1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5016 -1999 混凝土面板堆石坝设计规范条文说明主编单位：国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会f tt)咆jJ缉队必2000北京DL/TS016-1999 目录1 范围.31 5 坝的布置和坝体分区.32 6 筑坝材料及填筑标准.36 7 趾板.41 8 混凝土面板.43 9 接缝和止水.46 10 坝基处理.50 11 坝体计算.52 12 抗震措施.56 13 分期施工和坝体加高.58 14 安全监测.60 30 1范围本规范是在总结200m级及其以下的混凝土面板堆石坝的经验基础上编制的。对200m以
2、上的坝，要对面板的应变和堆石坝体的变形控制、坝体的填筑标准、面板混凝土的耐久性和缝的止水结构设计等问题进行专门论证。70m以上的4、5级高坝也很重要应按本规范设计。31 5 坝的布置和坝体分区s. 1 坝的布置s. 1. 1 强调要有利于枢纽中其他建筑物布置。棍凝土面板堆石坝平面尺寸大，对坝基适应性强，而泄洪和引水发电系统对地质条件要求较高，若坝轴线有利于这些建筑物布置，将会节省棍凝土用量，降低工程造价。s. 3 1可床冲积层的变形模量一般比碾压堆石体的变形模量大，只要冲积层密实，将堆石坝体建在冲积层上是经济合理的。冲积层内有粉细砂层和秸土层时，应进行稳定和变形分析，必要时可调整坝坡，论证堆石
3、坝体建在冲积层上的经济合理性。s. i. s 利用建筑物开挖石料筑坝，比用料场开挖石料经济，可减少对环境的破坏。在进行枢纽布置方案比较时，应将土石方平衡考虑在内，减少枢纽中混凝土量、增加岩石开挖量的布置方案一般是经济的方案。为增加岩石开挖料，加大电站进水口或溢洪道引渠尺寸，减小流速，节省混凝土衬砌，常是经济的选择。天生桥级大坝填筑的90%的坝料来自溢洪道开挖石科就是例。s.2坝顶s. 2.1 坝顶宽度影响坝体工程量，在满足使用要求的前题下，坝顶宽度愈小愈经济。坝顶除提供交通外，一般有观测电缆向、灯柱和排水沟等设施，确定坝顶宽度时应考虑布置它们的需要。面板混凝土渥筑平台的最小宽度为9m或更宽，视
4、使用的施工设备和施工布置而定。国内已建IOOm以下的坝，坝顶宽度为5m8m, lOOm以上的坝，坝顶宽度较大，178m高的天生桥一级大坝坝顶宽度为12m。s.2.2 为减少防洪超高和风浪超高所需的坝体高度，常用高度较大的防浪墙，以减少堆石的填筑量和面板的面积；防浪墙太高，墙32 本身和坝顶细堆石料填筑的费用都将增加，墙高要和减少堆石填筑量节省的费用比较，以达到经济的墙高。为安全和防止将坝顶下游边缘石块蹬掉，坝顶下游侧要设护拦或路缘石保护。s.2.3 坝顶和面板都要变形，导政防浪墙与面板的水平接缝容易破坏。当该水平接缝高程低于水库正常蓄水位时，此缝可能成为一个漏水通道，故防浪墙和面板的水平接缝高
5、程宜高于水库正常蓄水位。s.2.4 为保证大坝运行期沉降稳定后，坝体仍有足够的超高，也为视觉的需要，坝顶需预留沉降超高。碾压堆石体蓄水期的坝顶沉降值约为坝高的0.1%，坝顶沉降超高可为坝高的o.5% 1. 0%，参照坝顶长度与坝高选定。沉降超高的设置应由坝头处的零值，渐变到坝高最大处的最大值。用局部放陡顶部坝坡实现沉降超高。s.2.s 为方便防浪墙、电缆向和坝顶路面等施工，及预留坝顶沉陆超高起拱的需要，规定防浪墙底部高程以上的坝体用细堆石料填筑。5.3坝坡5.3.1 早期砂砾石料筑坝的上游坝坡是1: 1. 6，如格里拉斯( Golillas）坝，后期是1: 1. 5，如萨尔瓦兴娜（Salvaj
6、ina）和雅肯布（Yacambu）坝。软岩堆石料的力学性质和母岩及填筑标准有关，用软岩堆石料筑坝，或软基上建坝，其坝坡应具体设计。5.3.2 为在坝破上布置公路和节省上坝施工道路工程量，可在平均坝坡不变的条件下，公路间用较陡的坝坡。如塞格雷多(Segredo）坝公路间实际坝坡为l: 1. 2，天生桥一级大坝公路间实际坝坡用1: 1. 25，已被工程证明是可行的。5.3.3 大块石堆砌是指用推土机将大块石推到坝边缘，使大头朝坡外，斜坡尺检查合格后，用小石将大块石模紧。或用摆石堆砌成高度大致相等的台阶，平均坝坡为设计坝坡。为方便护坡施工，33 需随着坝体升高，及时堆砌施工。5.3.4 垫层区上游坡
7、面易被雨水或波浪冲刷，应及时保护；为了给面板混凝土施工提供坚固的作业面，也需坡面保护。用砂砾石料作垫层料时，及时的坡面保护尤为重要。坡面保护有喷阳离子乳化拥青、喷混凝土及碾压砂浆等措施，可按各工程具体条件选用。人工修整坡面、铺低强度砂浆（抗压强度5MPa），经坡面碾压后，便完成了坡面保护工作。此系我国首先使用的技术，宜予推广应用。5.4坝体分区s. 4.1 强调堆石坝体分区要方便施工和经济合理。堆石坝体分区主要是充分利用当地料源，安全经济地建设大坝，而不是按规定的坝体断面分区去寻找合适的筑坝材料。对各种开挖料的岩土性质及各种地形条件下大坝运行性能的正确理解，是作好坝体分区设计的基础。建筑物开挖
8、石料或近坝区料场岩性复杂，可以在坝内另设不同的分区，以充分利用各种开挖石料。坝轴线下游水下的硬岩抛石体不影响大坝运行性能，为下基坑方便、截流前两岸有更大的填筑场地或将下游围堪的堆石体并人坝体，必要时可在下游坝趾设硬岩抛石区。确定上游铺盖的顶高程尚无公认的准则。铺盖的高度一般为坝体高度的30%40%，或铺盖顶高程到水库放空的最低高程，或电站死水位下能潜水到的最低高程。5.4.3 增加采用专门铺料措施，如反铲、装载机等配合人工铺料，垫层区的宽度减小，过搜区的宽度相应增大的内容。145m高的塞格雷多坝设置了宽O.5m的细垫层区，94m高的默奇松（Murchison）坝、75m高的巴斯塔延（Basty
9、an）坝和122m高的利斯(Recee）坝，垫层区宽度为lm，过踱区宽度为5m，天荒坪和东津坝的垫层区宽度分别为lm和2.5m，过灌区宽度为4m。5.4.5 竖向排水区上游设反撞层，可以阻止细颗粒流失，防止排34 水被细颗粒淤塞。是否设反滤层，需视坝料中细颗粒含量而定。雅肯布坝排水区上游砂砾石中小于O.074mm颗粒含量不超过6%,用30mm76mm的砾石或碎石作排水料，同时具有排水和反滤作用z乌鲁瓦提用lOmm200mm的混合排水体，无反滤层。故改“应设”为“必要时可设”反滤层。s.4.6 砂砾石料具有分布的不均匀性和级配的不连续性，强调设排水区。排水区可以是专门设置的，如小干掏、黑泉、乌鲁
10、瓦提等工程；也可是下游堆石区，如阿瓜密尔巴（Aguamilpa）坝。鉴于沟后坝的教训，明确竖向排水区顶部高程宜高于水库正常蓄水位。排水区不一定要延伸到整个河床宽度，但要保证该区的排水能力有富裕。雅肯布坝的主排水区宽度远小于河床宽度，但有坡向和水平排水层。砂砾石料作主堆石区，和垫层区之间是否设过搜区依具体情况而定。如格里拉斯、雅肯布、阿瓜密尔巴和乌鲁瓦提等坝没有过搜区，黑泉和古洞口坝有过搜区，这种差别和砂砾石料的级配有关。砂砾石料易受水流冲刷，下游应设护坡。用开挖石料设下游堆石区，可用较陡的下游坝坡，如古洞口和萨尔瓦兴娜坝。35 6 筑坝材料及填筑标准6. 1 坝料勘察与试验、料场规划6. 1.
11、 1 6.1. 2 料场勘探精度不够，特别是建筑物区建材勘探精度不够，给施工造成困难，增加投资的实例不少，应重视作好料场勘探。料场勘察辅以平洞，不仅能收集地质资料，还可取洞渣做室内试验。由于料场道路布置、剥离、准备爆破作业面及堆存场地不当，造成坝料供应不上，影响施工，甚至造成料场的调整和补充规划工作。同样，存、弃渣场规划也很重要，特别是坷谷狭窄的王程。存、弃渣场规划不仅要考滤存、弃建筑物开挖料的场地，也要考虑临时建筑物开挖料的存、弃场地。天然砂砾石料分布的不均匀性和级配的多变性，料场勘探时要特别重视颗粒级配调查取样。6.2 垫层料与过渡料6. 2.1 6.2.2 室内渗透和渗透变形试验表明，小
12、于5mm颗粒含量为30%时，小于O.lmm的颗粒含量为4%，相对密度大于o. 8，能达到半透水性，在渗水作用下，细颗粒移动，最终达到稳定，属自反滤稳定料；小于5mm颗粒含量为52%时，渗透变形试验时，垫层料内部几乎无颗粒移动；小于5mm颗粒含量为24%时，小于O.lmm的颗粒含量为4%，相对密度为Q.8，对泥浆几乎无反滤作用；增加垫层料中小于5mm颗粒的含量，易平整上游坡面，减少超填混凝土，故将小于5mm颗粒含量改为30%50%。这符合现代面板坝采用细垫层料的实践。垫层料中需要一定数量的小于O.075mm颗粒，以满足半透水性要求。实践表明，其含量达8%的垫层料，加工和碾压元困难，故将5%左右改
13、为不超过8%。36 由于各工程对垫层料的要求不同，上述级配范围的垫层料已被许多工程成功地采用，故取消对垫层料渗透系数的规定。砂砾苟料一般有冲蚀性，特别是小于5mm的颗粒含量多时，如果坝体发生大的集中渗漏，可能导致其细颗粒被渗水带走，甚至被冲刷。为避免发生这类事故，除作好面板及其止水系统外，增加了对垫层料级配连续，内部结构稳定的要求，以保证它具有半透水性。抽水蓄能电站水位变化又快又大，为保证面板稳定，要求垫层区易排水，规定级配需另行研究。人工砂石料加工戚本高，掺部分天然砂砾石料可改善级配，节约技资，广蓄等工程已经采用；天然砂砾否料筛分后级配不满足垫层料的要求，需掺人工砂石料，乌鲁瓦提是一例。万安
14、模、茄子山和海潮坝的垫层料用人工砂石料掺花岗岩风化砂制戚，效果好，节省投资，可以试用。6.2.3 随着无蒙古性料在周边缝缝顶的使用，要求周边缝下游的特殊垫层区用反滤料填筑，使它和缝顶无黠性料之间满足反滤准则，以保证缝顶无蒙古性料的自愈功能。根据工程实践和室内试验表明，从垫层料中筛出大于40mm的颗粒后，它具有反滤料功能和内部结构稳定的特性。6.2.4 是导则3,1. 6的修订。只要清出过被区上游面分离的石块，过搜料最大粒径增加到300mm，即能满足运行要求。6.3堆石料6. 3.1 碾压后有良好级配的硬岩堆石料，易获得低压缩性的填筑体。但不是所有的硬岩堆石料碾压后都能级配良好，如极硬岩堆石料级
15、配不好，也能筑坝，阿里亚（Areia）坝就是一例，故规定主堆石料压实后宜有良好级配。堆石料级配一般规定最大位径不超过压实层厚度，国外规定小于25mm的颗粒含量不超过40%，但国内无这种筛，故规定了小于5mm的颗粒含量。堆石料中小于Smm的颗粒能充填到堆石37 空隙中，有助于增加堆石料的压实密度，提高强度，减小坝体变形。据凤家骥等人试验测定，小于5mm的颗粒不超过25%，它不会参与骨架，能满足自由排水要求，故规定其含量不超过20%。鲁布革细堆石料碾压后小于5mm的颗粒含量为19.6%，小于O. 075mm的颗桂含量为2.4%，该堆石料满足排水要求。6.3.2 建筑物地基开挖的硬岩石料即可作主堆石
16、料，也可用于下游堆石区。用于下游堆石区时，可增加层厚和包容主堆石料的超径石料。砂砾石料的压缩性低，适合作主堆石料，但砂砾石料易冲蚀，要重视坝体分区设计和渗流控制。6.3.3 下游堆在区的变形对面板的变形影响小，它的排水性对坝体运行影响大，故专列一条以引起重视。下游堆石区和主堆石区用料可以来自同一料场，下游水位以下的料，小于O.075mm的颗粒含量应不大于5%，下游水位以上的料不受此限。为节省投资，可以用比主堆石区更大的层厚，以包容超径料，避免弃料。料场中或其他不满足主堆石区的料可以用在下游堆石区水上的部分。6.3.4 软岩堆石料适当加水，薄层碾压，能达到比主堆在料高的密度，具有一定抗剪强度和较
17、低的压缩性，能用于高坝坝轴线下游的干燥区。天生桥一级大坝坝轴线下游干燥区设薄层灰岩、砂岩、泥岩混合的软岩堆石料区，其中泥岩湿抗压强度为1520MPa，要求此区压实干密度大于主堆石区就是一例。6.3.5 砂砾石料铺料时易分离。如砂砾石料中小于O.075mm的颗粒含量多，分离后，坝体局部渗水会在坝体内形成局部饱和区，不利于坝体稳定。为避免发生这种不利的现象，需将细颗粒含量多的料放在排水区下游的干燥区。黑泉将含泥量平均为7%的砂砾石料用在排水区下游；小干沟规定小于O.lmm的颗粒含量在坝轴线上游为5%，下游为10%；格里拉斯坝规定面板和排水区之间用干净砾石（小于O.075mm的颗粒含量为8%），排水
18、区下游分别用干净的和脏的砂砾石料（小于O.075mm的颗拉含量为12%）互层填筑，故规定小于O.075mm颗粒含量超过8%的料用在排水区下游的干燥区。38 6-4填筑标准6- 4.1 动力荷载对粗粒料强度影响不大，删除原导则中“动力荷载强度”的内容。影响填筑标准选择的因素很多，堆石料性质千差万别，设计阶段要确定好填筑标准，除全面分析坝址的自然条件外，要充分研究已建类似工程的资料，特别是岩性相近的坝体的运行资料。6.4.2 关于填筑标准：(1）将坝料的填筑标准扩大为坝料的干密度和孔隙率、级配和碾压参数，这是设计实践的反映，也是为施工控制提供依据。(2）鉴于碾压设备的改进，坝高增加，填筑标准提高。
19、试验表明，垫层料相对密度达0.8以后，相应孔隙率15%20%，垫层料具有良好的工程性质，推荐以此为填筑标准。已建高坝主堆石料压实后的孔隙率多为21%24%。160m高的阿里亚坝，玄武岩主堆石料碾压后的孔隙率为25%，运行良好，许多高坝设计都以该坝实测变形值为控制指标。25%的孔隙率应是主堆石区允许的最大孔隙率。考虑到已建高坝的高度有限，孔隙率下限定为20%。其他各区类似确定。(3）原导员们规定的坝料填筑标准是根据国外己建坝的经验确定的，国外工程的干密度或孔隙率都为实测值的平均值z鉴于孔隙率与堆石料的级配有关，在相同压实度下，不同级配的堆石料有不同的孔隙率，孔隙率超过设计值，不能说明它的力学性质
20、不满足设计要求；堆石料的抗剪强度高，小的变形会使其抗剪强度得到发挥和均化，不致因填筑不均匀导致强度有大的下降；设计规定的堆石料级配是一个范围，相应的孔隙率也应是个范围值，级配范围越大，孔隙率范围也越大，要针对每一级配确定相应的孔隙率几乎不可能，而且设计阶段无法确定施工期可能出现的各种级配，故以平均值进行设计。为使填筑均匀，根据已建工程的经验，规定于密度检测值的标准差。39 6.4.3 国外控制施工参数，干密度检测仅为记录。根据我国目前情况，应同时控制施工参数和孔隙率或相对密度。考虑到灌水法测定堆石料的压实干密度有如下缺点：挖抗直径要为最大粒径的3倍以上；坑壁面易松弛、变形、凹凸不平和聚乙烯膜的
21、厚度都影响试坑体积的准确测定；不能重复测定。由此可知，堆石料干密度测定的精度有限，宜以控制施工参数为主，特别是控制铺料厚度。6.4.S 当硬岩堆石料的软化系数大时，碾压试验表明，堆石料加水和不加水的压实效果一样，如小浪底堆石料的软化系数为0.84，白溪为o.90，碾压时未加水。寒冷地区冬季施工不能加水时，需要采取措施，如减少铺料厚度，或增加碾压遍数才能达到设计要求。40 7趾板7. l 趾板定线和布置1. 1. 1 对导则2.3. 1的修订。基岩上的趾板一般是稳定的，删除基岩稳定的要求。7.1. 2 113m高的圣塔扬娜（SantaJuana）坝趾板成功地建在30m厚的砂砾石地基上，柯柯亚、铜
22、街子和梅漠坝趾板也建在砂砾石地基上。趾板建在冲积层上，可缩短施工期，减少投资，中低坝可采用这种设计。趾板放在砂砾石地基上，需用混凝土防渗墙防渗。高坝防渗墙与趾板、趾板与面板间的位移差大，接缝设计不当，将会形成漏水通道，因此，要将高坝趾板建在冲积层，应专门论证。需查明河床冲积层内有无连续粉细砂或蒙古土夹层，论证坝体和防渗墙间的合适距离、连接型式及合理的施工程序等。1.1.3 平趾板是垂直于趾板基准线的趾板剖面有水平顶面的布置型式，具有灌浆作业和交通方便、趾板混凝土施工较容易及岸坡水流不易流人堆石体内的优点，但开挖量大。垂直于趾板基准线的趾板剖面有倾斜底面或适应开挖后岩面的布置，有工程量小的优点，
23、但灌浆作业、趾板混凝土立模、抹面及交通困难，一般不用，故规定宜用平趾板。1.1. s 趾板基础期开挖是指不用爆破的开挖，即全风化和部分强风化岩石开挖。一期开挖后，根据揭露的地质条件，二次确定趾板定钱。1.2趾板尺寸1.2. 1 国外新鲜、坚硬岩基上趾板宽度一般为水头的1/20，最大为1/40，微风化及其以下的基岩几乎无冲蚀，允许水力梯度可在20或以上，国内弱风化岩基上趾板宽度的水力梯度为1/101/20；土心墙与基岩接触的最大水力梯度有超过5的成功实例，萨41 尔瓦兴娜坝允许残积土上趾板的水力梯度为6，实施后为3.1 1. 3，建议全风化上趾板允许水力梯度为35；强风化岩石的允许水力梯度在51
24、0之间。风化岩基有一定冲蚀性，关键是用反撞料防止趾板及其下游坝基的渗透变形。水力梯度是指上游水深除以趾板宽度。风化岩基上趾板宽度可能较大，大于灌浆孔布置所需的宽度，为减少开挖量，可以用下游连接板延长渗径，即用钢筋混凝土或钢筋网喷混凝土板与趾板连接。由于它们的厚度小，可能开裂，碾压也容易使喷混凝土开裂，故在它们的上面及其下游都应用反滤料覆盖。7.2.2 岩基上趾板厚度有超挖可以利用；面板厚度随岸坡均匀变化，而趾板厚度是间断变化的，故允许趾板厚度可比相连接的面板薄。7.2.3 防渗墙不沉降，砂砾石地基上趾板会沉降，水库蓄水后，坝体的侧压力会影响防渗墙的应力，故将趾板分成两段，以使趾板能适应防渗墙和
25、面板间的位移差。为减少坝体填筑对防渗墙的影响，防渗墙与趾板间接缝的位移差，防渗墙的上游段宜在水库第一次蓄水前施工。7.2.4 规定趾摄下游面的高度，以保证面板端部有可压缩的填筑料支承而不是地基的直接硬性支承，也不产生过大的沉陷。O.9m 是一经验数，不同高度的坝可以少许变化。7,3 趾板混凝土及其配筋7, 3.1 7.3.2 明确对趾板混凝土的要求和面板相同。42 8 混凝土面板s. 1 面板的尺寸和分缝s.1.1 关于混凝土面板厚度：(1）明确规定面板承受的水力梯度不超过200。由于混凝土施工技术的进步，70年代已建高、中混凝土面板堆石坝的面板最大厚度约为坝高的1/200。R.Casinad
26、er对通过面板裂缝的渗流研究表明，裂缝宽度小于0.15mm、水力梯度小于200，通过裂缝的渗流属层流。(2）据大多数观测资料，在水荷载作用下，面板的大部分区域受压，仅在坝顶和近岸边处有拉应变。面板应变和堆石体变形特性密切相关，与其厚度关系不大。混凝土面板只要耐久性、抗渗性和抗裂性满足要求，它的柔性越大越能适应坝体变形。确定面板厚度时，在满足上述要求的前提下，应选用较薄的面板厚度。s.1. 2 许多坝的岸坡很陡，如格里拉斯、萨尔瓦兴娜和雅青布等，陡岸坡上面板的宽度没有减小，运行良好，删去原导则2.s. 2 中“在陡峻的岸坡或河谷狭窄的条件下，可适当减小陡岸坡上垂直缝的间距”的内容。s.1. 3
27、从施工工艺要求考虑，规定了分期浇筑面板的顶高程比堆石体顶高程低5mos.2 面板混凝土设计和配筋s. 2.1 s.2.4 关于面板混凝土：(1）明确面板混凝土宜用525硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。425得普通水泥绝大部分为地方用立窑生产，有的质量较差，且不稳定。因此，如拟采用其他品种水泥，如矿渣水泥，或其他标号水泥，则应进行对比试验，以论证其混凝土的各种性能不低于设计要求的指标。43 (2）原导则规定面板混凝土强度不低于200栋。根据DL/T5057强度等级按边长15cm的立方体标准值划分，C25约相当于圆柱形试件的200混凝土，故规定面板混凝土强度等级不应低于C25。由于面板的水力梯度大，规
28、定较高的抗渗标号。按照DL/T5082规定，面板混凝土抗冻标号在严寒地区为F300，寒冷地区当冻融循环次数达到或超过100时，采用F300，冻融循环次数小于100时采用F200，温和地区为FlOO，在无抗冻要求的地区，也不宜低于F5D。(3）较原导则增加了宜掺粉煤灰的内容。混凝土中掺入适量优质粉煤灰，可提高混凝土耐久性和抗裂性，抑制骨料的碱活性展应，增加混凝土的和易性。混凝土掺粉煤灰有利之处很多，一般都应掺用，仅当粉煤灰运距太远，经济上不合理，才可不掺。E级粉煤灰的烧失量太大，含碳量高，对混凝土可能有不利影响，但也不一定有害，对一些坝经试验论证后也可使用，故规定粉煤灰质量等级不宜低于E级。(4
29、）混凝土水灰比对面板棍凝土质量有决定性作用，水灰比过大，对面板的耐久性、抗渗性和抗裂性都有显著的不利影响。根据国内外大量试验成果和应用经验，结合我国的具体情况，规定了面板混凝土水灰比。温和地区（月平均气温高于一5）不大于o. 50，寒冷地区（月平均气温510）和严寒地区（月平均气温低于一10）不大于o.450 (5）增加了对混凝土骨料和砂的质量要求。s.2.s 关于钢筋z(1）拉应力区或岸边周边缝附近的增强钢筋和周边缝附近设置的抵抗挤压钢筋可以公用，故删除在拉应力区或周边缝附近设增强配筋的内容。(2）已建工程的经验表明，垂直缝的大部分区域挤压不明显z当垂直缝有中部止水，为安装侧模的需要，挤压钢
30、筋距缝面较大，使其承受挤压应力的能力降低，将在垂直缝两侧宜设置抵抗挤压的钢筋改为临近周边缝的垂直缝两侧宜设置抵抗挤压的钢筋，即44 仅在垂直缝底部两侧宜设置抵抗挤压的钢筋。8.3 面板防裂措施s.3.4 表面保湿养护的作用在于降低面板的热交换系数，提高表面温度，以降低混凝土表面温度冲击应力，同时减少湿度变化引起裂缝的可能性。保湿养护时间越长越好，一般地区至少要养护90d。面板混凝土表面保护是防止温度裂缝的有效温控措施。由于面板厚度很薄，当外界气温骤降、日气温变幅较大、或连接几天高温紧接几天大幅度降温等情况时，都会使混凝土温度急速降低，产生较大的拉应力，引起面板裂缝。在施工安排可能的条件下，选择
31、日气温变幅小的低温时段浇混凝土较好。寒冷地区受温度的影响更为突出，因此对寒冷地区面板的保温要求更严格。在一般情况下，面板的保温和保湿可以结合进行。s.3.s 温尼克（Wenneke）、辛戈（Xingo）和西北口等面板坝规定裂缝宽度在o.3mm以上，需要处理。澳大利亚的混凝土面板堆石坝设计导则规定裂缝宽度大于0.2mm需要处理，广蓄和龙溪对小于0.2mm的裂缝也作处理。为限制通过裂缝渗水的流速和钙的榕出，规定大于0.2mm的裂缝或断定为贯穿性裂缝应作处理。严寒地区和抽水蓄能电站的面板坝，面板的微裂缝在严寒气候和库水位大幅度变化条件下有可能扩展，故规定应按照各工程具体条件从严确定处理标准。45 9
32、接缝和止水9. I 止水材料9. J. I 纯铜片焊缝处的脆性比母材大，规定选用卷材在现场压制成型，以减少焊缝数量。若用半硬纯铜，为增加纯铜片抗疲劳的强度和延伸性，出厂前应要求退火，加工成型后不需退火；用软铜，不必退火。铜片厚度大，挤压成型时可能出现裂纹，其厚度不宜大于lmm。异型接头若用焊接加工，焊缝多，使其适应位移的能力大为降低，且限制其双向变形能力，故规定异型接头宜专门加工。国外有用不锈钢片代替紫铜片的成功实例，国内仅黑泉工程使用不锈钢片，实践经验不多。9.1. 5 试验表明，无蒙古性材料的渗透系数愈低，缝内无秸性材料承担的水头愈大，无秸性材料固结愈快，渗水减小愈快，所以，规定无蒙古性材
33、料的渗透系数比特殊垫层区的反滤料的渗透系数小个数量级。9.2 周边罐9.2. I 9.2.3 袋鼠漠（KangarooGreek, 59m）、小帕拉（LittlePara, 53m）和法迪斯（Fades,68m）工程仅有PVC止水带，平达利（Pindari）坝加高到80m，仍只有PVC止水带，坝体漏水量很小。50m以下的坝，周边缝位移小，道止水即能满足防渗要求。PVC止水带价廉，侧模要分半，缝底混凝土不易浇筑密实；铜止水片稍贵，施工期需要保护，棍凝土浇筑质量较有保证。从确保棍凝土提筑质量出发，推荐用铜止水片。龙溪（58.9m）和小干沟（55m）坝有底部和顶部止水，国外许多lOOm以下的大坝，包
34、括塞沙娜（Cethena,llOm）和利斯022m）坝，只有底部和中部止水，运行良好，故50mIOOm坝用两道止水能满足大坝运行要求。除底部铜止水片外，第二道止46 水的材料与施工经验及经济有关。中部PVC止水带价廉，要求精细施工z顶部柔性填料止水较贵，密封不易；用无秸性填料要求缝底特殊垫层区的填料起反滤作用，故第二道止水需仔细选择。lOOm以上高坝出现渗水量大的实例所占比例较大，周边缝止水结构要包含三种止水材料，以提高其止水的可靠性。周边缝止水结构的典型实例如图1所示。13 (a) (b) 8 10 “ . /- /- - J- ra - /- /- /4 -a - (c) (a）天生桥坝；
35、(b）塞格雷多坝；(c）阿里亚坝1-PVC垫片；2沥青垫；3一止水铜片；4-PVC止水片，5沥青木板$6一角钢，7一粉质砂；8 玛琼脂；9 面膜，10一氯丁橡胶棒；11一砂浆垫；12 穿孔镀伴铁皮；13一土工布；14一填土；15粉煤灰图1典型周边缝止水结构图47 止水材料的水压试验成果表明，当水压力大于1.3MPa, PVC 止水带和混凝土间的结合面可能会被水力劈裂p各种柔性填料可能出现陷孔5元蒙古性填料和缝底反滤料自愈裂缝的防渗效果已被混凝土面板堆石坝水下堵漏和高土心墙堆石坝所证明，故规定lOOm以上的坝应设无辑性填料的自愈防渗措施。9.2.4 面板及其止水系统是坝体主要防揍线，要求周边缝和
36、垂直缝内的各种止水材料自成或相互组合成封闭止水系统，否则，通过垂直缝的渗水可能进入周边缝内，使PVC止水带和缝顶柔性填料失去止水能力。周边缝和垂直缝的底部铜止水片容易形成完整的止水系统。对周边缝顶部的柔性填料，可在周边缝附近的垂直缝内设柔性填料井，使柔性填料与铜止水片连接，实现封闭，截断从垂直缝向周边缝的渗水；或同时在所有垂直缝顶部设柔性填料止水，自成完整的表面止水系统，如莲花和雅肯布坝。若周边缝有PVC止水带，应在距周边缝5mlOm范围内的垂直缝中部设PVC止水带，一端与周边缝的PVC止水带连接，另一端与面板的铜止水片连接。9.2.s 为防止铜止水片被刺破，其下应设垫片，如PVC、橡胶片或土
37、工织物。9.2.6 因周边缝预埋的止水片在施工期有被破坏的实例，强调应作好周边缝止水片保护设计。止水片可用保护罩保护，保护罩可以是木结构或设计成抽屉式的钢结构。也有用砂袋覆盖铜止水片，防止滚石砸坏，效果也较好。9.3垂直缝9. 3.1 9.3.3 面板的应力计算成果，可以供判断面板拉应力区参考，作为确定面板张性接缝的考虑因素之一。9.3.4 周边缝顶部有用柔性填料的，也有用元秸性填料的，为方便施工，规定高坝张性垂直缝缝顶止水材料和周边缝缝顶止水材料相同。9.3.5 和周边缝一样，垫片可以是PVC或橡胶片。砂浆垫尺寸48 是控制面板尺寸的基础，需要严格控制。砂浆垫视作面板的一部分，故规定砂浆和面
38、板混凝土强度相同。9.4其他接缝9.4.3 水库蓄水后，防浪墙和面板都在发生位移，防浪墙和面板之间的接缝容易破坏。为确保该缝的止水效果，宜在缝内全充填柔性填料。从施工工艺分析，可以将柔性填料预塑成薄板形，先粘贴在已挠混凝土的缝面上，再浇筑另一侧的混凝土。当此接缝的高程高于水库正常蓄水位时，为节省费用，缝内中下部柔性填料也可用前青漫渍木板代替。9.4.4 面板和溢洪道或其他建筑物边墙连接，接缝下堆石体较厚，会使接缝位移较大，需放缓边墙坡度或减少其下堆石体的压实层厚度等措施，减小接缝位移。9.4.5 删除原导则2.5. 4中对施工缝处理的工艺要求内容。49 10 坝基处理10.1 基础开挖10.
39、t.3 为防止趾板上游开挖边坡在运行期失稳，砸坏周边缝附近的面握，规定趾板上游边坡按永久边坡设计。10. 1.4 为避免周边缝附近面板出现较大的变形梯度，当趾板布置在冲沟内或趾板下游岩石风化或地形突变时，规定趾板槽的开挖形状。垂直于趾板基准线方向的坡度陡于1: o. 5，堆石体厚度变化很快，面握的变形梯度大，可能会在高坝周边锺附近出现平行于周边缝方向的结构性裂缝。因此，当不能满足要求时，可设低压缩堆石区或回填混凝土。10. t.5 作以下几点说明z(1）上游0.3o.5倍坝高范围内地基沉降将影响面板的变形，强调此部分地基的低压缩性。(2）柯柯亚、铜街于副坝、梅漠和梁辉等中低坝，以及圣塔扬娜坝C
40、l06m）趾板建在冲积层上，故删除原导则4,1. 2中必须挖除趾板及其下游）定范围内的砂砾石的规定。(3）明确陡坎和反坡的界线，1: o. 25的坡度不影响振动碾靠近岸壁，坡度大于1: o. 25的陡踱为陡坎。10. 1.6 岸坡很陡，垂直于趾板基准线方向堆石体厚度变化很快，加大了变形梯度。为减小面板的变形梯度，放缓开挖坡度和设堆石体的低压缩区都是有效措施。可用有限元法分析确定开挖坡度和堆石体低压缩区的范围。10.2 坝基处理10.2.2 根据工程实践经验，提出对固结灌浆深度和帷幕灌浆深度的要求。10.2.3 趾板承受的水力梯度大，补强灌浆困难，除做好趾板下50 基岩的灌浆外，灌浆帷幕的耐久性
41、对？昆凝土面板堆石坝尤其重要，规定要有措施提高灌浆的耐久性。如近年来，用高压、稳定浓浆灌浆，采用高标号水泥或磨细水泥等增加灌浆的耐久性措施。小浪底和江埋已经采用等强度灌浆（GIN）法灌浆。用浓浆灌浆，能减小浆液硬化后的收缩，增加结合面的强度，有效地封堵裂隙，降低岩体透水率，增加帷幕耐久性。提高表层岩性的灌浆压力，对提高lOOm以上高坝灌浆帷幕的耐久性和密实性有好处。阿瓜米尔帕坝也采用了等强度灌浆法灌浆，并增加了趾板与基岩间的接触灌浆。该坝的接触灌浆压力为O.lMPa, O 2. 5m和2.5m 5m 两段的灌浆压力分别为o.5MPa和o.7MPa，栓塞都在趾板混凝土内。lOm以下的灌浆压力达3
42、MPa。10.2.4 趾板建在词床砂砾石层上，用植凝土防渗墙截断砂砾石层的渗流时，仍有因某些缺陷而产生集中渗流的可能性，需要作好渗流出逸区的反滤保护，在防渗墙下游的砂砾石层上铺反撞料是措施之一。10.2.s 我国岩榕防渗处理的经验丰富，故将原导则规定宜在趾板上设置灌浆廊道改为可在趾板上设置灌浆廊道。51 11 坝体计算11. 1 稳定分析11. 1. 1 关于稳定分析z(1）建筑在岩基上的混凝土面板堆石坝，抵抗水压力的抗滑稳定安全系数大于7；在冲积层上已建的混凝土面板堆石坝的坝坡一般为1: 1. 5或1: 1. 6，已安全运行多年，故一般不需进行坝坡稳定分析。仅当冲积层内有细砂、粉砂或薪土层时
43、才需进行坝坡稳定分析。(2）岩基上的碾压土石坝，在中等强度（0.2g）地震作用下，运行情况良好。科高蒂（Cogoti)坝是抛填报凝土面板堆石坝，85m高，下游坝坡为1: 1. 5，经受了几次地震的考验，最大一次地震时，坝址地面加速度达o.l9g，除坝顶沉陷40cm和下游坡顶石块松动外，尚未发生较大损害。由此推断，混凝土面板碾压堆石坝能承受中等强度地震的作用。但因缺乏高地震烈度下的运行经验，明确设计烈度为8、9度时，需作稳定分析。(3）堆石坝体挡水度讯、且挡水水探较高时，堆石体内浸润线可能较高，对稳定不利，故增加了对这种工况进行稳定分析的要求。(4）如果坝体仅包含软岩堆石料区，特别是中部包含软岩
44、堆石区，且填筑干密度较大时，不一定对坝坡稳定起控制作用，故规定坝体主要用软岩堆石料填筑时，需进行坝坡稳定分析。(5）地形不利，如坝基倾向下游，坝体可能沿堆石体和基岩接触面滑动，需进行稳定分析。11.1. 2 关于抗剪强度：(1)直剪试验设备较简单，但试件所受主应力方向是变的，试验成果与盒间的开度有关，不宜采用，删去原导则5.1. 2中直52 剪试验的内容。(2）试样最小尺寸一般为试验用料最大粒径的46倍。当不满足这一要求时，试验用料必须模拟，提出对试验用料和试验方法能模拟坝体工况的要求。(3）研究表明，堆石料的抗剪强度是颗粒之间滑动摩擦、咬合及颗粒破碎后重新定向排列的综合反应。剪切过程中，颗粒
45、之间滑动摩擦力基本不变，咬合作用随粒间法向应力增加而减少，颗粒破碎随粒间法向应力增加而增加，颗粒重新定向排列需吸收部分能量，导致堆石料的抗剪强度随法向应力增加而减少，呈非线性关系。虽然使用非线性抗剪强度作稳定分析的工程经验不多，但从技术发展考虑，规定取值时应计及这个因素。11.1. 3 由于堆石料抗剪强度取值计及非线形特性，用非线性的抗剪强度作稳定分析，抗滑安全系数取值目前可按SDJ21884碾压式土石坝设计规范（修改和补充规定）中第1.o. 17条执行。巴昆(Bakun）坝设计标准中规定，堆石料抗剪强度用双曲线包线，水库最高运行水位的抗滑安全系数为1.5。加筋堆石料的抗剪强度尚无确定方法，为
46、校核加筋堆石体的稳定性，参考已有的工程经验，提出这个近似的处理方法。11.1. 4 观测资料表明，在水荷载作用下，周边缝均有不同程度的张开，故面极不直接传力给趾板。趾板是坝和地基之间的连接单元，不允许趾板和基岩之间相对位移，否则，灌浆帷幕将被剪坏。趾板虽不发生相对位移，但水荷载通过面板作用在堆石体上，堆石体有产生侧向位移的趋势，给趾板一定压力，其值按主动土压力或侧压力计算。11. t. 5 DL5073-1997水工建筑物抗震设计规范只规定土石坝的地震设计烈度为7度时进行稳定计算。混凝土面板堆石坝属于土石坝的一种，但1昆凝土面板堆石坝内基本是干的，稳定性比其他土石坝高；地震设计烈度7度时，一般
47、不控制土石坝的坝坡，故使用DL5073-1997水工建筑物抗震设计规范时，仍按本规范11.1. 1 (2）款执行。53 11. 2 应力和变形分析11. 2. l 关于应力及变形分析：(1）混凝土面板堆石坝的应力和变形计算尚不完善，难于得到准确的应力和变形值，用于定量设计。但计算成果可以给出坝体应力和变形的近似值，显示其变化趋势，为坝体设计提供参考依据。随着高混凝土面板堆石坝建设的增加，一些高坝设计正在研究提高计算参数及模拟各种界面的精度，以此得到更可靠的应力和变形计算成果。(2）有限元计算成果的精度和计算参数的精度有关。可靠的计算参数不仅与制样条件有关，而且与试验加载的应力路径、操作方法及资料整理有关，需要探索和研究。因此规定lOOm以上的1、2级高坝才需用有限元法计算坝体应力和变形，其他的坝不一定做，可用经验方法估算坝体变形，如需计算，其参数除试验外，也可用工程类比法确定。(3）水库蓄水期是堆石坝体剪应力减载的过程，最好在三轴试验中近似模拟这种受力条件，以得到卸载
