漿砌石壩設計規範
第一章 總則
第1.0.1條 本規範適用於大、中型工程中的2、3級漿砌石壩或壩高超過50m的4、5級漿砌石壩的設計。其他漿砌石壩設計可參照使用;對於1級漿砌石壩及壩高超過100m的漿砌石壩,設計時應進行專門研究,制訂補充規定。
第1.0.2條 漿砌石壩設計,應符合現行《水利水電工程等級劃分(山區、丘陵區部分)》、《水利水電工程地質勘察規範》、《水工建築物抗震設計規範》以及其他有關規範、規程、規定的要求。
第1.0.3條 設計漿砌石壩應重視和研究下列問題:
一、建壩地區的各項基本資料。包括河流規劃、綜合利用要求以及水文、氣象、地形、地質、地震、建築材料、施工和運用條件等。
二、合理選擇和確定壩型、布置及荷載組合,簡化壩體結構。
三、地基處理和壩體防滲。
四、泄洪消能防沖。
五、施工導流和渡汛。
六、建築材料、施工方式及施工技術的採用,應因地制宜。
七、降低工程造價和縮短建設周期的措施。
此外,還應研究與同類型混凝土壩設計中的異同,重視漿砌石壩的材料試驗、結構試驗和分析研究,逐步探求和應用反映漿砌石壩結構特點的設計和計算方法。
2.混凝土標號根據15cm×15cm×15cm立方體試件28天齡期的極限抗壓強度確定。漿砌石體常用混凝土標號有100、150兩種。
3.根據工程具體情況並經論證,上述膠結材料標號也可用試件90天齡期的極限抗壓強度確定。
三、膠結材料的配合比,必須滿足砌體設計標號的要求,並採用重量比。對於2、3級漿砌石壩,可參照附表5.2和附表5.3初選配合比,但應根據實際所用材料的試拌試驗進行調整。
四、膠結材料採用摻合料或外加劑時應專門進行試驗研究。
第2.2.6條在初步設計階段,漿砌石壩抗滑穩定計算所需的抗剪斷、抗剪參數,及對沿墊層混凝土與基岩接觸面的滑動情況;2級建築物應作現場試驗;3級建築物可根據基岩特徵,從附表1.4中查用。對於沿漿砌石體與墊層混凝土接觸面滑動或沿漿砌石體本身滑動的情況,2級建築物應在室內作漿砌石體的抗剪(斷)強度試驗;3級建築物,當無條件進行砌體試驗時,可查用附表1.5。
第2.2.7條應重視漿砌石材料的力學、變形性能和熱學性能的試驗研究,以便為設計提供正確的依據。
第三章 荷載及其組合
第一節荷載
第3.1.1條作用在漿砌石壩上的荷載,按其作用的情況分為基本荷載和特殊荷載兩類。
一、基本荷載:
1.壩體及壩體上永久設備的自重。
2.壩體上游面靜水壓力。選擇正常蓄水位或設計洪水位進行計算,下游面靜水壓力取其相應的不利水位計算。
3.相應於正常蓄水位或設計洪水位時的揚壓力(包括滲透壓力和浮托力,下同)。
4.泥沙壓力。
5.相應於正常蓄水位或設計洪水位時的浪壓力。
6.按多年平均冰層厚度確定的冰壓力。
7.相應於設計洪水位時的動水壓力。
8.溫度荷載。
9.其它出現機會較多的荷載。
二、特殊荷載:
1.校核洪水位的靜水壓力。
2.相應於校核洪水位時的揚壓力。
3.相應於校核洪水位時的浪壓力。
4.相應於校核洪水位時的動水壓力。
5.地震荷載。
6.其它出現機會很少的荷載。
第3.1.2條 揚壓力:進行漿砌石重力壩穩定分析、應力分析以及漿砌石拱壩穩定分析時,必須計入揚壓力的作用,並應按垂直作用於全部計算載面積考慮。揚壓力的圖形見附錄二。分析漿砌石拱壩壩體應力時,宜考慮揚壓力的作用,但薄拱壩一般可以不計。
第3.1.3條 泥沙壓力:根據壩址河流水文泥沙資料及淤積計算成果確定泥沙壓力。泥沙壓力的計算公式見附錄二。
壩前淤沙高的計算年限可採用50~100年,或經專門論證決定。
第3.1.4條 浪壓力:浪高和波長應根據吹程和風速結合水庫所在位置的地形採用適宜的經驗公式進行計算。對於山區峽谷水庫可採用附錄二中有關公式計算。在正常蓄水位及設計洪水位時,風速宜採用同期多年平均最大風速的1.5倍;在校核洪水位時宜採用相應洪水期多年平均最大風速。浪高、波長確定後,可採用附錄二中的公式計算浪壓力。
第3.1.5條 冰壓力:在嚴寒地區水庫表面形成較厚的冰蓋時,應考慮冰壓力。
一、靜冰壓力:當氣溫升高受熱膨脹時,壩前冰蓋層對壩面產生的壓力。
二、動冰壓力:由於冰塊流動撞擊壩面、閘墩、胸牆以及其他建築物上所產生的壓力。冰壓力計算方法見附錄二。
第3.1.6條 動水壓力:當採用壩頂或壩面泄流時,應計算溢流壩段反弧面上的動水壓力。對溢流面上的脈動壓力和負壓力可不考慮。動水壓力計算見附錄二。
第3.1.7條 溫度荷載:漿砌石拱壩的溫度荷載應根據運行期間壩體內部溫度變化考慮。計算方法見附錄二。漿砌石重力壩可不考慮溫度荷載。
第3.1.8條 地震荷載:地震荷載包括地震慣性力和地震動水壓力。地震荷載應按現行《水工建築物抗震設計規範》進行計算。
第二節荷載組合
第3.2.1條 應根據壩型合理確定漿砌石壩設計荷載及其組合。漿砌石壩設計荷載組合分為基本組合和特殊組合兩類。基本組合由基本荷載組成;特殊組合由相應的基本荷載與一種或幾種特殊荷載組成。第3.2.2條 荷載組合按下述規定進行計算。一、基本組合:
1.水庫正常蓄水位與相應的不利尾水位的靜水壓力、壩體自重、揚壓力、泥沙壓力、浪壓力或冰壓力(二者取其中大者)。在拱壩設計中還應計入設計正常溫降的溫度荷載。
2.對於以防洪為主的水庫,其正常蓄水位很低者,可考慮設計洪水位及相應尾水位的靜水壓力、動水壓力、壩體自重、揚壓力、泥沙壓力、浪壓力。在拱壩設計中還應計入設計正常溫升的溫度荷載。
3.在拱壩設計中還應考慮水庫死水位(或運行最低水位)及相應尾水位的水壓力、泥沙壓力、壩體自重、揚壓力和此時出現的正常溫降(或溫升)的溫度荷載的組合情況。
4.其它出現機會較多的不利荷載組合。
二、特殊組合:
1.校核洪水位及相應尾水位的靜水壓力、壩體自重、揚壓力、泥沙壓力、動水壓力、浪壓力。在拱壩設計中還應計入設計正常溫升。
2.基本組合加地震荷載。
3.施工期的不利荷載組合。
4.基本組合加其它出現機會較少的荷載。
第四章 漿砌石重力壩
第一節漿砌石重力壩的布置
第4.1.1條 重力壩的布置應根據壩址地形、地質、水文等自然條件,結合泄洪、發電、灌溉、航運等樞紐建築物的綜合利用要求,統籌考慮,還應重視沖淤、排沙及岸坡防護等問題。
第4.1.2條 壩體溢流段的前沿長度、孔數等,應根據泄洪、排漂浮物等要求,以及下遊河床和兩岸的抗沖能力、水深與消能要求等因素,綜合比較確定。
第4.1.3條 壩體需要開設廊道和孔洞時,其位置、尺寸、數目應結合運用要求、施工條件以及壩體結構應力狀態,合理確定。
第4.1.4條 溢流重力壩樞紐布置方案的最終選定,2級建築物應經水工模型試驗驗證;3級建築物在必要時也應進行水工模型試驗。
第二節壩體形狀設計
第4.2.1條 實體重力壩上、下游面可分別採用一個或幾個坡度,上游壩坡可採用1∶0~1∶0.2,下游壩坡可採用1∶0.6~1∶0.8。
第4.2.2條 溢流壩的水力設計應按照現行《混凝土重力壩設計規範》的有關規定執行。
第4.2.3條 空腹重力壩宜按以下要求擬定斷面:
一、外廓尺寸宜採用滿足穩定和應力要求的、較經濟的實體重力壩斷面。
二、空腹宜位於壩底中部,略偏下游;空腹底寬宜為壩底寬度的1/3左右,高度宜為壩高的1/4~1/3。
三、空腹剖面形狀設計,宜採用應力狀態較好的組合圓式或經論證的其它形狀。空腹下游面的倒懸度不宜大於0.3∶1,空腹上游面宜傾向上游一定角度,使空腹斷面軸線趨向於壩體合力作用線。
第三節 壩體抗滑穩定計算
第4.3.1條 壩體抗滑穩定計算,必須考慮下列三種情況:
一、沿墊層混凝土與基岩接觸面滑動。
二、沿漿砌石體與墊層混凝土接觸面滑動。
三、漿砌石體之間滑動。
第4.3.3條採用第4.3.2條的公式計算時,壩體抗滑穩定安全係數應不小於表4.3.3中的規定值。
第4.3.4條 當壩基岩體內有軟弱夾層時,應重視深層抗滑穩定問題研究,且必須核算壩體帶動部分基岩沿該軟弱結構面的抗滑穩定性。
第4.3.5條 對於岸坡壩段,應視地形、地質條件,核算壩體側向和抗滑穩定,必要時應採取措施,以保證施工期和運用期的穩定。
第4.3.6條 空腹重力壩除計算整體抗滑穩定外,還應核算前腿的抗滑穩定性。
第四節 壩體應力計算
第4.4.1條 壩體應力計算方法:
一、實體重力壩以材料力學法為基本分析方法;當壩體設置混凝土防滲面板時,也可考慮壩體一個方向異性,按分層異彈模方法分析,計算方法參見附錄三。
二、對於實體重力壩中的高壩、修建在複雜地基上的壩、以及不能作為平面問題處理的壩體或壩段,還應進行有限元法計算或結構模型試驗研究。
三、空腹重力壩應採用有限元法計算。
第4.4.2條 壩體應力計算內容主要包括:
一、各計算截面上的應力(計算截面個數可根據壩高選定,壩基面、折坡處的截面應進行計算。
對於中、低壩,也可只計算壩體邊緣應力)。
二、壩體廊道、孔洞等削弱部位的局部應力。
三、空腹重力壩的腹拱周邊、前後腿的應力。
設計時,應根據壩的具體情況和不同設計階段,計算上述內容的部分或全部,或增加其它內容。
必要時,尚應分析壩基內部的應力。
第4.4.3 條實體重力壩的應力應符合下列要求:
一、在各種荷載(地震荷載除外)組合下,壩體垂直正應力應滿足下列要求:
1.計入揚壓力和不計場壓力兩種情況時,壩基面垂直正應力均應小於砌體容許壓應力。
2.計入揚壓力情況時,壩基面最小垂直正應力應為壓應力。
第4.4.5 條漿砌石空腹重力壩計算應力可用下列指標控制:
一、壩踵部位:壩基面以上3%~5%壩高處,不出現主拉應力(高壩宜取3%,中、低壩宜取5%)。
二、壩趾部位:主壓應力不超過容許壓應力值。
第4.4.6條 對於空腹重力壩,應通過調整壩體和空腹體形,改善空腹周邊部位的應力狀態,減小腹拱拉力區範圍。腹拱拱圈部分宜採用鋼筋混凝土結構。
第4.4.7條 漿砌石重力壩的漿砌石體抗壓強度安全係數應符合以下要求:
一、在基本荷載組合時,應不小於3.5。
二、在特殊荷載組合時,應不小於3.0。
第五節 溫度控制
第4.5.1條 壩基墊層混凝土溫度控制應按現行《混凝土重力壩設計規範》有關規定執行。
第4.5.2條 壩體漿砌石砌築時的溫度控制,應按現行《漿砌石壩施工技術規定》的有關規定執行。
第4.5.3條 漿砌石壩體橫縫的設置宜根據當地具體情況確定。
第五章 漿砌石拱壩
第一節漿砌石拱壩的布置
第5.1.1條 漿砌石拱壩宜選河谷地形狹窄、壩肩地質條件好的壩址。其布置應根據壩址地形、地質、水文等自然條件以及樞紐的綜合利用要求統籌考慮。
第5.1.2條 拱壩壩軸線位置的選擇,應優先考慮拱座穩定,並經多方案比較確定。
第5.1.3條 漿砌石拱壩體形的選擇,應根據壩址地形、地質條件、泄洪方式、施工條件等合理選定。
漿砌石拱壩頂部拱圈最大中心角以80°~110°為宜;在河谷較寬的壩址,宜選用非圓弧形拱圈。
漿砌石拱壩懸臂樑的倒懸度不宜大於0.3∶1。
第5.1.4條 漿砌石拱壩泄洪布置和泄洪方式的選擇,應根據工程的特點確定。當由壩體泄洪時,宜優先考慮表孔泄洪。應重視漿砌石拱壩的溢流消能和防沖問題。水力設計應按照《混凝土拱壩設計規範》(SD145—85)有關規定執行。2級建築物的拱壩溢流布置,應經水工模型試驗驗證。
第二節壩體應力分析
第5.2.1條 漿砌石拱壩結構分析時,可視結構為各向同性的均質體;當有混凝土防滲體時,也可考慮壩體的一個方向異性。
第5.2.2條 漿砌石拱壩應力分析,宜以拱梁分載法計算成果作為衡量強度安全的標準。對於2級或情況比較複雜的漿砌石拱壩,除用拱梁分載法計算外,必要時應用有限元法驗算或作結構模型試驗加以驗證。
第5.2.3條 漿砌石拱壩應力分析的主要內容包括:
一、各計算截面上的應力分布。
二、壩體上、下游面在各計算點的主應力。
三、壩體削弱部位(廊道、孔洞等)的局部應力。
在不同的設計階段,應根據具體情況,計算上述內容的部分或全部。必要時還應分析壩基內部應力。
第5.2.4條 漿砌石拱壩應力分析中應考慮下述問題:
一、選擇應力分布比較有利的體形。
二、壩內孔洞對壩體應力的影響。
三、封拱溫度對壩體應力的影響。
四、不設橫縫、整體上升的漿砌石拱壩壩體自重對應力的影響。
五、分期施工、蓄水對壩體應力的影響。
六、壩體設橫縫時,壩體橫縫灌漿前施工期各單獨壩段的應力和抗傾覆穩定性。
第5.2.5條 用拱梁分載法計算時,壩體內的主壓應力和主拉應力應符合以下要求:
一、漿砌石體容許壓應力的安全係數,對於基本荷載組合,採用3.5;對於特殊荷載組合,採用3.0。當無試驗資料時,可參考表5.2.5/1值選用。
二、漿砌石拱壩計算拉應力不應大於表5.2.5/2所列數值。
用拱冠梁法計算時,拱和梁的法嚮應力應滿足本條所規定的應力指標。
第5.2.6條 2級漿砌石拱壩應力分析中所採用的砌體彈性模量、泊桑比、壩基變形模量和彈性模量,應通過試驗確定。可行性研究階段,當缺乏上述資料時,可參照類似條件下的經驗數據採用。
第5.2.7條 對於重要的漿砌石拱壩,宜再用拱壩極限分析法核算,進一步了解其安全度。當採用拱壩極限分析法核算時,壩體強度安全係數為極限荷載與設計荷載的比值,對於基本荷載組合,不應小於3.2;對於特殊荷載組合,不應小於2.9。
第三節拱座穩定分析
第5.3.1條 在漿砌石拱壩設計的各階段,應對兩岸拱座的穩定性作出相應的分析論證。
第5.3.2條 在評價拱座的穩定性時,應合理確定滑裂面。滑裂面上的抗剪強度參數f和c的設計值;2級漿砌石拱壩應通試驗後研究選定;3級漿砌石拱壩不具備試驗條件時,可參照類似地質條件下工程的經驗數據選定。
第5.3.3條 漿砌石拱壩拱座的抗滑穩定分析,以剛體極限平衡法為主。必要時可輔以有限元法等。
拱座穩定分析應按空間問題處理,確定其整體抗滑穩定安全係數。如情況簡單且無複雜的滑裂面時,可按平面分層累計計算。
第5.3.5條 採用第5.3.4條公式計算時,相應安全係數應不小於表5.3.5規定的數值。
第5.3.6條 當拱座下游存在較大斷層或軟弱帶時,應進行專門研究,採取加固措施控制變形量,並核算拱座變形對壩體應力的影響。第5.3.7條 應採取有效措施,減小作用在岩體上的滲透壓力,保證拱座穩定安全。第5.3.8條 漿砌石拱壩重力墩、推力墩的穩定分析應符合本節的有關規定。其應力及穩定計算參見附錄四。重力墩、推力墩的荷載組合應與壩體的荷載組合一致。
第四節溫度控制
第5.4.1條 漿砌石拱壩施工時,可根據需要在拱端附近或其他適當位置預留橫向寬縫或窄縫。寬縫縫寬可為0.8~1.2m。
第5.4.2條 漿砌石拱壩的封拱溫度(指封拱時日平均氣溫)應控制在年平均氣溫以下,但不宜低於5℃。嚴寒地區工程封拱溫度的確定需經專門論證。
整體上升的漿砌石拱壩,砌築時的日平均氣溫宜在年平均氣溫以下,超過年平均氣溫時應採取降溫措施;同時不宜在低於5℃的氣溫下砌築。
第六章 壩體防滲
第一節一般規定
第6.1.1條 漿砌石壩應有防滲設施,可採用下列幾種形式:
一、設置在壩體上游面的混凝土防滲面板。
二、設置在靠近迎水面砌石體內的混凝土防滲心牆。
三、利用壩體自身防滲。
四、經過實踐或論證的其他形式。
第6.1.2條 壩體防滲形式應結合建築物等級、當地建築材料、自然條件、施工工藝、建壩經驗等因素,比較論證後確定。
第6.1.3條 在有冰凍地區,壩體上游面水位漲落部位的膠結材料或混凝土防滲面板應採用普通硅酸鹽水泥。
第二節混凝土防滲面板與心牆
第6.2.1條 防滲面板與心牆的混凝土標號應滿足抗滲、抗裂、抗凍、強度等要求。其抗滲標號應滿足表6.2.1/1的要求,抗凍標號應滿足表6.2.1/2的要求。
第6.2.2條 混凝土防滲面板與心牆的底部厚度宜為最大水頭的1/30~1/60,頂部厚度不應小於0.3m。
第6.2.3條 混凝土防滲面板應根據溫度應力計算或參照已建工程的實踐經驗,配置鋼筋。
第6.2.4條 混凝土防滲面板或心牆與壩體的連接可採用聯繫鋼筋或將相鄰砌體砌成毛糙面。混凝土防滲心牆距上游壩面宜為0.5~2m。
第6.2.5條 混凝土防滲面板或心牆必須嵌入建基面1~2m,並與壩基防滲設施連成整體。
第三節利用壩體自身防滲
第6.3.1條 適合下列條件之一者,可利用壩體自身防滲:
一、用混凝土作為膠結材料,使用機械振搗並輔以必要的補強灌漿的砌石壩。
二、高度低於50m,用水泥砂漿砌築粗料石,迎水面用高標號水泥砂漿勾深縫的漿砌石壩。
第6.3.2條 利用壩體自身防滲,應對壩體與地基的連接作出防滲設計。
第四節橫縫、止水和排水
第6.4.1條 重力壩的混凝土防滲面板應設伸縮縫,縫距宜為10~20m。如壩體設橫縫,混凝土防滲面板或心牆的分縫應與壩體一致。
第6.4.2條 拱壩混凝土防滲面板或心牆的橫縫間距宜為10~20m,並與壩身砌體橫縫的形式和部位一致。混凝土防滲面板或心牆應和壩體同時封拱。
第6.4.3條 混凝土防滲面板或心牆的工作縫除必須按有關規定處理外,豎直工作縫應埋設止水,水平工作縫宜採用鍵槽連接。
第6.4.4條混凝土防滲面板與心牆的伸縮縫,在水頭大於30m或死水位以下的部位應設兩道止水,死水位以上且水頭小於30m的部位可設一道止水。
第6.4.5條 橫縫止水應與壩基岩石緊密連接,止水片宜埋入基岩內30~50cm。
第6.4.6條 橫縫止水後面宜設豎向排水孔,通至縱向排水檢查廊道或壩體水平排水系統。
第七章 壩基處理
第7.0.1條 漿砌石壩的地基處理設計,必須根據地質條件、地基與其上部結構之間的相互關係、樞紐布置和施工方法等因素綜合研究確定。地基處理後應滿足強度、穩定、剛度和抗滲、耐久的要求。
第7.0.2條 對岩溶地區和壩基範圍內有較大的軟弱破碎帶者,應有專門的壩基處理設計。
第7.0.3條 漿砌石重力壩的壩基處理設計,可參照現行《混凝土重力壩設計規範》有關規定執行;漿砌石拱壩的壩基處理設計,可參照現行《混凝土拱壩設計規範》有關規定執行。
美觀。
溢流壩頂應根據需要設置交通橋或工作橋。壩高50m以上的非溢流壩壩頂寬度不宜小於3m。壩頂下游側宜設置欄杆。
第8.1.3條 防浪牆可採用漿砌石、混凝土或鋼筋混凝土結構,應與壩體連成整體,兩端與壩肩基岩相接。牆身應有足夠的強度,其高度可為1.2m。
第8.1.4條 漿砌石壩的下游面可視需要設置壩後橋。
第二節 壩內廊道和孔洞
第8.2.1條 壩體內應視需要設置孔洞和廊道,應統一布置並盡量設在壩體應力較小的部位。壩內廊道、孔洞有立體交叉時,其凈距不宜小於3m。薄拱壩壩體內可不設廊道。
第8.2.2條 縱向廊道的上游壁距上游壩面的距離宜為0.05~0.1倍壩面作用水頭,且不得小於3m。
壩基灌漿廊道底面距基岩面的距離不得小於1.5倍廊道寬度,廊道斷面形狀可為圓頂直牆形,寬度宜為2.5~3m,高度宜為3~4m。岸坡縱向廊道的坡度不宜陡於45°。
第8.2.3條 壩基排水廊道,宜在基岩面或靠近基岩面按裂隙分布發育情況,縱、橫方向布置。廊道寬度宜為1.2~2.5m,高度宜為2.2~3m。
第8.2.4條 縱向檢查觀測廊道的設置,必須與相應的設施要求相配合。空腹重力壩的檢查觀測廊道宜與空腹接通,並通至壩外。
第8.2.5條 當需要布置多層廊道時,層間距離高宜為20~40m,各層廊道均應相互連通。
第8.2.6條 廊道內應設可靠的照明和排水設施。
第三節 壩體分縫和壩體排水
第8.3.1條 漿砌石壩根據地形、地質、溫度等因素,可設置沉降或溫度橫縫。局部施工縫可根據需要設置。拱壩橫縫的構造應滿足封拱灌漿的要求。重力壩橫縫、拱壩底座水平縫應設置可靠的止水。
第8.3.2條 壩體內宜設置一排豎直排水管。當壩體設防滲牆時,壩體排水管應設在防滲牆後,兩者凈距不得小於2m。當不設防滲牆時,排水管距上游壩面的距離不得小於3m。排水管管距宜為3~5m,內徑宜為15cm左右,上端通入縱向廊道或壩頂(設蓋板),下端接入縱向檢查廊道或水平排水管。水平排水管高差宜為10~20m。
壩體排水管可採用預製無砂混凝土管,或用料石砌築成排水孔。混凝土溢流護面與壩體漿砌
石的接觸面上,可視需要設排水管通至壩後。無冰凍地區的薄拱壩壩體內可不設置排水管。
第九章 觀測設計
第一節 觀測設計原則和項目
第9.1.1條 漿砌石壩應按級別、壩高、結構型式及地質條件等確定觀測項目和設備布置。觀測項目不宜過多,但應能掌握施工期、蓄水期和運行期大壩的工作狀態。
第9.1.2條 對於2、3級漿砌石壩,應進行上下游水位、氣溫、水溫、壩體溫度、水平位移、垂直位移、撓度、揚壓力和滲流的觀測;必要時宜進行壩體橫縫、接觸縫、沖刷和淤積等項目觀測。對於2級或結構比較新穎的漿砌石壩,可根據設計和科研的需要,對壩體的應力、應變、壩體局部結構和孔洞的應力、應變、水力學以及地震反應等項目進行專門觀測。
第二節 觀測設備的布置
第9.2.1條 觀測設備布置應符合下列要求:
一、測點布設應能反映大壩的主要工作狀態,觀測成果便於與設計、試驗成果對比分析。
二、應根據壩型、壩的結構特點和觀測目的選擇觀測斷面。
三、各相關因素的觀測設備布置要互相配合,盡量集中,其各類儀器布設的數量應能滿足資料分析的需要。
四、觀測方法宜簡便、直觀和滿足精度要求,觀測值應能互相校核。
第9.2.2條 壩體上下游水位觀測可設置水尺或遙測水位計觀測。
第9.2.3條 壩體溫度觀測點沿壩高方向不宜少於4層,每層至少3個測點。水溫觀測宜與壩體溫度觀測配合進行。
第9.2.4條 水平位移觀測,可根據壩型、觀測內容等具體條件選用垂線法、引張線法、視準線法、激光準直法、三角網法和精密導線法等。
第9.2.5條 壩體、壩基的垂直位移,宜用精密水準測量,每壩段設一測點。觀測用的基準點,應遠離壩體。
第9.2.6條 揚壓力觀測應以橫斷面觀測為主,縱橫結合。觀測橫斷面宜選在最大壩高及基礎較差處。每一水平截面不得少於3個測點。必要時,可對壩肩岩體進行揚壓力觀測,測點的位置,可根據地質條件作適當的調整。地質條件優良的薄拱壩,可不作揚壓力觀測。
第9.2.7條 滲流觀測宜在廊道(或壩基井、洞)排水溝的適當位置設置量水堰和水位測針,或在壩址下游能彙集滲水處設置集水井等量水設施。
第9.2.8條 對壩後的沖刷坑及壩前淤積情況應定斷面進行觀測。
第9.2.9條 裂縫的開合度觀測,應在壩體與岸坡、基岩接觸部位和壩體橫縫處埋設測縫計。
第9.2.10條 壩體應力、應變觀測,對於拱壩,可選擇拱冠和左右拱端斷面進行;對於重力壩,宜在溢流壩段和非溢流壩段各選一個觀測斷面;對於重要的或地質條件複雜的工程,可酌情增加斷面。
每個觀測斷面,除在基礎附近布置一個觀測截面外,還可根據壩高和結構特點,沿壩高大致均勻地布置幾個觀測截面。每個截面上至少應在距上下游壩面0.6m左右及斷面中心處各布置一個測點。
第9.2.11條 測點應變、應力計的支數和方向,應根據不同的應力狀態確定,每個應變計組附近,應埋設無應力計。布置無應力計應滿足以下要求:
一、無應力計與應變計組距壩面的距離相等。
二、在壩面附近溫度梯度較大的部位,無應力計的軸線宜垂直壩面。
三、無應力計與應變計組的距離,不宜小於放置無應力計外罩尺寸的3倍。
第9.2.12條 觀測站的布置應靠近大量埋設儀器的斷面,並有良好的交通、照明、防潮和安全設施。
同;另一部分為作用在空腹下游邊至壩趾之間的揚壓力,按空腹內基岩面是否有水的不同情況分別
按附圖2.3中(a)和(b)採用。
附錄四 用材料力學方法計算重力墩、推力墩的應力
(一)說明
拱壩作用於重力墩的力系,隨墩的剛度而變,故對重力墩的分析,應與拱壩的穩定和應力分析結合起來,但難度較大,目前還未見實際應用。當重力墩的高度比拱壩相對較低時,可近似認為它的剛度與地基相同,並假定為剛性地基,即不考慮地基變形影響。
重力墩與拱端接觸面受拱壩傳來的拱端力系作用及部分水壓力作用,迎水面直接受水壓力作用,故應計算兩個方向的彎曲應力,進行疊加。 漿砌石體變形(彈性)模量、抗壓強度的試驗方法砌石體試件按原型砌築,試件尺寸很大,限於試驗設備不能進行試驗時,允許在保持膠結材料和灰縫布局與原型相同的情況下,將石料尺寸縮小,砌築小型的正方形稜柱體砌體試件,進行試驗。
試件高度與截面邊長的比值,可採取2~2.5。截面邊長要求至少沿邊長能排列三塊石塊和兩條灰縫。尺寸縮小後的石塊,其形狀必須與上壩石料相似,其表面粗糙度則應與上壩石料相同。例如上壩粗料石的表面為一寸三鑽,表面凸凹度1cm時,試件所用粗料石的表面,也同樣要一寸三鑽,凸凹度1cm。
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