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'初步设计阶段水电建设项目混凝土围堰设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网
1995年2月
水电站工程混凝土围堰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1・弓丨言42.设计依据文件和规范43.基本资料44.设计的主要任务及工作内容85.设计原则与假定86.围堰布置97.围堰断面设计108.堰体构造12
2.基础处理133.混凝土围堰施工144.围堰布置155.工程量计算166.专题研究167.设计成果16附录A.围堰抗滑稳定计算17工程位于,是以为主,、等综合利用的水利水电枢纽丁•程,正常蓄水位m,最人坝高m,总库容108m3,电站总装机容量MW,年发电量10°kW・h,灌溉面积104km2o通航t级船队(舶)。本工程可行性研究报告于年月审査通过,选定坝址为。主要工程量:土方开挖104m3,石方开挖104m3,混凝土浇筑104m3ol程总投资亿元施工总工期—年。2设计依据文件和规范2.1有关本工程文件(1)工程可行性研究报告;(2)工程可行性研究报告审批文件;(3)初步设计任务书;(4)可行性研究阶段屮间报告及审批文件;(5)专题报告2.2主要设计规范(I)水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021—93):⑵水利水电枢纽T程等级划分及设计标准(SDJ12—78)及(SDJ217—87)(试行)及补充规定;(3)水利水电工程施工组织设计规范(SDJ338—89)(试行);⑷混凝丄重力坝设计规范(SDJ21—78)(试行)及补充规泄;
(5)混凝土拱坝设计规范(SD145—85)(试行);(6)碾斥混凝十•坝设计导则(DL/T5005—92);(7)水利水电工和施匸导流设计导则:(8)水利水电工程帼堰设计导则;(9)水利水电T程设计工程最计算规定(修改稿);(10)水工碾压混凝土施丁•技术规范(SL53-94);(I)内河通航标准(GBJ139—90)。3基本资料3.1坝址及坝线可行性研究阶段选定的坝址为,坝线为03.2工程等级及建筑物级别(1)根据本枢纽工程的规模,在可行性研究报告的审批意见和初步设计报告任务书屮已审定,本工程为等工程;(2)根据SDJ338—89(试行)表221确定碉堰超筑物级别为级建筑物。3.3导流方式及设计洪水标准导流方式;导流时段;导流程序-用堰型式o围堰设计洪水重现期为—年,相应洪峰流量—m3/s,相应上游水位为—ni,下游水位为—m,纵向垠前水位m。3.4水文、气象资料341坝址全年洪水和枯水吋段洪水频率〜流量关系,如表!□表1坝址洪水频率、流量关系单位:m3/s时段重现期年2010532全年枯水期:月日〜月日月日〜月日月日〜月日月日〜月日3.4.2坝址逐月流量特征,见表2。表2坝址逐月流量特征表单位:m3/s(—年至—年)
项目月份123二56789101112历年最大流量历年最小流量多年平均流量历年最大平均流量3.4.3历年典型年的洪水过程线。3.4.4坝址水位~流量关系曲线。3.4.5导流建筑物的水位〜流量关系曲线。3.4.6泥沙资料:堰前泥沙设计淤积高程—m,淤沙浮容重—kN/m3,内摩擦角—度。3.4.7坝址气温和水温,如表3。表3坝址气温和水温单位:°C(年至年)项目月份多年平均123456789101112月平均气温月平均水温日平均气温勿5*€天数日平均气温S5£天数多年平均气温—°C;极端最高气温—°C;极端最低气温—°C,气温骤降幅度°C,次数—次。3.4.8降雨量及冰冻期资料表4气彖站年降雨资料统计单位:mm项目月份多年平均123456789101112月平均雨量最大雨量最小雨量>5mm/h雨日dJiiXIl附雨量多年平均降雨量mm;年最人降雨量mm;最人降雨强度mm/d;平均降雨天数do冰冻期为月;结冰悖度m;流冰持续时间do3.4.9坝址风速
相应于洪水期多年平均最人风速为m/s;风向为_;吹程mo提示:设计工况采用相应洪水期多年平均最大风速的1.5倍设计。3.5坝址区地形、地质资料3.5.1坝址区地形图(1/2000〜1/500)o3.5.2坝址区地质平、剖面图(1/1000〜1/500)o3.5.3围堰轴线地质纵、横剖面图(1/1000〜1/500)o3.5.4堰基岩冇与混凝土的物理力学指标:(1)堰基岩石为岩石,混凝土设计标号为—;基岩容重—kN/m3,混凝土容重kN/m3o(2)允许抗压强度:基岩MPa;混凝土MPa。(3)_风化岩石变形模量_MPa,弹性模量_MPa,泊桑比_;混凝土弹性模量MPa,泊桑比o(4)堰基岩石单位吸水量L(min.m.m);渗透系数m/do(5)基岩及混凝土抗剪强度指标,如表5。表5混凝土及基岩抗剪强度指标计算面抗剪指标抗剪强度抗剪断强度混凝土面f=f=,cr=MPa建基而强风化岩石f=f=,cr=MPa弱风化岩石f=f=,cr=MPa基岩节理而强风化岩石f=f=,cf=MPa弱风化岩石f=f=,cr=MPa软弱结构而f=f=,cr=MPa提示:(1)如采用拱式围堰,应提供两冷坝肩结构面的力学指标及抗剪指标。(2)若为碾压混凝土圈堰,应提供磔压混凝土层间面的抗剪强度指标。3.5.5本工程地震烈度为—度。3.6水工建筑物设计资料(1)枢纽总平面布置图(1/1000〜1.2000)o(2)各单项建筑物设计图及分项工程量统计数量.(3)溢流坝汕流能力曲线以及与导流有关的各孔、洞、缺口的汕流能力曲线。3.7其它与围堰设计有关和对围堰有要求的资料
(1)砂、石料系数投产期为—年—月;生产能力—t/ho(2)混凝土系统投产期为—年—月;生产能力—m3/h0(3)可能提供的施工机械设备的技术性能和数量。(4)围堰保护的永久建筑物型式、布置、施丁•程序和施T进度要求。(5)施工总进度及对囤堰的施丁期要求。(6)对施T期的通航、过木、水库淹没、移民等要求。(7)建筑材料及混凝土配合比试验成果资料。(8)水泥及混凝土等材料的热力学指标。4设计的主要任务及工作内容4.1主要任务本设计人纲的主要任务是在导流设计己完成,导流方案和导流建筑物,包括挡水建筑物和泄水建筑物已经通过技术经济比较,同吋已选定导流挡水建筑物为混凝土阳I堰或部分为混凝土围堰,在此基础上对混凝十•围堰设计作原则性的指导°4.2设计主要工作内容(1)设计原则与假定;(2)混凝十•围堰布置;(3)混凝土围堰结构设计;(4)混凝十囤堰基础处理设计;(5)混凝十-囤堰施工;(6)混凝十围堰观测与拆除。5设计原则与假定5.1设计原则5.1.1混凝土囤堰设计除执行本《人纲》夕卜,还应符合有关规程、规范、标准的规定和要求。5.1.2囤堰系囤护水利水电枢纽工程永久建筑物施工的临时性扌当水建筑物,应充分考虑其运行吋间短的特殊条件。5.1.3设计前应注重调查研究,深入现场,认真收集和分析研究有关水文、泥沙、地形地貌、地质、施工条件等设计资料。提示:碾压混凝土鬧堰具有节省水泥、造价低、施工丁艺简便、施工进度快等优点,因此,混凝土围堰应优先考虑采用碾压混凝土围堰。但对其骨料及掺和料的品质及來源要进行分析研究。
5.2设计假定5.2.1混凝土囤堰断面设计一般情况按平面问题考虑,并应以建基面的抗滑稳定及应力条件确定。如囤堰深层基础有影响囤堰稳定的软弱结构面,应子复核其深层抗滑稳定性。5.2.2堰体断面一般由正常情况荷载组合控制。但要考虑采取防洪抢险措施后的囤堰安全度。5.2.3混凝土围堰的抗滑稳定按刚体极限平衡法抗剪断强度或抗剪强度公式计算。断而应力按材料力学方法计算,对于人型工程辅以有限元方法进行分析。6围堰布置6.1围堰布置原则6.1.1囤堰布直应根据枢纽布宜、囤堰型式、施工导流方案、施工总进度及地形、地质条件综合考虑。6.1.2用堰布置应满足被囤护永久建筑物的施工要求;(1)基础开挖和混凝十•浇筑施工机械及施工道路布置的要求;(2)基坑抽水站如置及运行的要求;(3)上下游用堰背水坡距永久建筑物施T边线一■般不宜小于10m;纵向丽堰不宜小于3m°6.1.3囤堰布直应考虑与左、右岸或其它建筑物连接的要求。提示:分期用堰布置,一期纵向围堰对河床束窄程度一般宜控制在40%〜60%,同时应考虑枢纽布置、施工期通航流速及河床和上、下游土石围堰的防冲要求。6.1.4上、下游横向围堰通常呈直线布置(除拱式围堰外),但若为闌护永久疑筑物施工的需要,也可呈折线布萱。全线用垠的上、下游围垠轴线通常与河道水流方向垂直。6.1.5囤堰布置应考虑水力条件。提示:(1)纵向和横向囲堰及其连接处的布置,应使水流平顺,避免紊乱水流流态对囲堰及基础产生不利的影响。同时纵向帀堰与横向囤堰的防渗体应形成封闭接头。横向囤堰轴线与纵向围堰轴线的交角宜控制在60。〜90。之间。(2)过水用堰布置应考虑基坑提前充水、堰顶过流水力条件和合理确定消能型式。(3)纵向用堰布置应满足施工期通航过木和永久建筑物过流条件的要求。⑷上、下游围堰距导流泄水建筑物的进、出口距离不宜小于10m,其交角分别为:上游一般为45。〜60。;下游一般为60。〜90。。(5)围堰布置应进行水丁•模型试验证和修改其成果作为围堰设计的主要依据。6.1.6围堰布置应避开两岸沟溪进入基坑,并防上两岸沟溪水流对囤堰坡脚的冲刷。
6.1.7|韦|堰布置应考虑交通条件,尽绘利用或兼顾两岸交通道路和满足施丁期通航布置的要求・6.1.8I羽堰布置应考虑施工条件,方便施工和拆除,尽可能利用现有施工道路和施工设施。6.1.9用堰布宜应考虑运用条件,以便遇到超设计洪水时采取防洪抢险措施、基坑充水以及洪峰过后基坑排水平压。6.1.10囤垠布直应符合工程量少、投资省的原则:(1)尽可能与永久工程扌当水或泄水建筑物相结合;(2)囤堰轴线应尽量短,并应选择在覆盖层薄、基岩条件较好、地质构造简单的地段。6.1.11混凝土囤堰常用作纵向围堰和过水围堰。过水围堰的布宜及断面型式应同时满足扌当水和过水的运行要求。6.2围堰设计方案比较621围堰布置应进行多方案技术经济比较,以选定最优方案为设计方案。6.2.2围堰设计应进行堰址和堰轴线方案比较,以选定技术指标优、经济合理的方案。6.2.3混凝十.F同堰设计应进行断而结构型式方案比较,以选定安全可靠、经济合理的方案。提示:碾压混凝土具有造价低,工期短,工艺简单,有条件应优先采用;混凝土用堰一般采用重力式。当堰址河谷狭窄且堰基和两扇地质条件良好时,可用混凝土拱围堰。7围堰断面设计7.1荷载及其计算7.1.1作用在混凝土围堰的荷载(1)堰体混凝十•重。混凝十•容重r=N/m3;(2)扌当设计水位时的静水压力及水重。水容重血二N/m3;(3)淤沙压力或土压力。淤沙高程m;淤沙浮容重N/m3;淤沙内摩擦角》尸(4)浪压力。计算风速m/s;吹程kmo(5)冰压力(6)扬压力。计算断而排水孔距上游而距离L二m;河床垠段扬压力折减系数aI=;岸坡堰段也=。
扬压力计算图形如下:提尔:(1)对于洪围堰,尚应考虑温度荷载,温度荷载应按运行期间堰体混凝土温度与封拱温度的差值确定。(2)对于过水围堰要考虑动力压力。7.1.2荷载的计算,应按《混凝十-重力坝设计规范》SDJ21-78(试行)、《混凝十-拱坝设计规范》SD145-85(试行)等有关规程、规范和专著计算。7.2荷载组合7.2.1囤堰设计的荷载组合,只考虑正常情况荷载组合,即基本组合。7.2.2荷载组合,见表6。表6荷载组合表荷载组合正常情况荷载(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)基本(1)挡设计洪水♦♦♦*♦A组合(2)冬天冰冻期♦**♦*A(3)围堰过水♦**♦♦A*注:(1)表屮有*者为三种堰型均应考虑组合的项目;(2)荷载(7)△示为仅适用于混凝土拱围堰的项n;笫必)栏仅适用于过水围堰;7.3围堰抗滑稳定计算731混凝十•重力式围堰沿堰基面的抗滑稳定计算,应取代表性坝段或单宽进行计算。提示:磔压式混凝十用堰亦应进行堰基面的抗滑稳定计算。7.3.2常态混凝土重力式囤堰沿堰基而的抗滑稳定计算,应按抗剪断强度公式计算,主要核算建基面的抗滑稳定。计算公式如下:KJ(1)式屮:K—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数;ZW-作川于堰体上全部荷载对滑动面的法向分值,kN(包括扬乐力);工P—作用于堰体上全部荷载对滑动面的切向分值,kN(包括扬压力);F—混凝土与基岩面的抗剪断摩擦系数;f=—3C—混凝十-与基岩而的凝聚九MPa;C=MPa。A—堰基面截面积,m2;A=m%提示:(1)抗剪断强度指标r和C宜经野外及室内试验测定,并根据SDJ21-78第81条及其
补充规定选用。7.4围堰应力计算7.4.1混凝土重力式围垠(包括碾压混凝土围堰)的应力计算,一般应包括垠基面、折坡处截血及堰体削弱部位的应力。7.4.2重力式围堰的应力计算,采用材料力学方法计算,并作为控制指标和设计断面。提示:计算公式参照《混凝土重力坝设计规范》SDJ21-78(试行)附录三采用。7.4.3重力式围堰在扌当设计洪水及施工期请况下,堰基面及堰体应力应符合下列要求:(1)堰基而最大垂直正应力&哑应小于堰基容许压应力;围堰在设计洪水时,迎水面允许有0.1〜0.15MPa以下的主拉应力,堰体允许出现0.2MPa以下的主拉应力。(2)在施工期间,下游堰趾垂直正应力允许有不大于0.1MPa拉应力,堰面可允许有不大于0.2MPa主拉应力。提示:混凝土拱围堰的应力计算,采用拱冠梁法或多拱梁法进行计算,对于巫要的拱围堰可采用有限元法进行应力分析,并应满足以下应力控制指标:(1)容许压应力的安全系数:正常情况>3.5o(2)容许拉应力,正常情况混凝土的容许拉应力不得大于1.2MPa.7.4.4囤堰应力计算除正向扌当水工况外,还需复核反向挡水丁•况。提示:反向挡水可能会成为围堰应力的控制条件,因此,在围堰设计中,要考虑采用可靠的排水平压措施加以控制。7.5围堰断面体形设计7.5.1围堰断面体形设计应能满足规定的各种用途,达到安全、经济,便于施工,特别是快速施工和便于拆除的目的。7.5.2囤堰断面设计应力求体形简单,堰体洞室尽量少,迎水坡堰而尽可能采用直立血,背水坡1:0.6〜0.75。对于拱式围垠,以采用单业拱型为宜。不设纵缝,尽量少设或不设横缝,以便于施丁和加快施工进度。8堰体构造8.1堰顶高程8.1.1堰顶高程应根据水力计算成果、施工、防洪、通航、发电等要求,综合备种因索通盘考虑,重要工程还应通过水工模型试验对比分析确定。
8.1.2不过水囤堰按水力计算确定的堰顶高程,按下列公式计算:(1)上游堰顶高程Huc=Hu+h(0+6(2)式屮:Huc一上游堰顶高程,m;Hu—上游设计洪水静水位肌一波浪髙度,m;按SDJ21-78(试行)附录二公式计算。5—安全超高,m;(2)下游堰顶高程Hbc=Hd+8(3)式中:%—下游堰顶高程,m;Hj—下游设计洪水位,m;8—安全超高,m。安全超高&值,4、5级囤堰采用血0.3m。提示:(1)对于沿海台风影响很大或在下游有梯级水库的下游丽堰,亦应考虑波浪高度叽项,而对于不符合上述情况或小型工程可不考虑聪项。(2)对于严寒地区堰顶高程的确定还应考虑冰寒、冰坝造成的壅高高度。8.1.3过水囤堰按水力计算确定的堰顶高程,按下列公式计算:(1)上游堰顶高程Huc=Hu+h®(4)(2)下游垠顶高程Hdc=Hd(5)上两式符号意义同式(4)、(5)=提示:过水围堰对波浪高度嘉的考虑因索与第8.1.2条提示相同。8.2堰体构造8.2.1堰顶宽度应满足防洪抢险和机械施工的要求,一般不宜小于3m。8.2.2囤堰体内的廊道应尽量少设,但为了基础帷幕灌浆和排水之需,一般仍需设宜基础灌浆、排水廊道。提示:考虑采用混凝土预制廳道,可以加快施工进度,廊道尺寸应根据灌浆机械和交通要求确定。
8.2.3混凝十-囤垠应根据地形和地质条件的不同设直横缝(伸缩缝),以适应垠体温度变化和不均匀沉陷的要求,但不宜设宜纵缝。横缝须设止水。提示:如遇地质条件良好,基岩强度高且均一性好的磔压混凝土鬧堰,可考虑不设置纵、横缝。如岩滩上、下游磔压混凝土围堰,长度分别为27&23和260.18m,均不设纵、横缝。8.2.4为保证囤垠和基坑的安全,根据洪水预报情况,在围垠过水前一般应进行基坑充水,使基坑形成一定水垫,设计应考虑预充水设施。8.2.5根据其受力和应力情况选用,围堰混凝土标号。提示:(1)一般情况下,重力式围堰基础混凝土不低于150#,堰体不低于I00#o拱式围堰混凝土不低于15Q#o混凝土龄期应根据工程施工及运用情况确定。抗渗标号不宜低于S,不考虑分区。当围堰与永久工程结合时,其混凝土标号应满足永久工程的要求。(2)堰体混凝土应尽最采用同一种水泥品种,应加适当的掺合料和外加剂,以降低水泥用最和改善混凝土性能。同时,应进行混凝土配合比试验,并以其作材料用最计算的依据。9基础处理9.1基础处理的一般原则和要求9.1.1作为混凝土囤堰的基础必须符合下列要求:(1)具有足够的强度,以承受堰体压力;(2)具有足够的整体性和均匀性,以满足堰基抗滑稳定要求和减少不均匀沉陷;(3)具有足够的抗渗性,以满足渗透稳定的要求。9.1.2混凝十•国堰建基而高程,应根据堰基应力及基岩的物理力学特性综合考虑确定。提示:一般情况下,高围堰(50m或以上)宜开挖到弱风化下部岩石,屮围堰(30、50m)刃:挖到弱风化上部岩石。9.1.3囤堰基础面的上、下游高差不宜过大,并尽可能向挡水侧倾斜。若基础面高差过大或向背水侧倾斜,宜开挖成人台阶状。9.1.4基础屮若存在局部的工程地质缺陷,如埋藏不深的溶洞、溶蚀而、断而破碎带、夹泥裂隙等应了挖除°如埋藏较深挖除困难或工程量太人时,应进行专门研究采取有效的处理措施。9.2基础防渗灌浆及排水设计堰基的固结灌浆、防渗帷幕灌浆及排水设计,应根据基础的工程地质和水文地质条件,
并结合围堰的高度和丁程的重要性决定。设计应尽量简化。提示:一般情况下,对于高度等于或大于50m的重要围堰,渗透性较大(Q0.IL/(min.m.)的堰基,宜考虑设一排防渗帷幕,其深度建议达到相对隔水层的单位吸水量o)=0」L/(min.m.m)。若基岩的ok0.1L/(min.m.m),则可不设防渗帷幕。为降低堰基的渗透压力和排除渗水,基础排水宜设1〜2排排水孔。帷幕孔和排水孔孔距宜根据基础渗透请况和类似工程拟定,一般为2〜5叫9.3基础固结灌浆及断层破碎带和软弱夹层的处理提示:基础岩石固结灌浆及断层破碎带和软弱夹层的处理,应根据工程具体情况,参考SDJ21—78有关内容和方法迹行处理。10混凝土围堰施工10.1围堰施工进度应满足工程施工总进度要求,在保证FE1堰施工质量的前提下,尽矍加快施工进度,为永久建筑物提前施工创造条件。10.2围堰施工设计需研究围堰的施工程序、施工方法、施工机械设备、劳动力、施工布置、施工进度以及先进施丁技术的应用等问题。10.3统筹考虑纵向丽堰与上、下游围堰的施丁•程序及施工进度,为提前进行基坑排水创造条件,以加快永久建筑物施工。10.4混凝土囤堰通常是在土石或草土围堰的囤护下干地施工,需研究分析土石(或草)囤堰施工、基坑排水、混凝土囤堰基础开挖和混凝土浇筑施工工期及控制性进度,并采取措施在汛期将混凝十•围堰浇筑至枯水位以上以满足渡汛要求。10.5混凝土围堰施工宜采用起重机起吊混凝土料罐入他。提示:⑴在满足设计断面结构要求前提下,可采用汽车直接入仓,但要采用保证混凝土施工质量措施。(2)如果采用磔压混凝土施工,应研究提出施工进度、施工强度和所需的机械设备。碾圧混凝土的施工技术要求可参照SL53-94《水丁磔压混凝土施工技术规范》执行。(3)如果采用水下混凝土施工,需据坝址水文、地形、地质资料研究确定水清基,立模、浇筑混凝土的施工方案、施工进度及施工技术措施。水下清基可考虑采用机械(抓斗、索铲)挖除、人工清理及吸沙机或压力风管清除;水
下混凝土采用导管法浇筑。水深小于2.5m时,一般采用端进法浇筑。11混凝土围堰观测设计与拆除11」混凝土围堰观测设计提示:(1)混凝土围堰原型观测设讣的项H应根据围堰的级别、型式、地形、地质、施工及运行的特点综合分析确定,并遵循少而耕的原则。对IV、V级围堰,通常可进行下列项目的观测:1)堰体表面垂直位移和水平位移(包括纵向和横向)2)上、下游水位;3)堰基及堰体渗水戢(包括两岸部位)观测;4)过水围堰表面流速、流态观测;5)—般性外表观测(如裂缝、冒水等)。⑵用堰观测断一面通常选定最大堰高或地质条件较差地段的断ifli,一般布置3个观测断面,按设计要求进行观测。11.2混凝土围堰的拆除11.2.1用堰拆除范用及拆除断面(宽度及高程)除应满足永久姥筑物运行的要求,尽量减少拆除工程量外,对分期导流的一•期用堰拆除还需满足二期导流及截流泄水的要求。11.2.2用堰拆除需研究确定拆除程序、拆除方法、施T进度和施工机械设备数量。必须满足施T总进度要求。11.2.3囤堰拆除通常安排在汛厉进行,为利用围垠扌当水逐月下降的特点,囤堰拆除程序宜从上到下、从背水坡向迎水坡,以使围垠继续起扌当水作用,尽量减少水下拆除方量。各月拆除高程及拆除部位应视齐力扌当水位而定。H.2.4混凝土囤堰拆除通常是采用爆破方法进行拆除,应严格控制最大装药景,以确保永久建筑物的安全,同时使混凝土墙体爆块尽可能小,以便于水下清除和运输。12工程量计算12」混凝十.囤垠工程量计算的项目一般包括:(1)土、石方开挖;(2)混凝土;⑶钢筋及钢材;(4)固结灌浆;(5)帷幕灌浆;(6)基础排水孔;
(7)止水片;(8)拆除工程量。12.2混凝土用堰工程量计算,应按疑筑物设计的儿何轮廉尺寸进行计算,据此算得的工程量再乘以相应的设计阶段系数。12.3初步设计阶段,围垠工程量的阶段系数按其工程规模的不同采用不同的系数,应参照1992年2月水利部能源部东北勘测设计院《水利水电工程设计工程景计算规定》(修改稿)选用。12.4围堰与坝体或永久水工建筑物相结合的部分应计入永久工程量屮。13.专题研究(必要时)14.设计成果14」报告计算书(1)初步设计报告书;(2)有关试验报告;(3)专题研究报告;(4)计算书。14.2混凝土围堰布置图(包括平面、部面图);14.3围堰工程量汇总表.附录A围堰抗滑稳定计算A1对于小型工程,若无条件进行试验时,也允许按抗剪强度公式计算:K=f•XW/XP(Al)式屮:K—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数;混凝土与基岩面的抗剪摩擦系数;仕—o2W、2P—符号意义同(1)式。K,和K值的控制指标(不分工程等级)定为:K>3.0,K>1.05oA2碾压混凝土重力式囤堰的抗滑稳定计算,应按抗剪断强度公式同时核算建基而和碾压混凝土层间面的抗滑稳定。计算公式及其符号意义同式(A1)。
混凝土与建基面:;C=MPao碾压混凝土层间面:—:Cf=—MPa。混凝十-与基岩血的F和C宜经野外及室内试验测定。碾压混凝十层间面的F和CC值,若无试验资料,可参考类似工程采用。岩滩碾压混凝十围垠水泥用量为45kg/m3,混凝土层间试验值为:fz=1.05〜1.36,CJ0.59〜1.40MPa;碾压混凝土大坝水泥用量为55kg/m3,根据现场试验值,设计采用混凝十-层间面的f=l.l,C=0.8MPaoA3对于小型工程,无条件试验吋,也允许按抗剪强度公式计算。计算公式及其符号意义同式(A1)。式中:f=。K和K值的控制指标(不分工程等级)为:K23.0;Kni.05°如岩滩碾压混凝土围堰设计,经过专门论证和技术主管部门审批厉,基本组合采用K>2.5oA4混凝土拱F科堰的抗滑稳定计算,除核算坝肩拱座岩体的整体抗滑稳定外,还应对分高程拱圈稳定进行计算,采用刚体极限平衡法的抗剪断强度或抗剪强度公式计算:K"=(厂.27V+C"・HI(A2)K=f・27V/2T(A3)或式屮:KK—分别为按抗剪断或抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数;工N—垂直于滑动方向的法向力,kN(包括扬压力);AN—平行于滑动方向的滑动力,kN(包括扬压力):A一计算滑动而的而积,m2;Ff—分别为滑裂面的抗剪断和抗剪摩擦系数;C—滑裂面的凝聚力,MPa。f=,Cz=MPa;f=o提示:滑裂面的C或f宜通过野外或宅内试验取得,并应根据SD145-85第6.2.6条规定采用。A5如拱围堰的堰长与堰高的比值>5.0尚宜按单宽核算其抗滑稳定K或K值。K和K值的控制指标,(不分工程等级)定为:K>3.0;K>1.3o对于人型工程或复杂惜况,可辅以有限元法进行分析。A6当堰基内存在不利的软弱结构而吋,应核算堰体带动部分堰基的抗滑稳定性,即进行深层抗滑稳定计算。
对于双斜面的深层抗滑稳定计算,惣议采川刚体极限平衡法等稳定安全系数公式计算。计算公式如卜:K"j={Fj[(XW+Gj)・cosP-R・sin((])—p)—ZP・sinp—U_d+A_]・C"j}/[(LW+G.i)・sin|3—R・cos((])—P)+ZP・cos(3](A4)K"_2={F-2[G一2・cosT—U.2+R・sin((|)+y)]+A_2•C"_2}/[R•cos(e+丫)一G.2•siny](A5)令K,=K2式屮:KJ、KL—分别为滑动面ab和滑裂面be按抗剪断强度计算的抗稳定安全系数;ZW-作用于堰体上垂直荷载Z总和(不包括扬压力),kN;G]—滑动而ab以上岩体的重量,kN;R—坡段垂直而上的抗力,kN;》P—作川于软弱滑动面以上堰体和堰基的水平荷载,kN;Aj—滑动而ab的面积,m3ui—滑动面ab上的扬压力,kN;G?—滑动面be以上岩体的重最,kN;A2—滑裂面be的面积,m2;u2—滑裂面be上的扬压力,kN;门、C1—滑动面ab的抗剪断摩擦系数和凝聚力,MPa;作、C0—滑裂面ab的抗剪断摩擦系数和凝聚力,MPa;卩一软弱滑动而与水平面的夹角,度;L产生最小抗力吋,尾岩抗力体的破裂角,度;e—抗力R作用方向与水平面的平(小于岩石的内摩擦角),度。计算简图如下:K值的控制指标(不分工程筹级)定为:K23.0;如采用抗剪强度指标计算,则K值控制值为:K>1.1;对于人型工程或地质构造复杂惜况,可辅以有限元法进行计算。'