拦石坝设计规范.docx

1、拦石坝设计规范第一章 总则第条 本规范适用于大、中型工程中的、级浆砌石坝或坝高超过的、级浆砌石坝的设计。其他浆砌石坝设计可参照使用；对于级浆砌石坝及坝高超过的浆砌石坝，设计时应进行专门研究，制订补充规定。第条 浆砌石坝设计，应符合现行水利水电工程等级划分（山区、丘陵区部分）、水利水电工程地质勘察规范、水工建筑物抗震设计规范以及其他有关规范、规程、规定的要求。第条 设计浆砌石坝应重视和研究下列问题：一、建坝地区的各项基本资料。包括河流规划、综合利用要求以及水文、气象、地形、地质、地震、建筑材料、施工和运用条件等。二、合理选择和确定坝型、布置及荷载组合，简化坝体结构。三、地基处理和坝体防渗。四、泄

2、洪消能防冲。五、施工导流和渡汛。六、建筑材料、施工方式及施工技术的采用，应因地制宜。七、降低工程造价和缩短建设周期的措施。此外，还应研究与同类型混凝土坝设计中的异同，重视浆砌石坝的材料试验、结构试验和分析研究，逐步探求和应用反映浆砌石坝结构特点的设计和计算方法。混凝土标号根据立方体试件天龄期的极限抗压强度确定。浆砌石体常用混凝土标号有、两种。根据工程具体情况并经论证，上述胶结材料标号也可用试件天龄期的极限抗压强度确定。三、胶结材料的配合比，必须满足砌体设计标号的要求，并采用重量比。对于、级浆砌石坝，可参照附表和附表初选配合比，但应根据实际所用材料的试拌试验进行调整。四、胶结材料采用掺合料或外加

3、剂时应专门进行试验研究。第条在初步设计阶段，浆砌石坝抗滑稳定计算所需的抗剪断、抗剪参数，及对沿垫层混凝土与基岩接触面的滑动情况；级建筑物应作现场试验；级建筑物可根据基岩特征，从附表中查用。对于沿浆砌石体与垫层混凝土接触面滑动或沿浆砌石体本身滑动的情况，级建筑物应在室内作浆砌石体的抗剪（断）强度试验；级建筑物，当无条件进行砌体试验时，可查用附表。第条应重视浆砌石材料的力学、变形性能和热学性能的试验研究，以便为设计提供正确的依据。第三章 荷载及其组合第一节荷载第条作用在浆砌石坝上的荷载，按其作用的情况分为基本荷载和特殊荷载两类。一、基本荷载：坝体及坝体上永久设备的自重。坝体上游面静水压力。选择正常

4、蓄水位或设计洪水位进行计算，下游面静水压力取其相应的不利水位计算。 相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力（包括渗透压力和浮托力，下同）。泥沙压力。相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力。按多年平均冰层厚度确定的冰压力。相应于设计洪水位时的动水压力。温度荷载。其它出现机会较多的荷载。二、特殊荷载：校核洪水位的静水压力。相应于校核洪水位时的扬压力。相应于校核洪水位时的浪压力。相应于校核洪水位时的动水压力。地震荷载。其它出现机会很少的荷载。第条 扬压力：进行浆砌石重力坝稳定分析、应力分析以及浆砌石拱坝稳定分析时，必须计入扬压力的作用，并应按垂直作用于全部计算载面积考虑。扬压力的图形见附录二。分析浆

5、砌石拱坝坝体应力时，宜考虑扬压力的作用，但薄拱坝一般可以不计。第条 泥沙压力：根据坝址河流水文泥沙资料及淤积计算成果确定泥沙压力。泥沙压力的计算公式见附录二。坝前淤沙高的计算年限可采用年，或经专门论证决定。第条 浪压力：浪高和波长应根据吹程和风速结合水库所在位置的地形采用适宜的经验公式进行计算。对于山区峡谷水库可采用附录二中有关公式计算。在正常蓄水位及设计洪水位时，风速宜采用同期多年平均最大风速的倍；在校核洪水位时宜采用相应洪水期多年平均最大风速。浪高、波长确定后，可采用附录二中的公式计算浪压力。第条 冰压力：在严寒地区水库表面形成较厚的冰盖时，应考虑冰压力。一、静冰压力：当气温升高受热膨胀时

6、，坝前冰盖层对坝面产生的压力。二、动冰压力：由于冰块流动撞击坝面、闸墩、胸墙以及其他建筑物上所产生的压力。冰压力计算方法见附录二。第条 动水压力：当采用坝顶或坝面泄流时，应计算溢流坝段反弧面上的动水压力。对溢流面上的脉动压力和负压力可不考虑。动水压力计算见附录二。第条 温度荷载：浆砌石拱坝的温度荷载应根据运行期间坝体内部温度变化考虑。计算方法见附录二。浆砌石重力坝可不考虑温度荷载。第条 地震荷载：地震荷载包括地震惯性力和地震动水压力。地震荷载应按现行水工建筑物抗震设计规范进行计算。第二节荷载组合第条 应根据坝型合理确定浆砌石坝设计荷载及其组合。浆砌石坝设计荷载组合分为基本组合和特殊组合两类。基

7、本组合由基本荷载组成；特殊组合由相应的基本荷载与一种或几种特殊荷载组成。 第条 荷载组合按下述规定进行计算。一、基本组合：水库正常蓄水位与相应的不利尾水位的静水压力、坝体自重、扬压力、泥沙压力、浪压力或冰压力（二者取其中大者）。在拱坝设计中还应计入设计正常温降的温度荷载。对于以防洪为主的水库，其正常蓄水位很低者，可考虑设计洪水位及相应尾水位的静水压力、动水压力、坝体自重、扬压力、泥沙压力、浪压力。在拱坝设计中还应计入设计正常温升的温度荷载。在拱坝设计中还应考虑水库死水位（或运行最低水位）及相应尾水位的水压力、泥沙压力、坝体自重、扬压力和此时出现的正常温降（或温升）的温度荷载的组合情况。其它出现

8、机会较多的不利荷载组合。二、特殊组合：校核洪水位及相应尾水位的静水压力、坝体自重、扬压力、泥沙压力、动水压力、浪压力。在拱坝设计中还应计入设计正常温升。基本组合加地震荷载。施工期的不利荷载组合。基本组合加其它出现机会较少的荷载。第四章 浆砌石重力坝第一节浆砌石重力坝的布置第条 重力坝的布置应根据坝址地形、地质、水文等自然条件，结合泄洪、发电、灌溉、航运等枢纽建筑物的综合利用要求，统筹考虑，还应重视冲淤、排沙及岸坡防护等问题。第条 坝体溢流段的前沿长度、孔数等，应根据泄洪、排漂浮物等要求，以及下游河床和两岸的抗冲能力、水深与消能要求等因素，综合比较确定。第条 坝体需要开设廊道和孔洞时，其位置、尺

9、寸、数目应结合运用要求、施工条件以及坝体结构应力状态，合理确定。第条 溢流重力坝枢纽布置方案的最终选定，级建筑物应经水工模型试验验证；级建筑物在必要时也应进行水工模型试验。第二节坝体形状设计第条 实体重力坝上、下游面可分别采用一个或几个坡度，上游坝坡可采用，下游坝坡可采用。第条 溢流坝的水力设计应按照现行混凝土重力坝设计规范的有关规定执行。第条 空腹重力坝宜按以下要求拟定断面：一、外廓尺寸宜采用满足稳定和应力要求的、较经济的实体重力坝断面。二、空腹宜位于坝底中部，略偏下游；空腹底宽宜为坝底宽度的左右，高度宜为坝高的/。三、空腹剖面形状设计，宜采用应力状态较好的组合圆式或经论证的其它形状。空腹下

10、游面的倒悬度不宜大于，空腹上游面宜倾向上游一定角度，使空腹断面轴线趋向于坝体合力作用线。 第三节 坝体抗滑稳定计算第条 坝体抗滑稳定计算，必须考虑下列三种情况：一、沿垫层混凝土与基岩接触面滑动。二、沿浆砌石体与垫层混凝土接触面滑动。三、浆砌石体之间滑动。第条采用第条的公式计算时，坝体抗滑稳定安全系数应不小于表中的规定值。第条 当坝基岩体内有软弱夹层时，应重视深层抗滑稳定问题研究，且必须核算坝体带动部分基岩沿该软弱结构面的抗滑稳定性。第条 对于岸坡坝段，应视地形、地质条件，核算坝体侧向和抗滑稳定，必要时应采取措施，以保证施工期和运用期的稳定。第条 空腹重力坝除计算整体抗滑稳定外，还应核算前腿的抗

11、滑稳定性。第四节 坝体应力计算第条 坝体应力计算方法：一、实体重力坝以材料力学法为基本分析方法；当坝体设置混凝土防渗面板时，也可考虑坝体一个方向异性，按分层异弹模方法分析，计算方法参见附录三。 二、对于实体重力坝中的高坝、修建在复杂地基上的坝、以及不能作为平面问题处理的坝体或坝段，还应进行有限元法计算或结构模型试验研究。三、空腹重力坝应采用有限元法计算。第条 坝体应力计算内容主要包括：一、各计算截面上的应力（计算截面个数可根据坝高选定，坝基面、折坡处的截面应进行计算。对于中、低坝，也可只计算坝体边缘应力）。二、坝体廊道、孔洞等削弱部位的局部应力。三、空腹重力坝的腹拱周边、前后腿的应力。设计时，

12、应根据坝的具体情况和不同设计阶段，计算上述内容的部分或全部，或增加其它内容。必要时，尚应分析坝基内部的应力。第 条实体重力坝的应力应符合下列要求：一、在各种荷载（地震荷载除外）组合下，坝体垂直正应力应满足下列要求：计入扬压力和不计场压力两种情况时，坝基面垂直正应力均应小于砌体容许压应力。计入扬压力情况时，坝基面最小垂直正应力应为压应力。第 条浆砌石空腹重力坝计算应力可用下列指标控制：一、坝踵部位：坝基面以上坝高处，不出现主拉应力（高坝宜取，中、低坝宜取）。二、坝趾部位：主压应力不超过容许压应力值。第条 对于空腹重力坝，应通过调整坝体和空腹体形，改善空腹周边部位的应力状态，减小腹拱拉力区范围。腹

13、拱拱圈部分宜采用钢筋混凝土结构。第条 浆砌石重力坝的浆砌石体抗压强度安全系数应符合以下要求：一、在基本荷载组合时，应不小于。二、在特殊荷载组合时，应不小于。第五节 温度控制第条 坝基垫层混凝土温度控制应按现行混凝土重力坝设计规范有关规定执行。第条 坝体浆砌石砌筑时的温度控制，应按现行浆砌石坝施工技术规定的有关规定执行。第条 浆砌石坝体横缝的设置宜根据当地具体情况确定。 第五章 浆砌石拱坝第一节浆砌石拱坝的布置第条 浆砌石拱坝宜选河谷地形狭窄、坝肩地质条件好的坝址。其布置应根据坝址地形、地质、水文等自然条件以及枢纽的综合利用要求统筹考虑。第条 拱坝坝轴线位置的选择，应优先考虑拱座稳定，并经多方案

14、比较确定。第条 浆砌石拱坝体形的选择，应根据坝址地形、地质条件、泄洪方式、施工条件等合理选定。浆砌石拱坝顶部拱圈最大中心角以为宜；在河谷较宽的坝址，宜选用非圆弧形拱圈。浆砌石拱坝悬臂梁的倒悬度不宜大于。第条 浆砌石拱坝泄洪布置和泄洪方式的选择，应根据工程的特点确定。当由坝体泄洪时，宜优先考虑表孔泄洪。应重视浆砌石拱坝的溢流消能和防冲问题。水力设计应按照混凝土拱坝设计规范（）有关规定执行。级建筑物的拱坝溢流布置，应经水工模型试验验证。第二节坝体应力分析第条 浆砌石拱坝结构分析时，可视结构为各向同性的均质体；当有混凝土防渗体时，也可考虑坝体的一个方向异性。第条 浆砌石拱坝应力分析，宜以拱梁分载法计

15、算成果作为衡量强度安全的标准。对于级或情况比较复杂的浆砌石拱坝，除用拱梁分载法计算外，必要时应用有限元法验算或作结构模型试验加以验证。第条 浆砌石拱坝应力分析的主要内容包括：一、各计算截面上的应力分布。二、坝体上、下游面在各计算点的主应力。三、坝体削弱部位（廊道、孔洞等）的局部应力。在不同的设计阶段，应根据具体情况，计算上述内容的部分或全部。必要时还应分析坝基内部应力。第条 浆砌石拱坝应力分析中应考虑下述问题：一、选择应力分布比较有利的体形。二、坝内孔洞对坝体应力的影响。三、封拱温度对坝体应力的影响。四、不设横缝、整体上升的浆砌石拱坝坝体自重对应力的影响。五、分期施工、蓄水对坝体应力的影响。六

16、、坝体设横缝时，坝体横缝灌浆前施工期各单独坝段的应力和抗倾覆稳定性。第条 用拱梁分载法计算时，坝体内的主压应力和主拉应力应符合以下要求：一、浆砌石体容许压应力的安全系数，对于基本荷载组合，采用；对于特殊荷载组合，采用。当无试验资料时，可参考表值选用。二、浆砌石拱坝计算拉应力不应大于表所列数值。用拱冠梁法计算时，拱和梁的法向应力应满足本条所规定的应力指标。 第条 级浆砌石拱坝应力分析中所采用的砌体弹性模量、泊桑比、坝基变形模量和弹性模量，应通过试验确定。可行性研究阶段，当缺乏上述资料时，可参照类似条件下的经验数据采用。第条 对于重要的浆砌石拱坝，宜再用拱坝极限分析法核算，进一步了解其安全度。当采

17、用拱坝极限分析法核算时，坝体强度安全系数为极限荷载与设计荷载的比值，对于基本荷载组合，不应小于；对于特殊荷载组合，不应小于。第三节拱座稳定分析第条 在浆砌石拱坝设计的各阶段，应对两岸拱座的稳定性作出相应的分析论证。第条 在评价拱座的稳定性时，应合理确定滑裂面。滑裂面上的抗剪强度参数和的设计值；级浆砌石拱坝应通试验后研究选定；级浆砌石拱坝不具备试验条件时，可参照类似地质条件下工程的经验数据选定。第条 浆砌石拱坝拱座的抗滑稳定分析，以刚体极限平衡法为主。必要时可辅以有限元法等。拱座稳定分析应按空间问题处理，确定其整体抗滑稳定安全系数。如情况简单且无复杂的滑裂面时，可按平面分层累计计算。第条 采用第

18、条公式计算时，相应安全系数应不小于表规定的数值。第条 当拱座下游存在较大断层或软弱带时，应进行专门研究，采取加固措施控制变形量，并核算拱座变形对坝体应力的影响。 第条 应采取有效措施，减小作用在岩体上的渗透压力，保证拱座稳定安全。第条 浆砌石拱坝重力墩、推力墩的稳定分析应符合本节的有关规定。其应力及稳定计算参见附录四。重力墩、推力墩的荷载组合应与坝体的荷载组合一致。第四节温度控制第条 浆砌石拱坝施工时，可根据需要在拱端附近或其他适当位置预留横向宽缝或窄缝。宽缝缝宽可为。第条 浆砌石拱坝的封拱温度（指封拱时日平均气温）应控制在年平均气温以下，但不宜低于。严寒地区工程封拱温度的确定需经专门论证。整

19、体上升的浆砌石拱坝，砌筑时的日平均气温宜在年平均气温以下，超过年平均气温时应采取降温措施；同时不宜在低于的气温下砌筑。第六章 坝体防渗第一节一般规定第条 浆砌石坝应有防渗设施，可采用下列几种形式：一、设置在坝体上游面的混凝土防渗面板。二、设置在靠近迎水面砌石体内的混凝土防渗心墙。三、利用坝体自身防渗。四、经过实践或论证的其他形式。第条 坝体防渗形式应结合建筑物等级、当地建筑材料、自然条件、施工工艺、建坝经验等因素，比较论证后确定。第条 在有冰冻地区，坝体上游面水位涨落部位的胶结材料或混凝土防渗面板应采用普通硅酸盐水泥。第二节混凝土防渗面板与心墙第条 防渗面板与心墙的混凝土标号应满足抗渗、抗裂、

20、抗冻、强度等要求。其抗渗标号应满足表的要求，抗冻标号应满足表的要求。第条 混凝土防渗面板与心墙的底部厚度宜为最大水头的，顶部厚度不应小于。第条 混凝土防渗面板应根据温度应力计算或参照已建工程的实践经验，配置钢筋。第条 混凝土防渗面板或心墙与坝体的连接可采用联系钢筋或将相邻砌体砌成毛糙面。混凝土防渗心墙距上游坝面宜为。第条 混凝土防渗面板或心墙必须嵌入建基面，并与坝基防渗设施连成整体。第三节利用坝体自身防渗第条 适合下列条件之一者，可利用坝体自身防渗：一、用混凝土作为胶结材料，使用机械振捣并辅以必要的补强灌浆的砌石坝。二、高度低于，用水泥砂浆砌筑粗料石，迎水面用高标号水泥砂浆勾深缝的浆砌石坝。第

21、条 利用坝体自身防渗，应对坝体与地基的连接作出防渗设计。第四节横缝、止水和排水第条 重力坝的混凝土防渗面板应设伸缩缝，缝距宜为。如坝体设横缝，混凝土防渗面板或心墙的分缝应与坝体一致。第条 拱坝混凝土防渗面板或心墙的横缝间距宜为，并与坝身砌体横缝的形式和部位一致。混凝土防渗面板或心墙应和坝体同时封拱。第条 混凝土防渗面板或心墙的工作缝除必须按有关规定处理外，竖直工作缝应埋设止水，水平工作缝宜采用键槽连接。第条混凝土防渗面板与心墙的伸缩缝，在水头大于或死水位以下的部位应设两道止水，死水位以上且水头小于的部位可设一道止水。第条 横缝止水应与坝基岩石紧密连接，止水片宜埋入基岩内。第条 横缝止水后面宜设

22、竖向排水孔，通至纵向排水检查廊道或坝体水平排水系统。第七章 坝基处理第条 浆砌石坝的地基处理设计，必须根据地质条件、地基与其上部结构之间的相互关系、枢纽布置和施工方法等因素综合研究确定。地基处理后应满足强度、稳定、刚度和抗渗、耐久的要求。第条 对岩溶地区和坝基范围内有较大的软弱破碎带者，应有专门的坝基处理设计。第条 浆砌石重力坝的坝基处理设计，可参照现行混凝土重力坝设计规范有关规定执行；浆砌石拱坝的坝基处理设计，可参照现行混凝土拱坝设计规范有关规定执行。美观。溢流坝顶应根据需要设置交通桥或工作桥。坝高以上的非溢流坝坝顶宽度不宜小于。坝顶下游侧宜设置栏杆。第条 防浪墙可采用浆砌石、混凝土或钢筋混

23、凝土结构，应与坝体连成整体，两端与坝肩基岩相接。墙身应有足够的强度，其高度可为。第条 浆砌石坝的下游面可视需要设置坝后桥。第二节 坝内廊道和孔洞第条 坝体内应视需要设置孔洞和廊道，应统一布置并尽量设在坝体应力较小的部位。坝内廊道、孔洞有立体交叉时，其净距不宜小于。薄拱坝坝体内可不设廊道。第条 纵向廊道的上游壁距上游坝面的距离宜为倍坝面作用水头，且不得小于。坝基灌浆廊道底面距基岩面的距离不得小于倍廊道宽度，廊道断面形状可为圆顶直墙形，宽度宜为，高度宜为。岸坡纵向廊道的坡度不宜陡于。第条 坝基排水廊道，宜在基岩面或靠近基岩面按裂隙分布发育情况，纵、横方向布置。廊道宽度宜为，高度宜为。第条 纵向检查

24、观测廊道的设置，必须与相应的设施要求相配合。空腹重力坝的检查观测廊道宜与空腹接通，并通至坝外。第条 当需要布置多层廊道时，层间距离高宜为，各层廊道均应相互连通。第条 廊道内应设可靠的照明和排水设施。第三节 坝体分缝和坝体排水第条 浆砌石坝根据地形、地质、温度等因素，可设置沉降或温度横缝。局部施工缝可根据需要设置。拱坝横缝的构造应满足封拱灌浆的要求。重力坝横缝、拱坝底座水平缝应设置可靠的止水。第条 坝体内宜设置一排竖直排水管。当坝体设防渗墙时，坝体排水管应设在防渗墙后，两者净距不得小于。当不设防渗墙时，排水管距上游坝面的距离不得小于。排水管管距宜为，内径宜为左右，上端通入纵向廊道或坝顶（设盖板）

25、，下端接入纵向检查廊道或水平排水管。水平排水管高差宜为。坝体排水管可采用预制无砂混凝土管，或用料石砌筑成排水孔。混凝土溢流护面与坝体浆砌石的接触面上，可视需要设排水管通至坝后。无冰冻地区的薄拱坝坝体内可不设置排水管。第九章 观测设计第一节 观测设计原则和项目第条 浆砌石坝应按级别、坝高、结构型式及地质条件等确定观测项目和设备布置。观测项目不宜过多，但应能掌握施工期、蓄水期和运行期大坝的工作状态。第条 对于、级浆砌石坝，应进行上下游水位、气温、水温、坝体温度、水平位移、垂直位移、挠度、扬压力和渗流的观测；必要时宜进行坝体横缝、接触缝、冲刷和淤积等项目观测。对于级或结构比较新颖的浆砌石坝，可根据设

26、计和科研的需要，对坝体的应力、应变、坝体局部结构和孔洞的应力、应变、水力学以及地震反应等项目进行专门观测。第二节 观测设备的布置第条 观测设备布置应符合下列要求：一、测点布设应能反映大坝的主要工作状态，观测成果便于与设计、试验成果对比分析。二、应根据坝型、坝的结构特点和观测目的选择观测断面。三、各相关因素的观测设备布置要互相配合，尽量集中，其各类仪器布设的数量应能满足资料分析的需要。四、观测方法宜简便、直观和满足精度要求，观测值应能互相校核。第条 坝体上下游水位观测可设置水尺或遥测水位计观测。第条 坝体温度观测点沿坝高方向不宜少于层，每层至少个测点。水温观测宜与坝体温度观测配合进行。第条 水平

27、位移观测，可根据坝型、观测内容等具体条件选用垂线法、引张线法、视准线法、激光准直法、三角网法和精密导线法等。第条 坝体、坝基的垂直位移，宜用精密水准测量，每坝段设一测点。观测用的基准点，应远离坝体。第条 扬压力观测应以横断面观测为主，纵横结合。观测横断面宜选在最大坝高及基础较差处。每一水平截面不得少于个测点。必要时，可对坝肩岩体进行扬压力观测，测点的位置，可根据地质条件作适当的调整。地质条件优良的薄拱坝，可不作扬压力观测。第条 渗流观测宜在廊道（或坝基井、洞）排水沟的适当位置设置量水堰和水位测针，或在坝址下游能汇集渗水处设置集水井等量水设施。第条 对坝后的冲刷坑及坝前淤积情况应定断面进行观测。

28、第条 裂缝的开合度观测，应在坝体与岸坡、基岩接触部位和坝体横缝处埋设测缝计。第条 坝体应力、应变观测，对于拱坝，可选择拱冠和左右拱端断面进行；对于重力坝，宜在溢流坝段和非溢流坝段各选一个观测断面；对于重要的或地质条件复杂的工程，可酌情增加断面。每个观测断面，除在基础附近布置一个观测截面外，还可根据坝高和结构特点，沿坝高大致均匀地布置几个观测截面。每个截面上至少应在距上下游坝面左右及断面中心处各布置一个测点。第条 测点应变、应力计的支数和方向，应根据不同的应力状态确定，每个应变计组附近，应埋设无应力计。布置无应力计应满足以下要求：一、无应力计与应变计组距坝面的距离相等。二、在坝面附近温度梯度较大的部位，无应力计的轴线宜垂直坝面。三、无应力计与应变计组的距离，不宜小于放置无应力计外罩尺寸的倍。第条 观测站的布置应靠近大量埋设仪器的断面，并有良好的交通、照明、防潮和安全设施。同；另一部分为作用在空腹下游边至坝趾之间的扬压力，按空腹内基岩面是否有水的不同情况分别按附图中（）和（）采用。