混凝土面板堆石坝设计范本

FJD

水利水电工程 技术设计阶段

混凝土面板堆石坝设计大纲范本

[大、中型]

水利水电勘测设计标准化信息网

1 9 9 7年11月

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水电站技术设计阶段 混凝土面板堆石坝设计大纲

主 编 单 位: 主编单位总工程师: 参 编 单 位: 主 要 编 写 人 员: 软 件 开 发 单 位: 软 件 编 写 人 员:

勘测设计研究院

年 月

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目 次

1. 引 言 ..................................................... 4 2. 设计依据文件和规范 ......................................... 5 3. 基本资料 ................................................... 5 4. 坝体设计 .................................................... 12 5. 基础处理 .................................................... 16 6. 接缝设计 .................................................... 19 7. 坝体稳定计算及应力分析计算 .................................. 19 8. 碾压参数与专题试验研究 ...................................... 22 9. 原型观测设计 ................................................ 22 10. 工程量计算 .................................................. 23 11. 设计提供的成果 .............................................. 23

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1 引 言

提示: 主要说明进行技术设计任务的来源，与相关建筑物的关系，及其对大坝的要求。

1.1 任务来源

根据 年 月 日电力工业部(或水电水利规划设计总院) 文要求，及 电站技术设计工作大纲，编制本电站混凝土面板堆石坝技术设计大纲。

提示: (或)根据 年 月 日业主单位 文要求。 (或)根据我院 决定，要求进行 电站技术设计。 1.2 相关建筑物的布置及对大坝的要求

(1) 开敞式溢洪道紧靠左(或右)坝肩，二者以重力式挡墙联接，且与帷幕灌浆联成正体。挡墙坡度为 。

提示: 或：开敞式溢洪道位于左(或右)岸里侧，其中心线距坝0+000.00桩号 m，二者的帷幕灌浆要形成防渗整体。 或：开敞式溢洪道位于左(或右)岸里侧，其中心线距坝0+000.00桩号 m，坝肩帷幕灌浆的设置根据绕坝渗漏的要求进行。不需和溢洪道的帷幕灌浆相联。 (2) 根据枢纽布置，导流隧洞 条设于 岸，(或引水隧洞或泄洪洞)通过坝基，洞顶高程约 m。

(3) 坝肩左(或右)岸有对外公路通过，在坝肩开挖时需一并考虑。 (4) 地面厂房设于坝后，下游坝面公路要与进厂公路联接。

(5) 开关站设于坝后，位于坝脚上，其平台高程为 m。其基础为坝体的一部分。 (6) 坝区内有勘探平硐需堵塞或改作排水洞。

(7) 电站进水口(或泄洪隧洞)位于坝轴线左(或右)岸，坝肩帷幕需和进水口帷幕相接，形成整体防渗帷幕。

(8) 坝顶公路通过两岸的水工建筑物(溢洪道、泄洪隧洞、电站进水口)和外部相联。 (9) 其 它。 1.3 施工轮廓进度安排

根据施工总进度安排，截流后第一个洪水期坝面过水，坝面高程 m，过水时需进行坝面保护，第二年填筑至高程 m，坝体挡水(面板尚未浇筑)，以后逐年增高，面板分 期施工，各期高程分别为 m、 m。至 年全坝竣工。

提示: 或“根据施工总进度安排，截流后第一个枯水期坝体填筑至 m，第二年填至

m，用坝体(或面板)挡水，以后逐年填高。面板分 期完成，其各期高程分别为 m、 „。至 年全坝竣工。” 2 设计依据文件和规范

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2.1 有关本工程的文件

(1) 可行性研究报告及其附件。

(2) 可行性研究报告审查会议纪要及上级批件。 (3) 可行性研究报告补充文件。 (4) 业主有关要求。

(5) 其它有关决定或会议纪要。 2.2 主要设计规范

(1) SDJ 12-78

水利水电工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部

分)(试行)及其补充规定； (2) GB 50201-94 (3) DL 5016-93 (4) SDJ 218-84 (5) SDJ 10-78 (6) SDJ 20-78 (7) SDJ 21-78 (8) JTJ 1-88 (9) SDJ 14-78

(10) (88)水规设字第8号 2.3 主要参考资料

(1) 土石坝观测技术 张启岳 1992年； (2) 水工建筑物抗震设计规范(报批稿)1997年； (3) 碾压式土石坝设计手册 1989年； (4) 有关科研及试验成果；

(5) 已建工程同类坝型的研究成果及资料图纸；

(6) 国际大坝会议及国内混凝土面板堆石坝、土石坝专业会议有关文献。

3 基 本 资 料

3.1 工程等别和建筑物级别

按照SDJ12-78及其补充规定，本工程定为 等工程。大坝等建筑物级别如表1所列。

表1 大 坝 等 建 筑 物 级 别

建 筑 物 名 称 设 计 级 别 防洪标准；

混凝土面板堆石坝设计导则； 碾压式土石坝设计规范及补充规定； 水工建筑物抗震设计规范(试行)； 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)； 混凝土重力坝设计规范(试行)及补充规定； 公路工程技术标准；

水利水电工程地质勘察规范(试行)； 水利水电工程设计工程量计算规定(试行)。

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混凝土面板堆石坝 灌 浆 隧 洞 排 水 隧 洞 坝面公路(包括坝顶公路) 3.2 地震烈度

根据国家地震局，地震鉴定委员会鉴定的本工程基本烈度为 度。又据SDJ10-78 的规定，本工程混凝土面板堆石坝地震设防烈度为 度。

根据水工建筑物抗震设计规范及本工程地震危险性分析，采用频率 a，超越概率 %，地震加速度系数为 。 3.3 洪水标准

根据GB50201-94防洪标准，本工程设计洪水重现期为 a，校核洪水重现期为 a。

3.4 水库特性指标

(1) 校核洪水位(重现期 a) (2) 校核洪水位时相应的下泄流量 (3) 校核洪水位时相应的下游水位 (4) 设计洪水位(重现期 a) m m3/s m m (5) 设计洪水位时相应的下泄流量 m3/s (6) 设计洪水位时相应的下游水位 m (7) 正常蓄水位 (8) 汛期防洪限制水位 (9) 死水位

(10) 正常蓄水位时水库面积 (11) 正常蓄水位时水库回水长度 (12) 总库容(校核洪水位以下) (13) 正常蓄水位以下库容

(14) 调节库容(正常蓄水位至死水位) (15) 调洪库容(校核洪水位至汛期限制水位) (16) 死库容 (17) 调节特性 (18) 电站正常尾水位 (19) 电站最低尾水位 (20) 水位—库容关系曲线

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m m m km2 km Gm3(Mm3) Gm3(Mm3) Gm3(Mm3) Gm3(Mm3) Gm3(Mm3) m m (21) 水位—水库面积关系曲线 (22) 下游水位—流量关系曲线 3.5 气象水文基本资料

坝址附近具有使用意义的各水文气象站的： (1) 多年平均气温 (2) 极端最高气温

(3) 月平均气温高于25℃的月份 (4) 极端最低气温

(5) 月平均气温低于5℃的日数 (6) 日最低气温在-3℃以下的日数

(7) 日平均气温-5℃～-10℃时的日数(8) 日平均气温<-10℃时的日数 (9) 多年平均水温 (10) 极端最高水温 (11) 极端最低水温

(12) 满库期多年平均最大风速 (13) 风区长度 (14) 水域平均深度 (15) 风 向

(16) 多年平均降雨量

(17) 多年平均降雨日数(>5mm) (18) 多年平均降雨日数(>10mm) (19) 暴雨日数

(20) 坝址以上流域面积 (21) 多年平均年迳流量 (22) 多年平均流量 (23) 多年平均推移质沙量 (24) 多年平均输沙量 (25) 多年平均含沙量 (26) 年淤沙高程 (27) 淤沙内摩擦角 (28) 淤沙浮容重

d 7

℃ ℃ 月 ℃ d d d ℃ ℃ ℃ m/s m m mm d d d km2 Gm3 m3/s t Mt kg/m3 m () kg/m3

(29) 最大冻土深 (30) 最大积雪厚度 (31) 无霜期

m m (32) 冰情：冬季冰冻期 月。多年平均最大冰厚 m，春季流冰持续时间 d，冰块最大面积 m2，流速 m/s，流冰抗碎强度 MPa。

表 2 悬 移 质 泥 沙 颗 粒 级 配

粒径(d), mm (1) 地形图(比例 )

(2) 枢纽区(或坝址)工程地质平面图

(3) 坝址基岩地质平面图(包括基岩利用等高线) (4) 坝址工程地质横剖面图 条(比例 ) (5) 坝址工程地质纵剖面图 条(比例 ) (6) 沿趾板线工程地质图(比例 ) (7) 岩溶区水文地质平面图(比例 ) (8) 专门性问题工程地质平面图及剖面图 (9) 各种料物料场平面位置图 (10) 各种料物料场地形图(比例 ) (11) 各种料物料场工程地质平面图(比例 ) (12) 各种料物料场工程地质剖面图(比例 ) (13) 综合地层柱状图 (14) 钻孔柱状图 (15) 平硐、坑、槽展视图 (16) 物探成果图

(17) 可行性研究阶段工程地质勘察报告 (18) 专门性问题的评价

1) 坝、库区构造稳定条件评价 2) 岩溶区渗漏问题的评价

3) 有关部位边坡稳定性工程地质评价 4) 坝基(或趾板基础)工程地质条件评价 5) 坝基(含坝肩)和库区防渗处理工程地质评价

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6) 地震危险性分析和评价 7) 其他专门性问题的评价 3.7 各项试验资料

3.7.1 坝址及料场勘探试验位置图

3.7.2 坝址及料场岩石物理力学性质试验成果

表 3 坝址及料场岩石物理力学性质试验成果

岩 性 岩 组 组 数 密 度 t/m3 1 2 3 4 容 重 t/m3 5 孔隙率 % 6 膨胀率 % 7 崩 解 h, % 8 吸水率 % 9 干抗压 MPa 10 湿抗压 MPa 11 12 软化系数 动弹模 GPa 13 14 15 泊桑比 矿物成份 3.7.3 现场剪力试验成果

表4 现 场 剪 力 试 验 成 果

编 号 位 置 剪切面特征 ，() C，KPa 3.7.4 现场弹性模量试验成果

表 5 现 场 弹 性 模 量 试 验 成 果

编 号 位 置 岩 性 受力方向与层面交角 弹 模 GPa 变 模 GPa 3.7.5 坝基各类土物理力学指标

(1) 冲积层(砂、卵砾石)

表 6 砂、 卵 砾 石 物 理 力 学 指 标

取样地点 取土深度 m 1 有机质含量 % 7 8 2 管涌比降 密 度 t/m3 3 渗透系数 cm/s 9 10 天然容重 t/m3 4 ，() 5 C KPa 11 12 6 备 注 颗粒组成 土的分类 （2）粘性土及软土 表 7 粘 性 土 及 软 土 物 理 力 学 指 标

取样地点 取土深度 密 度 天然容重 天然含水量 流 限 9

m 塑 限 % 颗粒 组成 % 管涌 比降 渗透 系数 () 快 剪 C(KPa) 有机质 含 量 % 水溶盐 含 量 % 剪 力 塑性指数 相对稠度 t/m3 饱和度 % 粘 土 矿 物 t/m3 孔隙比 % 最大干容重 t/m 崩 解 时 间 h 3% 最优含水量 % 膨 胀 性 膨胀力 KPa 膨胀率 % 土 的 分 类 崩解率 % 压缩 天然结构和扰动状态下 无侧限抗压强度 MPa 固结快剪 () C(KPa) 系数 MPa -1(3) 砂性土

表 8 砂 性 土 物 理 力 学 指 标

颗粒组成 % 天然含水量 % 有机质含量 % 管涌比降 密 度 t/m 渗透系数 cm/s 3天然容重 t/m 剪 力 ，() 3干容重 t/m 振动液化 3相对容重 土的分类 (4) 黄土类土

表 9 黄 土 类 土 的 物 理 力 学 指 标

颗粒组成 % 干容重 t/m 崩 解 时间(h) 崩解率(%) 3粘土矿物 水溶盐含量 % 密 度 t/m 塑性指数 3天然容重 t/m 相对稠度 3天然含水量 % 管涌比降 液 限 % 湿 陷 塑 限 % 溶 滤 渗透系数 cm/s  () 抗 剪 C (KPa) 压缩系数 MPa-1 提示: 上述各类地基土的试验资料可结合各工程实际需要取舍。

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3.7.6 断层带及软弱夹层物理力学性质

表10 断层带及软弱夹层物理力学性质指标

矿物成分 颗粒级配 粘土矿物 容 重 t/m3 液 限 % 塑 限 % 管涌比降 渗透系数 cm/s  () 天然容重 t/m3 抗 剪 C (KPa) 天然含水量 % 压缩系数 MPa-1 3.7.7 坝体材料试验成果

提示:当进行有限元计算时，所需参数及使用的模型参数值如表11所列。 表11 坝 体 各 区 材 料 的 各 项 试 验 成 果

料 物 名 称 密度 t/m3 干容重 t/m3 压缩系数，MPa-1 1×105Pa 2×105Pa 计 算 模 型 参 数 3.8 导流及各年坝体渡汛标准

根据施工总体规划以及SDJ12-78规范的要求，截流后第一个枯水期采用枯水期洪水 年一遇的标准；截流后第一个汛期采用坝面过水(或坝体挡水)，全年洪水 年一遇的标准；截流后第二个汛期坝体挡水渡汛为 年一遇的洪水标准；截流后第三个汛期坝体挡水渡汛为 年一遇的洪水标准。 3.9 调洪成果

(1) 运行期调洪成果

表12 运 行 期 调 洪 成 果

洪水重现期，a 最高水位，m 下泄流量，m3/s (2) 施工期调洪成果

表13 施 工 期 调 洪 成 果

洪水重现期，a 最高水位，m 下泄流量，m3/s

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4 坝 体 设 计

4.1 坝轴线位置

可行性研究以后，经过进一步的地勘工作证实原坝轴线位置是合适的，故在技术设计中仍采用初步设计确定的坝轴线。

提示: 或可行性研究以后，经过进一步的地勘工作，发现 问题，故在技术设计中，尚需根据新的地质资料作调整。 4.2 确定防浪墙顶高程

墙顶高程等于水库静水位加墙顶超高。并按下列三种情况计算，取其最大值。 (1) 设计洪水位+正常运用情况的墙顶超高。 (2) 校核洪水位+非常运用情况的墙顶超高。

(3) 正常蓄水位+非常运用情况的墙顶超高+地震安全超高 m(包括涌浪高程)。考虑到本工程设计烈度为 度，应考虑坝体(和坝基)在地震作用下的附加沉陷。

墙顶超高 y = R + e + A (1) 式中：

R––––波浪爬高，按SDJ218-84附录一计算。其中正常运用情况，采用多年 平均最大风速的 倍；非常运用情况采用多年平均最大风速。 e––––最大风壅水面高度，m。按SDJ218-84附录一计算，其中风速值的采 用与R值相同。

A––––安全加高。正常运用情况A= m；非常运用情况A= m。

近坝库岸，有大坍岸和滑坡的可能时，需进行涌浪研究，要保证涌浪不漫溢防浪墙顶。 4.3 确定坝顶高程

坝顶以上防浪墙高度采用h= m。 坝顶高程=防浪墙顶高程-h，m。 4.4 坝顶设计

(1) 根据坝顶交通和面板施工设施场地要求，坝顶宽度选用 m。

(2) 坝顶面作成单(双)侧坡，坡度为 %，并设置排水系统，以使坝面不积水。 (3) 坝顶按 级公路的要求设计，其盖面材料为 。该设计要满足JTJ01-88的要求。

(4) 坝顶上游设防浪墙，下游设栏杆，坝顶上下游各设 m宽的人行道(或不设人行道)，坝顶布置照明灯。 4.5 防浪墙设计

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防浪墙高度定为 m，根据其受力情况，按SDJ21-78进行抗滑稳定、抗倾覆稳定、应力计算及配筋设计。 4.5.1 抗滑稳定计算

K = f G/P (2) 式中：

K––––安全系数。基本荷载组合下为 ，特殊荷载组合下为 。 f––––墙底与坝体间摩擦系数，f= 。 G––––墙体所受垂直力总和。 P––––墙体所受水平力总和。 4.5.2 抗倾覆稳定计算

K = My / M0 (3) 式中：

K––––安全系数。基本荷载组合下为 ，特殊荷载组合下为 。 My––––作用于墙体上的抗倾覆力矩。 M0––––作用于墙体上的倾覆力矩。 4.5.3 应力计算

=G/bG6e0/b2 (4) 式中：

––––计算断面上、下游面的应力。 G––––作用于墙体上垂直力总和。 b––––计算断面墙的宽度。 e0––––偏心距，e0=b/2-(my-m0)/ G

墙内部应力应满足混凝土强度的要求，墙底不允许产生拉应力，且max/min 。

4.5.4 防浪墙混凝土标号为 。

4.5.5 防浪墙沿长度向每 m设伸缩缝一条，缝间设置 止水，以适应温度应力及不均匀沉陷。

4.5.6 墙体钢筋视需要设置。 4.6 坝坡设计

根据已建工程类比和本工程石料的质量，上游坝坡初拟为1 ，下游平均坝坡为1 。下游坝坡上设有永久上坝公路，路面宽 m，公路间局部坝坡为1 。 4.7 坝体分区及坝料设计

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提示: 根据坝体运行期间对各部位的要求，进行坝体材料分区，以期达到尽可能降低造价的目的。 (1) 坝体分区原则上是：坝轴线上游对石质及级配的要求严格；坝轴线下游，下游水位以下部位其次；其余部位要求相对较低，但也要有相应的要求。应根据工程实际筑坝石料的质量、数量，具体确定分区线。整个堆石体(或除垫层以外)，在任何情况下均要求排水通畅。垫层料由于要承担施工期(面板浇筑前)的挡水任务，故其渗透系数要求达到1×10-i～n×10-icm/s。坝体及坝基有可能渗水的部位均应满足渗透稳定的要求。 (2) 坝体石料的来源，首先使用的是建筑物开挖的有用料，其次才是料场的开采料。 (3) 在面板下部的上游面设置填筑土体，目的在于填充面板可能发生的裂缝，以使裂缝自愈，减少渗漏。该土体材料除靠近面板部位用壤土(或粘性土、或砂性土)外，其余部位可为任意料。 (4) 在下游坝坡下部，需要考虑施工期坝面过水时的保护。保护方式根据计算确定，可为大块石、钢筋笼、加筋堆石及钢筋网、碾压混凝土等。 (5) 在施工期，为防止混凝土及垫层受反向水压的影响被破坏，在上游坝坡下部，垫层下游，设置排水系统，必要时与一抽水系统相联。 (6) 施工期坝面过水时，坝面块石粒径要满足抵抗过流流速的要求。 (7) 垫层料及过渡料底部要向下游方向延伸 m，层厚各为 m和 m，以保证趾板及堆石体基础渗流稳定。 (8) 堆石体使用的材料为砂砾石(或全、强风化料)，故需在坝体内设置竖向排水和水平向排水。 (9) 下游坝坡用 m直径的块石砌筑。 (10) 坝体分区中要特别注意，周边缝以下的小区料的设计。 4.8 面板设计

(1) 面板厚度(t)

面板厚度(t)可按下式计算：

t = 0.3 + XH (5) 式中：

H––––计算断面至面板顶部的垂直距离； X––––经验系数，一般为0.002～0.0035。 (2) 钢筋布置

面板采用单层双向钢筋，每向含筋率均为 %，在周边缝及垂直缝侧面设置抗挤压钢筋。钢筋直径及间距可根据工程类比采用。

钢筋布置在面板 部，保护层 cm。 (3) 面板分缝

面板每 m设垂直缝一条，不设永久水平缝，面板分期浇筑形成的水平缝按施工缝

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处理。

提示: 或两岸地形较陡，垂直缝间距为 m，其余地段垂直缝间距为 m。

(4) 混凝土掺和料

为减少面板开裂，在混凝土中掺加粉煤灰，粉煤灰含量为 %。 (5) 浇筑分期

面板分 期浇筑，第一期面板浇筑高程为 m。 (6) 混凝土标号及配比

混凝土标号为 ，抗渗标号为 ，抗冻标号为 ，水泥用 ，水灰比 ，坍落度 。 4.9 趾板设计

(1) 趾板宽度按地基允许渗流比降确定，采用水头的 %。全部趾板可按高程分成 种不同的型式。

(2) 趾板厚度根据工程类比及面板的厚度定为 ～ 。

(3) 趾板采用单层双向配筋，含筋率为 %。钢筋置于趾板顶部，保护层 cm。 (4) 趾板与地基的联接设置锚筋，锚筋长 m，伸入地基 m，直径 mm，间距 m。

(5) 为方便帷幕灌浆及固结灌浆，在趾板上预埋灌浆管，其位置与灌浆排、孔距相适应。

(6) 趾板间不设伸缩缝，由于趾板分块浇筑而形成的接缝，按施工缝处理。

提示: 或：根据地形地质条件，趾板间按 原则设置伸缩缝。 (7) 趾板混凝土标号为 ，抗渗标号为 ，抗冻标号为 ，水泥采用 ，为减少混凝土收缩，使用低热微膨胀水泥。

(8) 根据地质资料，趾板附近存在缓倾角结构面(或存在软弱夹层)，趾板应进行稳定计算，计算时计入锚杆作用。稳定安全系数为 。计算不能满足要求时，要采取处理措施。

(9) 根据地质资料，本工程布置为高趾板，故需对其进行稳定分析。且基础面不能产生拉应力。

(10) 在左(右)岸坝肩和溢洪道紧相连，可利用联接挡墙作为趾板与面板相接，其接缝按周边缝要求设计，并考虑减少周边缝位移的措施。

5 基 础 处 理

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5.1 基础开挖

(1) 趾板、垫层、过渡层基础，应将表面覆盖及冲积层(或软粘土、砂土)挖除至 风化的岩石上。

提示:或：因为两岸坝肩覆盖层比较厚，难以全部挖除，所以两坝肩桩号 ～ 和 ～ 范围，趾板、垫层料、过渡料置于 风化岩石的基础 上，其余部位的趾板、垫层料和过渡料置于 风化岩石的基础上。

(2) 趾板下游 m范围内的堆石体，挖除全部覆盖及冲积层，使其置于 风化岩石的基础上。

提示:或：趾板下游一定的范围内的堆石体，可以不全部(或全部)挖除冲积层，但此时必须进行稳定和应力应变分析，据其成果决定上游堆石体的开挖深度。

(3) 坝体下游部分的堆石体，挖除全部覆盖及冲积层(或软粘土、粘土)，使其置于 风化岩石的基础上。

提示:或：坝体下游部分堆石体，基础冲积层可以保留一部分，保留范围由稳定计算确定。但覆盖层及堆石体接触面要符合反滤要求，否则必须设置反滤层。

(4) 开挖坡度

河床冲积层：1 。软粘土：1 。 两岸覆盖层：1 。砂土：1 。 全风化岩石：1 。 强风化岩石：1 。 弱风化岩石：1 。

(5) 坝体与岩石地基及岸坡的连接

坝断面范围内已按要求清除到建基面后，对仍存在的松动岩石、凹处积土、溶槽充填土及突出岩石给予清除。

趾板及其下游 m范围内的倒悬及陡坎应削坡或回填 混凝土，使之成为不陡于1 的坡度。

堆石体范围内的倒悬及陡坎应削坡至1 的坡度。 5.2 断层破碎带及软弱夹层处理

(1) 趾板区基础范围内断层破碎带，据其性状及其抗渗流稳定的能力，采用混凝土塞的处理方案，即从基础表面挖深 m，开挖坡度为1 ，挖后冲洗干净，并回填 混凝土。

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提示: (1)或：趾板区基础范围内断层破碎带，据其性状、及其抗渗流稳定能力，不能满足要求时，采用灌浆处理的方案，灌浆深度为 m， 排，排距 m，孔距 m，灌浆孔的方向为 。 (2)或：趾板区基础范围内断层破碎带，物理力学性质较好，抗压强度为 MPa，挤压紧密，不透水，抗渗流稳定能力强，又位于趾板的后半部，故不作特殊处理，仅需对该断层长 m范围内的趾板加长为 m，以降低渗流比降。

(2) 趾板区基础范围内的软弱夹层，倾角较陡，对稳定没有影响，故采用混凝土塞的方案，即从基础表面挖深 m，开挖坡度为1 ，挖后冲洗干净，并回填 混凝土。

提示: 或：趾板区范围内的软弱夹层，为缓倾角，经稳定计算不能满足要求，故要挖除，挖除的范围为 。

(3) 堆石体范围内的断层及破碎带，采用混凝土塞的处理方案，从基础表面挖深 m，开挖坡度1 ，挖后冲洗干净，并回填 混凝土。

提示: 或：堆石体范围内的断层及破碎带，从基础表面挖深 m，开挖坡度1 ，回填反滤料，反滤料依次为过渡料和垫层料。

5.3 基础岩溶裂隙及溶洞处理

(1) 坝基(包括趾板及堆石体的基础)地表出露的或浅层存在的溶洞，挖除破碎岩石及充填物，并用 混凝土回填。

(2) 坝基深层的溶洞及溶岩裂隙采用灌浆处理方案，在 范围内灌浆，灌浆深度至溶洞底部及岩溶裂隙下部 m， 排，排距 m，孔距 m。 5.4 勘探钻孔、探洞、探槽、探坑的处理

(1) 位于趾板、垫层、过渡层范围内的钻孔，皆用 水泥砂浆封堵。

(2) 位于趾板、垫层、过渡层和堆石体范围内的探槽、探坑分别用 混凝土和有一定级配的堆石回填。

(3) 位于趾板、垫层、过渡层范围内的探硐，用 混凝土封堵，并作回填灌浆。 (4) 位于堆石体范围内的探硐用 块石混凝土或浆砌块石回填。 5.5 基础灌浆 5.5.1 坝基帷幕灌浆

(1) 坝基帷幕灌浆的目的，在于减少坝基渗透流量及提高基础岩体的渗流稳定的能力。 (2) 根据坝高及等级，决定灌浆深度按基岩单位吸水率 1/(minmm)控制(或按1/ 水头控制)。

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提示:或：坝基以下 m，埋藏有相对不透水层，灌浆帷幕深入该层以下 m。

(3) 帷幕灌浆主要是充填岩石裂隙，故设置单排孔，孔距 m。

提示: (或)根据地勘工作表明，坝基下存在溶洞及岩溶渗漏通道，据其分布情况，灌浆帷幕作如下布置： (或)趾板基础为强风化(或冲积层)，灌浆排数根据允许比降确定，灌浆深度深入基岩 m，孔距及排距各为 m和 m。

(4) 以上灌浆皆在趾板上进行。

(5) 灌浆压力：由灌浆试验确定。表层压力以不抬动上覆岩层厚度为准，其余部分灌浆压力为水库水头的1～1.5倍，即 MPa～ MPa。 5.5.2 两岸坝肩帷幕灌浆

(1) 两岸坝肩帷幕灌浆，主要目的在于防止和减少绕坝渗流，和保持两岸坝肩地层的渗流稳定。

(2) 两岸坝肩帷幕灌浆和坝基帷幕灌浆联成整体，形成完整的防渗系统。 (3) 两岸坝肩帷幕灌浆长度延伸至正常蓄水位 m与不透水层 的相交处。

提示: (1)(或)两岸坝肩帷幕灌浆长度延伸至正常蓄水位与蓄水前地下水位线相交处。 (2)(或)因为两岸相对不透水层及地下水在正常蓄水位高程处距坝端相距甚远，故灌浆长度以满足坝肩地层渗流稳定控制。

(4) 两岸坝肩帷幕灌浆深度、排数及孔距与坝基帷幕灌浆相同。

提示: 当工程还拟进行渗流模拟试验，则待试验成果提供后，可能要稍作调整。

(5) 灌浆压力：与坝基帷幕灌浆相同。 5.5.3 基础固结灌浆

(1) 固结灌浆的目的，在于使趾板以下一定深度范围内岩石的加固，提高岩体强度及变形模量。

(2) 固结灌浆布置于帷幕灌浆两侧，在趾板上进行。固结灌浆设 排，排距 m，孔距 m，孔深 m。灌浆压力为 105Pa。

6 接 缝 设 计

6.1 周边缝止水设计

(1) 周边缝止水效果，涉及到大坝的安全，是至关重要的问题。周边缝系指趾板与面

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板之间的接缝，面板与防浪墙的接缝，可较之适当简化。面板与混凝土挡墙的接缝，视为周边缝。

(2) 参考已建工程的经验(和本工程的试验成果)，周边缝的止水设计为三道，底部设铜片止水，中间设PVC止水，顶部设沥青玛蒂脂(或SR、IgS、GB、Pu-1、Pu-2、粉煤灰等)。

提示: (1)(或)参考已建工程的经验，本工程周边缝的止水设计为三道，底部设铜片止水，中部设PVC止水，顶部设粉细砂。 (2)(或)参考已建工程的经验，本工程周边缝的止水设计为三道，底部设铜片止水，顶部设沥青玛蒂脂(或SR)，在外部设粉细砂。

(3) 以上止水安装好以后，要在止水上下设置保护筋及趾板外加设临时保护木罩，待浇筑面板时再取下，以防止水被破坏。 6.2 垂直缝止水设计

(1) 垂直缝分压性缝和张性缝。压性缝系指面板受压区的垂直缝；在两坝肩面板受拉，该区的垂直缝为张性缝。据有限元计算，及已建工程观测资料的分析，本工程在左、右坝肩分别设 条和 条的张性缝，其余皆为压性缝。

(2) 压性缝只设一道铜片止水。

(3) 张性缝除设一道铜片止水外，在缝顶部尚设置沥青玛蒂脂(或SR、或粉煤灰、或粉细砂)。 6.3 施工缝设计

施工缝系指面板分期浇筑的水平缝以及趾板浇筑块之间的接缝，该缝不设止水，但对已浇混凝土缝面作凿毛处理，钢筋伸过接缝，以使相邻两块趾板联接紧密。

7 坝体稳定计算和应力变形分析

7.1 坝体稳定计算 7.1.1 坝 料

(1) 坝体料物来源

根据工程建筑物开挖出来的渣料质量和数量以及所需填筑的数量，提出各种料物的来源，原则上是尽量利用开挖的可用料，见表14。

表14 料 物 用 途 和 来 源

料 物 用 途 填土(或粉细砂) 任意料 垫层料 使 用 位 置 面板下部的上游、下游坝脚贴坡 面板下部的上游、下游坝脚贴坡 面板之下 料 物 来 源 ××土料场，(河滩砂料) 开挖弃碴 建筑物或料场开挖石料，或经人工轧制 19

过渡料 堆石料 反滤料 垫料之下 视需要 建筑物或料场直接按要求开挖 建筑物或料场直接按要求开挖 河床砂砾料或人工轧制 (2) 各种料物的颗粒级配曲线设计

根据已建工程经验和本工程对有关料的试验，对各种料物提出如下的颗分范围曲线，其中次堆石区的级配范围可适当放宽。

(3) 各种料物的计算参数，见表15。

表15 各 种 料 物 的 计 算 参 数

料物名称 容 重 t/m3 垫层料 过渡料 主堆石料 次堆石料 软岩料 干容重 t/m3 浮容重 t/m3 饱和容重 t/m3 孔隙率 % 初始摩擦角 0 () 摩擦角增量  摩擦角计算公式：

 = 0 -  lg (n / Pa) (6) 式中：n––––法向应力； Pa––––大气压力。 7.1.2 计算情况

(1) 滑动面选择

1) 沿坝基缓倾角软弱结构面； 2) 沿坝底和砂砾石接触面；

3) 坝体使用全、强风化筑坝材料及软岩材料时的坝坡稳定。

提示: (或)设有排水的砂砾石坝体的坝坡稳定计算。 (2) 计算条件 1) 正常工作条件：水库为正常蓄水位，下游为最低水位( 台机运行水位)。 2) 非常工作条件：水库为校核洪水位，下游为相应条件下泄洪水位； 各施工期临时渡汛断面相应的渡汛洪水水位； 水库为正常蓄水位，下游为最低水位时与 度地 震遭遇。 (3) 计算方法

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1) 静力计算方法 采用简化毕肖普法。

提示: (或)采用瑞典圆弧法。 (或)采用滑楔法(条块间作用力为水平)。 (或)采用滑楔法(条块间作用力平行于坡面)。 (或)采用滑楔法(条块间作用力平行于坡面和楔底斜面的平均坡度)。 以上计算公式可参用SDJ218-84附录三。

2) 抗震计算方法

采用拟静力法进行计算，用简化毕肖普法。

提示: (或)采用拟静力法进行计算，用滑楔法。 (或)在用拟静力法进行计算的同时，参用有限元法对坝体和坝基进行动力分析。 以上计算公式可参用SDJ10-78或该规范修订中的征求意见稿。

(4) 安全系数

静力计算及抗震计算(安全因数法)： 正常运用条件：K= 。 非常运用条件：K= 。 特殊工作条件：K= 。

提示: (或)抗震计算中采用可靠度方法，则结构系数值为 。

7.2 坝体应力变形分析

提示: 利用有限元计算坝体应力变形分析，包括静、动力分析，平面及三向计算。着重研究计算模型，并测定相应的计算参数。进行面板和垫层之间的接触面处理和各垂直缝及周边缝的模拟。计算蓄水期和竣工期的坝体垂直位移、水平位移、坡面位移，应力应变状态，以及各接缝的位移。

8 碾压参数与专题试验研究

8.1 各种料物的级配曲线 8.2 初拟各种石料碾压参数

初拟各种石料碾压参数见表16。

表16 初 拟 各 种 石 料 碾 压 参 数 表

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料物名称 干容重 t/cm3 孔隙率 % 加水量 % 铺料厚 m 碾压遍数 遍 垫层料 过渡料 主堆石料 次堆石料 8.3 试验及专题研究

填筑前必须进行碾压试验和石料爆破试验，根据其成果对碾压参数进行调整。或其它专题研究。

9 原型观测设计

9.1 观测目的

进行原型观测，是为了根据施工期的观测资料，控制施工或及时检验和修改设计；根据长期观测资料，监视大坝的运行安全，检验设计的正确性。因此观测设计要在能反映大坝工作状态的前提下，符合简单、易行、有效、可靠、坚固的原则。 9.2 观测类别

(1) 外部观测：设置表面位移点(包括坝顶及坝坡)。

(2) 内部观测：选择 个纵断面和 个横断面，每个断面在 高程上施测。 9.3 观测项目

(1) 坝体内、外部水平位移及垂直位移； (2) 周边缝的三向变形； (3) 垂直缝的变形(拉开)；

(4) 混凝土面板的应力、应变、温度及变形； (5) 钢筋应力；

(6) 渗透压力(主要是周边缝)； (7) 坝体及坝基渗透流量； (8) 面板下游侧水位变化；

(9) 坝肩水位变化(绕坝渗流)及渗透流量； (10) 坝体应力； (11) 地震观测；

(12) 坝体温度、库水温度、冰层对面板的推力； (13) 其他观测。 9.4 观测要求

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观测全过程，从现场采集数据到数据整理，提出观测报告，均自动化实现。

10 工程量计算

10.1 按照坝体分区的各类料物，分别计算其工程量(包括开挖、填筑及各细部)。 10.2 理论计算工程量乘以系数 ，作为招标阶段工程量。

提示: (或)理论计算工程量即为招标阶段工程量，不再乘以系数。

11 设计提供的成果

11.1 设计文件

(1) 技术设计说明书； (2) 技术设计大纲；

(3) 为本工程需要所作的各种试验报告及专题研究文件； (4) 计算书。 11.2 图 纸

(1) 枢纽平面布置图。 (2) 坝体纵横剖面图。 (3) 面板体形及钢筋图。 (4) 趾板体形及钢筋图。 (5) 防浪墙体形及钢筋图。

(6) 灌浆布置图(包括帷幕灌浆及固结灌浆)。 (7) 接缝细部图(包括垂直缝及周边缝)。 (8) 坝顶细部图。

(9) 观测设备布置图及设备清单。 (10) 其它必要的细部图。

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