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4 4抗震 汶川地震 1 汶川地震灾区大中型水电工程地理位置图 天龙湖 金龙滩 铜钟 姜射坝 福堂 太平驿 映秀湾 紫坪铺 竹各多 红叶二级 薛城 桑坪 沙牌 草坡 耿达 渔子溪 水牛家 木座 通口 碧口 宝珠寺 自一里 2 据统计 地震灾区共有大中小型水利水电工程约2360座 地震灾害共造成近830座水电工程受损 3 震损调查主要成果 1 汶川地震重灾区 大中型水电工程无一座震毁 也没有出现威胁下游地区的险情 映秀湾 渔子溪 耿达等3座震损严重 太平驿 紫坪铺 草坡 碧口 沙牌和薛城等6个工程总体震损轻微 局部震损严重 其余13个工程震损轻微 2 混凝土坝的震害现象表现为坝体横缝的局部张开或挤压 土石坝的震害现象表现为坝体沉陷和局部开裂 面板堆石坝的震害还表现为混凝土面板接缝的挤压破坏 施工缝的剪切破坏和面板下的脱空等 4 震损调查主要成果 3 未发现水工建筑物发生错断现象 未发现坝基震动液化现象 也未发现坝基和坝坡震动失稳现象 高坝坝基渗漏量变化不大 且震后不久即恢复正常 4 地震地质灾害诸如滑坡 崩塌 飞石 滚石等 是严重次生灾害原因之一 也是造成一些低闸引水式电站地面建筑物 设施设备遭受破坏的主要原因 5 太平驿右坝肩 耿达引水渠及沉砂池 映秀湾尾水渠出口边坡 崩塌 滑坡等地质灾害 6 主要震损现象 紫坪铺大坝 7 主要震损现象 紫坪铺大坝 8 主要震损现象 紫坪铺大坝 9 4 4 1 水工混凝土结构设计规范 SL191 2008 13 1 2结构的抗震验算 应符合下列规定 1设计烈度为6度时的钢筋混凝土构件 建造于 类场地上较高的高耸结构除外 可不进行截面抗震验算 但应符合本章的抗震措施及配筋构造要求 2设计烈度为6度时建造于 类场地上较高的高耸结构 设计烈度为7度和7度以上的钢筋混凝土结构 应进行截面抗震验算 10 检查要点和方法 1 6度地震区的水工建筑物也必须考虑抗震构造要求及抗震措施 2 设计烈度为6度 类场地上高耸结构 应进行结构抗震验算和构件的抗震承载力计算 3 钢筋混凝土构件抗震设计时 无论是否进行截面抗震验算 均应根据建筑物的设计烈度提出相应的抗震验算要求 抗震措施和配筋构造要求 11 4 4 2 水工建筑物抗震设计规范 SL203 97 12 场地地震烈度或基岩峰值加速度 SL203 97第1 0 4条规定 水工建筑物工程场地地震烈度或基岩峰值加速度 应根据工程规模和区域地震地质条件按下列规定确定 2基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程 以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大 1 型工程 应根据专门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度超越概率成果 按本规范1 0 6的规定取值 13 工程抗震设防类别 SL203 97第1 0 5条规定 水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表1 0 5的规定确定 表格如下 14 工程抗震设防类别 表1 0 5 从工程抗震角度对水工建筑物划分工程抗震类别的目的 是根据其重要性和场地地震基本烈度对各类建筑物确定设计烈度 选择抗震计算中地震作用效应的计算方法和调整重要性系数 15 设计烈度或地震加速度代表值 SL203 97第1 0 6条第1款规定 一般采用基本烈度作为设计烈度 一般情况 16 SL203 97第1 0 6条第2款规定 工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物 可根据其遭受强震影响的危害性 在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度 工程抗震设防类别为甲类的建筑物 17 SL203 97第1 0 6条第3款规定 凡按本规范1 0 4作专门的地震危险性分析工工程 其设计地震加速度代表值的概率水准 对壅水建筑物应取基准期100年内超越概率P100为0 02 为非壅水建筑物应取基准期50年内超越概率P50为0 05 按地震危险性分析确定设防标准 说明如下 18 SL203 97第1 0 6条第4款规定 其他特殊情况需要采用高于基本烈度的设计烈度时 应经主管部门批准 其他情况设计烈度的提高 19 SL203 97第1 0 6条第5款规定 施工期的短暂状况 可不与地震作用组合 空库时 如需要考虑地震作用时 可将设计地震加速度代表值减半进行抗震设计 施工期和空库情况下的地震设防标准 20 地震监测 国内外对高烈度区的重要水工建筑物都要求对抗震计算进行动力模型试验验证 并提出坝体的强震观测设计 对某些水工建筑物 试验验证和强震观测不仅针对结构本身 如对拱坝等结构 还应重视坝肩和坝基岩体等对结构抗震安全性至关重要的部位 21 SL203 97第1 0 9条规定 设计烈度为8 9度时 工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物 应进行动力试验验试 并提出强震观测设计 必要时 在施工期宜设场地效应台阵 以监测可能发生的强震 工程抗震设防类别为乙类的水工建筑物 宜满足类似要求 注意如下 22 SL203 97是按 中国地震烈度区划图 1990 编制的 而 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 直接采用地震动参数 地震动峰值加速度和地震反应谱特征周期 不再采用地震基本烈度 1 抗震设计验算直接采用GB18306 2001提供的地震动参数 2 当涉及地基处理 构造措施或其他防震减灾措施时 地震基本烈度数值可由GB18306 2001查取地震动峰值加速度并按表17确定 值得注意的是 23 汶川地震后 国家地震部门颁布了 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 修改单 表17地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 24 案例分析 紫坪铺总库容11 12亿m3 为 等大 1 型工程 2008年5月12日汶川大地震 震中距离枢纽工程约17 7km 地震后 国家地震部门于2008年6月颁布了 中国地震动参数区划图 第1号修改单 四川 甘肃 陕西部分地区地震动峰值加速度区划图 工程区地震动峰值加速度为0 20g 相当于地震基本烈度8度 2009年3月 中国地震局复核结论 50年超越概率10 基岩水平动峰值加速度为0 185g 地震基本烈度为8度 基准期100年超越概率2 地震动峰值加速度为0 392g 作为工程震损除险加固的基本依据 25 4 4 3 水工建筑物强震动安全监测技术规范 SL486 2011 1 0 3下列情况应设置强震安全监测台阵 1设计烈度为7度及以上的1级大坝 8度及以上的2级大坝 应设置结构反应台阵 26 摘编说明 预先在水工建筑物上布置强震结构反应台阵 一旦发生强震 可以自动获取加速度记录 及时分析和进行震害等级评估 采取应急措施 1 选择在地震影响较大区域的重要建筑物进行设置 故规定设计烈度为7度及以上的1级大坝 8度及以上的2级大坝应设置结构反应台阵 2 单个水利工程设置的结构反应台阵应与国家强震安全监测台相联系 以作为国家强震安全监测网的组成部分 27 4 5挡水 蓄水建筑物 4 5 1 堤防工程设计规范 GB50286 2013 第7 2 4条规定 粘性土土堤的填筑标准应按压实度确定 压实度值应符合下列规定 11级堤防不应小于0 95 22级和高度超过6m的3级堤防不应小于0 93 33级以下及低于6m的3级堤防不应小于0 91 说明如下 28 黏性土堤填筑设计压实度定义如下 标准击实试验按现行国家标准 土工试验方法标准 中规定的轻型击实试验方法进行 29 摘编说明 本条是对原规范进行修订 综合考虑了击实试验方法 实际施工压实水平和压实度推算的影响而确定的 随着我国经济的发展 堤防施工由过去的大规模群众性施工逐步转变为机械化 专业化施工 借鉴于现行国家标准 碾压式土石坝设计规范 SL274 2001中填筑土料填筑标准的提高 堤防工程黏性土的压实标准适当提高 30 检查要点和方法 1 黏性土的最大干密度和最优含水率应按 土工试验方法标准 土工试验规程 SL237击实试验方法求取 2 施工填筑土料含水量应控制在最优含水率 3 3 偏差范围以内 31 GB50286 2013第7 2 5条规定 无粘性土土堤的填筑标准应按相对密度确定 1 2级和高度超过6m的3级堤防不应小于0 65 低于6m的3级及3级以下堤防不应小于0 60 有抗震要求的堤防应按国家现行标准 水工建筑物抗震设计规范 SL203的有关规定执行 32 无黏性土填筑设计压实相对密度定义如下 相对密度试验按现行国家标准 土工试验方法标准 规定的方法进行 33 GB50286 2013第10 1 3条规定 修建与堤防交叉 连接的各类建筑物 构筑物 应进行洪水影响评价 不得影响堤防的管理运用和防汛安全 与堤交叉 连接的建筑物 34 摘编说明 穿堤的闸 涵 泵站等建筑物 构筑物是堤防工程的簿弱环节 直接涉及堤防及防洪保护对象的防洪安全 根据 中华人民共和国水法 中华人民共和国防洪法 有关规定 修建与堤防交叉 连接的各类建筑物 构筑物 应进行洪水影响评价 并报有关水行政主管部门审批 在洪水影响评价中 应评价与堤防交叉 连接的各类建筑物 构筑物对防汛安全和堤防管理运用的影响程度 35 检查要点和方法 1 与堤防交叉 连接的各类建筑物 构筑物 选择安全合理的位置和交叉 连接结构型式 2 与堤防交叉 连接的各类建筑物 构筑物 必须符合下列要求 1 满足防洪要求 2 运用工况良好 3 满足结构强度要求 4 外周覆盖土满足设计要求的厚度和密实度 5 穿堤管道的接头良好 6 穿堤管道外周与堤防连接处能满足渗透稳定要求 36 引水渠水平段与斜坡段连接处塌陷 37 局部管涌出现孔洞 38 坡地绿带与亲水平台 39 演出场 40 虹桥 41 复式生态河堤 42 坝体材料及填筑材料 一般将岩石的饱和无侧限抗压强度不小于30Mpa的堆石料称为硬岩堆石料 4 5 2 混凝土面板堆石坝设计规范 SL288 98 43 SL288 98第4 1 5条规定 硬岩堆石料压实后应能自由排水 有较高的压实密度和变形模量 坝料最大粒径应不超过压实层厚度 小于5mm的颗粒含量不宜超过20 小于0 075mm的颗粒含量不宜超过5 说明如下 44 检查要点和方法 本条主要检查内容包括 堆石料压实密度和变形模量 坝料最大粒径 小于5mm的颗粒含量小于0 075mm的颗粒含量 45 SL228 98第4 1 10条规定 高坝垫层料应具有连续级配 最大粒径为80 100mm 粒径小于5mm的颗粒含量宜为30 50 小于0 075mm的颗粒含量宜小于8 对高坝垫层料的要求 说明如下 46 1 级配的连续性要求 含细颗粒的连续级配垫层料主要有以下优点 细料能起到填充粗料空隙的作用 容易得到较高的密度和变形模量 能对混凝土面板有良好的支撑作用 具有半透水性 面板一旦开裂 能对面板上游设置的防渗铺盖和抛投的土料起反滤保护作用 达到堵塞渗漏通道而自愈 级配连续的垫层料便于整平坡面 使面板厚更加均匀 施工期可直接利用垫层挡水度汛 47 2 最大粒径 3 粒径小于5mm的颗粒含量 4 粒径小于0 075mm的颗粒含量 含泥量的大小对垫层料的抗剪强度 渗透性和施工碾压均有影响 其敏感程度界限大约在10 以上 超过此界限 抗剪强度和渗透性将减小 48 检查要点和方法 高坝垫层料级配的连续性 最大粒径 小于5mm的颗粒含量小于0 075mm的颗粒含量 49 SL228 98第8 2 1条规定 面板厚度的确定应满足下列要求 1应能便于在其内布置钢筋和止水 其相应最小厚度为0 30m 2控制渗透水力梯度不超过200 混凝土面板的厚度要求 说明如下 50 面板的应变与坝体堆石变形密切相关 与其本身的厚度关系不大 混凝土面板只要满足抗渗性 抗裂性和耐久性要求 其柔性越大越能适应坝体变形 因此 条文规定 在满足前两项要求的前提下 尽量采用较薄的面板 检查要点和方法 面板最小厚度 控制水力梯度 51 混凝土面板堆石坝设计规范 SL228 2013 混凝土面板堆石坝的泄水 放水建筑物布置 应考虑下列要求 对于高坝 中坝和地震设计烈度为 度 度的坝 不应采用布置在软基上的坝下埋管型式 低坝采用软基上的坝下埋管时 应有充分的技术论证 高坝 重要工程 地震设计烈度为 度 度的混凝土面板堆石坝 应设置放空设施 52 摘编说明 1 当地材料坝的坝下埋管是工程簿弱环节 特别是布置在软基上的坝下埋管 由于不均匀沉降可能导致接头处止水破坏 危极大坝安全 2 混凝土面板堆石坝是否需要设置放空设施 国内外工程界有不同的意见 混凝土面板堆石坝设计规范 SL228 98规定 一般可不设置专门的放空设施 2013年修订根据近10年国内面板坝的经验和教训 认为对高坝 高地震区 重要工程应设置放空设施 3 实际工程中对放空设施的设置不尽相同 如天生桥 水布垭等均设置了放空洞 又如澳大利亚采用 可爆堵头 放空水库 即利用导流洞堵头设置放空管 万一使用时可炸开连接螺丝 打开钢闷盖放水 53 检查要点和方法 1 检查坝高和地震设计烈度 2 坝下埋管是否布置在软基上 低坝采用软基上的坝下埋管时 应有充分的技术论证 3 高坝 高地震区 重要工程是否设置放空设施 54 案例分析 1 某水库库容2 78亿m3 电站装机24MW 按百年一遇洪水设计 万年一遇洪水校核 相应洪峰流量分别为2980m3 s和5540m3 s 坝址地层变质千枚状板岩 坝高78米 上游坡1 1 4 下游坡1 1 7 混凝土面板最大斜长122 48米 总面积2 33万m3 厚0 3 0 5m 大坝主堆石料 垫层料 过渡料均为坚硬的灰岩料 次堆石料为风化 强风化板岩和溢洪道开挖料 垫层中掺20 过筛的砂砾石料 55 案例分析 水库自1990年下闸蓄水后即出现渗漏 但渗漏量仅30 40L s 1994年逐年增加 施工期坝体沉降变形792mm 占坝高的1 01 蓄水后坝体沉降707mm 总计达1499mm 占坝高1 92 1999年用水下彩色电视进行详查 发现多块混凝土面板下部塌陷 折断 甚至形成孔洞 混凝土防渗面板已严重破坏 56 案例分析 主要原因 1 垫层料明显偏粗 渗透系数偏大 小于5mm颗粒含量平均11 3 远小于设计要求的30 40 要求 平均渗透系数6 18X10 2cm s 设计要求10 3 10 4cm s 2 主堆石区宽度仅为相应坝体宽度的1 2 小于常规主堆石范围 次堆石区选用了强风化和风化板岩 该料饱和抗压强度仅1OMPa 软化系数仅0 38 含泥量最高达11 8 造成沉降变形过大 57 大坝横剖面图 58 59 60 案例分析 面板堆石坝坝高 年建成 由于不均匀沉降 导致面板塌陷破坏 止水拉裂 漏水严重需放空检修 因大坝未设放空设施 检修十分困难 在 年放空检修时 不得不加高原上游围堰 由发电引水洞导流 61 案例分析 2 某混凝土面板堆石坝 坝长265m 上游坡1 1 6 下游坡1 1 5 最大坝高71m 工程于1985年开工 1989年10月建成 1993年8月27日发生垮坝失事 筑坝材料为天然砂砾石 溃坝的主要原因是面板顶端与防浪墙底板接缝橡胶止水片因质量低劣而破坏 严重漏水 在面板下面又未设置级配良好的垫层料 使防浪墙底板与砂卵石间产生接触冲刷以及坝体砂卵石产生管涌 导致防浪墙沉陷倾倒 库水漫过防浪墙溃坝 62 63 64 4 5 3碾压式土石坝SL274 2001 SL274 2001第4 1 5条规定 防渗土料应满足下列要求 1渗透系数 均质均不大于1 10 4cm s 心墙和斜墙不大于1 10 5cm s 2水溶盐含量 指易溶盐和中溶盐 按质量计 不大于3 3有机质含量 按质量计 均质坝不大于5 心墙和斜墙不大于2 超过此规定需进行论证 填坝材料的选择和填筑材料 说明如下 1 防渗土料的基本性质要求 65 1 渗透系数 防渗土料的渗透系数选择 与对水库的渗透量要求无关 2 水溶盐含量 为降低淋洗速度 工程实践中采用提高压实密度 降低渗透系数和减小渗透比降等措施 针对石膏淋洗将会产生附加沉降的情况 常采用增加超高的工程措施 3 有机质含量 未完全分解的植物残渣 树皮草根等 完全分解的有机质 66 案例分析 老挝某工程 均质土坝 前期未对料源进行分散性试验 建成不久土粒被冲蚀 形成孔洞 塌陷 无法蓄水投入运用 67 68 69 SL274 2001第4 1 15条规定 反滤料 过渡层料和排水体料应符合下列要求 1质地致密 抗水性和抗风化性能满足工程运用条件的要求 2具有要求的级配 3具有要求的透水性 4反滤料和排水体料中粒径小于0 075mm的颗粒含量应不超过5 说明如下 2 反滤料 过渡层料和排水体料的要求 70 1 级配 应采用连续级配 对于D60以下的颗粒 要求下包线与上包线的Dn 60 之比不大于5 其目的也是防止由于下包线与上包线范围过宽 在施工中发生粗细颗粒分离 2 抗水性和抗风化能力要求 71 SL274 2001第4 2 3条规定 粘性土的压实度应符合下列要求 11级 2级坝和高坝的压实度应为98 100 3级中 低坝及3级以下的中坝压实度应为96 98 本条规定的压实度与原规范相比有所提高 其理由如下 说明如下 3 粘性土的压实标准要求 72 摘编说明 1 粘性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标 压实度 设计干密度 最大干密度 2 设计地震烈度为8度 9度的地区 宜取上述规定的大值 3 有特殊用途和性质特殊的土料的压实度 如填筑在混凝土防渗墙顶部的高塑性土 要求能承受较大的变形 并不要求太高的压实度 对于性质特殊的土料 如膨胀土 为减小其膨胀性 希望压实度低一些 湿陷性黄土 需最大限度地破坏其原状结构 使其不再具有湿陷性 希望压实度高一些 73 摘编说明 4 压实度与实际施工压实水平和压实机械有关 采用凸块振动碾碾压粘性土 可以达到较高的压实度 5 粘性土的施工填筑含水量应根据土料性质 填筑部位 气候条件和施工机械等情况 控制在最优含水率 2 3 偏差范围以内 有特殊用途和性质的粘性土的填筑含水率应另行确定 74 检查要点和方法 1 粘性土的最大干密度和最优含水率应按SL237 1999 土工试验规程 击实试验方法求取 2 施工填筑含水量应控制在最优含水率 2 3 偏差范围以内 75 SL274 2001第4 2 5条规定 砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标 并符合下列要求 1砂砾石的相对密度不应低于0 75 砂的相对密度不应低于0 70 反滤料宜为0 7 2砂砾石中粗粒料含量小于50 时 应保证细料 小于5mm的颗粒 的相对密度也符合上述要求 说明如下 4 无粘性土的压实标准 76 摘编说明 对于无粘性土 将相对密度作为控制无粘性土压实标准的指标 国内已沿用多年 条文规定不低于0 75 这在一般工程经验范围之内 当粗料含量小于50 时 其小于5mm的细料已参与材料的骨料作用 细料对坝料性质的影响较大 因此 条文要求要保证细料满足规定的相对密度要求 77 实际应用中一般根据不同级配的室内试验结果整理出级配 干密度 相对密度关系 以便现场挖坑取样检查时 能根据测出的级配和干密度 查出相对密度是否满足要求 这样便于控制其填筑质量 检查要点和方法 78 SL274 2001第5 6 2条规定 土质防渗体 包括心墙 斜墙 铺盖和截水槽等 与坝壳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 均必须设置反滤层 坝体结构 79 检查要点和方法 1 坝的反滤层必须符合下列要求 使被保护的土不发生渗透变形 渗透性大于被保护土 能通畅地排出渗透水流 不致被细粒土淤塞失效 2 反滤层设计包括 掌握被保护土 坝壳料和料场砂砾料的颗粒级 根据反滤层在坝的不同部位确定反滤层的类型 计算反滤层的级配 层数和厚度 80 案例分析 1 某水库大坝采用心墙砂砾壳坝 最大坝高46m 75年海城发生7 3级地震 坝址距震中33km 上游坝面发生大面积滑坡 震后从滑坡体中取样试验 小于5mm为70 95 小于0 1mm为10 20 砂砾料颗粒细和长期浸水饱和是滑坡的原因之一 81 案例分析 2 某水库主坝为斜墙砂砾石坝 最大坝高66m 76年唐山7 8级地震 坝址距震中150km 相当于7度 地震造成上游斜墙保护层产生滑坡 滑坡面积共约6万m2 塌滑方量为15万m3 主要原因是保护层砂砾料颗粒细和相对密度低 震后用振动台做相对密度试验 其值仅0 32 82 改换成碴石保护层 在斜墙和碴石之间铺设碎石反滤层 放缓坝坡 对潮河主坝坝基粉砂层的液化问题 采取下游坝脚排水围封与压重相结合的措施处理 83 案例分析 3 小海子水库 工程概况 地处张掖市高台县 承担5个乡镇10万亩农田灌溉任务 水库分隔为上中下三库 总库容1048 1万m3 正常蓄水位1368 1m 为中型水库 84 案例分析 3 小海子水库 事故概况 2007年4月溃坝 溃口位于新建成下坝中间部位 决口处坝高约8 1m 溃口宽度约41 5m 据估算 决口时最大流量约90m3 s 灾害评估 无人员伤亡经济损失180万元工程损失140万元 85 案例分析 3 小海子水库 事故调查 经过现场查勘 查阅资料 调查走访 综合分析 查明了事故原因 1 村民反应 2005年蓄水后 在决口附近的坝后排水沟见到小股渗水 决口前一个月左右 渗漏量越来越大 渗水由清变浑 2 决口处前期没有地质资料 补充地质勘探表明 坝线上游天然粘土层较薄 决口下游排水沟处粘土层缺失 86 案例分析 3 小海子水库 事故调查 3 经渗流稳定性分析 坝基只有在坝前铺盖完好 坝后排水沟底粘土层完好工况下是相对稳定的 当坝前铺盖被破坏 坝后排水沟底粘土层完好 坝基处于安全临界状态 坝后排水沟底粘土层被破坏 无论坝前铺盖是否完好 坝基的渗流稳定均处于不安全状态 87 案例分析 3 小海子水库 事故原因 88 案例分析 3 小海子水库 事故原因 溃坝属非自然因素造成的坝基渗流破坏 坝基不满足渗流稳定要求 原因是多方面的 综合分析认为 设计单位和项目法人在建设过程中失职 应对溃坝事故负主要责任 水库管理单位未发现事故征兆 错失了抢险时机 应负次要责任 县政府及各级相关水行政主管部门不同程度的存在过失 应负连带责任 89 案例分析 3 小海子水库 责任追究应依据 中华人民共和国建筑法 行政处罚法 建设工程质量管理条例 水库大坝安全管理条例 等相关规定对设计单位 项目法人 水库管理站 县政府 相关水行政主管部门等进行处理 事故责任的追究交由甘肃省有关部门依法办理 包括进行赔偿 追究行政和刑事责任等 90 案例分析 4 XX水电站 心墙土石坝 最大坝高101 8m 总库容5 21亿m3 装机容量30万kW 心墙粉质粘土填筑 坝壳由砂砾石填筑 心墙与坝壳之间 上下游两侧均设置反滤层 坝基河床砂砾石冲积层采用1 3m厚的防渗墙 最大墙深41m 防渗墙下基岩透水性较大的局部地段 采用孔距为4m的单排帷幕灌浆 为了补救大坝填筑质量不好产生的隐患 在653m高程以下 坝轴线下游12m处又增设了一道厚0 8m的防渗墙 最大墙深68 5m 91 92 93 4 5 4混凝土拱坝SL282 2000 由于拱是一种推力结构 在外何载作用下主要是承受轴向压力 有利于发挥混凝土的抗压强度 拱坝的体积比同一高度的重力坝大约可节省1 3 2 3 拱坝的超载能力可以达到设计何载的5倍以上 拱坝是整体性的空间结构 只要基岩稳定 特别是拱坝坝肩岩体稳定 其抗震能力也是比较高的 厚高比小于0 2者为薄拱坝 大于0 35者为厚拱坝 介于0 2 0 35之间者为中厚拱坝 94 二滩水电站拱坝 95 SL282 2000第8 4 6条规定 非岩溶地区岩体相对隔水层透水率q 根据不同坝高 应符合下列规定 坝高在100m以上 q 1 3Lu 坝高在50 100m q 3 5Lu 坝高在50m以下 q 5Lu 水源短缺水库可适当提高标准 防渗帷幕的透水性控制 96 SL282 2003第8 6 6条规定 两岸拱座岩体内存在断层破碎带 层间错动等软弱结构面 影响拱座稳定安全时 必须对两岸拱座基岩采取相应的加固处理措施 如抗滑键 传力墙和高压固结灌浆等 1 2级拱坝或高坝工程的处理方案 应通过有限元分析或模型试验论证 两岸拱座基岩的加固处理 说明如下 97 拱座的稳定 变形和受力状态对两岸拱座变形非常敏感 这是与其他坝型的不同之处 两岸拱座岩体的变形特性有较大差异时 拱坝内部应力将因两岸拱座的不均衡变形 这种变形随时间增长而有逐渐加大的趋势 而作重新调整 当其超过一定限制时 就会出现裂缝 98 检查要点和方法 防渗帷幕轴线的方向 以及两岸帷幕伸入岸坡深度 应根据工程地质 水文地质 地形条件 拱座的稳定情况和防渗要求研究确定 两岸部位的帷幕与河床部位的帷幕应保持连续性 拱座的稳定 变形和受力状态 1 2级拱坝或高坝工程的处理方案 应通过有限元分析或模型试验论证 99 4 5 5 碾压混凝土坝设计规范 SL314 2004 7 0 6碾压混凝土重力坝高坝 中坝的基础容许温差应根据坝址区的气候条件 碾压混凝土的抗裂性能和热学性能及变形性能 浇筑块的高长比 基岩变形模量等因素 通过温度控制设计确定 以下各情况的基础容许温差应进行专门论证确定 1在基础约束范围内长期间歇或过水的浇筑块 2基岩变形模量与混凝土弹性模量相差较大 3基础回填混凝土 混凝土塞及陡坡坝段 100 检查要点和方法 重点检查 1 基础约束范围内长期间歇或过水的浇筑块2 与基岩变形模量相差较大的浇筑块3 陡坡坝段的浇筑块 101 4 5挡水 蓄水建筑物 4 5 6 混凝土重力坝设计规范 SL319 2005 7 4 5帷幕的防渗标准和相对隔水层的透水率根据不同坝高采用下列控制标准 1坝高在100m以上 透水率q为1Lu 3Lu 2坝高在50m 100m之间 透水率q为5Lu 3Lu 3坝高在50m以下 透水率q为5Lu 4抽水蓄能电站和水源短缺水库坝基帷幕防渗标准和相对隔水层的透水率q值控制标准取小值 说明如下 102 万家寨水利枢纽全貌 103 检查要点和方法 设置防渗灌浆帷幕和坝基排水系统可以有效地减少渗漏和降低扬压力 是提高坝体稳定性能的重要措施 对于岩基上的重力坝 帷幕灌浆作为基础防渗措施 设坝基排水系统 但当坝基发育有软弱泥化夹层及其他较差的地质条件下 设置排水必须考虑管涌问题 以免发生渗透破坏 104 4 6输水 泄水建筑物 4 6 1灌溉与排水 GB50288 99第5 2 16条规定 位于多泥沙河流上重要的大型渠首工程 其防沙 排沙设施的设计布置方案 应通过水工模型试验确定 105 摘编说明 本条规定旨在防止泥沙进入渠道或入渠泥沙在渠内淤积 从而影响进 输水能力 检查要点和方法 检查防沙 排沙建筑物的型式和底部高程 分析防沙 排沙建筑物与引水建筑物的相对位置合理性 查阅水工模型试验成果文件 106 4 6输水 泄水建筑物 灌溉与排水 107 4 6输水 泄水建筑物 灌溉与排水 GB50288 99第6 2 3条规定 渠道衬砌结构的基底应坚实稳定 衬砌渠段无法避开湿陷性黄土 膨胀性土和可溶性盐含量大的土壤 以及裂隙 断层 滑坡体 溶洞或地下水位较高时 应首先采取工程处理措施 108 摘编说明 1 湿陷性地基和新建过沟填方渠道 可采用浸水预沉法处理 2 强湿陷性地基 可采用深翻回填渠基 设置灰土夯实层 打孔浸水重锤夯压或强力夯实等方法处理 3 傍山 黄土塬边渠道 可采用灌浆法填堵裂缝 孔隙和小洞穴 4 对软弱土 膨胀土和冻胀量大的地基 可采用换填法处理 5 膜料 沥青混凝土防渗渠道 6 改建防渗渠道的地基 应特别注意渠坡新 老土的结合 109 案例分析 南水北调中线总干渠河南段需穿越膨胀土 岩 地区 开挖期间多次发生滑坡和变形破坏 通过现场勘察和分析 地层中存在原生裂隙面是滑坡的内在因素 而锈发因素是降雨 膨胀土破坏实例说明 边坡破坏形式可分为膨胀变形破坏和滑坡破坏两大类 当遭遇雨水入渗或开挖卸荷时 渠道边坡极易产生滑坡 110 案例分析 膨胀土处理从稳定膨胀土的含水量和限制膨胀率两方面考虑 防止地面水和地下水入渗边坡十分重要 对渠道设计首先要做好坡顶防水 坡体排水 防止土体风化破坏 开挖及时封闭等 工程处理措施分两大类 表面防护类和支挡类 表面防护类主要是换填非膨胀土 水泥改性土 覆盖土工模等 支挡类为土工袋 土工格栅加筋 抗滑桩 挡墙等措施 111 案例分析 四川某渠道 112 案例分析 四川某渠道 113 案例分析 老挝某渠道 边坡滑坡 分散土填方渠道 溶蚀塌陷 114 案例分析 老挝某渠道 底板翘起 底板错断 115 4 6 2溢洪道SL253 2000第3 3 5条规定 实用堰堰顶附近堰面应力应符合下列规定 1对于常遇洪水闸门全开情况 堰面不应出现负压 2对于设计洪水闸门全开情况 堰顶附近负压值不得大于0 03MPa 3对于校核洪水闸门全开情况 堰