DL混凝土重力坝设计规范-条文说明

中华人民共和国电力行业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 混凝土重力坝设计规范条文说明 主编单位:国家电力公司华东勘测设计研究院 批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会 目次 3总则 5重力坝布置 6坝体结构和泄水建筑物型式 7泄水建筑物的水力设计 8结构计算基本规定 9坝体断面设计 10坝基处理设计 11坝体构造 12坝体防裂及温度控制 13观测设计 水工混凝土强度标准协调会会议纪要 3总则 3.0.1本规范按照GB50199(简称《水工统标》)的规定，对SDJ21－78《混凝土重力坝设计规范》及其1984年《补充规定》(简称原规范)的设计原则进行了修订，并根据工程实践和科学研究等增加了有关内容。 3.0.2按本规范进行结构设计时，必须与按《水工统标》制订的DL5077、DL5073等各种水工建筑物设计规范、标准配套使用，不得与未按《水工统标》制订的水工建筑物设计规范、标准混用。 当设计坝顶桥或通航建筑物时，可引用相应有关设计规范。 3.0.3关于坝高分类，原规范的规定仍然适用，因为我国现行SDJ218－84《碾压式土石坝设计规范》的坝高分类与此相同。到目前为止我国已建成装机容量15MW，坝高70m以上的常态混凝土重力坝有26座；碾压混凝土重力坝4座，在建7座。按已建成的坝统计，坝高70m以上的坝仅占13％左右。 日本《坝工设计规范》(1978年)规定:该规范对高度15m以上的混凝土重力坝、中空重力坝、拱坝和填筑坝的设计提供总的准则。对于特别高的坝或特殊情况的坝，必要时须作进一步的专门考虑。 美国垦务局设计标准2号《混凝土坝---重力坝(1967年)》对重力坝坝高分类:低坝＜30.49m(100英尺)，中坝＝30.49m～91.46m(100～300英尺)，高坝＞91.46m(300英尺)。经以上分析并考虑到为今后坝工设计规范留有余地，仍维持原规范规定。 5重力坝布置 5.0.1一般在坝型选定后考虑坝的布置。碾压混凝土重力坝与常态混凝土重力坝相比具有施工快、工期短、节省水泥等优点。但碾压混凝土重力坝具有层面多，处理不好易形成渗流通道，影响坝体的抗滑稳定。因此，应经技术经济比较选定坝型。 5.0.2坝体是枢纽建筑物中的一部分，因此坝体布置应结合枢纽全面、合理地安排坝上各种建筑物的布置问题。泄洪建筑物往往是影响枢纽布置和其它建筑物安全的关键。若解决不好，会影响枢纽的正常运行，如发电、航运、过木等，冲刷其它建筑物及岸坡，甚至危及大坝安全。国内曾多次出现过这种情况。故本条规定，应首先考虑泄洪建筑物布置。 5.0.3碾压混凝土重力坝枢纽布置以引水式或地下式厂房为佳，坝后式厂房次之。 坝后式厂房坝内埋管采用水平布置可减少常态混凝土的浇筑厚度，为上部或两侧的碾压混凝土铺筑创造条件。中、低坝以采用坝内底部埋管布置为宜，高坝以采用坝内上部埋管下接坝后背管为宜，其进水口均宜布置在坝上游部分常态混凝土内与“金包银”常态混凝土防渗层相结合。 5.0.4主要根据国内外的设计运行经验总结。狭窄河道上的高坝，溢流坝与厂房重叠布置的工程实例见表1。 宽阔河道上的中、低坝用河床式厂房，高坝用坝后式厂房。溢流坝、过坝建筑物、冲沙闸等可分开布置，困难较少。两岸坝接头，如果当地有土石料，且地质条件较差时，宜选择土石坝接头；当地质条件较好时，可经混凝土坝与土石坝技术经济比较后选定。工程实例见表2。 5.0.5开敞式溢流孔具有较大的泄洪能力，且闸门开启方便，又便于排漂浮物，故推荐。 泄洪设施设计应满足:①能安全宣泄校核洪水；②不影响下游建筑物的正常运行。坝址地形地质条件、水库淹没对溢流坝的宽度和消能 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择都是决定因素；溢流孔尺寸，应根据坝段分缝，选择统一宽度，简化设计。 表1国内外水电站溢流坝与厂房重叠布置的工程实例 电站名称 国家 建设或建成年份 坝型 坝高m 装机容量万kW 最大泄洪 流量m3/s 厂顶落差m 单宽流量m3/(s·m) 厂房型式 上犹江 中国 1955～1961 空腹重力坝 67.5 4×1.5 4940 32 82.3 溢流坝坝内厂房 枫树坝 中国 1970～1983 宽缝重力坝 93.5 2×7.5 8850 47 113.5 溢流坝坝内厂房 牛路岭 中国 1976～1986 空腹重力坝 90.5 4×2.0 10845 45 148.0 溢流坝坝内厂房 乌江渡 中国 1970～1983 拱形重力坝 165 3×21.0 5222 (厂顶溢流) 10444 (厂前挑流) 100.8 201 厂顶溢流厂前挑流 新安江 中国 1957～1965 宽缝重力坝 105 4×7.55×7.25 13440 58.75 76 厂顶溢流 池潭 中国 1976～1980 宽缝重力坝 78 2×5.0 8520 43.0 94.7 厂顶溢流 漫湾 中国 1986～1996 重力坝 132 6×25.0 22000 262 厂前挑流 托克托古尔 前苏联 1978 重力坝 215 4×30.0 1160(设计洪水) 110.9 58.0 厂顶溢流 安东伊瓦诺维奇 保加利亚 1969 重力坝 145 － 2060 98.5 60 厂顶溢流 那格鲁 法国 － 重力坝 110 1×1.854×2.3 4000 60 83 厂顶溢流 5.0.6本条基本保留了原规范第9条的内容，并规定挑流消能的挑流水舌应不影响其它建筑物的安全和运行，必要时，应设置导墙是根据国内一些工程运行经验提出的。有的工程用挑流消能，存在冲刷岸坡影响坝肩稳定，或影响电厂运行、厂房交通和居民生活等问题。 5.0.7对原规范第11条，根据泄水孔的功能作了泄洪孔和放水孔的分类，分别提出了设置条件。 5.0.8～5.0.9基本保留原规范第12、13、14条的规定。 表2国内外若干宽阔河道上重力坝枢纽布置实例 电站名称 国家 建设或建成年份 坝型 坝高 m 顶长 m 装机容量万kW 枢纽其它建筑物 丹江口 中国 1955～1973 宽缝重力坝两岸土石坝 84.5 1121 (1353) 6×15 坝后厂房，泄水底孔、升船机，左、右岸土石坝折向上游 铜街子 中国 1985～1995 重力坝面板堆石坝 82 1084 (570) 4×15 厂房、冲孔、船闸，左、右岸面板堆石坝，左岸折向上游共长570m 葛洲坝 中国 1970～1991 混凝土闸坝 53.8 2606 19×12.5 2×17.0 1＃、2＃河床式厂房，左、右岸土石坝接头，1＃、2＃、3＃船闸、冲砂闸 西津 中国 1958～1966 宽缝重力坝右岸土石坝 41 833 2×5.72 2×6.0 河床式厂房，船闸，右岸土石坝接头 古里 委内瑞拉 1963～1986 重力坝 162 1400 10×29.5 10×71.23 1＃、2＃厂房溢流坝，右岸堆石坝呈弧形，左岸堆石坝呈倒弧形，两岸堆石坝长共10km，整个坝轴线呈倒“L”型 大古里 美国 1942～1981 重力坝 168 1592 9×12.5 3×60.0 3×70.0 6×5.0 1＃、2＃、3＃厂房，蓄能厂房，溢流坝，右坝肩坝轴线与主坝轴线成64°夹角 5.0.10保留原规范第16条的规定外，并对过坝建筑物的进出口提出了要求。若船闸或升船机上游引航道入口靠近泄洪建筑物或水电站的进口，当泄洪或发电时，水面会产生侧向流速影响船只的横向稳定。船只下游出口，靠近泄洪建筑物或厂房尾水出口时，船只会受到回流的影响。 5.0.11本条基本保留了原规范第7条的内容，并规定了大、中型工程枢纽布置模型试验的要求。 6坝体结构和泄水建筑物型式 6.1一般规定 6.1.1原规范只提出按经济断面来确定坝体结构的布置，本规范则提出了根据整座大坝进一步总体优化的要求。近年来，不少重力坝已采用该方法，为优化奠定了基础。 6.1.2本条强调各坝段的上游坝面应协调一致，主要是上游止水、廊道等布置的一致性，以便改善坝体的受力状态。下游面的外形，从外观的要求也宜基本保持一致。 6.1.3本条规定重力坝应根据DL5073进行抗震设计。 6.1.4本条规定重力坝应根据DL/T5082进行抗冰冻设计。 6.2非溢流坝段 6.2.1本条根据已建混凝土重力坝的剖面，规定了三角形基本剖面顶点的位置，使坝体剖面具有可比性。 6.2.2原规范第20条规定了坝顶高程应高于水库静水位，但未给出水库静水位的明确定义，为此，本规范作了坝顶高程应高于校核洪水位的规定。 6.2.3本条规定了确定非溢流坝段坝顶宽度应考虑的一些因素。 我国一些已建、在建重力坝的坝顶宽度见表3。 常态混凝土非溢流坝段的坝顶宽度变化较大，而碾压混凝土重力坝的坝顶宽度变化范围较小，但最小宽度常态混凝土重力坝较碾压混凝土重力坝为小。 6.2.4常态混凝土重力坝非溢流坝段，当坝体内设有发电引水管、泄水孔等设施时，应充分考虑进水口闸门槽布置和启闭闸门的方便，因此规定上游折坡点高程应结合这些设施进水口的布置一并考虑。对整体式重力坝，考虑到坝体横缝灌浆后上游的水荷载将由悬臂梁和水平梁共同承担，下游坝坡可稍陡，但需经计算分析后确定。 实体重力坝的上游坝坡，不宜缓于1:0.2，否则会在满库时，坝踵处的应力明显减小，有时达不到规定的设计要求。当坝体设置纵缝时，考虑纵缝的影响，上游坝踵会出现较大的拉应力，需在上游面加压重混凝土，才能消除，增加了工程量和投资，所以考虑到上游坝坡对坝体应力的影响，坝坡不宜太缓。 表3我国部分已建、在建重力坝坝顶宽度 坝名 坝高m 坝顶宽度m 坝名 坝高m 坝顶宽度m 镜泊湖 10.9 2.1 新安江 105 8.5 石塘 38.9 5.4 三门峡 106 20.2 黄坛口 44.0 4.5 大广坝* 57 8.5 参窝 50.3 6.0 锦江* 62.65 7.0 丰满 91.7 9.0 江垭* 128 12.0 纪村 22.0 4.0 水丰 106 8.5 沙溪口 40.0 7.1 湖南镇 129 7.0 富春江 47.7 9.1 荣地* 57 5.0 古田 71.0 6.0 棉花滩* 111 7.0 水口 101 18.0 五强溪 85.83 8.0 注:带“*”者为碾压混凝土重力坝。 6.2.5碾压混凝土重力坝采用干硬性混凝土、使用大型运输和摊铺机械连续浇筑、用振动碾碾压，为了更有效地发挥其优点，达到缩短工期、降低工程投资的要求，采用通仓浇筑，不设纵缝，横缝也是在平仓或碾压后用切缝机切割，体型上就应力求简单化，以方便施工。 6.2.6宽缝重力坝因形心偏向上游，应力条件较实体重力坝有利，因而在相同条件下，上游坝坡可稍缓。宽缝宽度根据我国已建宽缝重力坝的实践经验，宽缝过大时，迎水面将出现水平拉应力，以致形成劈头裂缝，故仍维持原规范规定，取坝段宽度的20％～40％；对有引水管、泄水孔、导流底孔等大孔洞的宽缝重力坝段，其结构受到削弱时，宽缝宽度应经过论证确定。 6.2.7本条保留原规范第23、24条的规定。 6.2.8基本保留原规范第25条的规定，并补充了有关宽缝顶部高程的要求。 6.2.9～6.2.10根据已建工程的实践对空腹重力坝的体型作了规定。 6.3溢流坝段 6.3.1原规范推荐采用幂曲线，近年来修建的一些工程大多采用，该曲线具有堰面负压小，流量系数大的优点，特别是WES曲线具有与各种上游坝坡相衔接的特点，并通过一系列试验研究给出了大量成果，便于使用，因此，本规范推荐该曲线。除此而外，70年代以来，有限 单元 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6.3.3原规范第30条提出溢流坝的反弧段应结合下游消能设施统一考虑，但只给出相应于挑流消能衔接的反弧段半径范围，未涉及到底流、戽流消能衔接反弧半径的表达式。为此本规范对挑流仍维持原规范的规定；底流衔接时的反弧半径推荐周文德在《明渠水力学》中推荐的公式；戽流衔接时的反弧半径取自陕西省水利科学研究所推荐的选择范围，该范围是根据乌江渡、安康、石泉、宝珠寺、宝鸡峡、板桥、潘家口、偏窗子、大黑汀，古阿伐博、城山、烟剃第一、大乌、佐久间、布格斯岛、中心山、克拉克山、大古力、绿斯博罗、首闸岩、穆尔多克、本思森林、斯图尔瓦尔特图、原野河、达维斯共27个工程实际尺寸或试验成果确定的，有充分的经验依据。 6.3.4～6.3.5保留原规范第31、32条的规定。 6.3.6按DL/T5082对原规范第33条作了修改。 6.3.7～6.3.8保留原规范第34、35条的规定。 6.4坝身泄水孔 6.4.1本条对坝身泄水孔的布置原则作了一些综合性说明。 6.4.2坝身泄水孔按其设置的高程可分为中孔和深孔(包括底孔)两类。国内水利水电工程中采用无压孔及有压孔的都有。有压孔水道中的压力与流态较稳定，一般不会出现空蚀破坏，但衬砌所需费用较大，工作门与检修门分设两处，运行管理也不方便，枫树坝和云峰等工程采用有压深孔。无压孔进口压力段很短，水头损失小，明流段水力条件明确，砌衬所需钢材较少，但进口段门槽处体型不连续，明流段不易稳定，易产生空蚀破坏。我国对短进水口无压孔作了许多研究工作，取得了明显成效，龚嘴、丹江口，刘家峡水电站右岸泄洪洞，八盘峡泄洪闸，石泉、宝珠寺水电站左底孔，葛洲坝水利枢纽三江冲沙闸等20多个工程均采用了无压孔，效果良好。两种坝身泄水孔各有优缺点，应通过技术经济比较选定，但不论选用哪种孔口，均应避免有压流与无压流交替出现，因为这会使孔内水流的动水压力、流速与流量等水力因素产生周期性变化，对泄水孔的受力状态、泄流能力、出口消能等都将产生一系列不利的影响。 6.4.3本条强调无压孔在平面上应布置成直线，以力求水流的稳定，如果必须成弯道，应慎重布置并经水工模型试验论证。 6.4.4本条保留了原规范第38条中有关无压孔孔顶安全余幅的要求，此外也补充了我国近年来对无压孔体型尺寸的研究与工程实践上行之有效的成果。 6.4.5本条规定了有压孔的体型布置。 6.4.6～6.4.9保留原规范第39～42条的规定。 6.4.10坝内导流底孔和溢流坝面同时过流时，由于导流底孔出口闸门槽顶部进气不畅造成门槽下游孔顶部位空蚀，此外，导流底孔进口段因闸门门槽顶部进水，也会导致底孔边墙空蚀。此种现象以往在丹江口、盐锅峡坝汛期导流运行时发生过，为了防止这种情况在今后设计中重现，仍保留原规范第67条的规定。 6.4.11保留了原规范第43条的部分内容。 7泄水建筑物的水力设计 7.1一般规定 7.1.1保留了原规范第44条规定。 7.1.2规定了泄洪建筑物等级应按SDJ12－78及补充规定确定， 泄洪标准应按GB50201的规定确定。 7.1.3保留了原规范1984年补充规定第2条的内容。 7.1.4泄水建筑物的水力设计计算，保留了原规范附录一所列的大部分计算公式。对护坦、鼻坎上脉动压力估算公式及护坦上消力墩所受冲击力计算公式不列入本规范，应按照DL5077的规定计算。在本规范附录C中未列面流、戽流计算公式，可参考有关经验公式计算。 7.1.51)、3)款基本保留了原规范第46条的内容。2)款保留了补充规定第2条的部分内容。 7.1.6本条规定了选择消能型式应考虑的因素。 7.1.7在原规范第47条中规定，挑流消能适用于坚硬岩石上的高、中坝。在调研中发现，国内外已建工程在坝高低于30m时，采用挑流消能的也不少，且有的工程已经运行了30年～40年，运行情况良好，所以在本规范中把低坝也列入。但考虑到低坝水头低，挑射水舌挑距近，下游冲刷可能会影响坝脚，所以低坝采用挑流消能时需经论证才能选用。 高坝采用挑流消能时，应考虑雾化对建筑物的影响。 7.1.8基本保留了原规范第49条的内容，补充了底流消能适用于中、低坝，高坝采用底流消能应经论证的规定。当高坝下游基岩软弱或挑流雾化对建筑物和设施运行影响大，且防护困难或工程量大时，经论证也可采用底流消能。 7.1.9基本保留了原规范第51条的规定。但在调研中发现广西西津水电站(坝高41.0m)采用面流消能，坝脚被刷深2m，河床被刷深10m以上，下游波浪爬高1.5m～2.0m，3km内岸坡被冲刷发生塌方。富春江水电站(坝高47.7m)采用面流消能，坝下游河床冲刷深7m，河岸岸坡冲刷塌方，波浪爬高约6.0m，发电尾水抬高1.0m。其它坝高超过40m～50m的工程，坝下冲刷情况类似。因此，本规范规定面流消能适用于水头较小的中、低坝。 7.1.10基本保留原规范第53条1的内容。 7.1.11联合消能有宽尾墩-挑流、宽尾墩-消力戽、宽尾墩-消力池等型式。如潘家口、隔河岩工程采用宽尾墩-挑流，安康、五强溪工程采用宽尾墩-底流消力池，岩滩工程采用宽尾墩-戽式消力池。 五强溪水电站，下泄校核洪水流量56100m3/s，设计洪水流量47800m3/s，洪水流量大，坝址河床狭窄，地质条件较复杂，基岩抗冲能力较低(允许抗冲流速5m/s～6m/s)。该工程先后比较了挑流、消力戽、底流消力池、戽池结合等方案，初步选定了底流消能方案。但消能率较低，下游波浪较大，最大波高5m～7m，消力池中收缩断面处平均流速达29.0m/s～31.0m/s，不宜设置辅助消能设施，后经试验研究，采用了宽尾墩-底孔(挑流)-消力池的联合消能。溢流前沿长度缩短24m，消力池长度缩短50m，开挖量减少109万m3，混凝土工程量减少4万m3，下游最大波高1m～3m。 岩滩水电站，下泄校核洪水流量34800m3/s，设计洪水流量30500m3/s，洪水流量大，坝址河床狭窄，河床基岩比较坚硬、完整性较好，允许抗冲流速6m/s～8m/s。原设计方案为直尾墩戽式消力池消能方案，后经试验研究，采用了宽尾墩-戽式消力池的联合消能，该型式比单一戽式消力池消能时戽底最大流速减少43％～23％，尾水波浪高度削减59％～73％，下游河道表面流速削减44％。 7.1.12泄水建筑物的闸门，应同步、对称、均匀地启闭，也可设分区隔墙，采用分区同步、对称、均匀启闭，控制流态稳定，对下游减轻冲刷和流态稳定至关重要。如黄坛口水电站由于闸门运行不妥而加剧了回流淘刷。西津水电站由于闸门不规则间隔开启，产生回流淘刷基础。富春江水电站由于闸门经常间隔和相邻数孔开启，造成坝下冲刷与鼻坎空蚀，间隔开启，也易造成关闭孔与开启孔间的复杂立轴旋涡，卷起砂石撞击鼻坎与坎墙，后来闸门采用同步、均匀启闭的运行方式，改善了下游流态，鼻坎未见空蚀，下游冲坑亦未再加深。 7.1.13将原规范分散在各条款中有关进行模型试验的要求集中列出一条，减少重复。 7.2泄流能力及消能计算 7.2.1将原规范第28条的开敞式溢流孔和设有胸墙时采用孔口泄流的计算公式列入。 7.2.2保留了原规范第56条的内容。 7.2.3基本保留原规范第48条的部分内容。 挑流水舌挑射距离的计算，按照原规范附录一的公式列于本规范附录C中。对原附录一附图中的挑距L修正为L’。挑距L’为坝下游垂直面到挑流水舌外缘进入下游水面后与冲刷后河床面交点的水平距离。 挑流水舌跌入下游河床的最大冲坑深度可按照附录C计算最大冲坑水垫厚度减去下游水深求得。与原规范附录一的估算公式相比，冲刷系数符号改为目前常用的k，k值变幅较大，选用不统一，原规范中冲刷系数分成三级，且较简单。因此，本规范根据东北勘测设计院、长江科学研究院和清华大学等单位在大量的调查研究和试验基础上，将岩石分成四类，冲刷系数k值分四级，详见附录C。 7.2.4保留了原规范第50条的内容。 7.2.5基本保留了原规范第50条1的内容。关于尾水淹没度原规范第50条2中规定可按0.95～1.05倍跃后水深选用，通常尾水深可略低于跃后水深。根据水工模型试验和工程实践经验，如消力池护坦上未设辅助消能设施，尾水淹没应为1.05～1.10。淹没度若小于1.05易形成远驱水跃，若大于1.10易形成回复底流，二者均将引起消力池下游的冲刷。 7.2.6～7.2.7基本保留了原规范中第57条的内容。护坦、鼻坎、溢流式厂房顶板的脉动压力和消力墩(包括尾坎等)所受冲击力的计算，应按照DL5077的规定计算。 7.3高速水流区的防空蚀设计 7.3.1保留了原规范第55条的内容，增加了高速水流流经差动式鼻坎、窄缝式鼻坎、扭曲式鼻坎和分流墩时，应防止空蚀破坏。 如湖南柘溪水电站矩形差动式挑流鼻坎在1961年泄洪时发生了较严重的空蚀破坏。 7.3.2保留了原规范第55条水流空化数的估算公式。因目前常用的水流空化数的符号为σ，所以将原规范中估算公式中σk改为σ。 7.3.3水流边壁表面的不平整度控制或处理标准是高速水流泄水建筑物普遍存在且应予重视的一个问题。在丰满溢流坝、柘溪溢流坝、新安江溢流坝、乌江渡溢流坝，以及刘家峡、碧口泄洪洞，都先后进行了不平整突体(指的是跌坎、升坎或与水流方向成正交的施工缝)空蚀情况调查。并且在丰满水电站与乌江渡水电站都进行了人工不平整度突体试验，尤其是在乌江渡水电站比较系统地进行了不平整度试验。前苏联学者，通过系统地试验，根据不同的水头、不同突体高度，得出溢流坝面突体免遭空蚀的允许坡度。 乌江渡大坝的原型试验资料和前苏联学者的系统试验资料参见附录C。在设置掺气设施后，溢流面的不平整度控制标准可以放宽。 对易发生空蚀的部位或区域采用防空蚀性能好的材料，如采用高强混凝土、高强硅粉混凝土、高强硅粉钢纤维混凝土、环氧树脂砂浆混凝土、聚氨脂砂浆混凝土等，以及钢板、钢轨、条石、铸石板等材料。 7.3.4水流掺气是泄水建筑物表面减免空蚀的重要措施，1960年美国首先在遭到空蚀破坏的大古力坝泄水孔中应用掺气槽取得成功。我国70年代开始研究并应用于冯家山和乌江渡等水电工程中的掺气减蚀措施，运行效果良好。国内几个泄水建筑物采用掺气减蚀设施的实例详见表4。 表4国内几个泄水建筑物采用掺气减蚀设施的实例 序号 泄水建筑物名称 最大流速m/s 掺气设施型式 建成 年份 运行情况 备注 1 冯家山泄洪洞 29.6 上齿坎槽组合式，下跌坎 1978 无空蚀 2 石头河泄洪洞 40.6 在反弧前后均设坎槽组合式掺气 1981 运行2000h以上无空蚀 3 乌江渡 溢流坝 42.0 坎槽组合式掺气槽 1982 运行126h无空蚀，3.6cm垂直升坎后有空蚀 左岸泄洪洞 43.1 斜坡段末端设一道坎槽 1982 无空蚀，高于2.1cm垂直升坎后有空蚀 4 东江二级放空洞 38.6 门后设一道突扩跌掺气 1986 5 龙羊峡 中孔 40.0 三道挑坎与跌坎组合式 1986 底孔 大于40 一道突跌三道坎槽组合式 1986 运行1583h，底板与侧墙均有破坏 表面不平整造成 6 鲁布革 右岸泄洪洞 34.0 两道掺气坎 1990 左岸溢洪道 35.0 两道坎槽组合式掺气 1990 1991年过水2h有局部麻面 7 白山溢流坝 44.0 一道掺气坎 运行良好 7.3.5保留了原规范第55条的部分内容。 7.4消能防冲设施的设计 7.4.1总结了目前国内外挑流消能采用的鼻坎型式。国内多数采用连续式和差动式鼻坎，也有采用其他型式的鼻坎。 1)挑流鼻坎采用差动坎，根据近几年实践发现，若矩形坎设计得当，不一定会发生空蚀，如丰满、狮子滩、梅山水电站等工程的溢洪道均采用矩形齿坎，而未遭空蚀破坏；若设计不当，就是体形较好的梯形齿坎也仍然会发生严重的空蚀破坏。另外古田一级、新安江、安砂、池潭等水电站溢洪道相继采用了带掺气孔的差动式鼻坎，虽然齿坎尺寸不同，且掺气孔布置型式略有差异，但经过多年高水位泄洪运行，均未发生空蚀破坏，防蚀效果甚好(见表5)。 50年代南京水利水电科学研究院在选定狮子滩溢洪道差动式鼻坎挑角时，曾对上齿坎挑角和下齿坎挑角的差值进行了试验研究，认为挑角差值5°～10°较好。丰满、狮子滩、梅山溢洪道的矩形差动式挑流鼻坎的挑角小于10°，上齿宽与下齿宽之比大于1，齿高差约1.5m，这三个工程鼻坎虽然未设掺气孔，但齿坎均未受到空蚀破坏。古田一级、新安江溢洪道的矩形差动式挑流鼻坎的挑角差虽然较大(10°～18°)，但由于采用了掺气孔，未发生空蚀破坏。 新安江溢洪道为了减少横向水流在高坎顶的棱角处分离，将棱角做成半径为0.12m的小圆弧，效果也较好。 2)70年代起窄缝式消能型式在东江、安康、东风、拉西瓦、龙羊峡、二道河子等水电工程相继进行了大量试验研究工作。如东江溢洪道采用了窄缝式消能型式，建成后原型观测表明，该消能型式使挑射水流在空中获得了良好的竖向和纵向扩散，减轻了对下游河床的冲刷，对东江这类狭窄河谷和高水头溢洪道(深孔)泄洪消能效果显著。根据东江等几个国内外水电站成功的经验(见表6)，窄缝式挑流坎体型参数宜取收缩比0.15～0.5；长宽比，在中、深孔大流量、低佛氏数时，取0.75～1.5，相应收缩比应取较大值；在表孔，高佛氏数时，长宽比宜取1.5～3.0，相应收缩比应取较小值；底板的挑角宜取0°或为正、负小挑角。 3)扭曲式鼻坎是一种新型的挑流鼻坎，是在鼻坎侧墙和底板上增加“曲面贴角”而形成，采用该鼻坎的目的在于使高速水流急剧转向，水舌纵向拉开并与下游河道的水流平顺衔接，即控制转向角度和入水落点。它的特点是鼻坎短，适应的导向角大0°～50°，水舌挑距远，水舌内缘拉开较长，已在龙羊峡、安康和水口等水电站工程中应用，效果良好。 表5几个差动式挑坎的设计参数 序号 工程名称 完建时间 差动式挑坎型式 运行状况 挑角差 θ1－θ2＝△θ 齿宽比b2/b1 齿高差am 反弧半径m R1 R2 1 丰满溢洪道 1953年 矩形 未空蚀 40°-30°＝10° 1/1.73＝0.58 1.5 12 12 2 狮子滩溢洪道 1956年 矩形 未空蚀 32°-26°＝6° 1.3/2＝0.65 1.5 15.045 17.225 3 梅山溢洪道 1959年 矩形 未空蚀 44°-40°＝4° 7.5 8.9 4 柘溪溢洪道 1963年 原矩形 严重空蚀 40°-13°＝27° 3.4/4.6＝0.74 2.75 11.0 17.28 现为梯形 40°-20°＝20° 1.6 11.0 15.0 5 新安江溢洪道 1960年 矩形，有掺气孔 未空蚀 30°-12°＝18° 2.5/2.5＝1.0 1.6 20 47 6 古田一级溢洪道 1973年 矩形，有掺气孔 未空蚀 40°-25°＝15° 1.6/2.56＝0.63 2.5 8.89 10.23 7 黄龙滩溢洪道 1976年 梯形 未空蚀 34°-24°＝10° 1.8 22.11 19.0 8 安砂溢洪道 1978年 矩形，有掺气孔 未空蚀 25°-15°＝10° 2.8/3.6＝0.78 3.5 22.38 25.05 9 池潭溢洪道 1978年 矩形，有掺气孔 未空蚀 左三孔 38°-18°＝20° 1.5/2.5＝0.60 2.25 29.85 30 右二孔 25°-18°＝7° 2.18 18.40 22 表6国内外工程采用窄缝式挑坎的设计参数 序号 工程名称 泄水建筑物 坝高m 收缩比 长宽比 挑角 国名 第一台机发电年份 出口断面 1 阿尔门德拉 左岸溢洪道(两孔) 202 2.5/5 10/5 0° 西班牙 1970 “V”形 2 伊斯摩拉达 三孔溢洪道 237 20/48 哥伦比亚 1975 3 东江 溢洪道 157 2.5/10 30/10 0° 中国 1987 矩形 4 东风 中孔 162 3/6 4.5/6 10° 中国 1994 矩形 5 龙羊峡 溢洪道二孔 178 3/10 15.5/10 30° 中国 1986 矩形 6 二道河子 底孔 2.5/36.5 9.0/36.5 0° 中国 矩形 7.4.2保留原规范第48条的部分内容。 7.4.3从收集到几个已建工程挑流泄洪引起雾化的实际情况来看，当坝下游两岸山体潜在不稳定因素时，雾化还会导致两岸边坡的不稳定，引起滑坡。尤其对干旱少雨地区更应重视，例如1989年龙羊峡水电站底孔泄洪时，水头在80m～85m，形成较强的水雾，水雾作用在虎头崖不稳定岩体上，引起岩体塌滑，总方量约达87万m3。枢纽布置得合理的工程，雾化影响就小，甚至没有影响，反之就易发生事故，所以在枢纽泄水建筑物设计时，消能和防雾化两方面要统筹兼顾，下游的建筑物及露天设置的电气设备、输电线路，应避开雾化区。如无法彻底避开，应采取必要的保护措施。 7.4.4～7.4.7基本保留了原规范中第49条、第50条3、第51条2的内容。 7.4.8安康、五强溪大坝为宽尾墩和底流消力池结合的联合消能，岩滩大坝为宽尾墩和戽式消力池结合的联合消能，这些联合消能在实际运行中，下游水流衔接平稳。 宽尾墩的收缩比对扼制入池水流起重要作用，它对闸室水流实行收缩，过墩后再行突扩过程中局部水流进行调整，收缩比越小，消能率越高，但对于中、低坝而言，收缩到一定程度将影响闸孔泄流能力，此时闸室将产生淹没流，增加振动因素，这两点应作为选用收缩比的控制标准。如五强溪的收缩比1/3，潘家口的收缩比2/3，安康的收缩比0.4，建议收缩比为1/3～2/3。 安康、五强溪联合消能的消力池底板，在泄洪中遭到不同程度的破坏，除了不可抗拒的原因外，就其消力池底板的整体性存在水平施工缝、止水不可靠等因素。因此，联合消能应考虑其泄洪功率大的特点，加强结构的强度和刚度。 8结构计算基本规定 8.1一般规定 8.1.1本规范按《水工统标》规定采用概率统计理论的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，以分项系数极限状态设计法代替原规范规定采用的单一安全系数设计法。 8.1.2～8.1.3内容均按《水工统标》规定结合原规范内容编写的。对坝体断面的计算和验算内容与原规范基本相同。例如承载能力极限状态，验算承载能力和抗滑稳定，对护坦等尚应验算抗浮，在地震区的坝应进行抗震验算；正常使用极限状态，验算满库时坝体上游面拉应力，空库时，下游坝面的拉应力；验算影响坝体正常使用的变形，为运行监测提供参考；验算坝基防渗体抗渗能力的局部稳定。 8.1.4～8.1.5三种设计状况，两种作用效应组合及进行一种或两种极限状态设计均为原规范所规定的。 8.1.61990年以前，南京水利水电科学研究院等9个单位对全国70余座水工混凝土建筑物进行了耐久性及病害情况调研，其中大坝有32座，归纳起来有以下六类病害: 1)混凝土的裂缝； 2)冲刷磨损和空蚀破坏； 3)渗漏和溶蚀； 4)冻融破坏； 5)水质侵蚀； 6)混凝土的碳化和钢筋锈蚀。 此外，其它如碱骨料、低强度而风化剥落等，以上绝大部分属耐久性问题，因此必须提出耐久性要求，具体规定见11.5大坝混凝土材料及分区。 8.2承载能力极限状态计算规定 8.2.1～8.2.2承载能力设计表达式是采用五类分项系数，即结构重要性系数γ0，设计状况系数ψ，作用分项系数γF，材料性能分项系数γf和结构系数γd及其各设计变量的标准值表示的。 作用及材料性能分项系数是根据结构功能函数中基本变量的统计参数和概率分布模型，经分析并结合工程经验确定的。作用标准值的取值继承了原规范的标准，分项系数考虑对标准值的不利变异，按《水工统标》的规定确定，是超载系数的概念。本规范作用分项系数引自DL5077。材料性能的标准值根据混凝土强度试验、基岩与混凝土接触面抗剪断试验成果统计分析而定，分项系数用来反映材料实际强度对所采用的材料强度标准值的不利变异而定出，类似强度的降低系数。 ψ用来反映结构不同状况有不同的目标可靠指标，对应于持久状况、短暂状况和偶然状况，应分别取用不同的设计状况系数，由《水工统标》规定。 γ0用来考虑结构或构件的重要性和失事后果，对应于结构安全级别的不同，应分别取用不同的结构重要性系数，其值由《水工统标》规定。 γd用来反映作用效应计算模式的不定性和材料抗力计算模式的不定性，以及考虑上述作用分项系数和材料性能分项系数未能反映的其它不定性。 本规范中所给出的结构系数是采用可靠度分析方法，按给定的目标可靠指标，以坝体断面在不同作用效应组合和不同材料抗力下最佳逼近目标可靠指标而所得到的结构系数。 8.3正常使用极限状态计算规定 8.3.1正常使用极限状态设计表达式系按《水工统标》的规定给出，由于坝体的坝面拉应力与作用持续期长短有关，故规定对正常使用极限状态的验算，应分别考虑作用效应的长期组合和短期组合两种情况。 对持久状况应分别考虑长期组合和短期组合；对短暂状况则只需考虑短期组合。 本规范长期组合系数ρ取1.0，因《水工统标》规定作用标准值取用年极值的分布的某个不利分位值，且混凝土重力坝设计经验控制设计的水荷载不因为长期作用而减小。 对正常使用极限状态验算时，作用分项系数、材料性能分项系数都取1.0，结构重要性系数仍保留不变。 8.4作用及材料性能标准值 8.4.1永久作用、可变作用标准值和偶然作用代表值在DL5077已作出规定。 8.4.2抗剪强度标准值: 坝体混凝土与基岩接触面、基岩、坝基深层软弱结构面、碾压混凝土层面的抗剪断强度标准值的确定方法按照《水工统标》规定。 中型工程，可根据具体条件做少量中型试件校核试验以便用 工程类比法选用本规范附录D的参考抗剪断数据。其中表D.0.1中f’ck、c’ck系根据国内50～80年代中期共30年间在现场所做大型抗剪试验，包括三大类52种岩石(火成岩19种、沉积岩23种、变质岩10种)229组试验资料分布在全国40个大、中型水利水电工程，大部分工程有2～4组，少数工程超过10组。对坝基岩体按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级，其抗剪强度试验子样顺次为60、64、66、27分别进行数理统计和概率分布模型拟合分析成果。同一表中f’rk、c’rk系根据GB50287－99《水利水电工程地质勘察规范》规定的均值μf’r、μc’r，而σf’r、σc’r则参照混凝土与基岩接触面的统计分析的值拟定，一般基岩节理之间的抗剪断参数受节理产状连续性、风化程度、夹泥情况等影响变化较大不能象建基面那样经人工处理后再检查判定，所以变异系数略大于后者；D.0.2表中f’dk、c’dk值系根据北京勘测设计研究院统计40多个工程计452组软弱结构面及硬性结构面的抗剪试验资料分析成果。常态混凝土层面比两种不同材料构成的接触面的抗剪断指标均值大一些和变异性小一些；碾压混凝土层面与胶凝材料贫、富关系密切，但比常态混凝土略差，抗剪断指标，部分根据试验资料部分参照经验类比定出。 8.4.3抗压强度的标准值: 按照国际标准(ISO3893)的规定，且为了与其它规范相协调，将原规范的混凝土标号改为混凝土强度等级。混凝土强度等级应按照标准方法制作养护的边长150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度来确定，用符号C(N/mm2)表示，即在确定混凝土强度等级时作了如下两点重要修改: 1)混凝土试件标准尺寸，由边长200mm的立方体改为边长为150mm的立方体； 2)混凝土强度等级的确定原则由原规范规定的强度总体分布的平均值减去0.842倍标准差(保证率80％)，改为强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差(保证率95％)。 大坝常态混凝土强度的标准值可采用90d龄期强度，保证率为80％。大坝混凝土强度等级与大坝常态混凝土标号之间的对应关系见表7。 表7大坝混凝土强度等级与常态混凝土标号之间的对应关系 大坝混凝土强度等级C C7.5 C10 C15 C20 C25 C30 对应的原大坝常态混凝土标号R R113 R146 R212 R275 R330 R386 大坝碾压混凝土强度的标准值可采用180d龄期强度，保证率为80％。大坝混凝土强度等级与大坝碾压混凝土标号之间的对应关系见表8。 表8大坝混凝土强度等级与碾压混凝土标号之间的对应关系 大坝混凝土强度等级C C5 C7.5 C10 C15 C20 对应的原大坝碾压混凝土标号R R106 R154 R200 R286 R368 9坝体断面设计 9.1主要设计原则 9.1.1《水工统标》规定:结构分析可采用多种计算模式，可靠度分析所采用的极限状态方程，应以有关规范规定的计算模式为基础。为此本条基本继承原规范规定，以材料力学法计算坝体应力，刚体极限平衡法计算坝体的稳定，复杂地基上高坝必要时，用有限元法计算应力和稳定或用地质力学模型试验验证。 9.1.2坝体断面选择，应以正常蓄水位或防洪高水位时的水荷载为主要作用的基本组合为依据。偶然组合进行复核时，由于偶然作用出现机会甚少且持续时间很短，可考虑坝体的空间作用；在地震作用情况下，可适当提高材料强度等措施，不宜由偶然组合控制坝体断面。 9.1.3坝的运行期是坝体发挥预定功能的基本情况属持久状况，其强度和稳定计算应按相应状况下最不利情况计算。坝的施工期经历不同阶段，加载顺序不同，应考虑其最不利情况，但属于短暂状况，要求可比持久状况放宽。 分期施工投入运行的坝，应按持久状况设计；一期施工而分阶段投入运行的坝，应按短暂状况设计。 9.1.4国内外已修建的宽缝重力坝基本上用材料力学法计算坝体应力而选定断面，运行良好，这些坝体头部取平切面(截面)用有限元或差分法计算其应力时，往往在离上游面一定距离的截面对称中心线上有拉应力(上游坝面为压应力)，用调整两侧止水片离上游坝面的距离改善其拉应力，并使其值控制在小于混凝土允许拉应力的范围内，只要在施工期保证上游坝面不产生温度裂缝，不会发生劈头裂缝。 9.1.5空腹重力坝或坝内有大孔洞的坝，型体复杂，腹孔所占坝体面积在1/4～1/3，空腹部位水平截面不是连续体，所以只能用有限元法计算坝体应力，或用模型试验来验算坝体应力。所得应力分布应调整到成连续平顺分布曲线。 9.1.6有横缝的重力坝属平面问题。不分横缝的重力坝(包括分横缝而进行横缝灌浆)的整体式重力坝属三向应力问题，坝体承受水压力后，向上、下游方向和坝轴线方向传递荷载。国内外均用悬臂梁与水平梁分载法计算；当河谷成“V”型或狭谷成不对称或基础岩体不均匀性显著等均可用有限元法或结构模型试验法求坝体应力。 9.1.7坝后式厂房若坝基抗剪强度指标较低，可利用厂房的重量与坝体共同抗滑，或尾水较深，厂房抗滑稳定不能满足设计要求时，借助坝体重量共同抗滑，如漫湾水电站、水口水电站厂房等。 有些厂房顶泄洪的水电站为了提高厂房的抗震频率，使厂、坝底或上部连接，如新安江、池潭等水电站。当利用厂房重量与坝体重量联合抗滑时，需通过厂、坝接触面上应力状态计算确定厂房所受滑动力。目前国内均用平面有限元法计算厂、坝下部连接的应力与变位。厂、坝连接处设纵缝，待厂、坝混凝土温度冷却到稳定温度，在水库蓄水前进行纵缝灌浆成整体。厂、坝自重各自分别作用，而水平荷载在厂、坝连接成整体后才起作用。池潭工程坝高80m，厂房内单机容量为50MW，厂、坝连接面上传递的总水平推力约为坝前总水平推力的20％(按单宽计)，厂、坝连接联合抗滑比厂、坝分离结构节省5.5％的混凝土量。 9.2作用及其组合 9.2.1按照《水工统标》、DL5077规定的作用分类、标准值、代表值取值及作用组合，并继承原规范的规定和经验。 其中基本组合时坝上游水位根据水库功能不同分为发电为主和防洪为主两类，前者取正常蓄水位，后者取防洪高水位是原规范的规定原则。 偶然组合水荷载取坝上游校核洪水和相应情况泄洪时的上、下游水位的水压力、扬压力、动水压力与其它可变作用和永久作用组合。 9.2.2保留原规范第63条规定。 9.2.3持久状况下坝踵不出现拉应力正常使用极限状态，往往是决定坝体断面的条件，所以只考虑作用长期组合。持久状况下基本组合的各项作用按表9.2.2所列分别进行组合。 9.2.4施工和检修均属短暂状况，其作用值及其组合与建筑物施工和检修时的条件相适应。坝体施工时，以下游坝面拉应力为控制条件；坝体检修时，以库水位较低甚至放空水库的情况下，坝体下游面拉应力为控制条件。施工和检修期应按正常使用极限状态的短期组合设计。 9.3坝体强度和稳定承载能力极限状态计算 9.3.1本条规定了坝体强度和稳定承载能力极限状态应计算的内容。 9.3.2～9.3.6与原规范第72、80条基本相同，但本规范8.2规定采用分项系数极限状态设计表达式替代原规范的单一安全系数设计表达式，作用效应函数中作用取设计值即标准值乘以分项系数后的值。抗力函数中混凝土轴心抗压强度或接触面、混凝土层面抗剪断参数取设计值即标准值除以分项系数后的值确定。 9.4坝体上、下游面拉应力正常使用极限状态计算 9.4.1～9.4.2与原规范第72、73条规定基本相同，但本规范8.3规定采用分项系数设计表达式替代原规范的单一安全系数表达式。应力控制条件规定坝踵不产生垂直拉应力，坝体上游面垂直应力(计扬压力)控制为零，取消了不计扬压力保持有0.25γwH1的规定，因为后者根据国内外有关工程经验均不起控制作用。 9.4.3施工期属短暂状况，坝体下游面的垂直拉应力控制100kPa系根据原规范第73条规定主拉应力控制标准折算而来，适当放宽。 9.5有限元法计算 9.5.2本条规定的有限元法计算坝基(或坝体)上游面垂直应力的控制标准是根据国内外工程设计经验和理论计算结果分析确定的。理论研究成果见表9、表10，其中作用组合:自重＋水压力＋坝底扬压力＋坝基渗流体积力；地基与坝体弹模之比为2.0，三角形单元的长×高(△x×△y)单位为m，详细参见《混凝土重力坝有限元计算强度控制标准的计算研究》专题报告。已建工程计算成果见表11，其余参见《混凝土重力坝上游坝面(包括坝踵)应力控制标准的研究》专题报告。 由表可见，考虑正拉应力(σy)区相对宽度的外包线为0.07(计扬压力)以不超过帷幕线为准。 表9有限元法计算三种坝高的σy、σ1拉应力区长度 单元划分 △x·△y m·m 0.2·0.1 0.5·0.1 1.0·0.1 1.0·1.0 1.0·2.0 2.0·0.1 2.0·1.0 2.0·3.0 190m σy拉应力区长 Lσy m 1.7 2.0 2.0 2.0 4.0 4.0 相对长 Lσy/B 0.012 0.014 0.014 0.014 0.028 0.028 σ1拉应力区长 Lσ1 m 22.8 23.8 26.1 27.5 27.2 26.3 相对长 Lσ1/B 0.160 0.167 0.183 0.193 0.191 0.185 110m σy拉应力区长 Lσy m 2.5 3.0 4.0 4.0 2.0 相对长 Lσy/B 0.03 0.0388 0.052 0.052 0.026 σ1拉应力区长 Lσ1 m 14.0 16.7 16.4 16.1 12.0 相对长 Lσ1/B 0.181 0.216 0.212 0.208 0.155 50m σy拉应力区长 Lσy m 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 相对长 Lσy/B 0.024 0.029 0.029 0.029 0.029 0.058 σ1拉应力区长 Lσ1 m 7.46 7.52 7.47 7.3 6.8 7.32 相对长 Lσ1/B 0.219 0.221 0.219 0.214 0.20 0.215 表10单元相对尺寸与拉应力区相对长度 单元划分 0.013～0.0147 坝高m 190 110 50 σy拉应力区长度相对长度 0.028～0.029 σy拉应力区长度相对长度 0.056～0.0588 σy拉应力区长度相对长度 9.5.3本条规定用有限元法计算可以获得沿软弱结构面的位移场、应力场分布，其结果可确定最有效加固处理部位和方案。 9.5.4用有限元法可以计算任何形状的孔洞周围的拉应力分布，化引为等效弯矩、轴力等，然后据此配置钢筋。 表11国内外若干重力坝、大头坝有限元法分析应力成果表 坝名国家、建成年份、坝型 坝高H m 底宽B m 高宽比B/H 有限元法计算成果 荷载组合 材料力学计算成果0.1(MPa) 说明 正、主拉应力区宽b m 相对宽度％ 主应力 σlu 垂直应力 σyu 1.德沃歇克(美)1972年 实体重力坝 211.3 161.1 0.762 2.01×104 2.11×104 37.0 (主拉应力) 45.0 (主拉应力) 22.9 27.9 自重＋正常蓄水 位水压 自重＋正常蓄水 位水压＋渗压 8.5 9.6 18.5 (不计渗压) 9.6 (计渗压) 2.华列斯(英) 单墩大头坝 63.1 74.4 1.18 ( ～ ) 5.4 (正拉应力) 11.3 (主拉应力) 28.9 (主拉应力) 7.2 15.2 38.9 自重＋水压＋渗压 自重＋水压 自重＋水压＋渗压 位于复杂的岩石基础，从坝踵至坝基 中部为泥岩Ef/Ec为1/2；坝趾附近为1/4～1/10 3.莱克华 (印度) 双墩大头坝 192.0 172.8 0.90 1.0(比值) 25.0 (主拉应力) 14.5 自重＋水压力＋扬压力 4.古里(委内瑞拉) 1975年 重力坝 162.0 121.5 0.75 7.2 (正拉应力) 5.95 自重＋水压力＋扬压力 接近为零 线弹性有限元分析正拉力区宽7.2m；非线性有限元分析正拉应力区宽3.5m 5.诺尔福 克(美) 实体重力坝 73.3 66.7 0.91 3.51×104 1.41×104 10.0 (主拉应力) 15.0 自重＋水压力 因Ec较低计算已考虑坝体混凝土徐变 6.大古力前池坝(美) 实体重力坝 61.3 40.0 0.65 0.7～0.1×104 2.1×104 10.6 (主拉应力) 0.0 (垂直压应力) 26.5 0.0 自重＋水压力 坝趾附近坝基陡倾角破碎带处理后的成果。用四边形单元，单元截取范围有坝体、坝基及前池岸坡成“U”型 7.湖南镇 (中)1979年 梯形坝 (溢流段) 梯形坝 (非溢流段) 129.0 113.0 116.2 102.0 0.90 0.90 1.5×104 2×104 5.0 (正拉应力) 19.0 (主拉应力) 8.5 (正拉应力) 29 (主拉应力) 13.5 (主拉应力) 4.2 16.3 7.2 24.6 13.3 自重＋设计洪水压力 自重＋设计洪水压力 自重＋设计洪水压力＋扬压力 自重＋设计洪水 压力＋扬压力 自重＋设计洪水 压力 0.28 (计扬压力) 4.76(不计扬压力) 1.56 (计扬压力) 6.40(不计扬压力) 用三角形单元 扬压力作为体积力计算 8.新丰江(中)1974年 宽缝重力坝 103 97.0 0.94 1.0(比值) 13.6 (主拉应力) 14.0 自重＋正常蓄水位水压力 坝体剖面为第一次加固的剖面 9.安砂(中)1978年 宽缝重力坝 92 80.2 0.87 1.0(比值) 15.0 (主拉应力) 0.0 (正压应力) 18.7 自重＋水压力 16.5(不计扬压力) 11.1(计扬压力) 10.丰满32＃坝段(中)1936年 实体重力坝 70.5 61.8 0.877 4.6×105 1.9×105 10.9 (主拉应力) 2.50 (正拉应力) 0 (正压应力) 17.6 4.0 0.0 自重＋正常水位 水压力＋扬压力 自重＋正常水位 水压力＋扬压力 自重＋正常水位 水压力 7.26(不计扬压力) 3.7(计扬压力) 靠近坝上游的三角形网格全部已浸水，即坝体这部分自重按浮容重计算，其它部分的扬压力作线性荷载作用在坝基上。纵缝未灌桨 11.枫树坝7＃(中)1975年 空腹重力坝 段枫树坝8＃ 实体重力坝 95.4 92.4 92.4 86.5 85.0 82.4 0.91 0.92 0.89 1.5×104 1.5×104 15.2(主应力) 12.0 (主拉应力) 4.0(正拉应力) 13.5(主拉应力) 0.2(正拉应力) 17.6 14.1 4.7 16.3 自重＋正常水位 水压力＋扬压力＋地震 0.66 正常蓄水位166.0 9.6溢流坝闸墩结构设计 9.6.1～9.6.2基本保留原规范第76、77条，补充了闸墩整体计算，当闸墩受不平衡的侧向荷载，作横向强度核算时，本规范规定按固端整体构件来计算应力。国内已有多工程曾作过这样计算。例如富春江等大坝闸墩，将闸墩沿两方向分单宽计算考虑不同的刚度调整相邻条块的变形至整个闸墩基本接近后计算其应力而配筋，近10年来，已有不少工程用有限元法进行闸墩的应力分析，这一方法能较好反映闸墩的整体作用。 9.6.3我国大江大河上混凝土坝的溢流坝，由于泄洪流量大，往往采用大跨度的弧形闸门以减少闸墩数量，增加泄洪道净宽以满足泄洪需要。如水口、岩滩等坝的表孔尺寸分别为15m×22m(宽×高，下同)、15m×22.5m，葛洲坝大江、二江泄水闸为泄放特大洪水在弧门之上叠加平板工作闸门的组合型闸门，弧门尺寸分别为12m×19.5m、12m×12m，其上平板门尺寸均为12m×12m，上述弧门承受巨大的水推力，为改善其支承结构的应力状态，确保建筑物安全运行，均采用预应力闸墩，运行以来情况良好。 9.6.4在DL/T5057中对非预应力及预应力闸墩结构设计计算及配筋均有明确规定。 10坝基处理设计 10.1一般规定 10.1.1根据国内外岩基上混凝土重力坝基础处理经验提出处理后的坝基应符合强度、稳定性、抗渗性和耐久性等要求。 10.1.2保留原规范第86条的规定。 10.1.3根据国内外经验教训总结。五强溪工程左岸坝头位于5＃冲沟，三级船闸位于5＃～6＃冲沟处，船闸边坡长400m，坡高填渣后达115m～125m，边坡为软硬相间结构面切割组合，破坏了岩体完整性，开挖与处理原则是上削下固，下锚上护，填渣压脚，边挖边固，排水同步，采取一系列措施，蓄水后未发生塌方事故；龙羊峡大坝右岸下游挑流泄洪消能区距厂房250m～630m高边坡地段，经历几次泄水孔泄水，导流洞放水淘刷坡脚直到1989年7月26日因挑流消能造成人工雨雾使1号塌滑体发生大滑坡威胁电站的安全运行。 10.1.4根据国内外岩溶地区筑坝经验，即使地质条件复杂，岩溶发育，只要工程地质勘察清楚，又能认真防渗处理的都能达到设计要求。 10.2坝基开挖 10.2.1从多年来工程实践中发现，过去对建基面的开挖要求偏严，使有些工程开挖量过大影响造价和工期，本次修订适当放宽。坝高超过100m可建在新鲜～弱风化下部基岩上；坝高100m～50m，可建在微风化～弱风化中部基岩上；坝高小于50m，可建在弱风化中部～上部基岩上，两岸地形较高部位的坝段可适当放宽。 10.2.2基坑形状应根据地形地质条件及上部结构的要求确定。 上、下游基础面高差过大的往往造成向下游滑动趋势，因此应控制上、下游基础开挖高差。小台阶往往会连通形成向下游倾斜面，宜将基础面开挖成大台阶，台阶面略向上游倾斜；大台阶高差应与混凝土浇筑层厚和分缝位置相协调，一般3m～6m(但需满足温控要求)，坝趾受力最大，坝块厚度不能过小。 碾压混凝土应发挥大面积通仓浇筑和碾压优点，适当调整建基面高差悬殊部位的分缝。 10.2.3位于陡坡的岸坡坝段，侧向稳定往往不易满足要求，此时，可适当调整横缝间距，减小坝段宽度或平行坝轴线方向开挖足够宽度的台阶式平台(但平台不宜处在浇筑块中部)，平台的本身应考虑基岩构造节理的产状，以保证坝段的侧向稳定，此外，也可将全部坝段的横缝采取灌浆以保证坝体侧向稳定。 10.2.4应将影响坝基稳定和承载能力的坝基表层构造节理密集带、严重风化区、夹泥裂隙挖除；对坝基深部的缓倾角夹泥层及断层破碎带，可采用洞挖后回填混凝土或设置混凝土抗滑桩等措施进行加固处理，详见10.5有关条文说明。 10.2.5采用常规开挖爆破易造成基础破坏或产生不良后果。梯段爆破、预裂爆破造成的破坏较小，因此五强溪、葛洲坝、东江、李家峡等水电站坝基开挖均采用预裂爆破法。易风化、泥化的坝基岩体开挖出建基面后即采用喷水泥砂浆保护层或边挖边浇混凝土，葛洲坝坝基开挖就采用本法。 10.3坝基固结灌浆 10.3.1本条基本保留原规范第95条对岩石进行固结灌浆的一些要求。 10.3.2基本保留原规范第96条的规定。 10.3.3根据近十多年来国内实践经验，固结灌浆孔布置多取梅花形，灌浆孔方向，应按其穿过较多主要裂隙来确定。 10.3.4基本保留原规范第98条的规定。 10.4坝基防渗帷幕和排水 10.4.1根据近十多年来研究和工程实践，对坝基防渗帷幕和排水的作用的认识有所提高，帷幕以防渗减少渗漏量为主，排水以降低坝基扬压力为主，所以应结合坝基工程地质、水文地质条件考虑水库功能和坝高，分析研究确定帷幕和排水的设置。 10.4.2保留原规范第101条的规定。阐明了防渗帷幕应达到的要求。 10.4.3坝基及两岸的防渗措施大多采用水泥灌浆帷幕。当坝基一定深处存在水平夹泥裂隙，采用帷幕灌浆效果较差时，可采用混凝土齿墙嵌入下部较好岩体，截断滑动面增加渗径。 当两岸岸坡覆盖层较深而坝高不大时，可采用槽挖至基岩回填混凝土防渗墙；当覆盖很深槽挖不安全时，可采用洞挖后回填混凝土防渗墙。 刘家峡水库、三门峡水库等位于多泥沙河流上的坝实测坝踵扬压力系数为0.6～0.8，系泥沙防渗效应作用，若初期淤沙未达到防渗作用时，不能考虑。 10.4.4保留原规范第100条的规定。古田溪高洋坝蓄水后进行主帷幕灌浆效果极差，陈村、丰满等坝在运行若干年后进行帷幕补强，也是事倍功半，故本条作此规定。 10.4.5根据理论研究和工程实际，坝基扬压力和渗漏量的观测资料并参考国外同类坝帷幕防渗标准，本规范规定的帷幕标准比原规范适当降低。 丰满、青铜峡坝基帷幕灌浆岩体内透水率(q)分别在2Lu～3Lu，帷幕下游排水孔处实测扬压力分别为0.2H、0.15H和0均小于设计值，渗漏量也不大。统计的其它十多座混凝土坝，如新安江、丹江口、刘家峡、黄龙滩、龚嘴等坝排水孔处大部分实测扬压力远小于设计值，渗漏量远小于河流多年平均流量的1％～0.1％。国外美国、前苏联、澳大利亚等混凝土坝帷幕标准均在3Lu～7Lu。前苏联规定坝高大于100m采用1Lu。 10.4.6基本保留原规范第102条规定。该条是总结一些工程实践经验而确定的。相对隔水层埋藏较浅则帷幕伸入到该层内，但当埋藏较深或分布无规律的基础，如盐锅峡、石泉、桓仁等坝，根据实测岩层裂隙产状，将帷幕孔穿过紧靠上游附近的较深处裂隙而确定；回龙山、柘溪经过渗流计算，在帷幕和坝基排水共同作用下，使渗透压力降至允许值以内而确定。两岸坝头为防止绕坝渗漏，帷幕伸入相对隔水层，水库蓄水后两岸地下水位线将升高，在水库正常蓄水位高程渗入水库或渗向下游，因此，宜将帷幕伸向山体插入到水位相交处。 整个帷幕河床与岸坡部位保持连续性，才能封闭渗水通道。 10.4.7除岩溶地区以外，基础帷幕灌浆国内外通常采用单排。对可能产生管涌或裂隙特别发育的岩石、坝高100m以上，则可采用两排。若考虑帷幕前固结灌浆对基础浅层所起的阻渗作用，仍可采用一排，如刘家峡、响洪甸、石泉坝采用一排，黄坛口坝属中坝也采用一排。帷幕两排时，其中一排主帷幕孔灌浆至设计深度，另一排孔深减半，主要是渗流水向深部渗透时，水头损失大，坡降降低之故。 帷幕孔、排距主要根据灌浆试验确定，规定值作为参考。 10.4.8帷幕灌浆趋向采用较高压力，故规定在浇筑一定厚度的混凝土后才施工，为了防止灌浆抬动基岩，应进行灌浆试验以确定灌浆压力，本条规定的灌浆压力可作为参考。 10.4.9保留原规范第107、109条规定。 10.4.10本条主要根据刘家峡、新安江、石泉、龚嘴等工程的实践经验制定。 10.4.11丹江口坝2＃～3＃、13＃～17＃、33＃～41＃坝段坝基为弱透水的中性火成岩只设排水而不设帷幕；三门峡坝基为闪长岩q≤1Lu的地段未做连续帷幕，只设排水，以上两个坝实测扬压力均小于设计值。 10.4.12本条保留原规范第110条规定。国内一些工程设置的排水孔孔距、孔深均在此范围内。工程上凡坝基深部有裂隙承压水层、较大透水区，排水孔均穿过此部位。 10.4.13本条根据黄坛口、桓仁坝的右坝头及黄龙滩两岸坝头内设置排水隧洞，扬压力均小于设计值，新安江2＃坝段向岸坡钻设扇形排水孔使一直超过设计值的渗透压力降低到允许值以下，石门坝右坝肩增打了5个水平排水孔，使渗透压力降到地面高程，丹江口坝左岸岸坡设置的横向廊道内向山体钻设排水孔降低了该部位的渗透压力等实践经验制定。 10.4.14根据葛洲坝二江泄水闸闸基黏土质粉砂岩内第十二层黏土岩已泥化的结构面部位，采用排水孔内设反滤层的办法，使进入排水孔的平均水力坡降达13.9，运行以来情况良好。 10.5断层破碎带和软弱结构面处理 10.5.1本条基本保留原规范第113条规定，作了适当补充。阐明了对坝基范围内断层破碎带或软弱结构面处理应考虑的问题。并提出地震区的断层破碎带和软弱结构面处理要求应适当提高，而低坝坝基范围内处理要求，可适当降低。 10.5.2基本保留原规范第114、115条规定，作了适当补充，明确了横河断层的处理方法。强调按断层破碎带组成物性质及其基础的强度和压缩变形的影响程度来决定处理方式，如断层破碎带组成物主要为硬性构造岩，对基础的强度和压缩变形影响不大时，适当挖至较完整岩石；若组成物以软弱的构造岩如糜棱岩、断层泥为主，对基础的强度和压缩变形有一定影响时，则挖除后用混凝土塞加固；断层破碎带规模较大或交汇带，组成物主要为软弱或夹泥岩，对基础的强度和压缩变形影响较大，规定经专门研究后加以处理。目前国内普遍使用有限元法计算各种不同产状和组成物的断层破碎带的强度和变形，找出最危险的部位，通过多种处理方案比较，求出最有效的方案。 10.5.3本条根据国内外20多个工程的实践经验制定。如葛洲坝二江泄洪闸、岩滩16＃～17＃坝段、天生桥二级溢流坝、铁门等坝踵深齿墙；安康中表孔坝段、桓仁4＃坝段、伊泰普坝等用混凝土洞塞；长诏、大黑汀等大坝用坝趾深齿墙；岗南溢流坝等用抗滑桩；双牌溢流坝用预应力锚索，均取得良好效果。 10.5.4本条根据工程实践经验制定。如大化重力坝2＃～7＃坝段和10＃坝段采用坝踵断层处开挖深10m的齿墙辅以厚3m的混凝土防渗铺盖，葛洲坝二江泄洪闸采用上游齿墙深13.5m，天生桥二级溢流坝上游齿墙深8m，明挖最大深度控制在13.5m以下。安康中、表孔坝段坝基深部的缓倾角断层破碎带沿 软弱带设2m×3m、4m×5m抗剪混凝土洞塞，桓仁坝4＃坝段坝基下15°～20°倾向下游的第9层内有3～4层浅绿色亚黏土结构面厚0.1cm～1.0cm、第10层内的 三层同类结构面累计厚达30cm，两结构面采用洞挖回填混凝土，均满足抗滑稳定要求。 长诏重力坝施工过程中发现下游坝基有多条软弱结构面后采用坝趾深齿墙处理。双牌大头坝运行10年后，挑流鼻坎下游冲刷18m深坑内发现基岩下埋有5层倾下游破碎带，用混凝土回填并延长鼻坎，再用预应力锚索穿过破碎结构面锚固于完整岩石上。岗南溢流坝挑坎下，开挖深40m竖井回填混凝土桩，使顶部与底坎连成整体。 10.5.5体积大的混凝土塞、大齿墙或混凝土洞塞，水化热温升高。 当降温过程中混凝土收缩时，易与周围岩体脱开或产生内部裂缝，影响接触面的抗剪指标，可采用氧化镁混凝土回填。 10.5.6伸入水库的陡倾角断层破碎带或软弱结构面当有夹泥时，一般水泥防渗帷幕的效果不好，可用沿构造产状方向打井回填混凝土方式处理。湖南镇大坝8＃坝段、新安江大坝均打竖井回填混凝土防渗，凤滩空腹拱坝右岸16号泥化结构面上游3号防渗井混凝土塞深28m效果甚好。 新安江2＃、3＃坝段原施工期帷幕灌浆采用硅酸盐水泥，运行多年后，该部位发现破碎节理中的充填物泥化漏水，后用江山水泥厂生产的525＃型硅酸盐早强水泥细度80μm筛余6.4％在q＜1Lu部位进行补强灌浆时，吸水不吸浆，1988年改用超细水泥灌浆，改进施工工艺，较大地提高了可灌性和胶结强度；日本山佐重力坝上用超细湿磨水泥单液加固灌浆，使断层切割的溶蚀性花岗岩其渗透性为0.3Lu～1.0Lu达到防渗和提高承载能力。湿磨水泥灌浆成本低于化学灌浆，且无毒性。 蓄水运行的坝基中断层破碎带、微裂隙较多地段存在未处理而发生泥化，在高流速地下水活动，或坝体漏水，当采用常规水泥灌浆无法解决时，以往国内采用化学灌浆帷幕以密封泥化结构面的有龙羊峡坝肩、陈村坝7＃～11＃坝段坝基，丹江口坝21＃～28＃、9＃～11＃、14＃～16＃坝段坝基，湖南镇坝12＃、13＃坝基帷幕之间均进行过化学灌浆，效果良好。此外潘家口坝横缝上堵漏，新安江坝14＃～15＃坝段横缝40m～47m高程处止水铜片失效大量涌水量下，堵漏效果良好。 10.5.7坝基断层破碎带或软弱结构面存在夹泥，设置排水孔能起到降低扬压力作用时，排水孔内应设反滤层，确保运行安全，见10.4.14条文说明。 10.6岩溶地区的防渗处理 10.6.1本条规定对规模较大的岩溶洞穴可用混凝土防渗墙处理，如乌江渡右岸一岩溶洞穴体积约1万m3，洞高34.6m，采用防渗墙处理方案；东风坝基78个岩溶洞穴，最高达19.56m，均用混凝土填堵；回龙山坝基回填岩溶洞穴混凝土达3.8万m3。 岩溶地区防渗，可采用帷幕灌浆处理，如乌江渡大坝帷幕灌浆总长达21万m；东风达32万m；回龙山达1.17万m，均取得成功。 10.6.2防渗帷幕线通过岩溶发育微弱地带，防渗处理较易，如必须通过岩溶暗河或管道时，幕线力求与其垂直，这样防渗幕线可缩短，效果较好。 为了减少钻孔深度，幕线有时可绕过地形较高的山坡、山脊而达到设计帷幕端点。 防渗幕线采用后翼式可使两岸坝肩下游岩体保持干燥，改善其稳定条件，乌江渡坝就采用后翼式。如果有条件采用直线式，可减少工程量。 10.6.3根据国内经验，岩溶地区河谷上帷幕灌浆成功的布置有下列几种型式和代表性工程。 封闭式，特征是幕底接相对隔水层，代表性工程有猫跳河一、二、三级水电站；悬挂式，特征是幕底不接相对隔水层，悬挂，代表性工程有乌江渡、猫跳河六级、花溪等水电站；混合式，特征是幕底部分接相对隔水层，部分悬挂，代表性工程有猫跳河四级水电站；上述水电站大坝帷幕灌浆布置型式都取得了成功，但每个新建工程应根据具体条件，在确保大坝安全的前提下，通过技术经济比较选定。 10.6.4灌浆帷幕线沿剖面上、下层搭接方式的工程实例，如乌江渡坝采用斜接式，猫跳河四级右岸采用直接式，土耳其乌依皮纳坝采用错接式，以上工程均安全运行。 10.6.5由于岩溶的溶蚀裂隙是不规则的，溶洞洞穴大小不一，故决定帷幕孔的扩散半径试验，需根据不同情况、不同部位进行。帷幕灌浆孔孔距是根据国内工程实践经验选定的，而国外有些工程采用的孔距较大，超过4m。至于灌浆程序，基本上与非岩溶坝基的帷幕灌浆类同。 10.6.6参考国内外工程实践经验，我国乌江渡坝高165m，左岸布置了4层灌浆廊道，间距约35m～40m，右岸布置了5层灌浆廊道，层间间距约30m～35m；隔河岩坝高151m，左、右岸岩体各设4层灌浆廊道，层间间距约40m；土耳其凯班土石坝---重力坝混合坝型，坝高221m～155m，土石坝一侧布设6层廊道，重力坝一侧布设8层廊道，两种坝型接头部分岩体内布设5层廊道。这些廊道均布设在岩溶比较发育的高程上或在大溶洞上。 10.6.7根据国内外岩溶地区建坝实践经验提出，我国几乎所有工程都用水泥灌浆，遇到大溶洞均用混凝土填塞。例如回龙山工程填3.8万m3混凝土，乌江渡坝右坝肩做混凝土防渗墙0.59万m2。西班牙卡马拉萨坝填筑混凝土18.6万t，其中砂砾石占70％；卡内洛斯坝帷幕灌浆中掺黏土和沙，伊拉克杜坎坝帷幕灌浆10.5万t，其中水泥占65％，其它材料占35％。土耳其凯班坝回填混凝土17.8万m3。 10.6.8土耳其凯班坝在左岸岩溶基础中挖45°的连续斜井筑了一道有效的混凝土防渗墙，其面积为0.82万m2，最小墙厚1.5m。美国盖斯赖特坝左岸遇到许多溶蚀的洞穴和填有岩块和黏土的宽节理，筑了一道高×长×厚为33m×250m×2.45m的混凝土墙，就是接连在一个廊道之上再挖一个廊道回填混凝土之后形成连续防渗墙。 11坝体构造 11.1坝顶 11.1.1原规范第119条关于坝顶防浪墙顶高程的确定不够明确，本规范作了明确规定。 11.1.2本条指出坝顶上游侧的防浪墙要承受波浪和漂浮物的作用，因此墙身应有足够的刚度，宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构，而下游侧则可采用栏杆。 11.1.3基本保留了原规范第123条的内容。补充了非溢流段的坝顶为了满足交通要求，亦可向两侧加做悬臂来加宽，以求其经济性，并提出了常态混凝土坝和碾压混凝土坝的坝顶最小宽度要求。 11.1.4基本保留了原规范第121条的规定，又根据近年来一些大型工程坝顶工作桥采用预应力钢筋混凝土结构等的实践经验，补充了该内容。 11.2坝内廊道及通道 11.2.3基本上保留了原规范第126条的内容，但补充了设引张线的廊道宜在同一高程上，并成直线布置的要求，并将廊道的高差改为30m。 11.2.4～11.2.5保留了原规范第127、129条的内容。 11.2.6补充了坝内廊道采用矩形断面的规定，因为国外目前采用这种断面的较多，而且可使廊道的高度与大体积混凝土浇筑层高相适应，减少了立模的复杂性，加快了施工进度。 11.2.7～11.2.9基本保留原规范第131～133条的内容，仅根据目前国内外实践，对廊道尺寸，适当降低了高度，基础灌浆廊道的高度改为3.0m～3.5m。前苏联《岩基上混凝土重力坝设计规范》规定的基础灌浆廊道的尺寸为高3m～3.5m；前苏联《水工建筑物设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 》:廊道尺寸宽至少1.2m，高至少2m，基础灌浆廊道高3m～3.5m；美国《坝工设计手册》中提供一般的廊道尺寸则为宽1.524m，高2.286m。 11.2.10保留了原规范第128条的内容。 11.2.11碾压混凝土重力坝，根据其自身的特点，可以适当减少一些坝内廊道布置层次。实践证明，低坝设一层灌浆、排水廊道就可以满足要求；坝内观测仪器的集线箱可集中到坝外观测房内进行。高、中坝，可设两层廊道，综合满足灌浆、排水、交通的需要。 碾压混凝土重力坝的廊道结构以混凝土预制件拼装较为有利，构件内配筋，由计算确定。岸坡廊道采用斜井式或竖井式，应根据河谷地形条件确定，河谷较窄，岸坡很陡，用竖井连接水平廊道是合适的。 11.3坝体分缝 11.3.1混凝土重力坝属于大体积结构，为了防止开裂和满足施工的要求，需要分缝浇筑。沿坝轴线方向常设横缝，将大坝分为若干坝段。横缝一般为永久性的伸缩缝，可保证各坝段自由伸缩，不相互挤压。原规范根据黄坛口、回龙山重力坝横缝内不贴柔性垫料的实践经验以及美国类似做法，已取消缝内张贴柔性垫料；也可以设键槽后期进行灌浆，使大坝沿坝轴线方向成为整体。沿上、下游方向常设置铅直纵缝。近年来，我国也有一些混凝土重力坝采用斜缝浇筑，斜缝大体上平行下游坝面。除此而外，每个浇筑层的顶面也是一道水平施工缝，这些缝的设置应符合12.3.2分缝、分层所提出的要求。 11.3.2保留原规范第136条的内容。 11.3.3本条主要阐明在混凝土重力坝坝内或坝下游布置厂房，横缝间距要和机组段的间距相应；在坝顶布置溢流表孔，横缝间距要和溢流孔口匹配。坝内布置压力钢管、泄水孔和导流底孔，横缝间距也要满足这些设施结构上的需要，不使孔洞过分削弱坝体结构。 11.3.4～11.3.8保留原规范第138～142条的内容。 11.3.9我国斜缝不灌浆已进行过不少研究工作，并且已在安砂、新安江等大坝工程中实际应用，效果良好；国外如日本也有一些坝是采用斜缝施工的，但大规模采用的例子不多。 11.3.10碾压混凝土重力坝不设纵缝，目前在国内外已取得较一致看法，如美国的柳溪坝、上静水坝、麋溪坝，日本的岛地川、玉川坝，我国的岩滩、天生桥二级等大坝均未设纵缝；至于横缝，各国尚无统一的看法，美国的柳溪坝、上静水坝均不设横缝，麋溪坝只设4～5条横缝，我国坑口、龙门滩坝也不设横缝，日本由于采用“金包银”的碾压混凝土坝坝型，设置横缝(间距15m)；我国岩滩坝也设横缝(间距20m)，总之采用了碾压混凝土重力坝，为少设横缝创造了条件。 碾压混凝土重力坝的横缝用切缝机压入金属片或用其它材料进行人工埋设造缝。 11.3.11通仓长块浇筑可以简化结构分缝，有利于加快混凝土施工进度，但对防裂有更高的要求，因此，应经论证，并采取相应的温控防裂措施。 11.4坝体止水和排水 11.4.1保留了原规范第143条的规定。 11.4.2本条阐明横缝中止水设施的布置，基本上保留原规范第144条的内容，并将原规范第149条中“横缝止水设施的后面，宜设排水孔，必要时设检查井”的布置要求，改为“第二道止水片下游宜设排水或检查井”，一并作为布置要求列入本条。 11.4.3本条规定了止水片的材料、形状、厚度和埋入混凝土内的尺寸要求，基本上保留原规范第144条的部分内容和第145条的全部内容，另外，在本规范中增加了遇水膨胀型橡胶止水带的规定。这种止水带系亲水性聚氨脂和橡胶用特殊方法制得的结构型遇水膨胀防水橡胶，其结构内包含有大量的由环氧乙烷开环而得的－CH2－CH2－O－链节，当这种橡胶浸于水中时，该链节会和水生成氢键，膨胀了的橡胶依然具有优良的弹性和延伸性，但又有充分的止水作用。 11.4.4保留了原规范第148条的部分内容。 11.4.5保留原规范第150条的内容。 11.4.6本条阐述检查井的尺寸与布置，保留了原规范第149条后面的部分内容。 11.4.7本条主要叙述沥青井的构造，补充了止水沥青井(边长为15cm～25cm的正方形或内径为15cm～25cm的圆形)的尺寸，基本上保留原规范第147条的内容，另外也一并列出了第148条中有关沥青井的内容。 11.4.8基本保留了原规范第151条的内容，并结合工程实践，补充了排水孔的型式。 11.4.9碾压混凝土重力坝由于水泥用量少、混合料黏聚性差、运输和铺筑过程中粗骨料易分离，加之碾压混凝土碾压层面多，结合不良等因素，容易产生渗漏，必须在上游面单独设置防渗结构，这种防渗结构国内外采用的主要有以下四类:①常态混凝土防渗；②上游采用富胶凝材料的碾压混凝土防渗；③上游预制混凝土板内侧粘贴高分子薄膜材料如聚氯乙烯、沥青橡胶等薄膜防渗；、④沥青混合料防渗。 用常态混凝土防渗层时，防渗层中仍需设温度收缩横缝，缝中止水设置同常态混凝土坝；用其它材料作防渗层时，则应结合防渗布置考虑设置止水的方法，并应经试验论证。 11.4.10碾压混凝土重力坝上游采用常态混凝土或富胶凝材料碾压混凝土防渗层时，紧靠防渗层下游，用预制无砂混凝土管或钻孔设置坝内竖向排水管幕。用其它材料做防渗层，应根据其抗渗性能和耐久性确定是否设置坝内排水系统，必须设置时，可用钻孔形成坝内竖向排水管幕。 11.5大坝混凝土材料及分区 11.5.2大坝常态混凝土仍按原规范分成6区，各分区特性应符合表11.5.2的要求。 11.5.3按照国际标准(ISO3893)的规定，且为了与其它规范相协调，将原规范的混凝土标号改为混凝土强度等级。见8.4.3的条文说明。 由于坝体内部孔洞周围的混凝土局部应力集中；地震对坝体的震害裂缝主要集中于坝体上部，因此这些部位采用的混凝土强度等级应适当提高。 本规范还规定最低的强度等级为常态混凝土C7.5(约相当于113＃标号)，碾压混凝土C5(约相当于106＃标号)。 11.5.4大坝混凝土的抗渗等级沿用原规范的规定，除了ⅠⅥ区不提出抗渗要求外，其它区都提出了要求，并将原规范的混凝土抗渗标号改为抗渗等级，符号“S”改为“W”。将混凝土重力坝按承受的水力坡降分为i＜10，10≤i＜30，30≤i＜50，i≥50四档，相应的抗渗等级分别定为W4、W6、W8、W10，坝体内部抗渗等级定为W2，以使其与DL5057协调。 11.5.5大坝混凝土的抗冻等级采用DL/T5082的规定。 11.5.6根据三峡等工程所采用的水灰比，对原规范所规定的最大水灰比作了适当降低，提高了混凝土耐久性。 11.5.7本条保留原规范第153条注(8)对环境水有侵蚀性的情况下混凝土浇筑所采用的水泥及水灰比的规定。 11.5.8低流态高强度混凝土或高强硅粉混凝土先后在龙羊峡、大伙房、葛洲坝、映秀湾、沙溪口等工程中使用，效果较好。80年代初期使用时，曾存在干缩大、析水少，导致施工时易开裂等缺陷，在90年代通过复合掺用膨胀剂和加强早期保湿养护等措施得到解决。 11.5.9～11.5.10根据碾压混凝土具有干硬性，水泥用量少，便于施工的特点，对碾压混凝土坝的材料作了规定，保留原DL/T5005-1992《碾压混凝土坝设计导则》中的第5.0.1、5.0.9条的部分或全部规定。 国内外部分碾压混凝土重力坝所采用的配合比见表12。 表12国内外部分碾压混凝土重力坝所采用的配合比 工程名称 水泥用量C kg/m3 粉煤灰用量F kg/m3 C＋Fkg/m3 用水量W kg/m3 水胶比W/C＋F 骨料最大粒径 mm 砂用量 kg/m3 石用量 kg/m3 潘家口水库 115 45 160 74 0.46 80 606 1560 铜街子 79 79 158 93 0.59 80 646 1663 坑口 65 85 150 94 0.63 80 782 1410 龙门滩 54 86 140 98 0.70 80 806 1319 天生桥二级 55 85 140 83 0.59 80 785 1461 岩滩 55 104 159 90 0.57 80 797 1547 大广坝 55 96 151 96 0.69 80 595 1511 观音阁 112 48 160 70 0.46 80 639 1650 水口 50 60 110 105 160 165 78 90 0.49 0.55 80 80 635 701 1571 1506 沙溪口 70 90 160 80 0.50 80 636 1636 锦江 70 80 150 88 0.59 80 646 1523 石板水 60 90 150 103.5 0.69 80 782 1453 荣地 67 110 177 99 0.56 80 720691 14121456 广蓄下库 62 93 155 93 0.60 80 626 1517 玉川 91 39 130 95 0.73 150 657 1544 新中野 84 36 120 95 0.79 80 723 1415 美利河 84 36 120 90 0.75 80 668 1588 真野坝 96 24 120 102 0.85 80 726 1552 岛地川 91 84 39 36 130 120 101 105 0.808 0.875 80 40 749 752 1476 1482 大川 96 24 120 102 0.85 80 686 1500 柳溪 47 19 66 107 76 672 1533 上静水 76 170 246 107 0.43 76 920 1438 12坝体防裂及温度控制 12.1一般规定 12.1.1基本保留了原规范第155条的内容。 12.1.2～12.1.3本规范强调了分析研究温度资料及混凝土原材料试验资料的重要性。目前大型工程温控设计的混凝土强度、变形等基本参数的取值，都因试验工作跟不上而取假定数据，影响温度应力分析的准确程度，因此强调在进行温度应力分析时，混凝土抗拉强度、徐变等性能应先作试验，根据试验成果取值。 12.1.4基本保留了原规范第156条的规定。表面裂缝和深层裂缝都是由于边界温度下降而产生的由表及里的裂缝，常发生在坝上、下游面、浇筑块顶面、侧面、结构断面突变处，孔洞周围和基础约束区等部位按其危害又规定了深层裂缝和表层裂缝。 12.2坝体混凝土温度控制标准 12.2.1本条保留了原规范第164条的内容。对需通过计算分析加以论证的，较原规范增加了以下几种情况: 1)采用含氧化镁较高的水泥，有明显的、稳定的自生体积变形膨胀。以利用混凝土的自生体积变形膨胀对温度变形的补偿作用。 2)混凝土骨料线膨胀系数较1.0×10－5/℃相差较大者，以考虑石灰岩骨料温度变形较小的有利因素。 取消了原规范第164条中有关严寒或寒冷地区的基础容许温差另行规定的内容，因为混凝土的抗裂能力是不因气候差别而改变的。 增加了碾压混凝土基础容许温差。由于碾压混凝土胶凝材料的水化热较少、水化速率低、施工铺筑速度快、层面散热差、发热过程长以及通仓浇筑、基础约束作用大等特点，其基础温差标准应有别于常态混凝土。但是碾压混凝土基础温差标准，仍应根据碾压混凝土对温度变形的适应能力并结合工程经验确定。 碾压混凝土弹性模量、线膨胀系数和常态混凝土相近，水化热绝热温升略低，但反映碾压混凝土抗裂能力的极限拉伸值却比常态混凝土低。由于碾压混凝土水泥用量较少、缓解温度应力的徐变度则更比常态混凝土低得多，这些对于碾压混凝土的抗裂都是十分不利的。 常态混凝土28d龄期的极限拉伸值在0.85×10－4～1.0×10－4左右，而表13中所列我国部分碾压混凝土极限拉伸值却达不到。 表13碾压混凝土极限拉伸值 工程名称 水灰比 水泥用量kg/m3 胶凝材料量kg/m3 极限拉伸值(10－4) 28d 90d 观音阁 0.44 96 160 0.650 0.80 0.44 112 160 0.685 0.87 0.41 112 160 0.685 0.84 岩滩 50 110 0.350 0.60 45 110 0.425 0.67 40 110 0.590 0.68 铜街子 0.47 80 160 0.44 0.70 漫湾 0.57 69 173 0.475 0.555 三峡 － － － － 0.65(150＃) － － － － 0.70(200＃) 如以混凝土加荷龄期为τ的最终徐变C(τ)和相应龄期的瞬时弹性变形1/E(τ)之比［即徐弹比E(τ)C(τ)］的大小判断温度应力松弛能力。由表14可见。 表14混凝土的徐弹比E(τ)C(τ)值 加荷龄期 7d 28d 90d 三峡碾压混凝土 0.55 0.39 0.25 岩滩碾压混凝土 1.12 0.69 0.47 常态混凝土 1.08 1.01 0.96 碾压混凝土后期的徐弹比较常态混凝土小得多，90d龄期只有常态混凝土的1/2～1/4。根据分析，碾压混凝土的抗裂能力只有常态混凝土的50％～60％。 考虑上述原因，本规范所列碾压混凝土基础容许温差是根据国内几个碾压混凝土坝基础温差控制标准(见表15)及按碾压混凝土极限拉伸值为0.7×10－4折算的温控值制定的。适当从严控制碾压混凝土的基础温差标准是必要的。 表15国内几个碾压混凝土坝基础温差控制标准△T ℃ 序号 工程 基础约束范围 0～0.2l 0.2l～0.4l 1 大广坝 15 17 2 三峡碾压混凝土纵向围堰 12 15 3 高坝洲碾压混凝土坝 15(l≤30m)12(l＞30m) 17(l≤30m)14(l＞30m) 4 坑口碾压混凝土坝 强约束最大温差控制在12℃以内，非强约束区控制在14℃以内。 12.2.2原规范第165条关于“上下层温差”标准，考虑到上层混凝土最高平均温度和新混凝土开始浇筑时下层平均温度，均和坝体实际浇筑的工艺条件有关，如浇筑层厚、停歇时间、气候条件、降温措施等，这些条件都在时刻变化着，所以“上下层温差”在施工中实际无法执行。因此不规定上下层温差标准，而根据新老混凝土约束条件，限定下层老混凝土的停歇时间不超过28d，否则即按基础约束容许温差标准采取措施进行控制(其范围定为界面上下各1/4块长)，但标准适当放宽。 12.2.3保留了原规范第169条内容。 12.2.4关于防止表面裂缝标准，原规范编制说明中有详尽的论述，如不规定“内外温差”标准，而根据气温骤降幅度和混凝土龄期来确定是否需要保温，在近年来的工程施工实践中证明是可行的，仍保留原规范的规定，并规定表面温度控制标准，需经温度应力计算分析确定。 12.2.5保留原规范第172条内容。 12.3坝体混凝土防裂及温度 控制措施 检测机构质量控制措施检测质量控制措施原材料进场控制措施成本费用控制措施安全风险控制措施有哪些 12.3.1保留原规范第157条的部分内容。 12.3.2保留原规范第158～161条的分缝分层的规定，增加了通仓浇筑时，要求考虑防止上游面产生深层裂缝问题。 横缝间距主要根据施工期和运行期外界气温或水温变化引起的温度应力、混凝土浇筑能力和结构需要，参照已建工程经验确定。 增加了碾压混凝土横缝间距和浇筑层厚度要求。 12.3.3增加了“氧化镁含量较高的水泥”是指氧化镁含量满足GB175－92《硅酸盐水泥、普硅酸盐水泥》和GB1344－92《矿渣硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》中关于氧化镁含量的规定。 12.3.4低温季节是指多年月平均气温接近或低于多年年平均气温的月份。 12.3.5保留原规范第171条的部分内容。混凝土浇筑温度系指经过平仓、振捣以后，在浇筑上层混凝土之前，深度为5cm处的混凝土温度。 12.3.6加强坝面保温和保湿。多年筑坝经验表明，许多工程的危害严重的裂缝是由表面裂缝发展延伸的，各种纬度的混凝土坝几乎都有几条危害严重的裂缝，影响正常蓄水和运行。分析其原因，是因为我国属季风气候，产生表层裂缝的主要外因寒潮(即气温骤降)，其降温幅度和频率南方和北方很相近，说明了我国混凝土坝产生表面裂缝的普遍性。另外，防止表面裂缝，唯有坝面保温和保湿最有效。 用限制坝内最高温度来平衡气温骤降产生的表层温度应力的方法，实际很难做到。这两点国内已达到共识。因此，本规范规定了在坝上游面、基础混凝土、孔、洞周围等重要部位，必须进行保温和保湿，特殊地区不作保温须进行论证。 12.3.7氧化镁延迟性微膨胀混凝土筑坝技术，是利用氧化镁在水泥水化过程中的变形特性，使混凝土产生延迟性微膨胀体积变形，在特定约束条件下产生预压应力，补偿大体积混凝土降温收缩的拉应力，防止产生裂缝的技术。自1973年白山重力拱坝开始，先后在红石重力坝、水口重力坝5个坝段、青溪重力坝全坝、东风拱坝基础填塘、安康坝后厂房填塘、飞来峡重力坝等工程中共浇筑氧化镁混凝土250万m3以上，运行至今没有发生基础贯穿裂缝和漏水现象。明显地简化温度控制措施，加快了施工进度。 氧化镁延迟性微膨胀混凝土筑坝技术，它包括混凝土温度应力补偿理论和补偿设计、水泥化学机理、混凝土材料性能和变形规律、氧化镁混凝土施工控制以及原型观测等方面的内容。氧化镁延迟性微膨胀混凝土筑坝技术确实简化了温度控制，加快了工程进度。但技术要求却是比较严格的，这主要是:若氧化镁材料本身质量不合格，或掺量过多，将造成混凝土不安定；浇筑的部位不当，或膨胀时间不相宜，将不能满足补偿的需要，达不到防裂的目的，甚至在某些结构部位形成附加拉应力，助长了混凝土的开裂；氧化镁在混凝土内部分布不均匀，造成局部膨胀，产生内部约束应力等。因此强调必须进行温度应力补偿设计。 氧化镁混凝土的制备方式有内含和外掺两种。内含氧化镁混凝土的安定性和均匀性较好，工艺简单，但不能调整氧化镁含量，对于施工中不同的混凝土温度和浇筑部位，适应性较差。外掺氧化镁可以调整氧化镁的煅烧温度、颗粒细度等工艺参数，提供更有效的应力补偿效应。但控制原材料的质量是关键，同时要经常进行施工检验，确保掺量均匀，避免超掺或漏掺。工程实践证明，只要加强管理，质量是完全有保证的。 13观测设计 13.1一般规定 13.1.1本条指出混凝土重力坝设置观测设备进行观测，并对观测资料进行分析的目的，主要在于监视大坝及地基的工作性状；指导施工的实施，如坝体接缝灌浆，需要有坝内温度场的观测资料进行监控。 13.1.2本条指出观测项目测点布设的原则 1)测点布设应全面反映大坝与坝基的工作性态，做到少而精。 2)重点观测坝段应放在地质条件复杂，坝体结构新型或复杂的坝段，以便及时发现问题，采用必要的应急措施；其次才是具有代表性的坝段。 3)观测方法应便捷、直观，实际精度满足要求。 4)对观测仪器要做到有效、可靠、坚固，力求排除影响精度的因素，对观测设备应有保护设施，以保证观测值的真实性。 13.1.3本条提示观测设计人员，对观测场所应具有如下的工作条件:观测场所应达到有良好的交通条件，测站及其通道应安装照明设备，必要时应设电热防潮，廊道出口应有保温门。要保证观测资料的连续性，因此，要为观测人员在施工期到测站观测创造条件。对观测场所有可能积水的地方，应配备抽水设施。此外，应采用先进的观测技术。 13.2观测项目 13.2.1观测项目分为安全性和专门性观测两类。安全性观测项目指大坝的水平位移、垂直位移、倾斜、挠度、绕坝渗流、渗漏量、扬压力、现场巡视检查等，通过这些项目可以综合而直观地反映大坝的工作性态，是在监视大坝安全运行方面有重要作用的项目；专门性观测项目则是指为验证计算与模型试验成果，选择最优施工方法和运行条件，使用专门仪器，观测坝及其基础的主要物理量从而研究其性态的科研观测项目。 13.2.2根据坝的安全级别给出了安全性观测的项目，安全级别越高，要求进行观测的项目就越多，安全级别较低的，要求可稍低，有些项目可以少设或不设。 13.2.3根据工程特点及重要性、地质条件、结构型式等需要进行设置的专门性观测项目。 水工混凝土强度标准协调会会议纪要 2000年12月20～21日，中电联标准化中心在北京主持召开了水工混凝土强度标准协调会，参加会议的有中国水电顾问公司、中国水利水电工程总公司、《水工混凝土施工规范》的主编单位三峡开发总公司、《重力坝设计规范》的主编单位华东勘测设计研究院、《拱坝设计规范》的主编单位成都勘测设计研究院、《水工碾压混凝土施工规范》起草单位河北水利水电勘测设计研究院、《水工混凝土试验规程》的主编单位南京水利水电科学研究院、中国水利水电科学研究院等单位的代表及有关专家19人。会上各位专家及代表就水工混凝土等级及标号的规定进行了认真讨论，形成了共识，现纪要如下: 1.《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)中规定的大坝混凝土强度等级体系采用了混凝土强度等级的有关国际标准和国家标准，提出的大坝混凝土轴心抗压强度标准值，配合以适当的分项系数，可用于混凝土重力坝及其它水工混凝土结构设计，这一考虑较适用于28天龄期强度标准控制的混凝土。并同时规定大坝常态混凝土设计龄期采用90天，保证率80％；碾压混凝土设计龄期采用180天，保证率80％，以符合水工混凝土的使用经验。 2.由于混凝土强度与龄期的关系随工程的不同而不尽相同，同时近年来，我国水工大体积混凝土的发展取得了长足的进步，通过大量的科学试验和工程实践表明，在混凝土中掺合了较大数量的粉煤灰和外加剂，能够减少水泥用量，降低水化热，取得可观的经济效益，提高混凝土的质量。为了充分利用这类混凝土具有早期强度相对较低，后期强度相对较高的特点，使新修订的《水工混凝土施工规范》、《水工碾压混凝土施工规范》能够反映近年来水工大体积混凝土取得的成果，《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)应补充、新修订的《拱坝设计规范》应采用大坝混凝土90天和180天龄期、一定保证率、150mm立方体抗压强度标准值作为大坝混凝土强度设计及验收标准。 3.根据目前水工碾压混凝土分别采用90天和180天龄期的实际情况，《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)应补充、新修订的《拱坝设计规范》应采用90天和180天龄期大坝碾压混凝土轴心抗压强度设计标准值。 4.请《混凝土重力坝设计规范》主编单位华东勘测设计研究院根据上述原则，在与《水工混凝土施工规范》主编单位三峡工程开发总公司充分协调的前提下，尽快提出《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)补充规定，提交水电规划设计标准化技术委员会(挂靠在水电水利规划总院)，审查后报批。根据(DL5108-1999)补充规定的内容，《水工混凝土施工规范》主编单位对规范进行相应完善，提出规范报批稿。 _1087580945.unknown _1087581046.unknown _1087581211.unknown _1087581622.unknown _1087581623.unknown _1087584437.unknown _1087581621.unknown _1087581047.unknown _1087580990.unknown _1087581011.unknown _1087581044.unknown _1087580964.unknown _1087580910.unknown _1087580930.unknown _1087580811.unknown _1087580881.unknown