1. 課題研究的意義
土石壩是世界壩工建設中應用最為廣泛和發展最快的一種壩型。土石壩如此廣泛的應用，那就要求我們要掌握土石壩的設計以及施工工藝。進行土石壩的研究，可以讓我們①掌握如何根據地形、地質、建築材料、施工情況、工程量、投資等方面，經綜合比較選定壩型，瞭解土石壩樞紐各建築物組成、建築物的工作特點以及在樞紐中的佈置;②瞭解和掌握調洪演算的方法和水庫各種特徵水位的確定;③在對土石壩樞紐中各建築物的設計中，瞭解各建築物的選型比較方法以及所選定建築物的設計難點和重點，並掌握相應的設計方法;④掌握計算機繪圖和程式計算方法，培養設計報告撰寫能力;⑤通過設計研究，培養文獻資料查閱、發現問題、獨立思考問題和解決問題的能力。
2. 國內外研究進展
土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。目前，土石壩是世界壩工建設中應用最為廣泛和發展最快的一種壩型。據不完全統計，我國興建的各種型別的壩共有8.48萬座，其中95%以上為土石壩。21世紀我國水利水電事業將進入大發展時期，在西部大開發的戰略下，一批水利水電工程將在黃河上游、長江中上游干支流、紅河等水利資源豐富的江河上開工建設。
在國外土石壩的發展速度同樣迅速，所建的百米以上的高壩中，土石壩所佔的比重呈逐年增長趨勢，20世紀50年代以前為30%，60年代接近40%，70年代接近60%，到80年代後增至70%以上。隨著近代的土石壩築壩技術的發展，促成了一批高壩的建設。目前，世界上已建成的最土石壩為前蘇聯的努列克壩，高300m。我國已建成的天生橋一級面板堆石壩，高178m，在建的水布埡面板堆石壩，高233m，在建的糯扎渡心牆堆石壩，高261.5m。設計中的雙江口堆石心牆壩，高314m。
3. 當前研究存在的問題
土石壩的當前研究主要存在：一是水庫的滲流問題，二是除險加固的問題，三是新型材料的使用。
在壩與水庫失事的統計中1/4是由於滲流問題引起的，我國大壩數量居世界首位，潰壩率亦居世界前列。潰壩的危害程度很高，尤其是對於高壩大庫和大江大河的堤防工程，一旦失事其危害十分巨大，嚴重威脅整個水利工程的安全，進一步威脅下游人民生命和財產的安全。只有快速有效地分析堤壩的安全狀況、執行狀況以及潰壩風險分析等，才能減少事故的發生。只有有效地對多因素影響下的土石壩潰壩情況進行分析與預報，才能保證堤壩的正常執行、管理以及有的放矢地對堤壩工程進行除險加固處理。
較多的大壩需要除險加固，是由於當時特定的歷史條件，存在嚴重的邊勘測、邊設計、邊施工的現象，防洪標準低，質量控制不嚴，尾工和隱患較多，時刻威脅下游人民生命財產安全，限制了當地的經濟發展，其除險加固的重要性和必要性為人民所認識，因此水庫的除險加固勢在必行。
隨著築壩技術的發展，壩的高度越來越大，需要的傳統材料越來越多，施工週期越來越長。如果在築壩的過程中，再用新型材料，比如現在可以把樹脂模作為防滲體，既可以保證壩體的安全，又可以縮短工期和節約資金。
4. 基本思路
(1)分析原始資料
熟悉本水庫樞紐工程的一般自然地理條件，壩址附近的水文、氣象特徵、地形、地質條件、當地材料、對外交通的基本資料。通過對資料的瞭解和分析，初步掌握原始資料中對設計和施工有較大影響的主要因素和關鍵性問題，為設計奠定基礎。
(2)壩型選擇
根據提供的資料，建議選取2～3種壩型從地形、地質、建築材料、施工情況、工程量、投資等方面，經綜合比較選定壩型。
(3)樞紐佈置
根據選定的壩軸線從地形、地質、施工、運用等方面大致確定建築物(包括大壩、圍堰、導流洩洪洞、溢洪道、電站等)的相對位置、建築物形式，並加以定性分析與論述，確定樞紐工程等級及建築物級別。
(4)建築物設計
①確定斷面尺寸及平面佈置：
根據規範要求，參照已建工程並考慮本工程的具體情況，確定壩頂高程、壩頂寬度、壩坡、防滲體及排水體尺寸，確定壩型及斷面尺寸，繪出壩的剖面及平面佈置圖。
②滲流計算：
運用水力學法計算設計洪水位或正常最高水位時最大斷面及各控制斷面的浸潤線及單寬滲流量、全壩長的總滲流量。
③壩坡穩定計算：
按照《碾壓式土石壩設計規範》，按四種工況核算壩坡的穩定性：
④細部構造設計：
包括壩基處理、壩與兩岸連線、壩頂、護坡、反濾層、過渡層，以及壩體與壩基的防滲體、排水設施。
(5)編制土石壩工程施工工藝流程圖 土石壩工程施工工藝流程應採用流程框圖的形式，從施工準備、施工導流、壩基處理、壩體施工等方面進行編制。
(6)編制土石壩工程施工網路圖 土石壩工程施工網路圖應按分部工程、月為引數編制。
5. 參考文獻
1.《混凝土面板堆石壩設計規範》 SL228;
2.《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL252;
3.《碾壓式土石壩設計規範》 SL274;
4.《土石壩瀝青混凝土面板和心牆設計準則》 SLJ01;
5.《水工鋼筋混凝土結構設計規範》 DL5073;
6.《水工建築物荷載設計規範》 DL5077;
7.《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》 DL5180;
8.《土壩設計》上、下冊水電部五局東北院編水利水電出版社;
9.《水工建築物》林繼庸編水利電力出版社;
10.《水工建築物》吳媚玲編清華大學出版社;
11.《堆石壩設計》陳明志等編水利水電出版社;
12.《水工手冊》水利水電出版社。
指導教師評語：(建議填寫內容：對學生提出的方案給出評語，明確是否同意開題，提出學生完成上述任務的建議、注意事項等)
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