1、中华人民共和国行业标准碾压式土石坝设计规范SL274二2001条文说明2002北京目次1 总则.(81) 2 主要术活.(83) 3 枢纽布置和坝型选择.(84) 4 筑坝材料选择与填筑要求.(87 ) 5 坝体结构.(1 01) 6 坝基处理(116)7 坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接.(1 27) 8 坝的计算和分析.(1 34) 9 分期施工与扩建加高.(1 57) 10 安全监测设计(160)1总则1.0.2 该条将原规范中适用于水利水电枢纽工程1级、2级、3级碾压式土石坝设计，4级、5级碾压式土石坝可参照使用改为适用于1级、2级和3级和3级以下坝高大于30m的碾压式土石坝的设计。
2、因SLl8996 (小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则第1.O. Z条规定本导则适用于SDJlZ-78(水利水电枢纽工程等级划分及设计标准)(山区、丘陵部分)中的4、5级且坝高小于30m和SDJZ17-87(水利水电枢纽工程等级划分及设计标准)(平原、滨海部分)中的4、5级碾压式土石坝。1.0.3 原规范1993年修改和补充规定改为土石坝的坝高应从防渗体(不含1昆凝土防渗墙、灌浆帷幕、截水槽等地基防渗设施)的底部算至坝顶(不含防浪墙)。本次修订为:坝高应从坝体防渗体底部算至坝顶，并补充从坝轴线部位的建基面算至坝顶的情况。因坝址地形复杂时，上、下游坡脚高程相差较大，如混凝土面板堆石坝，防渗体在
3、上游，若只用上游防渗体高程控制，坝的高度很低，不能代表坝的实际规模。1.0.5 原规范1993年修改和补充规定，取消了非常工作条件遇地震情况，使设计条件分为正常运用条件和非常运用条件两种情况。其中非常运用条件分四种情况一、施工期;二、校核洪水位下有可能形成稳定渗流情况;三、水库水位的非常降薄，如自校核洪水位降落、降落至死水位以下，大流量快速世空等;四、正常运用条件遇地震。上述非常运用条件中四、正常运用条件遇地震与其他三种情况相比，由于地震荷载大，若列在同一非常运用条件，般情况下坝坡稳定安全均由地震情况控制，其他三种情况不控制，这是不合理的。因此修改为将该种情况列为非常运用条件，将上述其他三种情
4、况列为非常运用条件I。81 1-0-6 这里特别指出，混凝土面板堆石坝、沥青:昆凝土面版和心墙土石坝、土工膜斜墙和心墙坝同属碾压式土石坝范畴，这些坝型已有相应的规范或准则，分别为SL22898(棍凝土面板堆石坝设计规范、SLOl-88(土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则和GB50Z90-98(土工合成材料应用技术规范。对上应坝型除执行本规范外还需分别执行上述有关规范。82 2主要术语共列了20个术语，其中大多数术语是在原规范中需进行单独解释的，如均质坝、土质防渗体分区坝、非土质材料防渗体坝、流土、管涌、接触冲刷和接触流失等，上述术语的解释基本上来自原规范。其中非土质材料防渗体坝只包括常用的棍凝
5、土面板堆石坝、沥青1昆凝土面板和心墙土石坝、土工膜斜墙和心墙坝，未包括钢材、木材等其他材料的防渗体坝。无粘性士、膨胀土、分散性粘土、软粘土、有机质土、温陷性黄土、红粘土、喀斯特、不连续级配土和压实度引自GB/T5027998(岩土工程基本术语标准。对无粘性士增加了含粘粒(粒径小于O.005mm)不大于3%和塑性指数不大于3;软粘土根据GBJ7-89(建筑地基基础设计规范和SL203-97(水工建筑物抗震设计规范).也增加了一些具体控制指标，又可分为淤泥、淤泥质士;有机质土引自中国建筑出版社工程地质手册)(第二版)，又根据有机质不同含量又可分为有机质土、泥炭土、泥炭。砾石土系根据其级配和生成条件
6、概括的。硬岩、软岩的定义是根据GBJ7-89(建筑地基基础设计规程确定的。83 3 枢纽布置和坝型选择3.1坝轴线3.1.2 坝轴线的曲(向上游起拱)直问题曾有人进行研究和讨论。国外有些土石坝采用过向上游起拱的曲线形坝轴线，特别是峡谷高坝，认为这样有利于防止裂缝和与陡岸连接。但实践表明，防渗体是否产生裂缝主要取决于工程措施和压实质量，近年来已不大采用这种形式。罗贡、努列克、奇科森、买加、契伏等200m以上的高坝都是采用直线，其运行情况正常。当不得已向下游起拱时，土质防渗体分区坝一般加厚防渗体和反滤层，有的沥青混凝土面板坝采用聚醋网格等加强。3.2 泄水和引水建筑物3.2.2 溢洪道和隧洞是最常
7、用的泄水建筑物。相对而言，隧洞布置较低，溢洪道位置较高。在工程运行中，在一般洪水情况下隧洞运用几率较高，只有洪水较大时才起用溢洪道。因此对于中、高坝，大多需采用隧洞、泄洪。国内外的工程实践表明，土石坝枢纽多采用溢洪道、隧洞相结合的泄洪形式，也有采用单一的溢洪道或隧洞泄洪形式。因此本条规定开敞式溢洪道和隧洞均可采用。由于溢洪道的超世能力较强，可以提高特殊情况下的运用可靠性，因此本条强调了当地形有利时，宜布设开敞式溢棋道。3.2.3 本条是从保证工程安全的目的出发，在出现意外情况时，以便将水库放空，避免出现垮坝等恶性事故。但设置泄水底孔工程投资增加较多，因此仅对地震烈度为8度、9度地区或1、2级的
8、土石坝才要求考虑是否需要设置世水底孔。3.2.4 多泥沙河流的泥沙淤积将减小库容，大大影响水库的效益，有些水库因淤积不得不加高大坝或增建泄洪设施，因此设排沙建筑物是必要的。另外泥沙淤积还影响闸门的提升，因此要求84 进口设防淤、防护措施。3.2.5 近年来的工程实践表明，对泄水建筑物进、出口附近边坡，不仅仅是简单的护坡问题，还存在着是否需要进行加固的问题。对于天然边坡有时可能仅进行坡面清理和护坡就能满足要求，而隧洞进口处开挖的边坡往往因坡度过陡而需要进行加固。比如小浪底等几个工程的进水口均为人工开挖的高边坡，不仅采用了边坡坡面保护，还采取了预应力锚索、锚杆等措施进行加固。条文中要求泄水寻|水建
9、筑物出口应采取妥善的消能措施，并使消能后的水流离开坝脚一定距离的目的是，避免水流冲刷和回流淘刷。也有的工程受地形条件限制，泄水出口布置在距坝脚较近处，有些工程的溢洪道是在坝肩的岸边山坡开挖而成，而对坝脚进行适当的保护。3.2.6 软基上的坝下埋管历来是土石坝皖忌讳的问题，除非是在迫不得已的情况下，一般不采用坝下埋管这种形式的泄水建筑物。3.3坝型选择3.3.1 本条列出了常采用的三种基本坝型，说明如下:1 均质坝均质坝是低、中坝常采用的坝型，但这种坝型有其明显的不足之处。如相对于堆石等材料，土料的抗剪强度低，对坝岐稳定不利，坝坡较缓，体积庞大，使用土料多;铺土厚度薄、填筑速度慢，填筑施工容易受
10、降雨和冰冻影响，不利于加快进度、缩短工期。因此均质坝大多为低、中坝，且坝址处除士料外，缺乏其他材料的情况下才采用。2 土质防渗体分区坝该种坝型是高、中坝最常用的坝型。目前世界上最高的坝，前苏联的罗贡坝达335m即是该种坝型。3 非土质材料防渗体坝条文中的非土质材料防渗体坝指棍凝土面板堆石坝、沥青混凝土面板和心墙坝、土工膜斜墙和心墙坝。85 1)混凝土面板堆石坝。自从20世纪60年代采用薄层堆石碾压施工工艺以来，解决了坝体沉降问题，r昆凝土面板堆石坝坝型坝体断面小、便于施工、填筑施工进度快等优点充分显现出来，因此近年来采用较多。从20世纪80年代初，我国开始引进这一坝型，目前在建的天生桥一级坝已
11、高达178m;设计中的水布埋坝，坝高达230m左右。混凝土面板堆石坝大多修建在岩基上，近年来也开始在不太深厚的覆盖层上修建混凝土面板堆石坝。2)沥青混凝土面板和心墙坝。该种坝型己应用多年，但与上述坝型相比，总数量相对偏少。近年来修建的一些抽水蓄能电站上库，为尽量减少渗漏采用了此种坝型，如天荒坪电站。3)土工膜防渗体坝。土工膜防渗体坝是近年来才开始采用的新坝型，多为中、低坝，数量不多。3.3.2 本条列出了坝型选择要考虑的7种主要因素，这7种因素对坝型选择的影响程度，因工程具体情况不同而有所不同。相对而言，第14种因素对坝型选择影响较大。土石坝在很大程度上是因材设计的，所以当地筑坝材料情况如何对
12、坝型选择往往起决定性的作用。在国内向质坝多为中、低坝。高于100m的碧口、石头河、鲁布革、小浪底等均为土质防渗体分区坝。国外的土质防渗体分区坝已达300m以上。3.3.3 用土工膜作防渗体的坝近些年来也有较快的发展，多用于病险坝除险加固，单独用土工膜或复合士工膜的新建坝相对较少。采用土工膜作防渗体的有:浙江小岭头坝，高36m;云南李家菁坝，高30.6m;浙江源口坝，高26m;吉林白河301坝，高21.5m; 青海温泉坝，高17.5m等。从国内总的发展水平看，土工膜防渗体坝仍处于初期发展阶段，没有形成成熟的设计施工技术体系。因此，规定可用于3级低坝。86 4 筑坝材料选择与填筑要求4. 1筑坝材
13、料选择4. 1. 1 查明筑坝材料的性质、储量和分布是土石坝设计的首要工作，目的是经济合理地选择筑坝材料，确定合适的坝型和断面结构，并保证顺利施工。本条将枢纽建筑物开挖料提到与天然筑坝材料同等重要的地位，旨在引起设计者对开挖料应用的重视。4.1.2 本条提出了筑坝材料选择的三项原则，说明如下:1 防渗材料、反滤料和坝壳料等在坝体中所起作用不同，对材料的要求也不同。当某种材料不能完全适应使用的目的时，需要进行处理。如人工掺合砾石土、轧制掺合反捷、料、分散性土改性等。2 就地取材是设计当地材料坝的基本原则。当坝址附近有多种筑坝材料可选用时，在满足技术要求的前提下，尽量采用运距近的材料，以降低工程造
14、价，不片面追求所谓的材料高质量。3 便于开采、运输和压实的要求对于缩短工期、保证工程质量、降低工程造价等均有重要的意义。4.1.3 充分利用枢纽建筑物开挖料，不仅有利于降低工程造价，也有利于减少环境污染，理应引起重视。近年来修建的天生桥一级和小浪底等坝，均较重视开挖料的应用。本条提出对建筑物开挖料利用要求的目的，除了要更多地掌握开挖料的资料，还要使设计者注意没有充分的理由不能将开挖料弃掉，从开始阶段，以及各个环节做好开挖料利用的工作，确保开挖料的利用落到实处。4.1.4 近20年来土石坝建设的突出进步之一，就是筑坝材料的应用范围越来越广。风化料、软岩、砾石士等越来越多地用于筑坝，有利于充分发挥
15、土石坝就地取材、就近取材的优势。如鲁布87 革坝采用风化的砂页岩填筑防渗体，十三陵抽水蓄能电站上库坝采用风化安山岩、大厂坝采用风化花岗岩筑坝等。由于坝料处理技术的发展，对不完全满足要求的土石料处理后上坝，更加拓宽了筑坝材料的应用范围。如前苏联努列克坝(高300m)的心墙材料，由于料场土料含砾量极不均匀(从080%)是经过堆料场混合，使砾石含量都在20%50%之间才上坝的。鲁布革坝填筑防渗体的风化料剔除了超径石后上坝，小浪底坝采用砂砾石与粘土掺合料填筑内铺盖，反捕、料采用轧制料与筛分料掺合。对所列出的不宜采用的三类土，因含较多的粘粒或存在未分解的有机质等，故不宜用作坝料。4.1.5 本条对用作防
16、渗土料(包括砾石土)的渗透系数、水潜盐和有机质三项基本指标作了定量规定，并对塑性、渗透稳定性和失水体积变化提出了定性要求。分别说明如下:1 渗透系数。国内已建成的心墙和斜墙坝防渗料的渗透系数一般不大于10-6cm/s均质坝不大于10元m/so2 水溶盐含量。水溶盐一般分为易溶盐、中搭盐和难榕盐三类。易溶盐包括氯盐、重碳酸盐、碳酸销和硫酸铀等，中榕盐主要是石膏，难溶盐包括碳酸钙、碳酸镜等。难溶盐在非浸蚀性水中淋洗速度很慢，引起的填土性质变化一般可以不计。因此规范仅对易榕盐、中潜盐的含量提出要求。常用的筑坝土料中的易洛盐含量一般不大，但石膏在长期渗透作用下的淋洗使土料性质变坏，会产生附加沉降，是实
17、践中必须考虑的主要问题。为降低石膏的淋洗速度，工程实践中常采用提高压实密度、降低渗透系数和减小渗透比降等措施。针对石膏淋洗将会产生附加沉降的情况，常采用增加超高的工程措施。对水溶盐含量，国内外没有统一规定。前苏联CHH口2.06.05.84规定氯盐含量不超过5%。其他国家的规范没有定量规定。3 有机质含量。土中有机质有两种:未完全分解的植物残渣、树皮革根等，这些有机质的继续分解可以在土中形成孔洞，其化学变化能改变土的性质;完全分解的有机质，这种有机质对88 土的影响与其处于分散或凝聚状态有关。前苏联CHHIT2.06. 05. 84规定未完全分解的有机质含量不大于5%.完全分解的有机质含量不大
18、于8%。日本坝工规范仅说明有机质含量高不好，没有定量规定。相比之下，本规范规定偏于严格。防渗体土料的塑性、渗透稳定性和浸水与失水时的体积变化不能定量地给出规定，在设计中只能根据工程的具体情况.参照已建的类似工程，经论证研究确定。4.1.6 本条列出了几种不宜采用的粘性士，说明如下:1 塑性指数大于20和液限大于40%的冲积粘土和干硬粘土主要是施工不便，不易保证填筑质量，对含水率比较敏感。干硬粘土不易压散，含水率不易调整均匀。膨胀土遇水易膨胀，失水易裂缝和形成干硬土块。2 冻土块不易压碎，含水率一般偏高，填筑往往不密实。融化后抗剪强度显著降低，对稳定不利;融化时还有融沉问题，使坝体附加沉降加大。
19、4.1.7 红粘土是在湿热气候条件下的风化产物，我国南方分布较多。在成土过程中，二氧化硅、碱和碱土金属不断淋洗，使铁铝相对富集，形成以高岭石为主，含有大量铁铝氧化物的红色或棕色粘土。在酸性介质条件下，可以形成稳固的团粒结构。其主要特征为:1)矿物成分以高岭石为主;2)化学成分，土悬液的pH值小于7.二氧化硅和三二氧化物的当量比小于12;游离氧化物含量高;3)物性指标，比重高达2.82. 9或更高;流塑限都高而塑性指数不大，塑性图上的位置在A线以下;4)渗透系数一般为10-61。一7cm/s左右;5)压缩性，由于粒间结合力强而耐水，其容重虽低，但具有中低压缩性。而在高压力下压缩变形并未停止，不过
20、没有因团粒结构崩溃而突然下沉的现象;89 6)抗剪强度比同样密度的一般粘土高，并具有某些粒状土的性质。以往曾认为，红粘士粘粒含量和含水率高、密度低，不适宜作筑坝材料。但实践证明，红粘土具有较高的抗剪强度和抗冲刷能力，且具有中低压缩性，用红粘土填筑的士坝已运行多年，情况良好。如1969年建成的毛家村土坝，1961年建成的云南庄寨水库土坝等。红粘士干燥脱水的不可逆性也比一般粘士突出，是物理力学性质试验时需注意的问题。由于红粘土在高压力下的变形特性，使得高坝的总沉降量往往偏大，因此要求论证其压缩性是否满足要求。4.1.8 分散性粘士遇到低含盐量的水会出现冲蚀和淋蚀破坏，给工程带来危害。条文中规定的改
21、性、做好反滤、易冲刷部位不采用分散性粘土等措施是根据一般经验制定的，采用时要根据工程的实际需要，参照类似工程经验，同时采取其他的措施。分散性粘士的改性一般采用掺入一定比例的石灰以抑制其分散性。4.1.9 碾压后的黄土是否具有温陷性，决定于碾压过程中对其原状结构的破坏程度。湿陷性黄土用于筑坝时，只有在合适的含水率下压实到较高的密实度，彻底地破坏其原状结构，才能消除其湿陷性。黄土一般不耐冲刷，且塑性偏低，适应变形的能力较差，易发生裂缝，因此要求保护黄土的反臆要经试验验证。4. 1. 104. 1. 12 国外土石坝，尤其是高土石坝，采用砾石土作防渗料的土石坝很多，如前苏联高335m的罗贡坝，墨西哥
22、高263m的奇科森坝。近年来，采用砾石土作防渗料的优越性已被国内的设计者所认可，鲁布革坝的心墙、小浪底坝的内铺盖均采用砾石士填筑。作为防渗料的砾石土，最大粒径一般在75150mm之间，国90 内多在100mm下。击实试验表明，砾石土具有两个特征砾石(粒径大于5mm)含量值。一般文献中称砾石开始起骨架作用的含砾量为第一特征含砾量(用PS1表示).砾石完全起骨架作用的含砾量为第二特征含砾量(用PsI表示)。当砾石含量小于P51时，干密度随砾石含量成比例增加，其中的细料(粒径小于5mm)都可以压实到最大干密度;当含砾量大于矶时，干密度不随砾石含量成比例增加，其中的细料已不能压实到最大干密度;当含砾量
23、等于P5E时，最大干密度达到最大值，再增加砾石含量，最大干密度反而减小。当含砾量大于P5E时，渗透系数增大很多，往往不满足防渗要求。同时由于砾石已完全起骨架作用，细颗粒不能得到压实，在渗透水作用下很容易产生渗透变形。条文中含砾量就是参照一般砾石土的乱规定的。砾石土的P5 I并不是一个常数，大多在40%60%之间。试验表明，砾石土的渗透系数与小于0.075mm颗粒含量密切相关。一般情况下，当砾石土小于0.075mm颗粒含量小于10%时，渗透系数就会大于10cm/s.而不适于作防渗材料。一般要求小于0.075mm颗粒含量在15%20%以上。在工程实践中，粘土质砾和粉土质砾均有采用。粘土质砾的临界渗
24、透比降较高，不易发生渗透变形。粉土质砾临界渗透比降较低，级配不良时易发生渗透变形，工程实践中有发生渗透破坏的实例。4. 1. 13 膨胀土的胀缩性强弱除与矿物的亲水性有关外，还与密实度、含水率及外在约束有关。比如，高密实度、低含水率的膨胀土膨胀性就强，反之就弱;外在的约束条件对膨胀量有明显的影响，稍加约束力，膨胀量就可以减小很多。膨胀士在约束条件下浸水，其抗剪强度没有明显降低。根据这些特点，采用膨胀土筑坝时，常选择带心墙的坝型、表层加盖重或换成非膨胀土，以及降低填筑密度、填筑含水率控制在最优含水率湿侧等。另外，膨胀土和分散性土属于同一范畴的士类，强烈膨胀的91 土可能具有分散性，设计时要引起注
25、意。4.1.15 反滤的成功与否，除反滤材料的透水性和母岩质量外，突出反映在级配上。因此，条文明确要求反滤要具有要求的级配。小于O.075mm颗粒含量的多少影响反滤料的透水性，条文中规定不超过5%是根据一般经验确定的。关于反滤料母岩的质量问题。一般采用中高强度的岩石，不允许采用风化料。4. 1. 16 本条的目的是选择反滤料材料时，要综合考虑技术、经济以及料场开采和弃料处理对环境的影响等多种因素确定。不仅仅是在缺乏天然砂砾料时才选用人工砂或碎石，即使砂砾料料源储量丰富，但颗粒级配不理想时.采用天然料与轧制料的掺和料，在技术、经济上也可能是合理的。如黄河小浪底斜心墙土苟坝的反滤料，因料场砂砾料中
26、5lmm的颗粒含量较少，属不良级配。经技术经济比较，采用了筛分和轧制的掺和料，实践证明是合理的。4.1.17 土石坝用土工织物作反滤层，在GB50290-98(下简称79规程)，与S0128二84、S0128-87(土工试验规程(下简称84规程)的击实标准有所不同，79规程的击实功能(南实仪)高于84规程(接近于普氏仪), 1999年颁布的SL2371999(土工试验规程与84规程相近。84规程编制时曾将两种击实标准进行对比试验验证，试验结果见表1。试验结果表明，79规程方法试验最大干密度与84规程试验最大干密度的比值在1.0191. 023之间。为进一步验证它们之间的差别，原水利电力部水利水
27、电规划设计总院曾下达水规水(1993) 062号文关于开展碾压式土石坝设计规范补充试验的函，要求国家电力公司成都勘测设计院等七个单位用冰磺土、砾石土、掺和料、粘土、壤土、砂壤土等进行对比试验，试验结果见表2;从表中试验成果可知，南实仪所得最大干密度为普氏仪的1. 0001. 040倍，平均为1.017倍。正在施工的小浪底土石坝，也曾按照79规程和84规程的两种方法分别做过多组击实试验，其最大干密度的关系见表3;从表中可看出，按79规程进行的击实试验所得的土料最大干密度为84规程的1.0081. 018倍。以上共做了15种土料的对比试验，79规程的最大干密度是84规程的1. OOO1. 040倍
28、，其中67%达1.015倍以上。上述对比实验表明，适当提高压实度是有必要的。表1击实试验对比(一)最大干密度序编号分类土名液限塑限塑性指数(g/cm3) (7)/(8) 号(%) (%) (%) 离实仪普氏仪(1) (2) (3 ) (4) (5) (6) (7) (8) (9 ) 1 A CH 高液限粘质t45.8 29.2 16.6 . 60 1.57 . 019 2 E CI 中液限粘质土30.2 17.9 12.3 1.76 1.72 . 023 3 F CL 低液限粘质上25.8 19. 1 6.7 1.62 . 59 1.019 94 表2击实试验对比(二)最大干密度序液限塑限塑性
29、指数编号分类土名(g/cm3) 号(%) (%) 0.0 11. 06 1.00 1. 01 1. 02 1.03 1.04 1.05 1. 06 频数2 2 。6 11 l 。1 1 分布频率(%)8.3 8. 3 0.0 25.0 45.8 4.2 0.0 4.2 4.2 累积频率(%)8.3 16.6 16.6 41. 6 87.4 91. 6 91.6 95.8 100 上述统计分析表明，压实干密度与设计干密度比值大于1.01 的占83.4%，大于1.020的占58.4%。按此推算比值大于1.015 的约为70%。从上述统计资料分析可知，无论是采用现代化机械施工的土石坝，还是采用传统压
30、实机械施工的土石坝，无论是粘土，还是砾石士，从实际的压实水平和能力而言，压实度提高1%2%，均是可行的。3 压实度推算根据上述击实试验方法对比结果，为使84规程和79规程压实效果一致，压实度标准应提高为原来的1.015倍。对于1级、2级坝和高坝，原压实度为不低于97%99%，增为:p= (97%99%) X 1. 015=98. 5%100. 5% 97 条文中取P=98%100%对于3级中、低坝及3级以下的中坝，原压实度为不低于95%97% ，增为zp= (95%97%) X015=96.4%98.5% 考虑到原规范包括4级、5级低坝，而本规范不包括4级、5级低坝，同时考虑到SL189-96
31、(小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则规定4级、5级低坝的压实度取95%97%，条文中取p=96%98%。已建工程中，美国和加拿大的一些土石坝，用普氏击实仪压实度采用100%，小浪底土石坝用普氏击实仪压实度也采用100%。第3款指出有特殊用途和性质特殊的土料的压实度确定问题。对于有特殊用途的土料，如混凝土防渗墙顶部的高塑性土，要求能承受较大的变形，并不要求太高的压实度;对于性质特殊的土料，如膨胀土，为减小其膨胀性希望压实度低一些，而湿陷性黄土，需最大限度地破坏其原状结构，使其不再具有湿陷性，希望压实度高一些。因此.对类似上述这些情况，就需要根据工程实际情况.确定合适的压实度。4.2.5 条文中
32、对砂和砂砾石等不同材料，坝壳和反嘘层等不同部位，提出了不同的相对密度要求，其数值是根据一般经验确定的。粗粒料含量小于50%，细料(小于5mm的颗粒)大于50%，此时为砂包粒，因此要求细料的相对密度也应满足本条要求，尤其防止地震液化时，更需这种控制。对于砂砾石，实际应用中一般根据不同级配(往往是以含粗粒料百分数不同进行控制)的室内试验结果整理出级配一于密度相对密度关系，以便现场挖坑取样检查时，能根据测出的级配和干密度，查出相对密度是否满足要求。4.2.6 由于目前没有有效的方法确定堆石的相对密度，仍按般经验采用孔隙率作为填筑标准。条文中土质防渗体土石坝和沥青:昆凝土心墙坝堆石料的孔隙率20%28
33、%是根据一般经验规定98 的。在选择时需根据材料特性、坝高、坝型及坝体填筑部位经技术经济比较确定。棍凝土面板堆石坝各种树料要求的孔隙率见SL228-98 (混凝土面板堆石坝设计规范。4.2.7 以施工参数控制堆石的压实质量是国内外工程常采用的方法。4.2.8 加水有利于岩块棱角的破碎，并可以减小堆石岩块之间的摩擦力，同时可将压碎的表层细颗粒充填到下部岩块的孔隙中，有利于提高堆石的压实程度，因此是堆石碾压时常用的措施。对于岩石软化系数较高的硬岩堆石，加水对提高堆石密实程度的作用可能不大，因此条文规定应通过碾压试验确定。4.2.9 碾压试验的目的是校核设计规定的填筑标准及碾压参数是否合适。规范规定
34、的填筑标准是根据一般经验确定的，对具体工程并不一定完全合适.因此要求通过碾压试验进行校核，为修正设计选定的填筑标准提供依据。条文中提出了砾石主、风化岩石、软岩堆石料、湿陷性黄土等几种性质特殊土石料的填筑标准应进行专门碾压试验校核，说明如下:1 砾石土、风化岩石、软岩堆石料碾压前后的级配变化较大，因此有必要进行专门的碾压试验。2 湿陷性黄土原状结构的破坏程度，对坝体变形等的影响至关重要，因此有必要进行专门碾压试验。4.2.10 大量的研究成果表明，在最优含水率的干侧和湿侧压实的土，具有不同的结构和不同的力学性质。在干侧压实的土偏向于颗粒任意排列的凝聚性结构，湿侧压实的土偏向于颗粒定向排列的分散性
35、结构。干侧压实的土，孔隙压力明显减小、强度高;但过干时，碾压时易发生干松层、土的结构不均匀、有较大孔隙、渗透系数明显增加等，浸水后将产生附加沉降。在湿侧压实的土，可增加其塑性，土的结构较均匀，渗透系数降低，模量降低，对不均匀沉降的适应性较好;过湿时，碾压99 时易形成所谓的弹簧土或称橡皮土飞还会影响重型机械施工。填筑于混凝土防渗墙顶部及与岩石坝基、岸坡接触部位的粘土料，要求有较高的塑性和适应不均匀变形的能力，因此雯求在大于最优含水率的情况下填筑。对于材料性质或客观条件特殊的情况，砾石土也有采用高于最优含水率较多的情况下填筑的。如鲁布革坝，采用砾石土填筑心墙，根据材料特性，采用的填筑含水率大于最
36、优含水率1%5%，大大方便了施工，取得了良好的效果。100 5坝体结构5. 1坝体分区5.1.2 本条是针对以往坝体分区中曾有采用所谓任意料区这一问题而制定的。以往设任意料区的本意并不是施工承包商可任意用哪种材料上坝均可，而是将某一特定部位的材料相压实要求降低而已，因此定义为任意料区是不确切的。按SL01-97 (水利水电技术标准编写规定的规定，技术要求必须可供考核、检验和统计，因此增加此条款。5. 1. 35. 1. 4 条文提出了均质坝、土质防渗体分区坝的坝体分区要求，其目的是促使土石坝材料分区方法标准化，便于技术资料的相互交流和提高。5.1.6 对于高土石坝而言，围堪(主要是上游围堪)高
37、度和填方量很大，若与坝体结合经济效益非常明显。近代高土石坝较多地采用了这种形式，如原苏联的罗贡坝、努列克坝，美国的奥洛维尔坝、新美浓坝，加拿大的买加坝、被太基山坝、马尼克3号坝，墨西哥的奇科森坝，我国援建阿尔巴尼亚的菲尔泽坝，我国的小浪底坝等。5.2坝坡5.2.2 沥青温凝土面板坝上游坡最小坡度1: 1. 7.是根据施工要求确定的。5.2.3 对坝基深层稳定问题，一般情况下，除坝基进行加固外，解决坝坡稳定问题，采用压饿的方法最为经济和有效。5.2.4 由于地震加速度分布系数在坝顶处较大，坝顶附近震害较严重，因此采用上缓下陡的坝坡。坝顶处局部边坡加固也是有效的措施。5.2.5 删除了原规范条款中
38、一般在下游坡每隔1030m设置101 条马道。根据目前坝的发展，上游坝坡除观测需要外，已趋向不设马道，下游坝坡也跑向于不设和少设马道。根据石头河和碧口坝的经验，在坝坡上设置斜马道的效果很好，对坝面交通布置极为有利。国外狭窄河谷中的高土石坝般都在下游设Z字形上坝公路，以避免在岸坡开挖道路的困难。5.3坝顶超高5. 3. 1 5. 3. 2 坝顶在静水位以上超高系根据SL252一-2000(水利水电工程等级划分及洪水标准的规定确定的。坝工建设中曾有因库区大体积滑坡引起塞浪漫过坝顶而造成巨大损失的事例，国内如拓摸水电站，国外如意大利的瓦希昂水电站，从而引起了工程界的重视。故要求如库区内有可能发生大体
39、积塌岸和滑坡而引起的塞浪时，塞浪高度及对坝面的破坏能力等应进行专门研究。5.3.3 有些工程的正常蓄水位高于设计洪水位，如小浪底工程，因此增加了正常蓄水位与正常运用条件的坝顶超高的组合情况。5.3.4 与SL252-2000(水利水电工程等级划分及洪水标准的规定稍有差别，即坝顶高防浪墙时坝顶高程应不低于水库正常蓄水位，改为坝顶高程应不低于非常运用时的静水位。5.3.5 本条对计算风浪的风速做了三条规定，系根据国内已有的经验确定的。5.3.6 原规范规定在坝的中段预留超高O.30. 5m，目的是使土石坝万一溃决时，不从坝的中部先行漫溢，以减缓费坝速度。由于坝顶高程不够引起溃坝可能有以下两种情况z
40、其一是坝顶超高偏小p其二是竣工后坝体沉降。若是属于第一种情况，应在坝顶安全超高中考虑。因此本条修改后，指明是第二种情况预留超高。5.4坝顶构造5.4.1 本条删除了原规范中关于人防要求的规定。我国坝顶公路102 纳入外部公路网作为永久公路的情况并不多见，因此也删除了相关内容。据统计，一般高坝坝顶宽度不大于15m，因此删除了对高坝坝顶最小宽度选用1015m中最小的限制。5.4.2 关于坝顶护面材料，过去多采用砂砾石、泥结碎石、沥青碎石等，以防止防渗体的干裂和雨水冲蚀，这些材料都是柔性的，可以适应坝的变形，坝体有裂缝也容易发现，现仍普遍采用。但从某些工程失事的教训看，洪水首先漫过防浪墙，冲蚀坝、顶
41、材料使防浪墙淘脚而被推倒，造成洪水漫顶而失事。因此，如坝顶用一些耐冲的材料，如混凝土、沥青、砌石等，对防汛有一定的好处。但厚层混凝土刚度较大，可能不与坝体变形同步，会使士与混凝土之间出现间隙，坝体裂缝也不易发现，这是不足之处。5.4.4 从坝的失事实例得出，有坚固的不透水的防浪墙有助于防汛。因此防浪墙除防浪外，在特殊情况还要有挡水功能，所以除要求防浪墙进行强度和稳定复核外，并要求设伸缩缝及止水。根据已建坝的经验，防浪墙一般高出坝顶.O1.2m。5. 4. 75. 4. 8 随着国民经济的发展和人民物质文化水平的提高，高坝库区常被开辟为旅游区，游人较多，因此高坝坝顶设置栏杆或其他防护设施是必要的
42、。间时，为美化环境，提出了要注意建筑艺术的处理。5.5防渗体5.5.2 土质防渗体顶宽定为3.0m，系考虑机械施工的要求。士质防渗体厚度理论上应根据允许渗透比降确定，但太棒对抗震抗裂不利，根据实际工程经验提出斜墙坝底部厚度不小于水头的1/5，心墙坝不宜小于水头的1/4。一些土石坝防渗体厚度的实例见表705- 5- 3 系根据SL252-2000(水利水电工程等级划分及洪水标准的规定确定的。本条增加了并应核算风浪爬高高度的影响，因上述是在无风浪时的最低要求。若风浪较高，按静水位确定的心墙顶高程会距103 坝顶较高。如新疆某29.5m高的心墙坝，坝顶高程为368.00m，正常蓄水位364.20m，
43、心墙顶高程为364.60，由于风浪较高，坝顶设有高1.0m的防浪墙，防浪墙和心墙顶之间未连接。显然在频繁的风浪作用下，库水有可能通过心墙顶部向下游渗水。大坝已完工，根据蓄水安全鉴定审查意见，在心墙和防浪墙之间开槽重新做防渗体。实质上，即使无防浪墙，如风浪较高，防渗体顶部也应相应抬高，以防风浪形成塞水通过防渗体顶部渗至下游。表7一些土石坝防渗体厚度的实例坝名国名坝离坝型H (m) 防渗体底宽B(m) H/B 防渗体材料库加尔美国158 斜心墙36. 6 4. 3 风化料斯伐提文挪威125 心墙25 5.0 冰破土布朗尼美国122 斜墙12 12.2 粘土梯克维南斯拉夫113.5 斜心墙23 5.
44、0 壤士牧尾日本106 心墙27 3.9 火山灰夹角砾卡里门采南斯拉夫92 斜心墙20 4.9 壤土肯尼加拿大85 斜墙16 5.3 窄口中国77 心墙12 6.4 粘土拜肯美国66 斜辅19.3 5.4 陆浑中国55 斜墙8 6.9 壤土横山中国48.6 心墙12 4.1 红土柴河中国42 心墙5 8.4 壤土提按垂直厚度汁。5.6 反滤层和过渡层5.6.2 一般情况下土质防渗体下游均需设反滤层。但国内有些工程，防渗体和坝壳之间满足了反捷要求，因此未设反滤层。如毛家村土坝(高80.5m)、柴河土坝(高48m)、花凉亭土坝(高57m)、陆浑土坝(高55m)等，因其心墙下游的坝壳料能满足反滤要求
45、，而未设反滤层(陆浑土坝规定不允许大于100mm砾石靠近防渗体)。上述实例还体现了可用天然砂石料直接作为反滤层的104 概念。5.6.4 一般覆盖层的允许渗透比降较小，因此要求与下游坝壳接触带在不满足反滤要求时设反滤层。下游坝壳与断层带、破碎带等接触部位，断层、破碎带中的细颗粒在渗流冲刷下有可能冲进坝壳，故要求设反滤层。5.6.5 虽然设计上可以采取各种措施防止防渗体裂缝，但往往不能完全避免。因此，要求设计的反滤层需使防渗体颗粒不致被渗透水流带走、并逐渐淤塞而使裂缝闭合是非常必要的。5.6.6 上游反滤层的工作条件与下游反捷层不同，主要是水库水位降落时，保护防渗体不受冲蚀，承受的水力坡降较小(
46、抽水蓄能水库库水位变化幅度大且快，除外)，不像防渗体下游的反嘘层承受很大的水力坡降。有人认为上游反洁、料应在防渗体裂缝时，有细粒被带入裂缝中起到龄塞裂缝的作用，并按此进行反滤设计;根据试验，上游细颗粒不易被带入裂缝，使裂缝自愈主要靠下游反滤料。因此上游反滤层可以适当简化。5.6.7 关于反滤层的设计说明如下。1 保护无粘性土设计:1)对不均匀系数C58的无粘性土，太沙基的准则选出的反滤料一般偏粗，不能保护细料的流失，特别是缺乏中间粒径的无粘性土，更不适用。对于非均匀土，需保护其中的细粒部分，才能保护全料不发生渗透变形。所以附录B中对C8的被保护土，规定取C58的第层反滤料，在满足5mm粒径颗桂
47、含量大于40%和不产生分离情况下，初步计算建议采用5mm以下细料的D15作为计算位径，且全料的D15粒径显然比5mm以下的D15大，有可能使反搪料透水性偏大和被保护土细料流失。在上述两条(小于5mm粒径颗粒含量大于40%和不产生分离)的情况下，虽然有可能满足反滤要求，但并不十分可靠，因此要求最终由反滤试验确定。2 保护粘性土的反滤层设计:采用了谢拉德1989年方法，该方法是在1984年方法基础上进一步研究的成果。美国内务部垦务局设计标准NO.13填筑坝(1987版)利用了其部分内容，1994年美国国家王程手册)(Na tional Engineering Handbook)，以谢拉德等人198
48、9年反滤料的设计准则为基础，总结了以往的试验研究和实践经验，提出了比较完整的砂砾石反滤料的级配设计;同期国际大坝委员会(lCOLD)出版的土石坝粒料反滤和排水)(EMBANKMENT DA如1:SGRANULAR FILTERS AND DRAINS , Review and rec ommendations)也编入了这一方法。以谢拉德等人为代表的反滤设计方法，优点为:对被保护土的分类简单明了，涵盖所有类土;设计步骤明确，可直接求出反滤料级配。1992年由土石坝工程介绍到我国。作为近年代表反掠料设计发展的一种设计方法，将该反滤设计方法的步骤全面介绍如下1第1步:用足够的土样绘制被保护土料的粒径级配曲线。第2步:若被保护土不含大于4号筛(4.75mm)的颗粒，可直接进入第4步。第3步:若被保护土含有大于4号筛(4.75mm)颗粒，按下述方法调整级配曲线。(1) 100除以小于4号筛(4.
