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发布实施中华人民共和国水利部发布\n中华人民共和国水利行业标准混凝土拱坝设计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批准部门中华人民共和国水利部施行日期年月日\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的通知水国科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代替原本标准自年月日起实施标准文本由中国水利水电出版社出版发行二三年三月九日\n前言根据水利部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水利水电技术标准编写规定对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号文关于印发水利水电工程设计可靠度理论应用研讨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修改补充的主要内容如下\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宜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第款第款第款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骞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目次总则主要术语与符号主要术语基本符号拱坝布置一般规定拱坝体形选择拱坝泄洪布置其他布置要求水力设计一般原则泄水建筑物水力设计消能防冲水力计算其他有关水力设计荷载与荷载组合荷载荷载组合拱坝应力分析分析内容分析方法控制指标及其他规定拱座稳定分析一般原则抗滑稳定变形稳定及其他\n坝基处理一般规定坝基开挖固结灌浆防渗帷幕坝基排水断层破碎带和软弱夹层处理拱坝构造坝顶布置横缝和纵缝坝内廊道及交通坝体止水和排水坝体混凝土和温度控制坝体混凝土温度控制安全监测设计一般原则监测项目与主要监测设施布置附录水力设计计算公式附录荷载计算公式附录施工期坝体温度和温度应力计算本规范的用词和用语说明\n总则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混凝土拱坝的级别应符合水利水电工程等级划分及洪水标准的规定本规范适用于水利水电枢纽中级混凝土拱坝的设计级混凝土拱坝设计可参照使用坝高大于或有特殊情况的拱坝工程应进行专门研究混凝土拱坝按其坝高分为低坝中坝和高坝低坝高度为以下中坝高度为高坝高度为以上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中厚拱坝厚高比为厚拱坝厚高比大于混凝土拱坝的设计应重视下列问题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认真分析拱坝的稳定和应力合理选择拱坝体形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问题合理布置安全监测系统认真做好安全监测设计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\n主要术语与符号主要术语拱坝在平面上拱向上游将荷载主要传递给两岸的曲线形坝厚高比拱坝最大坝高处的坝底厚度与坝高之比拱坝体形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单曲拱坝水平截面呈曲线形而竖向悬臂梁截面不弯曲的拱坝双曲拱坝水平截面和竖向截面均呈曲线形的拱坝变曲率拱坝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拱圈中心角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断面平均温度沿水平拱厚度方向的平均温度等效线性温差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上下游温差设计正常温降温升\n保证率为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拱梁分载法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有限元法用有限多个有限大小在有限多个连结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有限元等效应力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刚体极限平衡法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拱座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拱座稳定包括拱座的抗滑稳定拱座的变形稳定和拱座的渗透稳定推力墩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上有缺陷时采用拱坝垫座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拱坝周边缝\n设置于拱坝与河床及岸边混凝土垫座之间的接触缝基本符号荷载垂直于滑裂面的合力沿滑裂面的合力溢流反弧段上离心力合力的水平分力溢流反弧段上离心力合力的垂直分力泥沙压力浪压力冰块撞击坝面的动冰压力脉动压力强度消力墩所受冲击力材料性能参数滑裂面的抗剪断摩擦系数滑裂面的抗剪断凝聚力滑裂面的抗剪摩擦系数混凝土导热系数混凝土比热混凝土导温系数混凝土表面放热系数混凝土弹性模量基岩变形模量混凝土重度混凝土密度混凝土泊松比混凝土线膨胀系数混凝土极限拉伸值水的重度\n水的密度水的比热泥沙的浮重度泥沙的干重度泥沙的内摩擦角几何特征计算滑裂面的面积孔口出口面积溢流孔净宽护坦消力池长度计算指标按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数混凝土抗裂安全系数计算参数防浪墙顶至水库静水位高差波高波浪中心线至水库静水位高差安全超高平均波长使波浪破碎的临界水深流量定型设计水头胶凝材料最终水化热混凝土最终绝热温升胶凝材料在龄期时的累积水化热混凝土的浇筑温度坝体稳定温度混凝土因水化热和其他原因产生的最高温升\n计算系数水流空化数弗氏数溢流堰的流量系数淹没系数基础约束系数由混凝土徐变引起的应力松弛系数\n拱坝布置一般规定拱坝宜修建在河谷较狭窄地质条件较好的坝址上拱坝坝轴线应选在河谷两岸较厚实的山体上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拱坝布置应符合下列要求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应分析研究施工导流工程施工等对拱坝布置的影响最终选定的级拱坝布置方案应进行水工模型试验级拱坝必要时也应进行水工模型试验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拱坝体形选择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根据坝址河谷形状选择拱坝体形时应符合下列规定形河谷可选用双曲拱坝形河谷可选用单曲拱坝\n介于形与形之间的梯形河谷可选用单曲拱坝或者双曲拱坝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当地质地形条件不利时选择拱坝体形应符合下列要求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可采用拱端逐渐加厚的变厚度拱或设垫座的拱坝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拱坝体形设计应符合下列要求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和的规定水平拱圈最大中心角应根据稳定应力工程量等因素选为拱端内弧面的切线与利用岩面等高线的夹角不应小于若夹角小于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面倒悬度水平比垂直悬臂梁的上游面倒悬度不宜大于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拱坝泄洪布置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当采用拱坝坝身泄洪时应符合下列要求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孔口的位置宜避开高应力区和基础约束区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孔口断面宜采用高宽比为的矩形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水利水电工程进水口设计规范的规定执行其他布置要求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\n经技术经济比较研究确定布置型式有下列三种压力管道斜向或垂直布置于坝体内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的规定执行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\n水力设计一般原则拱坝泄洪消能防冲的水力设计应包括下列内容泄水建筑物的泄流能力设计泄水建筑物的进水口和流道体形设计泄水建筑物下游水流衔接和消能防冲建筑物设计与高速水流相关的抗空蚀防雾化设计其他有关的水力设计泄水建筑物和消能防冲建筑物的洪水标准应按防洪标准和的规定执行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渡汛排漂排沙排冰及下游供水等要求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泄水建筑物水力设计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溢洪道设计规范和水工隧洞设计规范的规定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\n线可按本规范附录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左右当孔顶为扁圆拱时可参照半圆拱的要求略予增加采用掺气设施时应作专门研究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?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\n导流底孔所在坝段上部不宜布置施工渡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泄水建筑物出口段反弧半径可采用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泄水建筑物的泄流能力在初步设计阶段可按本规范附录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拱半径较小者取小值消能防冲水力计算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戽短护坦二道坝等应提供检查及维修的方便条件拱坝泄洪宜采用多种泄水建筑物相结合的布置型式坝身式泄水建筑物宜采用挑流跌流消能方式深式泄水\n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拱座稳定时应采取有效防冲措施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鼻坎的设置高程应能保证自由挑流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水垫厚度等水力要素可按本规范附录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\n按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跌流消能水力要素在初步设计阶段可按本规范附录确定必要时应通过水工模型试验论证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的规定执行应分析研究水舌下缘的通气条件以及坝基拱座的防护措施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应参照类似工程经验经研究比较后采取先冲后护的方法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人工水垫塘设计应符合下列规定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\n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施工时残留于水垫塘中的石渣杂物等应清除干净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有排冰或排漂要求时不宜采用底流消能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?时在消力池前段不宜设置消力墩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在寒冷地区宜保持辅助消能工冬季淹没于水下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确定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尾水淹没度可取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戽唇挑角和坎高等并经水工模型试验确定\n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其他有关水力设计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进出口闸门槽弯曲段以及水流边界突变处反弧段及其附近异形鼻坎分流墩消力池中的趾墩消力墩溢流面上和泄水孔内流速大于?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与空蚀对泄水建筑物表面的联合作用容易产生空蚀破坏的部位或区域应采取下列防空蚀措施选择合理的建筑物体形尺寸严格控制过流面的不平整度局部突体应处理成缓坡采用抗蚀性能好的护面材料采用掺气措施选用合理的运行方式拱坝挑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\n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计算泄水建筑物边墙或导墙水面线当弗氏数时应计及波动及掺气的联合影响并按本规范附录确定边墙顶高程应根据波动及掺气后的计算水面线加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壅高由水工模型试验确定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墩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估定\n荷载与荷载组合荷载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?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计算确定水的重度宜采用?对于多泥沙河流应根据实际情况确定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土材料的热学特性等因素按本规范附录确定当坝体拱圈厚度与坝体水平拱半径的比值?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可将其分解为三部分断面的平均温度变化等效线性温差非线性温差变化计算温度荷载时可仅计及和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的规定取值\n表混凝土热学特性指标序号热学指标符号单位数值导热系数?比热?导温系数?空气中表面放热系数?流水中注表中为计算风速?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?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执行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年的年最大风速特殊组合可采用多年平均年最大风速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确定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执行对溢流面的脉动压力和负压力的影响可以不计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水工建筑物抗震设计规范的规定执行荷载组合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的规定确定基本组合应符合下列规定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浪压力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其他常遇的不利荷载组合特殊组合应符合下列规定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\n表荷载组合荷载类别荷载主要考虑情况静水温度荷载泥沙动水组合自重扬压力浪压力冰压力压力设计正常温降设计正常温升压力压力正常蓄水位情况正常蓄水位情况基本设计洪水位情况组合死水位或运行最低水位情况其他常遇的不利荷载组合校核洪水位情况基本组合地震荷载基本组合地震荷载地震情况常遇低水位情况地震荷载特殊未灌浆组合未灌浆遭遇施工洪水施工期情况灌浆灌浆遭遇施工洪水其他稀遇的不利荷载组合注上述荷载组合中可根据工程的实际情况选择控制性的荷载组合进行计算地震较频繁地区当施工期较长时应采取措施及时封拱必要时对施工期的荷载组合尚应增加一项上述情况加地载其地震烈度可按设计烈度降低度考虑表中特殊组合施工期情况灌浆状况下的荷载组合也可为自重和设计正常温升的温度荷载组合\n基本组合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压力或不计泥沙压力浪压力地震荷载施工期接缝未灌浆时的荷载组合自重自重遭遇施工洪水时的静水压力施工期分期灌浆时的荷载组合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其他稀遇的不利荷载组合\n拱坝应力分析分析内容拱坝应力分析应包括下列内容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坝体上下游面在各计算点上的主应力坝体削弱部位孔洞泄水管道部位等的局部应力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的规定分期蓄水分期施工和施工程序对坝体应力的影响坝体内大孔洞对坝体应力的影响基础变形对坝体应力的影响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混凝土徐变对坝体应力的影响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拱坝设有重力墩推力墩或周边缝时对坝体应力的影响坝址地质地形条件比较复杂的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\n分析方法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控制指标及其他规定用拱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级拱坝的安全系数采用级拱坝的安全系数采用对于非地震情况特殊荷载组合级拱坝的安全系数采用级拱坝的安全系数采用容许拉应力在保持拱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对于非地震情况特殊荷载组合拉应力不得大于注混凝土极限抗压强度指龄期立方体的强度保证率为坝体局部结构的设计和计算应符合?水工混凝土结构设计规范的规定用有限元法计算时应补充计算有限元等效应力按\n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容许压应力按本规范的规定执行容许拉应力对于基本荷载组合拉应力不得大于对于非地震情况特殊荷载组合拉应力不得大于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拱坝应力分析除研究运行期外还应验算施工期的坝体应力和抗倾覆稳定性在坝体横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?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地震区的拱坝应力分析及其控制指标可参照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混凝土重力坝设计规范试行的规定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宜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拱坝溢流段的闸墩强度计算应符合的规定\n拱座稳定分析一般原则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评价两岸拱座稳定性时应进行下列基础工作深入了解两岸岩体的工程地质和水文地质勘探资料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确定作用在拱座上的各种作用力采用合理的稳定分析方法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拱坝稳定分析所需的地质资料除应符合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水利水电工程岩石试验规程的规定执行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\n地震区的拱座稳定分析可参照的规定执行抗滑稳定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滑裂面上的抗剪强度参数应根据本规范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拱座抗滑稳定的数值计算方法以刚体极限平衡法为主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采用刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时级拱坝及高拱坝应按公式计算其他则可按公式或公式进行计算式中抗滑稳定安全系数垂直于滑裂面的作用力\n沿滑裂面的作用力计算滑裂面的面积抗剪断摩擦系数抗剪断凝聚力抗剪摩擦系数和值应按相应于材料的峰值强度小值平均值采用应按材料的不同性质分别取用相应特性值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错断过的材料采用残余强度按公式或公式计算时相应安全系数应符合表的规定表抗滑稳定安全系数建筑物级别荷载组合按公式基本特殊非地震按公式基本特殊非地震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入破坏状态的区域范围及过程变形稳定及其他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\n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作用在岩体上的渗透压力可按本规范附录计算并应符合下列规定按照本规范及的规定布置防渗排水设施按照本规范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\n坝基处理一般规定混凝土拱坝的地基处理应符合下列要求具有整体性和抗滑稳定性具有足够的强度和刚度具有抗渗性渗透稳定性和有利的渗流场具有在水长期作用下的耐久性控制地基接触面形状对坝体应力分布的不利影响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固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坝基开挖坝基开挖深度除应符合本规范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两岸拱座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坝基开挖爆破设计宜采用预裂爆破的方式固结灌浆坝基固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固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防渗帷幕上游区坝基宜进行固结灌浆断层破碎带及其两侧影响带应加强固结灌浆固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固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盖重块厚度内宜预留灌浆孔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固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和的规定执行防渗帷幕防渗帷幕应符合下列要求控制渗漏对坝基及两岸边坡稳定的不利影响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控制坝基面渗透压力和渗流量具有可靠的连续性和足够的耐久性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硐内进行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防渗帷幕的深度应符合下列规定坝基下存在可靠的隔水层时防渗帷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坝基下隔水层埋藏较深或分布无规律时帷幕深度应符\n合本规范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倍水头范围内选择确定非岩溶地区岩体相对隔水层的透水率根据不同坝高应符合下列规定坝高在以上坝高在坝高在以下水源短缺水库可适当提高标准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固结灌浆能加强基础浅层的防渗作用坝高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?左右帷幕孔距宜采用排距宜比孔距略小钻孔方向倾向上游可在选择宜穿过岩体的主要裂隙和层理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倍坝前静水头在帷幕孔底段不宜小于倍坝前静水头均不得抬动岩体坝基排水正常情况下防渗帷幕的下游应布置坝基排水设排主排水孔必要时加设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\n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硐在平硐内钻设排水孔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主排水孔的孔距宜采用副排水孔的孔距宜采用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倍坝高以上的坝基主排水孔不应小于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断层破碎带和软弱夹层处理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倾角较陡的断层破碎带应采用以下处理措施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固结灌浆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采用置换法处理断层破碎带应加强置换混凝土与基岩结合\n面接触灌浆和围岩的固结灌浆注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当混凝土回填规模较大时应制定相应的温度控制固结灌浆接触灌浆与观测等措施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的规定确定处理方法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两岸拱座岩体内存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如抗滑键传力墙和高压固结灌浆等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\n拱坝构造坝顶布置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式中防浪墙顶与水库正常蓄水位或校核洪水位的高差波高按本规范附录确定波浪中心线至水库正常蓄水位或校核洪水位的高差按本规范附录确定安全超高按表的规定取值表安全超高坝的级别正常蓄水位校核洪水位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\n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结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横缝和纵缝混凝土拱坝必须设置横缝必要时亦可设置纵缝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拱坝厚度大于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缝两侧坝体混凝土龄期在采取有效措施后不宜小于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横纵缝缝面应采用止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止浆片每一灌浆区的面积宜为其高度宜为\n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宜有厚的混凝土盖重层顶灌浆压力可为接缝灌浆的具体要求应按水工建筑物水泥灌浆施工技术规范的规定执行坝内廊道及交通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倍坝面作用水头且不小于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硐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时基础灌浆廊道可与灌浆平硐结合分层布置灌浆平硐的断面尺寸应符合本规范的规定基础灌浆廊道底板混凝土厚度不宜小于当需要布置多层廊道时层高宜为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高度宜为交通\n及监测廊道最小宽度宜为最小高度宜为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底坡左右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结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廊道水泵室电梯井等部位的消防安全应按水利水电工程设计防火规范的规定采取有效措施坝体止水和排水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上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面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铜片或不锈钢片每一侧埋入混凝土内的长度宜为止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\n变形的措施止水片距离坝面宜为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必要时止水槽混凝土与基岩之间插锚筋连接陡坡段坝体与边坡接触面的基础止水宜采用以下措施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固结灌浆孔进行接触灌浆设置铜片或不锈钢片止水止水片与基岩的连接应符合本规范的规定基础止水片与横缝止水片相交处必须密封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排水管内径宜为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无冰冻地区的薄拱坝其坝身可不设置排水管\n坝体混凝土和温度控制坝体混凝土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应综合研究混凝土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的规定取值表混凝土最大水灰比大坝混凝土分区或部位气候分区水上水位变化区水下基础抗冲严寒和寒冷地区温和地区坝体混凝土质量及其均匀性应符合水工混凝土施工规范的规定温度控制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\n水库水温坝基地温日照等资料进行分析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坝体纵缝横缝的设置应符合本规范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基础温差系指浇筑块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龄期的极限拉伸值不低于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的规定确定表基础约束区混凝土容许温差距基岩面浇筑块长边高度以下通仓长块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土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坝块结构尺寸高长比小于基础约束区内长间歇的浇筑块\n基岩弹性模量和混凝土弹性模量相差较大者基础回填混凝土混凝土塞及陡坡等浇筑块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上下层温差系指高度小于?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各坝块应均匀上升相邻块高差不超过相邻坝块浇筑时间的间隔宜小于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以上基础约束区和特殊部位或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土表面保护材料应根据当地气候条件按本规范附录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温控措施的选用应符合下列要求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坝体降温速度每天不宜大于冷却水管特别是固结灌浆压重块混凝土中的冷却水管宜符合本规范的规定并谨防被打断坝体表面保护应符合本规范的规定接缝灌浆应按本规范和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\n安全监测设计一般原则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验证设计指导施工积累科学研究资料混凝土拱坝安全监测设计应符合混凝土大坝安全监测技术规范试行的规定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安全监测设计应遵循下列原则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宜采用先进技术或为后期技术改进留有余地\n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安全监测设计应符合下列要求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级拱坝关键部位的位移值宜提出技术警戒值监测项目与主要监测设施布置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巡视检查应符合下列要求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\n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表仪器监测的常规项目大坝级别序号监测项目坝体位移坝基位移一变形倾斜接缝裂缝渗流量坝基扬压力及深部渗透压力二渗流坝体渗透压力绕坝渗流水质分析应力应变三应力混凝土温度坝基温度上下游水位气温降水量四环境量库水温坝前淤积下游冲淤冰冻注为必设项目为选设项目\n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近坝区岸坡稳定性监测地下洞室稳定性监测坝体地震反应监测水力学监测其他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的规定外还应符合水位观测标准水位普通测量规范降水量观测规范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水平位移与挠度监测应符合下列规定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点垂直位移与倾斜监测应符合下列规定\n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上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渗流监测应符合下列规定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宜布置在防渗帷幕后第一道排水幕线上每个坝段宜布置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绕坝渗流监测在两岸坝肩防渗帷幕后沿流线方向布置个监测断面每个监测断面不少于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\n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应力应变及温度监测应符合下列规定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?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以上的高拱坝可沿拱冠梁不同高程按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在拱坝拉应力区坝踵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在温度监测坝段根据坝高不同可布置个监测截面各监测截面与坝段中心断面的交线上可布置个测点温度梯度较大的坝面附近或大孔口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\n坝基温度监测可在温度监测断面的底部布置深的钻孔沿不同深度埋设温度计施工期临时性温度监测宜与永久性温度监测相结合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附录水力设计计算公式堰面曲线表孔的堰面曲线采用幂曲线时见图可按公式计算式中定型设计水头可根据容许负压的大小按堰顶最大作用水头的计算其余符号见表表表孔堰面曲线参数上游坝面坡度垂直原点上游宜用椭圆曲线其方程式为公式式中椭圆曲线的长半轴和短半轴\n若上游面垂直其长短半轴可按以下关系选定采用倒悬堰顶时见图宜满足?定型设计水头的选择及堰顶可能出现的最大负压值参照表确定表表孔堰顶可能出现的负压值?最大负压值?各种作用水头情况下的流量系数与定型设计水头情况下的流量系数的比值参照表确定表表孔流量系数比值??浅孔的堰面曲线采用抛物线时当校核情况下最大作用水头孔口中心线处与孔口高度的比值?或闸门全开仍属孔口泄流可按公式计算式中定型设计水头宜取孔口中心线至水库校核洪水位水头的孔口收缩面上的流速系数可取若孔前设有检修闸门槽时可取其余符号见图原点上游可用单圆复式圆或椭圆曲线若?应通过试验决定\n泄水建筑物泄水能力计算公式表孔的泄水能力可按公式计算式中流量?溢流孔净宽溢流孔堰顶作用水头重力加速度?流量系数在定型设计水头下当?为堰高时则当?时则侧收缩系数根据墩厚度及墩头形状而定可取淹没系数视泄流的淹没程度而定不淹没时孔口泄流可按公式计算\n式中出口处的面积自由泄流时为孔口中心线处的作用水头淹没泄流时为上下游水位差孔口或管道的流量系数对?为孔口高度的浅孔取对深式泄水孔可参照公式公式估算当为长有压孔时值必须计及沿程和局部水头损失后确定深式泄水孔流量系数可按公式公式估算喇叭形进口非完全喇叭形进口圆形进口式中符号意义同前平顶式或类似于宽顶堰的坝顶泄水建筑物的流量系数可取挑流消能的水力要素水舌抛距见图可按公式估算?\n式中水舌抛距如有水流向心集中影响者则抛距还应乘以的折减系数坎顶水面流速?坎顶平均流速?水库水位至坎顶的落差鼻坎的挑角坎顶竖直方向水深坎顶平均水深坎顶至河床面高差如形成冲坑可算至坑底堰面流速系数最大冲坑处水垫厚度见图根据水流特性可按公式或公式估算式中最大冲坑水垫厚度由水面算至坑底若换算为最大冲坑深度则应由河床面算至坑底泄水建筑物出口断面的单宽流量?平均入水单宽流量?上下游水位差\n基岩特性影响系数坚硬完整的基岩坚硬但完整性较差的基岩软弱破碎裂隙发育的基岩水流分散程度影响系数分散充分分散较好分散欠佳水流集中跌流消能的水力要素射距可按公式估算式中射距见图鼻坎至河床高差水舌冲击区上游水垫深度可按公式估算式中水垫塘底板或护坦上内侧的水垫深度其余符号意义同前水垫塘底板或护坦上的冲击流速水舌落点上下游有水位差时如图所示按公式\n估算式中对水垫塘底板或护坦的冲击流速?其余符号意义同前水舌落点上下游无明显水位差时按公式估算适用于水舌基本布满河面时式中水舌落至水面时的厚度?水舌落至水面时的平均流速?水舌入射角上下游落差重力加速度?流速系数水垫塘底板或护坦上的动水压力可按公式估算式中动水压力强度水的重度?其余符号意义同前水垫塘或护坦上的脉动压力可按公式估算式中脉动压力强度入水流速?\n脉动压力系数取其余符号意义同前当下游不设护坦时最大冲坑处水垫厚度可按公式或公式进行估算底流消能的水力要素消力池的长度可按下列公式计算当弗氏数护坦上不设辅助消能工时式中消力池长度跃前跃后共轭水深当池首断面平均流速大于?护坦上可设梳流坎及尾坎但不宜设消力墩时当池首断面平均流速小于?护坦上可设梳流坎消力墩及尾坎时底流消力池护坦和尾坎上的脉动压力可按公式估算式中脉动压力强度沿法线方向作用于建筑物表面计算断面处的平均流速?脉动压力系数根据水流缓急程度分别取其余符号意义同前护坦中设消力墩包括梳流坎及尾坎时其所受冲击力可按公式估算\n式中消力墩包括梳流坎及尾坎所受冲击力墩坎附近的流速?或近似按墩坎断面处的平均流速计算墩坎迎水面在流速方向上的投影面积阻力系数视墩坎位置形状及流速大小取其余符号意义同前水流空化数估算公式水流空化数可按公式估算式中水流空化数计算断面处的时均动水压力水头大气压力水头对于不同高程按为海平面以上高度估算即相对于海平面每增加高度较标准大气压力水头降低水柱水的汽化压力水头对于不同水温可按表取值?计算断面处的流速水头表不同水温时水的汽化压力水头值水温波动及掺气水深估算公式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估算\n式中不计入波动及掺气的水深计入波动及掺气的水深不计入波动及掺气的计算断面上平均流速?修正系数通常视流速和断面收缩情况而定对于设在坝身一侧的滑雪道式泄水建筑物应考虑侧向进水造成的水面壅高此时可取估算当流速大于?宜采用各种情况中的较大值\n附录荷载计算公式静水压力垂直作用于坝体表面某点处的静水压力强度可按公式计算式中计算点处静水压力强度计算点处的作用水头水或含泥沙水的重度?动水压力溢流坝反弧段上的动水压力强度近似取均匀公布可按公式计算?式中水流离心压力强度相应泄洪设计状况下反弧段上的单宽流量?水的密度?反弧段最低点处断面水的平均流速?反弧半径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公式计算式中单位宽度上离心力合力的水平分力?单位宽度上离心力合力的垂直分力?反弧段的夹角见图取绝对值作用于反弧段边墙上水流离心力压力强度在水面处为\n零在墙底处为其间应沿径向近似采用线性分布可按公式计算并垂直作用于墙面扬压力作用于坝基面的扬压力的计算应符合下列规定坝基设有防渗帷幕和排水孔时在坝踵处的扬压力作用水头为上游水深排水孔中心线处为坝趾处为下游水深其间依次以直线连接折减系数可采用见图坝基未设防渗帷幕仅设排水孔时在坝踵处的扬压力作用水头为排水孔中心线处为坝趾处为其间依次以直线连接折减系数可采用见图坝基仅设防渗帷幕未设排水孔时在坝踵处的扬压力作用水头为帷幕中心线处为坝趾处为其间依次以直线连接折减系数可采用见图坝基未设防渗帷幕和排水孔时在坝踵处的扬压力作用水头为坝趾处为其间以直线连接见图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\n拱座侧面设置防渗透帷幕和排水孔时在拱端上游点处\n为排水孔中心线处折减系数可采用拱端下游点处为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至以直线连接计算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相应情况宜适当提高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在排水管中心线上为当计算截面在下游水位以上时取在下游坝面处的扬压力作用水头为计算截面以上的下游水深其间以直线连接折减系数可采用见图\n坝内未设排水管时在上游坝面处的扬压力作用水头为下游坝面处为其间以直线连接见图泥沙压力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式中泥沙压力?泥沙的浮重度?泥沙的干重度?水的重度?泥沙的孔隙率坝前泥沙淤积厚度泥沙的内摩擦角浪压力波高波长可按官厅水库公式公式计算适用于?及的山区峡谷水库式中波高当时为累积频率的波高当时为累积频率的波高平均波长\n计算最大风速?风区长度重力加速度?浪压力近似按直墙式挡水建筑物的情况进行计算坝前水深时浪压力分布如图单位长度上的浪压力可按公式计算式中单位宽度坝面上的浪压力?累积频率的波高波浪中心线至计算水位的高差使波浪破碎的临界水深坝前水深时浪压力分布如图单位宽度上的浪压力按公式计算\n式中坝底面处的剩余浪压力强度其余符号意义同前冰压力作用于坝面单位宽度上静冰压力可按表的规定取值表静冰压力值冰层厚度静冰压力值?注冰层厚度取多年平均年最大值对于小型水库应将表中静冰压力乘以后采用对于库面开阔的大型平原水库应乘以后采用表中静冰压力适用于结冰期内水库水位基本不变的情况结冰期内水库水位变动情况下的静冰压力应专门研究表中静冰压力值可按冰层厚度相应计算取值动冰压力计算应符合以下规定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计算式中冰块撞击坝面的动冰压力冰块流速?按实测资料确定当无实测资料时可取冰块运动期内最大风速的但不宜大于?计算冰厚可取当地最大冰厚的倍流冰初期取大值冰块面积可由当地或邻近地点的实测或调查资料确定冰块的抗压强度宜由试验确定当无试验\n资料时可采用作用于独立墩柱上的动冰压力可按公式计算式中冰块切入三角形墩柱或作用于前沿垂直的矩形多边形圆形独立墩柱的动冰压力墩柱前沿的平面形状系数按表的规定取值冰块的挤压强度流冰初期可取后期可取冰作用高程处的墩柱前沿宽度表形状系数值夹角的三角形多边形平面形状矩形或圆形注为三角形夹角的一半温度荷载温度荷载计算应符合下列规定坝体内温度分布可分解为三部分即平均温度等效线性温差和非线性温差见图三者可按公式公式计算????式中坝体厚度温度为坐标的函数\n拱坝运行期温度荷载可按公式公式计算式中截面平均温度变化值和截面等效线性温差变化值由坝体封拱温度场确定的截面平均温度和等效线性温差由封拱时的实际温度分布按公式公式计算由坝体多年年平均温度场确定的截面平均温度和等效线性温差按公式公式计算由坝体多年平均变化温度场确定的截面平均温度和等效线性温差按附录确定当封拱温度等于坝体多年年平均温度时即则\n上下游表面多年年平均温度按附录确定边界温度的确定应符合下列要求下游面温度的年变化过程可按公式公式计算??式中多年月平均气温多年年平均气温由当地实测多年月平均气温按公式计算若考虑日照影响增加多年平均气温年变幅由当地实测多年月平均气温按公式计算若考虑日照影响增加尾水位以下等于水温年变幅时间变量月初始相位月纬度高于地区取月纬度低于或等于地区取月圆频率温度变化周期月取月多年平均气温月月多年平均气温上游面温度的年变化过程的表示水上部分的温度等于气温可按公式计算水下部分坝前水温年变化过程在初步设计阶段可按公式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\n式中水深处时的多年平均水温水深时间月气温年周期变化过程的初始相位按本条款确定水深处的多年年平均水温按本条款确定水深处的多年年平均水温年变幅按本条款确定水深处的水温年周期变化过程与气温年周期变化过程的相位差月按本条款确定水库的多年平均水温可根据水库特性分别按下列公式计算的多年调节水库水库坝前正常水深式中多年调节水库的变化温度层深度可取拟合参数坝址多年年平均气温按公式计算的非多年调节水库的水库水库的多年平均水温年变幅可根据水库特性分别按下列公式计算的多年调节水库\n?式中拟合参数按公式计算修正后的气温年变幅按公式计算坝址多年平均气温年变幅可按公式计算月份多年平均气温可取太阳辐射所引起的温度增量可取的非多年调节水库的水库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的多年调节水库的非多年调节水库的水库多年平均变化温度场的按公式公式计算\n其中式中温度变化周期月取坝体厚度混凝土的导温系数可按表的规定取值上下游坝面温度年周期变化过程的相位差当上游面为库水下游面为空气时按附录确定上下游坝面多年平均温度年变幅温度荷载最不利组合的计算时点可取月中或月底计算与温升值相应的可改变符号作为与温降值相应的初始相位按附录确定也可从图中查取多年平均变化温度场的在初步计算阶段可按下列公式简化计算库水位以上\n库水位以下式中水深按公式公式计算当时\n当时式中坝体厚度公式公式中夏季取正号冬季取负号按此公式计算相当于月底和月底的温度荷载\n附录施工期坝体温度和温度应力计算混凝土温度计算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下游面气温可根据气象资料取当地多年年平均气温并根据日照方向考虑太阳辐射升温上游水库水温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可取河水多年年平均水温地温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上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可按公式计算式中混凝土浇筑温度坝体稳定温度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单向差分法式中计算点计算时段的温度计算点前一时段的温度与计算点相邻的上下两点在前一时段的温度计算点间距时间计算时段时间步长计算时段混凝土绝热温升增量混凝土导温系数?混凝土绝热温升用公式表示时绝热温升增量可按公式计算混凝土绝热温升也可用公式表示此时绝\n热温升增量可按公式计算式中混凝土水化热产生一半时的龄期胶凝材料水化热发散速率混凝土龄期胶凝材料水化热发散参数龄期时的绝热温升混凝土的最终绝热温升胶凝材料最终水化热?每立方混凝土胶凝材料用量?混凝土比热?混凝土密度?双向差分法式中计算点计算时段温度计算点前一时段温度与计算点相邻的左右计算点前一时段温度与计算点相邻的上下计算点前一时段温度和计算点相邻的左右两点到计算点的间距与平均点距之比和计算点相邻的上下两点到计算点的间离与平均点距之比计算点平均点距混凝土导温系数?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中一期通水冷却计算相结合进行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冷却水管降温计算一期水管冷却混凝土一期水管冷却有热源由于是线性问题可分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计算式中混凝土平均温度开始冷却时混凝土初温冷却水水温混凝土绝热温升水管散热残留比见图图混凝土导温系数?混凝土浇筑后历时冷却圆柱体的半径直径混凝土导热系数?单根水管总长水的比热?水的密度?\n水管通水流量?水泥水化热发散系数冷却水管半径当?时可按下式计算等效导温系数仍可采用图图和公式?等效热传导方程设混凝土绝热温升为采用公式计及水管冷却效果的等效热传导方程可用有限元网格计算层面和水管共同散热问题其中\n??\n式中混凝土初温水管进口水温单向差分法采用差分法计算一期通水冷却及层面散热时混凝土温度可按公式计算其中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计算混凝土表面保温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单向散热混凝土表面抵御寒潮所需表面等效放热系数为\n效式中混凝土导温系数?混凝土导热系数?考虑徐变影响的系数寒潮降温期间混凝土平均弹性模量混凝土线膨胀系数?气温降幅混凝土泊松比混凝土允许拉应力其他因素引起的初始应力寒潮降温期间混凝土的平均龄期遭遇寒潮时混凝土龄期寒潮降温历时效混凝土表面等效放热系数?保温材料厚度可按公式计算式中保温材料厚度保温材料导热系数?见表不保温时混凝土表面放热系数?风速修正系数见表\n潮湿程度修正系数潮湿材料取干燥材料取表各种保温材料导热系数?材料名称材料名称泡沫塑料膨胀珍珠岩玻璃棉毡沥青木板干棉絮木屑油毛毡稻草或麦杆席干砂炉渣湿砂甘蔗板矿物棉石棉毡麻毡泡沫混凝土普通纸板表风速修正系数保温层透风性风速?风速?不加隔层易透风保温层外面加不透风隔层稻草锯末等内面加不透风隔层内外加不透风隔层不透风保温层开始计算时可先假定效值进行试算求得值后再根据保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\n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公式计算其中按公式公式计算式中约束系数与坝块长度有关由图查取温度应力基础浇筑块温度应力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\n别计算浇筑温度与稳定温度之差所引起的温度应力和水化热温降引起的温度应力然后按公式叠加计算浇筑温度和稳定温度的温差为均匀温差其应力由约束系数法可按公式计算式中由混凝土徐变引起的应力松驰系数在缺乏试验资料时可取基础约束系数当混凝土弹模和基岩弹模相近时可按表取值当混凝土弹模和基岩弹模不相等时建基面处可按表取值建基面以上值可按比例折算混凝土弹性模量混凝土的泊松比混凝土线膨胀系数?混凝土浇筑温度坝体稳定温度表基础约束系数注计算点离建基面的高度浇筑块长边尺寸表建基面基础约束系数\n水化热温降应力可根据基础块各层水化热最高温升包络图计算温差由影响线法按公式计算式中应力计算点处的温度值在处加一对单位荷载对计算点所产生的正应力影响系数可由图和图查取在处的温度坐标的增量浇筑块长边尺寸由于基础浇筑块影响高度只有浇筑块长度的一半公式\n中温度变化范围取已足够在计算基础约束应力时可以将的浇筑块简化为的块体计算在以上的部分则可按不受基础约束影响的高浇筑块计算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其影响线可采用图和图温度场分布可取自差分法计算结果温度应力的控制按公式确定\n式中各种温差所产生的温度应力之和混凝土极限拉伸值重要工程须通过试验确定其他工程可取混凝土弹性模量安全系数宜采用视开裂的危害性而定\n\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的规定取值或按本规范公式计算等典型用语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