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工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中华人民共和国电力行业标准混凝土面板堆石坝设计规范条文说明主编单位国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目录范围坝的布置和坝体分区筑坝材料及填筑标准趾板混凝土面板接缝和止水坝基处理坝体计算抗震措施分期施工和坝体加高安全监测工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统范围本规范是在总结级及其以下的混凝土面板堆石坝的经验基础上编制的对以上的坝要对面板的应变和堆石坝体的变形控制坝体的填筑标准面板混凝土的耐久性和缝的止水结构设计等问题进行专门论证以上的级高坝也很重要应按本规范设计工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统坝的布置和坝体分区坝的布置强调要有利于枢纽中其他建筑物布置混凝土面板堆石坝平面尺寸大对坝基适应性强而泄洪和引水发电系统对地质条件要求较高若坝轴线有利于这些建筑物布置将会节省混凝土用量降低工程造价河床冲积层的变形模量一般比碾压堆石体的变形模量大只要冲积层密实将堆石坝体建在冲积层上是经济合理的冲积层内有粉细砂层和黏土层时应进行稳定和变形分析必要时可调整坝坡论证堆石坝体建在冲积层上的经济合理性利用建筑物开挖石料筑坝比用料场开挖石料经济可减少对环境的破坏在进行枢纽布置方案比较时应将土石方平衡考虑在内减少枢纽中混凝土量增加岩石开挖量的布置方案一般是经济的方案为增加岩石开挖料加大电站进水口或溢洪道引渠尺寸减小流速节省混凝土衬砌常是经济的选择天生桥一级大坝填筑的的坝料来自溢洪道开挖石料就是一例坝顶坝顶宽度影响坝体工程量在满足使用要求的前题下坝顶宽度愈小愈经济坝顶除提供交通外一般有观测电缆沟灯柱和排水沟等设施确定坝顶宽度时应考虑布置它们的需要面板混凝土浇筑平台的昀小宽度为或更宽视使用的施工设备和施工布置而定国内已建以下的坝坝顶宽度为以上的坝坝顶宽度较大高的天生桥一级大坝坝顶宽度为为减少防洪超高和风浪超高所需的坝体高度常用高度较大的防浪墙以减少堆石的填筑量和面板的面积防浪墙太高墙工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统本身和坝顶细堆石料填筑的费用都将增加墙高要和减少堆石填筑量节省的费用比较以达到经济的墙高为安全和防止将坝顶下游边缘石块蹬掉坝顶下游侧要设护拦或路缘石保护坝顶和面板都要变形导致防浪墙与面板的水平接缝容易破坏当该水平接缝高程低于水库正常蓄水位时此缝可能成为一个漏水通道故防浪墙和面板的水平接缝高程宜高于水库正常蓄水位为保证大坝运行期沉降稳定后坝体仍有足够的超高也为视觉的需要坝顶需预留沉降超高碾压堆石体蓄水期的坝顶沉降值约为坝高的坝顶沉降超高可为坝高的参照坝顶长度与坝高选定沉降超高的设置应由坝头处的零值渐变到坝高昀大处的昀大值用局部放陡顶部坝坡实现沉降超高为方便防浪墙电缆沟和坝顶路面等施工及预留坝顶沉陷超高起拱的需要规定防浪墙底部高程以上的坝体用细堆石料填筑坝坡早期砂砾石料筑坝的上游坝坡是如格里拉斯坝后期是如萨尔瓦兴娜和雅肯布坝软岩堆石料的力学性质和母岩及填筑标准有关用软岩堆石料筑坝或软基上建坝其坝坡应具体设计为在坝坡上布置公路和节省上坝施工道路工程量可在平均坝坡不变的条件下公路间用较陡的坝坡如塞格雷多坝公路间实际坝坡为天生桥一级大坝公路间实际坝坡用已被工程证明是可行的大块石堆砌是指用推土机将大块石推到坝边缘使大头朝坡外斜坡尺检查合格后用小石将大块石楔紧或用摆石堆砌成高度大致相等的台阶平均坝坡为设计坝坡为方便护坡施工需工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统随着坝体升高及时堆砌施工垫层区上游坡面易被雨水或波浪冲刷应及时保护为了给面板混凝土施工提供坚固的作业面也需坡面保护用砂砾石料作垫层料时及时的坡面保护尤为重要坡面保护有喷阳离子乳化沥青喷混凝土及碾压砂浆等措施可按各工程具体条件选用人工修整坡面铺低强度砂浆抗压强度经坡面碾压后便完成了坡面保护工作此系我国首先使用的技术宜予推广应用坝体分区强调堆石坝体分区要方便施工和经济合理堆石坝体分区主要是充分利用当地料源安全经济地建设大坝而不是按规定的坝体断面分区去寻找合适的筑坝材料对各种开挖料的岩土性质及各种地形条件下大坝运行性能的正确理解是作好坝体分区设计的基础建筑物开挖石料或近坝区料场岩性复杂可以在坝内另设不同的分区以充分利用各种开挖石料坝轴线下游水下的硬岩抛石体不影响大坝运行性能为下基坑方便截流前两岸有更大的填筑场地或将下游围堰的堆石体并入坝体必要时可在下游坝趾设硬岩抛石区确定上游铺盖的顶高程尚无公认的准则铺盖的高度一般为坝体高度的或铺盖顶高程到水库放空的昀低高程或电站死水位下能潜水到的昀低高程增加采用专门铺料措施如反铲装载机等配合人工铺料垫层区的宽度减小过渡区的宽度相应增大的内容高的塞格雷多坝设置了宽的细垫层区高的默奇松坝高的巴斯塔延坝和高的利斯坝垫层区宽度为过渡区宽度为天荒坪和东津坝的垫层区宽度分别为和过渡区宽度为竖向排水区上游设反滤层可以阻止细颗粒流失防止排工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统水被细颗粒淤塞是否设反滤层需视坝料中细颗粒含量而定雅肯布坝排水区上游砂砾石中小于颗粒含量不超过用的砾石或碎石作排水料同时具有排水和反滤作用乌鲁瓦提用的混合排水体无反滤层故改应设为必要时可设反滤层砂砾石料具有分布的不均匀性和级配的不连续性强调设排水区排水区可以是专门设置的如小干沟黑泉乌鲁瓦提等工程也可是下游堆石区如阿瓜密尔巴坝鉴于沟后坝的教训明确竖向排水区顶部高程宜高于水库正常蓄水位排水区不一定要延伸到整个河床宽度但要保证该区的排水能力有富裕雅肯布坝的主排水区宽度远小于河床宽度但有坡向和水平排水层砂砾石料作主堆石区和垫层区之间是否设过渡区依具体情况而定如格里拉斯雅肯布阿瓜密尔巴和乌鲁瓦提等坝没有过渡区黑泉和古洞口坝有过渡区这种差别和砂砾石料的级配有关砂砾石料易受水流冲刷下游应设护坡用开挖石料设下游堆石区可用较陡的下游坝坡如古洞口和萨尔瓦兴娜坝工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统筑坝材料及填筑标准坝料勘察与试验料场规划料场勘探精度不够特别是建筑物区建材勘探精度不够给施工造成困难增加投资的实例不少应重视作好料场勘探料场勘察辅以平洞不仅能收集地质资料还可取洞渣做室内试验由于料场道路布置剥离准备爆破作业面及堆存场地不当造成坝料供应不上影响施工甚至造成料场的调整和补充规划工作同样存弃渣场规划也很重要特别是河谷狭窄的工程存弃渣场规划不仅要考虑存弃建筑物开挖料的场地也要考虑临时建筑物开挖料的存弃场地天然砂砾石料分布的不均匀性和级配的多变性料场勘探时要特别重视颗粒级配调查取样垫层料与过渡料室内渗透和渗透变形试验表明小于颗粒含量为时小于的颗粒含量为相对密度大于能达到半透水性在渗水作用下细颗粒移动昀终达到稳定属自反滤稳定料小于颗粒含量为时渗透变形试验时垫层料内部几乎无颗粒移动小于颗粒含量为时小于的颗粒含量为相对密度为对泥浆几乎无反滤作用增加垫层料中小于颗粒的含量易平整上游坡面减少超填混凝土故将小于颗粒含量改为这符合现代面板坝采用细垫层料的实践垫层料中需要一定数量的小于颗粒以满足半透水性要求实践表明其含量达的垫层料加工和碾压无困难故将左右改为不超过工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统由于各工程对垫层料的要求不同上述级配范围的垫层料已被许多工程成功地采用故取消对垫层料渗透系数的规定砂砾石料一般有冲蚀性特别是小于的颗粒含量多时如果坝体发生大的集中渗漏可能导致其细颗粒被渗水带走甚至被冲刷为避免发生这类事故除作好面板及其止水系统外增加了对垫层料级配连续内部结构稳定的要求以保证它具有半透水性抽水蓄能电站水位变化又快又大为保证面板稳定要求垫层区易排水规定级配需另行研究人工砂石料加工成本高掺部分天然砂砾石料可改善级配节约投资广蓄等工程已经采用天然砂砾石料筛分后级配不满足垫层料的要求需掺人工砂石料乌鲁瓦提是一例万安溪茄子山和海潮坝的垫层料用人工砂石料掺花岗岩风化砂制成效果好节省投资可以试用随着无黏性料在周边缝缝顶的使用要求周边缝下游的特殊垫层区用反滤料填筑使它和缝顶无黏性料之间满足反滤准则以保证缝顶无黏性料的自愈功能根据工程实践和室内试验表明从垫层料中筛出大于的颗粒后它具有反滤料功能和内部结构稳定的特性是导则的修订只要清出过渡区上游面分离的石块过渡料昀大粒径增加到即能满足运行要求堆石料碾压后有良好级配的硬岩堆石料易获得低压缩性的填筑体但不是所有的硬岩堆石料碾压后都能级配良好如极硬岩堆石料级配不好也能筑坝阿里亚坝就是一例故规定主堆石料压实后宜有良好级配堆石料级配一般规定昀大粒径不超过压实层厚度国外规定小于的颗粒含量不超过但国内无这种筛故规定了小于的颗粒含量堆石料中小于的颗粒能充填到堆石空工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统隙中有助于增加堆石料的压实密度提高强度减小坝体变形据凤家骥等人试验测定小于的颗粒不超过它不会参与骨架能满足自由排水要求故规定其含量不超过鲁布革细堆石料碾压后小于的颗粒含量为小于的颗粒含量为该堆石料满足排水要求建筑物地基开挖的硬岩石料即可作主堆石料也可用于下游堆石区用于下游堆石区时可增加层厚和包容主堆石料的超径石料砂砾石料的压缩性低适合作主堆石料但砂砾石料易冲蚀要重视坝体分区设计和渗流控制下游堆石区的变形对面板的变形影响小它的排水性对坝体运行影响大故专列一条以引起重视下游堆石区和主堆石区用料可以来自同一料场下游水位以下的料小于的颗粒含量应不大于下游水位以上的料不受此限为节省投资可以用比主堆石区更大的层厚以包容超径料避免弃料料场中或其他不满足主堆石区的料可以用在下游堆石区水上的部分软岩堆石料适当加水薄层碾压能达到比主堆石料高的密度具有一定抗剪强度和较低的压缩性能用于高坝坝轴线下游的干燥区天生桥一级大坝坝轴线下游干燥区设薄层灰岩砂岩泥岩混合的软岩堆石料区其中泥岩湿抗压强度为要求此区压实干密度大于主堆石区就是一例砂砾石料铺料时易分离如砂砾石料中小于的颗粒含量多分离后坝体局部渗水会在坝体内形成局部饱和区不利于坝体稳定为避免发生这种不利的现象需将细颗粒含量多的料放在排水区下游的干燥区黑泉将含泥量平均为的砂砾石料用在排水区下游小干沟规定小于的颗粒含量在坝轴线上游为下游为格里拉斯坝规定面板和排水区之间用干净砾石小于的颗粒含量为排水区下游分别用干净的和脏的砂砾石料小于的颗粒含量为互层填筑故规定小于颗粒含量超过的料用在排水区下游的干燥区工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统填筑标准动力荷载对粗粒料强度影响不大删除原导则中动力荷载强度的内容影响填筑标准选择的因素很多堆石料性质千差万别设计阶段要确定好填筑标准除全面分析坝址的自然条件外要充分研究已建类似工程的资料特别是岩性相近的坝体的运行资料关于填筑标准将坝料的填筑标准扩大为坝料的干密度和孔隙率级配和碾压参数这是设计实践的反映也是为施工控制提供依据鉴于碾压设备的改进坝高增加填筑标准提高试验表明垫层料相对密度达以后相应孔隙率垫层料具有良好的工程性质推荐以此为填筑标准已建高坝主堆石料压实后的孔隙率多为高的阿里亚坝玄武岩主堆石料碾压后的孔隙率为运行良好许多高坝设计都以该坝实测变形值为控制指标的孔隙率应是主堆石区允许的昀大孔隙率考虑到已建高坝的高度有限孔隙率下限定为其它各区类似确定原导则规定的坝料填筑标准是根据国外已建坝的经验确定的国外工程的干密度或孔隙率都为实测值的平均值鉴于孔隙率与堆石料的级配有关在相同压实度下不同级配的堆石料有不同的孔隙率孔隙率超过设计值不能说明它的力学性质不满足设计要求堆石料的抗剪强度高小的变形会使其抗剪强度得到发挥和均化不致因填筑不均匀导致强度有大的下降设计规定的堆石料级配是一个范围相应的孔隙率也应是个范围值级配范围越大孔隙率范围也越大要针对每一级配确定相应的孔隙率几乎不可能而且设计阶段无法确定施工期可能出现的各种级配故以平均值进行设计为使填筑均匀根据已建工程的经验规定干密度检测值的标准差工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统国外控制施工参数干密度检测仅为记录根据我国目前情况应同时控制施工参数和孔隙率或相对密度考虑到灌水法测定堆石料的压实