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土石坝设计大纲土石坝是一种以当地材料（如土、砂、砾石等）为主要筑坝材料的水工建筑物，广泛应用于水库工程中。其设计大纲通常包括以下几个关键部分：
1.工程概况与任务：明确土石坝所在流域的地理位置、地形地貌、地质条件及水文特征，同时阐述工程的主要任务和目标，如防洪、灌溉、发电或供水等。
2.坝址选择与地质勘察：根据地形、地质条件和经济性等因素选择合适的坝址，并通过详细的地质勘察了解地基承载力、渗透特性及潜在不良地质问题，为后续设计提供依据。
3.坝型选择与布置：结合工程规模、地形地质条件及施工条件，确定土石坝的具体类型（如均质坝、心墙坝或斜墙坝）。同时进行坝体总体布置，包括坝顶高程、坝轴线位置、上下游坡比及防渗设施的设计。
4.水力学计算与稳定分析：对坝体进行渗流分析，确保满足防渗要求；计算坝体在不同工况下的稳定性，包括抗滑稳定性和抗倾覆能力45比1实体墩模板专项施工方案，确保结构安全。
5.泄洪与过流设施设计：设计溢洪道、泄洪洞等设施，保证水库在洪水期的安全运行。需考虑泄洪能力、水流冲击及冲刷防护等问题。
6.施工组织与技术措施：制定合理的施工方案，包括材料运输、填筑工艺、压实标准及质量控制措施，确保施工质量和进度。
7.环境保护与监测设计：评估工程建设对周边环境的影响，提出生态保护措施；同时设计大坝安全监测系统，实时监控坝体变形、渗流及应力状态。
8.经济评价与优化：对设计方案进行技术经济分析，优化资源配置，降低建设成本，提高经济效益。
总之，土石坝设计需要综合考虑工程地质、水文、结构、施工及环境等多方面因素，确保大坝安全可靠、经济合理并符合环保要求。
粘粒（d<0.005mm）含量一般在30％以下，最大不宜大于40％，太大压实性能差；
最大粒径应不超过铺土厚度的2/3，以免影响压实；
级配曲线呈连续，当不均匀系数（η=d60/d10）>5;曲率系数（Ced302/d10×d60）＝1～3，认为级配良好；
如遇两种土料均能满足要求，则应选用粒径范围较宽的土料。
土的膨胀量、膨胀力和体缩
遇膨胀量、膨胀力及体缩较大，应做矿化分析，当粘土矿物以蒙脱石和伊里石为主时，必须充分论证，工程中要采取措施。
水溶盐含量是指易溶盐和中溶盐的总量，以重量计不大于3％；有机质含量（按重量计），对心墙坝和斜心墙坝不大于2％。
在土料选择中，应综合研究土料性质，不可过分强调某一特性，因为各种因素的常常是互相矛盾的，如土的含粘粒高，防渗性和可塑性好，但强度低；压缩性大，施工较困难。
4.2 筑坝石料一般要求
4.2.1 筑坝石料一般要求
土石坝坝壳主要的作用是保持坝体稳定，因此，只要能满足坝体稳定、沉降量小、排水性能好、有一定强度的石料均可最为坝壳料，如新鲜岩石、石碴料、软岩、砾石、卵石、漂石、风化砂和风化砾石等。但其使用部位不同，新鲜岩石、天然砾石、卵石、漂石可置于坝壳任意部位；软岩置于下游坝壳内部，不与大气接触，并在下游水位以上；风化砂、风化砾石置于坝壳干燥区。
4.2.2 筑坝石料的技术要求
优质石料，湿抗压强度 R>40.0 Mpa、经冻融R>30.0 Mpa；软化系数>0.8;冻融损失率<1％；密度>2.4×106g/m3。
砂砾料填筑坝体的质量要求
砾石含量5mm至相当于3/4填筑层厚度的颗粒在20％～80％范围内，紧密密度>2×106g/m3，含泥量（粘粉粒）<10％，内摩擦角>30°,渗透系数（碾压后）大于1×103 cm/s。
4.3 反滤料、过滤料及排水料的选择
4.3.1 反滤料、过滤料及排水料一般技术要求
使用的石料或砾石料是坚硬未经风化与溶蚀的材料，并应耐风化且不易为水所溶解；其颗粒组成必需满足不穿越和排水条件好；没有塑性。
4.3.2 质量技术要求
反滤料、过滤料及排水带的材料，可使用砾、砾卵石、角砾碎石和破碎岩石、天然冲击层、山麓堆积物以及开挖出级配良好的小石块。级配：尽量均匀、要求一层的粒组不钻入另一层粒组的孔隙中去，最小粒径0.1mm含量不应超过5%；不均匀系数≤8；颗粒中无片状、针状、坚硬抗冻；含泥量<3%；渗透系数>5.8×103 cm/s。
4.4 填筑标准的确定
4.4.1 粘性土的填筑密度
对不含砾或少量砾的粘土性土料，以干密度为设计指标，按击实试验最大干密度乘以压实系数确定。压实系数不低于0.97～0.99。
4.4.2 堆石料填筑标准
堆石的压实功能和设计孔隙率可按已有工程经验拟定，一般为20％～28％，并由碾压试验确定。施工时以施工参数（包括碾压设备的型号、振动频率和质量、铺填厚度、加水量、碾压遍数等）及干密度同时控制。
在一般情况下，应在施工初期进行碾压试验。以校核设计规定的填筑标准及碾压参数，并在必要时由设计单位进行修改。当土石料性质特殊时，应进行专门的碾压试验和相应的试验室试验论证其填筑标准。
5 碾压式土石坝设计的基本要求
5.1 碾压式土石坝安全准则
碾压式土石坝在施工和水库运用的各种情况下，坝体、坝基和坝肩必须是稳定的。
在正常和非常工作条件的荷载组合情况下，必须保证它能长期安全运用和充分发挥设计的效益和社会效益。
5.2 设计中基本要求
5.2.1 坝体防渗的基本要求：
降低坝体的渗透坡降，避免发生渗透破坏。
减少经过坝体的渗流量，减少水中、土中水溶盐和有机物的溶蚀。
降低坝体侵润线，以增加坝坡的稳定。
设计时应考虑防渗措施，形成防渗体系，如坝基截水墙、足够的和不易损坏的防渗区、防渗铺盖和下游排水井等。
坝顶应有足够的超高，以防波浪造成漫顶。超高值中应考虑到坝基和坝体的沉降，以及引起的附加沉降。
5.2.4 抗裂性能要求
对于压缩性大，坝址两岸岸坡陡峻，要注意压缩变形，防止由于变形过大而使心墙产生裂缝。
减少坝体和坝基孔隙水压力：应尽量减少坝体和坝基孔隙水压力，特别是坝基中可能产生孔隙水压力；对于有淤泥的成层的可压缩性材料中，更应特别主语。超过坝趾以外的地基产生很高的孔隙水压力，而该位置坝体自重很小或根本不会产生垂直荷载，因此，位于范围以外的地基土壤强度可能下降到其原来的天然抗剪强度之下。
防止裂缝：为了防止坝体水平裂缝和纵缝，土石坝的防渗体和坝壳材料均应保证压实紧密。
认真地进行施工质量控制，以保证填筑料的合理分布，充分压实（达到设计压实度）和适度水量控制，以及合理的设置排水设施和截水墙。
主要结构尺寸需要满足施工上的要求。如填筑宽度，当为机械运输，碾压方便时，最小宽度不应小于2m；如采用人工运输，小型碾压工具时，可适当减少。
6 坝体结构布置设计
6.1 土石坝坝体断面拟定
6.1.1 土石坝坝体断面的拟定
拟定土石坝坝体断面应考虑的主要条件：
筑坝材料的物理力学性能、储量。一般坝体材料的渗透系数应满足规范要求。
坝基地质条件和承载能力、渗透、压缩性能。
一般坝坡做成折线型，上部较陡，下部较缓。
当上下游坝壳由相同材料筑成时，则上游坝坡应较下游坝坡平缓。
一般在下游坝坡每隔10m～30m宜设置戗道，戗道宽一般应大于2m；根据现代坝发展情况有40m～50m设一戗道，也有不设戗道。为施工道路需要可设斜马道。
为施工方便，沿坝轴方向坝坡尽量做成同一的坝坡；如地质情况不同，或坝壳料材料性质不同，可各段用不同边坡，变坡之间应设渐变段。
坝坡的最后确定应进行稳定计算。
6.1.2 与基础的连接
坝基为完整新鲜基岩：为防止粘土与岩石结合不好而发生沿岩石的集中渗透，应设混凝土垫。
坝基为节理比较发育的基岩：建议采用混凝土垫，然后再在垫座上填筑粘土心墙。混凝土层下部视为基岩情况，可进行固结灌浆（铺盖灌浆）和帷幕灌浆。也可采用将截渗墙底部直接对坝基岩石进行固结灌浆和帷幕灌浆。
坝基有断层破碎带的基岩：断层破坏带的处理，应按实际断层性质、角度、方向、宽度、深度以及断层内充填物的成分等条件，分析判断处理。一般断层应用混凝土塞堵实。
6.1.3 与岸边的连接
与岸坡的结合面往往是工程中较薄弱的环节，要防止结合面发生集中渗流和避免防渗体裂缝。岸坡严禁做成垂直台阶面；岩石坡度一般不陡于1：0.5～1：0.75，凸变角应小于20°；开挖岩石坡应平整处理。
6.2 风浪计算、坝顶构造、护坡设计和坝面排水
风速选用方法采用多年平均最大风速加成法。
风吹来的方向称风向，应选取最不利风向的最大风速作为设计风速。
吹程又称对岸距，水库吹程是指沿最大风速方向量测坝轴至对岸的直线距离，它与水库的形状有关。水库风向应以垂直坝轴线或与坝轴夹角较大的主风向为主，主风向应选择满库期或洪水危险期。当库区形状很不规则，且有岛屿等障碍物时，应采用有效吹程。如沿计算方向有局部缩窄时，当束窄处的宽度B小于12倍计算波长L,可近似取等效风区长度De=5B,但De不应小于自计算点到束窄处的距离。
国内外提出的风浪要素计算公式很多，大部分属经验或半经验的，选用时应研究公式的使用条件，尽可能接近工程具体情况。
风浪在坝坡上的爬高计算
风浪在坝坡上的爬高分规则波和不规则波两种方法，应根据具体条件选用。
波浪压力包括最大压力区、波速、坝坡上的坡压力分布、作用于垂直墙上的波压力和浮托力等的计算。
地震时水库发生涌浪，确定安全超高时应包括地震涌浪高度db5101／t 7-2018标准下载，一般地震涌浪波可根据设计烈度和坝前水深计算或选用。
当库区发生滑坡，在滑坡地点产生涌浪，并能水平推进，到达坝前产生涌浪高度。由于滑坡涌浪计算极为复杂，大多将边界条件简化后估算。
坝顶高程等于水库静水位加坝顶超高。并按下列四种情况计算，取最大值。
设计洪水位+正常运用情况的坝顶超高
正常蓄水位+正常运用情况的坝顶超高
校核洪水位+非常运用情况的坝顶超高
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