，当W

(A.1.7-1)

为累计频率10%的波高h10%，m。 H─坝迎水面前水深，m。

(A.1.7-2)

式中：h─当gD/W2=20～250时，为累计频率5%的波高h5%，m；当gD/W2=250～1000时，

A.1.8 不同累积频率P(%)下的波高hp可由平均波高与平均水深的比值和相应的累积频率按表A.1.8中规定的系数计算求得。

A.1.9 正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按式(A.1.9-1)、式(A.1.9-2)或有关规定计算：

1 当m=1.5～5.0时

2 当m≤1.25时

(A.1.9-1)

Rm=KΔKwR0hm

(A.1.9-2)

3 当1.25

m─坡度系数，若坡角为α，即等于cotα；

K△─斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型由表A.1.9-1查得； Kw─经验系数，由表A.1.9-2查得；

R0─无风情况下，波高等于1.0m时，光滑不透水护面（K△=1）的爬高值，由表

A.1.9-3查得。

表A.1.9-1 糙率及渗透性系数K△

表A.1.9-2 经验系数系数KW

表A.1.9-3 R0值

A.1.10 波浪爬高Rp可由平均波高与坝迎水面前水深的比值hm/H按表A.1.10规定的系数计算求得。

表A.1.10 波浪爬高与平均波浪爬高的比值(Rp/Rm)

mRp/Rm

A.1.11 当来波波向线与坝轴线的法线成β夹角时，波浪爬高等于按正向来波计算爬高值乘以折减系数Kβ。Kβ应按表A.1.11确定。

表A.1.11 斜向来波折减系数Kβ

A.1.12 如图A.1.12所示，作用在坡度系数为1.5~5.0的坝坡护面板上的波浪压力，可按式(A.1.12-1)~式(A.1.12-6)计算:

图A.1.12 坝坡护面板上的波浪压力

1— 上游水位；2—护坡面板；3—坝体

1 最大压力强度

PZ=KPK1K2K3γWhs (A.1.12-1)

K1=0.85+4.8hs/Lm+m(0.028-1.15hs/Lm) (A.1.12-2)

式中：PZ─最大压力强度，kN/m；

KP─频率换算系数，取1.35； K2─系数，按表A.1.12-1确定；

K3─作用在点Z的浪压力相对强度系数，按表A.1.12-2确定； γW─水的容重，kN/m；

hs─有效波高，m，可取累计频率为14%的波高h14%。

表A.1.12-1 系数K2

表A.1.12-2 浪压力相对强度系数K3

2 最大压力强度作用点距水面的距离ZZ

3

2

ZZ=A+

12

(1−2m+1(A+B)2m

(A.1.12-3)

L1+m2

(A.1.12-4)

⎛hs⎞

⎟−−B=hs⎜0.95(0.84m0.25)⎜Lm⎟⎝⎠

当计算ZZ

(A.1.12-5)

⎫

l1=0.0125S⎪

⎪

l2=0.0325S⎪

⎪

l3=0.0265S⎬l4=0.0675S⎪

⎪mLm⎪S=⎪m2−1⎭

4 波浪作用区域的上限Z0等于设计波浪爬高RP。

(A.1.12-6)

A.2护坡计算

A.2.1 砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球形直径和质量、平均粒径、平均质量和厚度可按式(A.2.1-1)~式(A.2.1-4)确定：

m2+1ρW

D=0.85D50=1.018KthP

ρk−ρWm(m+2)

Q=0.85Q50=0.525ρkD3

当Lm/hp≤15时

(A.2.1-1)

(A.2.1-2)

t=

当Lm/hp＞15时

1.67

DKt

(A.2.1-3)

t=

1.82

DKt

(A.2.1-4)

式中：D─石块的换算球形直径，m；

Q─石块的质量，t； D50─石块的平均粒径，m； Q50─石块的平均质量，t； t─护坡厚度，m；

Kt─随坡率变化的系数，按表A.2.1查得； ρk─块石密度，t/m； ρW─水的密度，t/m；

33

hp─累计频率为5%的波高。

A.2.2 采用经过整理的堆石(抛石)护坡的石块质量和厚度可按式(A.2.2-1)~式(A.2.2-4)计算：

Q50=

ρkhs3

k(G−1)3m

(A.2.2-1)

Qmax=(3~4)Q50

(A.2.2-2)

11

Qmin=(~)Q50

45

(A.2.2-3)

⎛Qmax

t=1.10⎜⎜ρ

⎝k⎞⎟⎟⎠

1/3

(A.2.2-4)

式中：Qmax、Qmin─石块的最大、最小质量，t；

k─系数，取4.37； G─石块比重。

A.2.3 对具有明缝的混凝土或钢筋混凝土板护坡,当坝坡坡度系数m=2~5时，板在浮力作用下稳定的面板厚度可按式(A.2.3)计算：

t=0.07ηhp

LmρWbρc−ρW

m2+1m

(A.2.3)

式中：η─系数，对整体式大块护面板取1.0，对装配式护面板取1.1；

hp─系累计频率为1%的波高，m； b─沿坝坡向板长，m； ρc─板的密度，t/m。

3

标 准 用 词 说 明

标准用词 应 不应 宜 不宜 可 不必

在特殊情况下的等效的表述

有必要、要求、要、只有…….才允许

要求

不允许、不许可、不要 推荐、建议

推荐

不推荐、不建议 允许、许可、准许

允许

不需要、不要求

要求严格程度