SL 189-1996
标准分类号
标准ICS号:能源和热传导工程>>27.140水力工程
中标分类号:工程建设>>水利、水电工程>>P59水电工程
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标准简介
SL 189-1996 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 SL 189-96 SL189-1996 标准下载解压密码:www.bzxz.net
标准内容
中华人民共和国行业标准
小型水利水电工程
碾压式土石坝设计导则
SL 189—96
Design Guide for Rolled EarthRock Fill DamsinSmall SizeWaterResources andHydroelectric Engineering
SL 189—96
主编单位:
批准部门:
1997—02—13发布
水利部天津水利水电勘测设计研究院中华人民共和国水利部
1997—05—01实施
中华人民共和国水利部
中华人民共和国水利部
关于批准发布《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》
SL189一96的通知
水科技[1997]48号
根据部水利水电技术标准制定、修订计划,由水利水电规划设计总院主持,天津水利水电勘测设计研究院主编的《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》,经审查批准为水利行业标准,现予以发布。标准的名称和编号为:《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189一96。本标准自1997年5月1日起实施。望各单位注意结合实际,总结经验,如有问题请函告水利水电规划设计总院,由其负责解释。
标准文本由中国水利水电出版社出版发行。1997年2月13日
目藍次
1总则
2坝址选择及枢纽布置
2.1坝址选择
2.2枢纽布置
3坝型选择
4筑坝材料及填筑标准
4.1筑坝材料
4.2填筑标准
5坝基处理
砂砾石地基处理
易液化土及软土地基处理
湿陷性黄土地基处理
岩石及岩溶地基处理
坝体与地基和岸坡的连接
6坝体结构
坝顶超高
坝顶构造
6.4防渗体
反滤层及过渡层
坝体排水
坝面排水
7坝的计算
7.1渗流计算
7.2稳定计算
7.3沉降计算
8观测设计
附加说明
1总则
1.0.1为规范小型水利水电工程碾压式土石坝的设计,特制定本导则。1.0.2本导则适用于《水利水电工程等级划分及设计标准》(山区、丘陵区部分)(SDJ12一78)中的4、5级且坝高小于30m和《水利水电工程等级划分及设计标准》(平原、滨海部分)(SDJ217一87)中4、5级的碾压式土石坝的设计。
1.0.3小型土石坝的设计,应在尊重科学的基础上,充分吸取已有工程的经验,努力提高设计水平,使设计符合客观实际。
1.0.4对坝址、库区及料场应进行测量、地质调查及勘探试验工作。对于构造简单的岩基,可由地质人员进行查勘,提出地质报告。对于复杂的岩基和覆盖层应查明坝址区的工程地质条件。1.0.5小型土石坝枢纽工程应进行水文、气象调查,作好水文分析和水利计算。如工程所在的河流缺少实测资料,可利用当地的《水文图集》和《水文手册》,求出不同频率的年径流和年内分配,不同历时暴雨量、洪峰流量、洪量及洪水过程线等。有条件的还要调查库坝区的历史洪水。1.0.6小型水利水电工程碾压式土石坝的设计,除应遵守本导则外,还应符合现行的国家、行业标准中的有关规定。
2坝址选择及枢纽布置
2.1坝址选择
坝址选择应综合考虑地形、地质、建筑材料、枢纽布置及上、下游情况,经方案比较后确定。2.1.1
2.1.2宜选择在地质构造简单的岩基、厚度不大的砂砾石地基或密实的土基上建坝。坝址不宜选在深厚的强透水砂砾石层、岩溶发育地区、严重风化破碎的岩层、大的断层带以及软弱2.1.31
的地基上,如不能避并,应采取处理措施。2.1.4选择坝址时,应考虑水库蓄水后,不会在库区产生大的岸、滑坡。在丘陵和平原地区,应避免浸没面积过大。
2.1.5坝址区的地震基本烈度应按中国地震烈度区划图(1990)确定。设防烈度可采用基本烈度。地震基本烈度为6度和6度以上的地区,建筑物应根据《水工建筑物抗震设计规范》(SDJ10一78)的有关规定采取抗震措施。
2.2枢纽布置
2.2.1土石坝枢纽一般由拦河坝、溢洪道、输水洞和电站等组成,并根据需要决定是否设置泄洪洞。枢纽布置应力求紧凑,满足功能要求,节省工程量,并方便施工和运行管理。2.2.2应根据地形地质条件,结合枢纽总体布置,选定坝轴线和坝型;确定坝顶高程、断面尺寸和基础处理措施等。
坝轴线宜选用直线,如需转折,在转折处宜布置成曲线。两岸坝肩宜选择较缓岸坡。2.2.3溢洪道宜修建在天然口上。如五天然垭口,溢洪道可布置在靠近坝头处,溢洪道进口附近坝坡应有可靠的防护,溢洪道出口应采取要善的消能措施,并使消能后的水流不淘刷坝脚。2.2.4溢洪道宜布置成直线。如设置弯道,宜设在进水渠段和出水渠段上。曲率半径不宜小于4倍渠底宽度。
2.2.5溢洪道宜优先采用开敲式,且不宜设置闸门,堰顶高程宜与正常蓄水位齐平。如下游有防洪要求或汛后需抬高蓄水位时,溢洪道也可设置闸门,但必须采取可靠的安全保障措施。2.2.6溢洪道宜选择在岩石地基上,建筑物的砌护长度取决于地形、地质条件和防冲要求。软基溢洪道应修建在密实土层上,做好进口、泄槽的防护和消能设施,以及建筑物的防渗、排水。2.2.7泄洪洞或输水洞可采用隧洞或坝下理管,但宜优先采用隧洞,应根据地形、地质、施工、造价及运行条件等比较确定。
2.2.8坝下埋管宜建在岩基上。如需设在软基上,必须做好地基处理。地震烈度在7度及7度以上的地区,软基上不应设坝下埋管。
2.2.9坝下埋管的轴线宜与河流主流方向一致。管身宜布置成直线。2.2.10坝下埋管宜采用明流。管身的尺寸,除根据水力计算需要确定外,还应考虑检查和维修的要求。2.2.11坝下埋管为明流时,应采用混凝土或钢筋混凝土结构,不宜用浆砌石砌筑。如为压力流,宜用钢管或钢筋混凝土管。坝下埋管严禁用缸瓦管
3坝型选择
小型碾压式主石坝,可采用均质土坝、土质防渗体土石坝、人工防渗体土石坝和过水土石坝等型式。
(1)均质土坝的坝体由性质相近的土料组成,坝体应满足防渗要求。(2)心墙土石坝的土质防渗体位于坝体中部,坝体其余部分用透水料(砂、砂砾料或堆石料)填筑。斜心墙坝土质防渗体稍向上游倾斜。斜墙土石坝的土质防渗体位于坝体上游,坝体其余部分用透水料(砂、砂砾料或堆石料)填筑。土质斜墙的上游也可设置较厚的砂砾石层或堆石层。(3)人工防渗体土石坝的防渗体可采用钢筋混凝土、沥青混凝土、土工膜等材料,坝体其余部分由砂砾料或堆石填筑。防渗体可位于坝上游而、中间或中间偏上游。(4)过水土石坝按照坝体主要材料的不同可分为过水堆石坝和过水土坝。3.0.2坝型选择应综合考虑下列因素,进行技术经济比较后选定,坝址区的地形、地质条件:包括河谷地形,坝基岩石性质,覆盖层的厚度、分层及其性质,地震1)
烈度等;
筑坝材料的物理力学性质、储量、位置、并采运输和填筑条件(包括枢纽建筑物并挖出来的渣料);
工程的总体布置及坝体与泄洪、输水建筑物的连接;(4)
坝基处理方式:
施工条件包括施工期坝址区气象和水文条件、场地布置条件、施工技术水平和经验等:工程量及投资。bzxZ.net
坝址附近有性质适宜、数量足够的土料时,宜选用均质坝项。3.0.4混凝土面板堆石坝宜修建在岩基上。如坝基砂砾石中无淤泥、细砂等软弱土层,也可将坝体置于砂砾石地基上。
3.0.5混凝土面板坝的趾板宜置于岩基上。如趾板修建在砂砾石地基上,应做好防渗处理。3.0.6小型碾压式土石坝可利用土工膜作为防渗材料。3.0.77度及7度以上的地震区不宜修建刚性心墙坝。3.0.8当坝址没有适宜的地形地质条件布置岸边溢洪道时,经技术经济比较后可采用过水土石坝。坝高与单宽流量的数值可按表3.0.8选取。表3.0.8过水土石坝最大坝高及单宽流量钢筋混凝王
最大坝高(m)
沥青混凝土
浆砌石、王
砌条石护面
注:超过表中数值时,应作专门论证3.0.9修建过水土石坝应符合下列要求:单宽流量[m3/(s·m)]】
钢筋混凝土
沥青混凝土
浆砌石、干
砌条石护面
(1)过水土石坝宜采用斜墙坝型,下游坝体应使用砂砾料或堆石填筑,并碾压密实,溢流面板宜在坝体断面填筑完成后施工。
(2)应做好溢流面板的设计。对于较高的坝,宜采用混凝土或钢筋混凝土不透水面板,其上游可设齿槽嵌入坝体。
面板表面应平整,联接处应防止下游块高于上游块,接缝处应设置止水,面极下铺设反滤排水垫层。(3)过水土石坝宜修建在岩基上,如修建在砂砾石覆盖层上,应做好消能设施。(4)
采用沥青混凝土作为过水土石坝的护面,在严寒地区应注意防止冻裂;炎热地区应注意防止沥青流尚。
4筑坝材料及填筑标准
4.1筑坝材料
应对筑坝材料进行调查和土工试验,查明各种天然土石料的性质、储量、开采条件和运距。4.1.1
4.1.2选择筑坝土石料应遵循以下原则:(1)填筑坝体的土石料应具有与其使用目的相适应的物理力学性质,并且有较好的长期稳定性;(2)
在不影响工程安全的前提下,优先使用坝址附近的材料和枢纽建筑物的开挖料,少占或不占农田;
便于并采、运输。
水溶盐含量大于5%的土料、有机质含量大于5%的土料、干硬性粘土、分散性土、软粘土等不宜筑坝。
防渗体可用粘性土、砾石土(含岩石风化料)填筑。压实后的渗透系数对于均质土坝不大于1×104.1.4
4cm/s;对于心墙、斜墙和铺盖不大于1×10一5cm/s。防渗体宜选用塑性指数Ip=7~20的土料填筑,如采用塑性指数较小的土料,应适当加大防渗体厚度,并做好反滤层。
土料的含水量宜与最优含水量相近,如相差较大应进行处理。4.1.5用于防渗体的砾石土(含岩石风化料),粒径大于5mm的含量不宜大于50%,粒径小于0.074mm的含量不宜小于15%,最大粒径不宜超过15cm或铺土厚度的2/3,且不得发生粗粒集中现象。4.1.6如当地缺少天然防渗土料,可采用粘性土、砂质土和卵砾石,或粘性土、卵砾石的掺和料作为防渗料,但应掺和均匀,并符合4.1.4、4.1.5条的规定。4.1.7使用砾石土(含岩石风化料)或掺和料等做坝的防渗料时,应通过试验提出土料的级配范围。4.1.8具有稳定团粒结构的坡残积红土或红土状土,含水量高、干密度低,但抗剪强度较高、渗透性较小、压缩性较低,可用于填筑土石坝的防渗体。4.1.9使用膨胀土填筑防渗体时,应设置足够的压重保护层。4.1.10使用湿陷性黄土筑坝,应破坏其原状结构,填筑含水量宜等于或略大于最优含水量。4.1.11冻土不宜筑坝。使用冻土筑坝时,冻土块含量不得大于10%;最大冻土块径不得大于铺土厚度的1/2,冻土的含水量等于或略低于塑限含水量。4.1.12坝壳应满足坝体稳定和排水的要求。宜使用中粗砂、砂砾石、石渣或堆石填筑。均匀中细砂及粉砂可用于坝壳干燥区。对强度较低的软岩风化石料,应考虑压实后级配变化和浸水后强度及透水性的降低,用于坝壳适当部位。
4.1.13混凝土面板坝、沥青混凝土面板坝的坝体宜使用堆石料或砂砾料。压实后应具有较低的压缩性、较高的抗剪强度和自由排水能力。含泥量(粒径d<0.1mm)不大于5%。4.1.14上游护坡和排水设施宜选用抗压强度较高和耐风化的石料。块石最大边长与最小边长之比不宜大于2.0,石料的块径和重量应能满足抗风浪的要求。4.1.15坝的反滤层、垫层和过渡层宜使用中粗砂、天然砂砾料或筛选料,也可使用岩石轧制料,颗粒级配应能满足反滤排水要求,并具有长期稳定性,含泥量(d<0.1mm)应小于5%。4.1.16在缺乏天然防渗材料的地区,可采用混凝土、沥青混凝土或土工膜等人工材料做防渗体。4.1.17混凝土面板堆石坝的面板及趾板应满足防渗性、耐久性和抗冻性的要求。混凝土应采用二级配,其标号不宜低于C20,宜采用普通硅酸盐水泥。面板可采用30cm的等厚板。4.1.18沥青混凝土防渗体应满足防渗、抗裂、稳定和耐久的要求。粗骨料宜采用碱性岩石(石灰岩、白云岩等)轧制的碎石。细骨料可选用天然粗砂或人工轧制砂。骨料应坚硬、新鲜。粗骨料含泥量不宜大于0.5%,细骨料含泥量不宜大于2%。填料可采用石灰岩粉、白云岩粉或滑石粉等。掺合料应根据改善沥青混合料的性质和提高沥青混凝土的物理力学指标等要求通过试验选定,4.1.19土石坝中用于防渗的土工膜和用于反滤排水的土工织物应满足与工程要求相适应的物理力学特性、水力特性和耐久性。
利用土工织物作为反滤材料,与被保护土的颗粒级配之间应满足反滤排水准则,可根据渗流情况、土的性质、荷载情况等选择。
土工膜或土工织物可类比已建工程的经验选用。4.2填筑标准
4.2.1坝体应密实均匀,具有足够的抗剪强度,较小的压缩性,并满足渗流控制要求。应合理规定填筑标准,使填土压实既满足安全要求又经济合理。在施工过程中应对规定的填筑标准进行校核和修正。4.2.2对于粘性土料,压实干密度应按标准击实仪试验的最大干密度乘以压实度确定。压实度可取0.950.97。
填土的含水量应按最优含水量控制,充许偏差为土3%。如无试验资料,可根据土料的性质,参考当地类似已建工程的经验确定。4.2.3对于砾石土,宜采用大型击实仪进行全样击实试验,求得不同粗料(d≥5mm)含量的全样最大干密度和最优含水量,再将最大干密度乘以压实度0.95~0.97,作为控制砾石土填筑的干密度。没有条件进行大型压实试验时,可根据粗料含量的不同,按下述两种情况确定:(1)对于粗料含量小于40%的砾石土,可取细料(d<5mm)部分进行击实试验,确定细料最大干密度和最优含水量,用式(4.2.3一1)和式(4.2.3一2)算出相应于不同粗料含量的砾石土全样最大干密度和最优含水量,乘以压实度,得出砾石土填筑标准。1
(pa)+-
Z(a)o
op=00(1P)
式中(>d)max—一砾石土最大干密度;P一一粒径d>5mm的砾石含量,以小数计;A一一粒径d>5mm的砾石比重;
(4.2.3—1)
(4.2.3—2)
(>d)o——粒径d>5mm的细粒土的最大干密度;op——栋石土最优含水量:
0o一一粒径d<5mm的细粒土最优含水量。(2)对于粗料含量大于40%的砾石土,还应对算出的全样最大干密度和最优含水量进行修正,或适当降低压实度。依此确定填筑标准。4.2.4砂料和砂砾料的压实标准宜以相对密度(D)控制,要求D.≥0.7。当缺乏试验资料时,也可以干密度(yd)控制,要求砂料d=1.6~1.7g/cm2;当砂砾料的含砾量为40%~70%,根据不同砾石含量取2.0g/cm3。
堆石料的压实标准宜以孔隙率(n)控制,要求n=20%~30%。对于混凝土面板坝及过水土石坝的坝体的压实标准应取大值。5坝基处理
5.1砂砾石地基处理
5.1.1选择地基处理措施之前应查明坝基砂砾石层的平面分布与空间分布、砂砾石的级配、透水性、渗透稳定性、有无软弱夹层、有无集中渗流带,以及基岩的情况等。在阶地地段应查明是否有表层为粘性土而下部为砂砾石的双层地层,或粘性土与砂砾石层互为夹层的多层地层。
5.1.2砂砾石坝基渗流控制采用坝基防渗和下游排水设施时,应根据坝型、坝基覆盖层的性质、允许渗水量、施工条件和工程费用等经综合分析比较后确定。坝基防渗可采用截水槽、铺盖,或采用高压喷射灌浆技术修建防渗墙,经技术经济比较,也可采用混凝土防渗墙等措施。下游排水设施可采用水平排水褥垫、棱体排水、坝趾排水沟、减压井和透水盖重等。5.1.3当砂砾石覆盖层厚度小于15m时,宜采用截水槽处理。5.1.4截水槽宜布置在防渗体下面。均质土坝的截水槽可布置在坝轴线至上游坝脚的下1/3坝底宽范围内。5.1.5截水槽底宽应根据回填土料的允许渗透坡降确定。允许渗透坡降:轻壤土为2~4,壤土为3~5,粘土为5~7。最小底宽应不小于3.0m。截水槽的开挖边坡由覆盖层材料的抗剪强度及开挖深度确定,可取用1:15~1:2。
截水槽宜采用与坝身防渗体相同的土料填筑,其压实干密度应与坝身防渗体相同。当截水槽土料与坝基砂砾石的层间系数超过规定值时,应在截水槽下游面设置反滤层5.1.6截水槽嵌入相对不透水层、不透水层或弱风化岩(包括河床及两岸)的深度应不小于0.5m。如基岩表面裂隙发育,可用水泥砂浆进行填堵,或铺设一层混凝土,将裂隙和坝体填土隔开。必要时可对基岩进行灌浆处理。
5.1.7如坝基为砂砾石层与弱透水层相间的地层,而弱透水层与砂砾石层的渗透系数相差100倍以上,有一定厚度并且连续,可挖穿上部砂砾石层,将截水槽修建在该弱透水层上。5.1.8如坝基砂砾石覆盖层比较厚,开挖截水槽困难大而又需要采取垂直防渗措施时,可采用高压喷射灌浆或混凝土防渗墙等措施。
5.1.9当砂砾石覆盖层较厚时,可采用上游铺盖防渗加下游反滤排水的措施。当砂砾石覆盖层深厚且渗透系数较大时,应研究设置铺盖能否达到预期的防渗效果。5.1.10铺盖设计应确定铺盖的合理长度、厚度和渗透系数,使坝基的渗透坡降和渗流量控制在容许范围内。
铺盖的长度不宜小于5倍水头。铺盖上游端的厚度宜采用0.51.0m,其末端与防渗体连接处的厚度应满足坝基渗流和铺盖允许坡降的要求,但不宜小于2.5m。铺盖应采用渗透系数等于或小于10一’cm/s的粘性土填筑。5.1.11铺盖地基面上的淤泥和腐植土等应全部清除干净。应在铺盖地基中挖坑取样,了解其颗粒组成。地基面应进行压实和平整,且不得有砾石集中。铺盖主料与坝基砂砾石之间应满足反滤原则,否则应设置反滤层。5.1.12利用天然土层做铺盖,应了解其分布、厚度及渗透性,确定其防渗效果以及是否需要补设人工铺盖或其他加固措施。
在坝的上游取土筑坝,必须限制在上游坝脚一定范围以外取土。5.1.13采用土工膜作为铺盖防渗,应做好土工膜的铺设、粘接和防护,避免遭受破坏。5.1.14铺盖完成后应在表面铺松土或渣料保护。在有可能受到波浪冲刷的部位,铺盖上应铺置石(渣)料保护。
5.1.15采用垂直防渗措施后,坝基渗流可得到控制,下游排水措施可适当简化,可在坝趾设置反滤排水沟。
采用铺盖防渗时,下游应设置水平排水褥垫、堆石棱体、反滤排水沟等排水设施,必要时应设置减压井及下游透水盖重。
5.1.16所有排水体的底部应设置在透水地基上。如坝基表层为厚度不大的弱透水层,应将弱透水层挖穿;如果弱透水层很厚,可采用伸入透水层的减压井将渗水引至下游坝脚排水沟,减压并深入透水层内的深度应不小于透水层厚度的1/2。排水沟应有足够的排水断面,并做好反滤设计。应设置横向(垂直坝轴线方向)排水沟,将渗水引至下游。5.1.17在坝下游出逸坡降大于容许值的地基范围宜铺设反滤排水。必要时还应铺设透水盖重层,透水盖重层与地基之间应满足反滤要求的原则。5.2易液化土及软土地基处理
5.2.1位于地震区的饱和粉、细、中砂地基以及少粘性土(如饱和砂壤土、粉质砂壤土、轻壤土、轻粉质壤土等)地基应考虑地震液化的可能性。液化评价方法应按照《水工建筑物抗震设计规范》附录一进行。5.2.2对于判定可能发生液化的土层,宜挖除并换填符合要求的土料。如挖除有困难或不经济时,应采取加固措施,使其达到与设计地震烈度相适应的密实状态。加固措施可采用:
(1)表面夯实法;
表层振动压密法;
深层爆炸法;
砂桩挤密法;
振冲加固法;
强夯法。
软土的承载力小、压缩性大、抗剪强度低,如需在上面筑坝时必须进行地基处理,处理方法可采用:
换砂法;
镇压平台法;
砂井加水平排水褥垫法;
振冲加固法;
(5)土工合成材料铺垫法。
以上方法可以取其一种或几种组合,应通过技术经济比较后确定。5.2.4采用任何一种处理软土地基的方法,均应控制坝体填筑速率。为确定安全填筑速率,应在上下游坝脚设置坝基位移沉降标点。必要时可设置孔隙水压力观测设施。5.3湿陷性黄土地基处理
5.3.1湿陷性黄土地基应进行处理。5.3.2对于厚度不大的湿陷性黄土地基,可采取挖除、翻压或表面夯实的方法消除其湿陷性。在保证坝体稳定的前提下,也可将表面干密度较低、湿陷性较大的土层挖除,保留下部部分土层。5.3.3当坝基湿陷性黄土较厚时,宜采用预浸水法处理。当湿陷性黄土层的厚度超过15m时,可采用钻孔或竖并深层预浸水法加速浸水过程。预浸水处理的范围应大于坝基范围,宜以坝基上下游方向各超出一倍浸水深度为预浸边界。坝基浸水处理应与坝体填筑相结合,以增加压重,加速湿陷。5.3.4坝基为湿陷性黄土时也可用强夯法处理,夯实遍数及影响深度由试验确定5.3.5湿陷性黄土地基采用振冲法进行处理时,孔距、孔径、孔深应参考已成工程经验或试验确定。5.3.6对坝基黄土中的陷穴、动物巢穴、窑洞、墓坑等地下空洞,必须查明并予以处理。5.4岩石及岩溶地基处理
5.4.1当岩石地基的透水性较大,影响到水库蓄水和坝体及坝基的安全时,应采取处理措施。5.4.2当坝基或截水槽范围内的岩基存在节理裂隙密集带或断层破碎带时,应根据其产状、宽度、深度以及管涌和溶蚀对坝基和坝体的影响,确定相应的处理措施。可采用的处理措施:
(1)开挖齿槽回填混凝土:
(2)扩大截水槽底宽;
(3)在下游断层和破碎带出露处铺设反滤层。必要时进行灌浆处理。5.4.3在岩溶地区筑坝,应查明库坝区的全部地形、地质及水文地质条件和岩溶分布情况。5.4.4处理岩溶地基可采用截、堵、围、铺、隔等方法。根据工程及渗漏情况可采用一种型式或几种型式联合应用。
5.4.5建于岩石地基上的混凝土面板堆石坝的坝基处理应按照《混凝土面板堆石坝设计导则》(DL5016-93)的有关条文执行。
5.5坝体与地基和岸坡的连接
5.5.1坝体填土与地基和岸坡应有良好的结合,不发生下述情况:(1)渗水沿坝体和坝基接触面产生冲刷;(2)形成软弱面,影响坝体稳定:(3)出现不均匀沉降及裂缝。
5.5.2坝体填筑之前应按下述要求进行坝基与岸坡的清理工作:清除坝断面范围内地基与岸坡上的草皮、树根、耕植土、乱石。对水井、洞穴、试坑、钻孔等进行处理;
土石坝防渗体与岩石地基和岸坡的连接处应清除表面松动的石块、凹处积土和突出的岩石,防渗体应与岩面相接触,如基岩裂隙发育,应沿基岩与坝防渗体接触面设混凝土盖板、喷水泥砂浆或喷混凝土,将基岩与防渗体隔开,必要时应对基岩进行灌浆。5.5.3岩坡应尽量平顺,不应成台阶状、反坡或突然变坡,岸坡上缓下陡时,凸出部位的变坡角宜小于20°。
与防渗体接触的岩石岸坡不宜陡于1:0.5,土质岸坡不宜陡于1:1.5。防渗体与混凝土建筑物接触面的坡度不宜陡于1:0.25。
坝壳透水料与岸坡连接处,对接触坡度不作专门规定,但岸坡应能保持自身的稳定,5.5.4在土质防渗体与岸坡连接处宜扩大防渗体的断面或加厚下游反滤层。5.5.5地基覆盖层或岸坡岩石裂隙充填物与透水坝壳之间应符合反滤要求,否则需设置反滤层6.1项顶超高
6坝体结构
6.1.1坝顶超高系指坝顶高于静水位(正常运用情况或非常运用情况)的高度。坝顶超高按下式确定:
式中Y一一坝顶在静水位以上的超高,m;R一一风浪沿着坝坡的最大爬高,m,由计算确定;A一一安全加高,m,正常运用情况取A=0.50m,非常情况取A=0.30m。6.1.2坝顶高程应分别按以下情况进行计算,取其最大值。(1)正常蓄水位或设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高(2)校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高:(3)
正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高加地震涌浪高。6.1.3在地震区,地震涌浪高度可根据设计烈度和坝前水深采用0.5~1.0m。6.1.4竣工时的坝顶高程应预留沉降量。沉降量应根据坝基和坝体材料的性质通过计算或类比确定。在地震区可适当加大预留沉降量。(6.1.1)
6.1.5当坝顶上游侧设有稳定、坚固、不透水且与坝的防渗体紧密结合的防浪墙时,可利用防浪墙抵御风浪,坝顶超高可以是静水位到防浪墙顶的高差。但在正常运用情况下,坝顶应高出静水位至少0.5m;在非常情况下,坝顶应不低于静水位。防浪墙高度(坝顶以上部分)可采用1.0~1.2m。6.1.6计算波浪爬高,所用的设计风速应根据历年满库期实测最大风速资料,按下列规定采用:(1)正常运用条件下,采用多年平均最大风速的1.5倍;(2)非常运用条件下,采用多年平均最大风速。如采用陆地测站的风速,应参照有关资料修正到相应库水位上空10m的风速。如当地无实测风速资料,可按风力等级表,根据本地区已发生过的风力,估算风速,进行风浪计算。沿海地区,应考虑洪水位与最大风浪同时出现的条件。6.1.7浪高可采用莆田试验站公式或官厅一一鹤地公式等算出,再根据上游坝坡及护坡情况计算波浪爬高。
6.2坝顶构造
坝顶宽度根据下列因素确定:
当坝顶有交通要求时,路面宽度宜按公路标准确定;(1)
坝顶宽度应满足施工和运行检修时设备通行的要求:(2)
对于心墙坝或斜墙坝,坝顶宽度应能满足心墙、斜墙及反滤过渡层的布置要求:(3)
在寒冷地区,粘土心墙或斜墙上、下游侧保护土层厚度应大于当地冻土深度。(4)
坝顶宽度可采用3~6m。
6.2.2防浪墙的设计应满足下列要求:(1)防浪墙可采用浆砌石或混凝土预制块砌筑;防浪墙应有足够的坚固性;
(3)墙身应设置伸缩缝;
防浪墙底部应与防渗体紧密结合,混凝土面板堆石坝的防浪墙的伸缩缝应设止水。6.2.3
坝顶面下游侧宜设置路缘石。结合坝排水,路缘石应设置排水口。如有条件,可在坝顶上游侧设置照明设备。坝顶路面可采用碎石、砂砾石或铺渣油。坝顶路面可向上、下游分别倾斜2%~3%,当设防浪墙6.2.4
时,只向下游倾斜。
6.3坝坡
6.3.1坝坡应根据下列因素确定:坝型、坝高;
坝体和坝基材料的物理力学特性;(3)
坝体所承受的荷载;
施工情况和运用条件。
设计中可类比已建工程的经验初拟坝坡,再进行坝坡稳定计算,使确定的坝坡满足稳定要求6.3.2上下游坝坡可根据需要确定是否设置马道,其宽度不小于1.0m,每级马道的高差可采用8~12m。6.4防渗体
6.4.1土质防渗体断面尺寸应满足下列要求:将渗流量控制在允许范围以内,并满足渗流稳定要求;(1)
满足施工要求;
(3)防渗体与坝基、岸坡或混凝土建筑物的连接,应满足抗渗要求;(4)经济合理。
6.4.2土质防渗体自上而下逐渐加厚,顶部宽度不宜小于1.5m;底部厚度可按5.1.5条的允许渗透坡降确定,但厚度不小于3.0m。
6.4.3采用土工膜作防渗体应在土工膜上铺设保护层,其下设置支持层。保护层分面层和垫层。保护层应能保护土工膜不受紫外线辐射。支持层应使土工膜受力均匀,免受局部集中应力的破坏。6.4.4防渗土工膜应与坝基、岸坡或其他混凝土建筑物形成封闭的防渗系统。应做好周边缝的处理,其结构尺寸应能满足渗透坡降和变形的要求6.4.5防渗体顶部高程,应高出正常运用的静水位0.3m以上;非常运用情况应不低于非常运用的静水位。如防渗体顶部设有防浪墙,防渗体顶部超高可不受本条限制,但不应低于正常运用的静水位。6.5反滤层及过渡层
6.5.1在土质防渗体(包括均质坝、心墙、斜墙、铺盖和截水槽等)与坝壳排水体或坝基透水层之间应满足反滤原则,否则应设置反滤层,或同时设置反滤层和过渡层。6.5.2坝壳与坝基之间,如不满足反滤原则,应设置反滤层。6.5.3当采用几种不同性质的土石料填筑坝体时,各土层之间应遵循反滤原则。靠近心墙或斜墙处宜填筑透水性较小、颗粒较细的土石料,靠近坝坡处宜填筑透水性较大,颗粒较粗的土石料。6.5.4对反滤层的要求如下:
(1)能防止被保护土的渗透变形,反滤层材料应为非管涌土应大于被保护土的透水性,能通畅地排除渗透水;2)
(3)不被细颗粒(d<0.1mm)淤堵失效;(4)耐久、稳定,在使用期间不会随着时间的推移和环境的影响而改变性质。6.5.5反滤层和过渡层应压实。反滤的厚度应根据材料的用途及施工方法等情况确定。水平滤层每层的最小厚度可采用30cm,竖向或倾斜反滤层每层的最小厚度可采用40cm。采用机械筑时,最小水平宽度视施工机械和施工方法确定,
软土地基上填筑的反滤层,应适当加厚。6.5.6粒状反滤料按下列准则确定:(1)被保护土与反滤层之间应满足式(6.5.6一1)和式(6.5.6一2)要求:
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