DLT5087-1999水利水电工程围堰设计导则.pdf 20页

'1,备案号中华人民共和国电力行业标准水电水利工程围堰设计导则发布实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布 中华人民共和国电力行业标准水电水利工程围堰设计导则主编部门长江水利委员会长江水利勘测规划设计研究院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号国经贸电力号 前言根据原能源部水利部能源技号文关于水利水电勘测设计技术标准体系的批复原能源部水利部水利水电规划设计总院于年委托长江水利委员会长江水利勘测规划设计研究院负责本导则的编写工作制定本导则是为了提高我国水利水电工程围堰设计水平保证设计质量本导则编制过程中经历了编制提纲调查研究导则编制三个阶段先后提出了导则的征求意见稿送审稿和报批稿原能源部水利部水利水电规划设计总院分期组织了对提纲各文本内容等方面的讨论函审和审查在吸取了我国已建围堰工程设计施工运行经验的基础上通过多次调整和修改最后定稿本导则由原能源部水利部水利水电规划设计总院提出本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院归口本导则起草单位为长江水利委员会长江水利勘测规划设计研究院本导则主要起草人高黛安蒋乃明陈珙新张小厅夏仲平本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释 目次前言范围引用标准总则设计标准与基本资料围堰型式选择围堰布置围堰断面设计围堰基础处理设计围堰施工设计围堰观测与拆除设计 范围本标准给出了水电水利工程围堰的设计导则适用于大中型水电水利工程的可行性研究阶段和招标阶段的围堰设计 引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性混凝土重力坝设计规范混凝土拱坝设计规范碾压式土石坝设计规范水利水电工程施工组织设计规范 总则为正确贯彻保证我国水利水电工程围堰设计质量特制定本导则围堰设计应遵循就地取材施工方便结构简单安全可靠经济合理的原则与永久建筑物结合的围堰应按永久建筑物标准设计围堰设计除了执行本导则外还应符合现行国家行业标准的有关规定 设计标准与基本资料设计标准围堰等级应根据被保护的对象失事后果围堰工程规模和使用年限按的规定划分为级级围堰设计洪水标准应根据围堰类型和级别按的规定结合风险度综合分析使所选标准经济合理过水围堰的挡水标准应结合河流水文特点施工工期挡水时段经技术经济比较后在重现期年年范围内选定基本资料坝址的水文气象条件实测流量水位和坝址河段汛期及枯水期水面比降资料各种频率全年和枯水期时段及分月瞬时最大流量计算值和流量过程线各种频率逐月及枯水时段旬平均流量计算值坝址水位流量关系曲线库容曲线坝址降雨冰情气温及风速资料坝址地形地质条件实测坝址及围堰范围地形图和地质图堰址河床覆盖层厚度颗粒组成及渗透性等特性资料岩层产状物理力学指标及渗透性等特性资料坝址附近建筑材料防渗土料块石料及砂砾石料储量物理力学指标及开采运输条件等资料水工枢纽布置及工程规模围堰保护的永久建筑物型式及布置施工导截流方式模型试验及枢纽工程施工总布置总进度及施工方案资料围堰挡水期水力学条件包括围堰挡水水位流量和围堰附近的水流流态流速资料施工期河道通航漂木及排冰情况过水围堰运行期的挡水条件和过水水力学条件包括围堰 顶过流水深单宽流量流态及流速资料永久建筑物基础开挖施工时对围堰堰体稳定及基础渗透的影响围堰运行期泄水建筑物泄流对围堰坡脚的冲刷资料围堰运行期堰体迎水坡脚泥沙淤积和河床覆盖层冲刷情况 围堰型式选择选择原则堰体运行必须安全可靠满足稳定防渗和抗冲要求围堰型式应结构简单施工方便在计划工期内按设计要求建成围堰基础应选在水文地质简单易于处理堰体便于与岸坡或已有建筑物连接的位置堰体材料宜充分利用当地材料及开挖渣料围堰堰体便于与永久建筑物相结合围堰型式应能适应施工和防汛抢险要求土石围堰土石围堰充分利用当地材料对基础适应性强施工工艺简单便于防汛抢险应优先选用采用土料防渗的土石围堰在当地富有砂壤土风化料或砾质土且经试验论证能满足防渗要求时应优先用作防渗土料若当地无防渗土料或受气候条件影响较大可选用钢板桩心墙混凝土心墙混凝土防渗墙沥青混凝土防渗墙或土工膜等型式防渗土石围堰用作纵向围堰时其坡脚流速宜控制在以内若围堰坡脚流速大于应专门研究防冲结构措施土石围堰用作过水围堰应做好溢流面堰趾下游基础和两岸接头的防冲保护过水围堰应分析研究围堰过水水力条件并通过水工模型试验论证消能防冲措施混凝土围堰混凝土围堰宜建在岩石地基上适用于纵向围堰和横向过 水围堰碾压混凝土围堰造价低施工简便可缩短工期在有条件时应优先采用纵向混凝土围堰主要受基础抗冲流速控制应研究基础防冲保护措施混凝土过水围堰应通过水工模型试验论证围堰下游消能防冲问题其他型式围堰浆砌石木笼竹笼草土等围堰型式应用地区特点较强可用于当地料源丰富施工单位经验较多的工程围堰高度均不宜太高钢板桩格型围堰适用于岩石地基或在混凝土基座上建造也可用于软基其最大挡水水头应不大于 围堰布置布置原则围堰布置应满足围护的建筑物基础开挖施工机械及施工道路布置要求且需满足基坑排水运行要求围堰布置应满足堰体及防渗体与岸坡接头或与其他建筑物的连接要求围堰布置应通过导截流整体水工模型试验满足水力学条件及防冲要求围堰布置应考虑基础地质条件以减少围堰基础处理工程量围堰布置应避开两岸溪流汇入基坑当避不开时应采取相应措施断流围堰布置上下游断流围堰布置宜选在离坝轴线较近河道顺直工程量较小地形地质条件较好施工简便的位置上下游横向围堰迎水面坡脚距导流泄水建筑物进出口的距离应满足围堰坡脚防冲要求断流围堰宜布置成直线若地形地质条件较好上游围堰亦可布置成拱型上下游过水围堰轴线宜与河道水流流向垂直分期围堰布置一期围堰对河床束窄程度可控制在之间纵向围堰位置应按分期导流流量结合枢纽布置地形地质条件施工通航河床防冲要求综合比较后确定横向围堰轴线与纵向围堰轴线的交角宜控制在之 间纵向围堰防渗体必须与横向围堰的防渗体形成封闭接头纵向围堰的长度应满足横向围堰坡脚防冲要求纵向围堰宜布置成直线并应满足二期泄水建筑物进流条件纵向围堰背水坡脚距永久建筑物基础开挖边坡开口线的距离必须考虑对堰基稳定的要求 围堰断面设计断面设计要求不过水围堰堰顶高程应按设计洪水的静水位加波浪高度并计入安全超高其安全超高值应不低于表所列数值土石围堰防渗体顶部高程在设计洪水静水位以上的超高值与防渗型式有关心墙式防渗体应为斜墙式防渗体应为表不过水围堰堰顶安全超高下限值堰顶级别围堰型式土石围堰混凝土围堰过水围堰堰顶高程应按设计洪水静水位加波浪高度确定不另计安全超高值为满足施工需要和防汛抢险要求各类围堰堰顶宽度宜按下列有关数值选用土石围堰混凝土围堰围堰断面设计应根据堰基地质条件筑堰材料性能施工条件施工工艺等因素初步拟定再通过结构计算予以确定土石围堰防渗土料堰体与堰壳之间应设置反滤层反滤料应优先选用天然级配砂砾料一次铺成水力计算纵向围堰应按束窄河床进行各期导流水力计算确定河道各束窄断面的设计洪水水位和流速流态用以确定纵向围堰防冲措施及河道通航条件过水围堰应在设计洪水标准范围内选择最不利情况进行水 力计算研究改善水力条件及防冲设施土石围堰应进行渗流计算根据浸润线研究堰体堰基渗透稳定并计算其渗流量建在含有软弱夹层的岩基或软基上的混凝土围堰应计算堰基渗透稳定和渗流量围堰渗流计算应考虑围堰运行中各种条件选择最不利工况核算堰体及堰坡稳定围堰防渗体及堰基的安全渗透比降应根据试验成果经论证后取用稳定计算围堰稳定安全系数见表表围堰稳定安全系数围堰型式级别抗滑备注土石围堰边坡稳定按抗剪强度公式计算混凝土围堰按抗剪断强度公式计算按抗剪断强度考虑排水失效围堰稳定计算应根据围堰型式围堰材料工作条件等进行主要考虑以下荷载堰体自重静水压力扬压力浪压力动水压力泥沙压力冰压力孔隙水压力等土石围堰宜按极限平衡法计算边坡稳定均质土石围堰可采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法黏土斜墙和心墙土石围堰可采用折线滑动静力计算法或滑楔法混凝土围堰稳定应按抗剪强度公式或抗剪断强度公式进行计算核算围堰建基面的抗滑稳定核算围堰岸坡断面抗滑稳定当围堰基础内有软弱夹层缓倾角结构面及不利的地形 地质时应核算沿最不利结构面的抗滑稳定过水围堰运用期应分别对不同运行水位和不同工作状态充水过流退水进行堰体及堰基稳定性核算土石过水围堰运用期必须依据过水条件及围堰结构型式特点对下列堰体部位进行分部结构的专项设计除满足水力设计要求外还应满足强度及稳定要求土石过水围堰进水端及堰顶溢流结构土石过水围堰下游坡护面结构土石过水围堰下游水面衔接及消能防冲措施土石过水围堰两岸防冲措施应力计算混凝土重力式围堰建基面和堰体垂直正应力应按进行计算混凝土重力式围堰在设计洪水位时迎水面允许有主拉应力堰体允许有主拉应力混凝土拱形围堰应力应按中应力分析方法进行计算土石围堰垂直沉降变形应按中的公式进行计算重要的和高水头的围堰除应按常规方法计算外尚应采用有限元方法分析堰体及堰基的应力和应变 围堰基础处理设计一般规定围堰基础处理应满足下列条件基础渗透稳定和控制渗水量的要求围堰变形和不均匀沉陷的要求堰体稳定要求堰基砂砾石层的防渗处理措施应考虑防渗可靠施工方便造价低工期短且有利于拆除等因素堰基防渗体与堰体防渗墙的连接堰基防渗体与岸坡或建筑物接头防渗处理应满足渗透稳定的要求围堰基础覆盖层下的基岩灌浆处理应在分析研究基岩地质条件和建筑物级别等因素后确定防渗处理在下列条件下宜采用铺盖防渗处理土石围堰挡水水头不高附近有适宜筑铺盖的土料铺盖土料渗透系数小于覆盖层较浅具备水下开挖施工条件宜用截水槽防渗处理截水槽尺寸必须满足防渗料与基岩接触面的容许渗透比降要求覆盖层厚度大于宜用混凝土防渗墙及柔性材料防渗墙处理砂土冲积层或砂砾石层中卵石含量小于且无大漂石覆盖层厚度小于宜用钢板桩防渗墙处理根据覆盖层厚度和组成情况可比较选用水泥或黏土水泥灌浆高压喷射灌浆板桩灌注墙泥浆槽防渗墙等防渗处理方式 其他处理在覆盖层较浅时围堰基础可作挖除处理为防止堰基变形液化不均匀沉陷可进行振冲加固强夯等技术处理 围堰施工设计围堰施工进度应满足工程施工总进度的要求围堰施工设计应根据施工总进度的要求确定施工进度施工程序施工方法施工机械设备配置及劳动力数量施工布置等土石围堰堰体填料应做好料场规划和土石方平衡设计用黏性土料做防渗体的土石围堰堰体或混凝土堰体的施工设计应有冬雨季施工措施设计混凝土围堰宜在临时低土石围堰围护下干地施工施工设计应研究土石围堰施工基坑排水混凝土围堰基础开挖和混凝土浇筑进度和度汛要求混凝土围堰施工可选用起重机起吊混凝土料罐入仓混凝土泵入仓汽车直接入仓和胶带机输送混凝土入仓等方案碾压混凝土围堰应研究适合碾压混凝土围堰施工特点的施工布置施工程序施工强度和所需机械设备混凝土围堰采用水下施工应根据堰址水文地形地质资料研究确定水下清基水下立模水下浇筑混凝土的施工方案根据堰址地形地质水文等条件可选用钢板桩格型围堰草土围堰框架填石围堰沉井等围堰并做好围堰施工设计 围堰观测与拆除设计围堰运行期间应进行下列项目观测堰体垂直位移和水平位移上下游水位围堰堰基堰体和两岸渗水量裂缝堰体局部坍陷堰基翻砂冒水等围堰外部观测过水围堰表面流速及流态重要围堰采用新型式新结构新材料新工艺的围堰应进行原型观测设计土石围堰观测堰体内部水平位移及土体应力应变总应力及孔隙压力防渗墙应力应变堰基渗压观测等混凝土围堰观测堰体应力应变堰基应力应变堰体及堰基渗压观测围堰拆除范围拆除宽度和高程应提出拆除设计围堰拆除设计根据施工总进度要求研究确定拆除时段拆除程序拆除方法和所需施工设备'