沥青混凝土面板堆石坝设计大纲范本

FJD31080 FJD

水利水电工程 技术设计阶段

沥青混凝土面板堆石坝设计

大 纲 范 本

水利水电勘测设计标准化信息网

1997年11月

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水电站技术设计阶段

沥青混凝土面板堆石坝技术设计大纲

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 ......................................... 4

3. 设计基本资料 ............................................... 4

4. 坝体布置 ..................................................... 9

5. 坝体设计 ..................................................... 9

6. 坝的计算 .................................................... 12

7. 碾压式沥青混凝土面板设计 .................................... 13

8. 面板与岸坡、基础及刚性建筑物的连接 .......................... 17

9. 基础处理 .................................................... 18

10. 原形观测 .................................................... 19

11. 技术专题研究（含试验） ...................................... 20

12. 工程量计算 .................................................. 21

13. 设计成果 .................................................... 22

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1 引 言

工程系建在河(江(县。水库总库容m3，是以 、 为主和 、 的综合利用水库。本工程主(副)坝为沥青混凝土面板堆石坝，坝高 m，坝顶长 m。属 等工程。

工程初步设计报告于月经文进行了批复。

2. 设计依据文件和规范

2.1 有关本工程或本专业的文件

(1) 工程初步设计报告；

(2) 工程初步设计报告的审批文件；

(3) 工程专题研究报告；

(4) 工程有关文件或会议纪要。

2.2 主要设计规范

(1) SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部

分)和补充规定(试行)；

(2) SDJ 218-84 碾压式土石坝设计规范及修改和补充规定；

(3) SLJ 01-88 土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则；

(4) SDJ 10-78 水工建筑物抗震设计规范(试行)；

(5) SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)；

(6) SDJ 14-78 水利水电工程地质勘察规范(试行)；

(7) SL 52-93 水利水电工程施工测量规范；

(8) SL 47-94 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范；

(9) SDJ 207-82 水工混凝土施工规范；

(10) SDJ 213-83 碾压式土石坝施工技术规范；

(11) SD 220-87 土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范；

(12) SL 62-94 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范。

3. 设计基本资料

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3.1 工程等级

3.1.1 根据审批文件，本工程为 等工程，沥青混凝土面板堆石坝按 级建筑物设计。 3.1.2 根据SDJ10-78规范规定，沥青混凝土面板堆石坝按 度地震烈度设防。 3.2 测量基准与地形图 3.2.1 测量基准

高程控制为级，平面控制为级。 3.2.2 地形图

(1) 坝址地形图(比例1?200～1?1000)；

(2) 沥青混凝土面板与岸坡和坝基连接部位地形图(比例1?500～1?200)； (3) 库区地形图(比例1?1000～1?50000)。 3.3 坝址工程地质与水文地质 3.3.1 工程地质

(1) 工程地质报告；

(2) 1?200～1?1000地质平面图；

(3) 1?200～1?500主要地质构造和建筑物基础地质剖面图；

(4) 1?200～1?500沥青混凝土面板与岸边和坝基连接部位局部地质平面图和剖面图； (5) 1?200～1?1000基岩等高线图；

(6) 坝基覆盖层与基岩的物理力学性质和地质构造特性。 ① 岩石物理力学性质如表1所列：

② 对建筑物产生重大影响的地质构造的主要参数见表2所列：

表2 坝 基 地 质 构 造 参 数 表

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③ 坝基覆盖层

3.3.2 水文地质

(1) 地下水位；

(2) 基岩单位吸水率：?L/(min?m?m)；

(3) 相对不透水层单位吸水率??m?m)，高程m； (4) 可能形成渗漏通道的地质问题说明。

3.4 水库特性 3.4.1 水库

(1) 总库容m3；

(2) 正常蓄水位以下库容亿m3 ; (3) 调洪库容m3； (4) 防洪库容m3； (5) 调节库容m3； (6) 死库容m3 。 3.4.2 水位

(1) 校核洪水位； (2) 设计洪水位； (3) 正常蓄水位； (4) 汛前限制水位m； (5) 死水位； (6) 工作深度；

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(7) 水位骤降速度m/s；

(8) 设计淤砂高程m，淤砂饱和容重kN/m3；淤积年限 a。 3.5 水文气象 3.5.1 气温

(1) 多年月气温见表3所列：

表3 多 年 月 气 温 统 计 表 单位：℃

(3) 日最低气温低于0℃时的多年平均天数；

(4) 出现年极限最低气温时(降温速度快，低温持续时间长)，48h有代表性的典型降温过程线。

3.5.2 坝址以上控制流域面积的降雨 (1) 多年平均降雨mm； (2) 汛期占全年降雨%； (3) 历年最大降雨量mm； (4) 历年最小降雨量mm； (5) 历年一次最大暴雨过程线 (6) 多年平均降雨天数。 3.5.3 风速、风向

(1) 多年平均风速m/s； (2) 多年平均最大风速m/s； (3) 历年瞬时最大风速m/s； (4) 风向m； (5) 风区长度。 3.5.4 冻土深度

(1) 多年平均冻土深度m； (2) 历年最大冻土深度m。

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3.6 建筑材料

3.6.1 堆石料的物理力学性质

(2) 用非线性有限元法计算坝体应力、应变时，各堆石料的试验参数(列表)。 (3) 级配曲线(包括不均匀系数、曲率系数)；0.1mm 以下的颗粒含量所占百分数；设计干容重时的渗透系数。

3.6.2 用做过渡料和反滤料的砂砾石、粗砂、细砂的性能试验成果 3.6.3 沥青混凝土骨料

3.6.3.1 新鲜或微风化碱性岩石(如白云岩、灰岩)的基本性能 (1) 比重kg/cm3、抗压强度 MPa 、含泥量 %； (2) 破碎好的骨料级配曲线(包括2.5mm以下的级配情况)。

3.6.3.2 粒径为2.5mm～0.074mm的细骨料

(1) 应优先采用碱性岩石加工粗骨料时的筛余石屑，或用碱性岩石加工的人工砂； (2) 使用河砂时，应选用未风化的料，并限制含泥量。

4. 坝体布置

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4.1 核实初步设计报告审批确定的布置方案并进行优化

4.2 核实各主要建筑物的合理布局

4.3 沥青混凝土面板与岸坡和坝基岩石的连接

5. 坝体设计

5.1 坝料规划

5.2 坝断面分区设计

5.2.1 碎石排水垫层

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5.2.2 过渡层

5.2.3

主堆石区

5.2.4 主堆石区的分区

5.2.5 碾压试验

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按坝体分区和不同分区料，分别进行碾压试验，以确定填筑标准和压实参数。经试验确定的参数见表5。

表5 填 筑 标 准 和 碾 压 参 数 表

5.3 坝的细部设计 5.3.1 确定坝顶超高

5.3.2 坝顶结构设计 (1) 确定坝顶宽度

(2) 防浪墙设计

(3) 坝顶排水设计

5.3.3 坝体排水

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5.3.4 护坡和坝面排水

6. 坝的计算

6.1

稳定计算

6.1.1 施工期的稳定分析

坝体填筑后，尚无沥青混凝土面板时，要进行施工期坝体挡水和坝体内过水情况的稳定渗流计算，并按各种情况计算坝坡稳定。

6.1.2 运行期应分别按正常和非常条件计算以下情况

(1) 岩基存在软弱夹层或构造面；

(2) 以砂砾石为坝基特别是含有夹泥层；

(3) 最大坝高断面、或坝体用软岩填筑和使用了代替料的有代表性的坝体断面。

6.1.3 静力稳定计算采用刚体极限平衡法

6.2 应力和变形计算

(1) 确定竣工时坝顶应预留的超高；

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(2) 预估坝体各部位的不均匀沉降量，以判断坝体和沥青混凝土面板发生裂缝的可能性；

(3) 分析沥青混凝土面板，在岸坡和坝基垂直防渗体的连接部位及与其他建筑物的连接部位，是否因应力或不均匀沉陷产生剪力破坏；

(4) 面板在水荷载和各种不同工作条件下，因坝体应变可能产生的开裂和渗漏；

(5) 用粘弹性理论分析沥青混凝土面板的应力。

7. 碾压式沥青混凝土面板设计

7.1 确定面板的坡度

7.2

7.3 沥青混凝土面板断面选择

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7.4 面板各层作用和要求

7.5 沥青混凝土材料选择

7.5.1 矿料(为粗骨料、细骨料、填料的总称)

(1) 填料(即矿粉)

(2)

细骨料

(3) 粗骨料

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7.5.2 掺料

7.5.3 沥青

7.6 沥青混凝土面板各层的配合比

7.6.1 防渗层

7.6.2 排水层

7.6.3 整平胶结层

7.6.4 封闭层沥青玛蹄脂

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8. 面板与岸坡、基础及刚性建筑物的连接

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