水利施工混凝土面板堆石坝设计

混凝 土 面 板 堆 石 坝 设 计 规 范

Design Code for Concrete Face Rockfill Dams

SL 228-98

主编单位： 水利部水利水电规划设计总院

批准部门： 中华人民共和国水利部

1999-01-16发布 1999-02-01实施

前 言

根据水利部1997年下达的技术标准制定、修订计划，在DL5016—93《混凝土面板堆石坝设计导则》(以下简称原导则)基础上，吸收国内外十多年来的建设经验和科研成果，对原导则行了修改补充，制订本规范。

本规范主要内容包括：混凝土面板堆石坝及有关的泄、放水等建筑物布置；坝体堆石或砂砾石材料详细分区；坝体材料特性和填筑质量标准；坝体设计和计算；坝基及岸坡开挖与处理；混凝土趾板与面板设计；周边缝及垂直缝等各种接缝止水设计；分期施工和已建坝的加高；原型观测布置设计等的基本规定和要求。

对原导则修改补充的主要内容如下：

1 将适用范围修改为适用于1、2、3级及3级以下坝高70m以上的混凝土面板堆石坝设计。

2 增列了术语和符号一章，统一图示标记。

3 修改了原导则中在砂砾石地基上不宜修建高混凝土面板堆石坝等规定。

4 强调了使用枢纽建筑物开挖料及近坝区石料或砂砾料用作坝体填筑料，以提高技术、经济效果。

5 拓宽了对趾板地基要求。除弱风化岩层外，经过专门论证，采取工程措施，也可建于风化破碎或软弱基岩上。补充提出了采用混凝土防渗墙、将趾板置于砂砾石层上的基本要求。

6 补充了需要进行稳定分析和有限元法计算坝体应力、变形的基本要求。

7 增列了坝顶结构设计要求、坝体抗震措施及砂砾石坝体渗流控制的基本要求。 8 补充了确定混凝土面板厚度的标准、对原材料及配合比等的技术规定、面板的防裂措施和要求。对周边缝止水作了适当简化，并拓宽了要求。

9 适当简化了一般性观测项目，增列了可选择的观测项目。

QBT水利枢纽工程

一、工程地理位置

QBT水利枢纽位于新疆阿勒泰地区布尔津县冲乎尔乡境内的布尔津河中

游，距布尔津河与额尔齐斯河的汇合口100.2km。引水电站厂房与坝址相距5.5km.

本工程为大（1）型I等工程。水库正常蓄水位975m，总库容14.50亿m3，最大

坝高220m。电站总装机容量524MW，其中生态基流电站装机容量74MW。与

下游相距约22km的冲乎尔水电站的正常蓄水位衔接。坝址以上流域面积

7902km2，多年平均流量131.73m3/s，年径流量41.57亿m3。年发电量为17.94

亿kW·h，2030年后年发电量为17.71 kW·h。2030年以后作为“西水东引”水

源工程，任务是城市供水、生态、灌溉、发电等综合利用。

二、洪水标准

引水电站厂房设计洪水重现期为200年；校核洪水重现期为500年。

生态基流电站设计洪水重现期为100年；校核洪水重现期为200年

大坝、表孔溢洪道、深孔泄洪洞和发电引水隧洞进口等主要建筑物级别为1

级，发电引水系统、电站厂房级别为2级，生态基流发电引水系统及其发电厂房、

消能防冲建筑物和次要建筑物级别为3级，其它临时水工建筑物为4级。

三、混凝土面板堆石坝方案

QBT水利枢纽工程由拦河坝、表孔溢洪道、深孔泄洪洞、引水发电洞及厂

房和生态基流发电洞及厂房组成。

面板堆石坝坝轴线方位角147º，泄水建筑物布置在右岸，发电引水建筑物

均布置在左岸，表孔开敞式溢洪道紧邻右坝肩布置，出口采用窄缝挑流消能型式；

深孔泄洪洞进口在右坝肩上游180m，为有压短管进口接明流洞，消能型式为垂

直旋流竖井，泄洪洞后半段由施工导流洞改建而成；生态基流电站厂房位于左岸

坝后主河床；引水电站位于河道下游，距右坝肩直线距离约2.5km，发电引水洞

尾部设调压井。 （1）拦河坝坝体布置

拟定坝体基本断面为：坝顶宽度12m，坝顶长度536m，最大坝高220m。上

游坝坡1：1.4，下游综合坝坡1：1.5。下游坝坡结合11m宽“之”字形纵坡10%

2020一级建造师《水利水电工程管理与实务》

混凝土面板堆石坝施工技术

1F415022 坝体填筑施工 一、填筑工艺

（1）进占法

优点→减轻平摊量 缺点→轮胎磨损严重

（2）后退法

优点→减轻轮胎磨损 缺点→平摊量大

（3）混合法

先用后退法卸料呈分散堆状，再用进占法卸料铺平，以减轻物料分离。

堆石坝填筑工艺主要是针对不同坝体分区料的填筑与碾压采取的措施与方法。

图1F415020 进占法 图1F415020 后退法 图1F415020 混合法

坝体分区料 方法 备注

坝体堆石料 铺筑 进占法 必要时采用混合法

碾压 振动碾压 碾压采取错距法，搭接不应小于1.0m

垫层料 摊铺 后退法 压实层厚度大时，采用混合法

碾压 斜坡碾压与砂

浆固坡相结合 优点：①简单、防失稳下滚、临时挡水防渗；

②形成“结石层”。

【例题·多选】堆石坝填筑施工质量控制关键是要对（ ）进行有效控制。

A.填筑工艺

B.填筑速度

C.过渡区厚度

D.压实参数

2

E.垫层料厚度

【答案】AD

【解析】堆石坝填筑施工质量控制关键是要对填筑工艺和压实参数进行有效控制。

【例题·单选】垫层料的摊铺多用（ ），以减轻物料的分离。

A.进占法

B.后退法

C.先进占、后后退

D.先后退、后进占

【答案】B

【解析】垫层料的摊铺多用后退法，以减轻物料的分离。

二、堆石坝的压实参数和质量控制

1.堆石坝的压实参数（17年案例） 填筑标准应通过碾压试验复核和修正，并确定相应的碾压施工参数（碾重、行车速率、铺料

厚度、加水量、碾压遍数）。

2.堆石坝施工质量控制

（1）坝料压实质量检查，应采用碾压参数和干密度（孔隙率）等参数控制，以控制碾压参

数为主。

（2）铺料厚度应每层测量，其误差不宜超过层厚的10%。

（3）坝料压实检查项目：干密度、颗粒级配；砂砾料还涉及相对密度，堆石料还涉及孔隙

率。

（4）干密度的检测与控制 ①检测方法（17年案例）

坝料 干密度检测方法 试坑直径 试坑深度 垫层料 挖坑灌水（砂）法、核子密度仪法 不小于最大料径的4倍

丽水市黄村水库一期工程混凝土面板堆石坝设计

周少杰,杨卫东,张海南(丽水市水利水电勘测设计研究院,浙江丽水󰀁323000)

󰀁󰀁摘要:介绍了黄村水库一期工程混凝土面板堆石坝的设计,特别是对基础处理、坝体结构布置、材料等,作了较为详细地论述。关键词:面板堆石坝;填筑料分区设计;面板设计;大坝监测设计中图分类号:TV641󰀁4󰀁󰀁󰀁文献标识码:B󰀁󰀁文章编号:1008󰀂701X(2001)0007󰀂03

收稿日期:2001󰀂04󰀂29作者简介:周少杰(1949󰀂),男,高级工程师,大学,主要从事水利水电工程设计。1󰀁工程概况本工程位于浙江省瓯江支流好溪分支严溪流域上,该流域发源于缙云县与青田县交界处的荒堂山,流经缙云、丽水汇入好溪,汇合口距丽水市区仅13km。流域面积184󰀁32km2,主流长度36󰀁5km,河流平均坡降1󰀁17%,总落差630m。本工程坝址以上集水面积150󰀁7km2,多年平均降雨量为1587󰀁3mm,多年平均径流总量1󰀁395亿m3,多年平均流量为4󰀁423m3/s。经有关部门批准同意,黄村水库工程一次规划,分期实施。一期工程建成后向丽水第二水厂供水,日供水能力为10万t。最大坝高47m,总库容1845万m3,溢洪道为自由溢流式;规划二期扩建为62󰀁2m坝高,溢洪道加设闸门控制,水库总库容4193万m3,向水厂日供水20万t,并结合发电。输水系统全长12󰀁7km,纵坡1/1000,设计流量2󰀁707m3/s,自流供水至第二水厂。输水系统按终期规模一次建成,其中隧洞总长11󰀁99km,渡槽、管桥等交叉建筑物及至水厂连接管道总长0󰀁71km。2󰀁坝址地质及基础处理2󰀁1󰀁坝址地质大坝地基基岩为侏罗系上统C段(J3C)地层,其岩性在大部分地段(左岸坡、河床及右岸高程135m左右以下)为单一玻屑熔结凝灰岩。该岩石新鲜时致密坚硬,物理力学性能良好。右岸坡高程135m以上为玻屑凝灰岩。坝体堆石填筑区设计要求将河床及两岸山坡覆盖层全部开挖清除,趾板下基岩开挖至弱风化层下限,并作固结灌浆处理。固结灌浆孔位现场布置,左岸 120~ 130m高程与右岸 151~156m高程孔深10m,其余孔深均为5m。沿趾板设置单排防渗帷幕,孔距3m,孔深由河床向两岸计为30~15m,且要求q󰀂3Lu。趾板地基开挖达到微风化至新鲜岩层,岩石坚硬,饱和抗压强度>60MPa。没有较大规模的断裂破碎构造,仅发育为数较少的小断层。堆石体地基在河床和左岸坡基岩以弱风化为主,局部强风化,岩性为玻屑熔结凝灰岩。右岸坡基岩以强风化为主,下部弱风化,没有较大规模的断裂破碎构造,只是在左岸坡有几条宽约1~2m的辉绿岩脉,节理裂隙较发育。2󰀁2󰀁趾板基础的地质问题趾板基础开挖后,除河床及右岸高程140m以下与左岸高程130m以上岩体较新鲜完整外,其余地段地质条件不良,其主要问题是: 左岸高程110~130m范围节理普遍夹泥,其厚度0󰀁5~2󰀁0cm不等,并贯穿上下游。蓄水后,夹泥层软化,将引起渗透管漏,形成基础渗漏通道,缓倾夹泥层的存在对稳定是不利因素。!右岸高程140m以上,岩体风化破碎,随高程升高风化破碎更强烈。∀右岸坝头公路以上为高边坡开挖,由于岩体风化破碎,边坡稳定条件差,一旦塌方危及大坝运行安全。2󰀁3󰀁趾板基础的处理措施(1)左岸高程110~130m处理措施。由于该段夹泥层有一定埋藏深度,采用开挖处理不现实,故采用灌浆处理方案。根据夹泥层特点进行布孔。孔深不小于10m,且采用钻机造孔。灌浆前采用高压脉动式的洗孔方案,冲洗时间2h以上,以期夹泥层软化带出并冲洗干净,而后进行灌浆。(2)右岸高程140m以上处理措施。本段主要节理发育,岩体风化较强,原设计开挖深度未能达到基础弱风化岩下限的要求,为此采取加深开挖的处理方案,即加深开挖3~4󰀁50m,使基础岩体达到弱风化岩下限,并进行固结灌浆,孔深延至10m。3󰀁坝体设计3󰀁1󰀁坝体剖面设计坝体为均一堆石体直接建在基岩上,根据经验,上、7浙江水利科技#2001年#第4期下游坝坡均取1∃1󰀁3,下游坝坡于 130m、 144󰀁41m各布置宽2m的马道,坝顶仅为人行不通车,坝顶净宽6󰀁0m。近期正常蓄水位为149󰀁2m。经调洪计算,校核洪水位P=0󰀁1%为 155󰀁93m,设计洪水位P=2%为 153󰀁66m。计入风浪爬高及安全超高,取坝顶高程为 156m,顶部设置高1󰀁2m,底宽1󰀁0m,顶宽0󰀁5m的C10混凝土挡墙,则墙顶高程为 157󰀁20m。横剖面见图1。