1、中华人民共和国行业标准碾压式土石坝设计规范发布 实施中华人民共和国水利部 发布中华人民共和国行业标准碾压式土石坝设计规范主编单位 黄河水利 委员会勘测 规划设计研 究院批准部门 中华人民 共和国水利 部施行日期 年 月 日中华 人民共和 国水利部关于 批准 发布 碾压式 土石坝设 计规范的通知水国科 号部 直属各 单位 各省 自治区 直辖市 水利 水务 厅 局 计划单列市 水利 水务 局 新疆生 产建设兵团 水利局经审 查 批准 碾压式土 石坝设计规 范 为 水利行业标 准 并予发 布 标准编号为 代替原 和修改 和补充规定本标 准自 年 月 日起 实施标准 文本由中国 水利水电出版 社出版发
2、行二 二年 一月二十八 日前言修订 碾 压式土石坝 设 计 规 范 含电力 工业部和水 利部以 电 办 号文对该规范的修改和补充规定 的依据为水利 水电规划 设 计 总 院 水 规 设 字 号文和水利水电 技术标准编 写规定颁布以来 对我国土 石 坝 的 建设起到了 巨大的推动作用 这期间 修建了鲁布革 天生桥 小浪底等高 土石坝工程并进行了 六五 七五 和 八五 等国家 科技攻关项 目的研究 国外 土石坝也有 了新的发展 为反映这些 新的建设经 验 对原规范进 行了修订本规 范的内容包 括 坝型选择 和泄 引水 建筑物布置 筑坝材料选择 和填筑要求 坝体结构和 坝基处理 坝体与坝基 及其他建
3、筑物的 连接 坝的 计算和分析 分期施工和 扩建加高 安全监测设计等 基本规定和 要求对 的修订 主要有以下 几个方面本规范 的适用范围 有所变动坝高的 计算方法增 加了在坝轴线 处 建基 面 算 至 坝顶 高 度情况增加了 主要术语一 章规定了 粘性土料新 的压实度标 准风浪计 算增加了陡 于 的坝坡波浪 爬高计算基 岩灌浆取消了按允许渗透比降计算帷幕厚度的设计方法反滤层 设计增加了 保护粘性土 的方法规定了 抗剪强度指 标均采用小 值平均值的 取值方法混凝土 面板堆石坝 稳定计算中规 定 了粗 粒 料 抗 剪强 度 应用非线性 指标稳定计算 规定以计及条 块间作用力 的方法为主稳定计算 的
4、安全系数标 准改为按正 常 非常和 正 常 加 地震三种运 用条件本规 范 条第 第 款 条 条第第 款 条第 款 条第 款 第 款 条第款和第 款 条 条 条第 第 款条 条 条 条 条第 第 款条第 第 款 条第 款 第 款 条第 第 款条 条 条及 条 为强制性条 文 规范文本中用 黑体字表示 其余为推荐 性条文本规程解释单位 水利部 水利水电规划 设计总院本规程主编单位 黄河水利委员会勘测规划设计研究院本规程主 要起草人 甘宪章 孙胜利 钱 忠柔 阎中 华宗志坚 李治明 王 新奇 梁承 喜李现社 高广淳 洪 广文 潘少 华韩秋茸 姜苏阳 曹 国利 代巧 枝田华祥 赵洪岭 段 世超 杨永
5、 叶目次总则主要术语枢纽布置和 坝型选择坝轴线泄水和 引水 建筑物坝型选 择筑坝材料选 择与填筑要 求筑坝材 料选 择填筑要 求坝体结构坝体分 区坝坡坝顶超 高坝顶构 造防渗体反滤层 和过 渡层坝体排 水护坡坝面排 水坝基处理一般要 求砂砾石 坝基 的渗流 控制岩石坝 基处 理易液化 土 软粘 土和湿 陷 性 黄土坝 基的处 理坝体与坝基 岸坡 及其他建筑 物的连接坝体与 坝基 及岸坡 的连接坝体与 其他 建筑物 的连接坝的计算和 分析渗流计 算渗透稳 定计 算稳定计 算应力和 变形 计算分期施工与 扩建加高分期施 工扩建加 高安 全监测设计附录 波浪和护 坡计算附录 反滤层设 计附录 坝体内
6、孔 隙压力的估算附录 稳定分析附录 沉降计算本规范用 词说明总则为 规范水利水电工程碾压式土石坝的设计 达到工程安全 经济合理和 技术先进的要 求 特 制定本规范本规 范适用于 级 级 级和 级以下坝高大于的碾压式 土石坝的设 计 对于特殊 重要的碾压 式土石坝 应进行专门研究碾 压 式土石坝的 级别 应根据 防洪 标准 及水 利 水电工程等级划分及洪水标准 中的有关规定确定土石 坝按其高度 可分为低坝 中坝 和高坝 高度 在 以下为低坝 高度在 为中坝 高度在 以上为高坝土石 坝的坝高应 从坝体防渗体 不含混凝 土防渗墙 灌浆帷幕 截水 槽等坝基防 渗设施 底部 或坝轴线部 位的建基面 算至
7、坝顶 不含 防浪墙 取其大者土石 坝在正常和 非常运用条 件的荷载组 合 情 况 下 必须 满足稳定 渗流 变形 以及规定的超 高等要求 保证它能长 期安全运用并充 分发挥其经 济效益和社会 效益土 石 坝 设 计 条件应 根据所处 的工 作 状况 和 作 用 力的 性 质分为正常运 用条件水 库 水 位 处 于正常 蓄水位和设计洪水 位 与 死 水位 之 间的各 种水位的稳 定渗流期水库 水位在上述 范围内经常 性的正常降 落抽水 蓄能电站的 水库水位的 经常性变化 和降落非常运 用条件施工 期校核 洪水位有可 能形成稳定 渗流的情况水 库水位的非 常 降 落 如自校核洪水位降落 降落至死水
8、 位以下 以及大流量 快速泄空等非常运 用条件正 常运用条件 遇地震碾压 式土石坝设 计除应符合 本规范外 尚 应符 合 国家现 行有关标准 的规定主要术语均质 坝坝体 断面不分防 渗体和坝壳 绝大部 分由一种土 料组成的坝土质 防渗体分区 坝坝 体 断 面 由土质防渗体及若干透水性不同的土石料分区构成 可分 为心墙坝 斜心墙坝 斜 墙坝以及其 他不同形式 的土质防渗体分 区坝非土 质材料防渗 体坝防渗 体由混凝土 沥青混凝土 或土工膜组 成 而其余 部分由土石料构 成的坝 防 渗体在上游面 的称为面板 坝 在坝体 中央的称为心墙 坝无粘 性土粘粒 粒径小于 含量 质量 不大于 塑性指数不大
9、于 颗粒间 不具有粘结力 的土砾石 土含有 碎石 砾 砂 粉粒 粘 粒等组成的 宽级配土 有冰碛的 风化 的和开挖的 风化岩石或软 岩经碾压后 形成的及人 工掺合的各种砾 石土膨胀 土富含 亲水矿物并 具有明显吸水 膨胀与失水 收缩特性的 高塑性粘土分散 性粘土遇 水 尤其是遇纯水容易分散 钠离子含量 较 高 大多为中 低塑性的粘 土软粘 土天然 含水率大 呈软塑到流塑 状态 具有 抗剪强度低 压缩性大 透 水性小 灵 敏度高的粘土 一般采用 以下标准评 定 液性指 数 无侧限抗压强度 标准贯入击数灵敏度当 孔隙比 为淤泥当 为淤泥质土有机 质土含一 定量有机质 呈浅灰至深灰 色 有臭味 压缩
10、性高 的粘土或粉 土 按有机质含量 的大 小可细分为 有机质土泥炭 土 和泥炭湿陷性 黄土主要 由粉粒组成 呈棕黄或黄 褐色 具有 大孔隙或垂 直节理特征 遇 水产生自重 湿陷的土 称 自重湿陷性 黄土 不产 生自重湿陷性的 黄土称为非 自重湿陷性黄 土红粘土石灰 岩或其他熔 岩经风化后形 成的富含铁 铝氧化物的 褐红色粉土或粘 土喀斯特 岩溶可溶 性岩层被水 长期溶蚀而形 成的各种地 质现象和形 态硬岩饱和 无侧限抗压 强度大于等于 的岩石软岩饱和 无侧限抗压 强度小于 的岩石流土在渗 流作用下 局部土体表面 隆起 顶穿 或粗细颗粒 同时浮动而流失 的现象管涌土体 中的细颗粒 在渗流作用下
11、从骨架孔隙 通道流失的 现象接触冲 刷渗流 沿着两种渗 透系数不同土 层的接触面 流动时 沿 层面带走细颗粒 的现象接触流 失渗流 垂直于渗透 系数相差较大 的两相邻土 层流动时 将渗透系数较小 的土层中的 细颗粒带入渗 透系数较大 的土层中的 现象不连续 级配土由于 土中缺乏某 一范围的粒径 而使粒径分 布曲线上出 现台阶的土压实度填土 压实的干密 度相应于试验 室标准击实 试验所得最 大干密度的百分 率枢纽布置 和坝型选 择坝轴线坝 轴 线 应 根 据坝址区的地形地质条件 坝型 坝基处理方式 枢纽中各建 筑物 特别是 泄洪建筑物 的布置和 施工条件等经多方案 的技术经济 比较确定坝轴 线应
12、因地制 宜地选定 宜采用直线 当采用 折线时在转折处 应布置曲线 段设计 地震烈度为 度 度的地区不 宜采用折线当坝 址处存在有 喀斯特 大断层或 软粘土等 不 良 地 质 条 件时 应研究避开 的可能性泄水 和引水建筑 物枢 纽 中 的 泄 水建筑 物应能满 足设 计 规定 的 运 用 条件 和 要求 建筑 物应运用灵 活可靠 其泄洪能力 必须满足宣 泄设计洪水校核洪水 要求 并应满足排沙 排污 和排冰的要 求泄水 建筑物的 布 置 和 形 式 应根据地形 地质条件和泄洪规模 水头大小 和防沙要求等综合 比较后选定 可采用开敞式溢洪道和隧 洞 在地形 有利的坝址 宜布设 开敞式溢洪 道设计
13、地震烈度为 度 度地区 或 级 级土 石坝 应论证是否 设泄水底孔多 泥 沙 河 流应设排沙 建 筑物 并在进水口设防淤和防护措施泄水 和引水建 筑 物 进 出口附近的坝坡和岸坡 应有可靠的 防护措 施 出 口 应 采取妥善的消能措施 并使消能后的水流离开坝脚一 定距离泄水 建筑物宜布 置在岸边岩 基上 对高 中坝 不 应采用 布置在软基 上的坝下埋 管 型 式 低坝采用软 基上埋管时 必须进行技术论 证 地 震 区的坝 采用坝 下埋 管应 按 水工 建筑 物抗震设计规范 的有关规定执行坝型选择碾压 式土石坝的 形式可在以 下三种基本 型式中选择均质坝土质防 渗体分区坝非土质 材料防渗体 坝坝
14、型 选择应综合 考虑下列因 素 经 技术经济比较 确定坝址区 河势地形 坝址基岩 覆盖层特征及地震烈度等地形地质条 件筑坝材 料的种类 性质 数量 位置和 运输条件施工导流 施工进度与分期 填筑强度 气象条件 施工场地 运输条件 和初期度汛等 施工条件坝高 高坝多 采用土质防 渗体分区坝 低坝 多采用均 质 坝条件合适 时宜采用混 凝土面板堆石 坝枢纽布 置 坝 基处理 以及坝 体 与泄 水 引水建筑物等的连接运行条 件 如 对 渗漏量要 求 高低 上 下游水位变动情况分期建设 等坝及枢 纽的总工程 量 总 工期和总造 价级低 坝经过论证 可采用土工 膜防渗体坝轴线 较长的土 石 坝 根 据
15、地 形 地质及料场的具体条件 可分段采用 不同坝型 但在坝型 变化处应设 置渐变段筑 坝材料选 择与填筑 要 求筑 坝材料选择筑 坝 土 石 料 调查和土工试验应分别按照 水利 水 电 工 程 天 然 建筑材料勘察规程 和 土工试验规程 的有 关规定 查 明坝址附近各 种天然土石 料的性质 储量和分布 以 及枢纽建筑 物开挖料的性 质和可利用 的数量在当 地有多种适 于筑坝的土 石料时 应进行 技 术 经 济 比 较后选用 筑坝土石料 选择应遵守下 列原则具 有 或 经 加 工 处理后 具有与其使用目的 相 适 应 的工 程 性质 并具有长期 稳定性就地 就近取材 减少弃料 少占或不占农田 并
16、优先考虑枢纽建 筑物开挖料 的利用便于开 采 运 输和压实枢纽 建筑物开挖 料的利用应 与天然土石 料 场 开 采 料 一 样从材料性 质 数量 弃料对环境的 影响 施工 进度安排及 工程费用等进行 论证 料场 应统一规划料 场 开 采 或 枢纽建 筑物的开 挖料 原 则上 均 可 直 接作 为 筑坝材料 或经处理后 用于坝的不同 部位 但沼 泽土 膨润 土和地表土不宜 采用防渗 土料应满足 下列要求渗透 系数 均质坝不大于 心墙和斜墙不大于水溶盐 含量 指易溶盐和 中溶盐 按质量计 不大于有机 质含量 按质量计 均质坝不大于 心墙和斜墙不大于 超过 此规定需进行 论证有较好 的塑性和渗 透稳
17、定性浸水与 失水时体积 变化小以 下几种粘性土不宜作为坝的防渗体填筑料 必须采用时 应根据其特 性采取相应的 措施塑性指 数大于 和液 限大于 的冲积 粘土膨胀土开挖 压实困 难的干硬粘 土冻土分散性 粘土红粘 土可用于填 筑坝的防渗 体 用于高 坝 时 应 对其压 缩性进行论 证经 处理改性的 分 散 性 粘 土 仅 可 用 于 填 筑 级低坝的防渗体 其所 选用的反滤 料应经过试验 验证 防渗 体与坝基 岸坡接触 处等易 产生集中渗 流 的 部 位 以及易受雨水冲刷的坝表面 不 得采用分散 性粘土填筑湿陷 性黄土或黄 土状土可用 于填筑防渗 体 但 压 实后应 不再具有湿 陷性 采用 的反
18、滤料级配 应经过试验 验证用 于 填筑防渗体的砾石土 粒径大于 的颗粒含量不 宜超过 最大粒径不宜大于 或铺土厚度的以 下 的颗粒含量不应小于 填筑时不得发生粗料集中架空 现象人工掺 合砾石土中 各种材料的掺 合比例应经 试验论证当采用 含有可压碎 的风化岩石或 软岩 的 砾 石 土 作 防 渗 料时 其级配和物 理力学指标应 按碾压后的 级配设计用 膨 胀 土 作为土石坝防渗料时 填筑含水量应采用最优含水量的 湿侧 并 在 顶部设盖重层 盖重层产生的约 束 应力 应 足以制约其 膨胀性 盖 重层应采用非 膨胀土采用土工膜作为防渗体材料时 应按照土 工合成材料 应用技术规范 的规定执 行反滤料
19、 过渡 层料和排水体 料应符合下 列要求质地致密 抗水性和抗风化性能满足工程运用条件的要求具有要 求的级配具有要 求的透水性反滤料和排水体料中粒径小于 的颗粒含量应不超过反 滤 料 可 利用天然或经过筛选的砂砾石料 也可采用块石 砾石轧制 或天然 和轧制的掺合 料级低坝 经过论证可采 用土工织物 作为反滤层料场开 采和建筑物 开挖的无粘性 土 包括砂 砾石 卵石 漂石 等 石料和风化料 砾石土均 可作为坝壳 料 并 应根据材料性质 用于坝壳的 不同部位均匀中 细砂及粉 砂可用于中 低 坝坝壳 的干燥 区 但地震区不 宜采用采 用 风 化 石料和软岩填筑坝壳时 应按压实后的级配研究确定材 料的物
20、理力 学指标 并应考虑浸 水后抗剪强 度的降低 压缩性增加 等不利情况 对软化系数低 不能压碎成砾 石 土的 风 化石料和软 岩宜填筑在 干燥区下游坝 壳水下部位 和上游坝壳水 位变 动 区 应 采 用 透 水 料填筑开采坝 壳堆石料 应遵守下 列规定开采前 应彻底清除 覆盖层不同程 度的风化料 与新鲜石料 应分区开采易风化 的软岩 如泥岩 页岩 宜边开 采 边填 筑宜进行 爆破设计 必要时 进行爆破试 验护坡石 料应 采 用 质 地 致 密 抗水性和抗风化性能满足工程运用条 件要求的硬 岩石料填筑要求填筑 标准应根据 以下因素综 合研究确定坝的级 别 高度 坝 型和坝的不 同部位土石料 的压
21、实特性 和采用的压 实机具坝料的 填筑干密度 和含水率与 力学性质的 关系 以及 设 计对土石料 力学性质的 要求土料的 天然干密 度 天然含水率 以及土料进行干燥或湿润处理的 程度当地气 候条件对施 工的影响设计地 震烈度及其 他动荷载作 用坝基土 的强度和压 缩性不同填 筑标准对造 价和施工难 易程度的影 响含 砾 和 不 含 砾的粘 性土的填 筑标 准 应以 压 实 度 和最 优 含水率作为 设计控制指 标 设计干密 度应以击实 最大干密度 乘以压实度求得粘性 土的压实度 应符合下列 要求级 级 坝和高坝的 压实度应为 级中低坝及 级以下的中 坝压实度应 为设计地 震烈度为 度 度 的地
22、区 宜取上述 规定的大值有特殊 用途和性质 特殊的土料 的压实度宜 另行确定粘性土的最大干密度和最优含水率应按照土 工试验规程 规定 的击实试验方 法求取 对 于砾石土应 按全料试样求取 最大干密度 和最优含水率砂砾 石和砂的填 筑标准应以 相对密度为 设 计 控 制 指 标 并应符合下 列要求砂砾石的相对密度不应低于 砂的相对密度不应低于 反滤料宜为砂砾石中粗粒料含量小于 时 应保证细料 小于的颗粒 的 相对密度也 符合上述要 求地 震 区 的 相 对密度设 计标准应符合 水工建筑物抗震设 计规范 的规定堆石 的填筑标准 宜用孔隙率 为设计控制 指 标 并 应符合 下列要求土质防 渗体分区坝
23、 和沥青混凝 土心墙坝的 堆石料 孔隙 率宜为沥 青 混 凝 土 面 板坝堆 石料的孔隙率宜在 混 凝 土 面板 堆 石坝和土质 防渗体分区 坝的孔隙率之 间选择采用 软 岩 风化岩石筑坝时 孔隙率宜根据坝体变形 应力及抗剪 强度等要求 确定设 计地震烈度为 度 度的地区 可取上述孔隙率的小值堆 石 的 碾 压 质量可用施工参 数 包括碾压设备的型号 振动频率及 重量 行进 速度 铺筑厚 度 碾压遍 数等 及干 密度同时控制堆石 碾压时宜加 水 加 水量宜通过 碾压试 验 确 定 对于 软化系数较 高的硬岩堆 石 应通 过碾压试验 确定是否加 水设计 填筑标准应 在施工初期 通过碾压试 验 验
24、 证 当采用 砾石土 风化岩石 软岩 膨胀土 湿陷性黄土等性质特殊的土石料时 对 级 级坝和高坝 宜进行专门的碾压试验 论证其填筑标准粘性土 的施工填筑 含水率应根据 土 料 性 质 填筑 部位 气候 条件和 施工机械等 情 况 控制在最优含水率的 偏差范围以 内 有特殊 用途和性质特 殊的粘性土 的填筑含水 率应另行确定填筑 含水率还应 符合下列要求上限值不影 响压实和运 输机械的正 常运行施工 期间土体内 产生的孔隙 压力不影响 坝坡的稳定在压 实过程中不 产生剪切破 坏下限值填 土 浸 水 后 不致产 生大量的附加沉降 使 坝 顶 高程 不 满足设计要求 坝体发生 裂缝以及在 水压力作用
25、 下 不 产 生水力 劈裂等不致 产生松土层 而难以压实在冬季 负气温下填 筑时 应 使土料在 填 筑 过 程 中 不 冻 结粘 性土的 填筑含水率 宜 略低于塑限 砂和砂砾料中的细料部 分 的含水率宜 小于 并适当提高 填筑密度坝体结构坝体分区坝体 分区设计应 根据就地取 材和挖填平 衡 原 则 经技术 经济比较确 定坝 体 各 种 不 同材 料应有明确的 分区 对 各区材料的性 质和施 工压实 要求等应有 具 体的可供考核 检验和进行质量评定 的 技术指标均质 坝宜分为坝 体 排水 体 反滤层和护 坡等区土质 防渗体分 区 坝 宜 分 为 防 渗 体 反滤层 过渡层 坝壳排 水体和 护坡等
26、区 防渗体在上游面时 坝体渗透性 宜 从上 游 至下 游逐步 增 大 防渗体在中间时 坝体渗透性宜向上 下游逐步增大当采 用风化料 或 软 岩 筑 坝 时 坝表面应设保护层 保护层的垂直厚 度应不小于坝体 分区设计 宜研究 围堰与坝体 相结合的可能 性坝坡坝 坡应根据坝型 坝高 坝的等级 坝体和坝基材料的性质 坝所 承受的荷载 以及施工和运 用条件等因 素 经技术 经济比较确定均质 坝 土 质 防渗体分区 坝 沥青混凝土面板或心墙坝及土 工膜心 墙或斜墙坝 坝 坡 可参 照已建坝的经验或近似方法 初 步拟定 最终应经 稳定计算确定沥青 混凝土面板 坝的上游坡不 宜陡于当坝 基抗剪强 度 较 低
27、 坝体不满足深层抗滑稳定要求时宜采用在 坝坡脚压戗 的方法提高其 稳定性设计地震烈度 为 度的地区 坝顶 附近的上 下 游坝 坡宜上缓下陡 或采用 加筋堆石 表面钢筋 网或大块石 堆筑等加固 措施上 下 游 坝坡马 道 的设 置 应根据坝面排水 检修 观测道路 增 加护坡和坝 基稳定等不同 需要确定土质 防渗体分区 坝和均质坝上 游坡宜少设 马道 非土 质防渗材料面板 坝上游坡不 宜 设 马 道 根据施工 交通需要 下游坝坡可设置斜马 道 其坡度 宽度 转弯 半径 弯道 加宽和超高 等 应满足施工 车辆行驶要 求 斜马道之 间的实际坝 坡可局部变 陡 但平均坝坡 应不陡于设 计坝坡马道 宽度应
28、根据 用途确定 但最小宽 度不宜小于若坝 基土或筑坝 土石料沿坝 轴线方向不 相 同 时 应分坝 段进行稳定 计算 确 定 相应的坝坡 当各坝段采用不同 坡 度的 断 面时 每一坝段的 坝坡应根据该坝段 中最大断面来选择 坝坡不同的相邻坝 段 中 间应设渐变段坝顶超高坝顶 在水库静水 位以上的超 高应按式 确定式中 坝顶超高最 大 波浪在坝坡上的爬高 可按本规范附录 计算最大风壅 水面高度 可按本规范附 录 计算安全加高 按表 确定表 安全加高 值坝的级别设计校核山区 丘陵 区平原 滨海 区地 震 区 的 安 全 加高 尚应 增加地 震沉 降和地 震 壅 浪高度 按水工 建筑物抗震 设计规范
29、的有关 规定确定如库 区内有可能 发生大体积塌岸和滑坡而引 起 壅浪 时 壅浪高度及对坝面的破坏能力等应进行 专 门研究 对特殊重 要的工程安全加高 可大于本规 范表 规定的数 值坝顶 高程等于水 库静水位与 坝顶超高之 和 应 按 以下运 用条件计算 取其 最大值设计洪 水位加正常 运用条件的 坝顶超高正常蓄 水位加正常 运用条件的 坝顶超高校核洪 水位加非常 运用条件的 坝顶超高正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高 再按本规范规定加 地震安全加 高当坝 顶上游侧设 有防浪墙时 坝顶 超高可改 为 对 防 浪 墙 顶的要求 但此时在正 常运用条件下 坝顶应高出静水位 在非常运用 条件下 坝顶应
30、不低 于静水位波 浪要素应按 本 规范附录 计算 设计风速的 取值应遵守下列规 定正常运用条件 下 的 级 级坝 采 用 多年平 均年 最大风速的 倍正常运 用条件下的 级 级 级坝 采用 多 年平均 年最大风速 的 倍非常运 用条件下 采用多 年平均年最 大风速坝顶应预留竣工后沉降超高 沉降超高值应按本规范的规 定确定 各 坝段的预留沉降超高应根据相应坝段的坝高而变化 预留沉降 超高不应计入 坝的计算高 度坝顶构造坝 顶宽度应 根 据 构 造 施工 运行和抗震等因素确定 如无 特殊要 求 高坝的 顶部宽 度 可 选 用 中 低 坝可选 用坝顶 盖面材料应 根据当地材 料情况及坝 顶 用 途
31、确 定 宜采用密实的 砂砾石 碎石 单层砌石或 沥青混凝土 等柔性材料坝顶 面可向上 下游侧 或下游侧放 坡 坡 度宜 根 据降雨 强度 在 之间选 择 并 应做好向下 游的排水系统坝 顶 上游侧宜设防浪墙 墙顶应高于坝顶防浪墙必 须与防渗体 紧密结合防浪 墙应坚固 不 透 水 其结构尺寸应根据稳定 强度计算确定 并应设置伸 缩缝 做好止水位于 地震区的土 石坝应核算 防浪墙的动 力稳定性工程 运行要求坝 顶设照明设 施时 应按有关规定 执行对于 高坝 坝 顶下游侧和 不 设 防 浪墙 的 上游 侧 根据运用条件可设 栏杆等安全 防护措施坝顶 结构与布 置 应 经 济 实 用 建筑艺术处理应美
32、观大方并与周围 环境相协调防渗体土 质 防 渗 体 分区坝 的防渗体 断面 尺 寸应 根 据 下 列因 素 研究确定防渗土 料的质量 如允许 渗透比降 塑性 抗裂性能 等防渗土 料的数量和 施工难易程 度防渗体 下面坝基的 性质及处理 措施防渗土 料与坝壳材 料单价比值设计地 震烈度为 度 度 地区适当加 厚土质 防渗体断面 应满足渗透 比降 下游浸润 线 和 渗 透 流 量的要求 应自上而下 逐渐加厚 顶部的水 平 宽 度 不 宜 小 于底部厚度 斜墙 不宜小于水头 的 心墙不宜 小于水头的土质 防渗体顶部 在正常蓄水 位或设计洪 水 位 以 上 的 超 高应按表 的规 定 取 值 非常运用
33、条件下 防渗体顶部不应低于非常运 用条件的静 水位 并应核 算风浪爬高 高度的影响当防 渗体顶部设 有防浪墙时 防渗体顶部高程 可 不 受上 述 限制 但不得低于 正常运用的静 水位防渗 体顶部应预 留竣工后沉降 超高表 正常 运 用情 况下 防 渗体 顶部 超高防渗体 结构形 式 超高 防渗体 结构形 式 超高斜墙 心墙土 质 防 渗 体 顶部 和土质斜墙上 游应设保护 层 保护层 厚度包 括上游护坡 垫层 应 不小于该地区的冻结和干燥深度 还应满足施工机械的需要 斜 墙 上 游 保 护 层 的 填 筑标 准应和坝 体相同 其坡度应满 足稳定要求反滤层和 过渡层坝的 反滤层必须 符合下列要
34、求使被保 护土不发生 渗透变形渗透性 大于被保护 土 能 通畅地排出 渗透水流不致被 细粒土淤塞 失效土质 防渗体 包括心墙 斜墙 铺盖和截水槽 等 与坝壳和坝基透 水层之间以 及下游渗流出 逸处 如不 满足反滤要 求 均须设置反 滤层土质 防渗体分区 坝的坝壳内 各土层间 宜满足反 滤要求下游 坝壳与坝 基 透 水 层 接 触 区 与岩基中发育的断层 破碎带和强 风化带接触 部位 如 不满足反滤 要求 应设反滤层防渗体下游和渗流出逸处的反滤层 除应满足本规范外 在 防渗体出 现 裂 缝 的 情 况 下 土颗粒不应被带出反滤层 裂缝 可自行愈合根据 材料性能 库水位变化情况等 防渗体上游反滤层
35、材料的级配 层数 和厚度相对于 下游反滤层 可简化反 滤 层 的 级配和层数应按本规范附录 计算 经过比较选择最合 理的方案 级 级坝和高 坝还应经试 验验证反 滤 层 每层的厚度应根据材料的级配 料源 用途 施工方法等 综合确定 人工施工时 水平反滤层 的最小厚度 可采用垂直 或倾斜反滤 层 的 最 小 厚 度 可 采 用 采用机械施工时 最小厚度 应根据施工方 法确定如 防 渗 体 与坝壳料之间的反滤层总厚度不能满足过渡要求时 可加厚反滤 层或设置过渡 层在 下 列 情况下 应论证是否要加厚防渗体上 下游侧反滤层设计地 震烈度为 度 度地区 的土石坝峡谷地 区的高土石 坝 或岸坡 坡度有突
36、变 的部位防渗体 与岩石岸坡 或刚性建筑 物接触面附 近部位防渗体 由塑性较低 压缩性较 大的土料筑 成防渗体 与坝壳的刚 度相差悬殊坝建于 深厚覆盖层 上土 石 坝 的 过渡层应具有协调相邻两侧材料变形的功能混 凝土面 板堆石坝的 垫 层和堆石之间 沥青混凝土心墙和坝 壳 之间均应设 过渡层 土 质防渗体分区 坝是否设过 渡层应根据 防渗体和坝壳材 料特性及反 滤层厚度综合 研究确定土 质 防 渗 体分区坝坝壳为堆石时 过渡层应采用连续级配 最大粒径不 宜 超 过 顶部水平宽度不宜 小于 采用等厚度 或变厚度均 可在 填 筑 过 程中反滤层宜与坝体同时上升 且不应有明显的颗粒分 离和压碎现
37、象选 用土工织物作反滤层 宜用在易修补的部位 并应按土工合 成材料应用 技术规范 设计坝体排水土石 坝应设置 坝 体 排 水 降低浸润线和孔隙压力 改变渗流方向 防止渗流出 逸处产生渗透 变形 保护 坝坡土不产 生冻胀破坏坝体 排水必须满 足以下要求能自由 地向坝外排 出全部渗透 水应按反 滤要求设计便于观 测和检修坝体 排水可在以 下几种型式 中选择坝体内 排水竖式 排水 包括直立排 水 上 昂式排水 下昂式排 水等水平 排水 包 括坝体不同高 程 的水 平 排水 层 褥垫式排水 坝底部 水平排水层 网状排水 带 排 水管等棱体排 水 滤 水坝趾贴坡式 排水综合型 排水 由 上述各种排水型
38、式 中的 两 种 或 多种 综 合组成排水 型式的选 择 必须结合坝基排水的需要及型式 根据下列情况 经技 术经济比较确 定坝型 坝 体 填 土 和坝基土的性质 以及坝基的工程地质和水文地质 条件下游 有 水 无水 下游水位高低和持续时间 以及泥沙淤积影响施工情 况及排水设 备的材料筑坝地 区的气候条 件均质 坝和下游坝 壳用弱透水 材料填筑的 土 石 坝 宜优先 选用竖式排 水 其 底部可用褥垫 排水将渗水 引出均质 坝和坝壳用 弱透水料填 筑的坝 若需要 降 低 坝 体 内 的孔隙压力 可在上 下游坡不同高 度设置坝体 水平排水层 其设置位 置 层数和厚度应根据计算确定 但最小厚度不宜小于
39、棱体 排水设计应 遵守下列规 定顶部高 程应超出下 游最高水位 超过的 高 度 级 级坝 应不小 于 级 级 级坝应 不小于 并应超过波浪沿坡 面的爬高顶 部 高 程 应 使 坝体浸 润线距坝面的距离 大 于 该 地区 的 冻结深度顶部宽 度应根据施 工条件及检 查观测需要 确定 但不 宜 小于应避免 在棱体上游 坡脚处出现 锐角贴坡 排水设计应 遵守下列规 定顶部高 程应高于坝 体浸润线出 逸点 超过的高度应 使 坝 体浸润线在 该 地 区 的 冻 结 深 度 以 下 级 级坝不 小 于 级级和 级 坝不小于 并 应超过波浪 沿坡面的爬高底脚应 设置排水沟 或排水体材料应 满足防浪护 坡的要
40、求坝内 水平排水设 计应遵守下 列规定由砂 卵砾石 组成的水平 排水层的厚 度和伸入坝体 内 的 长度 应根据 渗流计算确 定 排水层 中每层料的最小厚度应满足 反 滤层最小厚 度的要求网状排 水带中纵 向 排 水 带 平行 于坝轴线 的厚度和宽度及伸入坝 体内的深度 应根据渗流计 算确定 网 状排水带中 的横向排 水带宽 度应不小于 其 坡度不 宜 超 过 或 按 不产生 接触冲刷的 要求确定当渗流 量很大 增大排水 带尺寸不合 理时 可采用排 水 管管周围应 设反滤层坝内水 平排水伸进 坝体的极限 尺寸 对于粘性土均 质 坝 为坝底宽的 砂 性 土均质坝为坝底宽的 对于土质防渗体分区坝 宜
41、与防渗 体下游的反滤 层相连接护坡坝表 面为土 砂 砂砾石等 材料时应设 专 门 护 坡 堆石 坝可采用堆 石材料中的 粗颗粒料或超 径石做护坡护坡 可在以下几 种形式中选 择上游护 坡堆石 抛石干砌 石浆砌 石预制 或现浇的混 凝土或钢筋 混凝土板 或块沥青 混凝土其他 形式 如水 泥土下游护 坡干砌 石堆石 卵石或碎 石草皮钢筋混 凝土框格填 石其他形 式 如土工 合成材料护坡 的形式 厚度及材料 粒 径 应 根据 坝 的等 级 运用条件和当地材 料情况 根据以下因 素经技术经 济比较确定上游护 坡波浪 淘刷顺坝 水流冲刷漂浮 物和冰层的 撞击及冻冰 的挤压下游护 坡冻胀 干裂及蚁 鼠等动
42、物 破坏雨水 大风 水 下部位的风 浪 冰层和 水流作用有条 件时 上游护坡宜 采用堆石护 坡 在 波浪 较 大的坝 段和坡面 可 采 用 与 其 他部位不同的 护坡厚度和形式 下游护坡的水上 水下可采 用不同的护坡 厚度和形式护坡 的覆盖范围 应按以下要 求确定上游面 上部自 坝 顶 起 如设防浪墙时应与防浪墙连接下 部至死 水位以下不 宜小于 级 级 坝可减 至最低水位 不确定时应 护至坝脚下 游 面 应 由坝顶护 至排水棱 体 无排水棱体时应护至坝脚堆石 干 砌 石 护坡与被保 护 料 之 间不 满 足反 滤 要求 时 护坡下应按 反滤要求设 置垫层现浇 混凝土或钢 筋混凝土 沥青混 凝
43、土和浆 砌 石 护 坡 应 设排水孔在寒 冷地区的粘 性土坝坡 当有可 能因冻胀 引 起 护 坡 变 形时 应设防冻垫 层 其 厚度不小于当 地冻结深度除堆 石坝护坡外 应在 马道 坝脚和护坡 末端设置基座护坡厚 度和 粒径 应按本 规范 附录 的 方法计 算 其中设计风速应 符合本规范 的规 定坝面排水除 干 砌 石 或堆石护 坡外 均必须设坝 面排水 应包 括坝 顶坝坡 坝头及坝 下游等部位的 集水 截水和排水 措施除堆 石坝与基岩 交坡处外 坝坡与 岸坡连接 处 均 必 须 设 排水沟 其集水面 积应包括岸坡 集水面积在 内坝 面排水系统的布置 排水沟的尺寸和底坡应由计算确定 有马 道时
44、 纵向排水沟宜 与马道一致 并设 于马道内侧竖向 排水沟可每 设置一条排水 沟可用混凝 土现场浇筑 或浆砌石砌 筑 若 用 混凝土 预制件拼装 时 应 使接缝牢固 成一整 体坝基处理一般要求坝基 包括坝头 下同 处理应满 足渗流控 制 包括渗 透稳定和控 制渗流量 静力和 动力稳定 允许沉 降量和不均 匀沉降量等方面 要求 保 证 坝的安全运行 处理的标准与要 求 应根 据 具体情况在设计中确定 竣工 后 的坝顶 沉 降 量不宜 大于 坝高的对于特殊 土的坝基 允许总沉 降量应视具 体情况确定坝基 中遇到下列 情况时 必须慎重 研究和处理深厚砂 砾石层软粘土湿陷性 黄土疏松砂 土及少粘性 土喀
45、斯特 岩溶有断层 破碎 带 透 水性强或有 软弱夹层的 岩石含有大 量可溶盐类 的岩石和土透水坝 基下游坝脚 处有连续的 透水性较差 的覆盖层矿区井 洞砂砾石 坝基的渗流 控制砂砾 石坝基应查 明砂砾石的 平面和空间 分 布 情 况 以及 级配 密度 渗 透系数 允许渗透比降等物理力学指标 在地震区还应了解 标准贯入击 数 剪切波速 动力特性 指标等 勘 测试验应分 别 按 照 水利水电工程地质勘察规范土工试验规 程 进行砂砾 石坝基渗流 控制可选择 以下形式垂直防 渗明挖回填截 水槽混凝土防渗 墙灌浆帷幕上述两种或 两种以上形 式的组合上游防 渗铺盖下游排 水设备及盖 重水平排水垫 层反滤排
46、水沟排水减压井下游透水盖 重反滤排水沟 及排水减压 井的组合经过论 证的其他有 效措施砂砾 石坝基渗流 控制的措施 应根 据坝 高 坝型 水库 的用途及坝 基地质条件 选择几种可 能的方案 通过技术经 济比较确定能可 靠而有效地 截断坝基渗 透水流的垂 直 防 渗 措 施 在技术条件可 能而又经济 合理时应优先 采用在下 列情况下 对中 高坝应采 用垂直防渗 措施对渗漏 量损失要求 较高的水库坝基砂 砾石层渗透 稳定性差 采用铺 盖及排水减压 措 施 仍不能保证 坝与坝基的 渗透稳定时砂砾石 坝基深厚 水平层 次非常显著 具有 强渗漏带时垂直 防渗措施应 设在坝的防 渗体底部 均 质坝 可 设
47、于距 上游坝脚 坝底宽度处 垂 直 防渗措 施 的 底部宜 伸入 相对不透水层 也可按渗流 计算 模拟试 验成果确定 必要时可 对基岩进 行灌浆 处理 坝 的 防渗体 砂砾石覆盖层和基岩内 的 防渗 设 施应紧密地 连结成一整 体垂直 防渗措施的 选择应符合 下列原则砂砾石 层深度在 以内 宜 采用明挖回 填粘土截水 槽砂砾石 层深度在 以内 可 采用混凝土 防渗墙砂砾石 层很深时 可采用灌浆帷 幕 或在深层采用灌浆帷幕 上层采用明 挖回填粘土截 水槽或混凝 土防渗墙根 据 砂 砾 石 层性质和 厚度 也可沿坝轴线分段采用不同措施截水 槽应采用与 坝体防渗体 相同的土料 填 筑 其 压实度 不
48、应小于坝 体同类土料 底宽应根据 回填土料的 允许渗透比 降 及土料与基 岩接触面抗 渗流冲刷的允 许渗透比降 和施工条件 确定混凝 土防渗墙设 计应遵守下 列原则厚度应 根据坝高和 施工条件确 定混凝土 防渗墙顶应 作成光滑的 楔形 插入土质防渗 体 高 度宜为 坝高 高 坝可适当降 低 或 根据渗流计 算 确 定 低坝应 不低于 在 墙顶可设填 筑含水率大 于最优含水率 的高塑性土 区墙底宜嵌入基岩 对风 化 较 深和断 层破 碎带可根据坝高 和断层破碎 情况加深高坝深 砂砾石层的 混凝土防渗 墙 应 进行应力应变 分 析 核算墙的应 力 为 确定混凝土的 强度提供依 据混凝土 防渗墙除应
49、 具有所要求 的强度外 还应有足 够 的 抗渗性和耐 久性 在混 凝土内可掺粘 土 粉 煤灰及其他 外加剂对高坝 深厚覆盖层 中的混凝土 防渗墙宜采 用钻孔 物探 等方法做强 度和渗透性 的质量检查在 砂 砾 石坝基内建造灌浆帷幕前 宜先按可灌比 判别其可灌 性 可灌 注水泥浆 可灌注水 泥粘土浆可灌 性应通过室 内及现场试验 最终确定可灌 比 可按式 计算式中 受 灌 地层中小于该粒径的土重占总土重的灌 注 材料中小于该粒径的土重占总土重的砂砾石 坝基灌浆材 料宜用粒状材 料 水泥 粘 土和膨 润土等 也可在 粒状材料灌浆 后 再灌化 学灌浆材料应通过 现场帷幕灌 浆试验论证灌 浆帷 幕 的
50、 技 术 可 能 性 和经济合理 性帷 幕灌浆试验应确定帷幕的布置 排距 孔距 深度 厚度 灌浆压力 灌浆材料 水灰比 灌浆设备 灌浆方法 施工工艺等 并应通过检 查孔验证是否 达到预期的 防渗效果灌浆帷 幕设计应遵 守下列原则帷幕厚 度 可按 式 计算式中 最大设 计水头帷 幕的允 许比降 对一般水 泥粘土浆 可采用对深 度较大的多 排 帷 幕 根 据渗流计算和已有的工程实 例 可沿深度逐 渐减薄帷 幕 的 底 部 深入相对不透水层宜不小于 若相对不透水层较深 可根 据渗流分析 并结合 类似工程研 究确定多排帷 幕灌浆的 孔 排距应通过 灌 浆 试验 确 定 初步可选用 排数可根据帷 幕厚度
