DL5108-1999混凝土重力坝设计规范

DL5108-1999混凝土重力坝 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ?, 备案号 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 发布 实施 中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布 中华人民共和国电力行业标准 混凝土重力坝设计规范 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 批准文号 国经贸电力 号 前 言 混凝土重力坝设计规范 于 年首次发布 年作了局 部修订 本次根据原水利电力部水利水电规划设计院 水规设 字第 号文的要求及 水利水电工程结构可靠度设 计统一标准 简称 水工统标 规定的原则全面修订 本规范对混凝土重力坝设计作出了规定 通过本规范的实 施 在混凝土重力坝的设计中贯彻国家的有关技术经济政策 做到 安全实用 经济合理 技术先进 确保质量 本规范对 混凝土重力坝设计规范 及其 年 简称 原规范 在以下几方面作了重大修订 补充规定 结构设计采用概率极限状态设计原则 以分项系数极限状 态设计表达式替代 原规范 采用的定值法的计算原则和方法 修订了坝基岩体分类 提供了岩体与混凝土接触面 岩体 坝基深层结构面 混凝土层面的抗剪断强度参数值 增加了坝基深层抗滑稳定分析方法和极限状态设计表达 式 对重力坝结构分析增加了有限元方法 并提出了设计控制 标准 增补了多种消能型式设计和坝身泄水孔无压 有压段的体 型设计 修订了坝基处理标准 包括建基面和帷幕灌浆控制标准 采用混凝土强度等级取代了混凝土标号 增补防止坝体裂缝的措施 增加了碾压混凝土重力坝设计内容 本规范替代 混凝土重力坝设计规范 及其 年补充规定 并替代 碾压混凝土坝设计导则 本规范必须与按照 水工统标 制修订的其它规范配套使用 本规范中所列的附录都是标准的附录 本规范由国家电力公司水电水利规划设计总院提出修订并归 口 本规范起草单位 国家电力公司华东勘测设计研究院 水利 部 国家电力公司上海勘测设计研究院 本规范的主要起草人 韩祖恒 苗琴生 聂广明 黄东军 曹泽 生 朱大钧 柏宝忠 本规范由水电水利规划设计总院负责解释 目 次 前 言 范围 引用标准 总则 术语 符号 重力坝布置 坝体结构和泄水建筑物型式 泄水建筑物的水力设计 结构计算基本规定 坝体断面设计 坝基处理设计 坝体构造 坝体防裂及温度控制 观测设计 附录 标准的附录 堰面曲线 堰面压力及反弧段半径 附录 标准的附录 坝身泄水孔体型设计 附录 标准的附录 水力设计计算公式 附录 标准的附录 坝基 坝体抗滑稳定抗剪 断参数值 附录 标准的附录 实体重力坝的应力计算公式 附录 标准的附录 坝基深层抗滑稳定计算 附录 标准的附录 坝体温度和温度应力计算 范 围 本规范规定了重力坝的布置 结构计算 设计原则 温度控制 和观测等技术要求 本规范适用于水利水电大 中型工程岩基上的 级混凝 土重力坝的设计 级混凝土重力坝设计可参照使用 对于坝 高大于 的混凝土重力坝设计 应作专门研究 引 用 标 准 下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成本标准 的条文 在标准出版时 所示版本均为有效 所有标准都会被修 订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 水利水电工程结构可靠度设计统一标准 防洪标准 水利水电工程钢闸门设计规范 水工混凝土结构设计规范 水工建筑物抗震设计规范 水工建筑物荷载设计规范 水工建筑物抗冰冻设计规范 水工混凝土试验规程 水电站进水口设计规范 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 山区 丘陵区部分 试行 及补充规定 混凝土大坝安全监测技术规范 试行 水工碾压混凝土试验规程 总 则 本规范是根据 规定的原则制定的 在本规范中未涉及的部分应执行本行业或其它行业相应 的设计规范 混凝土重力坝按其坝高分为低坝 中坝和高坝 坝高在 以下为低坝 坝高在 为中坝 坝高在 以上为高 坝 术语 符号 术 语 坝高 建基面的最低点 不包括局部深槽 井或洞 至坝顶的高度 混凝土实体重力坝 整个坝体除若干小空腔外均用混凝土填筑的重力坝 碾压混凝土重力坝 将干硬性的混凝土拌和料分薄层摊铺并经振动碾压密实而成 的重力坝 混凝土空腹重力坝 在坝的腹部沿坝轴线方向布置有大尺度空腔的混凝土重力 坝 混凝土宽缝重力坝 两个坝段之间的横缝中部扩宽成空腔的混凝土重力坝 宽尾墩 后段加宽成鱼尾状的溢流坝闸墩 联合消能 指宽尾墩与挑流鼻坎 宽尾墩与底流消力池 宽尾墩与戽式消 力池等联合运用消能 扭曲式挑坎 底面扭曲 坎顶不等高并与流向成一定夹角的挑坎 窄缝式挑坎 急流出口处的泄槽边墙急剧收缩形成窄缝的挑坎 气温骤降 日平均气温在 内连续下降超过 者为气温骤降或 寒潮 基础温差 指基础约束区范围内 混凝土最高温度与该部位稳定温度之 差 符 号 分项系数极限状态设计 结构重要性系数 设计状况系数 作用效应函数 结构抗力函数 作用效应短期组合时的效应函数 作用效应长期组合时的效应函数 永久作用的标准值 永久作用的分项系数 可变作用的标准值 可变作用的分项系数 偶然作用的代表值 几何参数的标准值 材料性能的标准值 材料性能的分项系数 承载能力极限状态基本组合的结构系数 承载能力极限状态偶然组合的结构系数 正常使用极限状态短期组合的结构功能限值 正常使用极限状态长期组合的结构功能限值 可变作用的长期组合系数 几何特征 坝体计算截面沿上 下游方向的长度 分别为坝基面 计算层面的长度 上游坝坡 下游坝坡 坝体计算水平截面的面积 分别为坝 基面 计算层面的面积 坝体计算水平截面对于其形心轴的惯性矩 分别为坝基面 计算层面对形心轴的惯性矩 溢流堰净宽 孔口高 孔口出口处的面积 反弧半径 浇筑块高度 浇筑块长边长度 材料性能 基岩变形模量 混凝土的弹性模量 混凝土泊松比 岩石的重度 水的重度 混凝土的重度 混凝土的比热 水的比热 混凝土的极限拉伸值 混凝土的导热系数 混凝土的导温系数 混凝土的表面放热系数 混凝土的温度膨胀系数 混凝土强度等级符号 混凝土抗压强度设计值 坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数 坝体混凝土层面的抗剪断摩擦系数 坝基岩体结构面的抗剪断摩擦系数 坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断黏聚力 坝体混凝土层面的抗剪断黏聚力 坝基岩体结构面的抗剪断黏聚力 作用及作用效应 计算截面上全部法向作用之和 基岩法向作用 计算截面上全部切向作用之和 计算截面上全部作用 包括法向和切向 对计算 截面形心轴的力矩之和 水平正应力 垂直正应力 剪应力 主应力 计算截面上 下游坝面所受的水压力 扬压力 计算参数 上 下游水位差 上游水深 下游水深 坝顶距水库静水位的高度 波高 波浪中心线至水库静水位的高度 超高 流速 流量 单宽流量 定型设计水头 水深 水舌挑距 冲坑水垫厚度 消力池长度 波动或掺气后的水深 基础允许温差 混凝土的浇筑温度 混凝土水化热温升 坝体的稳定温度 胶凝材料 包括水泥和粉煤灰等混合材 最终发 热量 水化热绝热温升 计算系数 空化数 弗劳德数 溢流堰的流量系数 淹没系数 流速系数 基础约束系数 由混凝土徐变引起的应力松弛系数 重 力 坝 布 置 应根据坝址区的地形 地质 水文 气象条件 工程开发目 的及规模 施工条件等并结合枢纽布置 通过技术经济全面比较选 定常态或碾压混凝土重力坝 坝体布置应结合枢纽布置全面考虑 根据综合利用要求 合理安排泄洪 发电 灌溉 供水 航运 过木 排沙 过鱼等建筑物 的布置 避免相互干扰 可首先考虑泄洪建筑物的布置 使其下泄 水流不致冲淘坝基 其它建筑物的基础及岸坡 碾压混凝土重力坝的枢纽布置宜采用引水式或地下式厂 房 若采用坝后式厂房时 可根据坝高将引 输 水管道水平布置 在坝体下部或上部的常态混凝土区内 后者宜采用背管式布置 位于洪水流量大而狭窄河道上高坝的枢纽布置 可选用厂 房顶溢流式 厂前挑流式 坝内式或地下式厂房等 位于宽阔河道 上 可选用河床式或坝后式厂房 两岸坝接头可通过技术经济比 较选用混凝土坝或土石坝 坝体溢流段的前沿长度 孔数 孔口型式 尺寸和堰顶高 程 应考虑以下因素综合比较决定 水库运行和泄洪以及排漂浮物的要求 坝址地形地质条件 下游河床及两岸抗冲性能 下游水深及消能要求 坝体分段情况 与相邻建筑物的关系 闸门型式 工作条件及运行方式 开敞式溢流孔 具有较大泄洪潜力 宜优先考虑 坝体泄洪消能防冲设施应根据坝高 坝基及下游河床和两 岸地形地质条件 下游河道水深变化情况 结合过木 排冰 排漂等 要求合理选择 当采用挑流消能时 挑流水舌应不影响其它建筑物的安全和 运行 必要时 设置导墙或采取其它措施 坝体泄水孔有泄洪孔和放水孔 可根据功能要求设置 泄洪孔设置条件 经研究认为采用泄水孔泄洪有利 有排沙要求 放水孔的设置条件 大型水库下游有重要城市 重要粮棉或经济作物基地 大 型企业 交通干线 当地震设计烈度为 度以上或坝基地质条件极为复杂 时 运行期 检修期和施工蓄水期需向下游供水 而由发电和 其它取水设施不能满足要求时 有检修或特殊要求 需降低或放空库水 泄水孔位置 型式 高程 孔数和孔口尺寸的选择应考虑以 下因素 布置条件 在狭窄河道泄水孔宜与溢流坝段结合 其消能 方式应与溢流坝统一考虑 宽阔河道可考虑分设 排沙孔应靠近 发电 或灌溉 供水 进水口 船闸闸首等部位 其流态不得影响这 类建筑物的正常运行 运行条件 下泄流量 放水期限 检修条件 排沙及排漂 等 施工条件 泄水孔不同位置对施工进度和施工方法的影 响 施工期泄洪及下游供水等要求 闸门工作条件 启闭机和坝体结构强度等 重力坝的施工导流建筑物如底孔 缺口等 应根据导流方 案和地形 地质 水文等条件经比较确定 其布置应符合下列要求 能宣泄所承担的施工流量 结合永久泄水建筑物的布置 在通航河流上应考虑施工期通航要求 或采取其它措施 来满足 当需要时 能通过漂浮物或浮冰 泄洪时应不致冲坏永久建筑物或影响施工进度 施工方便 运行可靠 便于回填封堵 导流建筑物的封堵应有妥善的设计和施工措施 设于坝内的发电引水管道的进水口高程 应根据水利动 能设计要求和泥沙淤积等条件确定 并符合 的有关规定 工农业及城市生活供水取水口应满足供水期的引水高程和流 量的要求 必要时考虑水温和泥沙情况分层设置 设置在坝上的过坝建筑物的进出口宜远离泄洪建筑物的进出 口 大型枢纽工程的重力坝布置应经水工模型试验验证运行 期及施工期的流态与冲淤状况是否满足各项建筑物的运行需要 中型工程宜进行水工模型试验 坝体结构和泄水建筑物型式 一 般 规 定 坝体结构应根据坝的受力条件以及坝址的地形地质 水文 气象 建筑材料 施工工期等条件 通过整座坝的总体技术经济比 较确定 各个坝段上游面宜协调一致 使坝段两侧横缝上游面止水 设施呈对称布置 廊道距上游面的距离也保持一致 各溢流坝段 和非溢流坝段下游面应分别保持一致 但溢流坝段与非溢流坝段 间用导墙分隔 可采用不同的下游坝坡 建在地震区的混凝土重力坝坝体结构的抗震设计应符合 的规定 建在寒冷地区的混凝土重力坝坝体结构的抗冰冻设计应 符合 的规定 非 溢 流 坝 段 非溢流坝段的基本断面呈三角形 其顶点宜位于正常蓄水 位 或防洪高水位 附近 基本断面上部设坝顶结构 坝顶高程应高于校核洪水位 并符合本规范 的规 定 坝顶宽度应根据设备布置 运行 检修 施工和交通等需要 确定 并应满足抗震 特大洪水时抢护等要求 在严寒地区 当冰 压力很大时 还要核算断面的强度 常态混凝土实体重力坝非溢流坝段的上游面可为铅直面 斜面或折面 上游坝坡宜采用 当设置纵缝时 应考 虑其对纵缝灌浆前施工期坝体应力的影响 坝坡不宜太缓 采用 折面时 折坡点高程应结合坝内发电引水管 泄水孔等建筑物的进 水口一并考虑 下游坝坡可采用一个或几个坡度 并应根据稳定 和应力要求 结合上游坝坡同时选择 下游坝坡宜采用 对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重力坝 坝坡可适当变 陡 碾压混凝土重力坝在体型上应力求简单 便于施工 上游 坝坡应结合其防渗结构型式进行选择 下游坝坡可按常态混凝土 重力坝断面的选择原则进行优选 但应考虑少设横缝 不宜设纵缝 的特点 宽缝重力坝非溢流坝段的上游坝坡宜较实体重力坝放缓 宽缝宽度 可取坝段宽的 当有引水管 泄水孔 导流底孔等大型孔洞横穿坝体时 该部 分坝体结构和宽缝布置应经论证确定 宽缝重力坝头部尺寸的设计 应考虑下列因素 头部应力状态 坝面防渗和止水系统的布置 帷幕灌浆廊道和坝内交通系统的布置 其它特殊要求 迎水面头部最小厚度可取 倍该高程处上游坝面 作用水头 并不得小于 宽缝尾部最小厚度不得小于 寒冷 地区应适当加厚 宽缝不宜贯穿坝顶 宽缝的上 下游及顶部与邻近的实体 部分连接处 应有足够的渐变长度 宽缝水平截面的渐变坡度 平行坝轴线长度与垂直坝轴线长度之比 上游部位可用 顶部垂直截面渐变坡度 垂直 尾部可用 高度与水平长度之比 可用 宽缝顶部的高程应高于下游水位 可根据稳定 应力要求与 上 下游坝坡和宽缝宽度同时选定 空腹重力坝上游坝面可为斜面 铅直面 呈倒坡或下部呈 倒坡 倒坡宜陡于 空腹重力坝腹孔底部的位置可位于坝剖面中部的坝基面 上 空腹的形状和尺寸 应根据应力分析确定 腹孔总宽可占坝基 总宽的 左右 腹孔高度在坝高的 以内 腹孔形状可采用 长轴倾向下游 倾角为 近似于椭圆形的斜腹孔 或顶部 为双心圆弧 上游面垂直或稍倾向下游 下游面大体上与下游坝面 平行的曲线形腹孔 溢 流 坝 段 溢流坝段的堰面曲线 当采用开敞式溢流孔时可采用幂曲 线 当设有胸墙时 可采用孔口泄流的抛物线 上述堰面曲线的确 定可见附录 经过数值模拟优化论证和试验验证 也可采用其它堰面曲线 选择溢流坝的堰面曲线时 堰顶附近允许出现的经当地大 气压修正的负压值应符合下列要求 正常蓄水位或常遇洪水位闸门局部开启时 后者以运行 中较常出现的开度为准 可允许有不大的负压值 应在设计中经 论证确定 校核洪水位闸门全开时堰面出现的水压力不得低于 当堰顶闸门槽产生过大负压足以引起严重空蚀破坏时 应设 法改善门槽的型式 溢流坝的反弧段应结合下游消能型式选择 见附录 闸墩的型式和尺寸应满足布置 水流条件和结构上的要 求 当采用平面闸门时 闸墩在门槽处应有足够的厚度 溢流坝的堰面曲线 闸墩 门槽 坝面压力 泄流能力和反 弧半径等 大型工程应经水工模型试验验证 中型工程宜经水工模 型试验验证 水力条件较简单的中型工程 则可参照类似工程的经 验 经计算确定 当溢流坝有排冰要求时 溢流孔口尺寸应根据冰情资料确 定 堰上水深宜大于流冰期最大冰厚 冰块应能自由下泄而不致 破坏下游设施 下游应有导墙 护岸等设施 闸墩墩头宜呈锐角 形状 必要时 宜经调查研究和试验确定 溢流坝设置的闸门应符合 的要求 溢流坝断面设计还应符合本规范 的有关规定 坝 身 泄 水 孔 泄水孔可设在溢流坝段的闸墩下部或专设的泄水孔坝段 并应有消能设施 使下泄水流不冲刷下游岸坡及相邻建筑物 坝身泄水孔应避免孔内有压流 无压流交替出现的现象 无压孔在平面上宜布置成直线 如需布置成弯道时 应进 行分析研究并经水工模型试验验证 无压孔由有压段和无压段组成 有压段包括进口段 门槽 段和压坡段三个部分 该段体型的设计应使其在各种流量之下保 持正压 并要求断面变化均匀 泄流能力大 有压段末端设工作闸 门 其上游设一道事故检修门 该段体型的设计见附录 无压段 的孔顶高度应留有余幅 在直线段当孔身为矩形时 顶部距水面 的高度可取最大流量时不掺气水深的 当孔顶为圆拱 其拱脚距水面的高度可取不掺气水深的 当孔 形时 顶为扁圆拱时 可参照圆拱孔顶的要求略予增加 并应保证泄流时 不淹没 无压段出口宜高出尾水位 防止在无压段出现水跃 无 压段水流流速较大时 应采取掺气减蚀设施 无压孔无压段底缘线可布置成直线 也可依次布置成直线段 及其它曲线段并与下游消能设施平顺衔接 有压孔进口段体型布置要求与无压孔进口段基本相同 其 下游接事故检修闸门门槽段 其后接平坡或小于 的缓坡段 工作闸门设在出口端 出口端上游设一压坡段 孔口断面可为圆形 或矩形 有压孔的体型设计可见附录 坝身泄水孔的闸门和启闭机的设计应符合下列要求 无压孔的工作闸门 可采用弧形闸门或平面闸门 事故检修闸 门为平面闸门 弧形闸门的启闭机室一般设于坝内 对于中坝也 可设于坝顶 平面闸门的启闭机室一般设于坝顶 位于坝内的启 闭机室应考虑通风 防潮 采暖设施 有压孔的工作闸门可采用弧形闸门 平面闸门 锥形阀或其它 型式的门 阀 事故检修闸门平时宜作挡水之用 坝身泄水孔的通气孔设计应符合 的有关要求 高坝坝身泄水孔水力条件复杂时 应作水工模型试验 必 要时应进行减压箱模型试验验证 坝身泄水孔 包括导流底孔 应作为坝体的一部分和坝身 设计统一考虑 宜避免导流底孔与其上部缺口同时宣泄洪水 无法避免 时 应考虑底孔出口受水舌封堵的不利情况 采取适当措施以避免 空蚀 应采取措施防止导流底孔进口闸门槽顶部进水 坝身泄水孔的衬护 应根据水压力 孔口尺寸 受力条件 孔内流速和泥沙含量 粒径 硬度及泄水的持续时间 施工条件等 因素确定 内水压力较高的有压孔 宜采用钢衬 并与外围混凝土可靠结 合 泄水建筑物的水力设计 一 般 规 定 泄水建筑物的水力设计内容应包括 泄流能力的计算 下游水流衔接和消能防冲设施的设计 与高速水流有关的水力设计 其它有关的水力设计 泄水建筑物的泄洪标准应根据 和 及 其补充规定 满足相应建筑物等级的设计要求 消能防冲建筑物设计的洪水标准 可低于大坝的泄洪标 准 一等工程消能防冲建筑物宜按 年一遇洪水设计 二等工 程消能防冲建筑物宜按 年一遇洪水设计 三等工程消能防冲建 筑物宜按 年一遇洪水设计 并需考虑在小于设计洪水时可能 出现的不利情况 保证安全运行 泄水建筑物的水力设计计算 可按附录 所列公式进行计 算 泄水建筑物的消能防冲设计 除应符合本规范的 的 要求外 尚应满足下列要求 消能设施应做到消能效果良好 结构可靠 防止空蚀和磨 损 防止淘刷坝基和岸坡 保证坝体及有关建筑物的安全 选定的消能型式应能在宣泄设计洪水及其以下各级洪水 流量时 尤其是常遇洪水流量时 都具有良好的消能效果 对超过 消能防冲设计标准的洪水 允许消能防冲建筑物出现不危及挡水 建筑物安全 不影响枢纽长期运行并易于修复的局部损坏 淹没于水下的消能设施 消力池 消力戽等 应为运行期 的排水检修提供条件 消能型式应根据地形地质条件 枢纽布置 运行条件 下游 水深及河床抗冲能力 消能防冲要求 下游水流衔接以及对其它建 筑物的影响等综合考虑 并经技术经济比较选定 挑流消能适用于坚硬岩石上的高 中坝 低坝需经论证才 能选用 当坝基有延伸至下游的缓倾角软弱结构面 可能被冲坑切断 而形成临空面 危及坝基稳定或岸坡可能被冲塌危及坝肩稳定时 均不宜采用 底流消能适用于中 低坝或基岩较软弱的河道 高坝采用 底流消能需经论证 但不宜用于排漂和排冰 低坝 下游水位稳定 尾水 面流消能适用于水头较小的中 较深 河床和两岸在一定范围内有较高抗冲能力的顺直河道 可排 漂和排冰 消力戽消能适用于尾水较深 大于跃后水深 且下游河 床和两岸有一定抗冲能力的河道 联合消能适用于高 中坝 泄洪量大 河床相对狭窄 下游 地质条件较差或单一消能型式经济合理性差的情况 联合消能应 经水工模型试验验证 泄水建筑物的闸门宜同步 对称 均匀地启闭 以控制流 态稳定 并由设计提出运行规划 大型工程和高坝的泄水建筑物设计应经水工模型试验验 证 中型工程宜进行水工模型试验 水力条件较简单的中型工程则 可参照类似工程经验计算确定 泄流能力及消能计算 溢流坝和泄水孔的泄流能力 可按照附录 计算 溢流坝水面线计算 当弗劳德数 时 应考虑波动及 掺气影响 估算公式见附录 边墩或导墙顶高程应根据计算水 面线加 的超高确定 挑流消能设计应对各级下泄流量进行水力计算 估算水舌 挑射距离 最大冲坑深度 挑流水舌挑射距离和跌入下游河床的 最大冲坑深度可按照附录 计算 底流消能设计应对各级下泄流量进行水力计算 确定护坦 高程 长度 厚度和尾水淹没度等 护坦长度可根据其上是否设置辅助消能设施及水力特性 按照附录 计算 当护坦上无辅助消能设施时 尾水淹没度可取 倍跃后水深 护坦上的时均水压力分布 可按下列规定取值 当护坦面为水平时 作用在其上的时均水压力可近似取 计算断面上的水深 当不设消力墩 坎等辅助消能设施的护坦上发生水跃时 可取跃首 跃尾间水面连一直线 作为近似水面线 当护坦上设有消力墩时 则墩下游可按跃后水深估算 墩 上游可按跃后水深的一半估算 鼻坎 溢流式厂房顶板 护坦等部位的脉动压力和护坦上 消力墩 包括尾坎等 所受的冲击力 可按照 的规定计算 高速水流区的防空蚀设计 泄水建筑物的高速水流区 应注意下列部位或区域发生空 蚀破坏的可能性 进口 闸门槽 弯曲段 水流边界突变 不连续或不规则 处 反弧段及其附近 差动式鼻坎 窄缝式鼻坎 扭曲式鼻坎 分流墩 溢流坝面上和泄水孔流速大于 的区域 在高速水流区各部位的水流空化数 宜大于该处的初生 空化数 其估算公式见附录 对 所列部位或区域 不包括门槽 当 时 应 采取以下防空蚀措施 合理设计建筑物的体形和严格控制不平整度 不平整度 的控制标准见附录 在设置掺气设施后 溢流面的不平整度控制 标准可适当放宽 突体应处理成缓坡 采用掺气设施 可按照附录 设置 采用合理的运行方式 采用抗蚀性能好的材料 流速 的泄水建筑物应采取掺气措施 特殊 重要的工程和流速大于 的建筑物应通过减压箱模型试验确 定防空蚀措施 在多泥沙河流上 泄水建筑物应考虑挟沙的高速水流磨损 和空蚀的相互作用 消能防冲设施的设计 挑流鼻坎的型式 一般有连续式 差动式 窄缝式和扭曲式 等 应经比较选定 鼻坎最低高程 宜高出宣泄按 规定的洪 水标准时的下游水位 但可略低于下游最高水位 挑流鼻坎的挑角 可采用 应通过比较选定 采 用差动式鼻坎 鼻坎处平均流速大于 时 应合理选择反弧段 半径 挑角差 高低坎宽度比和高低坎的高差 并可考虑在鼻坎和 反弧段间接入直线过渡段以改善流态 差动式鼻坎的上齿坎挑角和下齿坎挑角的差值以 为 宜 上齿宽度和下齿宽度之比宜大于 齿高差以 为宜 高 坎侧宜设通气孔 高坎顶面的棱角宜做成圆弧状 窄缝式挑坎适用于狭谷河道高水头的溢洪道和深孔 出 口断面可呈矩形 梯形 形及 形等 也可采用不对称型式 应经 比较选定 底板的挑角宜取零度或为正负小挑角 收缩比可为 长宽比在中 深孔大流量 低弗劳德数时 宜取 相应收缩比应取较大值 在表孔 高弗劳德数时 长宽比宜取 相应收缩比应取较小值 扭曲式鼻坎应根据具体情况控制转向角度和入水落点 挑流消能的安全挑距 以不影响坝趾基岩稳定为原则 冲 坑最低点距坝趾的距离应大于 倍坑深 水舌入水宽度的选择 应考虑不影响冲坑两侧岸坡或其它建筑物的稳定为宜 挑流消能应研究雾化对枢纽其它建筑物运行安全及边坡 稳定的影响 尤其对干旱少雨地区更应重视 坝下游的建筑物及 露天设置的电气设备 输电线路 宜避开雾化区 或采取保护措施 底流消能应保证在消力池内形成稳定的水跃 避免产生回 流 消力池内要清理干净 其尾坎前后不允许堆积石渣 消力池宜采用等宽矩形断面 水跃前段 地形许可时 可 设计成斜护坦 跃前断面平均流速小于 时 护坦上可设置 辅助消能设施 消力墩 寒冷地区 辅助消能设施应满足 的要求 消力池两侧导墙顶的高程 可根据跃后水深加超高决定 设在池外侧的导墙 墙外河床中如有一定水深 可适当降低墙高 允许墙顶有不大的漫溢水头 面流消能 戽流消能流态复杂 且不稳定 宜采取下列工 程措施 防止坝基和下游河床河岸的淘刷 保证工程安全 鼻坎下设置齿墙或短护坦 两侧设置导墙 防止横向回流 下游设置护岸 联合消能的防冲设施可按照 的规定设计 但对宽尾墩与消力池联合运用型式 考虑其泄洪功率大等特点 应 加强消力池底板的强度 自身以及与基础结合的整体性 并应采取 措施保证消力池底板止水的可靠性 宽尾墩的体形见附录 结构计算基本规定 一 般 规 定 本规范采用概率极限状态设计原则 以分项系数极限状态 设计表达式进行结构计算 混凝土重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极 限状态进行下列计算和验算 承载能力极限状态 坝体断面 结构及坝基岩体进行强度 和抗滑稳定计算 必要时进行抗浮 抗倾验算 对需抗震设防的坝 及结构 尚需按 进行验算 正常使用极限状态 按材料力学方法进行坝体上 下游面 混凝土拉应力验算 必要时进行坝体及结构变形计算 复杂地基局 部渗透稳定验算 混凝土重力坝及坝上结构设计时 应根据水工建筑物的级 别 采用不同的水工建筑物结构安全级别 见表 表 水工建筑物结构安全级别 水工建筑物级别 水工建筑物结构安全级别 按承载能力极限状态设计时 应考虑下列两种作用效应组 合 基本组合 持久状况或短暂状况下 永久作用与可变 作用的效应组合 偶然组合 偶然状况下 永久作用 可变作用与一种偶 然作用的效应组合 按正常使用极限状态设计时 应考虑下列两种作用效应组 合 短期组合 持久状况或短暂状况下 可变作用的短期 效应与永久作用效应的组合 长期组合 持久状况下 可变作用的长期效应与永久 作用效应的组合 坝体及结构的混凝土应按所处环境条件 使用条件 结构 部位和结构型式及施工条件 满足耐久性要求 耐久性要求指标按 规定 承载能力极限状态计算规定 对基本组合 应采用下列极限状态设计表达式 式中 结构重要性系数 对应于结构安全级别为 级的结构及构件 可分别取用 设计状况系数 对应于持久状况 短暂状况 偶然 状况 可分别取用 作用效应函数 结构及构件抗力函数 永久作用分项系数 见表 可变作用分项系数 见表 永久作用标准值 可变作用标准值 几何参数的标准值 可作为定值处理 材料性能的标准值 材料性能分项系数 见表 基本组合结构系数 见表 对偶然组合 应采用下列极限状态设计表达式 式中 偶然作用代表值 偶然组合结构系数 见表 表 作用分项系数 序 号 作 用 类 别 分 项 系 数 自 重 水压力 静水压力 动水压力 时均压力 离心力 冲 击力 脉动压力 扬压力 渗透压力 实体重力坝 宽缝空腹重力坝浮托力 扬压力 有抽排 主排水孔之前 残余扬压力 有抽排 主排水孔之后 淤沙压力 浪压力 注 其它作用分项系数见 表 材料性能分项系数 序号 材 料 性 能 分项系数 备 注 抗剪断强度 混凝土 基岩 摩擦系数 黏聚力 混凝土 混凝土 摩擦系数 黏聚力 包括常态混凝土 和碾压混凝土层面 基岩 基岩 摩擦系数 黏聚力 软弱结构面 摩擦系数 黏聚力 混凝土强度 抗压强度 表 结构系数 序号 项 目 组合类型 结构系数 备 注 抗滑稳定极限状态设计式 基本组合偶然组合 包括建基面 层 面 深层滑动面 混凝土抗压极限状态设计式 基本组合偶然组合 正常使用极限状态计算规定 正常使用极限状态作用效应的短期组合采用下列设计表 达式 正常使用极限状态作用效应的长期组合采用下列设计表达式 式中 结构的功能限值 作用效应的短期组合 长期组合时的效应 函数 正常使用极限状态短期组合 长期组合时 的结构系数 可变作用标准值的长期组合系数 本规范 取 作用及材料性能标准值 中永久作用 可变作用标准值和偶然作用的代表 值 应按照 的规定确定 抗剪强度标准值 大型工程可行性研究及招标设计阶段 坝体混凝土与基岩接 触面 基岩 坝基软弱结构面 碾压混凝土层面的抗剪断强度的标 准值 按现场或室内试验测定成果概率分布的 分位值确定 当坝基地质条件简单时 其抗剪断强度的标准值可根据少量现场 试验成果参照类似工程的试验成果分析确定 大型工程可行性研究以前各设计阶段及中型工程的所有设计 阶段可参考类似条件工程的试验成果或参考附录 所列标准值 分析确定 上述抗剪断摩擦系数概率分布模型取正态分布 抗剪断凝聚 力取对数正态分布 抗压强度标准值 混凝土的强度等级应按照标准方法制作养护的边长为 的立方体试件 在 龄期用标准试验方法测得的具有 保证 率的立方体抗压强度来确定 用符号 表示 大坝常态混凝土强度的标准值可采用 龄期强度 保证率 按表 采用 大坝常态混凝土强度标准值 表 强度种类 符号 大坝常态混凝土强度等级 轴心抗压 注 常态混凝土强度等级和标准值可内插使用 大坝碾压混凝土强度的标准值可采用 龄期强度 保证率 按表 采用 表 大坝碾压混凝土强度标准值 强度种类 符号 大坝碾压混凝土强度等级 轴心抗压 注 碾压混凝土强度等级和标准值可内插使用 当坝体常态混凝土开始承受荷载的时间早于 或碾压 混凝土开始承受荷载的时间早于 时 应进行核算 必要时应 调整强度等级 坝 体 断 面 设 计 主要 设 计 原 则 混凝土重力坝一般以材料力学法和刚体极限平衡法计算 成果作为确定坝体断面的依据 用材料力学法确定实体重力坝坝体上 下游面的应力计算公 式见附录 高坝除用材料力学法计算坝体应力外 尚宜采用有限元法进 行计算分析 必要时可采用结构模型 地质力学模型等试验验证 修建在复杂地基上的中坝 必要时 可进行有限元分析 重力坝的断面原则上应由持久状况控制 并以偶然状况复 核 此时 可考虑坝体的空间作用或采用其它适当措施 不宜由偶 然状况控制设计断面 地震作用组合下的偶然状况应符合 的有关规定 分期施工投入运行的坝 强度和稳定计算应按持久状况计 算 一期施工而分阶段投入运行的坝 应研究施工期作用于坝上 的作用 坝的未完建断面 临时运行断面 的强度和稳定计算应按 短暂状况计算 设计规定的坝体及其构件的施工程序 不宜使施工期产生的 应力导致增加坝体断面 宽缝重力坝可用材料力学法计算坝体应力 局部区域如头 部附近等部位 也可用有限元法计算 并允许在离上游面较远部位 出现不超过坝体混凝土允许的拉应力 空腹重力坝可用结构力学 材料力学法和有限元法计算坝 体应力 并用模型试验验证 所得应力成果应避免特别不利的应 力分布状态 有横缝的重力坝 其强度和稳定计算应按平面问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 考虑 可取一个坝段或取单位宽度进行计算 不设横缝或横缝灌浆的整体式重力坝的稳定计算可按整体式 进行 其强度计算可用试载法 在复杂空间受力条件下 河谷断面 作用和基础反力不对称等 其应力状态可按空间问题用有限元法 或试验确定 厂坝连接的坝后式厂房 在坝的稳定核算中 可考虑厂坝 联合的抗滑作用 厂房作用于坝上的抗滑力 可根据厂坝整体分 析的应力状态确定 作 用 及 其 组 合 按照承载能力极限状态 设计坝体断面时 应计算下列两 种作用组合 基本组合由下列永久和可变作用产生的效应组合 建筑物的自重 包括永久机械设备 闸门 起重设备及其 它的自重 发电为主的水库 上游正常蓄水位 或施工期临时挡水 位 按照功能运用要求建筑物泄放最小流量的下游水位 而排水 及防渗设施正常工作时的水荷载 大坝上 下游面的静水压力 扬压力 大坝上游淤沙压力 大坝上 下游侧土压力 防洪为主的水库 按防洪高水位及相应的下游水位的水 荷载 取代 且排水及防渗设施正常工作 大坝上 下游面的静水压力 扬压力 相应泄洪时的动水压力 浪压力 取 年一遇风速引起的浪压力 多年平均最大风速引起的浪压力 冰压力 其它出现机会较多的作用 偶然组合应在基本组合下 计入下列的一个偶然作用 建筑物泄放校核洪水 偶然状况 流量时 上 下游水位的 水荷载 取代 或 且排水及防渗设施正常工作 坝上 下游面的静水压力 扬压力 相应泄洪时动水压力 地震作用 其它出现机会很少的作用 承载能力极限状态作用的基本组合和偶然组合按表 规定进行计算 持久状况下正常使用极限状态设计坝体断面时 应按长期 组合计入 中 的有关作用进行计算 坝体在施工和检修情况下应按短暂状况承载能力极限状 态的基本组合和正常使用极限状态的短期组合进行设计 作用值 大小及其组合应按照建筑物施工与检修具体条件确定 坝体强度和稳定承载能力极限状态计算 承载能力极限状态设计包括 坝体及坝基强度计算 坝体与坝基接触面抗滑稳定计算 坝体层面抗滑稳定计算 坝基深层软弱结构面抗滑稳定计算 坝趾抗压强度承载能力极限状态 作用效应函数 抗压强度极限状态抗力函数 或 表 作 用 组 合 设计 状况 作用 组合 主要考 虑情况 作 用 类 别 自 重 静水 压力 扬压 力 淤沙 压力 浪压 力 冰压 力 动水 压力 土压 力 地震 作用 备注 持久 状况 基本 组合 正常 蓄水位 情况 土压力根据 坝体外是否 有填土而定 下同 以发电为主 的水库 防洪 高水位 情况 以防洪为主 的水库 正常 蓄水位较低 冰冻 情况 静水压力及 扬压力按相 应冬季库水 位计算 短暂 状况 基本 组合 施工期 临时挡 水情况 偶然 状况 偶然 组合 校 核洪水 情况 地 震情况 静水压力 扬 压力和浪压 力按正常蓄 水位计算 有 论证时可另 作规定 注 应根据各种作用同时发生的概率 选择计算中最不利的组合 根据地质和其它条件 如考虑运用时排水设备易于堵塞 须经 常维修时 应考虑排水失效的情况 作为偶然组合 式中 坝基面上全部法向作用之和 向下为正 全部作用对坝基面形心的力矩之和 逆 时针方向为正 坝基面的面积 坝基面对形心轴的惯性矩 坝基面形心轴到下游面的距离 坝体下游坡度 混凝土抗压强度 基岩抗压强度 核算坝趾抗压强度时 根据 规定 应按材料的标准值和作 用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合 坝体选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态 作用效应函数 抗压强度极限状态抗力函数 式中 计算截面上全部法向作用之和 向下为正 全部作用对计算截面形心的力矩之和 逆时针方向为正 计算截面的面积 计算截面对形心轴的惯性矩 计算截面形心轴到下游面的距离 坝体下游坡度 核算坝体选定计算截面下游端点抗压强度时 根据 规定 应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和 偶然组合 坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态 作用效应函数 抗滑稳定抗力函数 式中 坝基面上全部切向作用之和 坝基面抗剪断摩擦系数 坝基面抗剪断黏聚力 核算坝基面抗滑稳定极限状态时 根据 规定 应按材料的 标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合 坝体混凝土层面 包括常态混凝土水平施工缝或碾压混凝 土层面 的抗滑稳定极限状态 作用效应函数 抗滑稳定抗力函数 式中 计算层面上全部切向作用之和 计算层面上全部法向作用之和 混凝土层面抗剪断摩擦系数 混凝土层面抗剪断黏聚力 计算层面截面积 核算坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态时 根据 规定 应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和 偶然组合 当坝基岩体内存在软弱结构面 缓倾角裂隙及坝下游经冲 刷形成临空面等情况时 需核算深层抗滑稳定 根据滑动面 临空 面 尾岩抗力条件综合分析基本地质结构模型后 分单斜面 双斜 面和多斜面计算模式 除用刚体极限平衡法 见附录 计算外 必 要时 可辅以有限元法 地质力学模型试验法等核算深层抗滑稳 定 并进行综合评定 核算坝基深层抗滑稳定极限状态时 根据 规定 应按材料 的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组 合 坝体上 下游面拉应力正常使用极限状态计算 坝踵垂直应力不出现拉应力 计扬压力 计算公式为 式中 坝基面形心轴到上游面的距离 核算坝踵应力时 根据 规定 应按作用的标准值分别计算 作用的短期组合和长期组合 坝体上游面的垂直应力不出现拉应力 计扬压力 计算公 式为 式中 计算截面上全部作用对截面形心的力矩之和 逆时针方向为正 计算截面面积对形心轴的惯性矩 计算截面形心轴到上游面的距离 核算坝体上游面的垂直应力时 根据 规定 应按作用的标 准值计算作用的长期组合 短期组合下游坝面的垂直拉应力 计算公式为 有限元法计算 有限元法计算坝体应力 坝基深层抗滑稳定时 作用按 的规定取标准值 材料 地基性能应根据试验结合工程类 比取定值计算 有限元法计算混凝土重力坝上游垂直应力时 控制标准 为 坝基上游面 计扬压力时 拉应力区宽度宜小于坝底宽度的 倍 垂直 拉应力分布宽度 坝底面宽度 或坝踵至帷幕中心线的距离 坝体上游面 计扬压力时 拉应力区宽度宜小于计算截面宽度的 倍或 计算截面上游面至排水孔 管 中心线的距离 有限元法分析坝基深层抗滑稳定的成果 可作为坝基加固 处理 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 的评价和选择的依据 坝内孔洞配筋可根据有限元法应力计算成果 按 执行 溢流坝闸墩结构设计 溢流坝上闸墩强度的设计计算包括 闸墩承受最大纵向力 相应侧向力 竖向力及自重情况 下 核算其纵向强度 闸墩承受最大不平衡侧向力 相应纵向力 竖向力及自重 情况下 核算其横向强度 对闸门槽和弧形闸门铰支座等部位的强度进行核算 必要时 应核算闸墩的变位 闸墩强度的计算应符合下列要求 核算纵向强度时 应使墩内不产生拉应力 此时闸墩周边 可按构造或其它条件配置钢筋 如拉应力较难避免时 应按小偏 心受压的混凝土构件设计 核算横向强度时 应将闸墩视为固端的整体构件 根据拉 应力的大小 按照小偏心受压的混凝土构件设计或按偏心受拉的 钢筋混凝土构件设计 弧门支座附近闸墩的局部受拉区的裂缝控制和支座截面 的剪跨比应满足设计构造要求 地震作用下闸墩强度应满足 的规定 大跨度弧形闸门的闸墩承受较大作用时 可采用预应力结 构 闸墩结构设计计算应符合 的规定 闸墩应力计算也可用有限元法 坝基处理设计 一般规定 混凝土重力坝的基础经处理后应满足下列要求 具有足够的强度 以承受坝体的压力 具有足够的整体性和均匀性 以满足坝基抗滑稳定和减 少不均匀沉陷 具有足够的抗渗性 以满足渗透稳定 控制渗流量 具有足够的耐久性 以防止岩体性质在水的长期作用下 发生恶化 坝基处理设计应综合考虑基础与其上部结构之间的相互 关系 必要时可采取措施 调整上部结构的型式 使上部结构与其 基础工作条件协调 坝基处理设计时 应同时考虑坝基和两岸坝接头部位的 工程地质 水文地质条件对建筑物运行的影响 研究坝基变形 渗 透和坝肩边坡稳定情况 尤应考虑施工或蓄水对稳定和渗透带来 的变化 必要时应采取相应的处理措施 岩溶地区的坝基处理设计 应认真查清其在坝区分布范 围及特点 水文地质条件及裂隙中充填物 非岩溶岩石的封闭条 件 对岩溶发育 情况复杂的基础 应进行专门的处理设计 坝基开挖 混凝土重力坝的建基面应根据大坝稳定 坝基应力 岩体 物理力学性质 岩体类别 基础变形和稳定性 上部结构对基础的 要求 基础加固处理效果及施工工艺 工期和费用等经技术经济比 较确定 原则上应在考虑基础加固处理后 在满足坝的强度和稳 定的基础上 减少开挖量 坝高超过 时 可建在新鲜 微风化或弱风化下部基岩 上 坝高 时 可建在微风化至弱风化中部基岩上 坝高 小于 时 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 重力坝的基坑形状应根据地形地质条件及上部结构的要 求确定 坝段的基础面上 下游高差不宜过大 并略向上游倾斜 若基础面高差过大或向下游倾斜时 应开挖成带钝角的大台阶状 台阶的高差应与混凝土浇筑块的尺寸和分缝的位置相协调 并和 坝趾处的坝体混凝土厚度相适应 对地形高差悬殊部位的坝体应 调整坝段的分缝 两岸岸坡坝段基础的形状 在平行坝轴线方向宜开挖成 有一定宽度的台阶状 或采取其它结构措施 确保坝体侧向稳定 基础中存在的局部工程地质缺陷 例如表层夹泥裂隙 强 风化区 断层破碎带 节理密集带及岩溶充填物等均应结合基础开 挖予以挖除 坝基开挖设计中可采用梯段爆破 预裂爆破等方式 保证 坝基岩体不致受到破坏或产生不良后果 对易风化 泥化的岩体 应采取相应的保护措施 及时覆盖开挖面 坝基固结灌浆 坝基固结灌浆的设计 应根据坝基工程地质条件 坝高和 灌浆试验资料确定 坝基岩体裂隙发育 且具有可灌性时 应在坝基范围内进 行固结灌浆 并应根据坝基应力及地质条件 向坝基外上 下游及 宽缝重力坝的宽缝部位适当扩大灌浆范围 防渗帷幕上游的坝基宜进行固结灌浆 断层破碎带及其两侧影响带应适当加强固结灌浆 固结灌浆孔的孔距 排距可采用 或根据开挖以 后的地质条件并参照灌浆试验确定 固结灌浆孔的孔深应根据坝高和开挖以后的地质条件采用 局部地区及坝基应力较大的高坝基础 必要时可适当加 深 帷幕上游区宜根据帷幕深度采用 固结灌浆孔通常布置成梅花形 对于较大的断层和裂隙 带应专门布孔 灌浆孔方向应根据主要裂隙产状结合施工条件确 定 使穿过较多的裂隙 帷幕上游区的固结灌浆应在基础部位混凝土浇筑后进 其它部位的固结灌浆也宜按这种方式进行 行 灌浆压力在不抬动基础岩体的原则下 经论证采用无混凝土 盖重灌浆时 其灌浆压力为 有盖重时为 对缓倾角结构面发育的基岩 其灌浆压力应由试验确 定 坝基防渗帷幕和排水 坝体基础的防渗帷幕和排水设计 应以坝区的工程地质 水文地质条件和灌浆试验资料为依据 结合水库功能 坝高综合考 虑防渗和排水的相互作用 经分析研究确定帷幕和排水的设置 水文地质条件复杂的高坝 应进行渗流计算 防渗帷幕应符合下列要求 减少坝基和绕坝渗漏 防止其对坝基及两岸边坡稳定产 生不利影响 防止在坝基软弱结构面 断层破碎带 岩体裂隙充填物以 及抗渗性能差的岩层中产生渗透破坏 在帷幕和坝基排水的共同作用下 使坝基面渗透压力和 坝基渗漏量降至允许值以内 具有连续性和耐久性 可采用水泥帷幕灌浆 经研究论 坝基及两岸的防渗措施 证坝基也可采用混凝土齿墙 防渗墙或水平防渗铺盖 两岸岸坡也 可采用明挖或洞挖后回填混凝土形成的防渗墙 多泥沙河流上 经分析淤积物的渗透系数及上游的淤积厚度 能起防渗作用时 设计中可适当考虑其效果 但应确保大坝初期运 行的安全 大 中型工程或高坝应事先进行帷幕灌浆试验 在施工 过程中可根据钻孔资料补充修正防渗帷幕设计 主帷幕应在水库 蓄水前完成 岩体相对隔水层的透水率 根据不同坝高可采用下列 标准 坝高在 以上 在 坝高在 之间 在 坝高在 以下 为 抽水蓄能电站或水源短缺水库 值控制标准宜取小值 防渗帷幕布置和深度 应遵守下列规定 当坝基下存在可靠的相对隔水层时 防渗帷幕应伸入到 不同坝高的相对隔水层的 值标准 见 该岩层内 当坝基下相对隔水层埋藏较深或分布无规律时 帷幕深 度应符合 的要求 可参照渗流计算 并考虑工程地质条件 地层的透水性 坝基扬压力 排水等因素 结合工程经验研究确定 通常在 倍水头范围内选择 两岸坝头部位 防渗帷幕伸入岸坡内的范围 深度以及帷 幕轴线的方向 应根据工程地质 水文地质条件确定 宜延伸到相 对隔水层处或正常蓄水位与地下水位相交处 并与河床部位的帷 幕保持连续性 坝基灌浆帷幕中心线距坝上游面的距离可取 倍左右坝底 宽 防渗帷幕的排数 排距及孔距 应根据工程地质条件 水 文地质条件 作用水头以及灌浆试验资料选定 帷幕排数在考虑帷幕上游区的固结灌浆对加强基础浅层的防 渗作用后 坝高 以下的可采用一排 对地质条件较差 岩体 裂隙特别发育或可能发生渗透变形的地段 可采用两排 但坝高 以下的 仍可采用一排 当帷幕由两排灌浆孔组成时 可将其中的一排孔钻灌至设计 深度 另一排孔深可取设计深度的 左右 帷幕孔距可为 排距宜比孔距略小 钻孔宜穿过岩体的主要裂隙和层理 倾向上游 帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混凝土作为盖重后 施工 灌浆压力应通过试验确定 通常在帷幕孔顶段取 倍坝前静水头 在孔底段取 倍坝前静水头 但不得抬动岩 体 排水孔宜设置在基础灌浆廊道的帷幕下游侧 以充分降 低坝基渗透压力并排除渗水 但应注意防止渗透变形 尾水位较高的坝 可在主排水幕下游坝基面上设置由 纵 横向廊道组成的副排水系统 采取抽排措施 当高尾水位历时 较久 尚宜在坝趾增设一道防渗帷幕 主排水幕可设一排 副排水幕视坝高可设 排 坝高较低 基岩条件较好且为弱透水层 渗透系数 时 也可不设帷幕而只设排水以降低坝基渗透压力 但应 在坝基面的上游部位进行固结灌浆 主排水孔的孔距可为 副排水孔的孔距可为 排水孔孔深应根据帷幕和固结灌浆的深度及基础的工程地 质 水文地质条件确定 主排水孔深为帷幕深的 倍 坝 高 以上的坝基主排水孔深 不宜小于 当坝基内存在裂 隙承压水层 深层透水区时 除加强防渗措施外 排水孔宜穿过此 部位 副排水孔深可为 在岸坡坝段的坝体内应设置横向排水廊道 并向岸坡内 钻排水孔和设置专门的排水设施 使渗水靠近基础面排出坝体外 必要时可在岸坡山体内设置排水隧洞 并钻设排水孔 当排水孔的孔壁有塌落危险或排水孔穿过软弱结构面 夹泥裂隙时 应采取相应的保护措施 如孔内设滤层等 断层破碎带和软弱结构面处理 坝基范围内的断层破碎带或软弱结构面 应根据其所在 部位 埋藏深度 产状 宽度 组成物性质以及有关试验资料 研究 其对上部结构的影响 结合施工条件进行专门处理 在地震设计烈度为 度以上的区域 其处理要求应适当提高 低坝的断层破碎带处理要求 可适当降低 倾角较陡的断层破碎带 可用下述方法处理 坝基范围内单独出露的断层破碎带 其组成物质主要为 坚硬构造岩 对基础的强度和压缩变形影响不大时 可将断层破碎 带及其两侧风化岩体适当挖除 断层破碎带规模不大 但其组成物质以软弱的构造岩为 主 且对基础的强度和压缩变形有一定影响时 可用混凝土塞加 固 塞深可采用 倍断层破碎带的宽度或根据计算确定 贯穿坝基上 下游的纵向断层破碎带的处理 宜在上 下游坝 基外适当扩挖 断层破碎带的规模较大 或为断层交汇带 影响范围较 广 且其组成物质主要是软弱构造岩 并对基础的强度和压缩变形 有较大的影响时 必须进行专门的处理设计 提高深层缓倾角软弱结构面稳定性处理方法有 提高软弱结构面抗剪能力 增加尾岩抗力 提高软弱结构面抗剪能力与增加尾岩抗力相结合 应根据软弱结构面产状 埋深 特性及其对坝体影响程度 结 合工程规模 施工条件和工程进度 进行综合分析比较后选定 根据软弱结构面埋深不同可分别采用混凝土置换 混凝 土深齿墙 混凝土塞等措施 增加软弱结构面抗剪能力 必要时也 可采用抗滑桩 预应力锚索 化学灌浆等措施 保证沿软弱结构面 的抗滑稳定 当采用规模较大的混凝土塞 大齿墙或混凝土洞塞进行 缓倾角软弱结构面的处理时 应制定相应的温度控制等施工措施 并进行接触灌浆 伸入水库区内的断层破碎带或软弱结构面 有可能造成 渗漏通道并使地质条件恶化时 应进行专门的防渗处理 当断层破碎带规模较大 倾角较陡时 可用防渗墙处理 当断 层破碎带或软弱结构面内微裂隙较多或蓄水运行后的坝基发现未 处理好的断层破碎带或节理密集带发生泥化 用水泥灌浆难以达 到预期效果时 可用超细水泥灌浆或化学灌浆 断层破碎带或软弱结构面部位基础排水设施的设置 应 根据地质条件确定 并应符合本规范 的要求 岩溶地区的防渗处理 防渗处理的方式有防渗帷幕灌浆和防渗墙两类 应根据 溶洞的规模 溶缝透水性程度等条件选定 对存在岩溶洞穴或具 有强透水性的溶缝 可采用混凝土防渗墙或高压灌浆填塞等措施 处理 当坝基存在连通上 下游的溶洞 且埋藏不深或施工条件许可 时 也可采用开挖回填混凝土进行处理 以满足强度和防渗要求 防渗帷幕线在平面上的轮廓布置 可根据两岸地形地质 条件选定 幕线应设在岩溶发育微弱地带 如必须通过岩溶暗河 或管道时 幕线应力求与其垂直 防渗帷幕线可采用直线式 折线式 前翼式或后翼式 需经技 术经济比较选定 有条件时 可采用后翼式 岩溶地区河谷剖面上帷幕灌浆的型式有封闭式 悬挂式 及混合式等 可根据相对隔水层的深度 坝高 坝基及两岸允许的 渗漏量及幕后扬压力等因素 在保证大坝安全的前提下 通过技术 经济比较选定 帷幕线沿剖面上 下层搭接的型式可采用斜接式 直接式 及错列式等 应保证搭接部位连续封闭和密实 岩溶地区防渗帷幕厚度可根据临界渗透坡降控制的允许 水力梯度确定 帷幕厚度由帷幕孔距和排数确定 孔距和排距应根据地质构 造和岩溶水文地质条件 通过帷幕灌浆试验选定 灌浆廊道的布设可根据灌浆钻孔条件 幕与幕之间在空 间的接头 施工通风和排水等因素确定 廊道层间高差和层数宜 根据钻孔灌浆技术水平和地形地质条件确定 高差可取 灌浆材料可根据岩溶洞穴和溶蚀裂隙规模 渗漏情况选 用水泥或水泥与黏土 膨润土等混合浆液 当坝基帷幕轴线上存在连通上 下游的岩溶洞穴或强透 水性的溶缝 且埋藏较深不宜明挖时 可采取逐层洞挖 逐个回填 混凝土形成连续防渗墙 也可采用槽式洞挖后回填混凝土形成防 渗墙 坝 体 构 造 坝 顶 坝顶应高于校核洪水位 坝顶上游防浪墙顶的高程应高 于波浪顶高程 其与正常蓄水位或校核洪水位的高差 可由式 计算 应选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程 式中 防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差 波高 波浪中心线至正常或校核洪水位的高差 安全超高 按表 采用 和 按照 规定的公式计算 表 安全超高 相应水位 坝的安全级别 正常蓄水位 校核洪水位 防浪墙宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构 墙身 应有足够的厚度以抵挡波浪及漂浮物的冲击 在坝体横缝处应留 伸缩缝 并设止水 墙身高度可取 坝顶下游侧应设置栏杆 非溢流坝段的坝顶宽度可根据 的要求确定 必要 时 可在坝的上 下游面加做悬臂结构 增加坝顶宽度 常态混凝 土坝坝顶最小宽度为 碾压混凝土坝为 坝顶路面应具有 横向坡度 并设置相应的排水设施 严寒地区 横向坡度应适当加 大 操作检修 交通和 溢流坝顶应结合闸门 启闭设备布置 观测等要求设置坝顶工作桥 交通桥 坝顶上的桥梁宜采用装配 式钢筋混凝土结构或预应力钢筋混凝土结构 桥下应有足够的净 空 坝顶结构应经济适用 注意美观 坝顶用作公路时 公路侧的人行道宜高出路面 坝内廊道及通道 坝内应根据下列要求设置廊道及竖井 进行帷幕灌浆 设置坝基排水孔 集中与排除坝体和坝基的渗水 监测坝体的工作状态 安装观测设备并进行观测 检查和维修坝身的排水管 运行操作 闸门操作廊道等 坝内通风及铺设风 水 电 管路 施工中坝体冷却及纵 横缝灌浆 坝内交通运输及其它要求 廊道设置应考虑兼作多种用途 中坝内必须设置基础灌浆廊道 兼作灌浆 排水和检 高 查之用 坝内应设置纵向坝体排水及检查廊道 廊道每隔 左 右高差设置一层 并应与坝体接缝灌浆分区相适应 对设引张线 的廊道宜在同一高程上呈直线布置 廊道的上游壁离上游坝面的 距离应满足防渗要求并不小于 纵向廊道与泄水孔 导流底孔 净距离不宜小于 应通过应力分析确定 防止开裂贯通 严寒地区 在坝顶附近设置检查廊道时 离坝顶和坝面应保持足够 的距离 纵向坝体排水及检查廊道应沿不同高程分设自流式或专 门的抽排设备 当灌浆廊道的高程低于尾水位或采用抽排降压措 施时 抽排设备应经设计选择 并应有备用设备和备用电源 当设有多层廊道时 应在两岸近岸坡部位将各层互相连 通 若廊道较长 沿坝轴线方向每隔 应在上 下层廊 道间设置便梯 大型工程的高坝 应设置 座电梯 中坝可视需 要设置电梯 闸门井及闸墩等处应设置爬梯 两岸下游坝面附近 宜随地形设置人行走道 坝内廊道可采用拱顶平底断面或矩形断面 沿横缝设置 的横向廊道可用三角形顶平底断面 电梯井及集水井多采用矩形 和正方形断面 基础灌浆廊道的断面尺寸 应根据钻灌机具尺寸及工作 要求确定 宽度可取 高度可为 其它 廊道亦应具有保证完成其功能且可以自由通行的尺寸 其最小尺 寸 宽度为 高度为 较长的基础灌浆廊道 每隔 宜设置横向灌浆机室 基础灌浆廊道的纵向坡度应缓于 坡度较陡的长廊 道 应分段设置安全平台及扶手 当两岸坡度陡于 时 基础灌 浆廊道可分层布置并用竖井连接 廊道内应有足够的照明设施和良好的通风条件 各种电 器设备与线路应保证绝缘良好 并宜设置应急照明 廊道通向坝外的进出口应设门 寒冷地区宜设双重门 宽缝重力坝的廊道宜与各坝段宽缝空腔连通 并根据需 要在空腔内设置检查平台或环形通道 平台 扶梯及其承重牛腿 宜采用钢筋混凝土结构 宽缝空腔底部下游面 可视施工运输情 况 设置必要的通道 完工后再视情况决定是否保留或封堵 碾压混凝土坝 低坝可设置一条廊道 中 高坝可根据需 要适当增设 基础廊道宜设在基础常态混凝土内 坝内埋设仪器 的观测 宜集中到坝外观测房内进行 坝 体 分 缝 坝体横缝 纵缝 斜缝以及水平施工缝的设置 应满足 的要求 横缝可为伸缩缝或沉陷缝 但在下列情况宜采用全部或 部分灌浆缝的型式 对横缝有很高防渗要求时 位于陡坡上的坝段或坝体承受侧向荷载 其侧向稳定或 应力不能满足要求 需将相邻坝段联结成整体时 河谷狭窄 经过技术经济比较后认为选用整体式重力坝 有利时 地震设计烈度在 度以上或有其它特殊要求 需将大坝 联结成整体 提高大坝的抗震性能时 当坝内或坝后布置厂房 坝内布置压力钢管 泄水孔 导 流底孔以及坝顶布置溢流表孔时 横缝间距应与其相适应 岸坡坝段宜在地形突变或转折处设置横缝 纵缝可采用竖缝型式 缝面应设置键槽 并埋设灌浆系统 进行灌浆 纵缝与坝面应垂直相交 避免浇筑块出现尖角 纵缝 也可在某个高程加半圆管进行并缝 纵 横 灌浆缝缝面需用止浆片分隔成若干区进行灌浆 每一灌浆区的面积可为 其高度可为 纵缝灌浆时坝体温度应符合 的要求 纵缝灌浆 完成后 需待水泥浆结石达到预期强度 水库才能蓄水 纵 横 缝同一灌浆区的进 出浆管口 排气管出口等 应 集中于廊道或平台附近 纵 横 缝的灌浆压力应根据应力及变形 条件确定 层顶压力可取 当同一坝段有数条纵 缝时 各纵缝间灌浆进度宜相同 或先灌下游纵缝 各横缝间灌浆 进度也宜相同 同一坝段相邻浇筑块水平施工缝应错开 当水平施工缝 与廊道顶拱相交时 可以 的坡度与拱座连接 廊道 以上的水平施工缝离廊道顶不应小于 斜缝适用于中 低坝 可不灌浆 用于高坝时应经论证 碾压混凝土坝不宜设纵缝 且少设横缝 横缝可由切缝 亦可采用钻孔 切 机压入金属片或用其它材料进行人工埋设造缝 缝 预埋等方法设置非暴露平面的不连续诱导缝 横缝间距与坝 址地形地质条件 布置方式 坝体断面形状 温度应力 施工能力等 因素有关 应通过技术经济论证确定 常态混凝土重力坝在上 下游方向实现通仓长块浇筑 而不设纵缝时 应经论证并采取相应温控防裂措施 坝体止水和排水 重力坝横缝的上游面 溢流面 下游面最高尾水位以下及 坝内廊道和孔洞穿过分缝处的四周等部位应布置止水设施 高坝上游面附近的横缝止水应采用两道止水片 其间设 一道沥青井或经论证的其它措施 第一道止水片至上游坝面间的 横缝内可贴沥青油毡 第二道止水片下游宜设排水或检查井 当 有特殊需要时 可考虑在横缝的第二道止水片与检查井之间进行 灌浆作为止水的辅助设施 中 低坝的横缝止水可适当简化 高坝横缝的两道止水片应采用厚 的止水 铜片 中坝的第一道止水片应为铜片 止水铜片每一侧埋入混凝 土内的长度可为 止水片宜加工成 形 其接头和 接缝 应保证焊接质量 采用橡胶 或氯丁橡胶 遇水膨胀型橡胶 止水带 塑料止水带 橡胶止水带或遇水膨胀型橡胶止水带应视工作 水头 气候条件 所在部位和便于施工等因素选用合适的标准型 号 对塑料止水带及橡胶止水带的安装 应采取措施防止变形 横缝止水片必须与坝基岩石妥善连接 止水片埋入基岩 内的深度可为 必要时插锚筋 保证止水槽混凝土与 基岩的结合 陡坡段坝体与边坡接触面的基础止水可采用以下方法 接触灌浆 止水片与基岩的连接要求和横缝止水片与基岩的连接方 式相同 基础止水片与横缝止水片相交处必须密封 检查井截面尺寸可为 长 宽 井内设置爬 梯 休息平台并与检查廊道相通 止水沥青井宜采用边长为 的正方形或内径 为 的圆形 沥青井底部也应埋入基岩内 井内应设 置加热设备 可预埋钢筋通电或预埋管路通蒸气 沥青井底部应 设置老化沥青排出管 管径可为 在上游面防渗层下游应设置铅直或近乎铅直的排水管 系 排水管应通至纵向排水廊道 其上部应通至上层廊道或坝顶 或溢流面以下 以便于检修 排水管可采用拔管 钻孔或预制无 砂混凝土管 管距可为 内径可为 渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道 沿集水沟或集水管 经横向廊道的排水沟汇入集水井 再用水泵或自流排水排向下游 排水沟断面常用 底坡 排水管施工时必须防止被 混凝土和杂物等堵塞 碾压混凝土重力坝设横缝并采用常态混凝土或富胶凝材 料碾压混凝土作为上游防渗层时 横缝内止水应设置在防渗层内 采用其它类型材料作为上游坝面防渗层时 应结合防渗布置考虑 设置止水的方法 并应由试验论证其可靠性 碾压混凝土重力坝竖向排水系统的排水管 可设在上游 防渗层下游侧 排水管可采用钻孔形成或预制无砂混凝土管 管 距可为 内径 采用其它类型的防渗材料时 也应根据其抗渗性能和耐久性 确定是否设置坝内排水系统 大坝混凝土材料及分区 大坝混凝土所用的水泥 骨料 水 活性掺合料 外加剂应 符合现行的国家标准及有关行业标准的规定 大坝混凝土除应满足设计上对强度的要求外 还应根据大坝 的工作条件 地区气候等具体情况 分别满足耐久性 包括抗渗 抗 冻 抗冲耐磨和抗侵蚀 以及低热性等方面的要求 有关大坝混凝土的试验应按 规定的方法进行 常态混凝土重力坝应根据不同部位和不同条件分区 见 图 区 上 下游水位以上坝体外部表面混凝土 区 上 下游水位变化区 的坝体外部表面混凝土 区 上 下游最低水位以下坝体外部表面混凝土 区 坝体基础混凝土 区 坝体内部混凝土 区 抗冲刷部 位的混凝土 例如溢流面 泄水孔 导墙和闸墩等 图 坝体混凝土分区图 分区性能见表 大坝混凝土分区特性 表 分区 强度 抗渗 抗冻 抗冲刷抗侵蚀 低热 最大水灰比 选择各分区 的主要因素 抗冻 抗冻 抗裂 抗渗 抗裂 抗裂 抗冲耐磨 注 表中有 的项目为选择各区混凝土等级的主要控制因素 有 的项目为需要提出要求的 有 的项目为不需提出要求的 碾压混凝土重力坝的分区 上游坝面分区应与防渗层结构相 结合考虑 当上游防渗层结构采用常态混凝土防渗层 富胶凝材 料碾压混凝土防渗层 加膨胀剂的补偿收缩混凝土防渗层时 其厚 度及抗渗等级应满足坝体防渗要求 当采用沥青材料 合成橡胶 聚氯乙烯薄膜等防渗层时 其厚度应根据抗渗性 耐久性 变形特 性及与混凝土面的结合情况由试验确定 下游坝面应根据溢流与 水位变幅情况 按防渗 防冲 防蚀 防冻等要求设置保护层 坝体 基础混凝土 应采用常态混凝土 其厚度可根据基础开挖起伏差 温度控制及基础灌浆等要求确定 可取为 大坝混凝土的强度等级的确定见 坝体内部大孔口 包括导流孔 引水管 泄水孔 孔壁周围的混 凝土以及地震设计烈度 度以上的坝体上部混凝土 其强度等级 应适当提高 选择混凝土强度等级时 应考虑承受由温度 渗透压力及局部 应力集中所产生的拉应力 剪应力或主应力 坝体内部常态混凝土的强度等级不应低于 碾压混凝土 强度等级不应低于 表 大坝混凝土抗渗等级的最小允许值 项次 部 位 水力坡降 抗渗等级 坝体内部 坝体其它部位按 水力坡降考虑时 注 表中 为水力坡降 承受侵蚀水作用的建筑物 其抗渗等级应进行专门的试 验研究 但不得低于 混凝土的抗渗等级应按 规定的试验方法确 定 根据坝体承受水压力作用的时间也可采用 龄期 的试件测定抗渗等级 大坝混凝土的抗渗等级应根据所在部位和水力坡降 可 按表 采用 大坝混凝土应根据气候分区 冻融循环次数 表面局部小 气候条件 水分饱和程度 结构构件重要性和检修的难易程度等因 素按表 选用抗冻等级 表 大坝混凝土抗冻等级 气候分区 严寒 寒冷 温和 年冻融循环次数 次 受冻严重且难于检修部位 流 速大于 过冰 多沙或多推移 质过坝的溢流坝 深孔或其它输水 部位的过水面及二期混凝土 受冻严重但有检修条件部位 混凝土重力坝上游面冬季水位变 化区 流速小于 的溢流坝 泄水孔的过水面 受冻较重部位 混凝土重力坝 外露阴面部位 受冻较轻部位 混凝土重力坝 外露阳面部位 混凝土重力坝水下部位或内 部混凝土 注 混凝土的抗冻等级应按 规定的快冻试验方法确定 也可采 用 龄期的试件测定 气候分区按最冷月平均气温作如下划分 严寒 最冷月份平均气温 寒冷 最冷月份平均气温 但 温和 最冷 月份平均气温 年冻融循环次数分别按一年内气温从 以上降至 以下 然后 回升至 以上的交替次数 或一年中日平均气温低于 期间设 计预定水位的涨落次数统计 并取其中的大值 冬季水位变化区指运行期内可能遇到的冬季最低水位以下 冬季最高水位以上 阳面 阴面 水电站尾水 区 阳面指冬季大多为晴天 平均每天有 以上阳光照射 不受山体或建 筑物遮挡的表面 否则均按阴面考虑 最冷月份平均气温低于 地区的混凝土抗冻等级宜根据具体情况 研究确定 抗冻混凝土必须掺加引气剂 其水泥 掺合料 外加剂的品种和数量 水 灰比 配合比及含气量应通过试验确定 根据大坝混凝土耐久性要求 混凝土的水灰比不宜大于 表 所列数值 表 混凝土最大水灰比 气候分区 大坝混凝土分区 严寒和寒冷地区 温和地区 在环境水有侵蚀性情况下 应选择抗侵蚀性能较好的水 泥 外部水位变化区及水下混凝土的水灰比可较表 减少 高速水流区的混凝土应采用具有抗冲耐磨性的低流态高 强度混凝土或高强硅粉混凝土 当采用耐磨材料衬护时 应与混 凝土可靠结合 同一浇筑块中混凝土强度等级不宜超过两种 分区厚度 尺寸最小为 碾压混凝土坝所用的材料应满足 的要求 试验 应按 规定的方法进行 胶凝材料中活性掺合料 包括水 泥中的混合材 所占的比例 外部混凝土中不宜超过总胶凝材料的 内部混凝土中宜占总胶凝材料的 碾压混凝土的总胶凝材料用量不宜低于 最低水泥 熟料用量应根据工程等级 坝高并通过试验研究确定 不宜低于 有抗侵蚀性要求时 水泥中的 含量应低于 水胶 比宜在 并应进行试验论证 在粉煤灰掺量较高的情况 下 采用 含量较高的水泥 应由试验指标 温控要求等因素确 定 碾压混凝土中宜掺用减水缓凝剂 以满足可碾性和缓凝性要 求 有抗冻要求时可掺入引气剂 碾压混凝土坝内部混凝土的强度等级 宜采用一种 对 于高坝亦可按高程或部位采用不同的强度等级 强度等级的分区 宽度根据坝体受力状态 构造要求和施工条件确定 不宜小于 抗冲刷部位的碾压混凝土性能应经专门论证确定 不同分 区的碾压混凝土 宜采用同一品种的水泥 有抗冻要求的部位的 碾压混凝土应经过论证 坝体防裂及温度控制 一 般 规 定 对于高 中坝 应进行防裂及温度控制设计 提出防裂措 施及温度控制标准 大型工程应采用有限元法进行温度场 温度 应力分析 计算方法见附录 对于低坝 可参照类似工程经验 进行防裂及温度控制 碾压混凝土坝应针对其通仓 薄层 连续升高等施工工艺特 点 进行防裂及温度控制设计 应收集坝址区年平均气温和变幅 多年月平均气温 旬平 均气温 气温骤降的变幅 历时和相应的频率 坝基地温 日照以及 类似工程水库水温等资料 大型工程的高 中坝 应进行混凝土力学 热学 极限拉 伸 徐变 自生体积变形性能等试验 其它工程可根据需要作必要 的试验 无试验资料时 可按照 取值 混凝土重力坝的温度裂缝可分以下三类 贯穿裂缝 包括基础和老混凝土贯穿裂缝 深层裂缝 表面裂缝 其深度不超过 坝体混凝土温度控制标准 常态混凝土 龄期的极限拉伸值不低于 基岩变形模量与混凝土弹性模量相近 短间歇均匀上升时 其基础 容许温差可用表 中规定的数值 表 常态混凝土基础容许温差 距基础面 高度 浇筑块长边长度 以下 至通仓 对以下各种情况的基础混凝土容许温差 应进行分析论证 结构尺寸高长比小于 在基础约束区范围内长期停歇或过水的浇筑块 基岩变形模量和混凝土弹性模量相差较大者 基础填塘混凝土 混凝土塞及陡坡坝段 采用含氧化镁较高的水泥和混凝土 混凝土所用的骨料线膨胀系数与 相差较 大者 设计中应对深孔 宽缝坝段 闸底板等部位在施工期或运行期 温度低于稳定温度的情况进行分析论证 当碾压混凝土 龄期极限拉伸值不低于 时 其 碾压混凝土坝基础容许温差 见表 表 碾压混凝土基础容许温差 距基础面高度 浇筑块长边长度以下 以上 新老混凝土约束应力由分析计算确定 其温控标准可较 基础部分适当放宽 在施工过程中 各坝块应均匀上升 相邻坝块的高差不宜 超过 浇筑时间不宜间隔太久 侧向暴露面应保温过冬 表面混凝土温控标准 应经温度应力计算分析确定 未 满 龄期混凝土的暴露表面 应采取保温措施 必要时 后 的混凝土暴露表面也需考虑保温措施 坝体纵缝灌浆温度 宜采取稳定温度 提高灌浆温度或 超冷灌浆应有专门论证 坝体混凝土防裂及温度控制措施 根据抗裂要求 高坝基础部位混凝土强度等级不宜低于 相应极限拉伸值为 迎水面还应根据抗渗 抗 裂 抗冻要求和施工条件等综合确定混凝土强度等级 中 低坝 上述各部位混凝土强度等级及极限拉伸值 可根据 具体情况适当降低 纵 横缝的划分应根据坝基地形地质条件 坝体布置 坝 体断面尺寸 温度应力和施工条件等因素通过技术经济比较确定 横缝间距可为 超过 或小于 时 应作 论证 碾压混凝土重力坝的横缝间距可较常态混凝土重力坝的横 缝间距适当加大 纵缝间距宜为 条件允许时 宜采用通仓浇 筑 块长超过 应严格温度控制 通仓浇筑应注意防止蓄水 以后上游面产生深层裂缝 浇筑层厚度 应根据容许温差 通过计算确定 在基础部 位 宜采用层厚 常态混凝土基础以上浇筑层厚度应 在满足温度控制要求的前提下适当放宽 碾压混凝土浇筑层厚度 采用连续均匀上升时 以 为宜 采用短间歇上升时 以 为宜 但均不宜长期暴露 在不影响混凝土强度和耐久性的前提下 应积极地采取 下列措施降低水泥用量 减少发热量 采用发热量较低或氧化镁含量较高的微膨胀水泥 浇筑低流态混凝土或干硬性混凝土 使用外加剂 改善混凝土级配 加掺合料等综合措施 合理安排全年混凝土浇筑量 利用低温季节浇筑基础混 凝土 采用下列措施 降低混凝土最高温度 并满足接缝灌浆要 求 利用浇筑层顶面散热 削减水泥水化热温升 在条件许 可时 夏季减少浇筑层厚度 但常态混凝土不宜薄于 应保证 正常的间歇时间 可在浇筑层顶积水 浇水或层面喷雾 以加速表 面散热 降低混凝土浇筑温度可采取在粗骨料堆上洒水 喷雾 料 堆加高 地垅取料 冷却水拌和 加冰拌和混凝土等措施 必要时可 采取骨料预冷 并采取措施减少热量倒灌 埋设冷却水管进行一期水管冷却 坝体如设有纵缝 可结 合接缝灌浆前的二期冷却 共用一套水管 通水时 控制水温 避 免温差过大 常态混凝土 碾压混凝土都应进行坝面 层面 侧面保温 和保湿养护 应通过保温设计 选定保温材料 确定保温时间 孔 口 廊道等通风部位应及时封堵 寒冷地区尤应重视冬季的表面 保温 采用氧化镁延迟性微膨胀混凝土筑坝技术 应进行坝体 温度应力补偿设计 观 测 设 计 般 规 定 一 应根据坝的安全级别 坝高 地质条件和坝的结构型式 等 设置必要的观测项目 进行系统观测 并及时整理 分析观测资 料 其目的是 监测坝及其地基的工作性状 以便及时采取应急或加固 措施 指导施工 为设计反馈资料和科学研究提供依据 观测项目测点布设的原则 应全面反映大坝与坝基的实际工作性状 目的明确 重点 突出 做到少而精 宜选地质 结构复杂及有代表性的坝段 观测项目测点布设宜集中 观测方法宜简捷 直观 满足 精度要求 重点部位的观测值务求能相互校核 应排除或避免影响精度的因素 观测仪器及导线应有必 要的保护装置 观测项目测点布设应具有的工作条件 应有良好的照明 交通 防潮 防寒等作业条件 应满足施工期的观测条件 尤其应确保初期蓄水时 基准 期观测资料的完整性 宽缝 排水廊道及消能设施应配备抽水设施 以便排干检 查 碾压混凝土重力坝应针对其特点提出观测设计的特殊要 求 观 测 项 目 大坝的原型观测可分为安全性观测与专门性观测两类 安全性观测项目可根据坝的安全级别 按实际需要参照 表 确定 表 大坝安全性观测项目表 坝的安全级别 安全性观测项目 位移 挠度 倾斜 接缝及裂缝 渗漏量 扬压力 绕 坝渗流 混凝土温度 坝基温度 水位 库水温度 气 温 巡视检查 冲刷坑状况 挠度 接缝及裂缝 渗漏量 扬压力 绕坝渗 位移 流 混凝土温度 坝基温度 水位 库水温度 气温 巡 视检查 位移 渗漏量 扬压力 水位 气温 巡视检查 专门性观测项目应根据工程的安全级别 结构型式及地 质条件 选设下列项目 坝体 坝基的应力 应变观测 局部结构 孔洞应力 应变 观测 水力学观测 坝址区地下水位动态观测 近坝区库岸稳定监测 其它观测项目 各项观测设计的要求见 附录 标准的附录 堰面曲线 堰面压力及反弧段半径 开敞式溢流堰的堰面曲线 堰顶下游段堰面曲线 开敞式溢流堰在堰顶下游的堰面曲线可采用下式所示的幂曲 线 式中 为定型设计水头 按堰顶最大作用水头 的 计算 与上游堰面的倾斜坡度有关的参数 为以溢流堰顶点为坐标原点的坐标 以向下 游为正 以向下为正 堰顶上游段堰面曲线 上游坝面为铅直面时 及 等参数见图 图 上游面为铅直面的堰顶 上游段堰面曲线 上游坡为 时 堰顶上游段的堰面曲线 如图 圆弧半径 及参数 等见表 表 上游堰面为双圆曲线参数 上游坝坡 图 上游面为 时的 堰顶上游段堰面曲线 上游坡为 时 堰面曲线如图 堰顶上游段堰面曲 线可采用表 中的堰面坐标 表 上游堰面坐标 图 上游坡为 时的堰顶上游段堰面曲线 当上游坡介于上述各种坡度之间时 可利用图 所示 的曲线来近似地求得适用于中间坡度的 和 值 至于中间坡度 的上游堰面形状则可由图 双圆弧曲线的坐标内插给出 有胸墙溢流堰的堰面曲线 设有胸墙溢流堰的堰面曲线 当校核洪水情况下最大作用水 头 孔口中心线上 与孔口高 的比值 时 或闸门全开时仍属孔口泄流 即可按下式计算 式中 定型设计水头 一般取孔口中心线至水库校 核水位的水头的 孔口收缩断面上的流速系数 一般取 若孔前设有检修闸门槽时取 其余符号参照图 原点上游可用单圆 复圆或椭圆曲线 与胸墙底缘通盘考虑 若 时 应通过试验确定 图 和 值关系曲线 图 有胸墙溢流堰的堰面曲线示意图 堰 面 压 力 开敞式溢流堰堰面压力的分布对于溢流堰有闸墩的情况 可 由图 及图 中所示的堰面压力水头 定型设计水头 与水平距离 定型设计水头 的关系曲线求得 由于纵 横 坐标均为无因次数 便于内插求值 图 溢流堰闸孔中心线上的堰面压力分布 负值为负压 溢流堰反弧段半径 溢流堰下游反弧段半径 应结合下游消能设施来确定 对不 同的消能设施可选用不同的公式 对于挑流消能 可按下式求得反弧段半径 图 沿溢流堰闸墩处的堰面压力分布 负值为负压 式中 为校核洪水位闸门全开时反弧段最低点处的水深 反弧段流速 时 可取下限 流速越大 反弧半径也宜选用较大值 以致取上限 对于戽流消能 反弧段半径 与流能比 有 关 一般选择范围为 为自戽底起算的总能头 为单宽流量 为重力加速度 与 的相 关曲线如图 所示 对于底流消能 反弧段半径可近似按下式求得 式中 不计行近流速的堰上水头 坝趾处流速 图 与 的相关曲线 附录 标准的附录 坝身泄水孔体型设计 无压坝身泄水孔的体型设计 无压坝身泄水孔的典型布置如图 包含有较短的压力段 和较长的无压段 压力段又分为进口段 事故检修门槽段和压坡 段三个部分 压坡段下游侧设工作闸门 检修闸门采用平板门 工 作闸门则多采用弧形门 明流段自上游至下游按顺序布置直线段 抛物线段和反弧段 图 无压坝身泄水孔的典型布置 进口段 进口段各部分的体型可按如下方式进行设计 进口段的顶部曲线可分为 两段 分述如下 段 顶曲线宜采用椭圆曲线 椭圆的长半轴可取为进 口段的孔高 短半轴可取为长半轴的 即 段的曲线 如图 的方程式可表示为 式中 曲线的坐标轴 进口段末端的孔高 系数 通常取 但为了使椭圆长 短半轴为整 数 有时也可取 值稍大于 图 压力段布置图 段 为 段的 椭圆在 点的切线 切点 的位置 可由下式求得 式中 为切线 的坡度 一般取 侧面曲线 侧面曲线可采用 椭圆 曲线方程可取为 式中 可取为 为泄水孔的正常宽度 底部形式 可根据实际情况布置 上游面 切点以上的垂直面高度 不宜小于 倍进口段 末端的孔高 间 为一条空口 其宽度约为 倍止水宽度 点 与点 应位于同一高程 事故检修门槽段 事故检修门槽段应选择体型较优且初生空化数较低的门槽 压坡段 压坡段体型的选择应使压坡段不产生负压为准 其顶坡宜取 稍陡于 段的顶坡 可相应采用 高水头的坝身泄 水孔压坡段的顶坡宜取小值 水头较低或次要泄水建筑物 可取大 值 压坡段两端断面面积之比 可参照实际工程所选用的值 确定 当事故检修的止水为下游止水时 应注意在该段的首端设置 通气孔 明流段 明流段 竖曲线段常设计为抛物线 抛物线方程一般可采用 式中 抛物线起点 坐标 的原点 处切线与水平 方向的夹角 当起始段呈水平时 则 起点断面平均流速 重力加速度 为防止负压产生而采用的安全系数 其值可在 范围内选用 一般可取 明流段的反弧段 一般采用单圆弧式 末端为挑坎 鼻坎高程 应高于该处的下游水位以保证发生自由挑流 但可略低于下游最 高水位 有压坝身泄水孔的体型设计 有压坝身泄水孔的典型布置如图 进口段形状与无压坝身 泄水孔基本相同 但工作门布置在出口端 事故检修门仍设在进口 段之后 压坡段位于工作门上游 事故检修门槽段与压坡段之间设 有较长的有压平坡段 图 有压坝身泄水孔的典型布置 附录 标准的附录 水力设计计算公式 开敞式溢流堰泄流能力计算公式 式中 流量 溢流堰净宽 堰顶以上作用水头 重力加速度 流量系数 见表 上游面坡度影响修正系数 见表 当上游面 为铅直面时 取 侧收缩系数 根据闸墩厚度及墩头形状而定 可 取 淹没系数 视泄流的淹没程度而定 不淹没时 表 流量系数 值 注 为上游堰高 为定型设计水头 按堰顶最大作用 水头 的 计算 表 上游面坡度影响修正系数 值 坡度 孔口泄流能力计算公式 式中 流量 出口处的面积 自由出流时为孔口中心处的作用水头 淹没泄 流时为上下游水位差 孔口或管道流量系数 初期设计时对设有胸墙 的堰顶高孔 当 为孔口 高 时 取 对深孔取 当为有压流时 必须计算沿程及 局部水头损失后确定 波动及掺气计算公式 式中 不计入波动及掺气的水深 计及波动及掺气的水深 不计入波动及掺气的计算断面上的平均流速 修正系数 一般为 视流速和 断面收缩情况而定 当流速大于 时 宜采 用较大值 水舌抛距估算公式 计算参见图 式中 冲坑最深点到坝下游垂直面的水平距离 坝下游垂直面到挑流水舌外缘进入下游水面后 与河床面交点的水平距离 水舌外缘与河床面交点到冲坑最深点的水平距 离 坎顶水面流速 按鼻坎处平均流速 的 倍计 即计 为水库水位至坎顶的落差 鼻坎的挑角 坎顶垂直方向水深 为坎顶 平均水深 坎顶至河床面高差 如冲坑已经形成 作为 计算冲坑进一步发展时 可算至坑底 堰面流速系数 最大冲坑深度 由河床面至坑底 水舌外缘与下游水面的夹角 图 挑流消能示意图 最大冲坑水垫厚度按下式估算 参照图 式中 水垫厚度 自水面算至坑底 单宽流量 上下游水位差 冲刷系数 其数值见表 表 基岩冲刷系数 值 可冲性类别 难 冲 可 冲 较易冲 易 冲 节 理 裂 缝 间距 发 育 程 度 不发育 节 理 裂 隙 组 规则 较发育 节 理 裂 隙 组 形 较规则 发育 节 理 裂隙 组以上 不 规则 呈 形或米字 型 很发育 节 理 裂 隙 组以 上 杂 乱 岩性被切 割呈碎石 状 基 岩 构 造 特 征 完整 程度 巨块状 大块状 块 石 碎 石 状 碎石状 结构 类型 整体结构 砌体结构 镶嵌结构 碎裂结构 裂 隙 性 质 多为原 生型或构 造型 多密 闭 延展不 长 以构造型 为主 多密 闭 部分微 张 少有充 填 胶结好 以构造 或风化型 为主 大部 分微张 部 分张开 部 分为黏土 充填 胶结 较差 以风化 或构造型 为主 裂隙 微张或张 开 部分为 黏土充填 胶结很差 范围 平均 注 适用范围 水舌入水角 护坦长度计算公式 收缩断面的弗劳德数 护坦上不设辅助消能设 施时 式中 护坦消力池长度 跃前共轭水深 跃后共轭水深 当 池首断面平均流速 大于 护坦上可 设梳流坎及尾坎 但不设消力墩时 其消力池长度 当 池首断面平均流速 小于 护坦上可 设梳流坎 消力墩及尾坎时 水流空化数估算公式 式中 空化数 无量纲 计算断面处的动水压力水头 水柱高 计算断面处的大气压力水头 水柱高 对于 不同高程按 估算 即相对于海 平面 每增加高度 较标准大气压力水头 降低 为海平面以上的高程 水的汽化压力水头 水柱高 对于不同的水 温可参照表 计算断面处的平均流速水头 表 水的汽化压力水头与水温关系 水温 水柱高 水流边壁表面的不平整度指施工后的混凝土表面不符合 设计体型的孤立突体或凹陷 在施工时必须严格控制表面不平整 度 控制标准可参考表 选用 确定不平整度的控制标准时 应充分考虑体型 部位的重要 性 水流空化数 结构材料和可能连续运行的历时等 表 平整度控制标准 溢流落差 不平整高度 无空蚀坡度 上游坡 下游坡 横向坡 以下 以下 任意 任意 任意 以下 任意 任意 任意 以下 任意 任意 任意 任意 以下 任意 任意 任意 以下 任意 任意 任意 以下 任意 任意 任意 以下 掺气减蚀设施 掺气减蚀设施布置应满足下列要求 在保护范围内应有足够的通气量 临近保护面的掺气浓 度不应低于 要求特别高的部位不低于 设施本身有足够的强度和可靠性 在宣泄设计及以下各级流量时 通气空腔应保持稳定 并 应防止通气孔掺气槽堵塞 以保证通气顺畅 掺气减蚀的形式可分为 底部通气设施 一般都是过流面上设置挑坎 跌坎 或掺气槽 使水流脱离底部边界形成空腔 由空腔中的气水交界面 掺入空气 对水流干扰小 流态平顺 使泄水建筑物的底板防蚀 底侧 又称突扩 突跌 通气设施 这种设施底部边 壁有突跌 两侧边壁有突扩 空气经三个面进入空腔与水流掺混 可以同时使底板和边墙减免空蚀 掺气减蚀设施的保护段长度 根据国内外已运行工程的 经验 一个选型良好的掺气减蚀设施 大约可以保护 长的反弧段 或 的直线段 并可根据工程布置和试验 研究成果适当加长 宽尾墩在堰面上位置一般应不影响泄流能力和水流掺气 能力 不妨碍弧门铰支座的布置 宽尾墩闸孔收缩比 宜取 参见图 图 宽尾敦示意图 附录 标准的附录 坝基 坝体抗滑稳 表 坝基岩体分类及岩体与混 岩体工 程分类 坝 基 岩 体 特 性 岩体基本参数变化 范围类比值 致密坚硬的 裂隙不发育的 新鲜完整的 厚 及巨厚层结构的岩体 裂隙间距大于 无贯穿性的软弱结构面 稳定性好 如岩性较单一的岩浆岩及火山岩类 深变质 岩 块状片麻岩 混合岩等 巨厚层沉积岩 具有 各向同 性的力 学特性 坚硬的 裂隙较发育的 微风化的块状 厚层 状及次块状结构的较完整岩体 裂隙间距为 厚层砂岩 砾岩 未溶蚀的石灰 岩 白云岩 石英岩 火山碎屑岩等 除局部地段外 整体稳定性较好 包括裂隙发育 经过灌浆处理的岩体 具有 各向同 性的力 学特性 中等坚硬的 完整性 较差的 裂隙发育的弱 风化次块状 镶嵌状岩体 中厚层状结构岩体 裂隙间距为 岩体稳定性受结构 面控制 如风化的 类岩 石灰岩 砂岩 砾岩及均一 性较差的熔结凝灰岩 集块岩等 作为坝基 必须进行专门性地基处理 力学 特性不 均一 差 异较大 明显受 结构面 控制 完整性较差的 裂隙发育 强度较低的 强风 化的碎裂及互层状岩体 中 薄层状结构岩 体 裂隙 间距小于 砂岩 泥灰岩 粉砂 岩 凝灰岩 云母片岩 千枚岩等 岩体整体强度和稳定性较低 力学 特性显 著不均 一 注 表中所列岩石名称供参考 同一岩石的分类主要由基本参数决定 岩体面抗剪断参数变异系数参考混凝土接触面抗剪断参数变异系数取值 饱和抗压强度 声波法纵波速 变形模量 定抗剪断参数值 凝土接触面和岩体抗剪断参数表 接触面抗剪断参数均值和标准值 岩体抗剪断参数均值和标准值 表 坝基深层结构面抗剪断参数表 成因类型及特征 分类名称 定量分辩指标 抗剪断参数均值和标准值 黏粒 砂砾 软 弱 结 构 面 黏 泥型 压扭性断层 层间错动带 泥化结构面 裂隙充填物风 化或次生充填物 具连续的 黏泥层或全部为黏泥充填 少量或无 黏土类 泥 含粉粒 碎屑型 同上 但黏泥中含粉粒较 多 壤土类 碎 屑夹泥 型 压扭 张扭性断层构造 岩成混杂状 层间错动泥 化不完全者 夹泥断续分布 或混杂 砾质壤土 碎 屑碎块 型 层间剪切带 断层破碎带 构造分带不完全由软弱构 造层透镜体 碎屑 局部夹 泥风化物充填 少或无 砂质土或碎屑土 硬 性 结 构 面 无 充填物 的 层面 节理 裂隙 胶 结的 层面 节理 裂隙 表 混凝土层面抗剪断参数表 序号 类别名称 特 征 抗剪断参数均值和标准值 碾压混凝土 层面黏结 贫胶凝材料配比 龄期 富胶凝材料配比 龄期 常态混凝土 层面黏结 龄期 注 胶凝材料小于 为贫胶凝材料 大于 为富胶凝 材料 在 之间为中等胶凝材料 附录 标准的附录 实体重力坝的应力计算公式 计算实体重力坝坝面应力公式 参见图 上游面垂直正应力 下游面垂直正应力 上游面剪应力 下游面剪应力 上游面水平正应力 下游面水平正应力 上游面主应力 下游面主应力 图 以上公式 适用于无扬压力作用的情况 当截面上有扬 压力作用时 应分别采用下列公式 考虑地震荷载作用时 按 中有关规定计算 式中 坝体计算截面沿上 下 游方向的长度 上游坝坡 下游坝坡 计算截面在上 下游坝面所承受的水压力强度 如有淤沙压力时 应计入在内 计算截面在上 下游坝面处的扬压力强度 计算截面上全部垂直力之和 包括坝体自重 水 重 淤沙重及计算的扬压力等 以向下为正 对 于实体重力坝 均切取单位宽度坝体为准 下 同 计算截面上全部垂直力及水平力对于计算截面 形心的力矩之和 以使上游面产生压应力者为 正 附录 标准的附录 坝基深层抗滑稳定计算 坝基深层存在缓倾角软弱结构面时 具有单滑动面 双滑动面 和多滑动面 可根据地质结构模型分析确定控制性滑动面进行极 限状态抗滑稳定分析 双斜滑动面为最常见情况 如图 图 双斜滑动面示意图 双斜面的坝基深层抗滑稳定极限状态抗力函数 式中 垂直力之和 分别为岩体 重量的垂直作用 分别为 滑动面的抗剪断摩擦系数 分别为 滑动面的抗剪断黏聚力 分别为 面的面积 分别为 与水平面的夹角 分别为 面上的扬压力 分别为 面上的抗力或不平衡剩余推力及剩 余推力作用方向与水平面的夹角 作用效应函数 式中 作用于深层滑动 面的全部切向 包括滑动面以 上岩体 作用之和 附录 标准的附录 坝体温度和温度应力计算 混凝土温度计算 稳定温度场 图 稳定温度场边界温度示意图 坝体稳定温度是确定运行 期温度荷载 接缝灌浆时机以 及施工期控制基础混凝土温 差 防止贯穿裂缝的重要依据 稳定温度场满足拉普拉斯 方程 稳定温度场边界温度示意 图见 各边界温度按 的规定取值 稳定温度场可用平面有限元或两向差分法计算 必要时 可用 三维有限元计算 不稳定温度场 混凝土浇筑以后 由于水泥水化热的散发和受边界温度的影 响 坝体各浇筑层块的温度随着时间不停地变化 并产生温度应 力 因此 需确定各时期坝块的温度分布 不稳定温度场满足热传导方程 混凝土与空气接触取第三类边界条件 式中 混凝土温度 时间 或 导温系数 或 各向坐标 水化热绝热温升 混凝土导热系数 表面放热系数 空气温度 不稳定温度场根据需要可按一维或二维问题求解 求解不稳 定温度场 可用有限元法或差分法计算 水化热绝热温升 混凝土的绝热温升值 式中 混凝土最终绝热温升 胶凝材料 包括水泥和粉煤灰等混合材 最终 发热量 每方混凝土胶凝材料 包括水泥和粉煤灰等混 合材 用量 混凝土比热 混凝土容重 混凝土的绝热温升过程 可根据水泥水化热温升试验 选用以 下二式之 一 或其它公式拟合 也可直接采用实测曲线 式中 时段 时混凝土的绝热温升 水泥发热速率参数 以 以 计 边界气温 混凝土边界气温可根据工程所在地区气温资料分解为几项简 谐温度变化的组合 月平均气温的年变化过程见 气温骤降 日平均气温在以月平均气温过程线为基准 上 下变化 可按工程部位防裂的重要性 根据气温资料 选取几种典 型的气温骤降的降温幅度和历时 作为设计依据 日内气温变化以日平均气温过程线为基准的气温日内变 化 一般不作日内气温变化的分析 基础混凝土温度场计算 基础混凝土温度场可根据实际可能采取的浇筑分层尺寸和各 层浇筑间歇时间 逐层向上分时段计算 直到基础约束区高度范围 为止 计算时段在开始阶段可取 以后可取 采用差分法计算时 还需满足差分法稳定条件 不稳定温度场的热传导方程 符合线性迭加原理 为了便于分 析 混凝土浇筑块的最高温度与坝体稳定温度场的差值可分解为 水化热温升 温度场和初始温差 温度场之和 式中 浇筑块施工期的温差 水化热温升 混凝土浇筑温度 坝体的稳定温度 水化热温升温度场 水化热温升温度场计算 是指混凝土浇筑开始没有水化热 温 度场为零 随着混凝土龄期增加 混凝土发热 水化热 逐渐升温 同时由边界向外散热 混凝土达到最高温度后逐渐降温 直到水化 热散尽 混凝土温度场重归于零 因此假定 混凝土初始温度 各浇筑层和基础初始温度均假定为零 混凝土绝热温升 可按混凝土绝热温升过程线式 或 取相应时段间的增值 混凝土和基岩界面的温升取 岩石或老混凝土内部 边界气温为零 水化热温升温度场可用平面有限元计算 取浇筑块中心部位 垂直线上的温度分布进行分析 由于浇筑层厚度和块长之比很小 不考虑侧向散热 块体中心 部位的热量只向垂直方向传导 从浇筑层顶面散热 因此在大型工 程的前期设计阶段或中小工程可采用单向差分法计算 初始温差 温度场 由浇筑温度 降到运行期基础混凝土的稳定温度 的温 差 混凝土进行予冷浇筑温度低于月平均气温 尚应考虑混凝土热 量倒灌温度回升的问题 表层混凝土温度场 表层混凝土温度场 可根据设计需要 计算分析施工期浇筑块 侧面 顶面或水库蓄水时坝上游面的温度场 时段划分 表层温度场应根据计算气温变化的周期确定计算时段 气温 年变化时段可取 月 计算时程应取 年以上 气温骤降 时段可取 计算时程为一次气温骤降全过程 计算边界的处理 边界条件 长周期气温变化或与水接触 可取第一类边界 条件 即混凝土表面温度等于气温或水温 短周期气温变化 可取第三类边界条件 见式 表面保温 混凝土表面与保温层间的放热系数为 式中 保温材料导热系数 各种保温材 料的导热系数见表 保温层外表面与空气间放热系数 保温层厚度 风速修正系数 见表 潮湿程度修正系数 潮湿材料取 干燥材 料取 表 各种保温材料的导热系数 材料名称 材料名称 泡沫塑料 膨胀珍珠岩 玻璃棉毡 沥青 木板 干棉絮 木屑 油毛毡 稻草或麦杆席 干砂 炉渣 湿砂 甘蔗板 矿物棉 石棉毡 麻毡 泡沫混凝土 普遍纸板 表 风速修正系数 保温层透风性 风速 风速 易透风保温层 稻草锯末等 不加隔层 外面加不透风隔层 内面加不透风隔层 内外加不透风隔层 不透风保温层 冷却水管温度场 可采用虚拟水温法 此法既可考虑沿水管长度方向混凝土温 度变化的影响 亦可同时计算水管降温和浇筑层顶面散热 其步骤 如下 边界绝热中间通水冷却圆柱体平均温度 理论解为 无热源混凝土水管冷却 式中 冷却水初温 冷却前混凝土温度与冷却水初温之差 温度残留比 是导温系数 冷却水管长度 通水时间 的函数 可取 图 有热源混凝土水管冷却 图 埋置水管冷却从始点到 长的全部圆柱体平均温度 计算图 值的 式中 混凝土绝热温升 水管散热残留比 和下列四个参数有关 式中 混凝土导温系数 混凝土浇筑后历时 冷却圆柱体的半径 直径 水泥水化热发散系数 冷却水管的半径 混凝土导热系数 一套水管总长 水的比热 水的容重 水管通水流量 根据上述四个参数 查图 和图 图 虚拟水温法 用有限元法在周边绝热的域 内按设计要求布置冷却水管 节点 见图 按时段调整水管节点温度 通过计算使得 内混 凝土平均温度等于上述理论解混凝土相应时段的平均温度 此水 管节点温度即虚拟水温 并整理各时段水管温度成虚拟水温过程 线 图 图 在计算有冷却水管多层浇筑块温度 场时 按时段将虚拟水温作为冷却水管 节点的温度进行不稳定温度场有限元计 算即可 等效热传导方程 设混凝土绝热温升为 采用下列考虑水管冷却效果的 等效热传导方程 可用一般有限元网格计算层面和水管共同散热 问题 其中 式中 混凝土初温 进口水温 温 度 应 力 计 算 基础混凝土温度应力和表层混凝土温度应力计算可采用有限 元法 影响线法和约束系数法 有限元法和影响线法计算的基本 条件如浇筑层厚度 间歇时间 网格划分和计算时段等和温度场计 算条件应一致 为便于分析 基础混凝土温度应力宜分为 水化热 温度应力 初始温差 浇筑温度和稳定温度之差 温度应力 水管冷 却温度应力 表层混凝土温度应力宜分为 月平均气温年变化温度 应力 气温骤降温度应力 水化热温度应力 混凝土为弹性徐变体 在计算温度应力时 应考虑徐变 为判断综合效应 可将各项最不 利因素叠加 进行有限元仿真计算 有限元法 用有限元增量法求解混凝土温度应力整体平衡方程如下 式中 刚度矩阵 结点位移增量列阵 结点荷载增量列阵 混凝土徐变引起的结点荷载增量 温度应变产生的结点荷载增量 混凝土自生体积膨胀变形产生的结点荷载增 量 相应的应力增量为 式中 等效弹性矩阵 应变增量 徐变应变增量 温度应变增量 自生体积应变增量 影响线法 不均匀温度场温度应力可用影响线法进行简化计算 影响线 法计算温度应力和差分法计算温度场配套使用 基础混凝土水化热温度应力可根据基础块各层水化热 最高温升包络图 计算基础块中心垂直线上的水平方向应力 图 浇筑块温度应力影响线 式中 混凝土松弛系数 一般取 混凝土弹性模量 混凝土热膨胀系数 混凝土泊松比 应力计算点 处的温差值 两个计算点间的高度差 浇筑块的长边长度 在 处加一单位荷载 对各计算点 处产生的正应力影响系数 可由图 和图 查取 在 处的温差值 图 浇筑块温度应力影响线 表层温度应力 可根据表层温度场各时段的温差值分 布图 用有限元法或影响线法计算浇筑块水平剖面或浇筑块垂直 剖面自表面向内部不同深度应力 影响线法计算表层应力公式同 式 其影响线可采用图 和图 温度场分布取自差分法 各种单项荷载计算结果 图 矩形截面应力影响线 约束系数法 基础混凝土均匀温度场降温的温度应力可使用约束系数法进 行估算 即 式中 约束系数 当混凝土弹性模量和基岩相等时可 取表 的数值 当不等时 在混凝土与岩石的 接触面上应取表 中数值 其余按此比例折 算 混凝土松弛系数 一般近似取 相应的基础温差 表 注 浇注块长边长度 计算点离基础面的高度 表 图 方形截面应力影响线 温度应力控制 基础混凝土温度应力 按混凝土极限拉伸值控制 各种温差所产生的温度应力之和 式中 混凝土极限拉伸值的标准值 混凝土弹性模量标准值 温度应力控制正常使用极限状态短期组合结构 系数 取