02混凝土重力坝设计规范(试行)【SDJ21-78】编制说明
水利有效水电作废
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中华人民共和国行业标准
混凝土重力坝设计规范
编制说明
目次
前
言
第一章
总则第二章
第三章
坝体结构和泄水建筑物的水力设计第四章
坝体断面设计第五章
坝基处理设计第六章
坝体构造第七章
温度控制及防止裂缝措施第八章
观测设计附录四
坝体混凝土温度和温度应力计算
前言
混凝土重力坝设计规范号通
利电力部第十二工程局会同长江流域规东水利学院水利电力部东北勘测设计建省水力发电工程局和湖南省水利水电勘测设计院等七个单位先后派员组成规范编制年月开始年水利电力部华东勘测设计院成立后由该院继续负责
年
在全国有关勘和高等学校的广泛而又有重点地进行调查研究和必要的科学试验是在总结我国混凝土重力坝建设实践经验的基础上吸取了国内外近年来的一对原水利水电建设总局年研究班定稿
进行规范先后经过三次全国性会议审查讨
次专题讨论会和小型审查会后报水利电力部批准颁发
规范共有八章条及五个规范对下列主要内容作了修改和补充
本要
关规
泄水孔设计的有关规
关规面负及各种消能设施
扬压力的有关规定
关规定
抗滑稳定的有关规定如并列两种计算公式并修改了相应安全系数的规定
如坝基开挖和防渗帐幕等的有关规定
关防止混凝土表面裂缝和温度控制设施等规定适当放宽了基础容许温
关规
规范的编制工作是在划设计院的直接领导各兄弟单位的密切协作和参加单位的同志的共同努力下完成由于机构调员变化等原编制说明的编写工作加之我们水平不高经验不多本编制说明中缺点一定
年月
第一章总则
根据水利电力部年指示本规范适用范围为型对坝型方面考虑到
混凝土空腹坝和浆砌石坝的特分析与混凝土重力坝既有类同有其特殊性例如空腹坝整体应力分析不符合材料力学方法的计算条也不不多浆砌石坝材料不均一整体性不同于论研究也还不不列据此本规范规定适用于型工程中岩基上的级混凝土实体重力坝和宽对级混凝土重力坝设计可参照使
用但无约束对于特殊重要的工程设计时可进行专门研究制定补充条
本规范和其它有关规范的关时尚在修订本条文
中未明确指与本规范有着密切的联系在使用本规范时应
关于坝高的分类根据编制本规范时对国内四十余座混凝土重力坝的为原水利水电建设总局年研究班定稿定还是适用此仍
暂维持
第条本条是在初步总结建国以来混凝土重力坝建设的经验教训基础上提出对混凝土重
力坝设计的六点基本要
本条根据当型工程设计分为初步和施工详图阶段两个阶
段提出各个阶段的混凝土重力坝设计主要内容和要便设计人员有应该指
型水力发电工程的初步设计编制规程最近已经颁发初步设计阶段混凝土重力坝的设计内容和深度应符合该规范有关要对特别复杂的大型工程的设计阶段划分和主要设计内容和要求由主管部门另行规
其调了洪消能放空库水的设计以及地震区域坝的抗震设计的重
为了汲取年河南省水灾的教训和具体体现年全国防汛及水库安全会会
的本条中还特别强调重视水库防洪安全
第二章坝体布置
第条着重指出坝体布置应结合枢纽布置全面合理解决坝上各综合利用建筑物的
布置问如何对待泄洪消能和及如何解决泄洪建筑物同坝上其它建筑物
的矛盾是一个十分重要的问于这个问题没有处理致泄洪时影响枢纽的正常运行如发木其它建筑物及岸坡甚至危及大坝安内曾多次出现过这种例子故本规范规般首先考虑泄洪出其
以往水工模型试验往往只验证挑流冲坑不致影响坝忽视对两岸冲刷及航运发电等要求故本规范除强调水工模型试验的重要性对型工程分别规定了模型试验要求和范
对溢流坝段的布置提出原则要鉴于河南省年月特大洪水的
据年全国防汛及水库安全会议认为开敞式溢流孔具有较大的泄洪潜
根据各方面意见对溢流坝的单宽流量本规范不作限制性的具体规目前国内已建及在建
的工程中如黄龙滩的单宽流量为为如乌江康等也超
过维特别坚硬的岩石可采用左右限制
性规定是不合适另洪对大坝安全的影响主要视消能防冲设施的效果而定因此本规范对消能防冲方面作了较多的规第条有第条及第条
必须指出对高水头大单宽流量泄洪建筑物的消能防冲问题设计中应慎重对
消能设施对坝体布置的取了国内工程的一些有的工程用挑流消能方
坝肩稳定或影响电如面力戽消能有回流态不易稳定需设置较长的导在第条中作了有关的规
第条对泄水孔的设置条孔时应考虑的因素以及泄水孔下游的消能问
题作出规
第条设于坝体内的施工导流建筑物和坝体安全有规范对其以及封堵
提出原则要以往对施工期的通航和过木注意不够特予指
对于坝内的导流底孔和永久泄水孔相结合经讨论为是可行的故本规范予以推对灌溉用水分层取水问本较为我国各地灌溉用水的水温问题需加考虑
对有异重流的水考虑深部取水问题故本条作了相应的规
发电进水口的拦污清污问突出黄山和盐锅峡等工程的拦污栅均曾因来不及清污或无清污措施而出现事本条特予指出以引起重
第三章坝体结构和泄水建筑物的水力设计
第一节非溢流坝段
实体重力坝的上游坝坡通常不宜缓于游坝踵的应力控制难于达到规定
的要宽缝重力坝因形心偏向上条件较为同样条件下上游坝坡可适当平缓
当设置纵缝考虑上游坝坡对坝体应力的影响坝坡不如新安江工程在初期因上游坝坡较平当考虑纵缝影响后上游坝踵出现较大的拉在上游面加压
能消加了工程量和投资其它工程也有类似经验故予指
当坝体内设有发电引水孔等建筑物进水口闸门槽的布置和启闭闸门的方便故规定上游折坡点高程应结合这些建筑物的进水口一并
对整体式重力坝考虑到坝体横缝灌浆后悬臂及水平梁的共同作游坝坡可比一般
适当陡具体需计算或试验确
第按照年全国防汛及水库安全会议的要顶高程应不低于水库静水其超高
值应符合本规范第条的规
国内已建的一些宽缝重力坝宽缝宽度占坝段总宽的百分率如新安江工程非溢流坝段
为引水钢管的溢流坝段也为有引水钢管的溢流坝段为丹江口工程厂房坝段
在引水钢管部位以下设置宽缝为底孔坝段在该孔部位以下设置宽
湖工程的非溢流坝段为在十年动乱期间兴建的坝如枫树坝的非溢流坝坝
湖工程的溢流坝段达缝填沙腔身空腔象双支墩大头缝较大
时迎水面将出现水平拉应力以致形成劈头裂缝故本条仍维定一般为
对有引水流孔等大孔洞横穿坝体时将削弱该部分此本条规定该部分坝
体结构和宽缝布置应经过论证决
关于宽缝重力坝的头部和顶部的宽缝渐变坡度定放缓这样有利
于立模和改善
本条强调了各坝段的外形应尽量协调一要是考虑布置上游止水靠近上游面廊道
及改善坝体的受力状又规定当地质及运用条件有显著差别时可分类按其不同情况分别确定其断面各坝段均能达到安全和经济的目
因坝段的外形不一采取不影响大坝的工程量故本条规定应进行全坝总体的技术经济
根据我国新丰江大坝和印度柯依那大坝遭受地震后坝顶附近产生贯穿上下游的水平裂
缝影响大坝安有关坝体结构的抗震抗震
有关要
第二节溢流坝段
在我们调查的国内个有胸墙的高孔者有个工程为开敞式溢
流个设有闸个为自由溢面曲线采用实奥个多数不
符合该曲线的边界条件如桓仁坝上游坡为江坝上游坡为游不符合直立条
件上部有平有米水平有在原克奥曲线上游用
圆弧的都不符合该曲线边界条新安江工程采用三次抛物近年来兴建的三个工程如八盘峡石江口都采用幂
在规范编制过程中曾组织南京水利科学研究水利电力东水利
科学研究院等单位对克奥值研型曲线和综合曲线等进行了比较
为
当上游面为垂直值曲线曲线
的体型压力和流量系数基本相者为等效优点是堰面负曲线能与
各种上游坝坡衔将其通式列入本为幂资
克奥曲线不论体力和流量系数均去曾广泛应用也未发生过安全事故但
经过充分讨论之为不列
长研流量系数虽和综合曲线相单宽体积较大堰端和堰顶负压均很
因该曲线堰坝最流量系数加果堰端负压增宽体积上堰顶
顶以下最如改用标准的椭圆改善堰端和堰顶的压力分布而单宽体积必然变大和不经济流量系数势必有故本规范未予
上游面垂直游堰面采用椭圆曲线显然较多圆弧连接量系数相力
和流速分布有所改善其方程式为
列入本规范附录
幂曲线流量系数的数学计算值为模型的率定值为考虑到堰面在施
工和放样时有误堰面不平整故本规范建议最大值为
溢流坝堰面形状时以堰上设计洪水频率的水头作为设计水
时堰面不出现负在宣泄校核洪水时堰面允许出现不大于的负本规范改为
常遇洪水位闸门全开时不得出现负压
校核洪水位闸门全开时出现的负压不得超过
正常蓄水位或常遇洪水位闸门局部开启运行中较常出现的开度为允许有不大
的负压值应在设计中论证确
本条中的遇洪水频率为年一遇以下的洪水时的水库水
国内以往对溢流坝设计的允许负压要本上求因行中
堰顶均未发现空蚀现
丰满溢流坝的堰顶曲线系采用
坝轴线上游堰面用半径为弧连设计允许负压未查东北勘测设计院在丰满溢流坝
进行原压值在发生空
近年来国内溢流坝堰顶设计允许负压值有所石泉工程采用
堰顶上游处系低流速江口工程采用江渡工程采用约
国外对堰顶允许负压的要的设计中也有所如美国的一般最小允许压力为海平面大气压力以下英德沃歇克溢流坝水力设计负压采英尺
澳大利亚对允许负压的要求变化较大有少数单位设计中根本不允许负有少数单
位在水库最高洪水位时容许在堰顶有为水负日本设计容许
负压约年
在本规范修订过单位认为原规范规定过测设计院认为负压可
采用西班牙阿尔德维拉坝允许负压运行未发现问历次讨论会中对允许负
压规定多少意见比较分后决模型试验的误型的放样误质量以及有负压时水流不稳定等因定校核洪水位闸门全开时负压不得超过
对于在正常蓄水位或常遇洪水位时闸门局部开启的运行机会较多容易遭受空蚀破坏这种情况的设计允许负压值应予以规避免或减少空国内缺乏这方面资料因此在本规范内规定在这种情况容许有不大的负压在设计中经论证确引起不作硬性规
此外门槽空蚀现象虽不严重但较普遍为慎重起见规定有过大负压时须改善门槽我国实践经验表明溢流坝反弧段发生空蚀的情况比较普遍有体形及平整度的问
有反弧半径不足的问增反弧半径作出规
据调查国内一些工程的的最低点水比下丰满为
窝为为刘家峡为为坝为
为山为
此规
反弧半径除和反弧的最低点水深有和反弧处平均流游衔接形式有关反弧处流速愈宜选用较大值但据调查得知大于作用不
当反弧段和水平护坦或平直段连接于曲率的突变和不连发生空蚀如丰满和黄坛口曾有此能严格控制体形也是一个重要原规定反弧段和护坦连接应
尽量采用较大
据调查有的工程因闸门槽处闸墩厚度太运行均存在一定问如某工程闸
墩高达余段横缝设在闸墩中心度边墩厚约经核算才发现厚度太小