
面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范
混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范
DesignCodeforConcreteFaceRockfillDams
SL228-98
主編單位:水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院
批準(zhǔn)部門:中華人民共和國(guó)水利部
1999-01-16發(fā)布1999-02-01實(shí)施
前言
根據(jù)水利部1997年下達(dá)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂計(jì)劃,在DL5016—93《混凝土
面板堆石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱原導(dǎo)則)基礎(chǔ)上,吸收國(guó)內(nèi)外十多年來(lái)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)
和科研成果,對(duì)原導(dǎo)則行了修改補(bǔ)充,制訂本規(guī)范。
放水等建筑物布本規(guī)范主要內(nèi)容包括:混凝土面板堆石壩及有關(guān)的泄、
置;壩體堆石或砂礫石材料詳細(xì)分區(qū);壩體材料特性和填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);壩體設(shè)計(jì)
和計(jì)算;壩基及岸坡開挖與處理;混凝土趾板與面板設(shè)計(jì);周邊縫及垂直縫等各種接
縫止水設(shè)計(jì);分期施工和已建壩的加高;原型觀測(cè)布置設(shè)計(jì)等的基本規(guī)定和要求。
對(duì)原導(dǎo)則修改補(bǔ)充的主要內(nèi)容如下:
1將適用范圍修改為適用于1、2、3級(jí)及3級(jí)以下壩高70m以上的混凝土面板
堆石壩設(shè)計(jì)。
2增列了術(shù)語(yǔ)和符號(hào)一章,統(tǒng)一圖示標(biāo)記。
3修改了原導(dǎo)則中在砂礫石地基上不宜修建高混凝土面板堆石壩等規(guī)定。
4強(qiáng)調(diào)了使用樞紐建筑物開挖料及近壩區(qū)石料或砂礫料用作壩體填筑料,以提
高技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。
5拓寬了對(duì)趾板地基要求。除弱風(fēng)化巖層外,經(jīng)過(guò)專門論證,采取工程措施,
也可建于風(fēng)化破碎或軟弱基巖上。補(bǔ)充提出了采用混凝土防滲墻、將趾板置于砂礫
石層上的基本要求。
6補(bǔ)充了需要進(jìn)行穩(wěn)定分析和有限元法計(jì)算壩體應(yīng)力、變形的基本要求。
7增列了壩頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求、壩體抗震措施及砂礫石壩體滲流控制的基本要
求。
8補(bǔ)充了確定混凝土面板厚度的標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)原材料及配合比等的技術(shù)規(guī)定、面板
的防裂措施和要求。對(duì)周邊縫止水作了適當(dāng)簡(jiǎn)化,并拓寬了要求。
9適當(dāng)簡(jiǎn)化了一般性觀測(cè)項(xiàng)目,增列了可選擇的觀測(cè)項(xiàng)目。
本規(guī)范解釋單位:水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院
本規(guī)范主編單位:水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院
本規(guī)范主要起草人:趙增凱蔣國(guó)澄曹克明楊德福楊世源王治明
目錄
1總則8混凝土面板
2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)9接縫止水
3壩的布置和壩體
10分期施工與已建壩加高
分區(qū)
4筑壩材料和填筑
11原型觀測(cè)
標(biāo)準(zhǔn)
5壩體設(shè)計(jì)本規(guī)范的用詞說(shuō)明
6壩基處理?xiàng)l文說(shuō)明
7混凝土趾板
1總則
1.0.1為適應(yīng)混凝土面板堆石壩建設(shè)發(fā)展的需要,規(guī)范混凝土面板堆石壩的設(shè)
計(jì),使其達(dá)到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和保證質(zhì)量,特制定本規(guī)范。
1.0.2本規(guī)范主要適用于水利水電樞紐工程中l(wèi)、2、3級(jí)及3級(jí)以下壩高70m
以上的混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì);對(duì)于200m以上高壩及特別重要的和復(fù)雜的工程,應(yīng)
進(jìn)行專門研究。
1.0.3混凝土面板堆石壩的級(jí)別,應(yīng)符合GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及
SDJ12—78《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(山區(qū)、丘陵區(qū)部分)(試行)
及其補(bǔ)充規(guī)定、SDJ217—87《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(平原、濱
海部分)(試行)中的有關(guān)規(guī)定。
1.0.4混凝土面板堆石壩高、中、低壩的高度范圍根據(jù)SDJ218—84《碾壓式土
石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定分類。
1.0.5混凝土面板堆石壩屬于土石壩范疇,對(duì)于本規(guī)范未作規(guī)定的問(wèn)題,應(yīng)按
SDJ218一84的規(guī)定執(zhí)行。
1.0.6混凝土面板堆石壩的設(shè)計(jì),除應(yīng)符合本規(guī)范外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)
標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)
2.1術(shù)語(yǔ)
2.1.1混凝土面板堆石壩:用堆石或砂礫石分層碾壓填筑成壩體,并用混凝土
面板作防滲體的壩的統(tǒng)稱。主要用砂礫石填筑壩體的也可稱為混凝土面板砂礫石
壩。
2.1.2壩高:從趾板建基面算到壩頂路面的高度;對(duì)于修建于斜坡地基上的壩,
可從壩軸線處最低的建基高程起算,并加以注明。
2.1.3堆石壩體:面板下游的填筑體。
2.1.4墊層區(qū):面板的直接支承體,向堆石體均勻傳遞水壓力,并起輔助滲流
控制作用。
2.1.5特殊墊層區(qū):位于周邊縫下游側(cè)墊層區(qū)內(nèi),對(duì)周邊縫及其附近面板上鋪
設(shè)的堵縫材料及水庫(kù)泥沙起反濾作用。
2.1.6過(guò)渡區(qū):位于墊層區(qū)和主堆石區(qū)之間,保護(hù)墊層并起過(guò)渡作用。2.1.7
主堆石區(qū):位于壩體上游區(qū)內(nèi),是承受水荷載的主要文撐體。2.1.8下游堆石區(qū):
位于壩體下游區(qū),與主堆石區(qū)共同保持壩體穩(wěn)定,其變形對(duì)面板影響輕微。
2.1.9排水區(qū):位于砂礫石或軟巖主堆石區(qū)內(nèi)及壩體底部的強(qiáng)透水排水區(qū)。分
為豎向和水平向排水區(qū)。
2.1.10拋石區(qū):在下游壩趾,由硬巖大塊石卸料形成的拋石區(qū)。2.1.11下游
護(hù)坡:保護(hù)壩體下游坡面,用大塊石堆、砌形成的塊石護(hù)坡。2.1.12上游鋪蓋區(qū):
用粉土、粉細(xì)砂、粉煤灰或其他材料覆蓋在面板及周邊縫上,起輔助防滲作用。
2.1.13蓋重區(qū):覆蓋在上游鋪蓋區(qū)上的渣料,維持上游鋪蓋區(qū)的穩(wěn)定,并起保
護(hù)作用。
2.1.14趾板:連接地基防滲體與面板的混凝土板。
2.1.15趾板基準(zhǔn)線:面板底面與趾板建基面的交線。
2.1.16趾墻:布置在趾板線上和面板連接的混凝土擋墻。2.1.17混凝土面板:
位于堆石壩體上游面起防滲作用的混凝土結(jié)構(gòu)。2.1.18防浪墻:位于壩頂上游側(cè)
與面板頂部連接的混凝土防浪擋墻。2.1.19周邊縫:面板與趾板或趾墻間的接
縫。
2.1.20垂直縫:面板條塊間的豎向接縫。
2.1.21水平縫:面板與防浪墻接縫及面板分期施工的水平接縫。2.1.22柔性
填料:由瀝青、橡膠和填充料等原料配制而成,并用于止水的柔性材料。
2.1.23硬巖:飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于或等于30MPa的巖石。2.1.24軟巖:
飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于30MPa的巖石。
2.2符號(hào)
1A——上游鋪蓋區(qū);
1B——蓋重區(qū);
2A——墊層區(qū);
2B——特殊墊層區(qū);
3A——過(guò)渡區(qū);
3B——主堆石區(qū);
3C——下游堆石區(qū);
3D——下游護(hù)坡;
3E——拋石區(qū)(或?yàn)V水壩趾區(qū));
3F——排水區(qū);
F——混凝土面板;
“X”線——趾板基準(zhǔn)線。
3壩的布置和壩體分區(qū)
3.1壩的布宣
3.1.1壩軸線選擇應(yīng)根據(jù)壩址區(qū)的地形、地質(zhì)特點(diǎn),有利于趾板和樞紐布置,
并結(jié)合施工條件等,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后選定。
3.1.2河床沖積層內(nèi),若不存在影響壩體變形及穩(wěn)定性的粉細(xì)砂、粘性土等軟
弱夾層,可以在密實(shí)的砂礫石層上修建混凝土面板堆石壩。
3.1.3趾板線的選擇宜按照下列要求進(jìn)行:
也可1趾板建基面宜置于堅(jiān)硬的基巖上;風(fēng)化巖石地基采取工程措施后,作為
趾板地基。
2趾板線宜選擇有利的地形,使其盡可能平直和順坡布置;趾板線下游的岸坡
不宜過(guò)陡。
3趾板線宜避開斷裂發(fā)育、強(qiáng)烈風(fēng)化、夾泥以及巖溶等不利地質(zhì)條件的地基,
并使趾板地基的開挖和處理工作量較少。
4在深覆蓋層上建壩布置趾板時(shí),應(yīng)根據(jù)地基地質(zhì)特性,作好地基防滲結(jié)構(gòu)及
與趾板以及與兩岸連接的布置設(shè)計(jì);對(duì)于深覆蓋層的地基防滲處理及趾板布置,經(jīng)
詳細(xì)論證后也可采用混凝土防滲墻處理地基,將趾板置于覆蓋層上。
5在施工初期,趾板地基覆蓋層開挖后,可根據(jù)具體地形地質(zhì)條件進(jìn)行二次定
線,調(diào)整趾板線位置。
3.1.4壩址地形地質(zhì)條件有缺陷時(shí),可用趾墻(擋墻)進(jìn)行人工改造,使趾墻與
面板連接,同時(shí)應(yīng)作好趾墻及周邊縫設(shè)計(jì)。
3.1.5當(dāng)在壩肩布置溢洪道時(shí),應(yīng)作好面板和溢洪道邊墻或?qū)Φ倪B接布置及
連接周邊縫的設(shè)計(jì)。
3.1.6混凝土面板堆石壩的泄水放水建筑物布置,應(yīng)考慮下列要求:
1泄水建筑物應(yīng)滿足規(guī)定的使用條件和要求,建筑物運(yùn)用應(yīng)靈活可靠;必須具
備安全泄放一般洪水、設(shè)計(jì)洪水和校核洪水的能力。
2泄水建筑物的布置和型式,應(yīng)根據(jù)樞紐條件綜合比較后確定。在地形條件有
利的壩址,宜以開敞式溢洪道為主要泄水建筑物。當(dāng)布置開敞式溢洪道確有困難
時(shí),也可采用泄洪隧洞,但應(yīng)采用開敞式進(jìn)水口,下接泄洪洞。對(duì)于100m以上高
壩,采用單一泄洪隧洞應(yīng)詳細(xì)比較論手抄報(bào) 證。
3對(duì)于高壩、中壩和強(qiáng)地震區(qū)的壩,不得采用布置在軟基上的壩下埋管型式。
低壩采用軟基上的壩下埋管時(shí),必須有充分的技術(shù)論證。
4混凝土面板堆石壩樞紐工程布置中,一般可不設(shè)置專門的放空設(shè)施;對(duì)重要
工程及混凝土面板砂礫石壩是否設(shè)置專門放空設(shè)施,應(yīng)進(jìn)行專門論證。
5岸邊溢洪道布置困難、河床基巖堅(jiān)硬、泄洪單寬流量不大的中、低混凝土面
板堆石壩,可在壩項(xiàng)設(shè)置溢洪道,但必須詳細(xì)設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證。
6大壩和壩肩溢洪道以及其他有關(guān)建筑物,其地基灌漿帳幕應(yīng)相互連接,形成
完整的防滲帳幕。
3.1.7混凝土面板堆石壩工程,應(yīng)詳細(xì)分析研究樞紐建筑物布置與開挖,盡可
能為大壩提供料源,就開挖量和填筑量的平衡進(jìn)行綜合比較。
3.2壩體分區(qū)
3.2.1壩體應(yīng)根據(jù)料源及對(duì)壩料強(qiáng)度、滲透性、壓縮性、施工方便和經(jīng)濟(jì)合理
等要求進(jìn)行分區(qū),并相應(yīng)確定填筑標(biāo)準(zhǔn)。從上游向下游宜分為墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主
堆石區(qū)、下游堆石區(qū);在周邊縫下游側(cè)設(shè)置特殊墊層區(qū);100m以上高壩,宜在面板
上游面低部位設(shè)置上游鋪蓋區(qū)及蓋重區(qū)。
各區(qū)壩料的滲透性宜從上游向下游增大,并應(yīng)滿足水力過(guò)渡要求。下游堆石區(qū)
下游水位以上的壩料不受此限制。堆石壩體上游部分應(yīng)具有低壓縮性。
下游圍堰和壩體結(jié)合時(shí),可在下游壩趾部位設(shè)硬巖拋石體。3.2.2用硬巖堆
石料填筑的壩體可按照?qǐng)D3.2.2進(jìn)行分區(qū)。設(shè)計(jì)中可結(jié)合樞紐建筑物開挖石料和近
壩區(qū)可用料源,增加壩體其他分區(qū)。
3.2.3用砂礫石填筑的壩體可參照?qǐng)D3.2.3進(jìn)行分區(qū),并根據(jù)需要增減分區(qū)。
圖3.2.2硬巖堆石壩體主要分區(qū)示意圖圖3.2.3砂礫石壩體材料主要分區(qū)示
意圖
l(1A)上游鋪蓋區(qū);2(1B)蓋重區(qū);32A)—墊層區(qū);1(1A)—上游鋪蓋區(qū);2(1B)蓋
重區(qū);3(2A)墊層4(2B)—特殊墊層區(qū);5(3A)—過(guò)渡區(qū);6(3B)——區(qū);4(2B)特殊墊層
區(qū);5(3A)—過(guò)渡區(qū);6(3B)—主堆石區(qū);7(3C)下游堆石區(qū);8(3D)—下游護(hù)坡;主堆石
(砂礫石)區(qū);7(3C)下游推行(砂礫石)區(qū);9—可變動(dòng)的主堆石區(qū)與下游堆石區(qū)界面,
角度8(3D)—下游護(hù)坡;9(3E)—濾水壩趾區(qū);10(3F)依壩料特性及壩高而
定;10(3E)—拋石區(qū)(或?yàn)V排水區(qū);11(F)混凝土:面板;12—壩基沖積層
水壩趾區(qū));11.(F)—混凝土面板
3.2.4對(duì)滲透性不滿足自由排水要求的砂礫石、軟巖壩體,應(yīng)在壩體上游區(qū)內(nèi)
設(shè)置豎向排水區(qū),并與壩底水平排水區(qū)連接,將可能的滲水排至壩外,保持下游區(qū)
壩體的干燥。必要時(shí)可設(shè)置下游壩趾大塊石棱體,起到反濾排水作用。3.2.5壩
基為砂礫石層,或巖基中有可沖蝕的夾層,且與壩體材料的層間關(guān)系不滿足反濾要
求時(shí),應(yīng)在地基表面設(shè)置水平反濾過(guò)渡層。以防止地基材料的沖蝕。
3.2.6壩體材料分區(qū)可通過(guò)工程類比確定。100m以上高壩,應(yīng)在壩料試驗(yàn)的基
礎(chǔ)上,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
3.2.7墊層高清大圖壁紙 區(qū)的水平寬度應(yīng)由壩高、地形、施工工藝
和經(jīng)濟(jì)比較確定。當(dāng)采用汽車直接卸料、推土機(jī)平料
的機(jī)械化施工時(shí),墊層水平寬度以不小于3m為宜。
如采用反鏟、裝載機(jī)等及配合人工鋪料時(shí),其水平寬
度可適當(dāng)減小,并相應(yīng)增大過(guò)渡區(qū)寬度。墊層區(qū)可采
圖3.2.7特殊勢(shì)層區(qū)示意圖用上下等寬布置,墊層區(qū)宜沿基巖接觸面向下游適
當(dāng)
1趾板,2一面板,3一周邊縫,擴(kuò)大,延伸長(zhǎng)度視岸坡地形、地質(zhì)條件及壩高確
定。
4(2A)—墊層區(qū),5(2B)—特殊墊應(yīng)對(duì)墊層區(qū)的上游坡面提出平整度要求。
層區(qū)
在周邊縫下游側(cè)應(yīng)設(shè)置薄層碾壓的特殊墊層區(qū),
見圖3.2.7。
3.2.8對(duì)于砂礫石壩,當(dāng)設(shè)計(jì)的墊層區(qū)和主堆石(砂
礫石)區(qū)之間滿足水力過(guò)渡要求時(shí),也可不設(shè)專門過(guò)渡
區(qū)。
4筑壩材料和演筑標(biāo)準(zhǔn)
4.1筑壩材料
4.1.1各種料物的料場(chǎng)勘察,應(yīng)按照SDJl7—78《水利水電工程天然建筑材料
勘察規(guī)程》進(jìn)行,查明其儲(chǔ)量、質(zhì)量及開采條件;當(dāng)利用樞紐建筑物區(qū)的開挖石料
時(shí),應(yīng)按料場(chǎng)要求對(duì)開挖區(qū)進(jìn)行建筑材料方面的勘察工作。筑壩材料應(yīng)按照
DLJ204—81《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》(試行)及DL5006—92《水利水電工程
巖石試驗(yàn)規(guī)程》(補(bǔ)充部分)和SD128一84《土工試驗(yàn)規(guī)程》、SDl28一86《土工
試驗(yàn)規(guī)程》、SDl28—87《土工試驗(yàn)規(guī)程》,進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。4.1.2
1、2級(jí)高壩的巖石室內(nèi)試驗(yàn),主要應(yīng)包括比重、密度、吸水率、抗壓強(qiáng)度和彈性
模量等。100m以上高壩,宜作巖石礦物成分和巖礦化學(xué)分析。
l、2級(jí)高壩壩料的室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)包括級(jí)配、孔隙率、相對(duì)密度、抗剪強(qiáng)度和壓
縮模量等;墊層、砂礫料及軟巖料,還應(yīng)進(jìn)行滲透及滲透變形試驗(yàn)。100m以上高壩
或強(qiáng)震區(qū)高壩,還應(yīng)做應(yīng)力、應(yīng)變參數(shù)試驗(yàn)。
應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)成果并結(jié)合工程類比,合理確定壩體各分區(qū)材料的物理力學(xué)特性指
標(biāo)。
4.1.3應(yīng)根據(jù)工程樞紐布置及對(duì)壩料料源和質(zhì)量的要求,作好開采石料(或砂
礫料)及建筑物區(qū)開挖石料的料場(chǎng)規(guī)劃及填筑規(guī)劃,在施工組織設(shè)計(jì)中詳細(xì)安排。
4.1.4主堆石區(qū)宜采用硬巖堆石料或砂礫料填筑。樞紐建筑物開挖石料符合主堆石
區(qū)或下游堆石區(qū)質(zhì)量要求者,也可分別用于主堆石區(qū)或下游堆石區(qū)。4.1.5硬巖
堆石料壓實(shí)后應(yīng)能自由排水,有較高的壓實(shí)密度和變形模量。
壩料最大粒徑應(yīng)不超過(guò)壓實(shí)層厚度,小于5mm的顆粒含量不宜超過(guò)20,,小于
0.075mm的顆粒含量不宜超過(guò)5,。
4.1.6軟巖堆石料壓實(shí)后應(yīng)具有較低的壓縮性和一定的抗剪強(qiáng)度,可用于下游
堆石區(qū)下游水位以上的干燥區(qū),如用于主堆石區(qū)時(shí)需經(jīng)專門論證和設(shè)計(jì)。滲透性不
能滿足要求時(shí)可設(shè)置壩內(nèi)排水。壩坡及周邊縫止水結(jié)構(gòu),應(yīng)適應(yīng)軟巖堆石料的特
性。
4.1.7砂礫石料壓實(shí)后具有較高的抗剪強(qiáng)度和較低的壓縮性,宜用于填筑主堆
石區(qū),應(yīng)按本規(guī)范5.5節(jié)的規(guī)定作好壩體滲流控制設(shè)計(jì)。
4.1.8下游堆石區(qū)在壩體底部下游水位以下部分,應(yīng)采用能自由排水的、抗風(fēng)
化能力較強(qiáng)的石料填筑;下游水位以上部分,可以使用與主堆石區(qū)相同的材
料,但可以采用較低的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),或采用質(zhì)量較差的石料,如各種軟巖料、風(fēng)
化石料等。
4.1.9過(guò)渡區(qū)細(xì)石料要求級(jí)配連續(xù),最大粒徑不宜超過(guò)300mm,壓實(shí)后應(yīng)具有
低壓縮性和高抗剪強(qiáng)度,并具有自由排水性能。過(guò)渡區(qū)材料,可采用專門開采的細(xì)
堆石料、經(jīng)篩選加工的天然砂礫石料或洞挖石渣料等。
4.1.10高壩墊層料應(yīng)具有連續(xù)級(jí)配,最大粒徑為80,100mm,粒徑小于5mm的
顆粒含量宜為30,,50,,小于0.075mm的顆粒含量宜少于8,。壓實(shí)后應(yīng)具有內(nèi)部滲
透穩(wěn)定性、低壓縮性、高抗剪強(qiáng)度,并應(yīng)具有良好的施工特性。
墊層料可采用經(jīng)篩選加工的砂礫石、人工砂石料或其摻配料。人工砂石料應(yīng)采
用堅(jiān)硬和抗風(fēng)化能力強(qiáng)的母巖加工。
在嚴(yán)寒地區(qū)或抽水蓄能電站,對(duì)墊層料的排水性能有專門要求時(shí),經(jīng)論證可對(duì)
墊層料級(jí)配作出專門規(guī)定。
4.1.11周邊縫下游側(cè)的特殊墊層區(qū),宜采用最大粒徑小于40mm且內(nèi)部穩(wěn)定的
細(xì)反濾料,薄層碾壓密實(shí),以盡量減少周邊縫的位移。同時(shí)對(duì)縫頂粉細(xì)砂、粉煤灰
等能起到反濾作用。
4.1.12混凝土面板上游鋪蓋區(qū)材料(1A)宜采用粉土、粉細(xì)砂、粉煤灰或其他
材料。
上游蓋重區(qū)(1B)可以采用渣料。
4.1.13下游護(hù)坡可采用于砌塊石,或由堆石體內(nèi)選取超徑大石,運(yùn)至下游坡
面,以大頭向外的方式碼放。
4.1.14壩體內(nèi)如設(shè)置豎向和水平向排水體時(shí),應(yīng)選用耐風(fēng)化的巖石或礫石,
并具有良好的排水能力。
4.2填筑標(biāo)準(zhǔn)
4.2.1墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主堆石區(qū)及下游堆石區(qū)材料的填筑標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)壩的
等級(jí)、高度、河谷形狀、地震烈度及料場(chǎng)特性等因素,并參考同類工程經(jīng)驗(yàn)綜合確
定。
4.2.2各區(qū)壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確表4.2.2壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)墊層料
定,其值可在表4.2.2范圍內(nèi)選用。設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)
規(guī)定孔隙率(或相對(duì)密度)、壩料級(jí)配范圍和碾壓
料物或分區(qū)孔隙率(%)相對(duì)密度參數(shù)。設(shè)計(jì)干密度可用孔隙率和巖石密度換
算。
平均干密度應(yīng)不小于用設(shè)計(jì)孔隙率(或相對(duì)密度)
3換算的干密度值,其標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)不大于0.1g,cm。墊層料15,200.75,0.85周
邊縫下游側(cè)的特殊墊層區(qū),應(yīng)適當(dāng)提高填筑標(biāo)
準(zhǔn),以減少周邊縫的變形量。軟巖堆石料的設(shè)計(jì)過(guò)渡層細(xì)堆石18,22指標(biāo)和填
筑標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)和工程類比確定。
料20,,5
主堆石區(qū)堆石23,28
料
下游區(qū)堆石料
砂礫石料
4.2.3壩料填筑宜明確加水要求。加水量可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)確定。寒冷地區(qū)冬
季碾壓不加水的壩,應(yīng)采取措施達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4.2.4在施工初期,填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)通過(guò)碾壓試驗(yàn)復(fù)核和修正,并確定相應(yīng)的碾壓
施工參數(shù)。在施工過(guò)程中,應(yīng)控制壩料的級(jí)配范圍,采用碾壓參數(shù)(碾重、行車速
率、鋪料厚度、加水量、碾壓遍數(shù))和孔隙率或相對(duì)密度兩種參數(shù),作為施工控制
標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.5對(duì)重要的高壩,或壩主體材料性質(zhì)特殊,已有經(jīng)驗(yàn)不能覆蓋的情況,可
根據(jù)需要,在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)爆破和碾壓試驗(yàn),作專門論證。
5壩體設(shè)計(jì)
5.1壩頂結(jié)構(gòu)
5.1.1壩頂寬度應(yīng)由運(yùn)行、布置壩頂設(shè)施和施工的要求確定,宜按照壩高不同
采用5,8m,100m以上高壩宜適當(dāng)加寬。如壩頂有交通要求時(shí),壩頂寬度還應(yīng)遵照有
關(guān)規(guī)定選用。
5.1.2壩頂上游側(cè)應(yīng)設(shè)置防浪墻,墻高可采用4,6m,墻頂高出壩頂1,1.2m,
防浪墻的底部高程宜高于正常蓄水位,與面板的接縫應(yīng)詳細(xì)設(shè)計(jì)。
防浪墻上游側(cè)底部位,宜設(shè)置寬0.6,0.8m的小道,以利檢查行走。
壩頂下游側(cè)可設(shè)置護(hù)欄或低擋墻,護(hù)欄高度為0.5,1.0m,擋墻高度1m左右。
低壩防浪墻可以采用與面板連成整體的低防浪墻結(jié)構(gòu)型式。5.1.3防浪墻必
須堅(jiān)固不透水,并經(jīng)穩(wěn)定和強(qiáng)度驗(yàn)算。防浪墻應(yīng)設(shè)伸縮縫,其止水應(yīng)和面板的止水
或面板與防浪墻問(wèn)水平接縫的止水連接。
5.1.4壩頂應(yīng)預(yù)留沉降超高,其值可參考類似工程確定。沉降超高的設(shè)置應(yīng)由
壩頭處的零值,漸變到壩最高點(diǎn)處的最大值,用局部放陡頂部壩坡實(shí)現(xiàn)沉降超高。
5.1.5防浪墻底部高程以上的壩體,應(yīng)用細(xì)堆石料填筑,并鋪設(shè)路面。當(dāng)有壩
頂公路時(shí)。應(yīng)按公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)壩頂路面。壩頂應(yīng)作好排水。
5.1.6壩頂結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用,建筑處理要美觀大方,并作好照明設(shè)施。
5.2壩坡
5.2.1當(dāng)筑壩材料為硬巖堆石料時(shí),上、下游壩坡可采用1:1.3,1:1.4,軟巖
堆石體的壩坡宜適當(dāng)放緩;當(dāng)用質(zhì)量良好的天然砂礫石料筑壩時(shí),上、下游壩坡可
采用1:1.5,1:1.6。
5.2.2下游壩坡上設(shè)有道路時(shí),道路之間的實(shí)際壩坡可以比本規(guī)范5.2.1條規(guī)
定的壩坡值略陡,但平均壩坡應(yīng)滿足上述要求。
5.2.3高壩的下游壩坡可用于砌石、大塊石堆砌或擺石砌護(hù),并使壩體具有良
好的外觀。
5.2.4施工期墊層區(qū)的上游坡面應(yīng)及時(shí)作好固坡處理。可視具體情況選用碾壓
砂漿、噴乳化瀝青、噴混凝土或砂漿等固坡措施。
5.3穩(wěn)定分析
5.3.1混凝土面板堆石壩壩坡參照已建工程選用,一般可不進(jìn)行穩(wěn)定分析。當(dāng)
存在下列情況之一時(shí),須進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定分析:
1壩基有軟弱夾層或壩基砂礫石層中存在細(xì)砂層、粉砂層或粘性土夾層;
2壩址位于地震設(shè)計(jì)烈度8、9度的壩;
3施工期堆石壩體過(guò)水或堆石壩體用墊層擋水度汛、且擋水水深較高時(shí);
4壩體用軟巖堆石料填筑;
5地形條件不利。
5.3.2高壩的壩料抗剪強(qiáng)度宜采用三軸壓縮儀測(cè)定。中低壩的壩料抗剪強(qiáng)度可
由工程類比法確定。
試驗(yàn)用模擬料應(yīng)能反映壩料的力學(xué)性質(zhì),試驗(yàn)條件應(yīng)模擬實(shí)際工況。
粗粒料的抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力呈非線性關(guān)系,計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)及這一特性。
5.3.3堆石壩體穩(wěn)定計(jì)算,應(yīng)按照SDJ218——84執(zhí)行,計(jì)算中的最小安全系
數(shù)應(yīng)滿足該規(guī)范(修改和補(bǔ)充規(guī)定)的要求。施工期過(guò)水并有鋼筋網(wǎng)加固的下游壩
坡,應(yīng)考慮鋼筋網(wǎng)的作用。
5.3.4抗震穩(wěn)定計(jì)算,應(yīng)按照SL203—97《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行。
5.4應(yīng)力和變形分析
5.4.1100m以上高壩或地形地質(zhì)條件復(fù)雜的壩,壩體應(yīng)力和變形宜用有限元法
計(jì)算。其他的壩,可用經(jīng)驗(yàn)方法估算壩體變形。有限元計(jì)算的參數(shù)宜由試驗(yàn)結(jié)合類
似工程分析確定。試驗(yàn)用模擬料、制樣條件及加載方式應(yīng)力求能反映壩料的力學(xué)特
性。
5.4.2在應(yīng)力和變形有限元分析中,應(yīng)能反映壩體的不連續(xù)界面的力學(xué)特性,
并按照施工填筑分期和蓄水過(guò)程,模擬壩體分期加載的條件。
5.4.3地震設(shè)計(jì)烈度為8、9度的高壩,以及地基中存在可液化土?xí)r,除用擬
靜力法外,應(yīng)同時(shí)用有限元法對(duì)壩體進(jìn)行動(dòng)力分析,綜合判斷其抗震安全性;100nl
以上1級(jí)高壩宜進(jìn)行動(dòng)力試驗(yàn)。
5.4.4100m以上高壩,在施工過(guò)程中應(yīng)結(jié)合施工質(zhì)量檢查資料及壩體原型觀測(cè)
資料,及時(shí)分析,研究計(jì)算結(jié)果的合理性,校核、修正計(jì)算模式及參數(shù),必要時(shí)應(yīng)
修改設(shè)計(jì)。
5.5砂礫石壩體滲流控制
5.5.1混凝土面板砂礫石壩的墊層料應(yīng)是連續(xù)級(jí)配且內(nèi)部滲透穩(wěn)定,并要符合
-3本規(guī)范4.1.10條及4.1.11條的規(guī)定。壓實(shí)后滲透系數(shù)宜為110,-
4110cm/s。
5.5.2當(dāng)壩體主要用砂礫石填筑,并設(shè)置豎向和水平向排水區(qū)時(shí),排水區(qū)的排
水能力應(yīng)保證全部滲水自由地排出壩外;豎向排水區(qū)的頂部高程宜高于水庫(kù)正常蓄
水位,排水區(qū)與壩體間應(yīng)滿足水力過(guò)渡要求,必要時(shí)可設(shè)置反濾層。5.5.3砂礫
石料填筑的壩體用墊層料擋水度汛時(shí),應(yīng)進(jìn)行壩體滲流計(jì)算,校核壩體的滲透穩(wěn)定
性。滲流計(jì)算可參照SDJ218—84的方法進(jìn)行。
5.6地震區(qū)壩體的抗震措施
5.6.1設(shè)計(jì)烈度為8、9度時(shí),宜加寬壩頂,適當(dāng)放緩壩坡和采用上緩下陡的
壩坡,并在壩坡變化處設(shè)置馬道。下游坡面頂部宜用大塊石干砌,或用加筋堆石、
表面用鋼筋網(wǎng)加固。宜用較低的防浪墻,并采取措施增加防浪墻的穩(wěn)定性。5.6.2
確定地震區(qū)壩的安全超高時(shí),應(yīng)包括地震涌浪高度。設(shè)計(jì)烈度為8、9度時(shí),安全
超高應(yīng)計(jì)入壩和地基在地震作用下的附加沉降。
5.6.3應(yīng)加大墊層區(qū)的寬度,加強(qiáng)和地基及岸坡的連接,當(dāng)岸坡較陡時(shí),宜適
當(dāng)延長(zhǎng)墊層料與基巖接觸的長(zhǎng)度,并采用更細(xì)的墊層料。
5.6.4宜在面板中間部分選擇幾條垂直縫,縫內(nèi)填塞瀝青浸漬木板或其他有一
定強(qiáng)度的填充板。
5.6.5宜增加河谷中間頂部面板的配筋率,特別是順坡向的配筋率。5.6.6
宜增加壩體堆石料的壓實(shí)密度,特別是在地形突變處的壓實(shí)密度。5.6.7壩體用
砂礫石料填筑時(shí),應(yīng)增加排水區(qū)的排水能力。下游壩坡以內(nèi)一定區(qū)域宜采用堆石填
筑。
6壩基處理
6.1壩基及岸坡開控
6.1.1趾板地基開挖面應(yīng)力求平順,避免陡坎和反坡,必要時(shí)可進(jìn)行削坡和回
填混凝土找平處理。
對(duì)高壩趾板建基面宜開6.1.2趾板建基面宜為堅(jiān)硬、不沖蝕和可灌漿的基巖。
挖到弱風(fēng)化層上部,中低壩可建基于強(qiáng)風(fēng)化層下部。如因地形地質(zhì)條件限制,
只能建于風(fēng)化破碎或軟弱巖層時(shí),應(yīng)進(jìn)行專門論證,并采取相應(yīng)加固處理措施。
6.1.3壩體巖石基礎(chǔ)的開挖標(biāo)準(zhǔn)按位置不同而異,堆石壩體可置于風(fēng)化巖石上,變
形模量要適應(yīng)。趾板下游約0.3,0.5倍壩高范圍內(nèi)的壩體地基宜具備低壓縮性,在
0.5倍壩高范圍以遠(yuǎn)壩體地基的壓縮性可放寬要求。6.1.4壩體地基砂礫石覆蓋
層是否需要挖除,須經(jīng)詳細(xì)勘察、試驗(yàn)和論證后確定。
6.1.5趾板上方的巖質(zhì)岸坡,應(yīng)按穩(wěn)定邊坡或經(jīng)加固處理后的穩(wěn)定邊坡開挖,
以確保運(yùn)行期安全。
6.1.6堆石體地基在趾板下游0.3,0.5倍壩高范圍內(nèi)的岸坡,宜開挖成1:0.5
坡度,岸坡很陡時(shí),可開挖成不陡于1:0.25的穩(wěn)定坡度,但需設(shè)置低壓縮堆石區(qū)
或回填混凝土補(bǔ)坡。其余須將妨礙堆石壓實(shí)的陡坎、倒懸體清除。壩軸線下游岸坡
按滿足自身穩(wěn)定條件確定。
6.2壩基處理
6.2.1壩基處理應(yīng)作到減小地基變形,提高抗剪強(qiáng)度,防止?jié)B漏和地基材料的
沖蝕,改善地基表面的平整度,使之符合大壩正常和安全運(yùn)行的要求。6.2.2趾
板的巖石地基應(yīng)進(jìn)行固結(jié)和帳幕灌漿處理。
6.2.3固結(jié)灌漿應(yīng)采用鋪蓋式,宜布置2,4排,深度應(yīng)不小于5m。6.2.4帳
幕灌漿應(yīng)布置在趾板中部,并可與固結(jié)灌漿相結(jié)合。帳幕深度宜深入相對(duì)不透水層
以下5m。也可根據(jù)地質(zhì)條件,按壩高的1/3,1/2選定。在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下,
或相對(duì)不透水層埋藏較深時(shí),防滲帳幕的布置、深度和向兩岸延伸長(zhǎng)度,宜按計(jì)算
并結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)確定。
6.2.5灌漿壓力的升幅、漿液配比、吸漿量等參數(shù),應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。灌漿設(shè)
計(jì)中應(yīng)制定提高灌漿帳幕耐久性和表層基巖灌漿壓力的措施。6.2.6趾板范圍內(nèi)
的基巖如有斷層、破碎帶、軟弱夾層等不良地質(zhì)條件時(shí),應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)狀、規(guī)模和組
成物質(zhì),逐條進(jìn)行認(rèn)真處理,可用混凝土塞作置換處理,延伸到下游一定距離,用
反濾料覆蓋,并加強(qiáng)趾板部位的灌漿。6.2.7當(dāng)趾板位于巖溶地基時(shí),應(yīng)查明巖
溶發(fā)育情況,并對(duì)其防滲處理措施作專門論證。
6.2.8趾板地基如遇深厚風(fēng)化破碎及軟弱巖層,難以開挖到弱風(fēng)化巖層時(shí),可
以采取如下處理措施:
:加寬趾板,設(shè)下游防滲板,設(shè)混凝土截水墻等;1延長(zhǎng)滲徑,如
2增設(shè)伸縮縫;
3下游鋪設(shè)反濾料覆蓋。
6.2.9在砂礫石覆蓋層地基上,混凝土面板堆石壩的防滲處理可采用如下兩種
形式,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選用:
1將趾板及下游一定范圍內(nèi)的砂礫石層挖除,趾板建于基巖面;
2用混凝土防滲墻或其他垂直防滲設(shè)施對(duì)砂礫石層進(jìn)行防滲處理,并用連接板
將混凝土防滲墻與混凝土趾板相連接。
7混凝土趾板
7.0.1趾板布置可在以下三種方式中選用:
1趾板面等高線垂直于趾板基準(zhǔn)線;
2趾板面等高線垂直于壩軸線;
3趾板面等高線適應(yīng)開挖以后的巖面。
第一種方案稱之為平趾板。平趾板便于施工,宜首先考慮采用。
7.0.2位于基巖上的趾板,應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件,設(shè)置必要的伸縮縫,并和
面板的垂直縫錯(cuò)開。趾板施工縫可根據(jù)施工條件設(shè)置。
7.0.3趾板下巖石地基的容許水力梯度,應(yīng)根據(jù)地基巖石的沖蝕性及其存在的
缺陷情況確定,可按表7.0.3選用。
表7.0.3巖石地基容許水力梯度
巖石風(fēng)化程度容許水力梯度巖石風(fēng)化程度容許水力梯度
新鮮、微風(fēng)化?20強(qiáng)風(fēng)化5,10
弱風(fēng)化10,20全風(fēng)化3,5
7.0.4巖石地基上的趾板寬度按容許水力梯度確定。高壩趾板宜按水頭大小分
高程段采用不同寬度。趾板最小寬度不宜小于3m。
趾板的水力梯度要求也可以由增設(shè)下游防滲板得到滿足。但趾板的寬度應(yīng)滿足
灌漿的要求。下游防滲板的上面及下游均須用反濾料覆蓋。
7.0.5巖基上趾板厚度可小于與其連接的面板厚度,最小設(shè)計(jì)厚度應(yīng)不小于
0.3m。高壩底部趾板厚度應(yīng)不小于0.5m,并可按高程分段采用不同厚度。
7.0.6趾板下游面垂直于面板底面的高度應(yīng)不小于0.9m。
7.0.7超挖1m以上的趾板地基,在澆筑趾板前,宜先用混凝土填平。
7.0.8面板與趾板處于同一平面時(shí),為便于面板的無(wú)軌滑模施工,趾板宜提供
不小于0.6m的息止長(zhǎng)度。
7.0.9趾板混凝土性能及其防裂要求和面板混凝土相同,參見本規(guī)范8.3及
8.5的有關(guān)規(guī)定。7.0.10基巖上趾板鋼筋的各向含鋼率可按平板段設(shè)計(jì)厚度的
0.3,采用,鋼筋應(yīng)采用單層雙向,保護(hù)層厚度應(yīng)為10,15cm。軟基上趾板的鋼筋宜
布置在板的中央,單層雙向,各向含鋼率為0.3,,0.4,。
7.0.11趾板應(yīng)用砂漿錨桿與基巖連接在一起,錨桿參數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)確定。趾板
建基面附近有緩傾角結(jié)構(gòu)面存在時(shí),錨桿參數(shù)應(yīng)由穩(wěn)定與抵抗灌漿壓力確定。
7.0.12趾板一般可不作穩(wěn)定分析。趾板厚度超過(guò)2m時(shí),需進(jìn)行穩(wěn)定和應(yīng)力分
析。趾板穩(wěn)定分析用剛體極限平衡法。計(jì)算中不計(jì)趾板錨筋作用及面板與趾板之間
的傳力。堆石壓力只能考慮堆石的主動(dòng)壓力,或考慮面板下的堆石在面板承受水庫(kù)
壓力后產(chǎn)生的側(cè)向壓力。7.0.13位于砂礫石沖積層上的趾板,宜分成上、下游兩
段,以保證防滲墻的施工與包括下游段趾板在內(nèi)的壩體施工的平行作業(yè)。上游段趾
板應(yīng)在防滲墻及壩體部分面板完工后再行施工,以有利于減少趾板接縫的位移量。
8混凝土面板
8.1面板的分縫分塊
8.1.1應(yīng)根據(jù)壩體變形及施工條件進(jìn)行面板分縫分塊。垂直縫的間距可為
12,18m。8.1.2在兩壩肩附近的面板應(yīng)設(shè)張性垂直縫,其余部分的面板設(shè)壓性垂
直縫。張性垂直縫的數(shù)量可根據(jù)地形地質(zhì)條件參照工程經(jīng)驗(yàn)或有限元計(jì)算確定。兩
岸垂直縫在距周邊縫法線方向約0.6,1.0m范圍內(nèi),應(yīng)垂直于周邊縫布置成折線形
式。
8.1.3面板水平施工縫的設(shè)置宜考慮施工條件,滿足臨時(shí)擋水或分期蓄水的要
求。繼續(xù)澆筑混凝土之前,施工縫的縫面應(yīng)經(jīng)鑿毛處理,清理干凈,縫面用水濕
潤(rùn),鋪一薄層高強(qiáng)度砂漿。面板鋼筋應(yīng)穿過(guò)縫面。
8.1.4分期澆筑的面板,其施工縫應(yīng)低于填筑體頂部高程,高差宜大于5m。如
發(fā)現(xiàn)已澆筑面板與墊層間有脫空現(xiàn)象,應(yīng)以低標(biāo)號(hào)、低壓縮性砂漿等灌注密實(shí)后再
澆筑面板混凝土,保證其良好結(jié)合。
8.2面板厚度
8.2.1面板厚度的確定應(yīng)滿足下列要求:
1應(yīng)能便于在其內(nèi)布置鋼筋和止水,其相應(yīng)最小厚度為0.30m;
2控制滲透水力梯度不超過(guò)200;
3在達(dá)到上述要求的前提下,應(yīng)選用較薄的面板厚度,以提高面板柔性,降低
造價(jià)。8.2.2面板的頂部厚度宜取0.30m,并向底部逐漸增加,在相應(yīng)高度處的
厚度可按式(8.2.2)確定:
t,0.30十(0.002,0.0035)H(8.2.2)式中t——面板厚度,m;
H——計(jì)算斷面至面板頂部的垂直距離,m。
中低壩可采用0.3,0.4m等厚面板。
8.3面板混凝土
8.3.1面板混凝土應(yīng)具有優(yōu)良的和易性、抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。
面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C25;
面板混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)不低于W8;
面板混凝土的抗凍等級(jí)應(yīng)按照SL211—98《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)
定確定。
#8.3.2面板混凝土宜采用525硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。當(dāng)采用其他品
種和標(biāo)號(hào)水泥時(shí),應(yīng)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)確定。
8.3.3面板混凝土中宜摻用粉煤灰或其他優(yōu)質(zhì)摻合料。粉煤灰的質(zhì)量等級(jí)不宜
低于?級(jí),粉
90《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。煤灰摻量宜為15,,30,。應(yīng)符合
GBJ146—
骨科級(jí)配不良、砂料較粗時(shí),可摻人適量粉煤灰,改善混凝土和易性;也可超
量取代,以減少水泥和砂料,改善混凝土性能。
8.3.4面板混凝土應(yīng)摻用引氣劑,并同時(shí)摻用高效減水利或普通減水劑。根據(jù)
需要,也可摻用調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間的其他種類外加劑。采用外加劑和摻合料的種
類及摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。8.3.5面板混凝土應(yīng)采用二級(jí)配骨料,石料最大粒徑
應(yīng)不大于40mm。用于面板的砂料吸水率應(yīng)不大于3.0,,含泥量應(yīng)不大于2.0,,細(xì)
度模數(shù)宜在2.4,2.8范圍內(nèi)。石料的吸水率應(yīng)不大于2.0,,含泥量應(yīng)不大于
1.0,。
8.3.6面板混凝土的水灰比,溫和地區(qū)應(yīng)小于0.50,寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)小于
0.45。溜槽輸送混凝土?xí)r,坍落度應(yīng)滿足施工要求,溜槽入口處的坍落度宜控制在
3,7cm。混凝土的含氣量應(yīng)控制在4,,6,。
8.4鋼筋布置
8.4.1面板宜采用單層雙向鋼筋,鋼筋宜置于面板截面中部,每向配筋率為
0.3,,0.4,,水平向配筋率可少于豎向配筋率。
8.4.2在拉應(yīng)力區(qū)或岸邊周邊縫及附近可適當(dāng)配置增強(qiáng)鋼筋。高壩在鄰近周邊
縫的垂直縫兩側(cè)宜適當(dāng)布置抵抗擠壓的構(gòu)造鋼筋,但不應(yīng)影響止水安裝及其附近混
凝土振搗質(zhì)量。8.4.3計(jì)算鋼筋面積應(yīng)以面板混凝土的設(shè)計(jì)厚度為準(zhǔn)。
8.5面板防裂措施
8.5.1面板建基面應(yīng)平整,不應(yīng)存在過(guò)大起伏差、局部深坑或尖角。側(cè)模應(yīng)平
直。8.5.2當(dāng)采用碾壓砂漿或噴射混凝土作墊層料的固坡保護(hù)時(shí),其28d抗壓強(qiáng)
度應(yīng)控制在5MPa左右,以減少面板建基面的約束。
8.5.3面板混凝土配合比中應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)外加劑和摻合料,降低水泥用量和用水
量,減少水化熱溫升和收縮變形。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際條件選用熱膨脹系數(shù)較低的骨
料,保證面板混凝土具有較高的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值。
8.5.4面板混凝土宜在低溫季節(jié)澆筑,混凝土人倉(cāng)溫度應(yīng)加以控制,并加強(qiáng)混
凝土面板表面的保濕和保溫養(yǎng)護(hù),直到蓄水為止,或至少90d。
8.5.5面板混凝土澆筑至壩頂后,宜至少間隔28d再澆筑防浪墻混凝土。
8.5.6當(dāng)面板裂縫寬度大于0.2mm或判定為貫穿性裂縫時(shí),應(yīng)采取專門措施進(jìn)
行處理。嚴(yán)寒地區(qū)和抽水蓄能電站的混凝土面板堆石壩。面板裂縫處理標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)從
嚴(yán)確定。
9接縫止水
9.1接縫止水設(shè)置
9.1.1周邊縫應(yīng)設(shè)置止水。底部止水銅片應(yīng)選為最基本的防滲線,中部PvC或
橡膠止水片及頂部止水視情況選用。頂部止水系統(tǒng)一般由柔性填料、粉細(xì)砂(或粉
煤灰)等材料構(gòu)成,可以是其中的一種止水材料,也可以是柔性填料和無(wú)粘性材料
兩種止水材料。低壩和50m以下中壩可以只采用一道底部止水。中壩及100m以下
高壩宜設(shè)置底、頂部?jī)傻乐顾?00m以上的高壩宜選用底、頂部?jī)傻乐顾?,?/p>
底、中、頂部三道止水。
9.1.2不同壩高的壓性垂直縫均應(yīng)采用硬平縫結(jié)構(gòu),都只需采用一道底部止
水??p的一側(cè)縫面應(yīng)涂瀝青乳液等防粘劑。止水銅片下應(yīng)設(shè)置PVC墊片并粘合在水
泥砂漿墊座上。止水銅片兩側(cè)底角應(yīng)設(shè)置瀝青止?jié){條。高壩張性垂直縫宜采用底、
頂部?jī)傻乐顾?、低壩可只采用一道底止水,其結(jié)構(gòu)同壓性縫。
9.1.3面板水平施工縫須用鋼筋穿過(guò),應(yīng)不設(shè)止水。
9.1.4趾板伸縮縫可采用銅片、PVC或橡膠片止水,并應(yīng)與周邊縫止水構(gòu)成封
閉系統(tǒng)。9.1.5防浪墻與面板的水平接縫,宜設(shè)置底、頂部?jī)傻乐顾?/p>
9.1.6中間與頂部止水均應(yīng)與相接縫的底部止水連接形成封閉結(jié)構(gòu):周邊縫PVC
止水帶宜用夾具與垂直縫處的底部止水連接;周邊縫柔性止水可用柔性填料塞與垂
直縫的底部止水連接。止水面膜宜粘結(jié)或壓結(jié),固定在面板上。
9.1.7寒冷地區(qū)在水位變動(dòng)區(qū)不應(yīng)采用角鋼、膨脹螺栓作為柔性填料面膜的止
水固定件,宜采用粘結(jié)材料,以避免遭到凍脹的破壞而失去其固定作用。
9.1.8混凝土防滲墻與連接板之間的接縫止水,應(yīng)按周邊縫止水設(shè)計(jì)。
9.2接縫止水材料
9.2.1銅片底部止水宜符合下列要求:
1采用退火純銅卷材,其延伸率應(yīng)大于20,;
2厚度0.8,1.0mm;
3立腿高度60,80mm,鼻高50,80mm,鼻寬12mm,平段寬度不小于165mm;
4F形不帶立腿側(cè)的平段寬度不小于150mm;
5銅片宜在現(xiàn)場(chǎng)加工壓制成型,異形接頭宜在工廠加工壓制成型。
9.2.2柔性止水材料在運(yùn)行環(huán)境條件下應(yīng)高溫不流淌、低溫不硬化,在水壓力
作用下易壓入縫內(nèi),應(yīng)粘結(jié)在混凝土界面上。
9.2.3粉細(xì)砂或粉煤灰滲透系數(shù)應(yīng)比特殊墊層區(qū)至少低一個(gè)數(shù)量級(jí),最大粒徑
應(yīng)小于1mm。9.2.4PVC止水帶,其拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率、邵氏硬度及脆性溫度
等性能,應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。9.2.5橡膠止水帶性能應(yīng)符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG2288—
92《橡膠止水帶》的有關(guān)規(guī)定。9.2.6周邊縫應(yīng)采用瀝青浸漬木板嵌縫,其厚度
宜為12mm。
10分期施工與已建壩加高
10.1分期施工
10.1.1應(yīng)根據(jù)壩址的地形、施工進(jìn)度、導(dǎo)流及度汛、水庫(kù)蓄水等要求,合理
地制訂壩體填筑及面板澆筑的分期施工規(guī)劃。
10.1.2堆石壩體分期填筑規(guī)劃應(yīng)遵循下述原則:
1墊層料、過(guò)渡料應(yīng)和相鄰的部分堆石料平起填筑;
2堆石料之間的接合坡度應(yīng)不陡于1:1.3,天然砂礫石料應(yīng)不陡于1:1.5;
3可以在堆石區(qū)內(nèi)設(shè)置運(yùn)輸壩料用的臨時(shí)坡道;
4壩體用臨時(shí)斷面擋水或壩面過(guò)水度汛時(shí),填筑分期應(yīng)與度汛要求相適應(yīng);
5在后續(xù)斷面填筑時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)合部位進(jìn)行處理,避免大塊石集中,適當(dāng)清除斷
面松散材料,加強(qiáng)結(jié)合部位的碾壓。
10.1.3壩體臨時(shí)斷面擋水度汛時(shí),應(yīng)滿足抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定要求。墊層區(qū)
的上游坡面應(yīng)予保護(hù),護(hù)面材料應(yīng)按本規(guī)范5.2.4條的規(guī)定選用。
10.1.4施工期壩體表面過(guò)水度汛時(shí),其過(guò)流表面、下(游坡面和坡腳都應(yīng)妥加
保護(hù),以免水流沖刷。保護(hù)方法視過(guò)流面體型和水流流速、被保護(hù)材料等具體情況
確定,重要工程應(yīng)進(jìn)行水力學(xué)模型試驗(yàn),為選擇防護(hù)措施提供依據(jù)。
10.1.5混凝土面板分期施工時(shí),其水平縫可按施工縫處理,并遵循本規(guī)范
8.1.3條的規(guī)定。10.1.6周邊縫止水的施工期保護(hù),應(yīng)作保護(hù)罩設(shè)計(jì)。
10.1.7必要時(shí)可設(shè)置通向上游的臨時(shí)排水系統(tǒng),以減輕壩內(nèi)積水對(duì)墊層或面
板的浮托力,并適時(shí)封堵。
10.1.8分期完建的混凝土面板堆石壩,必須按最終規(guī)模設(shè)計(jì)。第一期工程的
趾板、面板、止水、分縫等以及壩基處理,應(yīng)按最終設(shè)計(jì)斷面施工;第一期工程可
不設(shè)防浪墻。
10.2已建壩加高
10.2.1已建混凝土面板堆石壩加高設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分論證已建壩體、壩基及防
滲工程和已有止水系統(tǒng)的適應(yīng)性,保證加高后壩體的正常運(yùn)行;
在壩體加高時(shí),原混凝土面板與壩體之間如因壩體沉降而有空隙時(shí),應(yīng)按本規(guī)
范8.1.4條的規(guī)定妥善處理,充填密實(shí),保證其良好結(jié)合。
10.2.2土質(zhì)防滲體堆石壩采用混凝土面板堆石壩從下游面加高時(shí),應(yīng)研究以
下問(wèn)題:
1對(duì)原壩基及壩體防滲設(shè)施的適應(yīng)性及可靠性進(jìn)行論證,必要時(shí)作補(bǔ)強(qiáng)處理;
2對(duì)原土質(zhì)防滲體與混凝土面板之間的連接和止水作專門設(shè)計(jì),以形成完整的
防滲系統(tǒng);
3對(duì)加高后的壩體進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析,以確定上游坡是否需要加固及必要時(shí)的
加固措施,并確定下游坡的坡度。
10.2.3重力式混凝土壩或砌石壩采用混凝土面板堆石壩從下游面加高時(shí),應(yīng)
研究以下問(wèn)題:
1對(duì)原壩基及壩體防滲設(shè)施的適應(yīng)性及可靠性進(jìn)行論證,必要時(shí)作補(bǔ)強(qiáng)處理;
2應(yīng)考慮堆石壓力和水壓力,對(duì)原混凝土壩進(jìn)行穩(wěn)定和應(yīng)力分析,確定混凝土
面板在原壩體上支撐點(diǎn)的高度;
3對(duì)壩體主堆石區(qū)規(guī)定更高的壓實(shí)密度,以盡量減少堆石體的變形量;
4對(duì)原混凝土壩體與混凝土面板接合處周邊縫的止水結(jié)構(gòu)進(jìn)行專門設(shè)計(jì),以適
應(yīng)原混凝土壩與堆石間的不均勻沉降,保證止水效果;
5對(duì)周邊縫下游側(cè)的特殊墊層區(qū)提出更高的密實(shí)度要求。
11原型觀測(cè)
11.0.1混凝土面板堆石壩的原型觀測(cè)應(yīng)按SL60—94《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)
范》的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)壩的等級(jí)、壩高、壩的結(jié)構(gòu)型式及地形地質(zhì)條件,遵循少而
精的原則設(shè)置必要的觀測(cè)設(shè)備,進(jìn)行施工期及運(yùn)行期的系統(tǒng)觀測(cè),井及時(shí)整理分析
資料。
11.0.2原型觀測(cè)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工期觀測(cè)的需要,取得早期觀測(cè)資料,指導(dǎo)施
工,優(yōu)化設(shè)計(jì)。11.0.3觀測(cè)設(shè)施的選擇應(yīng)符合可靠、耐久、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則,
力求先進(jìn),有條件時(shí)宜實(shí)行觀測(cè)自動(dòng)化。觀測(cè)設(shè)施宜按下列原則布置:
1能較全面地反映大壩的工作狀態(tài);
2外部表面位移觀測(cè)點(diǎn)可大致按等距離布置;
3內(nèi)部觀測(cè)設(shè)備至少沿最大壩高處的一個(gè)橫斷面布置,必要時(shí)可沿其他橫斷面
或沿壩軸線
的縱斷面加設(shè)觀測(cè)斷面;
4內(nèi)部觀測(cè)設(shè)施應(yīng)盡量避免施工干擾,并便于觀測(cè)作業(yè),保證在惡劣氣候條件
下仍能進(jìn)行必要項(xiàng)目的觀測(cè);
5加強(qiáng)混凝土面板變形、周邊縫三向變位、滲流量等觀測(cè)項(xiàng)目。11.0.4應(yīng)根
據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果,并參照類似工程的觀測(cè)成果,確定觀測(cè)值的預(yù)計(jì)范圍,選定觀
測(cè)儀器的型式及量程范圍。
11.0.51、2級(jí)壩及100m以上高壩應(yīng)設(shè)置下列觀測(cè)項(xiàng)目,其他的壩可適當(dāng)簡(jiǎn)
化。
1壩面垂直位移和水平位移;
2壩體內(nèi)部垂直位移;
3接縫位移;
4面板變形、應(yīng)變;
5滲流。
11.0.6必要時(shí)可增設(shè)下列觀測(cè)項(xiàng)目:
1壩體內(nèi)部水平位移;
2壩基覆蓋層的沉降;
3壩基及壩體滲透壓力,壩肩繞滲;
4寒冷地區(qū)冰層對(duì)面板的推力;
5混凝土面板裂縫監(jiān)測(cè);
6土壓力及接觸壓力;
7混凝土防滲墻的監(jiān)測(cè);
8趾墻或擋墻監(jiān)測(cè);
9地震反應(yīng);
10其他。
本規(guī)范的用詞說(shuō)明
為便于執(zhí)行規(guī)范,對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說(shuō)明如下:
——表示嚴(yán)格,在正常情況均應(yīng)這樣做的:
正面詞采用“應(yīng)”,反面詞采用“不應(yīng)”。
——表示允許稍選擇,在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的:
正面詞采用“宜”反面詞采用“不宜”;表示有選擇,在一定條件下可以這樣
做的,采用
“可”。
中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范
SL228—98
條文說(shuō)明
目錄
l總則7混凝土趾板
3壩的布置和壩體
8混凝土面板
分區(qū)
4筑壩材料和填筑
9接縫止水
標(biāo)準(zhǔn)
5壩體設(shè)計(jì)10分期施工與已建壩加高
6壩基處理11原型觀測(cè)
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1總則
1.0.1我國(guó)混凝土面板堆石壩(以下簡(jiǎn)稱面板壩)的建設(shè)從80年代中期起步,
但發(fā)展較快,包括不斷增多的以砂礫石料填筑的面板壩,以及在深厚覆蓋層修建的
面板壩。至1998年末,已建的已有42座,在建的32座,最高的達(dá)178m;設(shè)計(jì)中
最高的達(dá)233m。DL5016—93《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(以下簡(jiǎn)稱原導(dǎo)則)頒
布實(shí)施5年多來(lái),起到了重要的作用。為適應(yīng)需要,反映新的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和科研成
果,在原導(dǎo)則基礎(chǔ)上,進(jìn)行了修改與補(bǔ)充,制定本規(guī)范。
本規(guī)范不是束縛而是推進(jìn)面板壩設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。為了不斷推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,
取得更好的安全經(jīng)濟(jì)效果,設(shè)計(jì)中可根據(jù)壩址具體條件和壩的特點(diǎn),對(duì)某些專題進(jìn)
行深入論證或試驗(yàn)研究,提出成果,報(bào)上級(jí)主管部門審定后采用。1.0.2本規(guī)范
主要是在國(guó)內(nèi)外已建、在建200m高度及以下同類壩經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上編制的,主要適用
于1、2、3級(jí)及3級(jí)以下壩高70m以上同類壩的設(shè)計(jì);對(duì)于現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)不足以涵蓋的
200m以上高壩及特別重要和復(fù)雜的工程,應(yīng)對(duì)壩料分區(qū)、面板的應(yīng)變和堆石壩體
變形控制、面板混凝土的耐久性、接縫止水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及壩基處理等問(wèn)題,依其特點(diǎn)
專門論證。
1.0.4混凝土面板壩的高度分類,按S貝218—84規(guī)定,壩高30m以下為低
壩,壩高30,70m為中壩,壩高70m以上為高壩,這是我國(guó)各類型壩的沿用分類標(biāo)
準(zhǔn)。1.0.6本規(guī)范所引用的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)修訂,使用本規(guī)范時(shí),應(yīng)探討使用引用標(biāo)準(zhǔn)最
新版本的可能性。
3壩的布置和壩體分區(qū)
3.1壩的布置
3.1.1,3.1.3面板壩的壩軸線是和趾板線的選擇同步進(jìn)行的。首先應(yīng)綜合地
形、地質(zhì)及施工條件,選擇趾板線,然后根據(jù)趾板線,定壩軸線。壩軸線的位置還
要有利于泄水、引水及廠房建筑物布置,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后,確定最佳的樞紐
布置方案。
近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)外面板壩工程對(duì)趾板地基要求有所放寬,為趾板線的選擇留有
了較大余地。例如,哥倫比亞的薩爾瓦興娜壩(Sslvajing,高148m,1985年建成)
的部分殘積土地基,澳大利亞的利斯壩(Reece,高122m,1986年建成)的壩肩強(qiáng)風(fēng)
化巖石地基,中國(guó)的株樹橋壩(高78m,1990年建成)河床部分趾板的風(fēng)化板巖地基
及白云壩(高120m,1998年建成)兩岸壩段部分強(qiáng)風(fēng)化巖石地基等。
隨著在深厚砂礫石覆蓋層上修建面板壩的發(fā)展,一些高壩把趾板置于砂礫石層
上,采用混凝土防滲墻對(duì)地基作防滲處理,用趾板和連接板將壩體面板及地基防滲
墻連接起來(lái),連同面板接縫止水和基巖帳幕灌漿,構(gòu)成完整的防滲系統(tǒng)。例如,摩
洛哥的本穆罕默德壩(MohammedBenA.K.,高40m,砂礫石地基,1981年建成);智
利的圣塔揚(yáng)那壩(SantaJuana,高110m,壩基砂礫石層厚30m,
防滲墻插入基巖,1995年建成);中國(guó)的柯柯亞壩(高41.5m,壩基砂礫石層
37.5m,1982年建成)、梅溪壩(高40m,覆蓋層30m,1997年建成)、梁輝壩(高
35.4m,覆蓋層26m,1997年建成)、岑港壩(高27.6m,覆蓋層39m,1997年建成)
等。在覆蓋層上采用防滲墻對(duì)地基進(jìn)行防滲處理的高面板壩,其技術(shù)還有待進(jìn)一步
提高和發(fā)展。
在各種不同的河谷地形壩址,均可修建面板壩,從河谷寬度與壩高的寬高比
看,多數(shù)壩在2,3左右。少量工程位于寬闊河谷,例如泰國(guó)的考蘭壩(KhaoLeam,
高115m,1984年建成)為7.7,巴西的阿里亞壩(FozDoAreia,高160m,1980年
建成)為5,我國(guó)的天生橋1級(jí)壩(高178m,在建)為6.5;也有少量工程位于狹谷壩
址,例如哥倫比亞的格里拉斯壩(Go1i11as,高125m,1978年建成)為0.86。當(dāng)
然,有條件時(shí),選擇兩岸比較對(duì)稱,并且兩岸岸坡地形較為平順的壩址,有利于施
工碾壓的質(zhì)量控制和壩的變形安全。
3.1.4,3.1.5當(dāng)壩址地形地質(zhì)條件受到限制,并有缺陷時(shí),需作一定的改造,
例如采用趾墻(擋墻)的工程措施,可使面板壩布置合理,安全可靠。例如委內(nèi)瑞拉
的雅肯布?jí)?Yacambu,高162m,1996年建成)、中國(guó)的小于溝壩(高55m,1990年
建成),設(shè)置了趾墻改造地形,均取得了良好的效果。利用壩肩溢洪道的導(dǎo)墻(或邊
墻)作為岸邊趾墻,設(shè)置周邊縫,與面板連接,已在一些面板壩工程中采用。
3.1.6巴西已建的面板壩多是高壩大庫(kù)工程,例如阿里亞壩、塞格雷多壩
(Segredo,145m,1991年建成)、辛戈壩(Xingo,高151m,1994年建成),導(dǎo)流洞
導(dǎo)流后即封堵不利用,沒(méi)有專設(shè)放空水庫(kù)的設(shè)施,認(rèn)為面板壩一般不會(huì)有放空水庫(kù)
進(jìn)行處理的可能性,如有意外處理的要求,可由潛水員或采取其他措施進(jìn)行檢修。
近幾年修建的面板壩,例如辛戈壩、塞格雷多壩,除在面板上游面底部周邊縫附近
及其以下設(shè)置鋪蓋(采用土料或粉細(xì)砂)外,也同時(shí)在周邊縫下游側(cè)設(shè)置特殊墊層
區(qū),對(duì)萬(wàn)一滲漏造成粉細(xì)砂流動(dòng)時(shí)起到反濾保護(hù)作用,屬反濾型安全設(shè)施。
澳大利亞塔斯馬尼亞水電局已修建13座面板壩,漏水量都很小,從來(lái)沒(méi)有放
空水庫(kù)檢修,但設(shè)計(jì)仍利用導(dǎo)流洞堵頭設(shè)置放空管,萬(wàn)一使用時(shí)可炸開連接螺栓,
打開鋼悶蓋放水,稱謂可爆堵頭。
我國(guó)的萬(wàn)安溪面板壩(高93.8m,1995年建成),施工中取消了原設(shè)計(jì)專設(shè)的放
空洞,必要時(shí)利用發(fā)電引水洞上留下的施工支洞,打開悶頭放水,壩上游坡底部周
邊縫附近及其下游側(cè)分別設(shè)置土料鋪蓋及特殊墊層區(qū)。天生橋一級(jí)面板壩,壩高庫(kù)
大,是紅水河梯級(jí)的龍頭屯站,在右岸設(shè)置了放空洞,并可參與后期導(dǎo)流及必要的
泄洪。東津(高85.5m,1995年建成)、白云面板壩設(shè)置了放空隧洞。松江河梯級(jí)的
松山(高78m,在建)、小山(高85.5m,1998年建成)兩壩,采用了發(fā)電引水隧洞作
為放水的后備措施。我國(guó)許多面板壩均設(shè)置了上游土料鋪蓋及下游特殊墊層區(qū)。在
認(rèn)真設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制施工質(zhì)量條件下,對(duì)于一般大中型工程,不專設(shè)放空洞是可以
作到安全運(yùn)行管理的。對(duì)于重要工程及面板砂礫石壩是否設(shè)置放空設(shè)施,應(yīng)詳細(xì)論
證確定。
鑒于現(xiàn)代面板壩壩體碾壓比較密實(shí),其變形量在施工期已大部完成,竣工蓄水
運(yùn)行后剩余變形量小,且在頭幾年基本穩(wěn)定,因此,對(duì)于中、低壩當(dāng)岸邊泄洪設(shè)施
難以布置,且河床基巖較好、泄洪流量不大等特定條件下,在壩頂設(shè)置正常的或非
常的溢洪道是允許的,以便于樞紐整體泄洪布置,并強(qiáng)調(diào)要經(jīng)主管部門審定,以確
保安全。可資參考的工程實(shí)例,國(guó)外有印度尼西亞的巴吐皮西壩(Batubesi,高
32m),在壩頂設(shè)置了自潰式非常溢洪道,設(shè)計(jì)最大泄流量3800m3/s,單寬流量約
11,/(s?m);澳大利亞的克13m羅蒂壩(Crotty,高83m,1991年建成),設(shè)壩頂溢洪
道,過(guò)水寬度12.2m,設(shè)計(jì)最大泄流量245m3/s,單3寬流量20/(s?m),m1991年
7月建成后曾溢流,尚未經(jīng)設(shè)計(jì)流量檢驗(yàn),大壩觀測(cè)表明其運(yùn)行性狀良好。近年
來(lái),我國(guó)曾進(jìn)行了3座面板壩壩頂溢流的設(shè)計(jì),即浙江的大奕坑壩、瑞詳二級(jí)壩和
新疆的鮑爾德壩,并進(jìn)行了水工模型試驗(yàn),工程尚未實(shí)施,可供研究參考。
3.1.7面板壩工程中的土石方挖填平衡,是論證樞紐布置技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果很重要
的一個(gè)方面,日益為人們所重視。國(guó)外的面板壩工程,很注意樞紐建筑物大開挖有
效挖方的充分利用和土石方的挖填平衡,大量或全部使用樞紐建筑物開挖料筑壩,
以取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。國(guó)內(nèi)工程也日益注意到這方面的特點(diǎn),并在實(shí)際工程
中體現(xiàn)。巴西的阿里亞、塞格雷多和辛戈等3座高面板壩,樞紐布置都很緊湊,都
對(duì)岸邊溢洪道、電站尾水渠及電廠區(qū)采用大開挖設(shè)計(jì)方案,將開挖石料直接上壩。
阿里亞壩與辛戈壩都在兩岸分別布置溢洪道和引水發(fā)電建筑物,塞格雷多壩則是溢
洪道和電站共用一個(gè)大進(jìn)水渠,進(jìn)而分成兩個(gè)進(jìn)水口。電站廠區(qū)都是半露天式的。
阿里亞壩壩體填筑方量為1400萬(wàn)m3,其中1250萬(wàn)m3來(lái)自兩岸建筑物有效開挖
量,平均運(yùn)距不足1.5km,壩址巖體是玄武巖,其中以塊狀玄武巖為主占75,,抗
壓強(qiáng)度達(dá)235MPa,軟化系數(shù)0.80;還有玄武角礫巖夾層占25,,抗壓強(qiáng)度37MPa,
軟化系數(shù)0.67。除墊層料用塊狀玄武巖軋制外,其他都是使用上述兩者混合料。
塞格雷多壩石料特點(diǎn)和上述類似,壩體堆石7203萬(wàn)m,其中690萬(wàn)m3來(lái)自有效挖
方。辛戈壩壩體1270萬(wàn)m3,也是主要利用建筑物開挖的花崗片麻巖石填筑。為了
使開挖料盡量滿足填筑要求,施工中和設(shè)計(jì)方面配合,還對(duì)堆石分區(qū)和施工填筑分
區(qū)進(jìn)行調(diào)整,取得了更好的效果。我國(guó)3天生橋一級(jí)水電站面板壩,壩體積1780
萬(wàn),溢洪道布置在m右岸,開挖量17634萬(wàn)m,其中1520萬(wàn)m3用于筑壩和加工混
凝土用骨料,不足部分由溢洪道右側(cè)山溝內(nèi)補(bǔ)充料場(chǎng)供應(yīng),取得了良好效果。我國(guó)
十三陵抽水蓄能電站上池面板壩,壩3體方量255萬(wàn)m,全部用池盆開挖料填筑,
其中包括大量安山巖風(fēng)化石料,也取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
3.2壩體分區(qū)
3.2.1本條說(shuō)明進(jìn)行壩體分區(qū)的原則和目的。要充分利用開挖料和近壩區(qū)料
源,因材設(shè)計(jì),合理分區(qū),而不是先畫定壩體斷面再去找料。對(duì)各種開挖料巖土性神奇的眼睛
質(zhì)及各種地形條件下,大壩運(yùn)行性能的正確理解,是作好壩體分區(qū)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。從
安奇卡亞壩(AltoAnchicaya,高140m,1974年建成)開始,在面板上游面下部設(shè)土
質(zhì)鋪蓋,防滲效果好,故宜用無(wú)粘性或低粘性土料。
根據(jù)工程情況,可將下游圍堰并入壩體,以取得好的經(jīng)濟(jì)效益,并可作為排水
棱體,此部分拋填堆石不影響壩的運(yùn)行性能,例如辛戈壩的經(jīng)驗(yàn),有條件時(shí)可以采
用。
3.2.2根據(jù)10多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),列出硬巖壩體堆石主要分區(qū)圖,供設(shè)計(jì)參
用,并統(tǒng)一用語(yǔ)。防浪墻上游側(cè)底部,宜留出不小于寬0.6,0.8m的人行小道,以
利檢查行走,必要時(shí)可在其上游側(cè)設(shè)護(hù)欄。
3.2.3鑒于混凝土面板砂礫石壩日益增加,根據(jù)面包的英文單詞 近10余年來(lái)的初步實(shí)踐經(jīng)
驗(yàn),在此列出了其壩體材料分區(qū)圖,供設(shè)計(jì)參用。其中豎向排水區(qū)兩側(cè)3B區(qū),可
以采用同一種砂礫石料,也可在下游側(cè)采用質(zhì)量較低的料,根據(jù)料源及壩的運(yùn)行要
求設(shè)計(jì)。下游堆石3C區(qū),可結(jié)合料源條件布置,但宜盡量采用堆石料。同上條,
防浪墻上游側(cè)留人行小道。
3.2.4本條規(guī)定了砂礫石壩體,或軟巖壩體,如不能滿足自由排水要求時(shí),要
設(shè)置壩內(nèi)豎向和水平向排水區(qū),作為一項(xiàng)重要的滲流控制措施。砂礫石壩體豎向排
水區(qū)的位置,可就布置在主砂礫石料區(qū)或靠近過(guò)渡區(qū)的不同方案比較選定。國(guó)外已
建成和在建的8座混凝土面板砂礫石壩中,其壩高在50,187m之間,其中有4座設(shè)
有專門的豎向和水平向排水系統(tǒng),即委內(nèi)瑞拉的雅肯布?jí)?、哥倫比亞的薩爾瓦興娜
壩、格里拉斯壩、澳大利亞的克羅蒂壩,這4座壩中,克羅蒂壩的豎向排水緊靠在
墊層區(qū)下游面,而其他3座都處在上游壩體的偏上游部位。智利的圣塔揚(yáng)那壩、普
卡羅壩(Puclaro,高80m),阿根廷的皮其皮克利費(fèi)壩(Pichi-2PicunLeafu,高
50m),最聽話的狗排名 都因砂礫石料的滲透系數(shù)不小于cm/s10,可以自由排水而未設(shè)專門的壩內(nèi)
排水系統(tǒng)。墨西哥的阿瓜密爾巴壩(Aguamilpa,高187m,1993-3年建成)原設(shè)計(jì)有
豎向排水,因天然沖積料的最小滲透系數(shù)為210cm/s量級(jí),且小于0.075mm的細(xì)
粒含量少于2,,而在實(shí)施中予以取消,其上游區(qū)為砂礫石,下游區(qū)為堆石,兩區(qū)
之間還設(shè)一堆石過(guò)渡區(qū),即堆石均為排水區(qū)。國(guó)內(nèi)已建在建的混凝土面板砂礫石壩
有11座,壩高在37,138m之間,已建的小干溝壩,排水區(qū)設(shè)在墊層區(qū)下游壩體
內(nèi),未設(shè)過(guò)渡區(qū),運(yùn)行良好。由于溝后壩(高70m)的失事教訓(xùn),為慎重起見,砂礫
石為主要填筑料的壩體,均設(shè)有內(nèi)部排水系統(tǒng)。3.2.6由于混凝土面板壩目前仍
以經(jīng)驗(yàn)性設(shè)計(jì)為主,一般均以工程類比確定壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),故規(guī)定壩體分區(qū)一般通
過(guò)工程類比確定;而對(duì)1、2級(jí)100m以上的高壩,要通過(guò)試驗(yàn)和應(yīng)力應(yīng)變分析、料
物平衡等,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。湖南株樹橋壩,下游壩體采用壩區(qū)附近的風(fēng)
化板巖填筑,以代替原定采用的距壩8km外的灰?guī)r料,雖然壩坡放緩到1:1.7,但
仍比使用遠(yuǎn)處的灰?guī)r料經(jīng)濟(jì)。3.2.7本條主要規(guī)定墊層區(qū)寬度及布置的基本要
求,并結(jié)合面板壩建設(shè)的發(fā)展列入特殊墊層區(qū)布置要求。
1墊層料的水平寬度,當(dāng)采用反鏟、裝載機(jī)等或配合人工鋪料條件下,可采用
1,2m。這是考慮近期國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而補(bǔ)充的。采用自卸汽車卸料、推土機(jī)鋪料
的施工方法,其最小水平寬度需要3m左右。巴西塞格雷多壩,設(shè)置了水平寬度為
0.5m的細(xì)墊層區(qū),而將過(guò)渡區(qū)擴(kuò)大為5m;澳大利亞的默奇松壩(Murchison,高
94m,1982年建成)、巴斯塔延壩(Bastyan,高75m,1983年建成)、
利斯壩等,墊層區(qū)寬度采用1m,過(guò)渡區(qū)寬度5m;中國(guó)的天荒坪抽水蓄能電站下
庫(kù)壩(高95m,1998年建成),墊層寬度也采用1m,東津壩墊層寬度采用2.5m,過(guò)
渡區(qū)4.0m。應(yīng)根據(jù)壩料特性、施工及工程運(yùn)行條件等,綜合分析確定。
2墊層區(qū)寬度改為一般可采用上下等厚布置。
3墊層區(qū)在與地基接觸面處宜向下游適當(dāng)擴(kuò)大延伸,一般延伸3,5m。當(dāng)岸坡有
可沖蝕性材料填充的斷層裂隙等不利地質(zhì)條件時(shí),其延伸長(zhǎng)度視地質(zhì)情況而定。如
澳大利亞的利斯壩,就沿?cái)鄬右恢变伒较掠蚊妗?/p>
4明確特殊墊層區(qū)的基本布置要求,并以圖示之。
3.2.8對(duì)墊層料、過(guò)渡料及主堆石料要求內(nèi)部滲透穩(wěn)定。對(duì)于有的工程砂礫石
體之間能夠滿足水力過(guò)渡要求時(shí),可不設(shè)專門的過(guò)渡層,但需限制界面上不能有粗
顆粒集中現(xiàn)象。
4筑壩材料和填筑標(biāo)準(zhǔn)
4.1壩體材料
4.1.1面板壩是當(dāng)?shù)夭牧蠅?,壩料關(guān)系到壩體本身的質(zhì)量、安全度汛與總進(jìn)度
以及投資效果。一些面板壩工程,由于壩料料場(chǎng)勘探精度不夠,以致延誤了工期,
增加了投資,為此,必須給予高度重視,充分作好料場(chǎng)勘探和壩料試驗(yàn)工作。料場(chǎng)
勘探輔以平洞,不僅能收集地質(zhì)資料,還可取建筑物區(qū)開挖石渣料做試驗(yàn)。
4.1.2本條規(guī)定了筑壩材料應(yīng)做的物理力學(xué)特性試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)獲得的成果是
正確設(shè)計(jì)面板壩的重要依據(jù),但還應(yīng)結(jié)合工程類比,合理確定各種壩料的設(shè)計(jì)指
標(biāo)。
4.1.3,4.1.4現(xiàn)代面板壩設(shè)計(jì)應(yīng)注意在樞紐建筑物布置區(qū)內(nèi),結(jié)合研究充分利
用開挖石料筑壩,盡量做到挖填平衡,以取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。在施工組織設(shè)
計(jì)中,應(yīng)深入作好料場(chǎng)規(guī)劃和填筑規(guī)劃。包括料場(chǎng)工作面,采、裝、運(yùn)的設(shè)備,運(yùn)
料上壩的道路,備料場(chǎng)及棄料場(chǎng)布置以及相應(yīng)的環(huán)保措施;壩面鋪料、碾壓等。
4.1.5本條即原導(dǎo)則的第3.1.2條。補(bǔ)充了對(duì)主堆石級(jí)配最大粒徑不超過(guò)壓實(shí)
層厚度和小于5mm顆粒含量不宜大于20,的規(guī)定,使堆石料級(jí)配范圍可以大體確
定。但接近鋪層厚度的大顆粒不能集中成片,以免影響壓實(shí)效果。
4.1.6本條即原導(dǎo)則中的第3.1.3條,補(bǔ)充了如將軟巖用于主堆百區(qū)時(shí)要作專
門論證的規(guī)定,并提出一些要求和措施。
對(duì)軟巖堆石壩,國(guó)外如美國(guó)的貝雷壩(Bailey,高95m,1979年建成)、印尼的
希拉塔壩(Cirata,高125m,1987年建成)、澳大利亞的小帕拉壩(LittlePara,
高53m,1977年建成)等,主堆石區(qū)用軟巖填筑,在壩上游或中間部位設(shè)有內(nèi)
部排水系統(tǒng),一般都將軟巖置于下游干燥區(qū)。國(guó)內(nèi)的株樹橋壩、十三陵上池壩(高
70.5m,1998年建成),都是將軟巖置于壩的下游區(qū),而在壩底設(shè)一水平排水層與
上游堆石體連接。軟巖堆石料不要求一定級(jí)配,適當(dāng)加水薄層碾壓,可達(dá)到高密
度,并具有一定抗剪強(qiáng)度和較低的壓縮性。
根據(jù)GB50021—94《巖土工程勘察規(guī)范》,以石料的飽和單軸抗壓強(qiáng)度小于
30MPa作為軟巖的界限,國(guó)內(nèi)外混凝土面板堆石壩的實(shí)踐中,也常以30MPa為其界
限。
4.1.7本條根據(jù)原導(dǎo)則3.1.4條內(nèi)容修訂?,F(xiàn)代面板壩實(shí)踐中,砂礫石料的利
用日益增多。國(guó)外已建成的墨西哥的阿瓜密爾巴壩,哥倫比亞的薩爾瓦興娜壩、格
里拉斯壩等,都是用砂礫石作壩的主體材料;澳大利亞的克羅蒂壩,在壩面修建溢
洪道,也用礫石填筑。上述壩運(yùn)行情況都良好。中國(guó)在建的100m以上高面板壩
中,有烏魯瓦提、古洞口、黑泉、珊溪、白溪5座,其壩體大部分或部分采用砂礫
石填筑。100m以下的還有不少。足見砂礫石也是面板壩的優(yōu)良筑壩材料。但是青
海溝后面板砂礫石壩的失事,更加明確地表現(xiàn)出天然砂礫石料變異性大,滲透穩(wěn)定
性和抗沖蝕能力較堆石料差,以及易沿坡面滾動(dòng)等特點(diǎn)。為此要采取有效的滲流控
制措施,并對(duì)可能過(guò)流的表面作有效的防護(hù),按本規(guī)范5.5的規(guī)定作好壩體滲流控
制設(shè)計(jì)。
4.1.8下游堆石區(qū)可以使用與主堆石區(qū)相同的材料,但可采用較低的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);
也可使用質(zhì)量比主堆石料差的料物,特別是利用各種開挖石渣料。4.1.9本條即原
導(dǎo)則的第3.1.6條,說(shuō)明了過(guò)渡區(qū)石料的要求。
4.1.10本條即原導(dǎo)則的第3.1.5條,修改補(bǔ)充了以下內(nèi)容:
1小于5mm的顆粒含量從30,,40,擴(kuò)大到30,,50,(小于0.075mm的顆粒含量宜
少于8,;一般小0.075mm顆粒的含量在8,以上時(shí),雖對(duì)其力學(xué)特性尚無(wú)明顯影響,
但施工時(shí)含水量對(duì)壓實(shí)效果有明顯影響,故不宜采用其含量太高的材料。這是符合
現(xiàn)代面板壩采用細(xì)墊層料的實(shí)踐的。
-3-42去掉滲透系數(shù)為110,110cm/s的要求。由于各工程對(duì)墊層料要求
的不同,可以采用透水或半透水墊層,故取消對(duì)墊層料滲透系數(shù)的統(tǒng)一規(guī)定。
3嚴(yán)寒地區(qū)或抽水蓄能電站的面板壩,對(duì)墊層料有特殊要求時(shí),經(jīng)論證可對(duì)墊
層級(jí)配作出專門規(guī)定。
4.1.11關(guān)于周邊縫下的特殊墊層區(qū)的條文。
近期修建的面板壩,借鑒以往因周邊縫變形過(guò)大,引起止水失效而大量滲水的
實(shí)例,特別注意直接位于周邊縫下游側(cè)的特殊墊層區(qū)選料和壓實(shí)。一方面碾壓密實(shí)
后變形較小,可減輕周邊縫止水結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān),以保持其有效性;另一方面,對(duì)周邊
縫表面鋪設(shè)的粉細(xì)砂、粉煤灰等松散材料起反濾作用,截留并淤堵于張開的接縫
中,使接縫自愈而減少滲流量,為此提出的專門要求。
近期修建的一些壩,將周邊縫銅止水片下面的瀝青砂墊改為水泥砂漿墊,不需
要在特殊墊層區(qū)上游坡面再設(shè)置粒徑小于20mm、加2,,3,水泥的小區(qū)。例如國(guó)外的
塞格雷多、辛戈、阿瓜密爾巴等高壩及我國(guó)的天生橋一級(jí)高壩,均未設(shè)此特殊墊層
的小區(qū),故本規(guī)范未列此項(xiàng)。
4.2填筑標(biāo)準(zhǔn)
4.2.2本條即原導(dǎo)則第3.2.2條。對(duì)于堆石部分?jǐn)M定的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)己建面板堆
石壩的經(jīng)驗(yàn)確定的平均孔隙率。設(shè)計(jì)的填筑標(biāo)準(zhǔn)可在此范圍內(nèi)選用。由于近期面板
壩高度和所用振動(dòng)碾的靜重和激振力不斷加大,有必要也有可能將孔隙率的范圍值
適當(dāng)下調(diào),使壩體更為密實(shí)而較小變形,更有利于混凝土面板和接縫止水設(shè)施的工
作條件。因此,在設(shè)計(jì)中要規(guī)定盡可能大的壓實(shí)干密度或盡量小的孔隙率。3同時(shí)
要求干密度的標(biāo)準(zhǔn)差不超過(guò)0.1g/cm。將壩料的填筑標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)大為壩料的干密度和孔
隙率、級(jí)配和服壓參數(shù),這是實(shí)踐檢驗(yàn)得到的結(jié)果。對(duì)于砂礫石料部分,規(guī)定相對(duì)
密度0.75,0.85作為填筑標(biāo)準(zhǔn)。地震區(qū)的工程,對(duì)于無(wú)粘性土壓實(shí),要求浸潤(rùn)線以
上材料的相對(duì)密度不低于0.75,浸潤(rùn)線以下材料的相對(duì)密度則根據(jù)設(shè)計(jì)烈度大
小,選用0.75,0.85;對(duì)于砂礫石料,當(dāng)大于5mm的粗粒含量小于50,時(shí),應(yīng)保證細(xì)
料的相對(duì)密度滿足上述對(duì)無(wú)粘性土壓實(shí)的要求,并按此要求分別提出不同含礫量的
壓實(shí)干密度作為填筑控制標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)震區(qū)的工程應(yīng)提高其合格率。同時(shí)適當(dāng)提高特殊
墊層區(qū)(周邊反濾料區(qū))填筑標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.3堆石料填筑時(shí)加水有利于提高壓實(shí)密度,增加堆石體的早期變形,因此
一般宜加水碾壓。對(duì)新鮮、堅(jiān)硬的堆石料,經(jīng)碾壓試驗(yàn)中加水和不加水的對(duì)比試
驗(yàn),加水效果確實(shí)不明顯時(shí),方可取消加水工序。對(duì)軟巖堆石料,如加水碾壓可引
起泥化現(xiàn)象時(shí),需通過(guò)試驗(yàn)確定適宜的加水量。
4.2.4,4.2.5由于目前修建堆石壩已有相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn),也積累了很多碾壓試驗(yàn)
及填筑質(zhì)量檢查資料,按經(jīng)驗(yàn)初步選定填筑標(biāo)準(zhǔn),并在施工前期通過(guò)碾壓試驗(yàn)復(fù)核
和必要的修正,確定填筑施工參數(shù),一般不會(huì)有很大出入,沒(méi)有必要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)
行施工性的現(xiàn)場(chǎng)爆破和碾壓試驗(yàn)。但考慮到有的高壩,或性質(zhì)特殊的石料,已有經(jīng)
驗(yàn)不能覆蓋,而各方面疑慮較多時(shí),也可在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)爆破和碾壓試驗(yàn),論
證筑壩材料的適用性,并提供較為符合實(shí)際的設(shè)計(jì)參數(shù)。確定碾壓參數(shù)時(shí),要充分
利用碾壓試驗(yàn)得到的碾壓遍數(shù)與沉降(或沉降率)關(guān)系曲線,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件
下,獲得更好的壓實(shí)效果。
在施工控制方面,國(guó)際上多采用以控制碾壓參數(shù)為主的方法,挖坑取樣測(cè)定干
密度和孔隙率作為記錄和統(tǒng)計(jì)分析之用,不作控制標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)橹灰凑漳雺涸囼?yàn)或
經(jīng)驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行壓實(shí),就可達(dá)到要求的干密度。國(guó)內(nèi)因考慮施工管理方面還有
差距,完全技碾壓參數(shù)控制還存在一定問(wèn)題,故傾向于控制壩料級(jí)配范圍,采用碾
壓參數(shù)和干密度(孔隙率)兩種參數(shù)作為施工控制標(biāo)準(zhǔn)。但近年施工的工程正逐步向
碾壓參數(shù)為主的方向發(fā)展,并輔以面波儀等無(wú)損檢測(cè)方法,有待不斷總結(jié)和提高。
5壩體設(shè)計(jì)
5.1壩頂結(jié)構(gòu)
5.1.1壩頂寬度影響壩體工程量。在滿足使用要求的前提下,壩頂寬度愈小愈
經(jīng)濟(jì)。壩頂一般有高壓電纜溝或觀測(cè)電纜溝、燈柱和排水溝等,確定壩頂寬度時(shí)應(yīng)
滿足布置它們的需要。面板混凝土澆筑平臺(tái)的最小寬度為9m或更寬,視使用的施
工設(shè)備和施工布置而定。國(guó)內(nèi)已建工程,壩頂寬度一般在5,8m之間,有抗震要求
的高壩壩頂寬度一般在10,12m之間,為此對(duì)不同壩高作了規(guī)定。如有交通要求
時(shí),壩頂寬度尚須符合道路標(biāo)準(zhǔn)。
5.1.2為減少防洪和風(fēng)浪所需的壩體高度,常用高度較大的防浪墻,以減少堆
石的填筑量和面板的面積。防浪墻過(guò)高,墻本身和壩頂細(xì)堆石料填筑的費(fèi)用都將增
加,要和減少堆石填筑量節(jié)省的費(fèi)用比較,以確定經(jīng)濟(jì)的墻高。從質(zhì)量要求及安全
運(yùn)行考慮,防浪墻高度要適當(dāng),一般為4,6m,墻頂高出壩頂1.0,1.2m。因壩頂和
面板都變形,防浪墻與面板的接縫容易破壞,防浪墻底部高程宜高于水庫(kù)正常蓄水
位。如低于水庫(kù)正常蓄水位時(shí),此縫可能成為一個(gè)漏水的薄弱環(huán)節(jié),故應(yīng)詳細(xì)設(shè)
計(jì)。龍溪和萬(wàn)安溪壩的防浪墻底部高程低于水庫(kù)正常蓄水位,大壩運(yùn)行正常,但溝
后卻因此縫大量漏水導(dǎo)致失事,故應(yīng)慎重對(duì)待。5.1.3為適應(yīng)壩體變形,防浪墻
應(yīng)設(shè)置伸縮縫,縫問(wèn)埋止水片。防浪墻的止水片必須和面板的止水片連接。
5磨難議論文 .1.4為保證大壩運(yùn)行期沉降穩(wěn)定后,壩體仍有足夠的超高,也為視覺的需
要,壩頂需預(yù)留沉降超高,可參考類似工程確定。
5.1.5為便于防浪墻、電纜溝和壩頂路面等施工,及預(yù)留壩頂沉降超高起拱的
需要,防浪墻底部高程以上的壩體宜用細(xì)堆石料填筑。
為壩頂排水的需要,壩頂路面應(yīng)具有傾向下游的坡度,如為由中間向上下游方
向起坡,則也應(yīng)在上游側(cè)設(shè)排水溝,并隔一定距離用暗溝排向下游。
5.2壩坡
5.2.1本條即原導(dǎo)則第2.2.1條。硬巖堆石料的內(nèi)摩擦角遠(yuǎn)大于它的休止角。
以休止角確定壩坡,被已建混凝土面板堆石壩證明是安全的。砂礫石料的內(nèi)摩擦角
小于同等干密度硬巖堆石料的值,需用稍緩的壩坡。砂礫石料填筑的壩體,有蓄水
壓重作用,上游坡多采用1:1.5,而下游坡多采用1:1.5,1:1.6。例如智利的圣塔
揚(yáng)那壩上、下游坡分別為1:1.5、1:1.6;我國(guó)兩岔河壩(高43m)及小干溝壩分別為
1:1.5、1:1.6和1:1.55、1:1.6。壩上游區(qū)采用砂礫石料的壩,上游坡也多采用
1:1.5,例如墨西哥阿瓜密爾巴壩,我國(guó)古洞口壩(高117.5m)等。5.2.2為了在
壩坡上布置道路(馬道)和節(jié)省壩體工程量,可在平均壩坡不變的條件下。道路間用
較陡的壩坡。如塞格雷多壩道路間實(shí)際壩坡為1:1.2,天生橋一級(jí)壩道路間實(shí)際壩
坡用1:1.25,已被工程證明是可行的。局部邊坡偏陡者,坡面以塊石砌護(hù)為宜。
5.2.3堆石壩坡本身可以防止雨淋和人為破壞,可不做護(hù)坡,但為外部觀測(cè)、
排水及美觀等要求,對(duì)高壩也可加以砌護(hù)。大塊石堆砌是用推土機(jī)將大塊石推到壩
邊緣,使大面朝坡外,以斜坡尺檢查合格后,用小石將大塊石楔緊。或用擺石堆砌
成高度大致相等的小臺(tái)階,平均壩坡為設(shè)計(jì)壩坡。為方便護(hù)坡施工,需隨著壩體升
高,及時(shí)堆砌施工。
5.2.4上游坡面是墊層料(施工期為防止暴雨或波浪沖刷,并為面板混凝土施
工提供堅(jiān)固的作業(yè)面,需對(duì)坡面進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)。坡面保護(hù)措施有噴陽(yáng)離子乳化瀝
青、噴混凝土及碾壓砂漿,可按各工程具體條件選用。人工修整坡面、鋪低標(biāo)號(hào)砂
漿(抗壓強(qiáng)度5MPa),再作坡面碾壓,同時(shí)完成斜坡碾壓和坡面保護(hù),系我國(guó)的創(chuàng)
造,可以推廣應(yīng)用。
坡面保護(hù)以后,上游面不能自由排水,壩體施工用水或雨水可能對(duì)上游坡面形
成反向水壓力,可能沖壞上游坡面,甚至破壞已澆筑的面板,國(guó)內(nèi)已有實(shí)例,因此
要重視施工期壩體排水??梢栽O(shè)水平排水管、豎井抽水,或兩者都設(shè)。估計(jì)反向水
壓力較大時(shí),在面板被上游鋪蓋覆蓋之前,可設(shè)通向上游的水平排水管或豎井抽
水,以降低壩內(nèi)水位,結(jié)合施工進(jìn)展適時(shí)封堵。
5.3穩(wěn)定分折
5.3.1本條根據(jù)原導(dǎo)則5.1.1條內(nèi)容修訂。
建筑在巖基上的面板壩抵抗水壓力的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)約大于7。已建混凝土
面板堆石壩的壩坡一般為1:1.3或1:1.4,已安全運(yùn)行多年,故一般不需進(jìn)行壩坡
穩(wěn)定分析。僅當(dāng)在本條中指出的壩基和壩料不利,或壩體在非常運(yùn)行條件下,才需
進(jìn)行壩坡穩(wěn)定分析。
5.3.2本條根據(jù)原導(dǎo)則5.1.2條內(nèi)容修訂。
1直剪試驗(yàn)用的設(shè)備較簡(jiǎn)單,但試件所受主應(yīng)力方向是變的,試驗(yàn)成果和盒間
的開度有關(guān),一般不用,故刪去直剪試驗(yàn)的內(nèi)容。
2試樣最小尺寸一般為試驗(yàn)用料最大粒徑的4,6倍。當(dāng)不滿足這一要求時(shí),試
驗(yàn)用料必需采用模擬級(jí)配,故增加對(duì)試驗(yàn)用料的要求。試驗(yàn)用料要注意下述各點(diǎn):
1)有條件時(shí),盡可能用大尺寸的儀器,以減少縮尺的影響。
2)超徑顆粒含量少于40,,可用允許的最大粒組取代超徑顆粒的等量替代法模
擬。
3)堆石料經(jīng)相似模擬后,小于5mm的顆粒含量仍小于15,時(shí),可用相似模擬法
制備試驗(yàn)用料;否則,先相似模擬,再等量替代制備試驗(yàn)用料。即以滿足相似模擬
后的小于5mm的顆粒含量為15,左右,再用等量替代法解決相似模擬后的超徑顆
粒。
3研究表明,堆石料的抗剪強(qiáng)度是顆粒之間滑動(dòng)摩擦、咬合及顆粒破碎后重新
定向排列的綜合反映。剪切過(guò)程中,顆粒之間滑動(dòng)摩擦力基本不變,咬合作用隨粒
問(wèn)法向應(yīng)力增加而減少,顆粒破碎隨粒間法向應(yīng)力增加而增加,顆粒重新定向排列
需吸收部分能量,導(dǎo)致堆石料的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)隨法向應(yīng)力增加而減少,呈非線性關(guān)
系。雖然以往使用非線性抗剪強(qiáng)度作穩(wěn)定分析的工程經(jīng)驗(yàn)不多,但從技術(shù)發(fā)展考
慮,建議取值時(shí)計(jì)入這個(gè)因素。
5.3.3施工期過(guò)水,并有鋼筋網(wǎng)加固的下游壩坡,考慮鋼筋網(wǎng)的作用時(shí),宜先
求出無(wú)鋼筋網(wǎng)壩坡的最危險(xiǎn)滑弧位置,再求出滿足允許安全系數(shù)所需的錨筋抗力,
并以此進(jìn)行錨筋設(shè)計(jì)。加筋堆石料的抗剪強(qiáng)度尚無(wú)確定方法,為校核加筋堆石體的
穩(wěn)定性,參考國(guó)外工程經(jīng)驗(yàn),提出這個(gè)近似處理方法。
5.4應(yīng)力和變形分析
5.4.1本條與原導(dǎo)則5.2.2條內(nèi)容基本相同,補(bǔ)充了對(duì)試驗(yàn)的要求?;炷撩?/p>
板堆石壩的應(yīng)力和變形計(jì)算模型及方法尚不完善,不能得到準(zhǔn)確的應(yīng)力和變形值用
于定量設(shè)計(jì)。但計(jì)算成果可以給出壩體應(yīng)力和變形的近似值,顯示其變化趨勢(shì),為
壩體設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。隨著高面板壩建設(shè)的增加,一些高壩設(shè)計(jì)正在研究提高計(jì)
算參數(shù)及模擬不連續(xù)結(jié)構(gòu)面的精度,以此得到更可靠的應(yīng)力和變形計(jì)算成果。
有限元計(jì)算成果的精度和計(jì)算參數(shù)的精度有關(guān)。要得到可靠的計(jì)算成果,就要
有可靠的計(jì)算參數(shù)??煽康挠?jì)算參數(shù)不僅與制樣條件有關(guān),而且和試驗(yàn)加載的應(yīng)力
路徑、操作方法及資料整理有關(guān),需要探索和研究。所以,要得到較可信的壩體應(yīng)
力和變形計(jì)算成果,費(fèi)時(shí)費(fèi)錢,100m以下的壩體不一定要進(jìn)行這種計(jì)算,可用經(jīng)
驗(yàn)方法估算壩體變形。對(duì)需要作壩體應(yīng)力和變形有限元計(jì)算的工程、重要工程或有
條件的工程,要專門測(cè)試計(jì)算參數(shù),其他的工程,也可用工程類比確定計(jì)算參數(shù)。
水庫(kù)蓄水期是堆石壩體剪應(yīng)力減載的過(guò)程,最好在三軸試驗(yàn)中近似模擬這種受
力條件,以得到卸載變形模量。實(shí)測(cè)資料表明,蓄水期堆石料的變形模量為施工期
的1.5,3倍,若不能作三軸卸載試驗(yàn),可近似取卸載模量數(shù)Kur等于2倍加載模量
數(shù)K,兩者模量指數(shù)相等。
5.4.2面板和堆石料的變形特性相差很大,面板和堆石體的變形是不連續(xù)的,
需設(shè)接觸面單元。否則,面板的切向位移計(jì)算值偏小,周邊縫的張開值偏大。面板
之間及其和趾板之間有縫分開,也是不連續(xù)界面,需用縫單元模擬。一些大壩計(jì)算
表明,壓縮區(qū)面板垂直縫受壓,接縫可不專門模擬。拉伸區(qū)垂直縫用無(wú)厚度的縫單
元模擬,受拉時(shí),縫的彈模取近零的小值;受壓時(shí),縫的彈性模量和混凝土彈性模
量一致。有限元計(jì)算成果的可信度與壩體填筑和蓄水過(guò)程模擬也有關(guān),需要通過(guò)施
工規(guī)劃預(yù)先確定,再反應(yīng)到計(jì)算中。
5.4.3壩體經(jīng)歷烈度為8、9度的地震后,高壩壩頂?shù)卣鸱磻?yīng)強(qiáng)烈,需要作動(dòng)
力反應(yīng)分析,甚至動(dòng)力模型試驗(yàn),以獲得壩體動(dòng)變形值,并校核動(dòng)力穩(wěn)定,為抗震
措施設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
5.4.4本條根據(jù)原導(dǎo)則5.2.3條內(nèi)容修訂。設(shè)計(jì)期間要準(zhǔn)確地?cái)M定堆石料的級(jí)
配和干密度是很困難的,即便作了堆石爆破和碾壓試驗(yàn),也會(huì)與施工結(jié)果有出入。
根據(jù)施工期質(zhì)量檢查成果和原型觀測(cè)資料,及時(shí)分析計(jì)算成果的合理性,甚至于在
必要時(shí)修改設(shè)計(jì)是很重要的。但這個(gè)工作量較大,因此規(guī)定100m以上高壩才作此
項(xiàng)工作。
5.5砂礫石壩體滲流控制
5.5.1砂礫石料具有分布的不均勻性和級(jí)配的不連續(xù)性,如果壩、體發(fā)生大的
集中滲漏,可能導(dǎo)致其細(xì)顆粒被滲水帶走,甚至被沖刷。為避免發(fā)生這類事故,除
作好面板及其止水系統(tǒng)外,要求墊層料能起第二道防滲線的作用,規(guī)定級(jí)配應(yīng)是連
續(xù)的和內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的,具有半透水性。
5.5.2為作好砂礫石料的滲流控制,必須根據(jù)料源進(jìn)行材料分區(qū),將細(xì)顆粒含
量高的砂礫石料放在排水區(qū)的下游。排水區(qū)可以是專門設(shè)置的,如小于溝壩;也可
是下游堆石區(qū),如墨西哥的阿瓜密爾巴壩。對(duì)不同的工程要作具體分析后確定。
鑒于溝后壩的教訓(xùn),明確豎向排水區(qū)頂部高程宜高于水庫(kù)正常蓄水位。
豎向排水區(qū)上游設(shè)反濾層,可以阻止細(xì)顆粒流失,也可能被細(xì)顆粒淤塞,是否
設(shè)反濾層,需視壩料中細(xì)顆粒含量而定。墨西哥的雅肯布?jí)闻潘畢^(qū)上游砂礫料小于
0.075mm的顆粒含量不超過(guò)6,,采用30,76mm的礫石或碎石作排水料,可同時(shí)具有
排水和反濾作用。我國(guó)黑泉面板壩(高123.5m)采用40,80mm混合料設(shè)在排水體上
游側(cè)作為保護(hù)層。應(yīng)據(jù)工程特點(diǎn)具體研究確定。
5.6地震區(qū)壩體的抗震措施
5.6.1面板壩震害觀察和振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)表明,面板壩地震破壞始于下游
坡面頂部的巖塊松動(dòng)、滾落導(dǎo)致壩頂坍塌、面板懸空、斷裂。增加壩體抗震能力,
應(yīng)從阻止壩體堆石滾落人手。增加壩頂寬度、下游壩坡頂部用干砌大塊石,或加筋
堆石加固。努列克壩按9度地震設(shè)防,在壩的上部1/5范圍內(nèi)設(shè)四層鋼筋或鋼筋混
凝土梁加固,可資參考。
放緩下游坡的上部壩坡,有助于堆石體穩(wěn)定,提高壩體抗震能力。為節(jié)省工程
量,下部壩坡可以較陡。上緩下陡的下游壩坡是強(qiáng)地震區(qū)壩坡的特點(diǎn)。在壩坡改變
的地方設(shè)一馬道,更有利于壩坡穩(wěn)定。按照少量動(dòng)力模型試驗(yàn)資料,只需將壩體上
部0.2,0.25倍壩高的壩坡放緩即可。伊朗拉爾土壩(高103m),設(shè)計(jì)采用的地面加
速度為0.25g,靠近壩頂?shù)膲纹聻?:3.5,較低部位為1:2.5。我國(guó)在建的云南茄
子山面板壩(高101m),按8度地震設(shè)計(jì),上部1/4壩高的壩坡為1:1.6,此高程設(shè)
2m寬?cǎi)R道,其下壩坡為1:1.4;青海黑泉面板壩,按8.3度地震設(shè)計(jì),上部約l/5
壩高的壩坡為1:1.5,設(shè)3m寬?cǎi)R道,其下壩坡為1:1.4。5.6.2可根據(jù)設(shè)計(jì)烈度
和壩前水深大小,取地震涌浪高度為0.5,1.5m。
5.6.3強(qiáng)地震期間,面板可能被破壞,嚴(yán)重時(shí)壩體可能開裂。加大墊層區(qū)的寬
度,可使墊層區(qū)不被錯(cuò)開,保持擋水前緣的連續(xù)性,減少通過(guò)壩體的滲透流量。岸
坡陡的條件下,為避免壩體與岸坡間發(fā)生裂縫,在與岸坡相鄰處,需要用細(xì)墊層料
填筑,加寬墊層區(qū)的尺寸。
5.6.4地震后壩體觀測(cè)資料和有限元計(jì)算表明,地震期間壩體會(huì)沿縱向擠壓。
若在擠壓應(yīng)力大的部位的垂直縫內(nèi)填易壓縮材料,可以減少面板混凝土被壓碎的危
險(xiǎn)和范圍。阿瓜密爾巴壩面板設(shè)5條柔性垂直縫,縫內(nèi)填了瀝青木板。5.6.5研
究表明,在0.75,0.8倍壩高附近面板動(dòng)應(yīng)力最大。壩頂堆石松動(dòng)、滾落引起面板
懸空,面板可能開裂,甚至斷裂。增加這部分面板的配筋率,特別是順坡向的配筋
率,可以抵抗水壓力產(chǎn)生的彎矩,以減少面板開裂的危險(xiǎn)和范圍。5.6.7為提高
砂礫石壩體抗震的穩(wěn)定性,除增加排水區(qū)的排水能力外,其豎向排水區(qū)位置宜盡量
向壩體內(nèi)上游布置,以增大壩體干燥區(qū);在下游壩坡以內(nèi)一定范圍,盡量采用堆石
料填筑。
6壩基處理
6.1壩基及岸坡開挖
6.1.1本條即原導(dǎo)則的第4.1.1條。采用滑模澆筑趾板的工程,應(yīng)將趾板線選
定為折線形,線段較長(zhǎng),以利施工。
6.1.2新增條文。近期一些高壩采用了風(fēng)化巖石以至殘積土作為趾板基礎(chǔ),如:
澳大利亞的利斯壩,左側(cè)河床及左岸為30,50m深的風(fēng)化巖石;哥倫比亞的薩爾瓦興
娜壩,部分趾板基礎(chǔ)為殘積層;株樹橋壩,河床段趾板基礎(chǔ)為風(fēng)化板巖,左右岸趾
板基礎(chǔ)為最深近30m風(fēng)化巖層等。滲流控制的主要措施為延長(zhǎng)滲徑及滲流出口處的
反濾料保護(hù)。
6.1.3本條根據(jù)原導(dǎo)則4.1.2條內(nèi)容修訂。按對(duì)面板變形的影響程度,根據(jù)工
程經(jīng)驗(yàn),對(duì)地基分別提出要求。
6.1.4本條根據(jù)原導(dǎo)則4.1.2條后半部分內(nèi)容修訂。
近期修建的面板壩有不少建基于砂礫石層上,且有將趾板建基于基巖上,以及
趾板與防滲墻連接的兩種處理方案(并都有成功實(shí)例。國(guó)外有智利的圣塔揚(yáng)那壩及
普卡羅壩等,國(guó)內(nèi)有柯柯亞、銅街子副壩、梅溪、岑港、梁輝等壩,都是用混凝土
防滲墻處理面板壩砂礫石地基的成功實(shí)例。因此。將原導(dǎo)則第4.1.2條中“但趾板
及其下游一定范圍內(nèi)的砂礫石必須挖除”這一規(guī)定作了修改。
6.1.6如有條件(宜將壩軸線上游的堆石地基的岸壁均開挖成不陡于1:0.5的
坡度;如有困難,應(yīng)至少將趾板下游0.3,0.5H范圍的岸坡開挖成不陡于1:0.25的
坡度,并在岸邊設(shè)置低壓縮區(qū)。因?yàn)樽钌嫌蔚牟幻軐?shí)的堆石將直接影響面板的
不均勻沉降及周邊縫的變形。面板可以適應(yīng)碾壓堆石的變形,因此現(xiàn)代面板壩
基本不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性裂縫,但是高壩還有在周邊縫附近發(fā)生平行于周邊縫的結(jié)構(gòu)性
裂縫的實(shí)例。因?yàn)樵谥苓吙p附近的堆石的沉降梯度變化最大,會(huì)產(chǎn)生較大的面板彎
曲應(yīng)力。因此,根據(jù)工程的經(jīng)驗(yàn)作出了有關(guān)規(guī)定。對(duì)于較高的壩,對(duì)陡岸邊坡應(yīng)作
專門論證,可進(jìn)行二維有限元分析,其剖面應(yīng)垂直于面板及趾板基準(zhǔn)線。
6.2壩塞處理
6.2.2,6.2.5本條對(duì)原導(dǎo)則4.2.3條進(jìn)行補(bǔ)充。趾板下巖石地基表層一般裂隙
夾泥層等較發(fā)育,又不能用高壓灌漿,且承受的水力梯度最大,是防滲薄弱環(huán)節(jié),
因此強(qiáng)調(diào)了固結(jié)灌漿的作用,并力求提高灌漿壓力。阿瓜密爾巴壩為了提高固結(jié)灌
漿效果,先進(jìn)行1kg壓力的接觸灌漿,然后在孔深0,2.5m采用5kg的灌漿壓力,
在孔深2.5,5m采用7kg灌漿壓力,并采用0.9:1水灰比穩(wěn)定漿液。其采用的灌漿
方法充分說(shuō)明了固結(jié)灌漿的重要性。阿瓜密爾巴壩的帳幕灌漿也采用相同稠度的穩(wěn)
定漿液,最大灌漿壓力為4MPa。稠漿、高壓對(duì)提高幕體的耐久性有很大的作用。
帳幕深度,1、2級(jí)壩和高壩可按深入基巖的單位吸水率3,5Lu以下5m,其他
的壩按5,10Lu控制。
6.2.8新增條文。近期修建的面板壩建基于風(fēng)化巖層上的成功實(shí)例已有不少,
其主要的措施是延長(zhǎng)滲徑及設(shè)下游反濾料保護(hù)。延長(zhǎng)滲徑是為了減少水力梯度至容
許值,防止?jié)B透破壞。滲流破壞總是從滲流出口開始,滲流出口的反濾料對(duì)防止?jié)B
透破壞,延長(zhǎng)滲徑的作用是相輔相成的,甚至更為重要。延長(zhǎng)滲徑的方法可以向上
游延長(zhǎng),如鋪蓋(以趾板及連接板形式),或向下游延長(zhǎng)。在趾板下游設(shè)混凝土板或
鋼筋網(wǎng)噴混凝土的方法延長(zhǎng)滲徑,位于壩區(qū)內(nèi)無(wú)多余開挖并可以得到更好的保護(hù)。
以混凝土截水墻切斷風(fēng)化夾泥的巖層,既可延長(zhǎng)滲徑,又可截?cái)囡L(fēng)化巖層中的滲透
水流,是一種有效的防滲措施。薩爾瓦興娜壩,在殘積土部位的趾板下設(shè)置寬
1m、深3m的截水墻,以防止松散材料的沖蝕。美國(guó)貝雷壩,在河谷的破碎砂巖地
帶,在趾板下設(shè)置了最小厚度為0.3m的鉆孔式混凝土防滲墻,深度約18.3m。國(guó)
內(nèi)的株樹橋壩在趾板下的風(fēng)化板巖中設(shè)有寬1,2m,深2,5m,局部深7m的混凝土截
水墻等。
設(shè)置伸縮大腸面線 縫的目的是在趾板跨過(guò)巖石硬軟不同的地基時(shí),防止其不均勻變形引
起趾板的斷裂。薩爾瓦興娜壩采用向上游延長(zhǎng)滲徑方案,在風(fēng)化巖層和殘積層交界
處設(shè)置了伸縮縫,并將殘積土段的趾板用伸縮縫分割,以利用伸縮縫內(nèi)止水吸收不
均勻變形,效果良好。
7混凝土趾板
7.0.1平趾板方案的優(yōu)點(diǎn)有:提供便于施工的通道,供鉆孔及灌漿作業(yè);提供排
水通道,避免造成暴雨沖刷填筑體;趾板可以采用滑模施工;趾板上游端基巖地質(zhì)條
件較好。其缺點(diǎn)是開挖量大。因此,在地形較陡時(shí),還有可能采用其他布置方案。
7.0.2以前趾板是分伸縮縫的。目前有些工程的做法是一般地段不分伸縮縫,
施工縫用鋼筋穿過(guò),不設(shè)止水。這種方法較經(jīng)濟(jì),可以簡(jiǎn)化周邊縫結(jié)構(gòu),已為我國(guó)
天生橋、天荒坪面板壩工程采用。天生橋一級(jí)壩趾板用滑模澆筑,澆筑段較長(zhǎng),產(chǎn)
生的裂縫較多。萬(wàn)安溪壩有一段趾板混凝土中摻了UEA微膨脹劑,一次澆筑30m
長(zhǎng),未發(fā)現(xiàn)裂縫,有待總結(jié)和改進(jìn)。故應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件,設(shè)置必要的伸縮
縫。
7.0.3,7.0.4以前都是強(qiáng)調(diào)趾板的地基應(yīng)為堅(jiān)硬、中國(guó)的軍銜等級(jí)及標(biāo)志 耐沖蝕性和可灌的巖基。這
種地基至今仍為最理想的。由于經(jīng)驗(yàn)的積累,且風(fēng)化巖石具有一定的抗?jié)B性及抗沖
蝕性及可以滿足要求的剛度與強(qiáng)度等的固有工程特性,近期建成的一些壩,將趾板
放在風(fēng)化巖石地基上。趾板寬度按容許水力梯度確定(并按不同高程分段采用不同
寬度。趾板最小寬度不小于3m,是為了滿足灌漿作業(yè)需要而規(guī)定的。對(duì)高壩或地
質(zhì)條件較差的壩,因需要趾板寬度較大而引起過(guò)大的開挖量時(shí),也可由下游防滲板
得到滿足,以節(jié)省開挖量。這種做法已有一些實(shí)例。如利斯壩,1986年建成,整
個(gè)左岸,包括河床的左側(cè)為30,50m深的風(fēng)化巖石。開挖至新鮮巖層很不經(jīng)濟(jì),故
在趾板下游設(shè)置下游防滲板,用15cm厚的鋼筋網(wǎng)噴混凝土板延長(zhǎng)滲徑,使其水力
梯度減少到2。在噴混凝土板的上面及其下游全壩基用反濾料覆蓋,目的是防止混
凝土板開裂造成地基管涌。利斯壩的實(shí)際漏水量左岸反比右岸小,設(shè)計(jì)是很成功
的,現(xiàn)已被廣泛采用。國(guó)內(nèi)已有柴石灘、珊溪、小溪口等工程的部分壩基采用這種
設(shè)計(jì)。
趾板的沖蝕性地基除應(yīng)加寬趾板減小梯度外,還需強(qiáng)調(diào)反濾的保護(hù)作用。最
近,庫(kù)克建議將趾板分成4m寬標(biāo)準(zhǔn)趾板及下游防滲板兩個(gè)組成段,前段供作灌漿
蓋板使用,后段作為滿足滲徑長(zhǎng)度的補(bǔ)充段,其寬度則根據(jù)需要決定,可以節(jié)省大
量開挖。這種建議的設(shè)計(jì)概念已應(yīng)用于馬來(lái)西亞的巴貢壩(Babagon,高63m,1996
年建成)。該壩在無(wú)沖蝕性的新鮮砂巖地基上,采用4m寬的標(biāo)準(zhǔn)趾板,在有層間泥
沙夾層地段,則加設(shè)6m長(zhǎng)的下游鋼筋混凝土防滲板。這就是庫(kù)克所建議的(4十X)
的趾板設(shè)計(jì)概念,值得注意。
7.0.5趾板的工作條件比面板的有利,
并且有地基的超挖可以利用。因此,趾
板的設(shè)計(jì)厚度可以比面板薄。如辛戈壩
的面板最大設(shè)計(jì)厚度為0.7m,同水深的
圖1趾板體型及分部名稱趾板設(shè)計(jì)厚度采用0.5m。
7.0.6規(guī)定趾板下游面堆石高度的目
的,是保證有90cm的堆石厚度起緩沖
作用,避免地基對(duì)面板的端部產(chǎn)生硬性
支承、造成過(guò)大彎曲應(yīng)力。趾板的一般
體型及趾板各部位的名稱見圖1。
7.0.9對(duì)趾板混凝土的基本要求是耐久
性、抗?jié)B性、低收縮性及和易性等,和
面板相同。
低水灰比的規(guī)定,自然會(huì)得到較高強(qiáng)度和抗?jié)B性的混凝土。用溜槽輸送的混凝
土,應(yīng)減小塌落度和水泥用量,以利于趾板的限裂。
配筋的目的是為了限裂,消除由收縮及溫度應(yīng)力所引起的較寬的有害于耐久性
的裂縫。巖基上僅需在表面配鋼筋,因?yàn)榛炷僚c巖石的牢固結(jié)合,會(huì)使收縮裂縫
均勻分布,并可消除錨固式底板的彎曲應(yīng)力。因此,表層鋼筋含量各向均可采用
0.3,。土基上的趾板配放的單層鋼筋,使趾板具有最大的柔性,可適應(yīng)地基之沉降
變形。軟基上趾板的鋼筋含量同面板,各向均為0.3,,0.4,。7.0.11只要趾板混
凝土能與基巖很好粘結(jié),灌漿時(shí)漿液是不會(huì)對(duì)趾板形成顯著壓力的。趾板插筋可按
經(jīng)驗(yàn)設(shè)置,一般采用直徑25,35mm砂漿錨桿,間距1.2,1.5m,長(zhǎng)3,4.6m,用90?
彎鉤與面筋連接。在地基剛度發(fā)生明顯變化的地方,要加強(qiáng)錨桿的錨固,以保證在
水庫(kù)水壓力作用下的趾板與地基的沉降變形協(xié)調(diào)。巴塔埃工程在趾板地基由火成巖
過(guò)渡到沉積巖地段補(bǔ)充了間距為30cm的短錨桿,可供參考。趾板一旦與地基脫
開,其后果一定會(huì)是很嚴(yán)重的,但尚無(wú)此工程實(shí)例的報(bào)道。
7.0.12趾板的穩(wěn)定計(jì)算中,不能考慮堆石的被動(dòng)壓力。因?yàn)樵诙咽l(fā)生被動(dòng)
壓力作用下,趾板已發(fā)生相對(duì)大的位移,趾板與地基灌漿帳幕的連接就可能遭到破
壞,這是不能容許的。
7.0.13智利的圣塔揚(yáng)那高壩,對(duì)此提供了有益的經(jīng)驗(yàn),可資借鑒。
對(duì)于較低的面板壩,趾板也可按1段布置。我國(guó)浙江的梅溪壩、岑港壩、梁輝
壩等壩的經(jīng)驗(yàn)可資借鑒。
8混凝土面板
8.1面板的分路分塊
8.1.1面板分縫的目的是為了適應(yīng)壩體的變形,并且設(shè)垂直縫以適應(yīng)滑模施工
的需要。根據(jù)目前滑模機(jī)的規(guī)格,垂直縫的間距可為12,18m。以前在分塊時(shí),將
靠近岸坡的條塊寬度減小,以更好適應(yīng)不均勻變形。而近期修建的澳大利亞的利斯
壩、墨西哥的阿瓜密爾巴壩及我國(guó)的天荒坪壩均已采用等寬面板。8.1.2垂直縫
分為張性縫和壓性縫兩類,其目的是為了設(shè)置不同要求的止水體系。這也是根據(jù)工
程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而提出的。
8.1.3較長(zhǎng)的面板需要分期澆筑,其間設(shè)水平施工縫。面板長(zhǎng)度減短可以減輕
約束作用,以達(dá)到釋放部分溫度收縮應(yīng)力的目的。設(shè)置水平施工縫也是為了便于施
工,以及適應(yīng)臨時(shí)擋水或分期蓄水的要求。除起始?jí)K、面板分期施工或在滑模過(guò)程
中因故被迫中斷可設(shè)施工縫外,面板宜少設(shè)施工縫。
8.1.4分期澆筑的面板,為了施工工藝便利的需要,壩體填筑高程宜高于面板
頂部高程。此外,因壩體繼續(xù)填筑而增加已填筑壩體的變形,可能使已澆面板頂部
與墊層面脫開,為避免發(fā)生這種現(xiàn)象,要求面板施工縫的高程應(yīng)低于填筑體頂部高
程,高差宜大于5m,這是參考辛戈、天生橋一級(jí)等壩的經(jīng)驗(yàn)及離心模型試驗(yàn)提出
的。
8.2面板厚度
8.2.1大多數(shù)觀測(cè)資料表明,在水荷載作用下,面板的大部分區(qū)域受壓,僅在
壩頂和近岸邊處有拉應(yīng)變。面板應(yīng)變和堆石體變形特性密切相關(guān),與其厚度關(guān)系不
大。可以認(rèn)為混凝土面板只要抗?jié)B性、抗裂性和耐久性滿足要求,它的柔性越大越
能適應(yīng)壩體變形。確定面板厚度時(shí),在滿足上述要求的前提下,應(yīng)選用較薄的面板
厚度。水力梯度不大于200是根據(jù)SL/T191—96《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求
制定的。
8.2.2高面板壩在確定面板設(shè)計(jì)厚度時(shí),以t,a十bH表示。迄今為止所建的
面板壩,采用的a值為0.23,0.48,一般采用0.30,并認(rèn)為這是布置鋼筋和止水所
需要的最小厚度。而b值一般采用0.001,0.004;澳大利亞的利斯壩采用0.001,我
國(guó)已建的面板壩,多數(shù)采用0.003,僅白云壩和大橋壩(高91m)采用0.002。本規(guī)
范規(guī)定b值為0.002,0.0035。對(duì)于中低壩采用等厚面板也是現(xiàn)代面板壩的實(shí)踐經(jīng)
驗(yàn),一般可采用0.30,0.40m。
8.3面板混凝土
8.3.1面板混凝土的設(shè)計(jì)指標(biāo)按強(qiáng)度、抗?jié)B及抗凍要求確定。
強(qiáng)度等級(jí)按立方體標(biāo)準(zhǔn)值劃分。規(guī)定為不低于C25。由于C25混凝土約相當(dāng)于
國(guó)外圓柱形試件的#200混凝土,故規(guī)定以C25為下限值,其保證率為95,?;炷?/p>
面板主要是用于防滲,由于厚度較薄且具有較大的水力梯度,因此,對(duì)面板規(guī)定較
高的抗?jié)B等級(jí)是必要的。根據(jù)我國(guó)已建的混凝土面板壩的經(jīng)驗(yàn),二級(jí)配混凝土的抗
滲等級(jí)大多在W20,W40,因此規(guī)定面板混凝土的抗?jié)B等級(jí)不低于W8是可以達(dá)到
的。高壩的防滲等級(jí)尚宜提高。
混凝土抗凍性是作為衡量其耐久性的綜合指標(biāo)考慮的,故無(wú)論嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷
地區(qū)或溫和地區(qū),對(duì)面板混凝土都應(yīng)有抗凍性要求。混凝土抗凍性由于試驗(yàn)方法和
取值標(biāo)準(zhǔn)的不同有很大差異。我國(guó)規(guī)定當(dāng)采用快凍法時(shí),混凝土動(dòng)彈性模量值降至
80,作為下限,不再采用60,為其下限,以與國(guó)外的取值標(biāo)準(zhǔn)相一致,也修正了過(guò)
去我國(guó)對(duì)抗凍融耐久性規(guī)定要求偏低的問(wèn)題。
關(guān)于面板混凝土抗凍等級(jí)在SL211—98中有明確規(guī)定,在嚴(yán)寒地區(qū)采用F300;
寒冷地區(qū)當(dāng)年凍融循環(huán)次數(shù)不小于100時(shí),采用F300,小于100時(shí)采用F200;溫和
地區(qū)采用F100。本規(guī)范也遵循這一規(guī)定。
8.3.2面板混凝上土采用大型水泥廠生產(chǎn)的#525硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水
泥,由于我國(guó)生產(chǎn)的#425普通硅酸鹽水泥絕大部分為地方用立窯生產(chǎn)。有的質(zhì)量
較差。因此,當(dāng)擬采用其他品種水泥如礦渣水泥或其他標(biāo)號(hào)如#425普通硅酸鹽水
泥時(shí),則應(yīng)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),以論證混凝土各種性能是否符合設(shè)計(jì)要求。8.3.3面
板混凝土應(yīng)使用不低于?級(jí)的粉煤灰,以保證面板混凝土的抗裂性和耐久性。其摻
用量,嚴(yán)寒地區(qū)取較低值。溫和地區(qū)取較高值。當(dāng)采用其他品種摻合料時(shí),應(yīng)論證
其是否能顯著改善面板混凝土的性能。當(dāng)砂料較粗或石料粒形、級(jí)配不良時(shí),可摻
人適量粉煤灰,以改善混凝土和易性。也可超量取代,以減少水泥和砂量,改善混
凝土性能。
8.3.4面板混凝土必須摻用引氣劑,并可同時(shí)摻用高效減水劑或普通減水劑,
并以摻高效減水劑為好。根據(jù)澆筑混凝土?xí)r的氣溫情況和運(yùn)輸距離,也可摻用調(diào)節(jié)
凝結(jié)時(shí)間的外加劑。
8.3.5砂石料的吸水率和含泥量對(duì)面板的抗裂性能及耐久性等都有很大的影
響。因此,對(duì)面板混凝土砂石料的吸水率和含泥量特別提出明確的限量規(guī)定是必要
的。砂的細(xì)度模數(shù)規(guī)定宜在2.4,2.8范圍內(nèi),當(dāng)?shù)陀诨蚋哂谏鲜龇秶鷷r(shí),可采取有
效的技術(shù)措施加以調(diào)整,否則應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)論證,當(dāng)能滿足面板混凝土各種性能要
求,經(jīng)有關(guān)部門同意后也可使用。
8.3.6混凝土水灰比對(duì)面板混凝土質(zhì)量具有決定性作用。水灰比過(guò)大對(duì)面板的
抗?jié)B性、抗裂性和耐久性都會(huì)有顯著的不利影響。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)成果和應(yīng)用
經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)的具體情況,對(duì)面板混凝土水灰比,溫和地區(qū)應(yīng)小于0.50,寒冷
地區(qū)應(yīng)小于0.45是合適的。
面板應(yīng)采用二級(jí)配混凝土,有利于接縫處混凝土澆筑密實(shí)和與止水片的良好粘
接。也是考慮面板混凝土應(yīng)有較高的抗?jié)B性,且當(dāng)溜槽輸送混凝土?xí)r,避免石料過(guò)
大,降低混凝土抗?jié)B性及可能產(chǎn)生的不利情況等因素。面板混凝土含氣量,對(duì)嚴(yán)寒
及寒冷地區(qū)抗凍要求高的可取大值,溫和地區(qū)可取小值。
8.4鋼筋布置
8.4.1隨著面板壩的技術(shù)不斷進(jìn)步,面板鋼筋的配置率有不斷減小的趨勢(shì)。較
早修建的面板壩面板配筋一般采用0.5,。1978年哥倫比亞修建的格里拉斯壩,
采用配筋率為0.4,。1985年修建的薩爾瓦興娜壩,周邊縫附近的面板配筋率
為0.35,,中間面板的配筋率減少到0.32,。巴西的阿里亞壩。每向配筋率皆為
0.4,,而1992年完成的塞格雷多壩,對(duì)于預(yù)計(jì)將產(chǎn)生壓應(yīng)力的中央部位的面板,
水平向配筋由0.4,減為0.3,。減小面板配筋率尤其是水平向和壓縮向配置較少鋼
筋,反映了現(xiàn)代的設(shè)計(jì)趨向。
近十幾年來(lái)建成的面板壩,其面板配筋率以豎向0.4,、橫向0.3,為多,且均
布置在面板中部。1994年建成的阿瓜密爾巴壩,將面板水平向和順坡向分為12個(gè)
區(qū),每區(qū)都設(shè)計(jì)出典型的配筋量,較大的配筋量用于趾板與面板之間的連接板。配
筋率為0.3,,0.5,,鋼筋的布置更趨合理。
此外,面板的包角鋼筋在利斯壩、塞格雷多壩及阿瓜密爾巴壩等進(jìn)行了簡(jiǎn)化或
相應(yīng)取消。這反映了包角面板邊緣的壓碎疑問(wèn),對(duì)于碾壓堆石上的面板已不成為問(wèn)
題,因?yàn)槊姘遄冃瘟啃∏易冃伪容^均勻。
8.5面板防裂措施
8.5.2面板地基基礎(chǔ)越是堅(jiān)硬,其變形模量越高,對(duì)混凝土面板約束越大,面
板混凝土降溫期產(chǎn)生的拉應(yīng)力也越大,易于發(fā)生貫穿性裂縫。因此,對(duì)作為面板基
礎(chǔ)的墊層料固坡保護(hù)層提出明確的規(guī)定是必要的。
8.5.4混凝土面板表面保護(hù)是防止溫度裂縫的有效措施。由于面板厚度很薄,
當(dāng)外界氣溫驟降、日氣溫變幅較大,以及連續(xù)幾天曝曬高溫、緊接幾日降雨大幅度
降溫等,都將使面板溫度急速降低,產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力引起面板裂縫。表面保護(hù)的
作用在于降低面板的熱交換系數(shù),提高表面溫度,以降低表面溫度沖擊應(yīng)力。尤其
在寒冷地區(qū)受溫度的影響更為突出,因此對(duì)寒冷地區(qū)面板的保溫要求更應(yīng)嚴(yán)格,規(guī)
定面板保溫直到水庫(kù)蓄水為止,對(duì)防止面板施工期直至蓄水前產(chǎn)生危害性裂縫是必
要的。面板的保濕,與面板溫控措施同樣重要,由于濕度變化引起的裂縫,對(duì)較薄
的面板也產(chǎn)生危害性較大的裂縫。因此,規(guī)定從面板混凝土一經(jīng)滑模完成應(yīng)即進(jìn)行
保濕,至少90d進(jìn)行不間斷的潮濕養(yǎng)護(hù),當(dāng)停止養(yǎng)護(hù)后如出現(xiàn)裂縫有發(fā)展趨勢(shì)時(shí),
應(yīng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,必要時(shí)應(yīng)養(yǎng)護(hù)到水庫(kù)蓄水時(shí)為止。保溫和保濕可以結(jié)合進(jìn)行。
9接縫止水
9.1接縫止水設(shè)置
9.1.170年代中期以前修建的面板壩,多數(shù)的周邊縫止水結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,只設(shè)
一道PVC或橡膠片,如袋鼠溪壩(高59m)、安奇卡亞壩及小帕拉壩等,其中安奇卡
亞壩產(chǎn)生1800L/s滲漏量,放空水庫(kù)修補(bǔ)周邊縫,采用瑪締事半功倍脂型IGAS材
料在縫口封堵,頂部用PVC膜覆蓋。同期建成的澳大利亞的塞沙那壩(Cethana,高
110m,1971年建成)則采用底部銅片止水及中部PVC止水兩道止水,取得了良好效
果。隨著面板堆石壩建設(shè)的進(jìn)展,周邊縫止水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇,一直在深化研
究和實(shí)踐中改進(jìn)。
世界上,部分已建成的面板壩的周邊縫實(shí)測(cè)位移量見表1。澳大利亞塔斯馬尼
亞水電局的塔拉巴定面板壩(Ta11abardine,高26m,1981年建成)周邊縫的剪切位
移為0.3mm,馬肯托士壩(Mackintosh,高75m,1981年建成)周邊縫的剪切位移為
2.8mm,因此壩高低于50m時(shí),最大剪切位移將小于3mm,采用一道銅片止水是可
行的。如澳大利亞塔斯馬尼亞水電局的安東尼面板壩(Anthcny。高39m,1993年建
成),其周邊縫采用一道銅片止水。
表1部分已建面板堆石壩周邊縫實(shí)測(cè)最大位移量
壩高建成年張開下沉剪切工程份(mm)(mm)(mm),m,
塞沙那(Cethana)110197112—7.5
馬肯托士(Mackintosh)7519814.8202.8
塔拉巴丁(Tallabardine)261981—0.70.3
默奇松(Murchison)941982129.67.0
巴斯塔延(Bastyan)7519834.821.5—
考蘭(KhaoLaem)130198458,
阿里亞(ForDoAreia)16
溫尼克(Winneke)8519799,24
希羅羅(Shiroro)13
安奇卡亞(Alto145Anchicaya)
薩爾瓦興娜(Salvajina)14819849.1,
柯特梅利(Kotmale)971985220,
50,100m高度的壩設(shè)置兩道止水能滿足大壩運(yùn)行要求,例如我國(guó)龍溪壩(高
58.9m)、小于溝壩及國(guó)外許多100m以下的壩,包括100m左右的塞沙那壩和利斯
壩,效果良好。兩道止水,可在縫中部設(shè)置PVC或橡膠止水片,也可在縫頂部設(shè)置
柔性填料止水或無(wú)粘性低透水性料止水,并作好系統(tǒng)封閉。
壩高超過(guò)100m,止水銅片可能發(fā)生開裂,需要設(shè)置底、中及頂部三道止水,或
底、頂(包括柔性填料和其上部粉細(xì)砂或粉煤灰等)的兩道止水。辛戈、塞格雷多壩
均采用上述底部及頂部組成的兩道止水,并認(rèn)為中部PVC止水不適宜100m水頭以
上的水壓力,止水會(huì)削弱混凝土質(zhì)量,止水附近混凝土不易振搗密實(shí),而宜產(chǎn)生蜂
窩,反而形成滲漏通道,因此不采用中部止水。
頂部止水結(jié)構(gòu),目前尚處于發(fā)展階段,規(guī)范中的頂部止水是一個(gè)統(tǒng)稱。9.1.2
面板的垂直縫分為壓性縫及張性縫兩種類型。縫的變形只呈開合向的一維位移。由
于止水材料不止一種,故高壩張性縫止水材料應(yīng)和周邊縫相同。
9.1.5本條規(guī)定主要是吸取了溝后壩的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
9.1.7冬季發(fā)生冰凍的北京十三陵上池壩及牡丹江蓮花面板壩瑪蹄脂止水面膜
的部分角鋼及膨脹螺栓,均在結(jié)冰后發(fā)現(xiàn)膨脹螺栓拔出。加拿大在嚴(yán)寒地區(qū)修建的
OutDards2面板壩的柔性嵌縫材料止水面膜僅用化學(xué)材料粘結(jié)在混凝土面上,其
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可供參考。
9.2接縫止水材料
9.2.1紫銅片止水早已在壩工設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。面板壩的紫銅片用卷材在
現(xiàn)場(chǎng)加工的技術(shù),在我國(guó)已得到了應(yīng)用,故規(guī)定宜采用現(xiàn)場(chǎng)加工減少焊縫,以利進(jìn)
一步推廣。此外,T形接頭和十形接頭均為止水連接的最薄弱環(huán)節(jié),焊縫將制約接
縫的雙向變形。工廠模壓成型的接頭,已在十三陵工程得到應(yīng)用,效果良好,也值
得推廣。
紫銅片底止水要求采用退火純銅卷材,其延伸率應(yīng)大于20,,例如天生橋一級(jí)
壩銅片延伸率為最低23,,最高48,,平均35.5,等。
鑒于目前銅片止水的尺寸不規(guī)范;尤其立腿和鼻部偏短,故作了詳細(xì)的規(guī)定,
以期發(fā)揮其應(yīng)有的止水作用。
國(guó)外(如澳大利亞)有用不銹鋼片代替紫銅片的成功經(jīng)驗(yàn);國(guó)內(nèi)(如黑泉壩)也開
始研究使用,有待實(shí)踐、總結(jié)。
9.2.2瑪締脂止水首先在處理安奇卡亞面板壩的周邊縫漏水方面取得成功。然
后在阿里亞、薩爾瓦興娜等壩得到推廣應(yīng)用,并取得成功。本條提出粘結(jié)在混凝土
界面上的要求。
格里拉斯的瑪締脂老化成粒狀,認(rèn)為這是因?yàn)?年不蓄水造成的,如已被壓入
縫內(nèi),則認(rèn)為老化后的材料仍能起到止水作用。
9.2.3由于有的工程發(fā)生的面膜漏水引起碼脂穿孔現(xiàn)象,瑪締脂的工作可靠性
受到懷疑,于是進(jìn)一步發(fā)展了粉細(xì)砂或粉煤灰止水。粉煤灰及粉細(xì)砂系無(wú)粘性材
料,在流入張開的接縫并為反濾料車輛買賣合同模板 截留后,可對(duì)張開的接縫起自愈作用,減少漏水
量。其效果與其滲透系數(shù)有關(guān),因此以粉煤灰較好。根據(jù)阿瓜密爾巴的
其粉煤灰的漏水量在1000m縫長(zhǎng)情況下約10L/s,這對(duì)高壩還是可以接受試
驗(yàn),
的。阿瓜密爾巴壩蓄水以后,漏水量曾達(dá)到260L/s,但很快減少到約50L/s,
認(rèn)為是粉煤灰起了作用。因此,這種自愈性止水的作用得到了初步驗(yàn)證。
用土料對(duì)面板電腦如何設(shè)置鎖屏密碼 壩堵漏,由來(lái)已久。1967年,美國(guó)新國(guó)庫(kù)壩用泥漿槽的回填材
料,即砂礫石、土料、斑脫土混合級(jí)配料堵漏,漏水量由11400L/s減少到
300L/s。以后在安奇卡亞壩用砂礫石、粘土、斑脫土堵漏,其漏水量由480L/s減
少到180L/s。1984年,希羅羅壩用能自愈的粉細(xì)砂堵漏,漏水量先由1800L/s減
少到500L/s,以后進(jìn)一步減少到100L/s。希羅羅用的粉細(xì)砂最大顆粒直徑為
2mm,小于0.075mm粒徑的顆粒含量占30,,可以自濾。這些堵漏工作,均發(fā)生
在墊層料及特殊墊層區(qū)料設(shè)計(jì)未改進(jìn)前。現(xiàn)在墊層料及特殊墊層區(qū)料已設(shè)計(jì)成
半透水料,本身就可以限漏,以致起自愈作用。
10分期施工與已建壩加高
10.1分期施工
10.1.1本條即原導(dǎo)則第6.1.1條。僅將最后一句修改為“合理制訂壩體填筑
及面板澆筑的分期施工規(guī)劃。”將壩體填筑分期及面板澆筑分期聯(lián)系在一起統(tǒng)一考
慮。
10.1.2本條即原導(dǎo)則第6.1.2條,但增加了第4款和第5款。第4款提出填
筑分期要與度汛要求相適應(yīng),按利用壩體臨時(shí)斷面擋水或在未完工的壩面過(guò)水,而
有不同的安排。第5款提出繼續(xù)填筑時(shí),應(yīng)對(duì)結(jié)合部位加強(qiáng)處理和壓實(shí)。10.1.3
新增條文。在利用壩體臨時(shí)斷面擋水時(shí),上游墊層坡面應(yīng)予保護(hù),以免風(fēng)浪或暴雨
沖刷,也可作為施工期防止人為破壞的防護(hù)。固坡措施在本規(guī)范第5.2.4條中已有
規(guī)定。國(guó)外多用噴混凝土或噴乳化瀝青做防護(hù)層,國(guó)內(nèi)早期也曾采用。但自關(guān)門山
壩采用低標(biāo)號(hào)碾壓砂漿固坡技術(shù)以后,施工方便、快速,不需專門機(jī)具;效果也較
好,已在許多工程上推廣使用。噴乳化瀝青可減小墊層對(duì)面板的約束,對(duì)防止面板
裂縫有利,可根據(jù)工程具體情況選定。
10.1.4新增條文。壩面過(guò)水度汛時(shí),對(duì)過(guò)流表面及下游坡面和坡腳要作好防
護(hù)。防護(hù)材料一般采用填塊石的鋼筋籠或鋼筋網(wǎng)用錨筋固定在堆石體上,也有在下
游坡面用碾壓混凝土層保護(hù)的工程實(shí)例。重要工程應(yīng)進(jìn)行水力學(xué)模型試驗(yàn),作為選
定和完善工程防護(hù)措施的依據(jù)。
10.1.5新增條文。規(guī)定混凝土面板分期施工時(shí),其水平接縫可按施工縫處
理。10.1.6本條即原導(dǎo)則的第6.1.3條。
10.1.7新增條文。鑒于在面板壩施工實(shí)踐中,常發(fā)生壩體內(nèi)的積水向上游反
滲,使墊層或面板受到損壞的現(xiàn)象,特別對(duì)河床段趾板基礎(chǔ)深挖的情況更為嚴(yán)重,
因此規(guī)定施工期應(yīng)設(shè)向上游的臨時(shí)排水系統(tǒng),減輕反滲壓力,結(jié)合施工進(jìn)展適時(shí)封
堵。這種排水設(shè)施可以設(shè)置在趾板內(nèi),也可設(shè)置在堆石體內(nèi);可以是自
。也可以是抽排。流排水
10.1.8本條即原導(dǎo)則第6.2.1條。
10.2已建壩加高
10.2.1根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),面板壩加高時(shí),發(fā)現(xiàn)原壩體因附加荷載而發(fā)生沉降變
形,在頂部與混凝土面板間出現(xiàn)空隙,用水泥砂漿灌注密實(shí)后再澆筑加高的面板,
而增加了這一條,以引起注意。
10.2.2新增條文。有些土質(zhì)心墻堆(礫)石壩是用混凝土面板堆石壩從下游面
加高的,如中國(guó)的橫山水庫(kù),原粘土心墻壩高48.6m,就是在不放空水庫(kù)的情況
下,用混凝土面板堆石壩從下游面加高到70m的,這樣做施工很方便,不需放空水
庫(kù),經(jīng)濟(jì)效益好。條文中提出了一些設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題,主要是原壩基及壩體的
防滲設(shè)施能否適應(yīng)加高后的要求,是否需作補(bǔ)強(qiáng)處理;土質(zhì)心墻與加高的混凝土面
板之間的連接和止水;加高后上下游壩坡的穩(wěn)定等。
10.2.3新增條文。國(guó)外有重力拱壩從下游面用面板壩加高的實(shí)例,如美國(guó)的
新國(guó)庫(kù)壩。根據(jù)新國(guó)庫(kù)壩的運(yùn)行情況,提出了采用這種加高方式時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,
主要是原壩基及壩體防滲設(shè)施是否適應(yīng)加高后的要求,是否需要作補(bǔ)強(qiáng)處理;原混
凝土壩與加高的堆石體間有較大的沉降差,使周邊縫負(fù)擔(dān)過(guò)大而有止水失效和漏水
的可能,需采取相應(yīng)措施。應(yīng)對(duì)原混凝土壩與面板間接縫止水作專門設(shè)計(jì),并盡量
提高堆石的壓實(shí)密度,以減少周邊縫的變形。這種采用面板壩加高的方式可以避免
仍然用混凝土壩加高時(shí)產(chǎn)生的許多困難,不失為有競(jìng)爭(zhēng)力的比較方案。
11原型觀測(cè)
11.0.1,11.0.2本條即原導(dǎo)則第7.0.1條。強(qiáng)調(diào)了施工期觀測(cè)設(shè)計(jì),包括壩的
臨時(shí)斷面觀測(cè),以取得早期觀測(cè)資料,并將其另列為11.0.2條。
水利部和電力部在1994年發(fā)布了SL60—94《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》,對(duì)
各種類型土石壩安全監(jiān)測(cè)的儀器設(shè)備、布置、安裝、觀測(cè)方法和要求、監(jiān)測(cè)資料的
整編和分析都有詳細(xì)規(guī)定和說(shuō)明。其中也包括了對(duì)混凝土面板堆石壩的有關(guān)
60—94規(guī)定,在混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)中應(yīng)予遵循。由于在本條中已寫明按
SL的規(guī)定,故相應(yīng)刪除原導(dǎo)則中的第7.0.4條。
11.0.3本條即原導(dǎo)則第7.0.2條,并作了如下修訂:
1觀測(cè)設(shè)施選擇的原則,根據(jù)SL60—94修改為可靠、耐久、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。鑒
于目前電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,愈來(lái)愈多的重要工程正在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè),
并實(shí)現(xiàn)流域或地區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng),故在本條中增加了“有條件時(shí)宜實(shí)行觀測(cè)自動(dòng)化”
的要求。
2將原導(dǎo)則中“寒冷地區(qū)應(yīng)增加觀測(cè)設(shè)備的防凍措施”一句取消,而在本條第
4款中增加“保證在惡劣氣候條件下仍能進(jìn)行必要項(xiàng)目的觀測(cè)”,包括寒冷地區(qū)的
防凍措施,暴雨、洪水、干熱等惡劣氣候條件下的措施等。
3增加了第5款,強(qiáng)調(diào)針對(duì)混凝土面板堆石壩的特點(diǎn),加強(qiáng)混凝土面板的變
形、周邊縫三向位移和滲流量(含滲透水渾濁度和水質(zhì))的觀測(cè)。特別是滲流觀測(cè)是
面板壩運(yùn)行狀態(tài)的綜合反映指標(biāo),要認(rèn)真做好,有條件時(shí)盡量做到分區(qū)觀測(cè),有利
于分析原因和采取補(bǔ)強(qiáng)措施。
11.0.4本條即原導(dǎo)則第7.0.3條,但將確定觀測(cè)值的預(yù)計(jì)范圍及選定儀器設(shè)
備的量程分別列出。
11.0.5,11.0.6本條即原導(dǎo)則第7.0.5條,但將“寒冷地區(qū)冰層對(duì)面板的推
力”改為在必要時(shí)可以增設(shè)的項(xiàng)目,并在可增設(shè)項(xiàng)目中增加了混凝土面板裂縫
監(jiān)
測(cè)、土壓力及接觸壓力監(jiān)測(cè)、混凝土防滲墻監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目。
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