砌石坝设计规范(SL25-2006)

1ICS93.160P59中华人民共和国水利行业标准SL25－2006替代SL25-91砌石坝设计规范Designspecificationforstonemasonrydam2006—04—12发布2006—06—01实施中华人民共和国水利部发布2前言《浆砌石坝设计规范》（SL25-91），以下简称原规范，于1991年首次发布，至今已十余年。现根据水利部水利水电规划设计管理局下发的《关于2002年度水利水电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知》（水总局科2002[15]号文）和《水利技术标准编写规定》（SL1-2002），对原规范进行修订。修订后改名为《砌石坝设计规范》（SL25-2006），以下简称本规范），本规范中的砌石坝是指砂浆或混凝土砌石坝，不包括干砌石坝。本规范对原规范进行修改补充的主要内容如下：──总则后增加了主要术语与基本符号一章，整个规范由原规范的9章增为10章。──原规范第三章第二节荷载组合中的基本组合增加了水库设计洪水位加设计正常温升的温度荷载的情况。泥沙冲淤期限计算年限增列附录D。──原规范第四章浆砌石重力坝第二节坝体形状设计改为坝体结构，具体规定了浆砌石重力坝的坝体结构。对原规范第4.3.4条（现为5.3.3）所提深层抗滑稳定问题，增列附录E，提出了砌石重力坝深层抗滑稳定安全系数要求及计算公式。──对原规范第五章浆砌石拱坝第二节坝体应力分析中砌石体容许压应力原表5.2.5-1（现为表A-7）作了重要修改，在毛石与块石砌体之间增加了毛石占70%、块石占30%及毛石占30%、块石占70%两档，更为经济合理。对原表5.2.5-2（现为表6.2.5-1）砌石拱坝控制计算拉应力也作了重要修改，即将原表5.2.5-2中的中央悬臂梁底及其他部位两档，改为拱坝周边及其他部位两档，并将表列入该条说明中，更符合目前所用设计参数及分析方法所得的成果。──SL25-91第九章观测设计（现为10章）改为安全监测设计，明确规定工程监测范围，增补安全监测设计遵循的原则，增加主要设施布置要求。──删除SL25-91附录三、附录五；附录一、二、四、六相应改为附录A、C、3G、B。本规范实施后替代《浆砌石坝设计规范》（SL25-91）。本规范批准部门：中华人民共和国水利部本规范主持机构：水利部水利水电规划设计总院本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位：贵州省水利厅本规范参编单位：水利部湖南水利水电勘测设计研究总院、水利部福建水利水电勘测设计研究院、贵州省水利水电勘测设计研究院、贵州省遵义水利水电勘测设计研究院。本规范主要起草人：黎展眉王良之高世宝何启荣杨卫中本规范审查会议技术负责人：沈凤生本规范体例格式审查人：陈登毅4目次前言1总则…………………………………………………………………….（1）2主要术语与基本符号………………………………………………….（3）2.1主要术语………………………………………………………….（3）2.2基本符号………………………………………………………….（3）3筑坝材料及砌石体设计指标………………………………………….（6）3.1筑坝材料………………………………………………………….（6）3.2砌石体设计指标………………………………………………….（7）4荷载与荷载组合……………………………………………………….（8）4.1荷载……………………………………………………………….（8）4.2荷载组合………………………………………………………….（9）5砌石重力坝……………………………………………………………（11）5.1坝体布置…………………………………………………………（11）5.2坝体结构…………………………………………………………（11）5.3坝体抗滑稳定计算………………………………………………（12）5.4坝体应力计算……………………………………………………（13）5.5坝体温度控制和防裂……………………………………………（15）6砌石拱坝………………………………………………………………（16）6.1坝址、坝线和坝体布置…………………………………………（16）6.2坝体应力分析……………………………………………………（16）6.3拱座稳定分析……………………………………………………（18）6.4温度控制…………………………………………………………（19）7坝体防渗………………………………………………………………（20）57.1一般规定…………………………………………………………（20）7.2混凝土防渗面板与心墙…………………………………………（20）7.3坝体自身防渗……………………………………………………（21）7.4横缝、止水和排水………………………………………………（22）8坝基处理………………………………………………………………（23）9坝体构造……………………………………………………………（25）9.1坝顶布置和交通……………………………………………….（25）9.2坝内廊道和孔洞……………………………………………….（25）9.3坝体分缝、排水和基础垫层……………………………………（26）10安全监测设计………………………………………………………（27）10.1一般规定………………………………………………………（27）10.2监测项目与监测设施布置……………………………………（28）附录A砌石体主要力学指标…………………………………………（30）附录B砌石体变形（弹性）模量、抗压强度试验方法…………….（37）附录C荷载计算公式…………………………………………………（40）附录D坝前泥沙冲淤期限计算……………………………………….(53)附录E砌石重力坝坝基深层抗滑稳定安全系数及计算公式……………………（54）附录F考虑坝体分层异弹模特性，用材料力学方法计算砌石重力坝坝体应力…………………………………………………………………………（56）附录G用材料力学方法计算重力墩、推力墩的应力…………….（61）本规范用词说明…………………………………………………………（64）61总则1.0.1为适应砌石坝工程建设发展的需要，规范砌石坝设计，对《浆砌石坝设计规范》（SL25-91）进行修订，使砌石坝设计做到安全适用、经济合理、技术先进、质量保证，特制定本规范。1.0.2本规范适用于大、中型水利水电工程中的2、3级砌石坝或坝高超过50m的4、5级砌石坝的设计。其他砌石坝设计可参照使用。对于坝高超过100m的砌石坝，设计时应进行必要的专题研究。1.0.3砌石坝按其坝高分为低坝、中坝和高坝。坝高在30m以下为低坝，坝高在30～70m为中坝，坝高在70m以上为高坝。1.0.4砌石拱坝按其厚高比分为薄拱坝、中厚拱坝和厚拱坝（或称重力拱坝）。薄拱坝厚高比小于0.2，中厚拱坝厚高比为0.2～0.35，厚拱坝厚高比大于0.35。1.0.5设计砌石坝应重视和研究下列问题：1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。2合理选择坝型、坝址、坝线，简化坝体结构。并结合枢纽布置全面研究坝体布置与其他建筑物的关系，力求选择昀佳方案。3坝基处理和坝体防渗。4泄洪消能防冲。5施工导流和渡汛。6建筑材料、施工方式及施工技术的采用，应因地制宜，在总结实践经验和进行科学试验的基础上，积极、慎重地采用新材料、新技术、新工艺。7降低工程造价和缩短建设工期的措施。此外，还应研究与同类型混凝土坝设计中的异同，重视砌石坝的材料试验、结构计算和分析研究，逐步探求和应用反映砌石坝结构特点的设计和计算方法。1.0.6砌石坝设计除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。71.0.7本规范主要引用下列标准：《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-98）《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）《混凝土拱坝设计规范》（SL282-2003）《水工混凝土试验规程》（SL）《水利水电工程岩石试验规程》（SL264-2001）《混凝土坝安全监测技术规范》（试行）（SDL336-89）82主要术语与基本符号2.1主要术语2.1.1砌石坝stonemasonrydam采用水泥砂浆或一、二级配混凝土作胶凝材料的砌石坝，其主要坝型有砌石重力坝和砌石拱坝两种。2.1.2坝高damheight建基面的昀低点（不包括局部深槽、井或洞）至坝顶的高度。2.1.3刚体极限平衡法limitequilibriummethod将可能滑动的岩体视为刚体，采用极限平衡原理，计算沿滑动面的抗滑稳定安全系数的分析方法。2.1.4拱梁分载法multi-archbeammethod将整个拱坝分为水平拱和悬臂梁两个系统，根据拱系和梁系在其交点处变位相等的条件来确定拱梁荷载分配的分析方法。2.1.5重力墩gravitypier通过重力作用承受拱端推力的重力式结构物。2.1.6推力墩abutmentblockofarchdam设置在拱坝坝体与基岩之间，将拱端推力传至稳定基岩的结构物。2.2基本符号2.2.1荷载Psk──泥沙压力；skp──泥沙压力强度；Pwk──浪压力；Fhk──冰块撞击坝面的动冰压力；Px──溢流反弧段上离心力合力的水平分力；9Py──溢流反弧段上离心力合力的垂直分力；α、α1、α2──坝基面扬压力强度系数；Tm──断面平均温度变化；Td──等效线性温差变化。2.2.2材料性能γw──水（或含泥沙水）的重度；ρw──水的密度；γsd──泥沙的干重度；γsb──泥沙的浮重度；φs──泥沙的内摩擦角；R──石料抗压强度；Rd──石料干抗压强度；Rs──石料饱和抗压强度；γc──混凝土的重度；Ee──混凝土的弹性模量；γb──砌石体的重度；α──砌石体的线膨胀系数；ρd──砌石体的干密度；Eo──砌石体的变形模量；Ee──砌石体的弹性模量；μ──砌石体的泊桑比；λb──砌石体的导热系数；Cb──砌石体的比热；αb──砌石体的导温系数；ƒcc──砌石体抗压强度；10ƒt──砌石体抗拉强度；ƒf──砌石体抗弯强度；ƒ'──滑裂面的抗剪断摩擦系数；c'──滑裂面的抗剪断凝聚力；ƒ──滑裂面的抗剪摩擦系数。2.2.3计算指标K'──按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；K──按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数。113筑坝材料及砌石体设计指标3.1筑坝材料3.1.1砌石体采用的石料应符合下列规定：1石料应新鲜、完整，质地坚硬，不得有剥落层和裂纹；2石料按外形可分为毛石、块石、粗料石三种；毛石：无一定规格形状，单块重量宜大于25kg，中部或局部厚度不宜小于20cm。块石：外形大致呈方形，上、下两面基本平行且大致平整，无尖角、薄边，块厚宜大于20cm。毛石、块石昀大边长（长、宽、高）不宜大于100cm。粗料石：应棱角分明，六面基本平整，同一面昀大高差不宜大于石料长度的3%，石料长度宜大于50cm，宽度、高度不宜小于25cm。3石料的抗压强度可根据石料饱和抗压强度值（MPa）划分为≥100、80、60、50、40、30六级；4石料使用前应进行岩块的物理力学性质试验，中小型工程无条件时，可按本规范附录A表A-1选用。3.1.2砌石体采用的骨料应符合下列规定：1骨料的品质必须符合《水工混凝土试验规程》（SL）的规定；2细骨料分天然砂和人工砂两类。人工砂不应包括软质岩、风化岩石的颗粒。天然砂和人工砂昀大粒径均宜小于5mm；3粗骨料（砾石、碎石）宜按粒径分级：当昀大粒径为20mm时，分成5～20mm一级；当昀大粒径为40mm时，分成5～20mm和20～40mm两级。3.1.3胶凝材料1砌石体的胶凝材料主要有水泥砂浆和一、二级配混凝土。2胶凝材料采用的强度等级或标号如下：水泥采用强度等级，