1、中华人民共和国行业标准混凝土面板堆石坝设计规范SL 228-98 条文说明1999北京目次1 总则.31 3 坝的布置和坝体分区.32 4 筑坝材料和填筑标准.38 5 坝体设计.42 6 坝基处理.49 7 混凝土趾板.52 8 混凝土面板9 接缝止水. . . . . . . . . 60 10 分期施工与已建坝加高.6411 原型观测.30 1总则1.0.1 我国混凝土面板堆石坝(以下简称面板坝)的建设从80年代中期起步，但发展较快，包括不断增多的以砂砾石料填筑的面板坝，以及在深厚覆盖层修建的面板坝。至1998年末，己建的已有42座，在建的32座，最高的达178m;设计中最高的达233m
2、o DL5016-93 (混凝土面板堆石坝设计导则(以下简称原导则)颁布实施5年多来，起到了重要的作用。为适应需要，反映新的建设经验和科研成果，在原导则基础上，进行了修改与补充，制定本规范。本规范不是束缚而是推进面板坝设计的进-步发展。为了不断推进技术进步，取得更好的安全经济效果，设计中可根据坝址具体条件和坝的特点，对某些专题进行深入论证或试验研究，提出成果，报上级主管部门审定后采用。1. O. 2 本规范主要是在国内外已建、在建200m高度及以下同类坝经验基础上编制的，主要适用于1、2、3级及3级以下坝高70 m以上同类坝的设计;对于现有经验不足以涵盖的200m以上高坝及特别重要和复杂的工程
3、，应对坝料分区、面板的应变和堆石坝体变形控制、面板棍凝土的耐久性、接缝止水结构设计及坝基处理等问题，依其特点专门论证。1.0.4 昆凝土面板坝的高度分类，按SDJ218一84规定，坝高30m以下为低坝，坝高3070m为中坝，坝高70m以上为高坝，这是我国各类型坝的沿用分类标准。1.0.6 本规范所引用的标准都会修订，使用本规范时，应探讨使用引用标准最新版本的可能性。号31 3 坝的布置和坝体分区3. 1坝的布置3.1.1-3.1.3 面板坝的坝轴线是和趾板线的选择同步进行的。首先应综合地形、地质及施工条件，选择趾板线，然后根据趾板线，定坝轴线。坝轴线的位置还要有利于泄水、弓|水及厂房建筑物布置
4、，经技术经济综合比较后，确定最佳的枢纽布置方案。近几年来，国内外面板坝工程对趾极地基要求有所放宽，为趾板线的选择留有了较大余地。例如，哥伦比亚的萨尔瓦兴娜坝(Salvajina，高148m , 1985年建成)的部分残积土地基，澳大利亚的利斯坝(Reece，高122m , 1986年建成)的坝肩强风化岩石地基，中国的株树桥坝高78m , 1990年建成河床部分趾板的风化板岩地基及白云坝(高120m , 1998年建成)两岸坝段部分强风化岩石地基等。随着在深厚砂砾石覆盖层上修建面板坝的发展，一些高坝把趾板置于砂砾石层上，采用混凝土防渗墙对地基作防渗处理，用趾板和连接板将坝体面板及地基防渗墙连接起
5、来，连同面板接缝止水和基岩帷幕灌浆，构成完整的防渗系统。例如，摩洛哥的本穆罕默德坝(MohammedBen A.且，高40m，砂砾石地基，1981 年建成h智利的圣塔扬那坝(SantaJuana，高110m，坝基砂砾石层厚30m，防渗墙插入基岩，1995年建成);中国的柯柯亚坝(高41.5 m，坝基砂砾石层37.5m , 1982年建成)、梅溪坝(高40 m，覆盖层30m , 1997年建成)、梁辉坝(高35.4m，覆盖层26m , 1997年建成、岑港坝(高27.6m，覆盖层39m , 1997年建成)等。在覆盖层上采用防渗墙对地基进行防穆处理的高面板坝，其技术还有待进一步提高和发展。在各种
6、不同的河谷地形坝址，均可修建面板坝，从何谷宽度与坝高的宽高比看，多数坝在2-3左右。少量工程位于宽阔河谷，32 例如泰国的考兰坝(KhaoLeam，高115m，1984年建成)为7.7，巴西的阿里亚坝(FozDo Areia，高160m，1980年建成)为5，我国的天生桥1级坝(高178m，在建)为6.5;也有少量工程位于狭谷坝址，例如哥伦比亚的格里拉斯坝(Golillas，高125m，1978 年建成)为0.860当然，有条件时，选择两岸比较对称，并且两岸岸坡地形较为平顺的坝址，有利于施工碾压的质量控制和坝的变形安全。3. 1. 43. 1.5 当坝址地形地质条件受到限制，并有缺陷时，需作一
7、定的改造，例如采用趾墙(挡墙)的工程措施，可使面板坝布置合理，安全可靠。例如委内瑞拉的雅青布坝(Yacambu，高162m , 1996年建成)、中国的小干沟坝(高55m , 1990年建成)，设置了趾墙改造地形，均取得了良好的效果。利用坝肩溢洪道的导墙(或边墙)作为岸边趾墙，设置周边缝，与面板连接，已在一些面板坝工程中采用。3.1.6 巴西已建的面板坝多是高坝大库工程，例如阿里亚坝、塞格雷多坝(Segredo，145 m , 1991年建成)、辛戈坝(Xingo，高151 m , 1994年建成)，导流洞导流后即封堵不利用，没有专设放空水库的设施，认为面板坝-般不会有放空水库进行处理的可能性
8、，如有意外处理的要求，可由潜水员或采取其他措施进行检修。近几年修建的面板坝，例如辛戈坝、塞格雷多坝，除在面板上游面底部周边缝附近及其以下设置铺盖(采用土料或粉细砂外，也同时在周边缝下游侧设置特殊垫层区，对万一渗漏造成粉细砂流动时起到反滤保护作用，属反滤型安全设施。澳大利亚塔斯马尼亚水电局已修建13座面板坝，漏水量都很小，从来没有放空水库检修，但设计仍利用导流洞堵头设置放空管，万一使用时可炸开连接螺栓，打开钢闷盖放水，称谓可爆堵头。我国的万安溪面板坝(高93.8m , 1995年建成)，施工中取消了原设计专设的放空洞，必要时利用发电引水洞上留下的施工支洞，打开闷头放水，坝上游坡底部周边缝附近及其
9、下游侧分别33 设置土料铺盖及特殊垫层区。天生桥一级面板坝，坝高库大，是红水河梯级的龙头电站，在右岸设置了放空洞，并可参与后期导流及必要的世洪。东津(高85.5m , 1995年建成人白云面板坝设置了放空隧洞。松江河梯级的松山(高78m，在建)、小山(高85.5m, 1998年建成)两坝，采用了发电引水隧洞作为放水的后备措施。我国许多面板坝均设置了上游士料铺盖及下游特殊垫层区。在认真设计和严格控制施工质量条件下，对于一般大中型工程，不专设放空洞是可以作到安全运行管理的。对于重要工程及面板砂砾石坝是否设置放空设施，应详细论证确定。鉴于现代面板坝坝体碾压比较密实，其变形量在施工期已大部完成，竣工蓄
10、水运行后剩余变形量小，且在头几年基本稳定，因此，对于中、低坝当岸边泄洪设施难以布置，且河床基岩较好、地洪流量不大等特定条件下，在坝顶设置正常的或非常的溢洪道是允许的，以便于枢纽整体地洪布置，并强调要经主管部门审定，以确保安全。可资参考的工程实例，国外有印度尼西亚的巴吐皮西坝(Batubesi，高32m)，在坝顶设置了自损式非常溢洪道，设计最大泄流量800m3/8，单宽流量约1113m3/ (8. m);澳大利亚的克罗蒂坝(Crotty，高83m , 1991年建成)，设坝顶溢洪道，过水宽度12.2m，设计最大泄流量245m3/8，单宽流量20m3/ (8 m) , 1991年7月建成后曾溢流，
11、尚未经设计流量检验，大坝观测表明其运行性状良好。近年来，我国曾进行了3座面板坝坝顶溢流的设计，即浙江的大奕坑坝、瑞排工级坝和新疆的鲍尔德坝，并进行了水工模型试验，工程尚未实施，可供研究参考。3.1.7 面板坝工程中的土石方挖填平衡，是论证枢纽布置技术经济效果很重要的一个方面，日益为人们所重视。国外的面板坝工程，很注意枢纽建筑物大开挖有效挖方的充分利用和土石方的挖填平衡，大量或全部使用枢纽建筑物开挖料筑坝，以取得更好的技术经济效果。国内工程也日益注意到这方面的特点，并在实际工程中体现。巴西的阿里亚、塞格雷多和辛戈等3座高面板坝，枢纽布置34 都很紧凑，都对岸边溢洪道、电站尾水渠及电厂区采用大开挖
12、设计方案，将开挖石料直接上坝。阿里亚坝与辛戈坝都在两岸分别布置溢洪道和引水发电建筑物，塞格雷多坝则是溢洪道和电站共用一个大进水渠，进而分成两个进水口。电站厂区都是半露天式的。阿里亚坝坝体填筑方量为1400万m3，其中1250万m3来自两岸建筑物有效开挖量，平均运距不足1.5km，坝址岩体是玄武岩，其中以块状玄武岩为主占75%，抗压强度达235MPa，软化系数0.80;还有玄武角砾岩夹层占25%，抗压强度37MPa，软化系数0.67。除垫层料用块状玄武岩轧制外，其他都是使用上述两者混合料。塞格雷多坝石料特点和上述类似，坝体堆石720万m3，其中690万m3来自有效挖方。辛戈坝坝体1270万m3，
13、也是主要利用建筑物开挖的花岗片麻岩石填筑。为了使开挖料尽量满足填筑要求，施工中和设计方面配合，还对堆石分区和施工填筑分区进行调整，取得了更好的效果。我国天生桥)级水电站面板坝，坝体积1780万m3，溢洪道布置在右岸，开挖量1764万m3，其中1520万m3用于筑坝和加工混凝土用骨料，不足部分由溢洪道右侧山沟内补充料场供应，取得了良好效果。我国十三陵抽水蓄能电站上池面板坝，坝体方量255万m气全部用池盆开挖料填筑，其中包括大量安山岩风化石料，也取得了良好的技术经济效果。3.2坝体分区3.2.1 本条说明进行坝体分区的原则和目的。要充分利用开挖料和近坝区料源，因材设计，合理分区，而不是先画定坝体断
14、面再去找料。对各种开挖料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。从安奇卡亚坝(AltoAnchicaya，高140m , 1974年建成)开始，在面板上游面下部设土质铺盖，防渗效果好，故宜用无粘性或低粘性土料。根据工程情况，可将下游围堪并入坝体，以取得好的经济效益，并可作为排水棱体，此部分抛填堆石不影响坝的运行性能，例如辛戈坝的经验，有条件时可以采用。35 3.2.2 根据10多年来的实践经验，列出硬岩坝体堆石主要分区图，供设计参用，并统一用语。防浪墙上游侧底部，宜留出不小于宽o.60. 8 m的人行小道，以利检查行走，必要时可在其上游侧设护栏。3.2.3
15、鉴于混凝土面板砂砾石坝日益增加，根据近10余年来的初步实践经验，在此列出了其坝体材料分区图，供设计参用。其中竖向排水区两侧3B区，可以采用同一种砂砾石料，也可在下游侧采用质量较低的料，根据料源及坝的运行要求设计。下游堆石3C区，可结合料源条件布置，但宜尽量采用堆石料。同上条，防浪墙上游侧留人行小道。3.2.4 本条规定了砂砾石坝体，或软岩坝体，如不能满足自由排水要求时，要设置坝内竖向和水平向排水区，作为一项重要的渗流控制措施。砂砾石坝体竖向排水区的位置，可就布置在主砂砾石料区或靠近过搜区的不同方案比较选定。国外已建成和在建的8座混凝土面板砂砾石坝中，其坝高在50187 m之间，其中有4座设有专
16、门的竖向和水平向排水系统，即委内瑞拉的雅肯布坝、哥伦比亚的萨尔瓦兴娜坝、格里拉斯坝、澳大利亚的克罗蒂坝，这4座坝中，克罗蒂坝的竖向排水紧靠在垫层区下游面，而其他3座都处在上游坝体的偏上游部位。智利的圣塔扬那坝、普卡罗坝(Puclaro，高80m)，阿根廷的皮其皮克利费坝(PichiPicunLeafu，高50m)，都因砂砾石料的渗透系数不小于10-2cm/s，可以自由排水而未设专门的坝内排水系统。墨西哥的阿瓜密尔巴坝(Aguamilpa，高187m , 1993年建成)原设计有竖向排水，因天然冲积料的最小渗透系数为zX 10-3cm/ s 量级，且小于0.075mm的细粒含量少于z%，而在实施
17、中予以取消，其上游区为砂砾石，下游区为堆石，两区之间还设一堆石过搜区，即堆石均为排水区。国内已建在建的棍凝土面板砂砾石坝有11座，坝高在37138m之间，已建的小干沟坝，排水区设在垫层区下游坝体内，未设过搜区，运行良好。由于沟后坝(高70m)的失事教训，为慎重起见，砂砾石为主要填筑料的坝体，均设36 有内部排水系统。3.2.6 由于混凝土面板坝目前仍以经验性设计为主，一般均以工程类比确定坝的结构设计，故规定坝体分区一般通过工程类比确定;而对1、2级100m以上的高坝，要通过试验和应力应变分析、料物平衡等，进行技术经济比较后确定。湖南株树桥坝，下游坝体采用坝区附近的风化板岩填筑，以代替原定采用的
18、距坝8km 外的灰岩料，虽然坝坡放缓到1: 1.7，但仍比使用远处的灰岩料经济。3.2.7 本条主要规定垫层区宽度及布置的基本要求，并结合面板坝建设的发展列入特殊垫层区布置要求。1 垫层料的水平宽度，当采用反铲、装载机等或配合人工铺料条件下，可采用12m。这是考虑近期国内外的实践经验而补充的。采用自卸汽车卸料、推土机铺料的施工方法，其最小水平宽度需要3m左右。巴西塞格雷多坝，设置了水平宽度为0.5m 的细垫层区，而将过搜区扩大为5m;澳大利亚的默奇松坝(Murchison，高94m , 1982年建成人巴斯塔延坝(Bastyan，高75 m , 1983年建成)、利斯坝等，垫层区宽度采用1m，
19、过夜区宽度5m;中国的天荒坪抽水蓄能电站下库坝(高95m，1998年建成)，垫层宽度也采用1m，东津坝垫层宽度采用2.5m，过搜区4.0 m。应根据坝料特性、施工及工程运行条件等，综合分析确定。2 垫层区宽度改为一般可采用上下等厚布置。3 垫层区在与地基接触面处宜向下游适当扩大延伸，一般延伸3-5mo当岸坡有可冲蚀性材料填充的断层裂隙等不利地质条件时，其延伸长度视地质情况而定。如澳大利亚的利斯坝，就沿断层一直铺到下游面。4 明确特殊垫层区的基本布置要求，并以图示之。3.2.8 对垫层料、过渡料及主堆石料要求内部渗透稳定。对于有的工程砂砾石体之间能够满足水力过被要求时，可不设专门的过渡层，但需限
20、制界面上不能有粗颗粒集中现象。37 4 筑坝材料和填筑标准4.1坝体材料4.1.1 面板坝是当地材料坝，坝料关系到坝体本身的质量、安全度汛与总进度以及投资效果。一些面板坝工程，由于坝料料场勘探精度不够，以致延误了工期，增加了投资，为此，必须给予高度重视，充分作好料场勘探和坝料试验工作。料场勘探辅以平洞，不仅能收集地质资料，还可取建筑物区开挖石渣料做试验。4.1.2 本条规定了筑坝材料应做的物理力学特性试验，通过试验获得的成果是正确设计面板坝的重要依据，但还应结合工程类比，合理确定各种坝料的设计指标。4. 1. 34. 1. 4 现代面板坝设计应注意在枢纽建筑物布置区内，结合研究充分利用开挖石料
21、筑坝，尽量做到挖填平衡，以取得更好的技术经济效果。在施工组织设计中，应深入作好料场规划和填筑规划。包括料场工作面，采、装、运的设备，运料上坝的道路，备料场及弃料场布置以及相应的环保措施;坝面铺料、碾压等。4.1.5 本条即原导则的第3.1.2条。补充了对主堆石级配最大粒径不超过压实层厚度和小于5mm颗粒含量不宜大于20%的规定，使堆石料级配范围可以大体确定。但接近铺层厚度的大颗粒不能集中成片，以免影响压实效果。4.1.6 本条即原导则中的第3.1.3条，补充了如将软岩用于主堆石区时要作专门论证的规定，并提出一些要求和措施。对软岩堆石坝，国外如美国的贝雷坝(Bailey，高95m , 1979
22、年建成、印尼的希拉塔坝(Cirata，高125m，1987年建成)、澳大利亚的小帕拉坝(LittlePara，高53m , 1977年建成)等，主堆石区用软岩填筑，在坝上游或中间部位设有内部排水系统，一般都将软岩置于下游干燥区。国内的株树桥坝、十三陵上池坝38 (高70.5m , 1998年建成)，都是将软岩置于坝的下游区，而在坝底设一水平排水层与上游堆石体连接。软岩堆石料不要求一定级配，适当加水薄层碾压，可达到高密度，并具有一定抗剪强度和较低的压缩性。根据GB50021-94(岩土工程勘察规范)，以石料的饱和单轴抗压强度小于30MPa作为软岩的界限，国内外混凝土面板堆石坝的实践中，也常以30
23、MPa为其界限。4.1.7 本条根据原导则3.1.4条内容修订。现代面板坝实践中，砂砾石料的利用日益增多。国外已建成的墨西哥的阿瓜密尔巴坝，哥伦比亚的萨尔瓦兴娜坝、格里拉斯坝等，都是用砂砾石作坝的主体材料;澳大利亚的克罗蒂坝，在坝面修建溢洪道，也用砾石填筑。上述坝运行情况都良好。中国在建的100m以上高面板坝中，有乌鲁瓦提、古洞口、黑泉、珊漠、白溪5座，其坝体大部分或部分采用砂砾石填筑。100m以下的还有不少。足见砂砾石也是面板坝的优良筑坝材料。但是青海沟后面板砂砾石坝的失事，更加明确地表现出天然砂砾石料变异性大，渗透稳定性和抗冲蚀能力较堆石料差，以及易沿坡面滚动等特点。为此要采取有效的渗流控
24、制措施，并对可能过流的表面作有效的防护，按本规范5.5的规定作好坝体渗流控制设计。4.1.8 下游堆石区可以使用与主堆石区相同的材料，但可采用较低的压实标准;也可使用质量比主堆石料差的料物，特别是利用各种开挖石渣料。4.1.9 本条即原导则的第3.1.6条，说明了过渡区石料的要求。4. 1. 10 本条即原导则的第3.1.5条，修改补充了以下内容z1 小于5mm的颗粒含量从30%40%扩大到30%50%，小于0.075mm的颗粒含量宜少于8%;一般小于O.075 mm颗粒的含量在8%以上时，虽对其力学特性尚无明显影响，但施工时含水量对压实效果有明显影响，故不宜采用其含量太高的材料。这是符合现代
25、面板坝采用细垫层料的实践的。2 去掉渗透系数为1X 103-1 X 10-4cm/s的要求。由于各39 工程对垫层料要求的不同，可以采用透水或半透水垫层，故取消对垫层料渗透系数的统一规定。3 严寒地区或抽水蓄能电站的面板坝，对垫层料有特殊要求时，经论证可对垫层级配作出专门规定。4.1.11 关于周边缝下的特殊垫层区的条文。近期修建的面板坝，借鉴以往因周边缝变形过大，引起止水失效而大量渗水的实例，特别注意直接位于周边缝下游侧的特殊垫层区选料和压实。一方面碾压密实后变形较小，可减轻周边缝止水结构的负担，以保持其有效性;另一方面，对周边缝表面铺设的粉细砂、粉煤灰等松散材料起反滤作用，截留并淤堵于张开
26、的接缝中，使接缝自愈而减少渗流量，为此提出的专门要求。近期修建的一些坝，将周边缝铜止水片下面的沥青砂垫改为水泥砂浆垫，不需要在特殊垫层区上游坡面再设置粒径小于20mm、加2%-3%水泥的小区。例如国外的塞格雷多、辛戈、阿瓜密尔巴等高坝及我国的天生桥一级高坝，均未设此特殊垫层的小区，故本规范禾列此项。4.2填筑标准4.2.2 本条即原导则第3.2.2条。对于堆石部分拟定的标准是根据已建面板堆石坝的经验确定的平均孔隙率。设计的填筑标准可在此范围内选用。由于近期面板坝高度和所用振动碾的静重和激振力不断加大，有必要也有可能将孔隙率的范围值适当下调，使坝体更为密实而较小变形，更有利于混凝土面板和接缝止水
27、设施的工作条件。因此，在设计中要规定尽可能大的压实干密度或尽量小的孔隙率。同时要求干密度的标准差不超过o.19/cm3o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，这是实践检验得到的结果。对于砂砾石料部分，规定相对密度0.75-0.85作为填筑标准。地震区的工程，对于无粘性土压实，要求浸润线以上材料的相对密度不低于0.75.浸润线以下材料的相对密度则根据设计烈40 度大小，选用0.75-0.85;对于砂砾石料，当大于5mm的租粒含量小子50%时，应保证细料的相对密度满足上述对无粘性土压实的要求，并按此要求分别提出不同含砾量的压实干密度作为填筑控制标准。强震区的工程应提高其合格率
28、。同时适当提高特殊垫层区(周边反滤料区)填筑标准。4.2.3 堆石料填筑时加水有利于提高压实密度，增加堆石体的早期变形，因此一般宜加水碾压。对新鲜、坚硬的堆石料，经碾压试验中加水和不加水的对比试验，加水效果确实不明显时，方可取消加水工序。对软岩堆石料，如加水碾压可引起泥化现象时，需通过试验确定适宜的加水量。4.2.4-4.2.5 由于目前修建堆石坝已有相当多的经验，也积累了很多碾压试验及填筑质量检查资料，按经验初步选定填筑标准，并在施工前期通过碾压试验复核和必要的修正，确定填筑施工参数，一般不会有很大出入，没有必要在设计阶段进行施工性的现场爆破和碾压试验。但考虑到有的高坝，或性质特殊的石料，已
29、有经验不能覆盖，而各方面疑虑较多时，也可在设计阶段进行现场爆破和碾压试验，论证筑坝材料的适用性，并提供较为符合实际的设计参数。确定碾压参数时，要充分利用碾压试验得到的碾压遍数与沉降(或沉降率)关系曲线，在技术经济合理的条件下，获得更好的压实效果。在施工控制方面，国际上多采用以控制碾压参数为主的方法，挖坑取样测定干密度和孔隙率作为记录和统计分析之用，不作控制标准，因为只要按照碾压试验或经验确定的参数进行压实，就可达到要求的干密度。国内因考虑施工管理方面还有差距，完全按碾压参数控制还存在一定问题，故倾向于控制坝料级配范围，采用碾压参数和干密度(孔隙率)两种参数作为施工控制标准。但近年施工的工程正逐
30、步向碾压参数为主的方向发展，并辅以面被仪等无损检测方法，有待不断总结和提高。41 5坝体设计S. 1坝顶结构S. 1. 1 坝顶宽度影响坝体工程量。在满足使用要求的前提下，坝顶宽度愈小愈经济。坝顶一般有高压电缆沟或观测电缆沟、灯柱和排水沟等，确定坝顶宽度时应满足布置它们的需要。面板混凝土浇筑平台的最小宽度为9m或更宽，视使用的施工设备和施工布置而定。国内已建工程，坝顶宽度一般在58m之间，有抗震要求的高坝坝顶宽度一般在1012m之间，为此对不同坝高作了规定。如有交通要求时，坝顶宽度尚须符合道路标准。5.1.2 为减少防洪和风浪所需的坝体高度，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
31、。防浪墙过高，墙本身和坝顶细堆石料填筑的费用都将增加，要和减少堆石填筑量节省的费用比较，以确定经济的墙高。从质量要求及安全运行考虑，防浪墙高度要适当，一般为46m，墙顶高出坝顶1.Ol. 2mo 因坝顶和面板都变形，防浪墙与面板的接缝容易破坏，防浪墙底部高程宜高于水库正常蓄水位。如低于水库正常蓄水位时，此缝可能成为一个漏水的薄弱环节，故应详细设计。龙模和万安溪坝的防浪墙底部高程低于水库正常蓄水位，大坝运行正常，但拘后却因此缝大量漏水导致失事，故应慎重对待。5.1.3 为适应坝体变形，防浪墙应设置伸缩缝，缝间埋止水片。防浪墙的止水片必须和面板的止水片连接。5.1.4 为保证大坝运行期沉降稳定后，
32、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，可参考类似工程确定。5.1.5 为便于防浪墙、电缆沟和坝顶路面等施工，及预留坝顶沉降超高起拱的需要，防浪墙底部高程以上的坝体宜用细堆石料填筑。为坝顶排水的需要，坝顶路面应具有倾向下游的坡度，如为42 由中间向上下游方向起坡，则也应在上游侧设排水沟，并隔定距离用暗沟排向下游。5.2坝坡5. 2. 1 本条即原导则第2.2.1条。硬岩堆石料的内摩擦角远大于它的休止角。以休止角确定坝坡，被已建棍凝土面板堆石坝证明是安全的。砂砾石料的内摩擦角小于同等于密度硬岩堆石料的值，需用稍缓的坝坡。砂砾石料填筑的坝体，有蓄水压重作用，上游坡多采用1: 1.
33、5，而下游坡多采用1: 1. 51 : 1.60例如智利的圣塔扬那坝上、下游坡分别为1: 1. 5、1: . 6;我国两岔河坝(高43m)及小干沟坝分别为1: . 5、1: . 6和1: 1.55、1:60坝上游区采用砂砾石料的坝，上游坡也多采用1: 1. 5，例如墨西哥阿瓜密尔巴坝，我国古洞口坝(高117.5m)等。5.2.2 为了在坝坡上布置道路(马道)和节省坝体工程量，可在平均坝坡不变的条件下，道路间用较陡的坝坡。如塞格雷多坝道路间实际坝坡为1: 1. 2，天生桥一级坝道路间实际坝坡用1 : 1. 25，巳被工程证明是可行的。局部边坡偏陡者，坡面以块石砌护为宜。5.2.3 堆石坝坡本身可
34、以防止雨淋和人为破坏，可不做护坡，但为外部观测、排水及美观等要求，对高坝也可加以砌护。大块石堆砌是用推土机将大块石推到坝边缘，使大面朝坡外，以斜坡尺检查合格后，用小石将大块石模紧。或用摆石堆砌成高度大致相等的小台阶，平均坝坡为设计坝坡。为方便护坡施工，需随着坝体升高，及时堆砌施工05.2.4 上游坡面是垫层料，施工期为防止暴雨或波浪冲刷，并为面板混凝土施工提供坚固的作业面，需对坡面进行临时保护。坡面保护措施有喷阳离子乳化拥青、喷混凝土及碾压砂浆，可按各工程具体条件选用。人工修整坡面、铺低标号砂浆(抗压强度5 MPa)，再作坡面碾压，同时完成斜坡碾压和坡面保护，系我国的创造，可以推广应用。43
35、坡面保护以后，上游面不能自由排水，坝体施工用水或雨水可能对上游坡面形成反向水压力，可能冲坏上游坡面，甚至破坏己挠筑的面板，国内已有实例，因此要重视施工期坝体排水。可以设水平排水管、竖井抽水，或两者都设。估计反向水压力较大时，在面板被上游铺盖覆盖之前，可设通向上游的水平排水管或竖井抽水，以降低坝内水位，结合施工进展适时封堵。5.3稳定分析5.3.1 本条根据原导则5.1.1条内容修订。建筑在岩基上的面板坝抵抗水压力的抗滑稳定安全系数约大于7。已建混凝土面板堆石坝的坝坡一般为1: 1. 3或1: 1. 4，已安全运行多年，故一般不需进行坝坡稳定分析。仅当在本条中指出的坝基和坝料不利，或坝体在非常运
36、行条件下，才需进行坝坡稳定分析。5.3.2 本条根据原导则5.1.2条内容修订。1 直剪试验用的设备较简单，但试件所受主应力方向是变的，试验成果和盒间的开度有关，一般不用，故删去直剪试验的内容。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，试验用料必需采用模拟级配，故增加对试验用料的要求。试验用料要注意下述各点:1)有条件时，尽可能用大尺寸的仪器，以减少缩尺的影响。2)超径颗粒含量少于40%，可用允许的最大粒组取代超径颗粒的等量替代法模拟。3)堆石料经相似模拟后，小于5mm的颗粒含量仍小于15%时，可用相似模拟法制备试验用料z否则，先相似模拟，再等量替代制备试验用料。即以
37、满足相似模拟后的小于5mm的颗粒含量为15%左右，再用等量替代法解决相似模拟后的超径颗粒。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映。剪切过程中，颗粒之间44 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指标随法向应力增加而减少，呈非线性关系。虽然以往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，建议取值时计入这个因素。5.3.3 施工期过水，并有钢筋网加固的下游坝坡，考虑钢筋网的作用时，宜先求出无钢筋网坝坡的最危险滑弧位置，再求出满足允
38、许安全系数所需的锚筋抗力，并以此进行锚筋设计。加筋堆石料的抗剪强度尚无确定方法，为校核加筋堆石体的稳定性，参考国外工程经验，提出这个近似处理方法。5.4 应力和变形分析5.4.1 本条与原导则5.2.2条内容基本相同，补充了对试验的要求。混凝土面板堆石坝的应力和变形计算模型及方法尚不完善，不能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。随着高面板坝建设的增加，一些高坝设计正在研究提高计算参数及模拟不连续结构面的精度，以此得到更可靠的应力和变形计算成果。有限元计算成果的精度和计算参数的精度有关。要得到可靠的计算成果，就要有
39、可靠的计算参数。可靠的计算参数不仅与制样条件有关，而且和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。所以，要得到较可信的坝体应力和变形计算成果，费时费钱，100m以下的坝体不一定要进行这种计算，可用经验方法估算坝体变形。对需要作坝体应刀和变形有限元计算的工程、重要工程或有条件的工程，要专门测试计算参数，其他的工程，也可用工程类比确定计算参数。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，以得到卸载变形模量。实测资料表明，蓄水期堆石料的变形模量为施工期的1.53倍，若不能作三轴卸45 载试验，可近似取卸载模量数Kur等于2倍加载模量数K，两者模量指数
40、相等。5.4.2 面板和堆石料的变形特性相差很大，面板和堆石体的变形是不连续的，需设接触面单元。否则，面板的切向位移计算值偏小，周边缝的张开值偏大。面板之间及其和趾板之间有缝分开，也是不连续界面，需用缝单元模拟。一些大坝计算表明，压缩区面板垂直缝受压，接缝可不专门模拟。拉伸区垂直缝用无厚度的缝单元模拟，受拉时，缝的弹模取近零的小值;受压时，缝的弹性模量和混凝土弹性模量一致。有限元计算成果的可信度与坝体填筑和蓄水过程棋拟也有关，需要通过施工规划预先确定，再反应到计算中。5.4.3 坝体经历烈度为8、9度的地震后，高坝坝顶地震反应强烈，需要作动力反应分析，甚至动力模型试验，以获得坝体动变形值，并校
41、核动力稳定，为抗震措施设计提供参考依据。5.4.4 本条根据原导则5.2.3条内容修订。设计期间要准确地拟定堆石料的级配和干密度是很困难的，即使作了堆石爆破和碾压试验，也会与施工结果有出人。根据施工期质量检查成果和原型观测资料，及时分析计算成果的合理性，甚至于在必要时修改设计是很重要的。但这个工作量较大，因此规定100m以上高坝才作此项工作。5.5 砂砾石坝体潘流控制5.5.1 砂砾石料具有分布的不均匀性和级配的不连续性，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，要求垫层料能起第二道防渗线的作用，规定级配应是连续的和内部结构
42、稳定的，具有半透水性。5.5.2 为作好砂砾石料的渗流控制，必须根据料源进行材料分区，将细颗粒含量高的砂砾石料放在排水区的下游。排水区可以是专门设置的，如小干沟坝F也可是下游堆石区，如墨西哥的阿46 瓜密尔巴坝。对不同的工程要作具体分析后确定。鉴于沟后坝的教训，明确竖向排水区顶部高程直高于水库正常蓄水位。竖向排水区上游设反撞层，可以阻止细颗粒流失，也可能被细颗粒淤塞，是否设反谑层，需视坝料中细颗粒含量而定。墨西哥的雅肯布坝排水区上游砂砾料小于0.075mm的颗粒含量不超过6%，采用3076mm的砾石或碎石作排水料，可同时具有排水和反臆作用。我国黑泉面板坝(高123.5m)采用4080mm 混合
43、料设在排水体上游俱11作为保护层。应据工程特点具体研究确定。5.6 地震区坝体的抗震措施5.6.1 面板坝震害观察和振动台动力模型试验表明，面板坝地震破坏始于下游坡面顶部的岩块松动、滚落导致坝顶胡塌、面板悬空、断裂。增加坝体抗震能力，应从阻止坝体堆石、滚落入手。增加坝顶宽度、下游坝坡顶部用干砌大块石，或加筋堆石加固。努列克坝按9度地震设防，在坝的上部1/5范围内设四层钢筋或钢筋混凝土梁加固，可资参考。放缓下游坡的上部坝坡，有助于堆石体稳定，提高坝体抗震能力。为节省工程量，下部坝坡可以较陡。上缓下陡的下游坝坡是强地震区坝坡的特点。在坝坡改变的地方设一马道，更有利于坝坡稳定。按照少量动力模型试验资
44、料，只需将坝体上部O.2 0.25倍坝高的坝坡放缓即可。伊朗拉尔土坝(高103m)，设计采用的地面加速度为0.25g，靠近坝顶的坝坡为1: 3.5，较低部位为1: 2.5。我国在建的云南茄子山面板坝(高101m)，按8度地震设计，上部1/4坝高的坝坡为1: 1. 6，此高程设2m宽马道，其下坝坡为1: 1. 4;青海黑泉面板坝，按8.3度地震设计，上部约1/5坝高的坝坡为1: 1. 5，设3m宽马道，其下坝坡为1:1.405.6.2 可根据设计烈度和坝前水深大小，取地震涌浪高度为0.51. 5m。47 5.6.3 强地震期间，面板可能被破坏，严重时坝体可能开裂。加大垫层区的宽度，可使垫层区不被
45、错开，保持挡水前缘的连续性，减少通过坝体的渗透流量。岸坡陡的条件下，为避免坝体与岸坡间发生裂缝，在与岸坡相邻处，需要用细垫层料填筑，加宽垫层区的尺寸。5.6.4 地震后坝体现测资料和有限元计算表明，地震期间坝体会沿纵向挤压。若在挤压应力大的部位的垂直缝内填易压缩材料，可以减少面板握凝士被压碎的危险和范围。阿瓜密结巴坝面板设5条柔性垂直缝，缝内填了沥青木板。5.6.5 研究表明，在O.75O. 8倍坝高附近面板动应力最大。坝顶堆石松动、攘落引起面板悬空，面板可能开裂，甚至断裂。增加这部分面板的配筋率，特别是顺坡向的配筋率，可以抵抗水压力产生的弯矩，以减少面板开裂的危险和范围。5.6. 为提高砂砾
46、石坝体抗震的稳定性，除增加排水区的排水能力外，其竖向排水区位置宜尽量向坝体内上游布置，以增大坝体干燥区;在下游坝坡以内一定范围，尽量采用堆石料填筑。48 6坝基处理6. 1 坝基及岸坡开挖6.1.1 本条即原导则的第4.1.1条。采用滑模浇筑趾板的工程.应将趾板线选定为折线形，线段较长，以利施工。6. 1. 2 新增条文。近期一些高坝采用了风化岩石以至残积土作为趾板基础，如:澳大利亚的利斯坝，左侧河床及左岸为3050m 深的风化岩石;哥伦比亚的萨尔瓦兴娜坝，部分趾板基础为残积层;株树桥坝，河床段趾板基础为风化板岩，左右岸趾板基础为最深近30m风化岩层等。楼流控制的主要措施为延长渗径及渗流出口处
47、的反滤料保护。6.1.3 本条根据原导则4.1. 2条内容修订。按对面板变形的影响程度，根据工程经验，对地基分别提出要求。6.1.4 本条根据原导则4.1.2条后半部分内容修订。近期修建的面板坝有不少建基于砂砾石层上，且有将趾板建基于基岩t，以及趾板与防渗墙连接的两种处理方案，并都有成功实例。国外有智利的圣塔扬那坝及普卡罗坝等，国内有柯柯亚、铜街子副坝、梅模、岑港、梁辉等坝，都是用说凝土防渗墙处理面板坝砂砾石地基的成功实例。因此，将原导则第4.1. 2条中但趾板及其下游一定范围内的砂砾石必须挖除这一规定作了修改。6.1.6 如有条件，宜将坝轴线上游的堆石地基的岸壁均开挖成;不陡于1: 0.5的
48、坡度;如有困难，应至少将趾板下游O.30. 5 H 范围的岸坡开挖成不陡于1: 0.25的坡度，并在岸边设置低压缩区。因为最上游的不密实的堆石将直接影响面板的不均匀沉降及周边缝的变形。面板可以适应碾压堆石的变形，因此现代西板坝基本不会发生结构性裂缝，但是高坝还有在周边缝附近发生平行于周边缝的49 结构性裂缝的实例。因为在周边缝附近的堆石的沉降梯度变化最大，会产生较大的面板弯曲应力。因此，根据工程的经验作出了有关规定。对于较高的坝，对陡岸边坡应作专门论证，可进行二维有限元分析，其剖面应垂直于面板及趾板基准线。6.2坝基处理6. 2. 26. 2. 5 本条对原导则4.2.3条进行补充。趾板下岩石地基表层一般裂隙夹泥层等较发育，又不能用高压灌浆，且承受的水力梯度最大，是防渗薄弱环节，因此强调了固结灌浆的作用，并力求提高灌浆压力。阿瓜密尔巴坝为了提高固结灌浆效果，先进行1kg压力的接触灌浆，然后在孔探O2.5
