DLT5005-92碾压混凝土坝设计导则.pdf 5页

'中华人民共和国、页码，1/5碾压混凝土坝设计导则DL/T5005—92主编部门：能源部水利部成都勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国能源部中华人民共和国水利部能源部中华人民共和国水利部关于颁发《碾压混凝土坝设计导则》电力行业标准的通知能源水规(1992)401号为适应新技术的运用与发展的需要，由能源部水利部水利水电规划设计总院委托成都勘测设计研究院编制了《碾压混凝土坝设计导则》电力行业标准，经审查通过，现予颁发。本标准为推荐性标准，编号为DL/T5005—92，自1992年11月1日起实施。各单位在执行本导则的过程中，请注意积累资料，总结经验，为本导则今后的修订提供依据，并请将意见和有关资料，寄水利水电规划设计总院和成都勘测设计研究院。1992年4月27日1总则1.0.1为了推广碾压混凝土筑坝新技术，提高碾压混凝土坝的设计水平、保证设计质量，特制定本导则。1.0.2本导则适用于大、中型水利水电工程中岩基上的坝高在30m以上的1、2、3级碾压混凝土实体重力坝设计，4、5级坝和坝高在30m以下的坝设计时可参考使用，并可供碾压混凝土拱坝设计时参考使用。1.0.3碾压混凝土坝按其坝高可以分为低、中、高坝，从坝基最低面计算至坝顶其高度分别为30m以下，30～70m和70m以上。1.0.4本导则着重于对碾压混凝土坝的枢纽布置、坝体构造及温度控制等项设计提出要求。凡未涉及的部分，仍应按《混凝土重力坝设计规范》SDJ21—78(试行)及其补充规定，和有关规范的条款执行。1.0.5凡与碾压混凝土施工技术有关的部分应按《水工碾压混凝土施工规范》SDJS14—86执行。2枢纽布置2.0.1研究采用碾压混凝土重力坝时应考虑：一、坝址区的地形、地质、水文、气象条件和建筑材料的适应性；二、碾压混凝土坝的规模、布置、结构型式和主要尺寸；三、满足坝体防渗和强度的要求；四、遵循施工组织设计规范中施工方案选择原则及有关规定，具备碾压混凝土筑坝的施工条件；五、碾压混凝土坝快速施工、缩短工期、节约水泥和简化温控等。2.0.2采用碾压混凝土坝方案时应充分研究材料来源和工期等特点。2.0.3在枢纽中应尽量将碾压混凝土坝与引(输)水发电建筑物分开布置，当不能分离时：一、宜采用坝后式厂房，对于河床式厂房的实体部分可分区采用；二、引(输)水管道宜用坝内埋管式或坝后背管式，坝内管道宜水平布置在常态混凝土区域内；三、坝内引(输)水建筑物的进口宜布置在坝体上游部分。2.0.4在大坝中采用碾压混凝土的部位，宜相对集中，并应考虑到与其他建筑物的关系。2.0.5在碾压混凝土坝上布置泄洪建筑物时，为便于施工，宜采用表面式溢流孔。2.0.6在枢纽的施工导流方式上，不宜采用梳齿导流，宜采用隧洞、明渠和利用碾压混凝土坝的缺口等导流方式。当需在碾压混凝土坝段内设置施工导流底孔时，应考虑后期封堵的施工方便，并宜布置在常态混凝土区域内。3坝体断面设计3.0.1碾压混凝土重力坝的断面设计在体型上应力求简单，便于施工，坝顶最小宽度为5m，上游坝面宜采用铅直面或斜面，应尽量避免折面。http://www-lcdljx/bzhb/ZY/307/3070900.HTM2007-8-3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国、页码，2/53.0.2碾压混凝土坝采用分层碾压方式，在施工中应防止隐伏层状结构的出现。在坝体断面设计中，应根据工程等级、结构布置、施工工艺和运行要求等因素做好防渗和排水设计。3.0.3溢流坝坝面的设计，应满足抗冲耐磨的要求。3.0.4作用在坝上的荷载及其组合，坝的应力和坝体抗滑稳定计算，应按有关规范执行。3.0.5坝体自重应按其几何尺寸的平均容重计算。碾压混凝土的容重应根据料源、施工条件等由试验确定。3.0.6坝体抗滑稳定的计算内容应包括沿坝基面和基础深层的抗滑稳定计算。当坝体不设置横缝时，应计算整体抗滑稳定。碾压混凝土坝施工所铺筑的水平层面，应根据层面处理措施进行试验、测定参数，并按抗剪断强度公式计算沿最不利层面的抗滑稳定安全系数。对3、4、5级坝若无条件进行试验时，其计算参数可参照类似工程选用。坝体抗滑稳定安全系数应不小于有关规范的规定值。3.0.7坝的应力计算的主要内容一般包括：一、坝体选定截面的应力(包括坝基面、折坡处的截面等)；二、坝体个别部位的应力(如闸墩、导墙等)；三、坝体有廊道、孔洞等部位和碾压混凝土施工所形成的层面的应力分析。对于高坝，尤应注意其层面的剪应力；四、地质条件复杂时应对坝基内部的应力进行分析。设计时应根据工程规模和坝的具体情况，计算上述内容的全部或部分，或另加其它内容。3.0.8对于高、中坝除按材料力学法计算应力外，对于重力坝按整体计算时应根据工程规模、地形地质条件及布置情况，采用分载法计算，并用有限元法进行校核。尤其是地基条件复杂或不能作为平面问题时，宜同时进行模型试验或三维有限元法等其他合适的方法进行应力分析。3.0.9对于不适宜用碾压混凝土施工的部位，如闸墩、坝内孔洞周边及溢流面层等，须配置钢筋时，应符合《水工钢筋混凝土结构设计规范》SDJ20—78的要求。4坝体构造4.0.1碾压混凝土重力坝应不设置纵缝，可少设或不设置横缝。横缝间距与坝址地形地质条件、布置方式、坝体断面形状、温度应力、施工能力等因素有关，应通过技术经济比较确定。4.0.2碾压混凝土坝的坝段间横缝一般为非暴露平面连续缝，可由切缝机压入金属片或用其他材料进行人工埋设造缝；亦可设置非暴露平面的不连续诱导缝，可采用钻孔、切缝、预埋等方法形成诱导缝，但应严格控制缝距、方向及斜度保证横缝的成缝条件。4.0.3碾压混凝土坝的基础灌浆、排水、检查、观测及交通等廊道宜合并使用。一般情况下，低坝可设置1条，中、高坝可设置1～3条。近基础的廊道宜设置在基础常态混凝土或基础内，各廊道的断面应满足施工、运用和检修等要求。4.0.4通过横缝的廊道在有防渗要求时其四周应安设止水，廊道周围是否设置常态钢筋混凝土层或采用混凝土预制构件拼装，应根据其应力状态确定。4.0.5采用常态混凝土作为上游坝面防渗层时，其抗渗标号的最小允许值为：一、H＜30m时，S4；二、H=30～60m时，S6；三、H=60～120m时，S8；四、H＞120m时，应进行专门试验论证。防渗层最小有效厚度，一般为坝面水头的1/30～1/15，但不宜小于1.0m。注：H为水头，m。4.0.6采用富胶凝材料的碾压混凝土，作碾压混凝土坝的防渗层时，其厚度和抗渗标号也应满足坝体防渗要求。4.0.7采用其它材料，如沥青材料、合成橡胶、聚氯乙烯薄膜及其他防渗涂料等作为上游坝面防渗层时，其厚度应根据材料的抗渗性、耐久性、变形性能及其与混凝土面的结合情况，由试验确定。4.0.8坝体横缝内设置止水应根据工作水头、气候条件、所在部位和便于施工等因素确定：采用常态混凝土作为上游防渗层时，止水设施应置于常态混凝土内；采用其它类型材料作为上游坝面防渗层时，应结合防渗布置考虑设置止水的方法，并应由试验论证其可靠性。4.0.9坝内竖向排水系统的排水管，一般设置在上游防渗层后，应便于检查维修。排水管一般为预制的无砂混凝土管，管距为2.0～3.0m，内径为7～15cm，亦可采用钻孔或拔管等方法形成。采用其他类型的防渗材料时，应根据其抗渗性能和耐久性，确定是否设置坝内排水系统。根据坝的重要性和地质条件等因素，若需要设置水平排水系统时，可在各排水设计高程的碾压层面上设置排水廊道或铺设水平排水条带。4.0.10下游坝面应根据溢流和水位变幅等情况，考虑防渗和抗冻等要求设置保护层。http://www-lcdljx/bzhb/ZY/307/3070900.HTM2007-8-3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国、页码，3/55碾压混凝土材料和坝体混凝土标号5.0.1碾压混凝土所用的水泥、砂、石、活性掺合料、外加剂和拌合用水应符合国家或本行业技术标准。胶凝材料中活性掺合料(包括水泥中的混合材)所占的重量比，在外部碾压混凝土中不宜超过总胶凝材料的45%，在内部碾压混凝土中不宜超过总胶凝材料的70%。5.0.2碾压混凝土的配合比应由试验确定，混凝土的总胶凝材料用量不宜低于130kg/m3、最低水泥熟料用量应根据工程等级、坝高并通过试验研究确定，一般用量不宜低于45kg/m3。有抗侵蚀性要求时，水泥中的CA含量应低于5%，水胶比不宜大于0.45，并应进行试验论证。在粉煤灰掺量较高的情况下，采用3CA含量较高的水泥，应由试验指标、温度应力及温控措施等因素确定。35.0.3碾压混凝土中宜掺用减水缓凝剂，以满足可碾性和缓凝性的要求。当采用冷却措施时，应要求缓凝时间适当，以防止冷量损失。有抗冻要求时可掺入引气剂，并要求达到规定的含气量，严寒地区应由试验确定。5.0.4碾压混凝土的抗压强度一般采用180天龄期。当坝体开始承受荷载的时间早于180天时，应进行核算，必要时可缩短龄期或调整标号。5.0.5坝体混凝土在不同部位和不同条件下的标号分区及其性能，可参照《混凝土重力坝设计规范》SDJ21—78(试行)及其他有关规范的条款执行。5.0.6坝体内部碾压混凝土的标号，一般采用一种标号，对于高、中坝亦可按高程或部位分别采用不同的标号。5.0.7坝体内部碾压混凝土标号的分区宽度，应根据坝体受力状态、构造要求和施工条件确定，一般不小于5.0m，抗冲刷部位的碾压混凝土性能应通过专门论证确定。5.0.8坝体不同分区的混凝土所用的水泥，应尽量采用同一品种。有抗冻或抗冲刷要求的部位，所用水泥品种应经过论证。5.0.9碾压混凝土的垫层必须采用常态混凝土，根据基础开挖起伏差、温度控制及基础灌浆等要求，其厚度一般为1.0～1.5m。对于高坝，经研究在坝基处防渗厚度不足时，可在碾压混凝土中增加胶凝材料或改变级配等措施解决。当坝基内存在有断层或软弱带，其弹性模量与基岩弹性模量相差较大时，应进行适当处理，但不宜增加基础层的厚度。5.0.10坝体混凝土的容重、强度、抗渗、抗冻、抗侵蚀、热学、抗裂等性能，除遵守本导则的规定外，其它物理力学性能可参照有关规范的条文执行。上述各项设计数据，应视坝高和运行条件进行全部或部分试验确定。在可行性研究阶段无资料时可参考类似工程的数据。6碾压混凝土坝温度控制及裂缝的防止6.0.1对碾压混凝土重力坝必须进行坝体温度控制设计，提出温度控制标准及防止裂缝的措施，计算时应考虑施工条件，所用参数应经试验确定。对中、小型工程，计算方法可参照《混凝土重力坝设计规范》SDJ21—78(试行)，对大型工程，宜采用有限元等数值分析方法进行温度及温度徐变应力的分析研究。6.0.2碾压混凝土中胶凝材料的水化速率低、水化热小、发热过程较长，影响混凝土后期水化热温升值；同时碾压混凝土施工铺筑速度快、通仓铺筑基础约束作用大、层面的散热效果差，应控制坝内最高温度和基础温差。6.0.3坝体混凝土产生裂缝的影响因素十分复杂。由于温度变化而引起的裂缝，按其开展情况可分为贯穿性裂缝、深层裂缝和表面裂缝，设计中应注意防止裂缝发生。6.0.4在混凝土的胶凝材料中，应根据工程条件研究减少水泥熟料用量，合理确定活性掺合料的掺量，以削减其发热量、降低绝热温升，达到坝体采用通仓薄层碾压、全面升高、快速施工、简化温控和节约投资的目的。6.0.5碾压混凝土坝内不宜埋设冷却水管，坝体降温主要依靠自然条件下的仓面散热，混凝土浇筑温度直接影响坝体最高温度及降温幅度。为满足容许温差的要求，应在有利季节铺筑或采取其它有效措施，以达到控制浇筑温度的目的。6.0.6碾压混凝土坝的碾压层厚和碾压方式，应根据工程特点、温度控制、施工条件、气候条件和进度安排等确定，其铺筑方式可分为下列三种：一、当采用薄层连续碾压，各铺层间不进行处理时，层间允许间隔时间应通过试验确定；二、当采用薄层短间歇均匀上升，层间施工缝进行处理时，其间歇期应由温控计算研究确定；三、按碾压升程高度进行间歇、均匀上升。各升程间的施工缝应进行处理，其间歇期应由温控计算研究确定。6.0.7对于碾压层厚度，应由施工总工艺流程及现场试验确定。6.0.8坝基、护坦和坝坡所采用的常态混凝土垫层，在铺筑时不宜长期间歇。6.0.9为防止大坝裂缝，需提高混凝土的抗裂性能，温度控制设计必须提出混凝土的抗裂性能指标，一般采用中心受拉的极限拉伸值。为便于现场控制，亦可采用混凝土的抗压和抗拉强度作为控制指标。6.0.10碾压混凝土坝的温度控制与坝体尺寸、混凝土配合比、施工条件以及坝址区的地质、气候条件有关，应根据温控计算提出下列控制指标：http://www-lcdljx/bzhb/ZY/307/3070900.HTM2007-8-3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国、页码，4/5一、基础温差系指在基础约束范围内，混凝土最高温度与其平均稳定温度之差，对于大型工程应按稳定温度场计算。基础容许温差应通过温控计算研究确定。对下列情况的基础容许温差应进行论证后确定：(1)对高宽比小于0.4的护坦、闸底板等薄型结构物；(2)在基础约束范围内长期间歇的铺筑层；(3)基岩弹性模量与混凝土弹性模量相差较大；(4)基础的填塘混凝土、混凝土塞和陡坡混凝土。二、坝内最高温度应根据温控计算成果确定控制温度。三、内外温差应根据碾压混凝土部位和气温等情况研究确定。6.0.11为防止裂缝，设计时应合理布置、简化坝体细部结构；在铺筑方式上宜优先采用连续均匀上升，严禁在基础约束范围内长期间歇；根据结构物布置和受力情况，对重要部位应适当布置水平防裂钢筋，以限制裂缝的开展。6.0.12在施工组织设计中，应落实各项温度控制和表面保护措施。7观测设计7.0.1碾压混凝土重力坝观测设计的目的是监视大坝运用安全、掌握施工情况、为设计反馈资料和为科研提供原型观测资料，观测设计应结合坝的等级、坝高、地质和结构型式等条件，提出观测及布置要求。除应符合《混凝土重力坝设计规范》SDJ21—78(试行)和《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336—89有关条文规定外，并应考虑碾压混凝土坝的特点提出观测设计补充要求。7.0.2观测布置应符合下列原则：一、观测项目和测点布设应考虑碾压混凝土分层铺筑、上升速度快、间歇期短等特点，全面反映大坝的工作状况，并宜做到少而精；二、观测坝段应选择地质条件复杂或具有代表性的坝段；三、观测项目的确定，应根据工程的重要性、设计计算及模型试验成果、温度控制等方面的要求，并参考类似工程的观测布置资料；四、采用先进设备，做到观测方便、直观、快速、精度符合要求，各项观测值能相互校核，并保证观测作业有良好的交通及照明条件；五、尽量排除或避免影响观测成果的因素，特别在施工中应有专门工艺研究；观测设备应有必要的保护装置；埋设仪器的电缆宜沿碾压层面开沟水平敷设。7.0.3观测设备的埋设、测读、资料整理、报表格式等，除按有关规定外，应考虑适合碾压混凝土的特殊要求。7.0.4碾压混凝土坝的补充观测项目及布置要求：一、坝体渗透压力观测，一般在上游面防渗层及防渗层与内部碾压混凝土界面附近埋设数支渗压计，近表面处较密，内侧较稀。埋设截面与坝体应力观测截面相同，并在附近的碾压层内及层面补充埋设；二、坝体温度观测，一般选在有代表性坝段的中心断面上，按矩形网格布置电阻温度计；并在坝体表面、间歇期层面、孔洞周围和温度变化剧烈部位适当增设；三、坝体应力、应变观测布置，应结合坝体标号分区、碾压混凝土铺筑分层的特点，反映出坝体应力的主要分布状态；并尽量减少外界温度的影响，使观测成果便于与计算、试验以及与相应外部观测成果对比分析。在观测坝段上，可选1～3个水平观测截面，最下一个截面宜在坝基面5m以上的碾压混凝土铺层内，沿坝段中心线布置。在同一水平截面内沿上下游方向不得少于3个测点；四、裂缝观测一般设于坝体上游面防渗层与内部碾压混凝土的界面上，采用裂缝计进行观测。对运用或施工中出现有危害性的裂缝，可采用表面式测缝计或电阻式测缝计观测表面缝的开度或错动；五、坝基岩体温度观测可在钻孔中埋设电阻温度计。在坝基面附近竖向间距宜较密，以下较稀。7.0.5有关水平变位、沉陷、挠度、扬压力和漏水量等一般性观测布置，参照《混凝土重力坝设计规范》SDJ21—78(试行)和《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336—89有关条文执行。7.0.6碾压混凝土的仪器埋设，应做到：一、埋置前的仪器检查及率定工作；二、埋设仪器周围回填混凝土的物理力学性能，应力求与坝体碾压混凝土一致；三、做好仪器及导线的保护工作；四、对埋设仪器的上层混凝土的摊铺、碾压，应做专门试验研究，力求排除干扰以保证观测值的真实性；五、对仪器安装、埋设及观测等项应提出具体的技术要求。附加说明本标准由能源部水利部水利水电规划设计总院提出。本标准由能源部水利部水利水电规划设计总院归口。http://www-lcdljx/bzhb/ZY/307/3070900.HTM2007-8-3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn 中华人民共和国、页码，5/5本标准主要起草单位为能源部水利部成都勘测设计院。本标准主要起草人：黄其愚、王秉钧、黄绪通、柏显麟、吴鹏举。http://www-lcdljx/bzhb/ZY/307/3070900.HTM2007-8-3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn'