混凝土重力坝部分条文的解读摘要：目前水工建筑物的设计在电力和水利行业中执行两套不同的标准，对于混凝土重力坝的设计，电力行业执行的标准是DL5108－1999 《混凝土重力坝设计规范》，水利行业执行的标准是SL319－2005《混凝土重力坝设计规范》，两本规范都是在原中华人民共和国水利电力部发布的行业标准SDJ21－78《混凝土重力坝设计规范》及其1984年补充规定的基础上修订而来的，但是，两本规范的内容不尽相同，甚至在某些规定上存在较大的差别。

本文以SL319－2005《混凝土重力坝设计规范》为基准阐述自己对其中部分条文的理解。

为便于对照，相关条文序号与水利行业标准相对应。

关键词：混凝土重力坝；水利行业标准；条文理解一．混凝土重力坝设计的主要内容混凝土重力坝设计的主要内容包括以下7个方面：(1)剖面设计应参照已建过程经验初步拟定剖面尺寸。

(2)稳定计算即验算坝体沿建基面或地基中软弱结构面的稳定安全度。

(3)应力计算应使应力条件满足设计规范要求以保证大坝和坝基有足够的强度。

(4)溢流重力坝和泄水孔的孔口尺寸的设计内容包括泄水建筑物体型、溢流堰顶高程、溢流重力坝前沿宽度和泄水孔进口高程、泄水孔口尺寸等。

(5)构造设计应根据施工和运行要求确定坝体的细部构造比如分缝、廊道系统、排水系统、止水系统等。

(6)地基处理即根据地质条件进行地基的防渗、排水设计以及对断层等地质结构面进行处理。

(7)检测设计包括坝体内部和外部的观测设计。

二．剖面设计2.1非溢流重力坝剖面设计原条文：4.2.1 非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝顶附近。

基本断面上部设坝顶结构。

4.2.2 坝体的上游面可为铅直面、斜面或折面。

实体重力坝上游坝坡宜采用1∶0～1∶0.2。

坝坡采用折面时，折坡点高程应结合电站进水口、泄水孔等布置，以及下游坝坡优选确定。

下游坝坡可采用一个或几个坡度，应根据稳定和应力要求并结合上游坝坡同时选定。

下游坝坡宜采用1∶0.6～1∶0.8；对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重力坝，可考虑相邻坝段联合受力的作用选择坝坡。

4.2.3 宽缝重力坝的上游坝坡宜适当放缓。

宽缝宽度，可取坝段宽的20%～40%。

当坝体布置有引水管道、泄水孔、导流底孔时，该部分坝体结构和宽缝布置应经论证确定。

条文理解：非溢流重力坝基本断面是指坝体在自重、静水压力和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形断面（或折坡断面）。

确定基本断面是非溢流坝断面设计的第一步，其主要任务是确定上、下游坝坡以及顶点的位置。

在上、下游坝坡的规定上，DL5108－1999和SL319－2005 是一致的，即“实体重力坝上游坝坡宜采用1:0－1:0.2”，“下游坝坡宜采用1:0.6－1:0.8，而关于基本断面顶点位置的规定则有所不同，DL5108－1999规定“顶点宜位于正常蓄水位或防洪高水位附近”，SL319－2005 规定“顶点宜在坝顶附近”，（与SDJ21－78一致）。

由于正常蓄水位与坝顶有一定的距离（有时可达到几米以上），根据两本规范确定的基本断面可能存在较大的差别。

实用剖面设计：坝顶的宽度根据施工、交通、设备安装等条件确定，也可以由B min=8%～10%H初步拟定，其中B min为最小坝顶的宽度。

或根据漂浮物、冰压力等对坝体的冲击力情况确定。

2.2溢流重力坝剖面设计溢流重力坝剖面设计除应满足强度、稳定、经济条件外还应考虑泄水条件。

原条文：4.3.1 溢流坝段的堰面曲线，当设置开敞式溢流孔时可采用幂曲线；当设置有胸墙，且胸墙起挡水作用时，可采用孔口溢流的抛物线。

4.3.6 溢流坝段的堰面曲线、闸墩型式、门槽、堰面压力、泄流能力和反弧半径等，大型工程应经水工模型试验验证；中型工程宜经水工模型试验验证；水力条件较简单时，可参照类似工程经验，经计算确定。

条文理解：见图1，上游oa曲线一般采用椭圆或三心圆曲线，下游ob曲线一般采用WES曲线或克-奥曲线。

WES曲线的基本形式为X n=K(H d)n-1y，其中，H d为定型设计水头，一般取堰顶上最大水头的75%～95%；K，n为与上游堰面倾斜坡度有关的系数。

Bc直线段坡比与一般非溢流坝一致。

c d为反弧段，应使水流平顺进入下游消能段，反弧段的半径R=（6～10h），其中，h为校核水位闸门全开时反弧段最低水深，可按能量方程求解。

de为挑流消能段，有溢流坝下游消能形式确定，若为挑流消能则其挑角宜为25。

～30。

挑流末端高程应高于下游最高尾水位或与下游最高尾水位齐平。

图1溢流坝剖面设计三．溢流重力坝和泄水孔的孔口尺寸的设计3.1溢流重力坝孔口尺寸的选定原条文：4.4.1 泄水孔可设在溢流坝段的下部或专设泄水孔坝段，并应有消能设施。

4.4.2 坝身泄水孔内应避免有压流与无压流交替出现。

条文理解：溢流重力坝泄水方式：①坝顶式溢流特点是：超泄能力大，闸门承受水压力小、孔口尺寸可大些；工作可靠，操作、检修方便，能排泄冰凌和其它漂浮物；但不能提前预泄洪水。

②大孔口式溢流大孔口式溢流的特点是可以提前预泄洪水、降低上游洪水位、降低坝高、减少工程量；大孔口溢流式由于有胸墙挡水故可以减小闸门高度，当库水位低时胸墙不影响泄流，和坝顶溢流式相同，当库水位较高时由于胸墙的拦阻不能排泄冰凌和漂浮物；胸墙多做成固定的，当然也可以做成活动的。

③深式泄水孔深式泄水孔的特点是可用于预泄洪水、放空库水、排放泥沙、向下游供水、施工导流等；深式泄水孔可以根据孔内流态分为有压和无压两类。

有压泄水孔泄水时，整个泄水孔都处于满流承压状态；无压泄水孔泄水时除进口有一段压力短管外其余部分处于明流状态。

原条文：4.3.7 当溢流坝段有排冰要求时，溢流孔口尺寸还应结合冰情资料确定，堰上水深宜大于流冰期最大冰厚，冰块应能自由下泄而不致破坏下游设施；下游应有导墙、护岸等设施；闸墩墩头宜呈锐角形状，必要时宜经试验确定。

条文理解：溢流坝孔口尺寸即溢流坝的堰顶高程和溢流坝段的前沿高度，溢流坝孔口尺寸需通过对与洪水标准相应的设计(校核）洪水过程进行调节计算确定。

在拟定溢流坝孔口尺寸时要先根据下游河床的抗冲刷条件确定单位宽度上溢流坝下泄的流量。

单宽流量越大，对下游局部冲刷越严重。

然后，对初步拟定的溢流坝孔口尺寸进行洪水调节计算得到水库的最高洪水位和最大下泄流量，最高洪水位涉及大坝的高度、工程量及上游的淹没状况。

最大下泄流量涉及下游的消能防洪问题。

因此需要进行技术经济综合比较来确定溢流坝孔口尺寸。

3.2溢流重力坝的下游消能原条文：5.1.4 泄水建筑物的消能防冲设计，除应符合本规范的坝体泄洪消能防冲型式应根据坝体高度、坝基下游河床及两岸地形地质条件，下游河道水深变化情况，结合排冰、排漂浮物等要求合理选择。

除此要求外，尚应满足下列要求：1.消能设施应做到消能效果良好，结构可靠，防止空蚀和磨损，防止淘刷坝基和岸坡，保证坝体及有关建筑物的安全；2.选定的消能型式在宣泄设计洪水及其以下各级洪水流量，尤其是常遇洪水流量时，都应具有良好的消能效果；对超过消能防冲设计标准的洪水，允许消能防冲建筑物出现不危及挡水建筑物安全，不影响枢纽长期运行并易于修复的局部损坏；3.淹没于水下的消力池、消力戽等消能设施，应为运行期的排水检修提供条件。

溢流重力坝下游的消能方式主要有挑流消能、底流消能、面流消能及消力戽消能。

5.1.5 挑流消能适用于坚硬岩石上的高、中坝，低坝需经论证才能选用。

当坝基有延伸至下游的缓倾角软弱结构面，可能被冲坑切断而形成临空面，危及坝基稳定，或岸坡可能被冲塌时，不宜采用挑流消能，或须做专门的防护措施。

5.1.6 底流消能适用于中、低坝或基岩较软弱的河道；高坝采用底流消能需经论证，但不宜用于排漂和排冰。

5.1.7 面流消能适用于水头较小的中、低坝，河道顺直，水位稳定，尾水较深，河床和两岸在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。

5.1.8 消力戽消能适用于尾水较深且下游河床和两岸有一定抗冲能力的河道。

5.1.9 联合消能适用于高、中坝，泄洪量大，河床相对狭窄，下游地质条件较差或单一消能型式经济合理性差的情况。

联合消能应经水工模型试验验证。

条文理解：重力坝的挡水和泄洪标准，分为设计和校核两种情况。

根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SDJ 12一78规定，设计洪水标准:一级建筑物为2000~500年一遇频率，二级为500~100年一遇频率；三级为200~50年一遇频率。

校核洪水标准则按建筑物失事后对下游造成灾害的程度不同而有所区别，当失事后对下游不致造成较大灾害的混凝土坝和其它水工建筑物，一级建筑物不低于5000年一遇频率，二级不低于1000年一遇频率，三级不低于500年一遇频率。

但是，挡水建筑物的挡水标准和枢纽的泄流能力标准与泄水建筑物的消能防冲设施标准应有所区别。

前者涉及大坝及整个工程的安全，要求有较高的标准，后者只要不危及大坝和主要建筑物安全，其本身防护标准可以适当降低。

表1溢流重力坝下游各种消能方式的特点及适用范围消能方式优点缺点适用条件挑流消能构造简单、施工方便、工程量小冲刷大、雾气大基岩条件好、上下游水位差大底流消能运行可靠，下游流态较平稳工程量大基岩条件差，下游尾水变幅大面流消能工程量小出流流态不易控制下游尾水较深，水位变幅不大，流量变化范围较小消力戽消能工程量小，消能效率高出流流态不易控制下游尾水变幅不大四．构造设计4.1坝顶原条文：8.1.4 溢流坝顶应结合闸门、启闭设备布置、操作检修、交通和观测等要求设置坝顶工作桥、交通桥。

坝顶上的桥梁可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。

8.1.5 溢流坝的坝顶工作桥、交通桥等结构，应满足《水工建筑物抗震设计规范》（SL203）的要求。

条文理解：溢流坝坝顶上的构造包括闸门、闸墩边墩和导墙、工作桥及交通桥等。

(1) 工作闸门工作闸门主要用于调节下泄流量。

工作闸门在动水中启闭（因此，要求有较大的启闭力）。

工作闸门的形式为弧形闸门或平板闸门。

(2) 检修闸门检修闸门用于短期挡水，以便对工作闸门及机械设备进行检修。

检修闸门在静水中启闭，故启闭力较小。

检修闸门的形式一般采用平板闸门，各闸孔可交替使用平板检修闸门。

当库水位在检修期低于溢流坝堰顶高程时可不设检修闸门。

(3) 工作桥、交通桥、启闭设备工作桥的作用是分别管理人员进行闸门操作和维护等。

交通桥用于沟通河流两岸的交通。

启闭设备用于启闭工作闸门和检修闸门。

4.2坝内廊道及通道原条文：8.2.1 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、坝内交通、施工期的需要等多种用途。

条文理解：①基础廊道系统基础灌浆廊道主要用于防渗帷幕及排水帷幕的施工。

基础灌浆廊道离上游坝面距离一般应为（1/10）～（1/20）坝前水深且在基岩面以上应有1.5倍廊道宽度的距离。