《砌石坝设计规范》(SL25-2006).pdf

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《砌石坝设计规范》(SL25-2006).pdf

砌石坝设计规范 Design specification for stone masonry dam

中华人民共和国水利部发布

数及分析方法所得的成果。 一原规范第九章“观测设计”(现为第10章)改为“安全 测设计”,明确规定工程监测范围,增补安全监测设计遵循的 则,增加主要设施的布置及要求。 一一删除原规范附录三、附录五;附录一、二、四、六相应 为附录A、C、G、B。 本规范实施后替代《浆砌石坝设计规范》(SL25一91)。 本规范批准部门:中华人民共和国水利部 本规范主持机构:水利部水利水电规划设计总院 本规范解释单位:水利部水利水电规划设计总院 本规范主编单位:贵州省水利厅 本规范参编单位:水利部湖南水利水电勘测设计研究院、 水利部福建水利水电勘测设计研究院、 贵州省水利水电勤测设计研究院、 贵州省遵义水利水电勘测设计研究院 本规范主要起草人:黎展眉王良之高世宝何启荣 杨卫中 本规范审查会议技术负责人:沈凤生雷兴顺 本规范体例格式审查人:陈登毅

参数及分析方法所得的成果。 一一原规范第九章“观测设计”(现为第10章)改为“安全 监测设计”,明确规定工程监测范围,增补安全监测设计遵循的 原则某奶牛托管园挤奶厅及综合牛舍建设工程施工组织设计,增加主要设施的布置及要求。 一删除原规范附录三、附录五;附录一、二、四、六相应 改为附录A、C、G、B。 本规范实施后替代《浆砌石坝设计规范》(SL25一91)。

坝基处理...... 26 28 28 28 10 1 31 10.2监测项目与监测设施布置 **........*.. 附录A砌石体主要力学指标..……….….34 附录B砌石体变形(弹性)模量、抗压强度试验方法40 附录荷载计算公式...…..…..…........................…...43 附录D坝前泥沙冲淤计算的期限.………...57 附录E砌石重力坝坝基深层抗滑稳定 安全系数及计算公式 附录F考虑坝体分层异弹模特性,用材料力学方法计算 砌石重力坝坝体应力 ..................................1 附录G用材料力学方法计算重力墩、推力墩的应力…66 标准用词说明 ............................................................9 格送四

1.0.1为适应础石坝工程建设发展的需要,规范砌石坝设计, 对《浆砌石坝设计规范》(SL25一91)进行修订,使砌石坝设计 做到安全适用、经济合理、技术先进、质量保证,特制定本 规范。 1.0.2本规范适用于大、中型水利水电工程中的2级、3级砌 石坝或坝高超过50m的4级、5级砌石坝的设计。其他砌石坝设 计可参照使用。 对于坝高超过100m的砌石坝,设计时应进行必要的专题 研究。 1.0.3砌石坝按其坝高分为低坝、中坝和高坝。坝高在30m以 下为低坝,坝高在30~70m为中坝,坝高在70m以上为高坝。 1.0.4砌石拱坝按其厚高比分为薄拱坝、中厚拱坝和厚拱坝 (或称重力拱坝)。薄拱坝厚高比小于0.2,中厚拱坝厚高比为 0.2~0.35,厚拱坝厚高比大于0.35。 1.0.5设计砌石坝应重视和研究下列问题: 1建坝地区的各项基本资料。包括河流规划、综合利用要 求以及水文、气象、地形、地质、地震、建筑材料、施工和运用 条件等。 2合理选择坝型、坝址、坝线,简化坝体结构,并结合枢 纽布置全面研究坝体布置与其他建筑物的关系,力求选择最佳 方案。 3坝基处理和坝体防渗。 4泄洪消能防冲。 5施工导流和度汛。 6建筑材料、施工方式及施工技术的采用,应因地制宜, 在总结实践经验和进行科学试验的基础上,积极、慎重地采用新

材料、新技术、新工艺。 7降低工程造价和缩短建设工期的措施。 此外,还应研究与同类型混凝土坝设计中的异同,重视砌石 坝的材料试验、结构计算和分析研究,逐步探求和应用反映砌石 坝结构特点的设计和计算方法。 1.0.6砌石坝设计除应符合本规范规定外,尚应符合国家现行 有关标准的规定

1.0.7本规范主要引用下列标准:

采用水泥砂浆或一、二级配混凝土作胶凝材料的砌石坝,其 主要坝型有砌石重力坝和砌石拱坝两种

建基面的最低点(不包括局部深槽、井或洞)至坝顶的 高度。

2.1.3刚体极限平衡法

P一泥沙压力; P一一泥沙压力强度; P一浪压力; F一冰块撞击坝面的动冰压力; P.—溢流反弧段上离心力合力的水平分力;

P,一一溢流反弧段上离心力合力的垂直分力; a、α、α坝基面扬压力强度系数; T一断面平均温度变化; T一等效线性温差变化。

按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数; K 按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数

3.1.1劲石体采用的石料应符合下列规定:

.1.1额石体末用的石种应付告下列规定: 1石料应新鲜、完整,质地坚硬,不得有剥落层和裂纹。 2石料按外形可分为毛石、块石、粗料石三种。 毛石:无一定规格形状,单块重量宜大于25kg,中部或局 部厚度不宜小于20cm。 块石:外形大致呈方形,上、下两面基本平行且大致平整, 无尖角、薄边,块厚宜大于20cm。 毛石、块石最大边长(长、宽、高)不宜大于100cm。 粗料石:应棱角分明,六面基本平整,同一面最大高差不宜 大于石料长度的3%,石料长度宜大于50cm,宽度、高度不宜 小于25cm。 3石料的抗压强度可根据石料饱和抗压强度值划分为 >100MPa、80MPa、60MPa、50MPa、40MPa、30MPa六级。 4石料使用前应进行岩块的物理力学性质试验,中小型工 程无条件时,可按本规范附录A表A.0.1选用。 3.1.2砌石体采用的骨料应符合下列规定: 1骨料的品质必须符合《水工混凝土试验规程》(SD105一 82)的规定。 2细骨料分天然砂和人工砂两类。人工砂不应包括软质岩、 风化岩石的颗粒。天然砂和人工砂最大粒径均宜小于5mm。 3粗骨料(砾石、碎石)宜按粒径分级:当最大粒径为 20mm时,分成5~20mm一级;当最大粒径为40mm时,分成 5~20mm和20~40mm两级。 3.1.3胶凝材料: 1砌石体的胶凝材料主要有水泥砂浆和一、二级配混凝土。

2胶凝材料采用的强度等级或标号强度如下: 水泥采用强度等级,常用的有32.5、42.5、52.5三种。 水泥砂浆常用的标号强度分为5.0MPa、7.5MPa、10.0MPa、 12.5MPa四种。 混凝土常用的标号强度分为10.0MPa、15.0MPa、20.0MPa 三种。 注:其标号强度是指15cm立方体90d或180d的抗压强度,其保证率 为80% 3胶凝材料的配合比应满足砌石体设计强度的要求。 4胶凝材料宜适量掺人外加剂和掺和料,最优掺量应通过 试验确定。

3.2.1砌石体的设计密度Pa,可根据砌石体类别在下列范围内 选用:

3.2.3砌石体的变形参数的选用应符合下列规定:

1砌石体的变形模量E。和弹性模量E.宜按本规范附录B 的方法试验测定,对无条件进行试验的工程,可按本规范附录A 表A.0.2选用。 2砌石体的泊松比μ宜采用0.2~0.25。 3.2.4砌石体的极限抗压强度f,对2级建筑物应按本规范附 录B的方法进行试验;对3级建筑物,当无条件试验时可按本 规范附录A表A.0.3选用。 3.2.5砌互体的抗拉强度f、2级建筑物应按《水工混凝土试

3.2.5砌石体的抗拉强度f,2级建筑物应按《水工混凝土试

验规程》(SD105一82)全级配混凝土抗拉试验方法或现场测 定,但试件砌筑方法应与现场施工方法相同;3级建筑物砌石体 的极限抗拉强度可按本规范附录A表A.0.4选用。 3.2.6在初步设计阶段,砌石坝抗滑稳定计算所需的抗剪断强 度参数,包括砌石坝沿垫层混凝土与基岩接触面、砌石体与垫层 混凝土或砌石体本身的抗滑稳定,2级建筑物应做现场抗剪强度 试验;3级建筑物无条件试验时可根据坝基岩体特征、砌石体强 度、胶凝材料类别和强度标号由本规范附录A表A.0.5和表 A.0.6查得

4.1.1作用在砌石项上的荷载,应包括自重、静水压力、扬压 力(或渗透压力)、泥沙压力、浪压力、冰压力、动水压力、温 度荷载、地震荷载和其他可能出现的荷载。 4.1.2自重:包括坝体的重量及坝体上永久设备的重量。确石 体重度应通过试验确定;无试验资料时可按本规范3.2.1的规定 选用。 4.1.3静水压力:上游静水压力应根据水库功能和荷载组合所 规定的水库水位确定,下游静水压力应根据相应的不利下游水位 按本规范附录C.1计算确定。水的重度宜采用9.81kN/m”,对 于多泥沙河流应根据实际情况确定。 4.1.4扬压力:进行砌石重力坝稳定分析、应力分析以及砌石 拱项坝基和拱座稳定分析时,应考虑垂直作用于全部计算截面积 的扬压力或渗透压力,按本规范附录C.2计算确定。磺右拱坝 坝体应力分析时,宜考虑扬压力的作用(对于薄拱坝可不计 扬压力)。

4.1.5泥沙压力:应根据坝址河流的水文泥沙特性、枢纽布置、 水库运行方式和泥沙冲淤计算等情况,确定坝前泥沙的淤积厚 度,对于多泥沙河流应作专门研究。泥沙冲淤计算的期限按附录 D执行,泥沙压力应按本规范附录C.3计算确定。 4.1.6浪压力:应根据波浪要素(波高、波长)计算。对于山 区峡谷水库,应按本规范附录C.4计算确定。 不同的荷载组合,宜采用不同的风速。基本组合,可采用重 现期为50年的年最大风速;特殊组合,可采用多年平均年最大 风速。

4.1.7冰压力:严寒地区当水库表面形成较厚的冰盖时,应计

水文、建材、施工等条件,经技术经济比较后合理确定。 5.2.2坝体非溢流坝段的基本断面为三角形,三角形顶点宜在 正常蓄水位以上。基本断面上部设坝顶结构,坝顶宽度应根据设 备布置、运行、交通等需要确定。 5.2.3砌石重力坝各坝段上游面宜协调一致,利于防渗体的连 接和布置。溢流坝段下游坝面应保持一致,其与非溢流坝面之间 应用导墙隔开。 5.2.4实体重力坝上游坝面可为铅直面、斜面或折面。上游坝 坡可采用1:0.05~1:0.2,当采用折面时应注意与坝身取水和 泄水建筑物的进水口的布置协调;下游坝坡应根据应力和稳定要 求确定。 5.2.5砌石重力坝溢流坝面结构布置可参照SL319一2005中第 4.3节的规定确定。砌石坝溢流段宜采用开散式。如溢流坝顶有 闸门控制,应对闸墩、闸室结构稳定及应力分析研究,其设计可 参考SL319—2005中第6.5节。 5.2.6砌石重力坝坝身泄水孔结构布置可参照SL319一2005中 第4.4节的规定确定。

水文、建材、施工等条件,经技术经济比较后合理确定。 5.2.2坝体非溢流坝段的基本断面为三角形,三角形顶点宜在 正常蓄水位以上。基本断面上部设坝顶结构,坝顶宽度应根据设 备布置、运行、交通等需要确定。 5.2.3砌石重力坝各坝段上游面宜协调一致,利于防渗体的连 接和布置。溢流坝段下游坝面应保持一致,其与非溢流坝面之间 应用导墙隔开。

5.2.4实体重力坝上游坝面可为铅直面、斜面或折面。上游坝 坡可采用1:0.05~1:0.2,当采用折面时应注意与坝身取水和 泄水建筑物的进水口的布置协调;下游坝坡应根据应力和稳定要 求确定。

5.3坝体抗滑稳定计算

个 EW+cA EP K= 2W ∑P

表5.3.2抗滑魏定安全系数

5.3.3当坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角结构面时,应计 算深层抗滑稳定。根据滑动面的分布情况,可分为单滑面、双滑 面和多滑面计算模式,以刚体极限平衡法(见本规范附录E)计 算为主,必要时可辅以有限元法计算等,并进行综合评定,其成 果可作为坝基处理方案选择的依据。深层抗滑稳定计算公式见本 规范附录E。

5.3.4空腹重力坝除计算整体抗滑稳定外,还应核算前腿的抗

5.3.4空腹重力坝除计算整体抗滑稳定外,还应核算前腿的抗 滑稳定

5.4.1坝体应力计算方法应符合下列要求:

JGJ 64-2017 饮食建筑设计标准(完整正版、清晰无水印)5.4.2坝体应力计算主要内容包括:

1实体重力坝,计算坝基面和折坡处截面的上、下游面应 力。对于中、低坝,也可只计算坝面应力。 2空腹重力坝,计算腹拱周边、前后腿的应力。 5.4.3重力坝砌体抗压强度安全系数应符合下列要求: 1在基本荷载组合时,应不小于3.5。 2在特殊荷载组合时,应不小于3.0。 5.4.4用材料力学法计算坝体应力时,坝体应力应符合下列 要求: 1在各种荷载(地震荷载除外)组合下,坝基面垂直正应 力应小于砌石体容许压应力和地基的容许承载力,砌石体容许压 应力见本规范附录A表A.0.7。 2坝基面最小垂直正应力应为压应力。 3坝体最大主压应力应小于砌石体容许压应力。 4坝体内一般不得出现拉应力。溢流堰顶、廊道和孔洞周 边除外,当这些部位出现拉应力时,应采用钢筋混凝土结构。 5需进行抗震设计的重力坝,应符合SL203一97的规定。 5.4.5实体重力坝还应计算施工期坝体应力,其下游坝基面的 垂直拉应力应不大于100kPa。

5.4.4用材料力学法计算坝体应力时,坝体应力应符合下列

5.4.6空腹重力坝坝体应力应符合下列要求: :1坝题部位:坝基面以上3%~5%坝高处(高坝宜取小 值,中、低坝宜取大值),不出现主拉应力。 2坝趾部位:主压应力不超过砌体的容许压应力和地基的 婚许承载力。 4.7空腹重力坝应进行体形调整以减小腹拱周边的拉应力区 范围。腹拱拱圈部分宜采用钢筋混凝土结构。 54.8用有限元法计算坝体应力时,可参照SL319一2005中第 6.3节的规定执行

5.5坝体温度控制和防裂

TBT3327-2015 铁路信号用断相保护器6.1坝址、坝线和坝体布置

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