15混凝土拱坝设计规范

中华人民共和国水利行业标准混凝土拱坝设计规范DesignspecificationforconcretearchdamsSL282——2003主编单位：上海勘测设计研究院长江水利委员会长江勘测规划设计研究院批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：2003年6月1日中国水利水电出版社2003北京\n前言根据水利部1997年下达的技术标准制定、修订计划，水利水电规划设计管理局的水规局（1997）7号文《关于印发水利水电勘测设计技术标准工作会议有关文件的通知》以及S《L01—97水利水电技术标准编写规定》，对SD145一85〈混凝土拱坝设计规范》进行修订。规范修订的理论原则，水利行业暂不按GR50199—94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的规定修订，仍按定值安全系数法修订。水利部水利水电规划设计管理局又在水规局技(1999）10号文《关于印发水利水电工程设计可靠度理论应用研会会议纪要的函》中重申了上述原则，并认为对有条件的大型工程，可在设计中用可靠度理论作分析研究，通过工程设计实践，积累经验，待条件成熟后，在规范再次修订时进行研究。本次修订的SL282—2003《混凝土拱坝设计规范》主要章节内容有：——拱坝体形选择、泄洪方式及拱坝布置；——泄洪、消能及防冲的水力设计；——作用在拱坝上的荷载及其组合；——拱坝应力分析内容、方法及其控制标准——拱座抗滑稳定、变形稳定及其安全指标；——坝基开挖、灌浆、防渗、排水及断层和软弱结构岩体的处理；——坝顶布置、分缝、廊道、止水及排水等构造设计；——坝体混凝土材料、温控标准及温控措施；——安全监测设计原则、监测项目及监测设施布置。对规范SD145—85修改补充的主要内容如下：\n中华人民共和国水利部关于批准发布《混凝土拱坝设计规范》SL282—2003的通知水国科［2003］94号部直属各单位，各省、自治区、直辖市水利（水务）厅（局），各计划单列市水利（水务）局，新疆生产建设兵团水利局：经审查，批准《混凝土拱坝设计规范》为水利行业标准，并予发布。标准编号为SL282—2003，代替原SD145—85。本标准自2003年6月1日起实施。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。二OO三年三月九日\n——增加主要术语与符号一章，取消原规范附录五；——增加拱坝泄洪布置直首选坝身泄洪方式，强调工程地质因素对拱坝布置的影响；——增加体型选择采用变厚度、变曲率拱的几种拱型，增述了合理设计拱冠梁断面与坝顶表孔布置的关系；——取消拱坝泄洪布置原规范正文中“注⑤”的内容，其余各注释内容列入条文说明中，增补了应重视泄洪雾化造成的不利影响；——水力设计将洪水标准和泄流能力分别单列，增加了泄洪采用多种泄水建筑物相结合的布置型式以及坝身泄水孔采用组合消能方式的要求；——增加消能防冲采用人工水垫塘的设计要求，强调消能工下游河道被冲刷河段的护岸防冲问题；——增加了含设计正常温升的两组基本荷载组合和两组特殊荷载组合；——强调有限元法计算成果也应作为衡量拱坝强度安全的主要标准，并增加有限元法计算的应力控制标准；——明确拱坝在正常工作状态下，不存在沿建基面滑动的危险性，淡化其作为设计控制工况的要求；——增加岩溶地区坝基处理的原则和防渗帷幕要求；放宽建基面开挖对基岩风化深度的要求；增加断层破碎带、软弱夹层处理时，宜将坝体与岩基连同一起研究的内容；增补高压水泥灌浆、高喷冲洗灌浆等断层破碎带的处理措施；——强调坝顶最低高程的要求；放宽横缝和纵缝的设置间距；提出圆弧形横缝键槽型式和塑料拔管的施工方法；增加消防的要求；增补了坝体和基础止水的要求；——取消对坝体混凝土的一般性能要求，明确混凝土标号分区设计应以强度控制指标为主；采用新的温度控制计算方法；增加制定温控标准及温控措施的依据；明确浇筑层厚度确定因素；增补温控具体措施；\n——将原“观测设计”一章名称改为“安全监测设计”；取消原规范附录四；修正观测任务的性质划分；明确规定工程监测范围，增补安全监测设计遵循的原则；调整专门监测项目的内容；增加主要监测设施布置要求。本规范的强制性条文有1．0．2、4．1．2、4．4．4、6．2．1、6．3．l、6．3．2、6．3．3、7．2．6、7．2．7、8．4．5第1款、8．4．6、8．6．6、9．1．l、9．2．5、9．3．9、10．1．3、10．2．5、11．1．l第1款、11．1．5第1款、11．2．2，以黑体字标识。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：上海勘测设计研究院长江水利委员会长江勘测规划设计研究院本规范主要起草人：钟源清张良赛刘世康廖仁强苗琴生柏宝忠曹去修张芝琪陈在敏范五一张志勇汤书明胡中平万学军\n\n\n11总则1．0．1为适应混凝土拱坝建设发展的需要，规范混凝土拱坝设计要求，对SD145—85《混凝土拱坝设计规范》进行修订，使工程设计做到安全适用、经济合理、技术先进、质量保证，特制定本规范。1．0．2混凝土拱坝的级别，应符合SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定。1．0．3本规范适用于水利水电枢纽中1、2、3级混凝土拱坝的设计。4、5级混凝土拱坝设计可参照使用。坝高大于200m或有特殊情况的拱坝工程，应进行专门研究。1．0．4混凝土拱坝按其坝高分为低坝、中坝和高坝。低坝高度为30m以下，中坝高度为30～70m，高坝高度为70m以上。1．0．5混凝土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。1．0．6混凝土拱坝的设计应重视下列问题：1充分掌握建坝地区的气象、水文、泥沙、地形、地质、地震、建筑材料、生态、环保、工业卫生、河流规划、施工及运用条件等基本资料，特别是坝址拱座的工程地质和水文地质条件。2认真分析拱坝的稳定和应力，合理选择拱坝体形。3做好坝体防洪安全设计和泄洪消能防冲设计，并应研究薄拱坝的坝身泄洪产生的结构问题。4宜研究降低或放空库水的设施，以及地震区拱坝的抗震设计。5研究施工导流和度汛、浇筑设施及交通运输等施工条件，提出对坝体混凝土质量和温度控制的要求，并应研究坝体浇筑和接缝灌浆顺序、施工蓄水过程中坝体自身的稳定和应力及其度汛\n问题。6合理布置安全监测系统，认真做好安全监测设计。1．0．7混凝土拱坝设计除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。2\n2主要术语与符号2．1主要术语2．1．1拱坝archdam在平面卜拱向卜游，将荷载主要传递给两岸的曲线形坝。2．1．2厚高比thicknesstohlghtration拱坝最大坝高处的坝底厚度与坝高之比。2．1．3拱坝体形archdamshape拱坝所采用的型式、形状和尺寸。它包括两方面的含义，一是竖向拱冠梁截面形状，二是水平拱圈截面形状，即分别被称为“梁型”和“拱型”。2．1．4单曲拱坝singlecurvaturearchdam水平截面呈曲线形，而竖向悬臂梁截面不弯曲的拱坝。2．1．5双曲拱坝doublecurvaturearchdam水平截面和竖向截面均呈曲线形的拱坝。2．1．6变曲率拱坝variablecurvaturearchdam由抛物线、椭圆、双曲线、多心圆、对数螺线、统一二次曲线或其他变曲率的水平拱圈所组成的拱坝。2．1．7拱圈中心角centralangleofarch拱坝中心线与拱轴线在拱座交点处半径之间的角度为拱圈半中心角，其左右半中心角之和即为拱圈中心角。2．1．8断面平均温度meanconcretetemperatureofsection沿水平拱厚度方向的平均温度。2．1．9等效线性温差equivalentlinearly－dlstrlbutedtempera－turedifference沿水平拱厚度方向，将实际温度分布按分布图形面积矩相等的原则，换算成直线温度分布时的卜下游温差。32．1．10设计正常温降（温升）normaldesigntemperaturedrop\n（temperaturerise）保证率为50％的年最低（最高）月平均气温与多年月平均气温的差值，也可采用多年平均气温年变幅。2．1．11拱梁分载法multi－archbeammethod将整个拱坝分为水平拱和悬臂梁两个系统，根据拱系和梁系在其交点处变位相等的条件来确定拱梁荷载分配的分析方法。2．1．12有限兀法finiteelementmethod用有限多个、有限大小、在有限多个连接点处相连接的单元组合而成的离散化模型去逼近由无限多个微小单元组成的连续介质，建立平衡方程式，基于计算机的一种数值分析方法。2．1．13有限元等效应力equivalentstressoffiniteelementmethod对有限元法分析所得的坝体有关应力分量，沿坝体厚度方向进行积分，求出截面相应内力，再用材料力学方法求出的坝体应力为有限元等效应力。2．1．14刚体极限平衡法limitequilibriummethod将可能滑动的岩体作为刚体，采用极限平衡原理，计算沿滑动面的抗滑稳定安全系数的分析方法。2．1．15拱座archdamabutment拱坝所座落的两岸岩体部分，包括两岸坝体直接浇置的部位和上、下游一定范围内的岩体。2．1．16拱座稳定stabilityofarchdamabutment包括拱座的抗滑稳定、拱座的变形稳定和拱座的渗透稳定。2．1．17推力墩abut。ntblockofarchdam设置在坝体与基岩之间，将拱端推力传至基岩的结构物，在地形突然开阔或地质卜有缺陷时采用。2．1．18拱坝垫座supportcushionofarchdam设置于拱坝坝体与基岩之间、宽度大于该处坝体厚度的人工地基。42．1．19拱坝周边缝peripheralJointofarchdam\n5设置于拱坝与河床及岸边混凝土垫座之间的接触缝。2．2基本符号2．2．1荷载\n6\n7\n3拱坝布置3．1一般规定3．1．1拱坝宜修建在河谷较狭窄、地质条件较好的坝址卜。3．1．2拱坝坝轴线应选在河谷两岸较厚实的山体上。3．1．3拱坝布置应根据坝址地形、地质、水文等自然条件及枢纽的综合利用等要求，进行全面技术经济比较，选择最优方案。3．1．4拱坝布置应符合下列要求：1泄洪方式的选择，应根据泄洪量大小，结合工程具体情况确定。除有明显合适的岸边泄洪通道外，宜首先研究采用拱坝坝身泄洪的可行性。2与拱坝相邻的其他建筑物布置，应分析研究其对拱坝应力及拱座稳定的影响。3应分析研究拱坝两岸山体存在不利结构面、缓倾角节理。软弱夹层和下游临空面等因素对拱坝布置的影响，以及采用拱座加固措施的可行性。4应分析研究施工导流、工程施工等对拱坝布置的影响。3．1．5最终选定的1、2级拱坝布置方案，应进行水工模型试验；3级拱坝必要时也应进行水工模型试验。3．1．6拱坝设计应进行优化，在满足坝体应力、拱座稳定的条件下，选择最优体形。3．2拱坝体形选择3．2．1拱坝体形应根据坝址河谷形状、地质条件、拱座稳定、坝体应力、泄洪布置以及施工条件等因素进行选择。3．2．2根据坝址河谷形状选择拱坝体形时，应符合下列规定：IV形河谷，可选用双曲拱坝。2U形河谷，可选用单曲拱坝。8\n3介于V形与U形之间的梯形河谷，可选用单曲拱坝或者双曲拱坝。4当坝址河谷的对称性较差时，坝体的水平拱可设计成不对称的拱，或采用其他措施。5当坝址河谷形状不规则或河床有局部深槽时，宜设计成有垫座的拱坝。3．2．3当地质、地形条件不利时，选择拱坝体形应符合下列要求：1可采用两端拱圈呈扁平状、拱端推力偏向山体深部的变曲率拱坝；2可采用拱端逐渐加厚的变厚度拱或设垫座的拱坝；3当坝址两岸上部基岩较差或地形较开阔时，可设置重力墩或推力墩与拱坝连接。3．2．4拱坝体形设计应符合下列要求：1必要时采用坝体应力变化平缓的变厚度、变曲率拱，并符合本规范6．3．l和6．32的规定。2水平拱圈最大中心角应根据稳定、应力、工程量等因素，选为75度～110度。拱端内弧面的切线与利用岩面等高线的夹角不应小于30。若夹角小于30度时，应专门研究拱座的稳定性，调整坝体作用于拱座上的各种作用力的合力方向。3合理设计垂直悬臂梁断面，在满足施工期自重拉应力控制标准及坝表孔布置的要求下，可选取较大的下游而倒悬度（水平比垂直）。悬臂梁的卜游面倒悬度不宜大于0．3：l。3．2．5根据坝体应力、拱座稳定及工程具体条件，可采用抛物线、椭圆、双曲线、多心圆、对数螺线、统一二次曲线等变曲率拱型。3．3拱坝泄洪布置93．3．1拱坝泄洪布置，应根据体形、坝高、泄洪量大小、电站厂房位置、泄洪方式（如溢洪道、泄洪洞等）、坝址地形、地质、施工条件、施工期导流及度汛的要求等，经综合比较选定。\n常用的拱坝泄流方式有坝顶泄流、坝身孔口泄流、坝面泄流、坝肩滑雪道泄流、坝后厂顶溢流（厂前挑流）等。3．3．2拱坝坝身泄洪，其溢流段的长度、孔数、泄流孔尺寸、位置等，应根据泄洪量和水头大小、对坝体应力及下游冲刷的影响与后果、枢纽运行要求，以及对相邻建筑物的影响等方面研究确定。3．3．3当采用拱坝坝身泄洪时，应符合下列要求：1下泄水流与坝脚应保持足够的安全距离，下游宜保持足够的水垫深度。2应重视泄洪水流挑入河床对两岸山体稳定和其他建筑物运行安全的影响。3泄洪量较大时，宜研究落水点纵向拉开、横向扩散或采用对冲消能。4应重视泄洪雾化对下游两岸山体、电气设备以及交通等的不利影响，必要时应采取相应的防护措施。3．3．4坝身设置的中部偏上的中孔、中部偏下的深孔或底部附近的底孔应符合下列要求：1孔口的位置宜避开高应力区和基础约束区。2孔口尺寸应根据坝体厚度、应力集中程度、水头大小、闸门允许尺寸等确定。3孔口数目应根据所承担的泄洪量大小、坝体应力影响程度等确定。4孔口断面直采用高宽比为0．8～1．6的矩形。3．3．5当采用坝身孔口泄洪时，宜设置拦（清）、导（泄）等防污排污措施，并参照SL285—2003《水利水电工程进水口设计规范》的规定执行。3．4其他布置要求103．4．1当采用坝后式或坝内式厂房时，拱坝坝内或坝面压力管道的布置应根据坝体厚度、压力管道受力状况、施工与运行条件等，\n11经技术经济比较研究确定。布置型式有下列三种：1压力管道斜向或垂直布置于坝体内。2压力管道从进水口高程水平穿过坝体，再沿下游坝面向下“背管”布置。3压力管道贴坝体上游面，垂直下延到机组高程后，再水平穿过坝体布置。3．4．2当坝身需要布置供水孔、排沙孔或放水底孔时，其孔口位置、尺寸、数目、位置及形状等，应根据其不同要求和坝体应力情况，参照本规范3．3．4的规定执行。3．4．3拱坝两岸的连接建筑物（重力墩、推力墩等）的型式、尺寸，应根据地形、地质情况，以及与坝体连接的方式等，通过应力和稳定分析计算确定。J\n4水力设计4．l一般原则4．1．1拱坝泄洪、消能、防冲的水力设计应包括下列内容：1泄水建筑物的泄流能力设计；2泄水建筑物的进水口和流道体形设计；3泄水建筑物下游水流衔接和消能防冲建筑物设计；4与高速水流相关的抗空蚀、防雾化设计；5其他有关的水力设计。4．1．2泄水建筑物和消能防冲建筑物的洪水标准，应按GB50201—94防洪标准》和SL252—2000的规定执行。4．1．3拱坝的水力设计除必须满足泄洪要求外，还应满足汛前预泄、放空库水、施工度汛、排漂、排沙、排冰及下游供水等要求。4．1．4水力条件复杂的泄水建筑物和消能防冲建筑物，应经水工模型试验论证，必要时还应进行减压模型试验。水力条件简单的中型工程，其水力设计可参照类似工程经验，经计算分析确定。4．2泄水建筑物水力设计4．2．1泄水建筑物可分为坝身式、岸边式和隧洞式三类。坝身式泄水建筑物按其进口所处部位和水力学特性等因素，可分为表孔、浅孔、中孔、深孔和底孔等型式。岸边式和隧洞式泄水建筑物的水力设计，应符合SL253一2000《溢洪道设计规范》和SL279—2002（水工隧洞设计规范》的规定。4．2．2坝身表孔和浅孔可设计为坝顶挑流或跌流，也可设计为沿坝面或滑雪道泄流。表孔设置胸墙且胸墙起挡水作用时，应按浅孔设计。12表孔的堰面曲线宜采用幂曲线，浅孔的堰面曲线宜采用抛物\n13线，可按本规范附录A.1确定。经过数值计算或模型试验论证，也可采用其他堰面曲线。浅孔出口采用压板时，其体形曲线宜由水工模型试验确定。4．2．3在当地大气压条件下宣泄常遇洪水，闸门全开时，表孔和浅孔溢流堰顶附近不宜出现负压；闸门局部开启时，经论证可允许出现不大的负压值；宣泄校核洪水时，其负压值不得超过（3～6）X9.8lkPa，对薄拱坝及高拱坝应在上述范围内取小值。堰顶闸门槽负压过大，可能产生空蚀破坏时，应改进门槽型式，或改用无门槽闸门。4．2．4采用厂房顶泄流或挑越厂房顶泄流时，应进行水工模型试验，要求在各种运行工况下均不产生危及结构安全的振动，并应采取有效止水措施。4．2．5深式泄水孔（包括中孔、深孔和底孔）宜设计成有压孔。对于厚拱坝也可设计成短有压孔接无压孔，但应避免无压孔内出现明、满流交替现象。无压孔在平面上宜作直线布置，其出口宜高出下游水位，并应防止在孔内出现水跃。有压孔应进行压力坡线计算，不得出现负压。有压孔出口处断面应逐渐收缩，有压孔进、出口面积之比可根据有压段长度及压力分布经综合分析后确定。4．2．6深式泄水孔进口段的顶部；宜采用椭圆曲线、孔身底缘线可根据进、出口高差及设计水头等条件采用抛物线或缓坡直线。无压孔的水面至孔顶间应留有净空，净空高度应根据水流速度及掺气状况确定。在直线段，当孔身为矩形时，最小净空高度取不掺气水深的30％～50％；当孔顶为半圆拱时，其拱脚距水面的高度可取不掺气水深的20％左右；当孔顶为扁圆拱时，可参照半圆拱的要求略子增加。采用掺气设施时，应作专门研究。4．2．7深式泄水孔应在进口处设置事故检修门，事故检修门及通气孔设计应符合DL／T5039—95《水利水电工程钢闸门设计规范》的规定。闸门槽负压过大，可能引起空蚀破坏时，应改进门槽型式，或改用无门槽闸门。\n4．2．8导流底孔所在坝段上部，不宜布置施工度汛临时过水缺口。若无法避免，应重视底孔出流被上层缺口泄水封堵的不利情况，并采取适当措施。应采取措施防止导流底孔进口闸门槽顶部进水。导流底孔出口流速较大时，宜设置出口消能工。4．2．9在满足混凝土分层分块及细部构造要求和方便施工的前提下，坝身泄水孔可采用非径向布置、有压段中心线适当偏转等结构措施。采用挑流或跌流消能方式时，出口段可采用扩散、收缩（宽尾墩、窄缝坎等）、差动、斜切或扭曲等结构措施。各种措施的布置及结构尺寸应通过水工模型试验确定。4．2．10泄水建筑物出口段反弧半径，可采用（4～10）h（h为校核洪水位闸门全开时反弧最低点的水深）。经论证，也可采用小于上述的反弧半径或采用变半径曲线。坝面或滑雪道泄流设施的体形曲线，可根据具体情况采用较陡的坡度，但在宣泄设计洪水时应保证水流不脱离坝面，且不产生引起空蚀或严重振动的其他水流现象，必要时应通过水工模型试验确定。4．2．11泄水建筑物的泄流能力，在初步设计阶段可按本规范附录A．2确定，必要时应通过水工模型试验论证。对特殊型式的泄水建筑物，其泄流能力应由水工模型试验确定。凡有水流向心集中情况者，计算所得流量还应乘以折减系数，其值可取0．92～0．98，拱半径较小者取小值。4．3消能防冲水力计算4．3．1泄水建筑物的下游应设置相应的消能防冲设施。长期淹没于水下的消能防冲设施（如消力池、水垫塘、消力库、短护坦、二道坝等），应提供检查及维修的方便条件。4．3．2拱坝泄洪宜采用多种泄水建筑物相结合的布置型式。14坝身式泄水建筑物，宜采用挑流、跌流消能方式。深式泄水\n15孔也可采用底流、戽流消能方式。多种坝身泄水孔联合运行时，宜采用同高程孔口泄流左右对冲消能，或不同高程孔口泄流上下对冲消能，或高孔跌流配合低孔的底流、面流消能等组合消能方式。4．3．3挑流消能方式适用于坚硬基岩上的高、中坝，其设计应符合下列规定：1冲坑深度较大或坝基存在下倾软弱构造，并可能被冲坑切断而危及坝基稳定时，或岸坡可能被冲塌而危及供应稳定时，应采取有效防冲措施。2挑流鼻坎的体形及挑角的大小，宜通过比较确定。采用差动式鼻坎时，应合理选择反弧半径、高低坎宽度比、高程差及挑角差。亦可视需要在鼻坎与反弧段之间接入直线过渡段，或在适当部位采取通气措施。3鼻坎的设置高程应能保证自由挑流。4．3．4不对冲的普通挑流消能，应对各级流量进行水力计算。在初步设计阶段，其水舌挑距和冲坑木垫厚度等水力要素可按本规范附录A．3确定。对冲挑流消能设计，应对各级流量估算水舌挑距、范围和冲坑水垫厚度，并应符合下列要求：1采用左右对冲式挑流消能时，坝身两侧泄水建筑物出口射流的交汇线在设计流量下宜与下游河流中心线基本重合。在各级流量下挑流水舌的挑距和冲坑深度、位置等应通过模型试验确定。对冲消能设计时宜提出闸门启闭方案。2采用上下对冲式挑流消能时，对高低坎的相对位置、布置型式以及对冲后的挑距和冲坑深度等，应通过水工模型试验确定。3对于安全挑距，宜根据最大冲坑深度和河床基岩节理、裂隙以及层面等软弱构造面发育情况，以不影响坝趾基岩及岸坡稳定为原则研究确定。冲坑上游侧影响范围，与地质条件密切相关，初步设计时可按3倍冲坑深度估算。水舌入水宽度的选定，应不影响冲坑两侧岸坡及有关建筑物的稳定，否则应采取安全措施。\n4接挑流设计的坝顶泄流，在坝顶水头较低时，有可能转变为跌流，应分析研究由此引发的不良后果，并采取适当的工程措施。4．3．5跌流消能设计应对各级流量进行水力计算，估算水舌抛射距离、范围和最大冲坑深度等，并应符合下列要求：1跌流消能水力要素，在初步设计阶段可按本规范附录A．4确定，必要时应通过水工模型试验论证。2采用天然水垫塘时，跌流水舌的安全射距及水舌入水宽度按本规范4．3．4的规定执行。3应分析研究水看下缘的通气条件以及坝基、拱座的防护措施。4．3．6挑流或跌流消能，若自然水垫厚度不足时，应根据岸坡和坝址基岩情况采取下列相应措施：1岸坡和坝址基岩坚硬完整，在冲刷不影响大坝及其他重要建筑物安全且具有检修条件时，可参照类似工程经验，经研究比较后采取先冲后护的方法。2岸坡冲刷威胁拱座稳定时，应调整布置或对岸坡进行可靠的防护。若坝址基岩完整性较差或裂隙较发育，应根据类似工程经验或水工模型试验成果，采用短护坦、二道坝和人工水垫塘等工程措施。3在下游尾水位较低的情况下，应先泄放小流量，待具备适当尾水深度后再泄放大流量。4．3．7人工水垫塘设计应符合下列规定：1对各级流量进行水力计算，估算水垫塘的长度、宽度、深度和动水压力等，并宜通过水工模型试验验证。2水垫塘长度，应使出塘水流基本恢复正常缓流状态，根据水流抛射距离和水垫塘中的旋滚长度，或根据二道坝处的动水压力是否已接近下游静水压力来确定。163水垫塘宽度及断面型式，应根据水舌入水宽度、地形地质条件、塘内流态及动水压力分布等因素，综合分析后确定。\n174水垫塘深度，应使入塘水流足以形成淹没水跃，同时还应分析研究护坦板的冲击动水压力允许值、抗浮稳定性及抗振性能等影响因素。5水垫塘板块分缝宜采用止水封闭。水垫塘板块稳定条件较差或工程量较大时，可研究采用抽排水垫塘或反拱水垫塘。6施工时残留于水垫塘中的石渣、杂物等，应清除干净。4．3．8底流消能适用于坝体下游有软弱基岩、下游水位流量关系较稳定的河道，或枢纽设有过船、过木或过鱼等建筑物，而要求下游水流较平稳的情况。底流消能设计应符合下列规定：1有排冰或排漂要求时，不宜采用底流消能。2地形适宜时，消力池的前段或全段可设计成斜护坦。护坦上是否设置辅助消能工，应结合其工作条件研究确定。当跃前断面平均流速大于16m/s时，在消力池前段不宜设置消力墩3施工时残留于消力池中和尾坎下游回流范围内的石渣、杂物等，应清除干净。4在寒冷地区，宜保持辅助消能工冬季淹没于水下。4．3．9底流消能设计应对各级流量进行水力计算，确定护坦高程、长度、边墙或导墙顶高程及尾水淹没度等，并应符合下列规定：1初步设计阶段，护坦长度可根据辅助消能工设置情况及水力特性，按本规范附录A．5确定。l、2级拱坝或高坝以及有水流向心集中情况者，其护坦长度、边墙高度及消能工的体形尺寸和位置等，应经水工模型试验验证。2尾水淹没度可取0．95～1．05。3消力池两侧导墙顶的高程可根据跃后水深并计及超高确定。靠河床一侧的导墙，若墙外河床中有一定水深，可适当降低墙高，允许墙顶有不大的漫溢水头。4．3．10戽流消能适用于坝体下游尾水较深，且下游河床和两岸有一定的抗冲能力的情况、其设计应根据各级流量选择适当的戽半径、戽底高程、肩唇挑角和坎高等，并经水工模型试验确定。\n4．3．11消能工（消力池、水垫塘等）下游河道的流速仍然较大或流态较建坝前恶化时，应研究确定可能被冲刷的河段范围，并采取相应的防冲护岸措施。4．4其他有关水力设计4．4．l泄水和消能建筑物应分析研究下列部位或区域发生空蚀破坏的可能性：1进出口、闸门槽、弯曲段以及水流边界突变处；2反弧段及其附近；3异形鼻坎、分流墩；4消力池中的趾墩、消力墩；5溢流面上和泄水孔内流速大于20m/s的区域上述部位或区域，宜进行减压模型试验，并根据水力特性和施工条件，确定相应的工程措施。4．4．2泄水和消能建筑物各部位的水流空化数宜大于该处的初生空化数。水流空化数。按本规范附录A．6确定。在多泥沙河流上，还应分析研究挟沙水流磨损、推移质跳跃冲击和空蚀对泄水建筑物表面的联合作用。4．4．3容易产生空蚀破坏的部位或区域，应采取下列防空蚀措施：1选择合理的建筑物体形尺寸；2严格控制过流面的不平整度，局部突体应处理成缓坡；3采用抗蚀性能好的护面材料；4采用掺气措施；5选用合理的运行方式。184．4．4拱坝批流、跌流消能，特别是高拱坝空中对冲消能的泄洪雾化问题，应进行专门研究，确定雾化范围和强度分布。应充分研究泄洪雾化对枢纽建筑物、下游两岸山体、电气设备、输电线路、交通道路和各种洞口等的不利影响，必要时应采取相应的防护措施。\n194．4．5应重视泄洪振动对拱坝等主要建筑物及泄洪建筑物分部结构的不利影响，并采取相应的抗振措施。坝身泄洪功率大的高拱坝，宜进行水弹性模型试验。4．4．6计算泄水建筑物边墙或导墙水面线，当弗氏数Fr>2时，应计及波动及掺气的联合影响，并按本规范附录A．7确定。边墙顶高程，应根据波动及接气后的计算水面线加1．0～2．0m的超高确定，对凹曲线段宜适当增加超高。滑雪道式泄水建筑物，其边墙或导墙高度应计及侧向进水引起的水面变高，由水工模型试验确定。4．4．7底流消力池水平护坦上的时均动水压力，可近似取为计算断面上的水深。不设消力墩的护坦上发生水跃时，可将跃首与跃尾的水面连线作为近似水面线。护坦上设有消力墩时，撤下游水深可按跃后水深计，墩上游水深按跃后水深的一半估算。初步设计阶段，护坦和尾坎上的脉动压力以及消力墩等辅助消能工所受冲击力，可按本规范附录A．5估算。\n5荷载与荷载组合5．1荷载5．1．1作用在拱坝上的荷载，应包括自重、水压力（静水压力和动水压力）、温度荷载、扬压力或渗透压力、泥沙压力、浪压力、冰压力、地震荷载和其他可能出现的荷载。5．1．2自重：主要为坝体混凝土的重量，其重度应根据选定的混凝土配合比通过试验确定，无试验资料时可采用23．5～24．okN／m35．1．3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B．l计算确定、水的重度宜采用9．81kN／m3对于多泥沙河流应根据实际情况确定。5．1．4温度荷载：应分别计算设计正常温降和设计正常温升情况，按运行期坝体混凝土温度与封拱温度的差值确定。5．1．5温度荷载应对封拱温度场（接缝灌浆时的混凝土温度场）、年平均温度场和表面温度变化引起的变化温度场，根据坝址附近的环境气温、水库水温、日照、坝基岩体地温、坝体厚度、混凝上材料的热学特性等因素，按本规范附录B．7确定。5．1．6当坝体拱圈厚度L与坝体水平拱半径R的比值L/R0．5时，可忽略坝面曲率的影响，按平板计算拱坝温度场。根据坝体厚度方向的实际温度分布（见图5．1．6），可将其分解为三部分：（I）断面的平均温度变化；（II）等效线性温差；（III）非线性温差变化。计算温度荷载时，可仅计及（I）和（II）。205．1．7混凝土材料的热学特性指标，宜由试验确定。初步计算时，可按表5．1．7的规定取值。\n5．1．8扬压力：坝基及拱座稳定分析时，应按全部计算截面积计及扬压力或渗透压力荷载，其计算按本规范附录B．3确定。坝体应力分析时，宜考虑扬压力的作用。对于薄拱坝可以不计扬压力。5．1．9泥沙压力：应根据坝址处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，应符合DL／T5089—1999（水电水利工程泥沙设计规范》的规定。泥沙压力的计算按本规范附录B．4执行。215．1．10浪压力：应根据波浪要素（波高、波长）计算。对于山区峡谷水库，按本规范附录B．5确定。\n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。5．1．11冰压力；严寒地区水库表面形成较厚的冰层时，应计及冰压力的作用。冰压力应包括静冰压力和动冰压力，按本规范附录B．6确定。5．1．12动水压力：拱坝采用坝顶或坝面溢流时，应计及溢流段反弧面上的动水压力，计算按本规范附录B．2执行。对溢流面的脉动压力和负压力的影响可以不计。5．1．13地震荷载：包括坝体地震惯性力和地震动水压力。其计算可参照SL203—97水工建筑物抗震设计规范》的规定执行。5．2荷载组合5．2．1混凝土拱坝设计荷载组合可分为基本组合和特殊组合两类。基本组合由基本荷载组成，特殊组合除相应的基本荷载外，还应包括某些特殊荷载。荷载组合应按表5．2．l的规定确定。5．2．2基本组合应符合下列规定：1自重，水库正常蓄水位及相应的尾水位下的静水压力，设计正常温降的温度荷载，扬压力，泥沙压力，浪压力，冰压力。2自重，水库正常蓄水位及相应的尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬压力，泥沙压力，浪压力。3自重，设计洪水位及相应尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬压力，泥沙压力，液压力。4自重，水库死水位（或运行最低水位）及相应的尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬压力（或不计），泥沙压力，浪压力。5其他常遇的不利荷载组合。5．2．3特殊组合应符合下列规定：221自重，校核洪水位及相应尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬压力，泥沙压力，浪压力，动水压力。\n23\n2基本组合1、2分别加地震荷载。多年调节水库，经论证后可采用低于正常蓄水位的上游水位。3自重，常遇低水位及相应尾水位下的静水压力，设计正常温升的温度荷载，扬庄力（或不计），泥沙压力，浪压力，地震荷载。4施工期接缝来灌浆时的荷载组合：1）自重。2）自重，遭遇施工洪水时的静水压力。5施工期分期灌浆时的荷载组合：l）自重，接缝灌浆部分坝体温度荷载（设计正常温降或设计正常温升）。2）自重，遭遇施工洪水时的静水压力，接缝灌浆部分坝体温度荷载（设计正常温升）。246其他稀遇的不利荷载组合。\n256拱坝应力分析6．回分析内容6．1．1拱坝应力分析应包括下列内容：1各计算截面上的应力分布（包括拱端、拱冠和其他需要计算应力的部位）；2坝体上下游面在各计算点上的主应力；3坝体削弱部位（孔洞、泄水管道部位等）的局部应力；4必要时尚需分析坝基内部的应力。设计时可根据工程规模、坝的具体情况和不同的设计阶段，计算上述内容的部分或全部，或另加其他内容。6．1．2拱坝应力分析中应根据其重要程度和必要性，研究下列问题：1坝体应力对体形布置及拱座稳定的影响，优选体形应符合本规范3．1．6的规定；2分期蓄水、分期施工和施工程序对坝体应力的影响；3坝体内大孔洞对坝体应力的影响；4基础变形对坝体应力的影响；5封拱温度对坝体应力的影响，并优选对坝体应力有利的封拱温度；6混凝土徐变对坝体应力的影响；7在坝体横缝灌浆以前，应验算各单独坝段的坝体应力和抗倾复稳定性；8拱坝设有重力墩、推力墩或周边缝时对坝体应力的影响。6．1．3坝址地质、地形条件比较复杂的1、2级拱坝，应对坝基应力和位移作专门研究。必要时，应结合拱座稳定和基础处理方案一并研究。\n6．2分析方法6．2．1拱坝应力分析应以拱梁分载法或有限元法计算成果，作为衡量强度安全的主要标准。1、2级拱坝和高拱坝或情况比较复杂的拱坝（如拱坝内设有大的孔洞、基础条件复杂等），除用拱梁分载法计算外，还应采用有限元法计算。必要时，应进行结构模型试验加以验证。6．2．2用拱梁分载法计算时，拱和梁的布置应保持均匀，并达到设计所要求的精度。用有限元法计算时，单元的剖分应达到设计所要求的精度，单元的型式应结合拱坝体形合理选用，计算模型应接近于实际情况，计算坝体自重应计及施工过程。6．3控制指标及其他规定6．3．1用洪梁分载法计算时，坝体的主压应力和主拉应力，应符合下列应力控制指标的规定；1容许压应力。混凝土的容许压应力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系数。对于基本荷载组合，1、2级拱坝的安全系数采用4．0，3级拱坝的安全系数采用3．5；对于非地震情况特殊荷载组合，1、2级拱坝的安全系数采用3．5，3级拱坝的安全系数采用3．0。2容许拉应力。在保持供座稳定的条件下，通过调整坝的体形来减少坝体拉应力的作用范围和数值、对于基本荷载组合，拉应力不得大于1．2MPa；对于非地震情况特殊荷载组合，拉应力不得大于1．5MPI。注：1．混凝土极限抗压强度，指90d龄期15cm立方体的强度，保证率为80％；2、坝体局部结构的设计和计算，应符合SL／T191—96《水工混凝土结构设计规范》的规定。266．3．2用有限元法计算时，应补充计算“有限元等效应力”。按“有限元等效应力”求得的坝体主拉应力和主压应力，应符合下列应力控制指标的规定：\n1容许压应力。按本规范6．3．l的规定执行。2容许拉应力。对于基本荷载组合，拉应力不得大于1．5MPa；对于非地震情况特殊荷载组合，拉应力不得大于2．OMPa。超过上述指标时，应调整坝的体形减少坝体拉应力的作用范围和数值。6．3．3拱坝应力分析除研究运行期外，还应验算施i期的坝体应力和抗倾覆稳定性。在坝体模缝灌浆以前，按单独坝段分别进行验算时，坝体最大拉应力不得大于0．5MPa，并要求在坝体自重单独作用下，合力作用点落在坝体厚度中间的2／3范围内。坝体横缝灌浆前遭遇施工洪水时，坝体抗倾覆稳定安全系数不得小于1．2。6．3．4地震区的拱坝应力分析及其控制指标，可参照SL203—97的规定执行。当拱坝设有重力墩时，重力墩的应力和稳定分析，应符合SDJ21—78（混凝土重力坝设计规范》（试行）的规定。6．3．51、2级高拱坝应力分析中所采用的混凝土弹性模量和泊松比，宜通过试验确定。计算拱坝的基础变位时，应研究综合变形模量及其沿整个基础面上的变化。坝基岩体的变形模量直通过试验确定。可行性研究阶段和初步设计阶段，当缺乏上述资料时，可采用类似条件下的经验数据。276．3．6拱坝溢流段的闸墩强度计算，应符合SDJ21—78的规定。\n7拱座稳定分析7．1一般原则7．1．1应对两岸拱座的稳定性作出相应于各设计阶段工作深度的分析论证。必要时应采取相应的确保拱座稳定的工程措施。7．1．2评价两岸拱座稳定性时，应进行下列基础工作：1深入了解两岸岩体的工程地质和水文地质勘探资料；2了解岩石、结构面及其填充物的物理力学特性等的试验条件，研究试验成果，合理选用设计数据；3确定作用在拱座上的各种作用力;4采用合理的稳定分析方法。7．1．3研究拱座稳定时，应综合分析研究坝的布置（包括坝轴线、平面布置、拱端构造、体形、泄洪方式等）、坝体应力情况、基础处理和施工方法等影响因素。7．1．4拱坝稳定分析所需的地质资料，除应符合GB50287—99《水利水电工程地质勘察规范》的规定外，尚应查明影响岩体滑动或可能引起拱座较大变形的主要软弱结构面的产状（包括成组不连续裂隙的方向性）、不平整度、密集程度、连通率、填充物和错动情况，以及结构面的可能组合和拱座岩体内地下渗流的性质及其分布特性等。7．1．5拱座稳定分析所需岩石力学指标，包括抗压、抗剪、抗拉强度、变形模量、泊松比和渗透系数等，应通过取样进行室内试验取得。l、2级拱坝，对影响拱座稳定的主要结构面，应进行现场直接试验。岩石试验应按SL264—2001《水利水电工程岩石试验规程》的规定执行。287．1．6拱座稳定分析主要研究岩体的可能滑动问题，但在拱座下游附近如存在较大断层或软弱带而有可能引起较大变形时，也应对拱座变形问题进行专门研究。\n297．1．7地震区的拱座稳定分析，可参照SL203—97的规定执行。7．2抗滑稳定7．2．1抗滑稳定分析中的滑动体边界，常由若干个滑裂面和临空面组成。滑裂面为岩体内的各种结构面，尤其是软弱结构面；临空面为地表或软弱结构面。滑裂面应在工程地质勘测的基础上，经过研究得出最可能的滑动破坏形式之后确定。7．2．2滑裂面上的抗剪强度参数应根据本规范7．1．5规定所取得的试验值，结合岩体实际情况、蓄水后可能的变化以及所采取的工程处理措施，并参照类似工程的经验，由设计、地质、试验人员共同研究确定。7．2．3初步设计阶段拱座的抗滑稳定分析，可采用数值计算方法。初步设计以后的阶段，l、2级拱坝或地质情况复杂的拱坝除采用数值分析方法外，必要时尚应辅以地质力学模型试验。7．2．4拱座抗滑稳定的数值计算方法以刚体极限平衡法为主。1、2级拱坝或地质情况复杂的拱坝还应辅以有限元法或其他方法进行分析。7．2．5拱座稳定计算应包括下列荷载：坝体传来的作用力、岩体自重、渗透压力和地震荷载。荷载组合应符合本规范5．2的规定。采用刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时，坝体传来的作用力应采用拱梁分载法的相应计算成果。7．2．6采用刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时，l、2级拱坝及高拱坝，应按公式（7．2．6-1）计算，其他则可按公式（7．2．6－1或公式（7．2．6－2）进行计算：\n对脆性破坏的材料，采用比例极限；对塑性或脆塑性破坏的材料，采用屈服强度；对已经剪切锗断过的材料，采用残余强度。7．2．7按公式（7．2．6－1）或公式（7．2．6－2）计算时，相应安全系数应符合表7．2．7的规定。7．2．8拱座抗滑稳定分析应按空间问题计算可能滑动块体抗滑稳定安全系数。拱座无特定的滑裂面或作初步估算时，可简化为平面问题进行核算。此时如个别断面的安全系数不满足表7.2．7的要求，可根据具体情况确定采取处理措施的必要性。必要时，可分析滑裂面上的局部（点）安全系数，研究可能进人破坏状态的区域、范围及过程。7．3变形稳定及其他307．3．1拱座下游附近存在较大断层或软弱带可能引起的变形问题，应采用有限元法或模型试验进行专门研究，必要时应采取加\n31固措施控制变形量。加固的必要性和加固方案可通过平面或空间有限元分析或模型试验进行比较论证后确定。7．3．2作用在岩体上的渗透压力可按本规范附录B．3计算，并应符合下列规定：l按照本规范8．4及8．5的规定布置防渗排水设施。2按照本规范11的规定设置渗透压力和渗水量的监测系统。地质情况不良的可能滑动区，宜从勘探阶段起即布置地下渗透水压力的观测孔网，长期进行渗透水压力和渗水量的监测。3必要时，可在勘测设计阶段利用观测孔群进行渗透性试验，取得可靠的设计依据。7．3．3对平面曲率较小、岸坡较平缓或岸坡有顺坡节理等复杂地质构造的拱坝，宜注意坝基浅层抗滑稳定问题。\n8坝基处理8．l一般规定8．1．1混凝土拱坝的地基处理应符合下列要求：1具有整体性和抗滑稳定性；2具有足够的强度和刚度;3具有抗渗性、渗透稳定性和有利的渗流场；4具有在水长期作用下的耐久性；5控制地基接触面形状对坝体应力分布的不利影响。8．1．2坝基处理设计（包括两岸拱座和河床段的地基）应根据坝址地质条件和基岩的物理力学性质，综合分析坝体和地基之间的相互关系（包括坝轴线的位置、坝体形状与构造等）、泄洪建筑物的布置、施工技术等因素，选择安全、经济和有效的处理方案。岩溶地区的坝基处理应通过特定的勘测、试验手段，查明坝基范围岩溶洞穴、暗河系统、连通管道以及地下水位等基本情况，进行专门研究。8．1．3坝基处理宜采用挖除风化岩石、控制基坑形状、设置相关连接建筑物（如垫座、推力墩、重力墩等）、团结灌浆、接触灌浆、防渗帷幕、坝基排水、断层破碎带与软弱夹层的处理（包括用混凝土置换、高压水泥灌浆等）以及预应力锚固基岩等措施。8．2坝基开挖328．2．1坝基开挖深度除应符合本规范8．1．l的规定外，还应根据坝体传来的荷载、坝基内的应力分布情况、基岩的地质条件和物理力学性质、坝基处理的效果、工期和费用等综合研究确定。根据坝址具体地质情况，结合坝高，选择新鲜、微风化或弱风化中、下部的基岩作为建基面。坝址位于高地应力地区时，应对初始地应力场及基坑开挖的\n二次应力场，结合基岩岩性进行研究分析，避免开挖过程中因应力释放严重破坏基岩岩体。8．2．2两岸供应利用岩面宜开挖成径向面。如拱端厚度较大而使开挖量过多时，宜采用非全径向面。经充分论证，拱座利用岩面也可开挖成其他形状。河床段利用岩面的上、下游高差不应过大，宜略向上游倾斜。整个坝基利用岩面的纵坡应平顺，无突变。8．2．3坝基开挖爆破设计宜采用预裂爆破的方式。8．3固结灌浆8．3．1坝基因结灌浆设计应根据基础的工程地质条件，结合坝高，并参照水泥灌浆试验资料确定，并应符合下列规定：1基础岩石张开、裂隙发育（包括爆破裂隙）或有松软充填物，且具有可灌性时，应根据受力条件、变形控制和稳定要求。在坝基范围内进行团结灌浆；并应根据坝基应力及地质条件，向坝基外上、下游适当扩大处理范围。2防渗帷幕上游区坝基，宜进行团结灌浆。3断层破碎带及其两侧影响带，应加强团结灌浆。8．3．2团结灌浆孔的孔距、排距，应根据开挖以后的地质条件，并参照灌浆试验确定，宜为3～4m。固结灌浆孔的孔深，应根据坝高和开挖以后的地质条件确定，宜采用5～8m。局部地区及坝基应力较大的高坝基础，必要时可适当加深，帷幕上游区根据帷幕深度确定，宜采用8～15m。8．3．3团结灌浆孔宜布置成梅花形，对于较大的断层和裂隙带应专门布孔、灌浆孔方向应根据主要裂隙产状，穿过较多的裂隙，结合施工条件确定。在混凝土益重块厚度内，宜预留灌浆孔。8．3．4帷幕上游区的固结灌浆应在基础部位混凝土浇筑后进行；其他部位的固结灌浆也可按这种方式进行。灌浆压力应根据工程和地质情况进行分析计算并结合工程类比拟定，必要时进行灌浆试验论证，而后在施工过程中调整确定。338．3．5团结灌浆应合理选择灌浆浆材、浆液水灰比及灌浆工艺，\n并通过灌浆试验进行优选。8．3．6坝基接触面的接触灌浆，宜利用固结灌浆孔及帷幕灌浆孔进行。其他要求按本规范8．6．3和9．4．4的规定执行。8．4防渗椎幕8．4．1防渗帷幕应符合下列要求；1控制渗漏对坝基及两岸边坡稳定的不利影响；2控制坝基软弱夹层、断层破碎带、岩体裂隙充填物以及抗水性能差的岩层不产生管涌；3控制坝基面渗透压力和渗流量；4具有可靠的连续性和足够的耐久性。8．4．2坝基和两岸的防渗帷幕宜采用水泥灌浆；在水泥灌浆达不到设计防渗要求时，可采用化学材料补充灌浆，但应防止污染环境。8．4．3帷幕线的位置（包括向两岸延伸的帷幕）应根据拱座和坝基应力情况，以及将来可能需要修补和补强的条件，布置在压应力区，且靠近上游面。防渗帷幕轴线的方向，以及两岸帷幕伸入岸坡内的范围深度，应根据工程地质、水文地质、地形条件、拱座的稳定情况和防渗要求研究确定。两岸部位的帷幕与河床部位的帷幕应保持连续性。河床及两岸帷幕灌浆，可分别在基础廊道和灌浆平掘内进行。8．4．4岩溶地区的防渗帷幕应在查明坝基范围水文、地质以及两岸地形条件的基础上，选择经济、合理的帷幕线路。帷幕线宜布置在岩溶发育微弱地带、如无法避开岩溶暗河或通道时，帷幕线宜与其垂直，并采用回填、二次灌浆等措施封堵沿线洞穴。8．4．5防渗帷幕的深度应符合下列规定：1坝基下有在可靠的隔水层时，防渗推幕孔深应达到基岩透水率标准要求地带，并伸入该岩层不少于3m。342坝基下隔水层埋藏较深或分布无规律时，帷幕深度应符合本规范8．4．l的要求，根据工程地质条件、地层的透水性、坝基扬压力、排水设施等因素，参照渗流计算，结合工程经验，在03～0．7倍水头范围内选择确定。\n358．4．6非岩溶地区岩体相对隔水层的透水率q，根据不同坝高，应符合下列规定：坝高在100m以上，q＝1～3Lu；坝高在50～100m，q=3～5LU；坝高在50m以下，q＜5Lu；水源短缺水库可适当提高标准。8．4．7防渗帷幕的排数、排距、孔距及孔向，应根据工程地质条件、水文地质条件、作用水头以及灌浆试验资料选定。帷幕排数：帷幕上游区的团结灌浆，能加强基础浅层的防渗作用，坝高100m以下可采用一排；对地质条件较差、岩石裂隙特别发育或可能发生渗透变形的地段，可采用两排，但坝高50m以下的，仍可采用一排。帷幕由两排灌浆孔组成时，主帷幕孔宜钻灌至设计深度，副帷幕孔可取主帷幕孔深度的1／2左右。帷幕孔距宜采用1．5～3m，排距宜比孔距略小。一钻孔方向倾向上游，可在0度～15度选择，宜穿过岩体的主要裂隙和层理。8．4．8帷幕灌浆应在坝体混凝土浇筑一定厚度作为盖重后施工。灌浆压力应通过试验确定，在帷幕孔顶段不宜小于1．5倍坝前静水头，在帷幕孔底段不宜小于2倍坝前静水头，均不得抬动岩体。8．5坝基排水8．5．1正常情况下，防渗帷幕的下游应布置坝基排水，设1排主排水孔，必要时加设l～3排辅助排水孔。坝基下存在相对隔水层或缓倾角结构面时，宜根据其分布情况进行合理布置。对于地质条件较差的坝基，设置排水孔时应防止渗透变形。中、低高度的薄拱坝经论证可不设坝基排水。\n8．5．2高坝以及两岸地形较陡、地质条件较复杂的中坝，宜在两岸布置多层排水平相，在平相内钻设排水孔。8．5．3排水孔的孔壁有塌落危险或排水孔穿过软弱夹层、夹泥裂隙时，应采取孔内设滤层等保护措施。8．5．4主排水孔的孔距宜采用2～3m，剧排水孔的孔距宜采用3－5m。排水孔孔深应根据基础的工程地质、水文地质条件，结合帷幕和固结灌浆的深度研究确定。主排水孔孔深宜为帷幕深的0．4～0．6倍；坝高50m以上的坝基主排水孔，不应小于10m。坝基内有裂隙承压水层或较大的成层透水区时，除加强防渗措施外，排水孔宜穿过此部位。副排水孔深宜为6～12m。8．6断层破碎带和软弱夹层处理8．6．1坝基和拱座范围内的断层破碎带或软弱夹层．应根据其所在部位、产状、宽度、断层组成物质以及有关试验资料，分析研究其对坝体和地基的应力、变形、稳定和渗漏的影响，并结合施工条件，采用适当的方法进行专门处理。8．6．2选择断层破碎带和软弱夹层处理方案时，宜将坝体与岩基一起研究。8．6．3倾角较陡的断层破碎带，应采用以下处理措施：1断层组成物为胶结良好、质地坚硬的角砾岩、片状岩、碎块岩等构造岩，对整个坝基的强度、稳定和变形的影响较小时，可将表层较破碎的部分挖除，并进行团结灌浆。2断层组成物为糜棱岩、断层泥等软弱构造岩，对整个坝基的强度、稳定和变形有严重影响时，可采用挖除断层物质、回填混凝土（即置换法）、高压水泥灌浆、高喷冲洗灌浆等处理方法。高坝的处理方案应根据坝高、断层部位、产状、性质和规模等，通过相应的计算或模型试验进行论证；中、低坝可参照其他工程的经验，综合研究后确定。36采用置换法处理断层破碎带，应加强置换混凝十与基岩结合\n37面接触灌浆和围岩的固结灌浆。注：1．对由数条断层组成的断层带，可根据各断层的破碎程度、组成物情况，按照其总宽度采用上述原则进行处理；2当混凝土回填规模较大时，应制定相应的温度控制、团结灌浆、接触灌浆与观测等措施。8．6．4倾角较平缓的断层破碎带或软弱夹层，应根据其埋藏深浅和力学参数以及对坝体应力、坝基变形和抗滑稳定性的影响程度，进行专门的处理设计，或按本规范8．6．3的规定确定处理方法。8．6．5断层破碎带或软弱夹层有可能成为坝基渗漏通道时，应根据断层破碎带或软弱夹层的具体情况、作用水头、库水侵蚀性等因素，进行专门的防渗处理（如高压冲洗置换处理、防渗井塞等）。8．6．6两岸讲座岩体内容在断层破碎带、层间错动等软弱结构面，影响拱座稳定安全时，必须对两岸拱座基岩采取相应的加固处理措施（加抗滑键、传力墙和高压固结灌浆等）。1、2级拱坝或高坝工程的处理方案，应通过有限元分析或模型试验论证。8．6．7两岸岩体内的顺坡向断层破碎带、节理密集带或软弱夹层，受到库水、地下水、泄洪雾化及泄洪水流冲刷等反复作用后，引发岩体滑坍而危及大坝或其他建筑物的安全时，必须采取相应的防护措施。\n9拱坝构造9．l坝顶布置9．1．1坝顶高程应不低于校核洪水位。坝顶上游侧防浪墙顶高程与水库正常蓄水位的高差或与校核洪水位的高差，可按公式（9.1．1）计算，应选择两者计算所得防浪墙顶高程的高者作为最终的选定高程。9．1．2防浪墙宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构，墙身应有足够的厚度，墙身高度宜采用1．2m，在坝体横缝处应留伸缩缝，并设止水。坝顶下游侧应设置栏杆c9．1．3非溢流段坝顶宽度应根据剖面设计，满足运行、交通要求确定，不宜小于3m。坝顶路面应有横向坡度和排水系统。当设人行道时，宜高出坝顶路面20～30cm。389．1．4溢流坝段应结合溢流方式，布置坝顶工作桥、交通桥，其尺寸必须满足泄流、设备布置、运行操作、交通和监测检修等要求。坝顶桥梁宜采用装配式钢筋混凝土结构或预应力钢筋混凝土结构，桥下应有足够的净空。\n399．1．5地震区溢流坝段的坝顶工作桥、交通桥等结构，应减轻自重，加强与闸墩的连接。9．16坝顶布置应结合工程建筑的总体规划，并与周围环境相协调。9．2横缝和纵缝9．2．1混凝土拱坝必须设置横缝，必要时亦可设置纵缝。9．2．2横缝位置和间距的确定，除应研究混凝土可能产生裂缝的坝基条件、温度控制和坝体内应力分布状态等有关因素外，还应研究坝身泄洪孔口尺寸、坝内孔洞等结构布置和混凝土浇筑能力等因素。横缝间距（沿上游坝面弧长）宜为15～25m。9．2．3横缝宜采用径向或接近径向布置，横缝面可为铅直面，横缝底部缝面与基础面夹角不得小于60度，宜接近正交。横缝面应设置键槽，并埋设灌浆系统。键槽应为铅直方向，宜采用梯形槽或圆弧形槽。9．2．4拱坝厚度大于40m时，可考虑设置纵缝。当施工有可靠的温控措施和足够的混凝土浇筑能力时，可不受此限制、相邻坝块间纵缝应错开，宜采用铅直纵缝，但在下游坝面附近应缓转与坝面正交，也可在某一高程并缝。并缝缝顶可设圆形孔洞，配置并缝钢筋。纵缝面应设置键槽，并埋设灌浆系统。键槽走向为水平方向，形状宜为三角形。9．2．5横缝和纵缝都必须进行接缝灌浆。灌浆时坝体温度应降到设计规定值。缝的张开度不宜小于0．5mm。缝两侧坝体混凝土龄期，在采取有效措施后，不宜小于一个月。灌浆浆液结石达到预期强度后，坝体方能挡水受力。拱坝横（纵）缝尚未灌浆而需临时拦洪时，必须专门论证。9．2．6横（纵）缝缝面应采用正浆片分成若干封闭区进行灌浆。横缝上游面和下游面止水片可兼作血浆片。每一灌浆区的面积宜为200～400m平，其高度宜为9～15m。\n9．2．7灌浆升浆管路和出浆设施的形成，应优先采用塑料拔管方式，也可采用预埋管和出浆盒方式。横（纵）缝同一灌浆区的进、出浆管口、排水管出口等布置，宜集中于廊道或下游坝后桥附近。9．2．8横（纵）缝的灌浆压力，应根据坝体应力及变形条件确定。除顶层外，灌浆区上部直有9m厚的混凝士盖重。层顶灌浆压力可为0．1～0．3MPa。9．2．9接缝灌浆的具体要求，应按SL62—94（水工建筑物水泥灌浆施工技术规范）的规定执行。9．3坝内廊道及交通9．3．1拱坝坝内廊道设置应兼顾基础灌浆、排水、安全监测、检查维修、运行操作和坝内交通等多种用途。坝内应设置基础灌浆廊道，对于中、低高度的薄拱坝，也可不设廊道。9．3．2廊道与坝内其他孔洞间的净距离不宜过小，应通过应力分析确定。纵向廊道的上游壁离上游坝面的距离，宜为0．05～0．卫倍坝面作用水头，且不小于3m。9．3．3基础灌浆廊道在平面上沿拱圈弧形或折线形布置，两岸沿岸坡上升至一定高程终止，或向两岸延伸。基础灌浆廊道应与平相或横向廊道相连，通向下游坝外。廊道坡度较陡时，廊道内应设置平台及扶手。若两岸坡度大于45度时，基础灌浆廊道可与灌浆平顶结合分层布置。灌浆平相的断面尺寸，应符合本规范9．3．5的规定。基础灌浆廊道底板混凝土厚度，不宜小于3m。9．3．4当需要布置多层廊道时，层高宜为20～40m，坝内各层廊道均应相互连通，可采用电梯、坝后桥、两岸坡道等方式。409．3．5基础灌浆廊道的断面尺寸，应根据灌浆机具尺寸和工作空间要求确定，宽度宜为2．5～3．om，高度宜为3．0～3．5m。交通及监测廊道最小宽度宜为1．2m，最小高度直为2．2m。\n41廊道断面形状可为拱顶平底或矩形。廊道两侧（或一侧）应设排水沟，排水沟尺寸宜为25cmX25cm，底坡3％。左右。9．3．6廊道内应有足够的照明设施和良好的通风条件。各种电气设备与线路应绝缘良好并易于检修。必要时可设置应急照明。9．3．7廊道通向坝外的进、出口，应设门保安防寒、在泄洪和施工度汛时，应有防止廊道进水的措施。9．3．8l、2级拱坝宜在坝后（或坝内）设置电梯。校核尾水位以上部位的下游坝面，宜分层设置坝后桥。坝后桥应与坝体整体连接，其伸缩缝的位置应与拱坝横缝布置相适应。坝后桥每层间隔应与坝身孔洞和廊道布置相协调。校核尾水位以下的下游坝面，可设置临时栈桥。闸门井及闸墩等部位视需要可设置爬梯。9．3．9廊道、水泵室、电梯并等部位的消防安全，应按SDJ278一90（水利水电工程设计防火规范）的规定，采取有效措施。9．4坝体止水和排水9．4．1横缝上游面、校核尾水位以下的横缝下游面、溢流面以及陡坡段坝体与边坡接触面等部位，均应设置止水片。9．4．2止水片应根据其重要性、作用水头、检修条件等因素确定止水材料和布置型式。承受高水头的横缝上游面止水，宜设两道退火紫铜片或不锈钢片；承受中等水头的横缝卜游面止水、溢流面止水、陡坡段坝体与边坡接触面止水，宜设一道退火紫铜片或不锈钢片；承受较低水头的横缝上游而止水、校核尾水位以下的横缝下游面止水，宜采用一道塑料止水带或橡胶止水带。止水钢片或不锈钢片每一侧埋入混凝土内的长度，直为20～25cm，上水片的接头和接缝，应保证焊接质量。塑料止水带或橡胶止水带应根据工作水头、气候条件、所在部位和施工条件等因素，选用合适的标准型号，并采取控制安装变形的措施。止水片距离坝面宜为20～50cm。\n9．4．3横缝止水或基础止水必须与坝基妥善连接，止水片埋入基岩深度宜为30～50cm，必要时止水槽混凝土与基岩之间插锚筋连接。9．4．4陡坡段坝体与边坡接触面的基础止水，宜采用以下措施：1坝身混凝土浇筑到一定高度、基础混凝土充分收缩以后，并在排水孔钻设之前，进行接触灌浆、有条件时，可利用帷幕孔与部分团结灌浆孔进行接触灌浆。2设置钢片或不锈钢片止水、止水片与基岩的连接应符合本规范9．4．3的规定；基础止水片与横缝止水片相交处必须密封。9．4．5廊道排水系统应由排水管与各层廊道排水沟组成。坝身宜设置竖向排水管，管距宜为2．5～3．5m，排水管内径宜为15～20cm，应与廊道分层连通，不应有急弯。廊道底面高于校核尾水位时，可采用自流排水；廊道底面低于校核尾水位时，应设集水井并由水泵抽排。42无冰冻地区的薄拱坝其坝身可不设置排水管。\n4310坝体混凝土和温度控制10．1坝体混凝土10．1．l坝体混凝土标号分区设计应以强度为主要控制指标。混凝土的其他性能指标应视坝体不同部位的要求作校验，必要时可提高局部混凝土的性能指标，设不同标号分区。高拱坝拱冠与拱端坝体应力相差较大时，可设不同标号区。坝体厚度小于20m时，混凝土标号不宜分区。同一层混凝土标号分区最小宽度不宜小于2m。10．1．2应综合研究混凝十的力学和热学指标，在满足混凝土低热要求的同时，混凝土应有足够的强度，尤其是早期强度。混凝土最大水灰比可按表10．1．2的规定取值。10．1．3坝体混凝土质量及其均匀性应符合SDJ207—82《水工混凝土施工规范》的规定。10．2温度控制10．2．1对于高拱坝，应根据坝址气温、水温、地温等自然条件，坝体结构特点以及混凝土原材料和混凝土性能等，制定合理的温度控制标准及温控防裂措施。对于中、低坝，可参照类似工程经验进行温度控制。10．2．2应搜集整理坝址地区温度资料，并对年平均气温和变幅、多年月平均和旬平均气温、气温骤降的幅度和历时及出现的频率、水库水温、坝基地温、日照等资料进行分析。\n10．2．3高拱坝除进行混凝土力学、热学性能试验外，还应进行混凝土极限拉伸、徐变和自生体积变形等变形性能的试验研究。10．2．4坝体纵缝、横缝的设置应符合本规范9．2．2～9．2．4的规定。浇筑层厚应根据温度控制标准、混凝土浇筑能力及温度控制措施等因素，通过计算确定。基础约束区的浇筑层厚度宜采用1．5～2．om，应采取短间歇均匀上升的分层浇筑方法，层面不应长期暴露。基础约束区以外的浇筑层厚度，可根据该部位温度控制标准和上下层温差要求，以及混凝土施工机械设备浇筑能力确定，并应做到短间歇均匀上升。10．2．5基础温差和上下层新老混凝土温差的控制，应符合下列规定：1基础温差：系指浇筑块0．41O为浇筑块长边尺寸）高度范围的基础约束区内，混凝土的最高温度和该部位稳定温度或准稳定温度之差。当基础约束区混凝土28d龄期的极限拉伸值不低于0．85X10基岩和混凝土弹性模量相近、短间歇均匀上升浇筑时，基础约束区混凝土的容许温差按表10．2．5的规定确定。对坝身导流底孔、深式泄水孔、闸墩等部位，在施工期或运行期过流受低温水冷冲击，应研究该部位混凝上温度低于稳定温度所产生的影响。以下各种情况的基础约束区混凝土温差应予论证：1）坝块结构R寸高长比小于0．5；442）基础约束区内长间歇的浇筑块；\n453）基岩弹性模量和混凝土弹性模量相差较大者；4）基础回填混凝土、混凝土塞及陡坡等浇筑块；5）试验和实测充分证明混凝土自生体积变形有明显稳定的膨胀或收缩者。2上下层温差：系指高度小于1／4块长范围内，上层新浇混凝土的最高平均温度与开始浇筑混凝土时下层老混凝土（龄期超过28d）的平均温度之差，即新老混凝土温差。上下层混凝土容许温差应为15～20C。各坝块应均匀上升，相邻块高差不超过12m，相邻坝决浇筑时间的间隔宜小于30d。10．2．6应根据当地气候条件，提出各月坝体内外温差或坝体内部最高温度控制标准。遇气温骤降时，对龄期2～3d以上（基础约束区和特殊部位）或3～4d以上（普通部位）的新浇混凝土，必须进行表面保护。低温季节也应根据当地气候条件对混凝土外露面进行保护，基础约束区、上游面、结构断面突变部位及孔洞周围等应重点保护。混凝士表面保护材料应根据当地气候条件按本规范附录C，2的规定选用。泄水孔、廊道、竖井等孔洞进出口，在低温季节及气温骤降期间应进行遮闭或封堵。10．2．7温控措施的选用应符合下列要求：1应采用合适的混凝土原材料，改进混凝土施工管理和施工工艺，改善混凝土性能，提高混凝土抗裂能力。2应合理安排混凝土施工程序，在有利季节浇筑基础约束区混凝土，并控制相邻块、相邻坝段高差。基础约束区混凝土应连续均匀上升，不得出现薄层、长间歇情况。控制全年混凝土浇筑量，高温季节宜利用夜间浇筑，严寒地区应避免在冬季浇筑坝体混凝土。3应采用低发热量水泥、浇筑低流态混凝土、掺高效外加剂、加大骨料粒径、优选骨料级配、掺适宜的掺和料、控制浇筑层厚和层间间歇期、通水冷却等减少混凝土水化热温升措施。夏季宜\n减小浇筑层厚，保证正常的间歇时间，并利用天然低温水养护。4应采用在粗骨料上洒水喷雾、骨料堆高、地垄取料、混凝土拌和加冰、冷水拌和、预冷骨料等骨料及混凝土简易人工冷却措施，降低混凝土浇筑温度，并对预冷混凝土进行保温。还应降低混凝土出机口温度，严格控制混凝土运输时间和仓面浇筑坯覆盖前的暴露时间，减少混凝土运输和浇筑过程中的温度回升。5坝体内应埋设冷却水管通水冷却：初期通制冷水或低温河水，降低混凝土最高温度；中期可通河水冷却，控制低温季节坝体内外温差；后期通制冷水或河水降温，使坝体达到接缝灌浆温度。通水类别和通水时间应通过分析计算确定。通水时坝体混凝土温度与冷却水之间的温差不宜超过25℃，坝体降温速度每天不宜大于l℃。冷却水管，特别是团结灌浆压重块混凝土中的冷却水管，宜符合本规范8．3．3的规定，并谨防被打断。6坝体表面保护应符合本规范10．2．6的规定。4610．2．8巴接缝灌浆应按本规范9．2．5和9．2．9的规定执行。拱坝接缝灌浆时的温度场（即封拱温度场），应根据坝体混凝土温度场进行调整。冷却水管的布置和通水冷却方式选择应有利于降低拱坝温度荷载。有倒悬剖面的拱坝应及时灌浆。高温季节进行坝段接缝灌浆时，应做好坝体表面保温。\n4711安全监测设计11．1一般原则11．1．1混凝土拱坝应根据坝的级别、高度、结构型式与特点、地形与地质条件，设置必要的监测设施。监测工作应符合下列规定：1分别监视工程建筑物在施工期、蓄水期和运行期的工作状态与安全；2验证设计，指导施工；3积累科学研究资料。11．1．2混凝土拱坝安全监测设计应符合SDJ336—89（混凝土大坝安全监测技术规范）（试行）的规定。11．l．3混凝土拱坝安全监测范围，应包括坝体、坝基、坝肩以及对拱坝安全有重大影响的近坝区岸坡和其他与大坝安全有直接关系的建筑物和设备。11．1．4安全监测设计应遵循下列原则：1应能全面、准确地反映工程建筑物在施工期、蓄水期及运行期的实际工作性态。2应结合影响工程安全的主要问题，有针对性地设置监测项目和布置监测仪器。监测断面或部位的选择应有代表性，测点布置应突出重点。3应选择性能稳定可靠，且适宜在潮湿恶劣环境中长期工作的监测仪器和设备。仪器的量程和精度应满足监测要求。监测精度应与所测物理量值变化幅度大小相适应。采用的监测方法应技术成熟，便于操作。4监测项目应统筹安排，配合布置。重要监测断面或部位的重点监测项目，宜采用两种以上监测手段。关键部位用于监测重要物理量的仪器，宜设备份。5宜采用先进技术或为后期技术改进留有余地。\n61、2级拱坝，宜设置具有数据采集和数据管理功能的自动化监测系统。3级拱坝，必要时也可设置自动化监测系统。采用自动化监测设备的同时，应具备人工观测条件。11．1．5安全监测设计应符合下列要求：1应重视施工期和首次蓄水期的安全监测工作，及时取得主要监测项目的基准值。水库首次蓄水前应制订详细的监测工作计划，若首次蓄水前永久性监测设施未完工或不具备监测条件时，应采取相应的临时监测措施。蓄水过程中，应快速整理分析监测资料并及时反馈。2在布置安全监测设施的同时，应统筹安排观测站的布设。必要时可设置专门的观测廊道、竖井及洞室。3应为监测设施提供良好的交通、照明、防潮、防风、保温及保安条件。4监测设施的埋设安装，应减少施工干扰。仪器和电缆应有可靠的保护措施。5宜根据理论计算或模型试验成果，并参考类似工程经验，对主要监测项目提出预计的测值变化范围。l、2级拱坝关键部位的位移值，宜提出技术警戒值。11．2监测项目与主要监测设施布置11．2．1混凝土拱坝安全监测应设置必要的监测项目，仪器监测应和巡视检查相结合。11．2．2巡视检查应符合下列要求：1从施工期到运行期，各级混凝土拱坝及其附属建筑物，均应定期进行巡视检查。在水库首次蓄水过程中、水库水位迅速消落期间、大洪水期间、坝区发生有感地震以及发生其他特殊情况时，应增加巡视检查次数。482发现大坝及附属建筑物损伤，或近坝区岸坡、地下水位、基础渗流等出现异常迹象时，应立即上报，并分析原因和研究处理措施。\n4911．2．3仪器监测分为常规监测和专门监测、各监测项目应符合下列规定：1常规监测项目可按工程级别，并结合工程特点和具体地质条件，按表11．2．l的规定确定。常规监测项目中，应以坝体和拱座的变形及基础渗流监测为重点。\n2专门监测项目应根据工程级别、重要性、结构型式与施工工艺、地形与地质条件，参照下列项目研究确定：1）近坝区岸坡稳定性监测；2）地下洞室稳定性监测；3）坝体地震反应监测；4）水力学监测；5）其他。11．2．4环境量监测应符合下列规定：主要包括水位、库水温、气温、降水量、冰压力、坝前淤积和下游冲刷等项目。监测设施布置除应符合sdj336一89的规外，还应符合GBJ138—1990《水位观测标准》、SL58—1993《水位普通测量规范》、SL21—1990（降水量观测规范》、SL59—1993《河流冰情观测规范》等水文、气象专业方面的国家及行业标准的规定。11．5水平位移与挠度监测应符合下列规定：1坝体和坝基的水平位移可采用垂线法、准直线法、边角网法、前方交会法、导线法等方法监测。监测精度应符合SDJ336一89的规定。宜优先采用垂线法监测坝体和坝基的水平位移。高拱坝的垂线宜布置在拱冠和拱肩等部位，其数量不应少于3条。准直线和导线的端点应设置倒垂线作为工作基点。交会法的固定点可用边角网校核。对作为工作基点的倒垂线的稳定性，应由平面监测网定期校核。2拱座和近坝区岸坡表层的水平位移，可采用边角网或测边网、交会法、准直线法等方法监测。监测精度应符合SDJ336—89的规定。拱座和近坝区岸坡深部的水平位移，以及断层、裂隙等地质缺陷的水平位移，可采用倒垂组监测，或针对不同情况布置基岩变形计、多点位移计、钻孔倾斜仪等电测仪器进行监测。3坝体挠度宜采用垂线法监测。监测坝段的挠度测点不应少于3点。5011．2．6垂直位移与倾斜监测应符合下列规定：\n511坝体和坝基的垂直位移，宜采用精密水准法监测。根据具体情况也可采用流体静力水准法监测。精密水准测量的起测基点，宜布置在大坝附近的岸坡基岩卜。起测基点的稳定性由水准基点定期检验。水准基点应布设在大坝下游不受库区变形影响或影响很小的地区。垂直位移监测精度应符合SDJ336—89的规定。流体静力水准法，适用于在坝体水平廊道内监测坝体和坝基的垂直位移，其测点宜与精密水准点配合布置。2近坝区岸坡和滑坡体的垂直位移，宜采用精密水准法监测。高山区也采用三角高程法监测。必要时可将三角高程法与边角网法结合组成“三维网”。3重力拱坝坝体和坝基倾斜，应采用精密水准法或流体静力水准法监测。11．2．7渗流监测应符合下列规定：1重力拱坝坝基扬压力监测，可参照重力坝扬压力监测布置方法，按纵向监测断面和横向监测断面布设测压管或渗压计。纵向监测断面直布置在防渗帷幕后第一道排水幕线上，每个坝段直布置1个测点。地质条件复杂地段，可适当增加测点数量。横向监测断面沿径向布置，宜根据坝高、坝长、坝厚及地质条件确定断面位置。横向监测断面上的扬压力测点数量不得少于3点。必要时可在重要监测坝段的灌浆帷幕前布置测点、地质条件优良的薄拱坝，经论证可少设或不设扬压力监测设施。2拱坝坝基深部渗透压力监测可根据坝基地质条件及存在的主要地质缺陷，有针对性地布置测压管或渗压计，监测坝基深部和拱座部位基岩的渗透压力。3坝体渗透压力的监测，对薄拱坝坝体可不进行；重力拱坝若需观测坝体排水管效能和坝体渗透压力分布时，可参照重力坝坝体渗透压力监测方法，布置渗压计进行监测。4绕坝渗流监测，在两岸坝肩防渗帷幕后，沿流线方向布置2～3个监测断面，每个监测断面不少于3个观测孔。孔深应达强透水层，并深入到筑坝前地下水位线以下。\n5渗漏量监测，宜在坝基廊道内的排水沟上分段布设量水堰，分别监测坝基和坝体的渗漏量。漏水量较大的排水孔，宜采用容积法进行单孔量测。11．2．8应力、应变及温度监测应符合下列规定：1坝体监测断面和监测截面选择，宜根据坝高、坝长、体形、坝体结构及地质条件，按照拱和梁两个体系选择监测断面与监测截面。可选择拱冠、1／4拱弧或布置有大孔口的悬臂梁，沿径向布置垂直于坝轴线的铅直向监测断面。高度在100m以上的高拱坝，可沿拱冠梁不同高程，按20～40m的间距，布设水平监测截面。应选择最大拱座应力处布置监测截面。拱坝温度监测坝段应为安全监测系统的重点监测坝段。监测断面宜沿坝段中心断面布置。2对监测仪器布置，应力应变监测仪器应根据理论计算和模型试验成果，按照“少而精”的原则，集中布置于拱坝各监测断面和监测截面。必要时，可在有代表性的孔口、廊道、坝缝等处适当布置测点。坝体温度测点应根据温度场的状态进行布置。l）拱座的切向推力和径向剪力应为拱坝应力监测的重点。除了布置应变计外，还可在拱推力方向布置压应力计直接监测切向拱推力。2）应变计组的仪器数量和布置，应根据各测点的应力状态确定。3）在拱坝拉应力区、坝题或其他可能出现拉应力的边界部位，除了布置应变计外，还可布置裂缝计监测可能发生的裂缝或混凝土与基岩接合情况。4）在温度监测坝段，根据坝高不同可布置3～7个监测截52面。各监测截面与坝段中心断面的交线上可布置3～5个测点。温度梯度较大的坝面附近或大孔四周围，可适当加密测点。拱坝两岸日照相差较大时，左、右拱端下游面宜分别布置温度测点。在拱座应力监测截面上可增设必要的温度测点。\n535）坝基温度监测可在温度监测断面的底部布置5～10m深的钻孔，沿不同深度埋设温度计。6）施工期临时性温度监测宜与永久性温度监测相结合。7）拱坝横缝或纵缝开度变化监测，可选择具有控制性的坝缝于灌浆区中心位置布置测缝计进行监测。\n附录A水力设计计算公式A．1堰面曲线54A．1．1表孔的堰面曲线采用幂曲线时（见图A1．1），可按公（A．1．1－1）计算：\n55\n56\n58\n其余符号意义同前。A．4．3水垫塘底板或护坦上的冲击流速：591水舌落点上下游有水位差时，如图A。4．1所示，按公式\n61am---脉动压力系数，取0．05-0其余符号意义同前。A．4．6当下游不设护坦时，最大冲坑处水垫厚度可按公式（A．3．2－l）或公式（A．3．2－2）进行估算。A．5底流消能的水力要素A．5．1消力池的长度，可按下列公式计算。\nA．7波动及掺气水深估算公式62A．7．1明流泄水建筑物（不包括孔中明流）的波动及掺气水深可按公式（A．7．l）估算：\n63\nB．2．3作用于反弧段边墙上水流离心力压力强度，在水面处为附录B荷载计算公式B．1静水压力B．1．1垂直作用于坝体表面某点处的静水压力强度，可按公式（B．1．1）计算：B．2动水压力B．2．1溢流坝反弧段上的动水压力强度，近似取均匀分布，可按公式（B．2．1）计算：B．2．2溢流坝反弧段上的离心力合力的水平分力及垂直分力，可按公式（B．2．2－l）、公式（B．2．2－2）计算：64\n（B．2．1）计算，并垂直作用于墙面。B．3扬压力B．3．1作用于坝基面的扬压力的计算应符合下列规定：l坝基设有防渗帷幕和排水孔时，在坝踏处的扬压力作用水头为H1（上游水深），排水孔中心线处为H2十a（HI—HZ），趾处为H。（下游水深），其间依次以直线连接，折减系数a可采用0．25（见图B．3．1－l）。2坝基未设防渗帷幕仅设排水孔时，在坝蹱处的扬压力作用水头为H1，排水孔中心线处为H2＋a（H1—H2），坝趾处为H2其间依次以直线连接，折减系数a可采用0.30～0·45（见图B．3.1-2）3坝基仅设防渗帷幕未设排水孔时，在坝睛处的扬压力作用水头为人，帷幕中心线处为H2十a1（H1—H2），坝趾处为H2，其间依次以直线连接，折减系数a1可采用0．50～0．70（见图B．3．1－3）。4坝基未设防渗帷幕和排水孔时，在坝路处的扬压力作用水头为什，坝趾处为H2其间以直线连接（见图B．3．14）。65B．3．2拱座稳定分析中岸坡拱座侧面的渗透压力计算应符合下列规定：\n661拱座侧面设置防渗透帷幕和排水孔时，在拱端上游点处\n67为H1—H2，排水孔中心线处折减系数a2可采用0．35，拱端下游点处为0，其间以直线连接。对于复杂地质条件的重要工程，应由三向渗流计算或试验确定。2拱座侧面未设防渗帷幕和排水孔，或虽设排水孔但易于失效时，拱座侧面上、下游端自H1一H2至0以直线连接计算。3拱座侧面未设防渗帷幕仅设排水孔或仅设防渗帷幕未设排水孔时，因受岸坡地下水和三向渗流的影响，折减系数较本规范附录B．3．1相应情况直适当提高。B．3．3厚拱坝和中厚拱坝坝体内部的扬压力计算应符合下列规定：1坝内设有排水管时，在上游坝面处的扬压力作用水头，为计算截面以上的上游水深H1’，在排水管中心线上为H2’＋a3（H1’一H2’）（当计算截面在下游水位以上时，取H2'=0），在游坝面处的扬压力作用水头为计算截面以上的下游水深H2’，其间以直线连接，折减系数a3可采用0．20（见图B．3．3－l）。\n2坝内未设排水管时，在上游坝面处的扬压力作用水头为H1’，下游坝面处为H2’，其间以直线连接（见图B．3．3－2）。B．4泥沙压力B．4．1作用于坝面单位宽度上的水平泥沙压力，可按下列公式计算：B．5浪压力68B．5．1波高、波长可按官厅水库公式出．5．l－1）、公式出(B5.2）计算（适用于V。＜20m/s及D＜20km的山区峡谷水库）\n69\nB．6冰压力B．6．1作用于坝面单位宽度上静冰压力可按表B．6．l的规定取值。B．6．2二动冰压力计算应符合以下规定：701冰块撞击在铅直或接近铅直坝面上所产生的动冰压力可按公式（B．6．2一1)计算\n资料时，可采用0．3MPa。2作用于独立墩柱上的动冰压力，可按公式（B．6．2－2）计算：B．7温度荷载B．7．1温度荷载计算应符合下列规定：1坝体内温度分布可分解为三部分，即平均温度Tm、等效线性温差Td和非线性温差Tn，见图B．7．1，三者可按公式（B．7，l-1）～公式（B．7.1-3）计算：式中L——坝体厚度，m;T——温度，℃，为坐标工的函数。71\n722拱坝运行期温度荷载可按公式（B．7.1-4）、公式（B．7．l－5计算：\nB．7．2边界温度的确定应符合下列要求：1下游面温度的年变化过程可按公式（B．7．2－l）～公式（B．7．2－3）计算：2上游面温度的年变化过程的表示：73l）水上部分的温度等于气温，可按公式（B．7．2－l）计算。2）水下部分坝前水温年变化过程，在初步设计阶段可按公式（B．7．2－4）表示；在技施设计阶段，可根据条件相近、已建水库的实测水温资料研究确定。\n74\n755水库水温年变化过程与气温年变化过程的相位差，可根据水库特性分别按下列公式计算：75\nB．7．4多年平均变化温度场的Tm2、Td2。在初步计算阶段可按列公式简化计算：761库水位以上：\n\n式中L——坝体厚度，m。公式（B7.4-1）～公式（B．7.4-4）中，夏季取正号，冬负号。按此公式计算相当于8月底和2月底的温度荷载。78\n79附录C施i期坝体温度和温度应力计算C．1混凝土温度计算C．11稳定温度场。拱坝稳定温度是确定运转期温度荷载。封拱灌浆时机及施工期控制基础混凝土温差，防止贯穿裂缝的重要依据。稳定温度场计算可用平面有限元法或双向差分法计算，必要时可用三维有限元法计算。稳定温度场边界温度，包括坝体边界的气温、水温、地温，示意图见图C．1．i.下游面气温TI，可根据气象资料取当地多年年乎均气温，并根据日照方向考虑太阳辐射升温；上游水库水温T2，按不同深度取多年年平均水温，根据工程所在地区气候特点、天然水温、水库运行条件，选取条件相近的水库资料，确定各高程多年年平均水温和变幅；下游水位以下水温下。，可取河水多年年平均水温；地温T4，宜考虑地热，若无地温资料时可取上游库底水温和下游库底水温，中间直线连接.C．1．2准稳定温度场。当拱坝坝体较薄时，受年变化气温及年变化水温影响将不存在稳定温度场，但存在施工期或运行期的准稳定温度场（年变化气温或水温条件下出现的最低温度）。准稳定温度场的计算方法与稳定温度场基本相同，仅边界温度按年变化取值。C．13坝体混凝土初期温度计算。\n坝体混凝土初期温度计算，主要是比较各种温控措施条件下混凝土浇筑后出现的最高温度，判别混凝土温度是否控制在基础容许温差、卜下层温差及内外温差或坝体内部最高温度等控制标准范围内，为温控措施提供依据。最高温度T可按公式（C·l·3－1）计算：混凝土初期温度计算可用差分法，对于边界条件复杂者可用有限元法。差分法按下列公式计算：801单向差分法：\n81采用差分法计算时，混凝土表面温度通常可按第三类边界条件处理。表面流水养护时，混凝土表面温度可取水温与气温的平\n均值。对于初期通水冷却者，可将差分法与C．1．5中一期通水冷却计算相结合进行。C．1．4混凝土块后期温度计算。混凝土浇筑块后期水化热已不再发生，且已浇至一定高度，主要通过侧表面和顶面与周围环境作热交换，属于无热源温度场计算。为了判断混凝土内外温差及由此而产生的温度应力，估算降温速度，决定坝体接缝灌浆时间，都需要作此计算。计算可采用差分法或有限元法。C．1．5冷却水管降温计算。1一期水管冷却。1）混凝土一期水管冷却（有热源）由于是线性问题，可分82为两部分，第一部分是温差影响，第二部分是绝热温升影响，可按公式（C．1．5-1）计算\n83\n\n852二期水管冷却。二期水管冷却（无热源），由于水化热已基本散发完毕，可作为初温均匀分布、无热源的温度场，只考虑温差影响，可按公式（C．1．5－6）计算：C．2混凝土表面保温C．2．1寒潮期间混凝土表面保温。新浇混凝土遇寒潮时，因表面急剧降温，温度梯度大，而混凝土强度较低，混凝土表面易出现裂缝，因而寒潮期间须对混凝土表面进行保温。越冬期间外部气温较低，且寒潮频繁，在混凝土内部温度较高，内外温差较大时也要对混凝土表面进行保温。混凝土表面保温后，需达到的等效放热系数及保温层厚度，可按下述方法进行计算。\n86\n87温材料性能求出所需厚度。对于棱角等多向散热部位保温层应适当加厚。\nC．2．2越冬期间混凝土表面保温单向散热表面越冬期间混凝土表面等效放热系数可按公式（C．2．11）～公式（C．2．1－9）计算，其中b、PI按公式（C．2．2－1）公式（C．2．2－2）计算：C．3温度应力C．3．1基础浇筑块温度应力。88基础浇筑块温度应力计算，主要是验证浇筑块中央断面上的水平应力，以及沿基础面剪应力、浇筑块边缘以下基岩的正应力。温度应力可用有限元法计算，将前述温度场计算成果和边界条件根据程序要求输入相应数据后，由计算机进行计算、也可用影响线法计算，即假定基础块温度应力为单连域线性弹性应力问题，分\n89\n由于基础浇筑块影响高度只有浇筑块长度l的一半，公式90\n91上的部分，则可按不受基础约束影响的高浇筑块计算。C．3．2表层温度应力。可根据表层温度场各时段的温差值分布图，用有限元法或影响线法计算浇筑块水平剖面或浇筑块垂直剖面自表面向内部的应力分布。影响线法计算表层应力公式同公式（C．3．l－3），其影响线可采用图C．3．2－1和图C．3．2－2。温度场分布可取自差分法计算结果。C．3.3温度应力的控制按公式（C．3．3）确定：\n92\n93\n本规范的用词和用语说明为便于执行本规范，对要求严格程度不同的用词说明如下：——表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。——表示严格，在正常情况均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。——表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。本规范用语说明如下；规范条文中，“条”、“款”之间承上启下的连接用语写法，宜采用“符合下列规定”、“遵守下列规定”或“符合下列要求”等。在规范条文中引用本规范中的其他条文时，应采用“符合本规范X．X．X的规定”等典型用语。在规范条文中引用本规范中的其他表、公式时，应采用“按本规范表X．X．X的规定取值”或“按本规范公式（X．X．X）计算”等典型用语。94相关标准应采用“……，除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定”典型用语。\n2003北京中华人民共和国水利行业标准混凝土拱坝设计规范SL282—200条文说明\n96\n97\n1总则1．0．1保留原规范1．0．6条的部分内容。阐明修订规范的理由和目的，主要是随着拱坝建设的发展、水利水电行业各专业理论的深化与技术的进步，原规范条文存在明显落后、欠缺，与相关规范不协调以及不符合SL01－97水利水电技术标准编写规定》的要求方面，需对正文、附录、条文说明进行补充修订。1．0．2基本保留原规范1．0、2条的部分内容、阐明主要的相关标准，说明拱坝级别的划分应符合SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定。本条中删去原规范1．0．2条中应符合抗震设计规范的内容，因为地震荷载的计算在以后各章中有具体规定。例如，地震荷载的计算可列入“荷载与荷载组合”一章；考虑地震时的应力和稳定控制指标可列入“拱坝应力分析”和“拱座稳定分析”两章中。1．0．3保留原规范1．0．1条的规定。阐明规范的适用范围。鉴于我国已修建了2滩等200m以上的拱坝，为特高拱坝的设计积累了不少好的经验，并在部分设计中有所创新，但考虑到这些拱坝尚未经过长期运行的考验，因此，在这次规范修编中，仍以200m以下的拱坝作为主要对象，并在本条中仍保留“坝高大于200m或有特殊情况的拱坝工程，应进行专门研究。”我国近十年来也修建了一些碾压混凝土拱坝，但数量不多，运行时间短，经验不够成熟，因此本规范修订中不包括碾压混凝土拱坝方面的内容。1．0．4保留原规范1．0．3条的规定。关于拱坝坝高划分的规定，大致有两种意见：一是我国已修建了不少100m以上的拱坝，建议把原规范中的坝高划分改为：“低坝的高度为50m以下，中坝的高度为50～100m，高度在100m以上的为高坝”。98\n二是保留原规范关于拱坝坝高划分的规定。考虑到拱坝的坝高划分与重力坝的坝高划分并无原则上的差别，2者宣保持一致。新颁布的DL5108—1999混凝土重力坝设计规范》仍保留原来的坝高划分的规定，故在本次拱坝设计规范修订中维持原来的规定。10．5保留原规范1．0．4条的规定。991．0．6基本保留原规范1．0．5条的内容。增加了应掌握建坝地区生态、环保、工业卫生等基本资料的要求。删除原规范10．5条第6款的规定，改为合理布置安全监测系统，认真做好安全监测设计方面的内容，其余各款内容不变。\n3拱坝布置3．1一般规定3．1．1保留原规范2．1．l条的规定。本条作为修建拱坝的常规要求，显得特别重要。河谷狭窄、地质条件有利，首选拱坝作为枢纽布置方案的基本坝形，显示其技术经济论证上的优势。在不得已的情况下，也有修建在河谷较宽或地质条件较差的坝址卜的情况，其坝高较低、宽高比最大为6左右。但鉴于目前拱坝计算、试验、技术及加固处理措施的提高，技术上基本是可行的，而经济指标是否合理，则要通过综合论证才能确定。本条不排除地形、地质条件较差的坝址，也能修建拱坝的可能性。3．1．2保留原规范2．1．2条的规定。拱坝坝轴线，系指拱坝位置的坝线，被定义为“坝顶上游面在水平面上的投影”。由坝轴线的位置，便可以在地形图上宏观判断拱坝在河谷较狭窄部位、两岸支撑山体的厚度，避开坝轴线下游地形被冲沟切割而削弱的河谷，以利拱座有足够的稳定性。如果上部地形、地质条件的限制，需修建其他连接建筑物或其他坝型时，坝轴线在岸上部可直线布置。3．1．3保留原规范2．1．3条的规定。本条与其他坝型在枢纽布置中的要求上具有共性，都应根据自然条件、工程特点及综合利用要求，突出主要建筑物协调布置，经全面技术经济比较后选择最优方案。3．1．4基本保留原规范2．1．4条之1款、3款、4款的内容，并作补充修改；删除原2款的内容；增加一款应注意的内容。1001考虑到原规范“编制说明”曾提到，“应允许在在何拱坝布置中，首先考虑拱坝坝身泄洪的可行性”。鉴于我国河流特点，对于水头高、泄量大、河谷窄的拱坝工程，宜采取坝身孔口、岸边溢洪道及坝外泄洪洞共同负担泄洪任务，而坝身孔口泄洪无疑是较经济的选择；结合水库运行、调度要求，坝身中孔、深孔或\n101底孔的运行机会更多，也更灵活；坝身开孔的应力影响问题，借助有限元法计算分析，已不难解决。因此明确“宜首先研究采用拱坝坝身泄洪的可行性”。2强调枢纽中与拱坝相邻的各建筑物的布置对拱坝应力和拱座稳定的影响。这里“拱座稳定”按术语给出的定义，包括拱座抗滑稳定、变形稳定和渗透稳定三方面内容，其具体规定详见本规范“7拱座稳定分析”相关条、款。3强调工程地质因素对拱坝布置的影响。应根据已查明的地质资料、工程地质评价意见，对存在的不利结构面、缓倾角裂隙、软弱夹层及临空面等因素，作出拱座稳定的评价；并把采用的稳定加固措施方案，并入拱坝布置方案的综合技术经济比较。4保留原4款，表述形式略作调整，主要突出施工导流如坝身设导流底孔、对拱坝布置的影响等。删除“电站厂房位置选择”的要求。考虑到枢纽建筑物布置中，首先是大坝的布置，大坝位置一旦确定，其他建筑物如电站厂房、溢洪道、泄洪洞等相对位置也易于选定。本章是拱坝的布置，对电站厂房提布置要求不妥，而其他建筑物对拱坝应力和拱座稳定的影响，在2款中已作提示。3．1．5基本保留原规范2．1．5条的内容。对“一般需经模型试验论证”作了修改。从布置方案这一角度考虑，明确拱坝按不同级别进行水工模型试验的要求。3．1．6基本保留原规范2．2．4条后半条内容，经增补后移至“一般规定”一节中，强调拱坝的优化设计。原规范2．2．4条的其他内容，本次修订时已纳入本规范6．2．1条。3．2拱坝体形选择3．2．1基本保留原规范2．2．l条的内容。原条文拱坝体形选择应考虑的诸因素之一的“泄洪量大小”，改为“泄洪布置”更为确切。因为“布置”属宏观控制因素，一旦选定一种布置，“泄量大小”则为从属问题，坝身泄不了的流量可通过其他泄水建筑物下泄，不会影响拱坝体形的选择。\n3．2．2保留原规范2．2．2条的规定。增加了“梯形河谷”一款，即3款，与V形河谷”、U形河谷”两款并列。原规范在编制说明中已有相关叙述，本次修订移入正文。3．2．3基本保留原规范2．2．3条和2．4．3条的内容。指出在地质条件不利的后两款条件下，选择拱坝体形的几种可能，系根据原规范2．2．3条及2．4．3条前半段的内容，归并、补充在本条中。采用两端拱圈呈扁平状、拱端推力偏向山体深部，是为了改善拱端合力推力的方向，以利拱座稳定。采用变厚度拱或设垫座，以改善坝体和基础应力状况。设置重力墩或推力墩等连接建筑物，以适应较为不利的地形或地质条件。3．2．4基本保留原规范2．2．3条前三款的内容，并根据近十几年来体形优化的成功经验，着重参考二滩拱坝和李家峡拱坝工程的“七五”、“八五”国家科技攻关成果，认为原规范在拱坝体形设计中关于拱冠梁断面、顶底厚度、拱圈中心角、悬臂梁倒悬度的确定，控制范围合适，不作修改。1原规范2．2．3条1款的内容，在表述上作了修改，即“必要时采用坝体应力变化平缓的变厚度、变曲率拱”。原1款中坝体应力“分布均匀”，改为“变化平缓”，便于和变厚度体形相关联。根据二滩抛物线双曲拱坝体形选择经验，在坝轴线位置已确定、坝基开挖深度已给出的情况下，在满足坝体应力和拱座稳定的约束条件下，使坝体工程量最省。主要途径有两条：一是拱冠梁断面曲线和顶底厚度的确定，提高拱顶厚与拱底厚的比值，在满足应力条件下，可加强水平拱的作用，减少坝体工程量，改善拱端推力角；二是水平拱圈中心角的选择，减少拱端中心角，对增大推力角、改善拱座稳定有显著效果。二滩拱坝设计经验提到，减少中心角的主要途径是“采用变厚度变曲率的拱轴线”，对宽高比较大的情况，变曲率拱设计的意义更大。1022原规范2．2．3条第2款中，“坝体顶部拱圈最大中心角”的提法不全面。据表1显示，除李家峡拱坝外，大部分拱坝工程的“最大中心角”并不在“坝体顶部拱圈”，\n而在0．4H～0·7H坝高的高程处，本条修改时去掉“顶部”，文字表述更显灵活，也反映了二滩拱坝、李家峡拱坝的设计经验。由表1可见，近十多年修建或设计的高拱坝，其最大中心角均在原规范给定的范围内采用，故最大中心角的选择范围同原规范不变。另外，拱端内弧面切线与利用岩石等高线的夹角的规定同原规范不变。二滩拱坝水平拱中心角的选择，是以改善坝肩稳定条件为目的，在满足坝体应力条件下，希望选取较小的水平拱中心角为好。而水平拱中心角较小时，相应的坝体厚度则较厚，因此中心角的选择除与地质地形条件、拱轴线形式有关外，还与拱冠梁体形有关。二滩拱坝取抛物线拱型、拱冠剖面和拱端嵌深等条件相同，荷载以水压力和自重为主，以拱端中心角为变量，最大拱端中心角2｝A，分别为73．Z度82．3度、gi．5度、101．9度及109．9度共5组变量，进行计算分析并研究对坝体应力和坝基推力角的影响。103由图1、图2可知，拱端中心角对推力角和拱冠处上游面的拱向应力都产生影响，尤其在中、上部高程图中曲线散开，推力角和拱向应力影响更大。\n李家峡拱坝坝址处河谷呈V形，宽高比为2．26，由于左岸山脊单薄，当采用单心圆拱时，不能满足拱座稳定要求，而选用三心圆拱坝体形后，拱端推力方向更多地转向山里，拉应力值显著减小。伴随着不同设计阶段而经历了一个长时期的优化过程，初设审查定为拱形重力坝（底高85m），经中国国际工程咨询公司初设评估，同意优化后的三心圆单曲拱坝（底宽45m），又结合“七五”攻关，进而优化为三心圆双曲拱坝（底宽45m）。104李家峡拱坝，对底宽相同的单心圆与三心圆拱坝体形不同的\n105同底宽的单曲（底宽55～115m）和双曲（底宽47m、35m）体形，控制弦长和应力标准基本相同，就拱端推力角与拱底最大厚度和相对最大厚度的关系进行了研究，成果见表3。李家峡拱坝体形选择中的诸因素，如地质、地形、坝体应力、坝肩稳定、枢纽布置、泄洪方式及施工方法等，其中尤以稳定条件最为重要，对三心圆拱的拱型各参数与坝肩稳定关系的变化中，拱坝中心角、相对厚度、三心圆拱的侧圆与中心圆半径之比，是影响坝肩稳定的重要因素，为使坝肩稳定所受不利影响最小，其最佳中心角一般为60度～90度左右。通过优化设计，最终选择了底厚为45m的三心圆双曲等厚拱坝体形，其左侧圆、中圆、右侧圆最大中心角分别为19．64度、56度、22．03度，总中心角为97．67度。3原规范2．2．3条第3款中，悬臂梁断面的倒悬度，从施工条件考虑并根据国内已建拱坝工程实际统计资料规定，其倒悬度的范围保留不变。在能满足施工期自重拉应力限制标准条件下，考虑表孔布置要求时，宜选取较大的向下游倒悬，\n以利泄洪消能不冲刷坝基。近十多年国内已建、在建和设计中的拱坝工程，其倒悬度统计资料见表4。1063．2．5新增条文。本条就拱型选择的主要因素，结合国内已建、拟建工程的拱型选择经验，把变曲率拱型的常遇线型列出，供设计选用，国内部分拱坝拱圈型式，见表5。\n107同时，“八五”科技攻关项目中，着重对拱困线型进行了优化。即对各种拱困线型分别进行最优化设计，然后综合比较，最后确定最优拱型及拱坝体形。拉西瓦拱坝率先进行了拱圈线型优化工作，有6种拱型，即双心圆、三心圆、椭圆、抛物线、双曲线和对数螺旋线，最后选定对数螺旋线拱型。小湾拱坝继拉西瓦拱坝之后，研究拱圈线型，除上述六种拱型外，还增加了一种线形，即统一二次曲线（由椭圆和双曲线混合组成），属新的一种二次曲线。根据小湾工程所给定的基本资料和约束条件进行7种线型的体形优化，最优线型为二次曲线。其约束条件为：允许最大压应力：9．5MPa；允许最大拉应力：1．5MPa；上游面允许倒悬度：0．3；下游面允许倒悬度：0．3；坝顶允许最小厚度：11．om；坝体允许最大厚度：75．om（三心圆线型80．0。，双心圆线型85．om）；允许最大中心角：94．0度（双心圆线型96.0度）统一二次曲线坝体方量最小；抛物线和双曲线方量基本相同；半中心角：不大于50．0度（考虑左右不对称时拱座稳定要求）。小湾拱坝的7种拱型比较成果，见表6。\n双心圆、三心圆和对数螺旋线坝体体积均接近或大于700万m立方可不予考虑。随着地质、设计工作的深入，边界条件可能产生局部变动，小湾拱坝的最优体形和坝体方案也会有相应变化，但拱型优劣次序不会有本质改变。根据中国水科院的研究，对于二次曲线类的拱圈线型从优到劣的次序通常是：统一二次曲线一双曲线或椭圆一抛物线一三心圆一双心圆一单心圆。考虑到国内近十多年设计的高拱坝，大多都在统一二次曲线、椭圆、抛物线、双曲线和对数螺旋线这类变曲率拱型中选择，少部分工程选择三心圆变曲率拱型。增加本条，旨在指出拱型优化研究已有规律性的经验可借鉴。3．3拱坝泄洪布置3．3．1基本保留原规范2．3．1条的内容，原规范正文中的注，其中五款写入本条文说明中，一款予以删除。“拱坝泄洪布置”，系专指采用拱坝坝身泄洪方面的布置问题，而关于坝身各种泄洪方式的水力计算与下游消能防冲设计的具体规定，另在本规范“4水力设计”说明。本条提到的拱坝坝身泄洪各种方式中，关于“坝顶泄流”，系指当采用包括双曲拱坝一类薄拱坝时，水流从坝顶自由跌落或在坝顶溢流面下游端利用鼻坎挑流的一种泄洪方式；“坝身孔口泄流”，主要系指从设置在坝身中部的较大孔口泄洪的一种方式；“坝面泄流”主要系指采用重力拱坝一类厚拱坝时，水流沿下游坝面下泄的一种泄洪方式；“滑雪道泄流”，系指在坝身靠近岸边布置的一种水流沿坝面或山坡下泄的泄洪方式，形似一个“滑雪道”。关于选择拱坝泄流方式时，可考虑以下几点：（1）对于薄拱坝，当坝不太高、泄洪单宽流量不大时，可用坝顶泄流的方式，坝顶泄流应尽可能使跌落水流远离坝脚，并减轻泄流时的向心集中现象。（2）当采用厚拱坝时，可采用坝面泄流的方式。108\n109（3）当采用双曲拱坝、泄洪量较大时，可采用坝身两边或一边滑雪道泄流。（4）当采用厚拱坝或中厚拱坝、厂房在坝后、泄洪量较大时，可采用滑雪道泄流方式（包括厂房顶溢流或挑越厂房的方式）。（5）当采用双曲坝或坝体断面较薄而泄洪量又很大时，可采用几种坝身泄洪方式或与其他泄洪建筑物相配合的联合泄洪方式。原规范2．3．1条之注⑤：“当采用双曲拱坝，泄流量不很大时，也可采用坝身孔口泄流的方式”，予以取消、目前国内外双曲拱坝，孔口地流方式的已不少见，见表7。通过对二滩、小湾等双曲拱坝，高水头、大流量中孔泄流的设计研究积累了不少经验，坝身孔口泄洪已作为主要的泄洪方案之一，在方案比较中予以考虑。3．3．2保留原规范2．3．2条的规定。本条强调拱坝坝身泄洪孔口位置、数量、尺寸的选定因素，应根据综合研究确定。尤其是在运行及消能方式有要求时，大多在不同坝段设置互相错开的中、深、底泄洪孔口。3．3．3保留原规范2．3．3条的规定，修改了原三款的表述，增补一款新的内容，即4款。挑流消能与泄洪雾化，它们存在因果关系，从消能角度看，挑射水体空气中分散、掺气越充分，消能效果越好，但却造成电气设备环境恶化，厂区交通受阻。随着西部地区一批大型拱坝工程的兴建，因泄洪消能又带来新的环境恶化问题，常年干旱少雨的地区，由于泄洪改变坝区的气候环境，雾化造成的降水甚至达到暴雨的强度，饱和后的岩体抗剪强度极大降低了两岸山体的稳定性，导致严重的地质灾害发生。因此，本次规范修订在“拱坝泄洪布置”一节中强调“重视泄洪雾化对下游两岸山体”的影响，将其放在首位。而在本规范4．4．4条中，对雾化问题的研究有具体规定。3．3．4基本保留原规范2．3．4条的内容，本次有两处修改。\n110\n111底孔，与本规范4．2．1条的表述相一致（2）对原规范2．3．4条之4款，关于孔口形状高宽比的量化范围，作适当放宽。根据1985年以来，国内已建或拟建的拱坝坝身泄洪孔口工作闸门尺寸统计，其孔口断面高宽比范围见表8。由表8可知，高宽比放宽为0．8～1．6是合适的。3．3．5基本保留原规范2．3．5条的内容，表述稍作修改。考虑到、拱坝除坝身孔口泄洪外，大多还布置有表孔泄洪通道，可兼作泄放水库漂浮污物的通道；如果是泄放水库漂木，则另设木材过坝设施，不属本条规定范围。\n由此，水库漂浮物可明确为“水库漂浮污物”，对污物的清理、排泄处理，宜考虑拦（清）、导（泄）等防污排污措施，可参照SL285—2003《水利水电工程进水口设计规范》的规定执行。3．4其他布置要求3．4．1保留原规范2．4．l的规定。仅对术语引水管及其表述稍作修改。根据SL26—92《水利水电工程技术术语标准》的规定，把“引水管”改为“压力管道”。原规范2．4．l条之2款，对下游坝面明管要求“应研究论证明管破裂的影响问题”，予以删除。但实质问题还是压力管道的受力状态，这层意思在条文前半部分加以表述，即压力管道的布置型式，“应根据拱坝坝体厚度、压力管道受力状况、施工与运行条件等，经技术经济比较研究确定”。压力管道管线全部布置在坝体内，对于重力拱坝比较多见。压力管道部分先水平穿过坝体，部分沿下游坝面向下，而后通向厂房蜗壳渐变段，下游坝面显露部分称“背管”。这种布置型式的优点，钢管安装方便，对坝体混凝土浇筑施工干扰少，压力钢管受力明确。国内采用“背管”布置的双曲拱坝工程有东江、紧水滩、李家峡等。压力管道贴上游坝面向下，再穿过坝体通向厂房，其主要优点同“背管”，同时因管外也承受水压力，有可能采用钢筋混凝土管替代钢管，缺点是检修困难。国外采用这种布置型式，坝高最高的是伊朗卡比尔双曲拱坝，坝高200m、坝底厚度25m，布置4条直径6．5m的钢筋混凝土引水管。我国目前还没有采用这种布置型式。3．4．2保留原规范2．4．2条的规定。指出布置供水孔、排沙孔或放水孔时，也应根据承担的任务、运用要求、结构应力等因素，确定孔四位置、尺寸、数目及形状。本条是对3．3．4条孔口类型的补充。1123．4．3基本保留原规范2．4．3条后半部分的内容。原规范2．4．3\n113前半部分所指的重力墩、推力墩连接建筑物，属于不利地形地质条件下结构型式的选择问题，故并入3．2．3条。而对于这类连接建筑物的选型和尺寸，则列入本节“其他布置要求”中，指出“应根据地形、地质情况，以及与坝体连接的方式等，通过应力和稳定分析计算确定’”，属于常规要求，不作具体规定。\n4水力设计4．1一般原则4．1．1基本保留原规范3．1．l条的内容。并规定水力设计的3个部分，增列了高速水流抗空蚀、防雾化设计，以引起设计重视。4．1．2基本保留原规范3．1．2条的内容，但作了修改，直接引相关标准的规定，作为泄水建筑物和消能防冲建筑物洪水标准的取值依据。在SL252—2000｛水利水电工程等级划分及洪水标准）3．2．4条中，所规定的消能防冲建筑物设计的洪水标准，只对应～种洪水重现期，而不分运用情况是设计还是校核。但在条文中又指出：“对超过消能设计标准的洪水，容许消能防冲建筑物出现局部破坏，但必须不危及挡水建筑物及其他主要建筑物的安全，且易于修复，不致长期影响工程运行。”因此，在进行消能防冲建筑物设计时，可以根据工程特点及泄洪对枢纽建筑物运行安全的影响程度，经研究后增设校核洪水标准，以保证发生超标准洪水时，消能防冲建筑物只出现局部破坏，但不致长期影响工程运行。4．1．3新增条文。拱坝的水力设计不仅要满足泄洪要求，而且要满足其他功能要求，因此本条列举了可能影响水力设计的其他主要因素。4．1．4基本保留原规范3．1．3条的内容，强调当水力条件复杂时，泄水和消能防冲建筑物都应进行水工模型试验论证。4．2泄水建筑物水力设计1144．2．1基本保留原规范3、2．l条的内容。泄水建筑物按其所在部位，可划分为坝身式、岸边式和隧洞式三大类，根据调查，国内外拱坝的泄水建筑物采用坝身式的最多，故本章着重阐述坝身式泄水建筑物的水力设计。岸边式和隧洞式泄水建筑物的水力设计，按SL253－2000（溢洪道设计规范）》和SL279—2002《水工隧洞设计规范》的规定执行\n115为便于设计理解及规范陈述，综合考虑布置高程及水力特性等因素，将坝身孔口分成表孔、浅孔、中孔、深孔和底孔5种，对不同称谓的孔口定义如下：表孔——设于溢流坝（堰）顶的开敞式或有胸墙但不阻水的无压泄水孔；浅孔——淹没深度不大的有压泄水孔；中孔——大致位于坝身中部高程，进水口水头不大于60m；深孔——大致位于坝身中、下部高程，进水口水头大于60m；底孔——大致位于坝底部或位于深孔下部的泄水孔。之所以将60m水头作为划分孔口类型的主要因素，其主要理由如下：(1）从水力学角度看，水头小于60m，水流流速通常35m／s，过流表面的空化问题较易解决；水头若大于60m，则流速较高，空化问题较突出，需采取掺气减蚀等措施。（2）从闸门止水设计看，当水头小于60m时，可采用常规止水构造及材料，否则需对止水进行专门设计，如采用液压伸缩式止水或偏心铰压紧式止水。对孔口型式明确定义后，据其称谓即可知其水力学问题。4．2．2基本保留原规范3．2．2条和3．2．3条的内容。原规范3．2．3条所述的中孔，其水力特性实质上属浅孔范畴，而表孔和浅孔的水力学特性无本质差别，故将原规范3．2．2条和3．2．3条合并为一条、同时规定，当胸墙起阻水作用时，其水力特性应视同浅孔。表孔和浅孔的泄流方式划分为坝顶、坝面和滑雪道三类。坝顶泄流又以挑流和跌流为多，坝面泄流是孔身占据坝体大部分，滑雪道泄流则是孔身部分依附于支板、支梁或厂房顶等。原规范3．2．3条中关于“在设计及校校水位时，通过中孔的水流应为完全孔流”的表述含义不明，易误解为中孔在其他水位运行时为无庄流，或中孔只用于宣泄设计及校核洪水,因此该段表述予以删除。\n4．2．3基本保留原规范3．2．5条的内容。因浅孔和表孔的水力学特性无本质差别，故本条增列了对浅孔的要求、关于堰顶附近的允许负压值，与DL5108—1999基本相同，仅将“常遇洪水位闸门全开时，不得出现负压”改为“宣泄常遇洪水，闸门全开时，表孔和浅孔溢流堰顶附近不宜出现负压”，放宽了要求，增加了灵活性，这对于常遇洪水位和校核洪水位相差不大的工程是有意义的。另外，考虑到拱坝属轻型结构，特别是薄拱坝和高拱坝，其堰顶附近的允许负压值应从严取值，以策安全。4．2．4保留原规范3．2．6条的规定。厂房顶泄流和挑越厂房顶泄流已分别经新安江和乌江渡等水电站的泄洪考验，是一种可以基本肯定的泄水建筑物型式。但厂房顶经常过流者，可能发生厂顶漏水问题，乌江渡水电站有此教训，故强调采取有效止水措施。4．2．5～4．2．7基本保留原规范3．2．8、3．2．10、3．2．11条的容。该3条均为深式泄水孔（含中孔、深孔和底孔）的设计原则。深式泄水孔通常设计成有压孔，有压孔在平面上不一定要直线布置。为解决拱坝的水流向心集中问题，对此更不宜强调，故将原规范3．2．8条“深孔在平面上宜作直线布置”改为“无压孔在平面上宜作直线布置”，这与本规范4．2．9所述“有压段中心线适当偏转”的提法相一致。原规范所述“无压孔”，实际上是指短有压孔接无压孔的布置型式，为避免误解，本规范在条文中予以明确。原规范3．2．10条对有压孔进、出口面积之比规定为“～般在1．3～1．7之间选用”，不符合工程实际情况，参照DL5108—1999的规定，予以删除。4．2．8基本保留原规范3．2．9条的内容、考虑到导流底孔在高水头大流量运行条件下可能会危及枢纽建筑物的安全，因此增列了“导流底孔出口流速较大时，宜设置出口消能工”的规定。1164．2．9基本保留原规范3．2、7条的内容。水流向心集中是拱坝坝身泄洪的主要特点，这对坝下游消能极为不利，泄洪孔口布置\n117及结构设计中应减轻或避免这一不利因素的影响。出口段设置平行的闸墩，只是减轻水流向心集中的措施之一，因此正文不再单独强调。实际工程中，已有许多避免拱坝水流向心集中，同时增加水流横向扩散、纵向拉开或调整水流抛射方向的有效措施，对干泄洪孔口轴线，构皮滩拱坝专为孔口布置拟定泄洪轴线（其曲率半径大于拱坝轴线的曲率半径），各孔口沿泄洪轴线而非拱坝轴线径向布置；二滩拱坝和小湾拱坝深孔中心线在出口段向两侧偏转了1度～3度对于出口段体形，二滩拱坝表孔采用平面扩散加分流齿，深孔采用扩散式挑坎；隔河岩拱坝表孔采用不对称宽尾墩，深孔采用不对称窄缝鼻坎，底孔采用曲面贴角斜鼻坎等。4．2．10基本保留原规范3．2．4条的内容。本条是泄水建筑物出口段反弧半径的设计原则，它对任何孔口都适用，故列于以上各条之后、原规范对反弧半径取值范围给出了两条判据，其中“（0．3～0．7）（P＋H）沙为孔底以下坝高，H为孔底以上水头）”并无实质意义，予以删除。为避免泄水建筑物下游悬臂过长，经论证反弧半径可减小或用半曲率曲线。4．2.11保留原规范3．2．12条的规定。本条规定了泄流能力的定方法，考虑到拱坝有水流向心集中的特点，计算所得流量系数应乘以一折减系数，将原规范附录一中的流量系数估算规定移入本条文中。4．3消能防冲水力计算4．3．1基本保留原规范3．3．1条的内容、消能防冲设施是为避免水流的冲刷危及枢纽及下游半坡和其他建筑物的安全，并应特别注意对拱座或坝肩的保护。本条将坝趾附近以消能为主要目的的结构设施合并罗列，各设施的不同称谓分别对应有关泄洪消能型式，其对应关系如下：天然冲坑、天然水垫塘、人工水垫塘对应挑流、跌流；消力地对应底流、面流；消力同对应回流；\n护坦作为独立的消能工或水垫塘或消力池的一部分；二道坝作为独立的消能工，或水垫塘的一部分。拱坝工程消能型式中，面流、回流较少采用。4．3．2新增条文。强调拱坝泄洪布置和拱坝消能型式的多样化，列举了多年来我国有关工程已采用或已有攻关研究成果的消能型式，以便优选适应各自工程特点且经济合理的消能工。中国水利水电科学研究院结合构皮滩拱坝工程的消能研究，提出了底孔面流或底流动水垫承接表孔跌流的联合消能方式，已取得了一定成果。4．3．3～4．3．4基本保留原规范3．3．2条和3．3．3条的内容，将原规范3．3．2条第4款单列为本规范4．4．4条。另外，考虑到拱坝泄流具有向心集中的特点，多个孔口泄流时入水单宽流量可能叠加，同时窄缝、扩散和差动等各种异型鼻坎已广泛应用，原规范附录一中所列的单个孔口泄流最大冲坑水垫厚度的估算公式已无法适应。根据肖富仁《试论峡谷区大泄量高溢流坝下游河床的抗冲能力》（水电站设计，1990年第3期）的研究成果，在附录A3．2中增列了公式（A．3．2－2），可考虑水流分散程度的最大冲坑处水垫厚度的估算，供设计选用。4．3．5保留原规范3．3．4条的规定。根据调查，拱坝泄流以采用挑流和跌流消能方式最多。所谓跌流，系指坝顶自由跌落和坝顶溢流两种，水流入水点距坝趾较近，水力条件较复杂，对拱坝运行安全的影响也较大。1184．3．6基本保留原规范3．3．5条的内容。当采用挑流或跌流消能，地质较差或下游自然水垫厚度不足时，为防止产生严重冲刷，本条给出了可供选择的工程措施。对于“先冲后护”，工程界历来有两种看法，反对者认为先冲后护较难把握，且施工困难，易产生不利影响；赞成者认为不少工程已经实行了这一方法，而且即使先行保护了的，泄洪后也难免不遭破坏，事后还要再行保护，施工困难照样存在。本条综合两种意见，保留原规范3．3．5条第2款的规定，根据实际工程条件，考虑采取先冲后护方法，但强调应参照类似工程经验，经研究比较后确定。\n119原规范关于短护坦接缝和锚固的提法不太合适，因为护坦接缝密封或与基岩锚固并非是必须采取的措施，有不少工程就采用透水护坦，也有些护坦没采用锚固措施，因此本规范予以删除。4．3．7新增条文，给出人工水垫塘设计的原则性规定。人工水垫塘的空间尺寸、结构型式及混凝土板块稳定条件的确定，是挑流、跌流消能工设计的主要内容。由于水垫塘内水流条件十分复杂，同时水垫塘结构型式与地形地质条件。水垫塘空间尺寸与水力特性等因素互相关联，交叉影响，因此水垫塘设计的技术难度很大。（1）关于冲击动水压力允许值。结合二滩工程和小湾工程的国家“七五”、“八五”科技攻关，对冲击动水压力允许值问题进行了专门研究，取得了大量的成果。攻关成果将冲击动水压力允许值作为水垫塘水深和板块稳定设计的控制性指标，并将该指标定为（l～15）X9.81kPa。理由有三个：一是，15×9.8lkPa的冲击压力大致相当于冲击流速20m／s，按V—7Jh计算，D约为8m，这与目前护坦板块的当量球径相当。二是，从大量试验研究成果看，混凝土板块的脉动上举力与冲击动水压力密切相关，冲击动水压力越大，脉动上举力也越大，板块的稳定性就越差。三是，从抗冲蚀破坏的角度看，混凝土足以抵抗20m／s的射流冲击。因此，认为以（10～15）×9.8lkPa作为冲击动水压力允许值是合适的。也有部分专家认为，将冲击动水压力允许值定为（10～15）×9.81kPa并以此作为水垫塘水深和板块稳定设计的控制性指标是不合适的。理由有四个：一是，对天然地基冲击动水压力作用主要表现为冲刷淘深，动水压力愈大，冲刷愈烈，其结果为冲击破坏，因此，将动水压力作为限制地基冲刷深度的控制指标是合适的。但对人工水垫塘\n的混凝土板块而言，不同于有节理、裂隙的天然地基，其抗冲能力极强，冲磨及强度破坏的可能性极小。美国内务部垦务局曾试验用高速射流冲击无缝隙的混凝土表面，射流入水流速58m/s，到混凝土表面的平均流速23m／s，垂直冲击35d后，只在混凝土表面形成l～2cm的小坑，当人射角为45度～50度时，经过长期冲刷未见明显的冲坑。显然，以冲击动水压力允许值作为护坦板块安全性的判据是不恰当的。二是，国内外许多消能工水毁事件和有关科技攻关成果表明，混凝土板块失事主要表现为失稳破坏。研究表明，水舌对水垫塘护坦板的冲击影响大致可分为三个区：水舌直接作用的冲击区，其上、下游水跃漩滚区及其向下游正常缓流逐渐变化的过渡区。水跃漩滚区由于水流掺气、折冲等影响，脉动上举力最大，而有效水垫深度往往小于下游水深，从而可能造成板面压力低于板底面压力，当其差值大于护坦板重量时，则护坦板将处于失重状态，并出现跳动、晃动和振动等现象，随后产生翻转或浮起破坏。一旦有一块护坦失稳破坏，相邻板块迅即被殃及，直至波及周围较大范围。可见，最早出现失稳的板块不是在冲击区，而是在其下游的水跃漩滚区，导致板块破坏的不是冲击动水压力，而是脉动上举力。因此，不宜以冲击区的冲击动水压力来判定漩滚区板块的稳定性。120120三是，脉动上举力是促使板块失稳的主要荷载，水垫塘板块稳定分析的关键在于把握脉动压力的量值和分布范围。脉动压力与时均压力不同，其量值及作用方向均是随机变化的，其峰值、均方根值不仅与量测的位置、范围有关，还与量测的时间、历时有关；板块稳定分析是针对板块整体，故还应合理确定点、面脉动压力和表、底面脉动压力的相关性，而这种相关性又与板块尺寸有关。脉动压力的特性极其复杂，因而“科技攻关”及多家科研单位的试验结果各不相同。例如，有的认为脉动压力具有正态分布特性，有的则认为不完全符合正态分布；有的成果表明，板块表面脉动压力大于底面脉动压力，有的则相反；有的认为，当水垫深度较浅时，\n121表、底面压力脉动异常活跃，正负相关变化频繁，表、底面压力脉动变化趋势反而同步，有的则认为，由于板块表、底面上脉动压力传播速度相差很大，表、底面脉动压力互不相关等，致使研究分析的成果也不尽相同。尽管冲击动水压力与脉动上举力密切相关，但脉动上举力的影响因素确实太多，就目前的试验资料和原型观测资料而言，尚无法建立起两者之间的关系，因此，用冲击动水压力来反映脉动L举力的大小是不恰当的。四是，冲击动水压力允许值与工程等级、泄洪规模、护坦结构型式及检修条件等多种影响因素有关，不同工程的差别很大。另外，水垫塘板块接缝是否密封对其稳定安全至关重要。水工模型试验表明，在板块分缝没密封时，板块失稳时的冲击动水压力很小，甚至为负值；而当水垫塘板块密封时，相应动水压力允许值可大为增加。表9所列的国内外已建工程的统计资料也充分表明动水压力值的变幅很大。因此认为，不宜以动水压力允许值（10～15）×9．81kPa作为水垫塘深度及板块稳定设计的控制标准。\n综上所述，将冲击动水压力允许值作为人工水垫塘深度和衬护板块稳定的控制指标，条件尚不成熟，还有待更多科学研究和工程实践给予充分验证、但在水垫塘设计中，可根据工程等级、泄洪规模、护坦结构型式及检修条件等因素选取一个冲击动水压力允许值，作为人工水垫塘深度和衬护板块稳定设计的控制』性指标，尤其在初设阶段，这种做法使得大量的水力计算及方案比较成为可能。我国几座高拱坝，如二滩、小湾、构皮滩、拉西瓦等，在水垫塘设计中已经尝试以冲击动水压力作为水垫塘深度和板块稳定设计的控制性指标，且将其取值定为（10～15）X9．81kPa。（2）关于水垫塘结构型式122水垫塘板块稳定条件较差或是工程量较大时，除加强锚固措施外，可研究采用封闭抽排水垫塘或反拱水垫塘。封闭抽排水垫塘就是对水垫塘板块分缝实施封闭，在水垫塘周边设置防渗帷幕，在水垫塘板块底部布置排水系统，采用水泵排除地基渗水。已建的葛洲坝、隔河岩、万安和二滩等电站均采用封闭抽排措施，实\n123践表明，该措施安全可靠，效果良好。反拱水垫塘就是将水垫塘底板设计成反拱结构，利用底板的拱作用抵抗部分上抬荷载，以减小底板厚度。另外，拱坝多建在V形或U形峡谷中，平底水垫塘通常需要对两岸削坡，不仅工程量大，而且对岸坡及坝肩稳定不利，而反拱水垫塘则能很好地适应峡谷的地形条件。前苏联的英古里拱坝采用反拱水垫塘消能，运行状况良好。国内的构皮滩和溪落渡等电站也对反拱水垫塘消能进行了大量的研究工作，取得了可喜的成果，研究表明，反拱水垫塘是一种较优的消能工结构，值得推广应用。反拱水垫塘底板承担的上抬荷载主要是均布扬压力和脉动上举力，其强度、稳定计算同一般拱形结构。反拱水垫塘底板的曲率应使拱的任一截面都处于中心受压状态，可采用椭圆曲线。反拱水垫塘的水力计算方法尚不成熟，实际采用时，塘深、塘长及水力特性等应通过水工模型试验确定。4．3．8～4．3．9保留原规范3．3．6条和3．3．7条的规定。明确底流消能的适用范围和设计原则。拱坝采用底流消能的不多，若采用时，应特别注意拱坝水流向心集中可能引起的复杂水力现象，应经水工模型试验确定。4．3．10基本保留原规范3．3．8条的内容。考虑到拱坝采用再流消能的不多，故略去原规范条文中有关实体商的内容及条文说明中的表3．3．8。4．3．11新增条文，强调消能区下游河道的岸坡防冲保护，单列一条。多年来的工程实践表明，消能区下游河道相当长范围内的水流条件及河势较建坝前均有所变化，存在半坡防冲保护问题，当坝下游分布有城镇及交通道路时，这一问题更为突出。因此，防冲设计不应只局限于消能区附近，而应对下游一定范围的河段进行充分研究，以确定岸坡可能冲刷失稳的河段并采取相应护岸措施。4．4其他有关水力设计4．4．1～4．4．3基本保留原规范3．4．1条的内容。根据内容的性\n质将原条文内容分解成三条，使条理更加清楚。在4．4．l条中，可能发生空蚀的部位增列了消力地辅助消能工、异型鼻坎和分流墩。在4．4．3条中，增加了选择合理的建筑物体形、采用抗蚀材料和合理的运行方式等3种防空蚀措施，同时原规范“当ak