187【DL电力标准大全】DL-T5016-1999 混凝土面板堆石坝设计规程.pdf

工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中华人民共和国电力行业标准 混凝土面板堆石坝设计规范 条文说明 主编单位 国家电力公司水电水利规划设计总院 批准部门 中华人民共和国国家经济贸易委员会 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 目录 范围 坝的布置和坝体分区 筑坝材料及填筑标准 趾板 混凝土面板 接缝和止水 坝基处理 坝体计算 抗震措施 分期施工和坝体加高 安全监测 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 范围 本规范是在总结级及其以下的混凝土面板堆石坝的经 验基础上编制的对以上的坝 要对面板的应变和堆石坝 体的变形控制 坝体的填筑标准 面板混凝土的耐久性和缝的止水 结构设计等问题进行专门论证 以上的级高坝也很重要 应按本规范设计 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 坝的布置和坝体分区 坝的布置 强调要有利于枢纽中其他建筑物布置混凝土面板堆石 坝平面尺寸大 对坝基适应性强 而泄洪和引水发电系统对地质条 件要求较高 若坝轴线有利于这些建筑物布置 将会节省混凝土用 量 降低工程造价 河床冲积层的变形模量一般比碾压堆石体的变形模量大 只要冲积层密实 将堆石坝体建在冲积层上是经济合理的冲积 层内有粉细砂层和黏土层时 应进行稳定和变形分析 必要时可调 整坝坡 论证堆石坝体建在冲积层上的经济合理性 利用建筑物开挖石料筑坝 比用料场开挖石料经济 可减 少对环境的破坏在进行枢纽布置方案比较时 应将土石方平衡 考虑在内 减少枢纽中混凝土量 增加岩石开挖量的布置方案一般 是经济的方案为增加岩石开挖料 加大电站进水口或溢洪道引 渠尺寸 减小流速 节省混凝土衬砌 常是经济的选择天生桥一 级大坝填筑的的坝料来自溢洪道开挖石料就是一例 坝顶 坝顶宽度影响坝体工程量 在满足使用要求的前题下 坝 顶宽度愈小愈经济坝顶除提供交通外 一般有观测电缆沟 灯柱 和排水沟等设施 确定坝顶宽度时应考虑布置它们的需要面板 混凝土浇筑平台的最小宽度为或更宽 视使用的施工设备和 施工布置而定国内已建以下的坝 坝顶宽度为 以上的坝 坝顶宽度较大高的天生桥一级大坝坝顶宽 度为 为减少防洪超高和风浪超高所需的坝体高度 常用高度较 大的防浪墙 以减少堆石的填筑量和面板的面积 防浪墙太高 墙 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 本身和坝顶细堆石料填筑的费用都将增加 墙高要和减少堆石填 筑量节省的费用比较 以达到经济的墙高 为安全和防止将坝顶下游边缘石块蹬掉 坝顶下游侧要设护 拦或路缘石保护 坝顶和面板都要变形 导致防浪墙与面板的水平接缝容易 破坏当该水平接缝高程低于水库正常蓄水位时 此缝可能成为 一个漏水通道 故防浪墙和面板的水平接缝高程宜高于水库正常 蓄水位 为保证大坝运行期沉降稳定后 坝体仍有足够的超高 也 为视觉的需要 坝顶需预留沉降超高碾压堆石体蓄水期的坝顶 沉降值约为坝高的坝顶沉降超高可为坝高的 参照坝顶长度与坝高选定沉降超高的设置应由坝头处的零 值 渐变到坝高最大处的最大值用局部放陡顶部坝坡实现沉降 超高 为方便防浪墙 电缆沟和坝顶路面等施工 及预留坝顶沉 陷超高起拱的需要 规定防浪墙底部高程以上的坝体用细堆石料 填筑 坝坡 早期砂砾石料筑坝的上游坝坡是如格里拉斯 坝 后期是如萨尔瓦兴娜和雅肯布 坝软岩堆石料的力学性质和母岩及填筑标准有关 用软岩堆 石料筑坝 或软基上建坝 其坝坡应具体设计 为在坝坡上布置公路和节省上坝施工道路工程量 可在平 均坝坡不变的条件下 公路间用较陡的坝坡如塞格雷多 坝公路间实际坝坡为天生桥一级大坝公路间实际坝坡 用已被工程证明是可行的 大块石堆砌是指用推土机将大块石推到坝边缘 使大头朝 坡外 斜坡尺检查合格后 用小石将大块石楔紧或用摆石堆砌成 高度大致相等的台阶 平均坝坡为设计坝坡为方便护坡施工 需 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 随着坝体升高 及时堆砌施工 垫层区上游坡面易被雨水或波浪冲刷 应及时保护 为了 给面板混凝土施工提供坚固的作业面 也需坡面保护用砂砾石 料作垫层料时 及时的坡面保护尤为重要坡面保护有喷阳离子 乳化沥青 喷混凝土及碾压砂浆等措施 可按各工程具体条件选 用人工修整坡面 铺低强度砂浆 抗压强度经坡面碾压 后 便完成了坡面保护工作此系我国首先使用的技术 宜予推广 应用 坝体分区 强调堆石坝体分区要方便施工和经济合理 堆石坝体分区主要是充分利用当地料源 安全经济地建设大 坝 而不是按规定的坝体断面分区去寻找合适的筑坝材料对各 种开挖料的岩土性质及各种地形条件下大坝运行性能的正确理 解 是作好坝体分区设计的基础建筑物开挖石料或近坝区料场 岩性复杂 可以在坝内另设不同的分区 以充分利用各种开挖石 料 坝轴线下游水下的硬岩抛石体不影响大坝运行性能 为下基 坑方便 截流前两岸有更大的填筑场地或将下游围堰的堆石体并 入坝体 必要时可在下游坝趾设硬岩抛石区 确定上游铺盖的顶高程尚无公认的准则铺盖的高度一般为 坝体高度的或铺盖顶高程到水库放空的最低高程 或电站死水位下能潜水到的最低高程 增加采用专门铺料措施 如反铲 装载机等配合人工铺料 垫层区的宽度减小 过渡区的宽度相应增大的内容高的塞 格雷多坝设置了宽的细垫层区高的默奇松 坝高的巴斯塔延坝和高的利斯坝 垫 层区宽度为过渡区宽度为天荒坪和东津坝的垫层区宽度 分别为和过渡区宽度为 竖向排水区上游设反滤层 可以阻止细颗粒流失 防止排 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 水被细颗粒淤塞是否设反滤层 需视坝料中细颗粒含量而定 雅肯布坝排水区上游砂砾石中小于颗粒含量不超过 用的砾石或碎石作排水料 同时具有排水和反 滤作用 乌鲁瓦提用的混合排水体 无反滤层故 改 应设 为 必要时可设 反滤层 砂砾石料具有分布的不均匀性和级配的不连续性 强调设 排水区排水区可以是专门设置的 如小干沟 黑泉 乌鲁瓦提等 工程 也可是下游堆石区 如阿瓜密尔巴坝鉴于沟后 坝的教训 明确竖向排水区顶部高程宜高于水库正常蓄水位 排水区不一定要延伸到整个河床宽度 但要保证该区的排水 能力有富裕雅肯布坝的主排水区宽度远小于河床宽度 但有坡 向和水平排水层 砂砾石料作主堆石区 和垫层区之间是否设过渡区依具体情 况而定如格里拉斯 雅肯布 阿瓜密尔巴和乌鲁瓦提等坝没有过 渡区 黑泉和古洞口坝有过渡区 这种差别和砂砾石料的级配有 关 砂砾石料易受水流冲刷 下游应设护坡用开挖石料设下游 堆石区 可用较陡的下游坝坡 如古洞口和萨尔瓦兴娜坝 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 筑坝材料及填筑标准 坝料勘察与试验 料场规划 料场勘探精度不够 特别是建筑物区建材勘探精 度不够 给施工造成困难 增加投资的实例不少 应重视作好料场 勘探料场勘察辅以平洞 不仅能收集地质资料 还可取洞渣做室 内试验 由于料场道路布置 剥离 准备爆破作业面及堆存场地不当 造成坝料供应不上 影响施工 甚至造成料场的调整和补充规划工 作同样 存 弃渣场规划也很重要 特别是河谷狭窄的工程存 弃渣场规划不仅要考虑存 弃建筑物开挖料的场地 也要考虑临时 建筑物开挖料的存 弃场地 天然砂砾石料分布的不均匀性和级配的多变性 料场勘探时 要特别重视颗粒级配调查取样 垫层料与过渡料 室内渗透和渗透变形试验表明 小于颗粒含 量为时 小于的颗粒含量为相对密度大于 能达到半透水性 在渗水作用下 细颗粒移动 最终达到稳定 属自 反滤稳定料 小于颗粒含量为时 渗透变形试验时 垫层 料内部几乎无颗粒移动 小于颗粒含量为时 小于 的颗粒含量为相对密度为对泥浆几乎无反滤作用 增加垫层料中小于颗粒的含量 易平整上游坡面 减少超填 混凝土 故将小于颗粒含量改为这符合现代面 板坝采用细垫层料的实践 垫层料中需要一定数量的小于颗粒 以满足半透水 性要求实践表明 其含量达的垫层料 加工和碾压无困难 故将左右改为不超过 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 由于各工程对垫层料的要求不同 上述级配范围的垫层料已 被许多工程成功地采用 故取消对垫层料渗透系数的规定 砂砾石料一般有冲蚀性 特别是小于的颗粒含量多时 如果坝体发生大的集中渗漏 可能导致其细颗粒被渗水带走 甚至 被冲刷为避免发生这类事故 除作好面板及其止水系统外 增加 了对垫层料级配连续 内部结构稳定的要求 以保证它具有半透水 性 抽水蓄能电站水位变化又快又大 为保证面板稳定 要求垫层 区易排水 规定级配需另行研究 人工砂石料加工成本高 掺部分天然砂砾石料可改善级配 节 约投资 广蓄等工程已经采用 天然砂砾石料筛分后级配不满足垫 层料的要求 需掺人工砂石料 乌鲁瓦提是一例万安溪 茄子山 和海潮坝的垫层料用人工砂石料掺花岗岩风化砂制成 效果好 节 省投资 可以试用 随着无黏性料在周边缝缝顶的使用 要求周边缝下游的特 殊垫层区用反滤料填筑 使它和缝顶无黏性料之间满足反滤准则 以保证缝顶无黏性料的自愈功能根据工程实践和室内试验表 明 从垫层料中筛出大于的颗粒后 它具有反滤料功能和内 部结构稳定的特性 是 导则的修订只要清出过渡区上游面分离的石 块 过渡料最大粒径增加到即能满足运行要求 堆石料 碾压后有良好级配的硬岩堆石料 易获得低压缩性的填筑 体但不是所有的硬岩堆石料碾压后都能级配良好 如极硬岩堆 石料级配不好 也能筑坝 阿里亚坝就是一例 故规定主堆 石料压实后宜有良好级配 堆石料级配一般规定最大粒径不超过压实层厚度 国外规定 小于的颗粒含量不超过但国内无这种筛 故规定了小 于的颗粒含量堆石料中小于的颗粒能充填到堆石空 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 隙中 有助于增加堆石料的压实密度 提高强度 减小坝体变形 据凤家骥等人试验测定 小于的颗粒不超过它不会参 与骨架 能满足自由排水要求 故规定其含量不超过鲁布 革细堆石料碾压后小于的颗粒含量为小于 的颗粒含量为该堆石料满足排水要求 建筑物地基开挖的硬岩石料即可作主堆石料 也可用于下 游堆石区用于下游堆石区时 可增加层厚和包容主堆石料的超 径石料砂砾石料的压缩性低 适合作主堆石料 但砂砾石料易冲 蚀 要重视坝体分区设计和渗流控制 下游堆石区的变形对面板的变形影响小 它的排水性对坝 体运行影响大 故专列一条以引起重视下游堆石区和主堆石区 用料可以来自同一料场 下游水位以下的料 小于的颗 粒含量应不大于下游水位以上的料不受此限为节省投资 可以用比主堆石区更大的层厚 以包容超径料 避免弃料料场中 或其他不满足主堆石区的料可以用在下游堆石区水上的部分 软岩堆石料适当加水 薄层碾压 能达到比主堆石料高的 密度 具有一定抗剪强度和较低的压缩性 能用于高坝坝轴线下游 的干燥区天生桥一级大坝坝轴线下游干燥区设薄层灰岩 砂岩 泥岩混合的软岩堆石料区 其中泥岩湿抗压强度为要 求此区压实干密度大于主堆石区就是一例 砂砾石料铺料时易分离如砂砾石料中小于的 颗粒含量多 分离后 坝体局部渗水会在坝体内形成局部饱和区 不利于坝体稳定为避免发生这种不利的现象 需将细颗粒含量 多的料放在排水区下游的干燥区黑泉将含泥量平均为的砂 砾石料用在排水区下游 小干沟规定小于的颗粒含量在坝 轴线上游为下游为格里拉斯坝规定面板和排水区之间 用干净砾石 小于的颗粒含量为排水区下游分别 用干净的和脏的砂砾石料 小于的颗粒含量为互 层填筑 故规定小于颗粒含量超过的料用在排水区 下游的干燥区 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 填筑标准 动力荷载对粗粒料强度影响不大 删除原 导则 中 动力 荷载强度 的内容影响填筑标准选择的因素很多 堆石料性质千 差万别 设计阶段要确定好填筑标准 除全面分析坝址的自然条件 外 要充分研究已建类似工程的资料 特别是岩性相近的坝体的运 行资料 关于填筑标准 将坝料的填筑标准扩大为坝料的干密度和孔隙率 级配 和碾压参数 这是设计实践的反映 也是为施工控制提供依据 鉴于碾压设备的改进 坝高增加 填筑标准提高试验 表明 垫层料相对密度达以后 相应孔隙率垫层 料具有良好的工程性质 推荐以此为填筑标准已建高坝主堆石 料压实后的孔隙率多为高的阿里亚坝 玄武岩 主堆石料碾压后的孔隙率为运行良好 许多高坝设计都以 该坝实测变形值为控制指标的孔隙率应是主堆石区允许的 最大孔隙率考虑到已建高坝的高度有限 孔隙率下限定为 其它各区类似确定 原 导则 规定的坝料填筑标准是根据国外已建坝的经 验确定的 国外工程的干密度或孔隙率都为实测值的平均值 鉴于 孔隙率与堆石料的级配有关 在相同压实度下 不同级配的堆石料 有不同的孔隙率 孔隙率超过设计值 不能说明它的力学性质不满 足设计要求 堆石料的抗剪强度高 小的变形会使其抗剪强度得到 发挥和均化 不致因填筑不均匀导致强度有大的下降 设计规定的 堆石料级配是一个范围 相应的孔隙率也应是个范围值 级配范围 越大 孔隙率范围也越大 要针对每一级配确定相应的孔隙率几乎 不可能 而且设计阶段无法确定施工期可能出现的各种级配 故以 平均值进行设计 为使填筑均匀 根据已建工程的经验 规定干密度检测值的标 准差 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 国外控制施工参数 干密度检测仅为记录根据我国目前 情况 应同时控制施工参数和孔隙率或相对密度考虑到灌水法 测定堆石料的压实干密度有如下缺点 挖坑直径要为最大粒径的 倍以上 坑壁面易松驰 变形 凹凸不平和聚乙烯膜的厚度都影 响试坑体积的准确测定 不能重复测定由此可知 堆石料干密度 测定的精度有限 宜以控制施工参数为主 特别是控制铺料厚度 当硬岩堆石料的软化系数大时 碾压试验表明 堆石料加 水和不加水的压实效果一样 如小浪底堆石料的软化系数为 白溪为碾压时未加水 寒冷地区冬季施工不能加水时 需要采取措施 如减少铺料厚 度 或增加碾压遍数才能达到设计要求 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 趾板 趾板定线和布置 对 导则的修订基岩上的趾板一般是稳定的 删 除基岩稳定的要求 高的圣塔扬娜坝趾板成功地建在 厚的砂砾石地基上 柯柯亚 铜街子和梅溪坝趾板也建在砂砾石地 基上趾板建在冲积层上 可缩短施工期 减少投资 中低坝可采 用这种设计趾板放在砂砾石地基上 需用混凝土防渗墙防渗 高坝防渗墙与趾板 趾板与面板间的位移差大 接缝设计不当 将 会形成漏水通道 因此 要将高坝趾板建在冲积层 应专门论证 需查明河床冲积层内有无连续粉细砂或黏土夹层 论证坝体和防 渗墙间的合适距离 连接型式及合理的施工程序等 平趾板是垂直于趾板基准线的趾板剖面有水平顶面的布 置型式 具有灌浆作业和交通方便 趾板混凝土施工较容易及岸坡 水流不易流入堆石体内的优点 但开挖量大垂直于趾板基准线 的趾板剖面有倾斜底面或适应开挖后岩面的布置 有工程量小的 优点 但灌浆作业 趾板混凝土立模 抹面及交通困难 一般不用 故规定宜用平趾板 趾板基础一期开挖是指不用爆破的开挖 即全风化和部分 强风化岩石开挖一期开挖后 根据揭露的地质条件 二次确定趾 板定线 趾板尺寸 国外新鲜 坚硬岩基上趾板宽度一般为水头的最大 为微风化及其以下的基岩几乎无冲蚀 允许水力梯度可在 或以上 国内弱风化岩基上趾板宽度的水力梯度为 土心墙与基岩接触的最大水力梯度有超过的成功实例 萨尔 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 瓦兴娜坝允许残积土上趾板的水力梯度为实施后为 建议全风化上趾板允许水力梯度为强风化岩石的允许水力 梯度在之间风化岩基有一定冲蚀性 关键是用反滤料防 止趾板及其下游坝基的渗透变形水力梯度是指上游水深除以趾 板宽度 风化岩基上趾板宽度可能较大 大于灌浆孔布置所需的宽度 为减少开挖量 可以用下游连接板延长渗径 即用钢筋混凝土或钢 筋网喷混凝土板与趾板连接由于它们的厚度小 可能开裂 碾压 也容易使喷混凝土开裂 故在它们的上面及其下游都应用反滤料 覆盖 岩基上趾板厚度有超挖可以利用 面板厚度随岸坡均匀变 化 而趾板厚度是间断变化的 故允许趾板厚度可比相连接的面板 薄 防渗墙不沉降 砂砾石地基上趾板会沉降 水库蓄水后 坝 体的侧压力会影响防渗墙的应力 故将趾板分成两段 以使趾板能 适应防渗墙和面板间的位移差为减少坝体填筑对防渗墙的影 响 防渗墙与趾板间接缝的位移差 防渗墙的上游段宜在水库第一 次蓄水前施工 规定趾板下游面的高度 以保证面板端部有可压缩的填 筑料支承而不是地基的直接硬性支承 也不产生过大的沉陷 是一经验数 不同高度的坝可以少许变化 趾板混凝土及其配筋 明确对趾板混凝土的要求和面板相同 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 混凝土面板 面板的尺寸和分缝 关于混凝土面板厚度 明确规定面板承受的水力梯度不超过由于混凝 土施工技术的进步年代已建高 中混凝土面板堆石坝的面板 最大厚度约为坝高的对通过面板裂缝的渗流 研究表明 裂缝宽度小于水力梯度小于通过裂缝的 渗流属层流 据大多数观测资料 在水荷载作用下 面板的大部分区 域受压 仅在坝顶和近岸边处有拉应变面板应变和堆石体变形 特性密切相关 与其厚度关系不大混凝土面板只要耐久性 抗渗 性和抗裂性满足要求 它的柔性越大越能适应坝体变形确定面 板厚度时 在满足上述要求的前提下 应选用较薄的面板厚度 许多坝的岸坡很陡 如格里拉斯 萨尔瓦兴娜和雅肯布等 陡岸坡上面板的宽度没有减小 运行良好 删去原 导则中 在陡峻的岸坡或河谷狭窄的条件下 可适当减小陡岸坡上垂直缝 的间距 的内容 从施工工艺要求考虑 规定了分期浇筑面板的顶高程比堆 石体顶高程低 面板混凝土设计和配筋 关于面板混凝土 明确面板混凝土宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水 泥普通水泥绝大部分为地方用立窑生产 有的质量较差 且不稳定因此 如拟采用其他品种水泥 如矿渣水泥 或其他标 号水泥 则应进行对比试验 以论证其混凝土的各种性能不低于设 计要求的指标 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 原 导则 规定面板混凝土强度不低于根据 强度等级按边长的立方体标准值划分约相当于 圆柱形试件的混凝土 故规定面板混凝土强度等级不应低于 由于面板的水力梯度大 规定较高的抗渗标号 按照规定 面板混凝土抗冻标号在严寒地区为 寒冷地区当冻融循环次数达到或超过时 采用冻 融循环次数小于时采用温和地区为在无抗冻要 求的地区 也不宜低于 较原 导则 增加了宜掺粉煤灰的内容混凝土中掺入 适量优质粉煤灰 可提高混凝土耐久性和抗裂性 抑制骨料的碱活 性反应 增加混凝土的和易性混凝土掺粉煤灰有利之处很多 一 般都应掺用 仅当粉煤灰运距太远 经济上不合理 才可不掺 级粉煤灰的烧失量太大 含碳量高 对混凝土可能有不利影响 但 也不一定有害 对一些坝经试验论证后也可使用 故规定粉煤灰质 量等级不宜低于级 混凝土水灰比对面板混凝土质量有决定性作用 水灰比 过大 对面板的耐久性 抗渗性和抗裂性都有显著的不利影响根 据国内外大量试验成果和应用经验 结合我国的具体情况 规定了 面板混凝土水灰比温和地区 月平均气温高于不大于 寒冷地区 月平均气温和严寒地区 月平均气 温低于不大于 增加了对混凝土骨料和砂的质量要求 关于钢筋 拉应力区或岸边周边缝附近的增强配筋和周边缝附近 设置的抵抗挤压钢筋可以公用 故删除在拉应力区或周边缝附近 设增强配筋的内容 已建工程的经验表明 垂直缝的大部分区域挤压不明 显 当垂直缝有中部止水 为安装侧模的需要 挤压钢筋距缝面较 大 使其承受挤压应力的能力降低 将在垂直缝两侧宜设置抵抗挤 压的钢筋改为临近周边缝的垂直缝两侧宜设置抵抗挤压的钢筋 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 即仅在垂直缝底部两侧宜设置抵抗挤压的钢筋 面板防裂措施 表面保潮养护的作用在于降低面板的热交换系数 提高表 面温度 以降低混凝土表面温度冲击应力 同时减少湿度变化引起 裂缝的可能性保湿养护时间越长越好 一般地区至少要养护 面板混凝土表面保护是防止温度裂缝的有效温控措施由于 面板厚度很薄 当外界气温骤降 日气温变幅较大 或连续几天高 温紧接几天大幅度降温等情况时 都会使混凝土温度急速降低 产 生较大的拉应力 引起面板裂缝在施工安排可能的条件下 选择 日气温变幅小的低温时段浇混凝土较好寒冷地区受温度的影响 更为突出 因此对寒冷地区面板的保温要求更严格 在一般情况下 面板的保温和保湿可以结合进行 温尼克辛戈和西北口等面板坝规定裂 缝宽度在以上 需要处理澳大利亚的 混凝土面板堆石 坝设计导则 规定裂缝宽度大于需要处理 广蓄和龙溪对 小于的裂缝也作处理为限制通过裂缝渗水的流速和钙 的溶出 规定大于的裂缝或断定为贯穿性裂缝应作处理 严寒地区和抽水蓄能电站的面板坝 面板的微裂缝在严寒气 候和库水位大幅度变化条件下有可能扩展 故规定应按照各工程 具体条件从严确定处理标准 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 接 缝 和 止 水 止水材料 纯铜片焊缝处的脆性比母材大 规定选用卷材在现场压制 成型 以减少焊缝数量若用半硬纯铜 为增加纯铜片抗疲劳的强 度和延伸性 出厂前应要求退火 加工成型后不需退火 用软铜 不 必退火铜片厚度大 挤压成型时可能出现裂纹 其厚度不宜大于 异型接头若用焊接加工 焊缝多 使其适应位移的能力大为降 低 且限制其双向变形能力 故规定异型接头宜专门加工 国外有用不锈钢片代替紫铜片的成功实例 国内仅黑泉工程 使用不锈钢片 实践经验不多 试验表明 无黏性材料的渗透系数愈低 缝内无黏性材料 承担的水头愈大 无黏性材料固结愈快 渗水减小愈快 所以 规定 无黏性材料的渗透系数比特殊垫层区的反滤料的渗透系数小一个 数量级 周边缝 袋鼠溪小帕拉 和法迪斯工程仅有止水带 平达利 坝加高到仍只有止水带 坝体漏水量很小以下的 坝 周边缝位移小 一道止水即能满足防渗要求止水带价 廉 侧模要分半 缝底混凝土不易浇筑密实 铜止水片稍贵 施工期 需要保护 混凝土浇筑质量较有保证从确保混凝土浇筑质量出 发 推荐用铜止水片 龙溪和小干沟坝有底部和顶部止水 国外许多 以下的大坝 包括塞沙娜和利斯坝 只 有底部和中部止水 运行良好 故坝用两道止水能满 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 足大坝运行要求除底部铜止水片外 第二道止水的材料与施工 经验及经济有关中部止水带价廉 要求精细施工 顶部柔 性填料止水较贵 密封不易 用无黏性填料要求缝底特殊垫层区的 填料起反滤作用 故第二道止水需仔细选择 以上高坝出现渗水量大的实例所占比例较大 周边缝止 水结构要包含三种止水材料 以提高其止水的可靠性周边缝止 水结构的典型实例如图所示 天生桥坝塞格雷多坝阿里亚坝 垫片沥青垫止水铜片止水片沥青木板 角钢粉质砂玛王帝脂面膜氯丁橡胶棒砂浆 垫穿孔镀锌铁皮土工布填土粉煤灰 图典型周边缝止水结构图 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 止水材料的水压试验成果表明 当水压力大于 止水带和混凝土间的结合面可能会被水力劈裂 各种柔性填料可 能出现陷孔 无黏性填料和缝底反滤料自愈裂缝的防渗效果 已被 混凝土面板堆石坝水下堵漏和高土心墙堆石坝所证明 故规定 以上的坝应设无黏性填料的自愈防渗措施 面板及其止水系统是坝体主要防渗线 要求周边缝和垂直 缝内的各种止水材料自成或相互组合成封闭止水系统 否则 通过 垂直缝的渗水可能进入周边缝内 使止水带和缝顶柔性填料 失去止水能力周边缝和垂直缝的底部铜止水片容易形成完整的 止水系统对周边缝顶部的柔性填料 可在周边缝附近的垂直缝 内设柔性填料井 使柔性填料与铜止水片连接 实现封闭 截断从 垂直缝向周边缝的渗水 或同时在所有垂直缝顶部设柔性填料止 水 自成完整的表面止水系统 如莲花和雅肯布坝若周边缝有 止水带 应在距周边缝范围内的垂直缝中部设 止水带 一端与周边缝的止水带连接 另一端与面板的铜止 水片连接 为防止铜止水片被刺破 其下应设垫片 如橡胶片或 土工织物 因周边缝预埋的止水片在施工期有被破坏的实例 强调应 作好周边缝止水片保护设计止水片可用保护罩保护 保护罩可 以是木结构或设计成抽屉式的钢结构也有用砂袋覆盖铜止水 片 防止滚石砸坏 效果也较好 垂直缝 面板的应力计算成果 可以供判断面板拉应力区 参考 作为确定面板张性接缝的考虑因素之一 周边缝顶部有用柔性填料的 也有用无黏性填料的 为方 便施工 规定高坝张性垂直缝缝顶止水材料和周边缝缝顶止水材 料相同 和周边缝一样 垫片可以是或橡胶片砂浆垫尺寸 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 是控制面板尺寸的基础 需要严格控制砂浆垫视作面板的一部 分 故规定砂浆和面板混凝土强度相同 其它接缝 水库蓄水后 防浪墙和面板都在发生位移 防浪墙和面板 之间的接缝容易破坏为确保该缝的止水效果 宜在缝内全充填 柔性填料从施工工艺分析 可以将柔性填料预塑成薄板形 先粘 贴在已浇混凝土的缝面上 再浇筑另一侧的混凝土当此接缝的 高程高于水库正常蓄水位时 为节省费用 缝内中下部柔性填料也 可用沥青浸渍木板代替 面板和溢洪道或其他建筑物边墙连接 接缝下堆石体较 厚 会使接缝位移较大 需放缓边墙坡度或减少其下堆石体的压实 层厚度等措施 减小接缝位移 删除原 导则中对施工缝处理的工艺要求内容 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 坝基处理 基础开挖 为防止趾板上游开挖边坡在运行期失稳 砸坏周边缝附 近的面板 规定趾板上游边坡按永久边坡设计 为避免周边缝附近面板出现较大的变形梯度 当趾板布 置在冲沟内或趾板下游岩石风化或地形突变时 规定趾板槽的开 挖形状垂直于趾板基准线方向的坡度陡于堆石体厚度 变化很快 面板的变形梯度大 可能会在高坝周边缝附近出现平行 于周边缝方向的结构性裂缝因此 当不能满足要求时 可设低压 缩堆石区或回填混凝土 作以下几点说明 上游倍坝高范围内地基沉降将影响面板的变 形 强调此部分地基的低压缩性 柯柯亚 铜街子副坝 梅溪和梁辉等中低坝 以及圣塔扬 娜坝趾板建在冲积层上 故删除原 导则中必须挖 除趾板及其下游一定范围内的砂砾石的规定 明确陡坎和反坡的界线的坡度不影响振动碾 靠近岸壁 坡度大于的陡坡为陡坎 岸坡很陡 垂直于趾板基准线方向堆石体厚度变化很快 加大了变形梯度为减少面板的变形梯度 放缓开挖坡度和设堆 石体的低压缩区都是有效措施可用有限元法分析确定开挖坡度 和堆石体低压缩区的范围 坝基处理 根据工程实践经验 提出对固结灌浆深度和帷幕灌浆深 度的要求 趾板承受的水力梯度大 补强灌浆困难 除做好趾板下基 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 岩的灌浆外 灌浆帷幕的耐久性对混凝土面板堆石坝尤其重要 规 定要有措施提高灌浆的耐久性如近年来 用高压 稳定浓浆灌 浆 采用高标号水泥或磨细水泥等增加灌浆的耐久性措施小浪 底和江垭已经采用等强度灌浆法灌浆用浓浆灌浆 能减 小浆液硬化后的收缩 增加结合面的强度 有效地封堵裂隙 降低 岩体透水率 增加帷幕耐久性提高表层岩性的灌浆压力 对提高 以上高坝灌浆帷幕的耐久性和密实性有好处阿瓜米尔帕 坝也采用了等强度灌浆法灌浆 并增加了趾板与基岩间的接触灌 浆该坝的接触灌浆压力为和两段 的灌浆压力分别为和栓塞都在趾板混凝土内 以下的灌浆压力达 趾板建在河床砂砾石层上 用混凝土防渗墙截断砂砾石 层的渗时流 仍有因某些缺陷而产生集中渗流的可能性 需要作好 渗流出逸区的反滤保护 在防渗墙下游的砂砾石层上铺反滤料是 措施之一 我国岩溶防渗处理的经验丰富 故将原 导则 规定宜在 趾板上设置灌浆廊道改为可在趾板上设置灌浆廊道 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 坝体计算 稳定分析 关于稳定分析 建筑在岩基上的混凝土面板堆石坝 抵抗水压力的抗滑 稳定安全系数大于在冲积层上已建的混凝土面板堆石坝的坝 坡一般为或已安全运行多年 故一般不需进行坝坡 稳定分析仅当冲积层内有细砂 粉砂或黏土层时才需进行坝坡 稳定分析 岩基上的碾压土石坝 在中等强度地震作用下 运行情况良好科高蒂坝是抛填混凝土面板堆石坝 高 下游坝坡为经受了几次地震的考验 最大一次地震时 坝址地面加速度达除坝顶沉陷和下游坡顶石块松动 外 尚未发生较大损害由此推断 混凝土面板碾压堆石坝能承受 中等强度地震的作用但因缺乏高地震烈度下的运行经验 明确 设计烈度为度时 需作稳定分析 堆石坝体挡水度汛 且挡水水深较高时 堆石体内浸润 线可能较高 对稳定不利 故增加了对这种工况进行稳定分析的要 求 如果坝体仅包含软岩堆石料区 特别是中部包含软岩堆 石区 且填筑干密度较大时 不一定对坝坡稳定起控制作用 故规 定坝体主要用软岩堆石料填筑时 需进行坝坡稳定分析 地形不利 如坝基倾向下游 坝体可能沿堆石体和基岩 接触面滑动 需进行稳定分析 关于抗剪强度 直剪试验设备较简单 但试件所受主应力方向是变的 试验成果与盒间的开度有关 不宜采用 删去原 导则中直 剪试验的内容 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 试样最小尺寸一般为试验用料最大粒径的倍当 不满足这一要求时 试验用料必需模拟 提出对试验用料和试验方 法能模拟坝体工况的要求 研究表明 堆石料的抗剪强度是颗粒之间滑动摩擦 咬 合及颗粒破碎后重新定向排列的综合反应剪切过程中 颗粒之 间滑动摩擦力基本不变 咬合作用随粒间法向应力增加而减少 颗 粒破碎随粒间法向应力增加而增加 颗粒重新定向排列需吸收部 分能量 导致堆石料的抗剪强度随法向应力增加而减少 呈非线性 关系虽然使用非线性抗剪强度作稳定分析的工程经验不多 但 从技术发展考虑 规定取值时应计及这个因素 由于堆石料抗剪强度取值计及非线形特性 用非线性的 抗剪强度作稳定分析 抗滑安全系数取值目前可按碾 压式土石坝设计规范修改和补充规定 中第条执行巴 昆坝设计标准中规定 堆石料抗剪强度用双曲线包线 水 库最高运行水位的抗滑安全系数为 加筋堆石料的抗剪强度尚无确定方法 为校核加筋堆石体的 稳定性 参考已有的工程经验 提出这个近似的处理方法 观测资料表明 在水荷载作用下 周边缝均有不同程度的 张开 故面板不直接传力给趾板趾板是坝和地基之间的连接单 元 不允许趾板和基岩之间相对位移 否则 灌浆帷幕将被剪坏 趾板虽不发生相对位移 但水荷载通过面板作用在堆石体上 堆石 体有产生侧向位移的趋势 给趾板一定压力 其值按主动土压力或 侧压力计算 水工建筑物抗震设计规范 只规定土石坝 的地震设计烈度为度时进行稳定计算混凝土面板堆石坝属于 土石坝的一种 但混凝土面板堆石坝内基本是干的 稳定性比其他 土石坝高 地震设计烈度度时 一般不控制土石坝的坝坡 故使 用水工建筑物抗震设计规范 时 仍按本规范 款执行 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 应力和变形分析 关于应力及变形分析 混凝土面板堆石坝的应力和变形计算尚不完善 难于得 到准确的应力和变形值 用于定量设计但计算成果可以给出坝 体应力和变形的近似值 显示其变化趋势 为坝体设计提供参考依 据随着高混凝土面板堆石坝建设的增加 一些高坝设计正在研 究提高计算参数及模拟各种界面的精度 以此得到更可靠的应力 和变形计算成果 有限元计算成果的精度和计算参数的精度有关可靠 的计算参数不仅与制样条件有关 而且与试验加载的应力路径 操 作方法及资料整理有关 需要探索和研究因此规定以上 的级高坝才需用有限元法计算坝体应力和变形 其他的坝不 一定做 可用经验方法估算坝体变形 如需计算 其参数除试验外 也可用工程类比法确定 水库蓄水期是堆石坝体剪应力减载的过程 最好在三轴 试验中近似模拟这种受力条件 以得到卸载变形模量实测资料 表明 蓄水期堆石料的变形模量为施工期的倍 若不能做 三轴卸载试验 可近似取卸载模量数等于两倍加载模量数 两者模量指数相等 面板和堆石料的变形特性相差很大 面板和堆石体界面 可设接触面单元否则 面板的切向位移计算值偏小 周边缝的张 开值偏大面板之间及其和趾板之间有缝分开 也是不连续界面 需用缝单元模拟一些大坝的计算结果表明 压缩区面板垂直缝 受压 接缝可不专门模拟拉伸区垂直缝用无厚度的缝单元模拟 受拉时 缝的弹性模量取近于零的小值 受压时 缝的弹性模量和 混凝土的弹性模量一致 有限元计算成果的可信度与坝体填筑和蓄水过程模拟有关 需要通过施工规划预先确定 再反映到计算中 设计期间要准确地拟定堆石料的级配和干密度是很困难 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 的 即便作了堆石爆破和碾压试验 也会与施工结果有出入根据 施工期质量检查成果和原型观测资料看 及时分析计算成果的合 理性甚至于修改设计是必要的故规定以上高坝应做此项 工作 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 抗震措施 按水工建筑物抗震设计规范 规定 确定 度地震区坝的安全超高 应包括地震涌浪的高度 关于抗震措施 放缓上部坝坡 有助于堆石体稳定 提高坝体抗震能力 为节省工程量 下部坝坡可以较陡 上缓下陡的下游坝坡是强地震 区坝坡的特点在坝坡改变的地方设一马道更有利于坝坡 稳定按照一些动力模型试验资料 只需将坝体上部 倍坝高的坝坡放缓即可伊朗的拉尔土坝高设计采用的 地面加速度为靠近坝顶的坝坡为较低部位为 高的茄子山坝按度地震设计 上部坝高的坝坡为 其下坝坡为在变坡高程处分别设宽的马道 高的黑泉坝 按度地震设计 上部坝高的坝坡为 其下坝坡为在变坡高程处分别设宽的马道 混凝土面板堆石坝震害观察和振动台动力模型试验表 明 混凝土面板堆石坝地震破坏始于下游坡面顶部的岩块松动 滚 落 以至坝顶坍塌 面板悬空 断裂增加坝体抗震能力 应从阻止 坝体堆石滚落着手 如增加坝顶宽度 下游坝坡顶部用干砌大块 石 或加筋堆石加固等措施努列克坝按度地震设防 在坝的上 部范围内设四层钢筋或钢筋混凝土梁加固 强地震期间 面板可能被破坏 严重时坝体可能开裂 加 大垫层区的宽度 可使垫层区不被错开 保持挡水前缘的连续性 减少通过坝体的渗透流量岸坡陡的条件下 为避免坝体与岸坡 间发生裂缝 在与岸坡相邻处 需要用细垫层料填筑 加宽垫层区 的尺寸 地震后坝体观测资料和有限元计算表明 地震期间坝体 会沿纵向挤压若在挤压应力大的部位的垂直缝内填易压缩材 料 可以减少面板混凝土被压碎的危险和范围阿瓜密尔巴坝面 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 板设条柔性垂直缝 缝内填沥青木板 研究表明 在倍坝高附近面板动应力最大 坝顶堆石松动 滚落引起面板悬空 面板可能开裂 甚至断裂增 加这部分面板的配筋率 特别是顺坡向的配筋率 可以抵抗水压力 产生的弯矩 以减少面板开裂的危险和范围 砂砾石料的内摩擦角比堆石料小 下游坡用块石压坡 在 下游坝坡一定范围内用堆石料填筑 以增加稳定性压坡和护坡 不同 它不只一层块石 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 分期施工和坝体加高 分期施工 关于堆石体分期填筑 规定与垫层料和过渡区平起填筑的堆石体宽度至少 有利于不同料物的平起填筑 混合碾压 保证压实质量 同时 可以避免界面附近块石分离集中 为混凝土浇筑提供一个施工场 地 减轻早期浇筑的面板顶部与堆石体脱开的程度面板分期施 工 在坝体继续填筑中可能引起早期浇筑的混凝土面