橡胶坝设计规范[1]

中华人民共和国行业标准橡胶坝技术规范TechnicalStandardofRubberDamSL227-98主编单位：中国水利水电科学研究院批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：1999年月1月1日1998-12-25发布1999-01-01实施前言为适应推广应用橡胶坝工程的迫切要求，使橡胶坝工程建设和管理有章可循，1995年11月水利部农村水利司下达了《关于开展(橡胶坝技术规范)编制工作的通知》。在水利部农村水利司的主持下，编写组立即开始工作，1996年6月完成初稿并召开了编写工作会议，1996年8月完成征求意见稿，在广泛征求意见补充修改后，于1997年10月完成送审稿，并于1998年2月召开审查会议，通过了专家审查。SL227—98《橡胶坝技术规范》分总则、工程规划、工程设计、施工安装、运行管理，共5章99条和5个附录。它在总结我国橡胶坝工程建设经验基础上，参考并吸收了国外橡胶坝工程建设的先进技术，内容全面，技术先进、成熟，达到国际先进水平，可以指导今后橡胶坝工程建设。它所制定的技术指标合理准确，具有可操作性，并与相关技术规范协调配套。本规范解释单位：水利部农村水利司主编单位：中国水利水电科学研究院参编单位：淮河水利委员会规划设计院、四川省水利水电勘测设计院、广东省水利水电勘测设计研究院、北京市水利规划设计研究院主要起草人：高本虎、方习真、胡明亮、麦鉴陵、陆吾华、张秀芳、解士博1总则1.0.1为使橡胶坝工程建设和管理做到安全可靠、技术先进、经济合理、确保质量、使用方便、美化环境、合理开发利用水资源，特制定本规范。1.0.2本规范适用于坝高5m及其以下的袋式橡胶坝工程。坝高超过5m或特殊用途时应进行专门的技术论证和试验研究。1.0.3橡胶坝工程的建设程序，应按基本建设程序办理；如规模较小，建设程序可以简化。1.0.4橡胶坝工程的建设和管理，除执行本规范外，还应符合现行有关标准和规范的规定。2工程规划2.1基本资料2.1.1应搜集、整理、分析研究和掌握建坝地区的地形、气象、水文、工程地质、水文地质、内外交通、流域(或地区)水利综合利用规划、社会经济和环境评价等基本资料。2.1.2地形资料应包括工程规划区域地形图、坝址地形图、回水区域地形图、河道纵横断面图等；测量范围应根据工程任务和规模确定，各种图的比例尺应符合有关规范要求。2.1.3水文气象资料应包括流域概况和河道特征、坝址河段的洪(枯)水流量、含沙量、冰情、水质、漂浮物以及气温、降水、蒸发、湿度、风力、风向、日照、冰冻期、冻土深、潮汐等。2.1.4工程地质和水文地质资料，按《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55—93)要求进行必要的地质勘察工作，应有坝址地质纵横断面图、地基和天然建筑材料的物理力学指标、地下水位、比降、水质等资料。2.1.5应搜集有关橡胶坝袋生产厂家产品、规格以及已建橡胶坝工程资料。2.2坝址选择2.2.1应根据橡胶坝特点和运用要求。综合考虑地形、地质、水流、泥沙、环境影响等因素，经过技术经济比较后确定坝址。2.2.2坝址宜选在河段相对顺直、水流流态平顺及岸坡稳定的河段；不宜选在冲刷和淤积变化大、断面变化频繁的河段。2.2.3坝址选择应考虑施工导流、交通运输、供水供电、运行管理、坝袋检修等条件。2.2.4坝址选择应有利于枢纽工程总体布置。重要工程应有水工模型试验论证。2.3工程规模及枢纽布置2.3.1工程规模应根据水文水利计算研究确定。2.3.2工程布置宜包括土建、坝体、充排和安全观测系统等。应做到布局合理、结构简单、安全可靠、运行方便、造型美观。坝轴线应与坝址处河段水流方向相垂直。2.3.3坝长应与河(渠)宽度相适应，坍坝时应能满足河道设计行洪要求，单跨坝长度应满足坝袋制造、运输、安装、检修以及管理要求。2.3.4取水工程应保证进水口取水和防沙的可靠性。2.3.5坝袋设计高度应根据工程规划，满足综合用水要求确定。坝顶高程宜高于上游正常水位0.1～0.2m，坝顶泄洪能力可按附录A计算。2.3.6坝底板尺寸布置应包括坝底板高程、厚度及顺水流方向上宽度等。1坝底板高程应根据地形、地质、水位、流量、泥沙、施工及检修条件等确定，宜比上游河床地形平均高程适当提高0.2～0.4m。2坝底板厚度应满足充排水(气)管路及锚固结构布置要求。3顺水流方向的坝底板宽度应按照坝袋坍平宽度以及安装和检修的要求确定。2.3.7防渗排水布置应根据坝基地质条件和坝上、下游水位差等因素，结合底板、消能和两岸布置综合考虑，构成完整的防渗排水系统。承受双向水头的橡胶坝，其防渗排水布置应以水位差较大的一方为控制条件，合理选择双向布置形式。拟定坝基防渗长度的方法可参照《水闸设计规范》进行。2.3.8消能防冲设施的布置，应根据地基情况、运行工况等因素确定。2.3.9坝袋与两岸连接布置，应使过坝水流平顺。上、下游翼墙与岸墙两端应平顺连接，其顺水流方向的长度应根据水流和地质条件确定。边墙顶高程应根据校核洪水位加安全超高确定。2.3.10坝袋充排控制设备及安全观测装置均应设在控制室内，控制室布置应考虑运行管理方便，严寒或潮湿地区应有防冻、防潮措施，2.3.11多跨橡胶坝之间应设隔墩，墩高应不小于坝顶溢流水头，墩长应大于坝袋工作状态时的长度。2.3.12在枯水期流量较大河流上的橡胶坝工程，应考虑检修时的导流方式。2.4环境及经济评价2.4.1修建橡胶坝工程对生态环境和社会环境的影响应参照《水利水电工程环境影响评价规范》的要求进行必要的分析和评价，对不利影响提出防范措施。2.4.2橡胶坝工程建设应按照《水利建设项目经济评价规范》(SL72—94)进行经济效益分析，评价项目的经济合理性和财务可行性，3工程设计3.1坝袋3.1.1坝袋按充胀介质可分为充水式、充气式。应按运用要求、工作条件经技术经济比较后确定。3.1.2坝体布置可采用单跨式或多跨式。3.1.3作用在坝袋上的主要设计荷载为坝袋外的静水压力和坝袋内的充水(气)压力。3.1.4设计内外压比α值的选用应经技术经济比较后确定。充水橡胶坝内外压比值宜选用1.25～1.60；充气橡胶坝内外压比值宜选用0.75～1.10。3.1.5坝袋强度设计安全系数充水坝应不小于6.0，充气坝应不小于8.0。3.1.6坝袋袋壁承受的径向拉力应根据薄膜理论按平面问题计算。坝袋袋壁强度、坝袋横断面形状、尺寸及坝体充胀容积的计算，可按附录B进行。3.1.7坝袋胶布除必须满足强度要求外，还应具有耐老化、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击、抗屈挠、耐水、耐寒等性能。坝袋使用的胶布应符合附录C的技术要求。3.2锚固结构3.2.1锚固结构型式可分为螺栓压板锚固、楔块挤压锚固以及胶囊充水锚固三种。应根据工程规模、加工条件、耐久性、施工、维修等条件，经过综合经济比较后选用。锚固结构可按附录D计算。3.2.2锚固构件必须满足强度与耐久性的要求。3.2.3锚固线布置分单锚固线和双锚固线两种。采用岸墙锚固线布置的工程应满足坍坝时坝袋平整不阻水，充坝时坝袋格皱较少的要求。3.2.4对于重要的橡胶坝工程，应做专门的锚固结构试验。3.3控制系统3.3.1坝袋的充胀与排放所需时间必须与工程的运用要求相适应。3.3.2坝袋的充排有动力式和混合式。应根据工程现场条件和使用要求等确定。3.3.3充水坝的充水水源应水质洁净。3.3.4充徘系统的设计包括动力设备、管路、进出水(气)口装置等。1动力设备的设计应根据工程情况、运用管理的可靠性、操作方便等因素，经济合理地选用水泵或空压机的容量及台数。重要的橡胶坝工程应配置备用动力设备。2管路设计应与充、排水(气)时间相适应，做到布置合理、运行可靠及维修方便，具有足够的充排能力。3充水坝袋内的克(排)水口宜设置两个水帽，出口位置应放在能排尽水(气)的地方并在坝内设置导水(气)装置。4寒冷地区管路埋设应满足防冻要求。3.4安全与观测设备3.4.1安全设备设置应满足下列要求：1充水坝设置安全溢流设备和排气阀，坝袋内压不超过设计值；排气阀装设在坝袋两端顶部。2充气坝设置安全阀、水封管或U形管等充气压力监测设备。3对建在山区河道、溢流坝上或有突发洪水情况出现的充水式橡胶坝，宜设自动坍坝装置。3.4.2观测装置设置宜满足下列要求：1位传感器。2重要工程应安装自动监测设备。33.5土建工程3.5.1橡胶坝土建工程应包括基础底板、边墩(岸墙)、中墩(多跨式)、上下游翼墙、上下游护坡、上游防渗铺盖或截渗墙、下游消力池、海漫等。3.5.2土建工程设计，应根据坝的设计条件，使建筑物满足强度、防渗及地基稳定的要求。3.5.3作用在橡胶坝上的设计荷载可分为基本荷载和特殊荷载两类。1基本荷载：结构自重、水重、正常挡水位或坝顶溢流水位时的静水压力、扬压力(包括浮托力和渗透压力)、土压力、泥沙压力等2特殊荷载：地震荷载及温度荷载等。3.5.4坝底板、岸墙(中墩)应根据地基条件、坝高及上、下游水位差等确定其地下轮廓尺寸。其应力分析应根据不同的地基条件，参照其它规范进行计算；稳定计算可只作防渗、抗滑动计算。3.5.5橡胶坝应尽量建在天然地基上；对建在较弱地基上的橡胶坝应进行基础处理。3.5.6上、下游护坡工程应根据河岸土质及水流流态分别验算边坡稳定及抗冲能力。护坡长度应大于河底防护的范围。3.5.7消力池(护坦)、海漫、铺盖除应满足消能防冲外，还应考虑减轻和防止坝袋振动。对经常溢流的橡胶坝工程，宜设陡坡段与下游消力池(护坦)衔接。应根据运用条件选择最不利的水位和流量组合进行消能防冲计算。3.5.8充气橡胶坝的消能防冲计算，应考虑坍坝时坝袋出现凹口引起单宽流量增大的因素。3.5.9控制室应满足机电设备布置和操作运行及管理需要，室内地面高程应高于校核洪水位。地下泵房应作防渗、防潮处理。3.5.10在已建拦河坝顶或溢洪道上加建橡胶坝时，应对原工程抬高水位后进行稳定及应力校核，并应考虑上游淹没影响和不得降低原有防洪标准。3.5.11采用堵头式锚固的橡胶坝应采取有效措施防止端部坍肩。4施工安装4.1一般规定4.1.1橡胶坝工程建设应按有关水利基建规定和程序，作好招标、投标、建设监理等工作。4.1.2施工前应根据批准的设计文件(包括施工组织设计和工程概算)和有关规范，编制详细的施工计划，做到技术先进和经济合理，确保施工进度和工程质量。4.1.3施工场地布置应做到合理布局，施工方便，确保安全，力求节约。4.1.4橡胶坝袋必须进行专门的质量检验。4.1.5坝袋安装必须保证对充胀介质的密封性。4.1.6橡胶坝施工中必须加强质量管理，应建立质量保证体系和质量检查体系，确保施工质量。4.2土建工程施工4.2.1土建工程施工可包括下列主要项目：1基坑开挖，控制及观测系统管道理设。2浇筑混凝土底板、锚固槽或预埋锚固螺栓；锚因件制作。3修筑岸墙和防渗、防冲设施及其它安全保护措施。4控制室。以上各项施工应符合有关标准规范的技术要求。4.2.2坝袋与基础底板和岸墙(中墩)接触部位的表面必须平整光滑。4.2.3采用螺栓压板锚固的，其螺拴间距和埋深均应符合设计要求。采用楔块或胶爱充水钱因的，其锚固槽的槽口、槽壁和槽底线应顺直平整。1工程验收前，应由施工单位负责管理维护。2对工程施工遗留问题，施工单位必须认真加以处理，并在验收前完成。3工程竣工后，建设单位应及时组织验收。4.5.5橡胶坝工程的质量检验和评定应按《水利水电工程施工质量评定规程》(SLl76—96)执行。4.5.6坝袋应以设计坝高为验收标准。4.5.7竣工验收必须按《水利水电工程验收规程》、《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》(SDJ249—88，SL38—92)和本规范的规定办理。4.3控制、安全和观测系统施工4.3.1控制系统的施工应符合有关机电、土建施工的要求。4.3.2安全装置安装前，应进行检查，并按设计要求进行安装，确保质量，运用可靠。4.3.3观测系统的安装，应进行调试，使其符合设计精度要求，确保观测方便可靠。4.4坝袋安装4.4.1坝袋、底垫片、密封材料、垫平片要求：1坝袋、底垫片应由工厂按设计图纸进行制作，出厂前必须检查其尺寸并画出锚固线和锚固