FJD31080 FJD水利水电工程技术设计阶段沥青混凝土面板堆石坝设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1997年11月1水电站技术设计阶段沥青混凝土面板堆石坝技术设计大纲主编单位: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2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 设计基本资料 (4)4. 坝体布置 (9)5.坝体设计 (9)6.坝的计算 (12)7.碾压式沥青混凝土面板设计 (13)8.面板与岸坡、基础及刚性建筑物的连接 (17)9.基础处理 (18)10.原形观测 (19)11.技术专题研究（含试验） (20)12.工程量计算 (21)13.设计成果 (22)31 引言工程系建在河(江) 游，距市(县) km。

水库总库容亿m3，是以、为主和、的综合利用水库。

本工程主(副)坝为沥青混凝土面板堆石坝，坝高m，坝顶长m。

属等工程。

工程初步设计报告于年月经审查通过，并以文进行了批复。

2. 设计依据文件和规范2.1 有关本工程或本专业的文件(1) 工程初步设计报告；(2) 工程初步设计报告的审批文件；(3) 工程专题研究报告；(4) 工程有关文件或会议纪要。

2.2 主要设计规范(1) SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)和补充规定(试行)；(2) SDJ 218-84 碾压式土石坝设计规范及修改和补充规定；(3) SLJ 01-88 土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则；(4) SDJ 10-78 水工建筑物抗震设计规范(试行)；(5) SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)；(6) SDJ 14-78 水利水电工程地质勘察规范(试行)；(7) SL 52-93 水利水电工程施工测量规范；(8) SL 47-94 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范；(9) SDJ 207-82 水工混凝土施工规范；(10) SDJ 213-83 碾压式土石坝施工技术规范；(11) SD 220-87 土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范；(12) SL 62-94 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范。

3. 设计基本资料43.1 工程等级3.1.1 根据审批文件，本工程为等工程，沥青混凝土面板堆石坝按级建筑物设计。

3.1.2 根据文件，本工程地震基本烈度为度，由SDJ10-78规范规定，沥青混凝土面板堆石坝按度地震烈度设防。

3.2 测量基准与地形图3.2.1 测量基准高程控制为级，平面控制为级。

3.2.2 地形图(1) 坝址地形图(比例1:200～1:1000)；(2) 沥青混凝土面板与岸坡和坝基连接部位地形图(比例1:500～1:200)；(3) 库区地形图(比例1:1000～1:50000)。

3.3 坝址工程地质与水文地质3.3.1 工程地质(1) 工程地质报告；(2) 1:200～1:1000地质平面图；(3) 1:200～1:500主要地质构造和建筑物基础地质剖面图；(4) 1:200～1:500沥青混凝土面板与岸边和坝基连接部位局部地质平面图和剖面图；(5) 1:200～1:1000基岩等高线图；(6) 坝基覆盖层与基岩的物理力学性质和地质构造特性。

①岩石物理力学性质如表1所列：②对建筑物产生重大影响的地质构造的主要参数见表2所列：表2 坝基地质构造参数表5③坝基覆盖层3.3.2 水文地质(1) 地下水位m；(2) 基岩单位吸水率：ω= L/(min⋅m⋅m)；(3) 相对不透水层单位吸水率ω= L(min⋅m⋅m)，高程m；(4) 可能形成渗漏通道的地质问题说明。

3.4 水库特性3.4.1 水库(1) 总库容亿m3；(2) 正常蓄水位以下库容亿m3 ;(3) 调洪库容亿m3；(4) 防洪库容亿m3；(5) 调节库容亿m3；(6) 死库容亿m3。

3.4.2 水位(1) 校核洪水位m；(2) 设计洪水位m；(3) 正常蓄水位m；(4) 汛前限制水位m；(5) 死水位m；(6) 工作深度m；6(7) 水位骤降速度m/s；(8) 设计淤砂高程m，淤砂饱和容重kN/m3；淤积年限a。

3.5 水文气象3.5.1 气温(1) 多年月气温见表3所列：表3 多年月气温统计表单位：℃(3) 日最低气温低于0℃时的多年平均天数；(4) 出现年极限最低气温时(降温速度快，低温持续时间长)，48h有代表性的典型降温过程线。

3.5.2 坝址以上控制流域面积的降雨(1) 多年平均降雨mm；(2) 汛期占全年降雨%；(3) 历年最大降雨量mm；(4) 历年最小降雨量mm；(5) 历年一次最大暴雨过程线(6) 多年平均降雨天数。

3.5.3 风速、风向(1) 多年平均风速m/s；(2) 多年平均最大风速m/s；(3) 历年瞬时最大风速m/s；(4) 风向m；(5) 风区长度m。

3.5.4 冻土深度(1) 多年平均冻土深度m；(2) 历年最大冻土深度m。

73.6 建筑材料3.6.1 堆石料的物理力学性质(2) 用非线性有限元法计算坝体应力、应变时，各堆石料的试验参数(列表)。

(3) 级配曲线(包括不均匀系数、曲率系数)；0.1mm 以下的颗粒含量所占百分数；设计干容重时的渗透系数。

3.6.2 用做过渡料和反滤料的砂砾石、粗砂、细砂的性能试验成果3.6.3 沥青混凝土骨料3.6.3.1 新鲜或微风化碱性岩石(如白云岩、灰岩)的基本性能(1) 比重kg/cm3、抗压强度MPa 、含泥量%；(2) 破碎好的骨料级配曲线(包括2.5mm以下的级配情况)。

3.6.3.2 粒径为2.5mm～0.074mm的细骨料(1) 应优先采用碱性岩石加工粗骨料时的筛余石屑，或用碱性岩石加工的人工砂；(2) 使用河砂时，应选用未风化的料，并限制含泥量。

4. 坝体布置84.1 核实初步设计报告审批确定的布置方案并进行优化4.2 核实各主要建筑物的合理布局4.3 沥青混凝土面板与岸坡和坝基岩石的连接5. 坝体设计5.1 坝料规划5.2 坝断面分区设计5.2.1 碎石排水垫层9105.2.2 过渡层5.2.3主堆石区5.2.4 主堆石区的分区5.2.5 碾压试验按坝体分区和不同分区料，分别进行碾压试验，以确定填筑标准和压实参数。

经试验确定的参数见表5。

表5 填筑标准和碾压参数表5.3 坝的细部设计5.3.1 确定坝顶超高5.3.2 坝顶结构设计(1) 确定坝顶宽度(2) 防浪墙设计(3) 坝顶排水设计5.3.3 坝体排水11125.3.4 护坡和坝面排水6. 坝的计算6.1稳定计算6.1.1 施工期的稳定分析坝体填筑后，尚无沥青混凝土面板时，要进行施工期坝体挡水和坝体内过水情况的稳定渗流计算，并按各种情况计算坝坡稳定。

6.1.2 运行期应分别按正常和非常条件计算以下情况 (1) 岩基存在软弱夹层或构造面； (2)以砂砾石为坝基特别是含有夹泥层；(3) 最大坝高断面、或坝体用软岩填筑和使用了代替料的有代表性的坝体断面。

6.1.3 静力稳定计算采用刚体极限平衡法6.2 应力和变形计算(1) 确定竣工时坝顶应预留的超高；(2) 预估坝体各部位的不均匀沉降量，以判断坝体和沥青混凝土面板发生裂缝的可能性；(3) 分析沥青混凝土面板，在岸坡和坝基垂直防渗体的连接部位及与其他建筑物的连接部位，是否因应力或不均匀沉陷产生剪力破坏；(4) 面板在水荷载和各种不同工作条件下，因坝体应变可能产生的开裂和渗漏；(5) 用粘弹性理论分析沥青混凝土面板的应力。

7. 碾压式沥青混凝土面板设计7.1 确定面板的坡度7.27.3 沥青混凝土面板断面选择13147.4 面板各层作用和要求7.5 沥青混凝土材料选择7.5.1 矿料(为粗骨料、细骨料、填料的总称)(1) 填料(即矿粉)(2)细骨料(3) 粗骨料7.5.2 掺料7.5.3 沥青7.6 沥青混凝土面板各层的配合比7.6.1 防渗层7.6.2 排水层7.6.3 整平胶结层7.6.4 封闭层沥青玛蹄脂168. 面板与岸坡、基础及刚性建筑物的连接8.1 接头部位处理8.1.1 岸坡和基础处理除满足9.1条的要求外，还应做到：(1) 连接部位：岸坡应平顺，不能有反坡或突然变坡，当岸坡上缓下陡时，变坡角应小于20︒。

(2) 土质岸坡一般不陡于1:1.5，岩石岸坡不陡于1:0.75～1:0.5。

8.1.2 岸墩设计8.1.3 混凝土建筑物直墙(如溢洪道边墙)与沥青混凝土面板的连接。

8.2 接头设计8.2.1 接头设计内容178.2.2 接头型式的选择8.2.3 接头部位的材料9. 基础处理9.1 坝基和岸坡的强度、变形等处理坝基和岸坡范围内的基础，应根据静力和动力稳定、容许沉降量、不均匀沉陷等要求进行处理。

9.2 基础处理内容9.2.1 坝基的一般处理189.2.2 坝基和岸坡的防渗处理10. 原型观测10.1 观测目的(1) 监视坝的安全运行。

(2) 根据施工期观测资料，控制施工或及时检验和修改设计。

(3) 根据长期观测资料，检验设计的正确性。

(4) 为科学研究提供资料。

10.2 观测项目(1) 坝体变形观测：包括坝顶、下游面、坝体内部的垂直位移和水平位移。

(2) 坝基沉陷。

(3) 坝基、岸坡地质构造部位的位移。

(4) 沥青混凝土面板纵向或横向垂直位移和水平位移。

(5) 垂直面板向的渗透压力、渗流量，坝基、坝体、绕坝等渗流量及坝内浸润线。

(6) 地震观测。

(7) 面板接头变形观测。

(8) 面板表面裂缝观测，特别是岸边接头部位。

(9) 沥青混凝土面板的表面和内部温度观测。

(10) 库水位和水温观测。

1910.3 观测设计布置10.3.1 外部观测(1) 控制网的设置，应能保证不受外界干扰，能顺利进行观测作业，并有好的通视和交通条件。

(2) 水平和垂直变位观测点，可与坝轴线平行和垂直两个方向大致等间距分布。

10.3.2 坝体内部观测设施，至少沿坝轴线设一个纵断面和最大坝高处(或其他有代表性的断面)设一个横断面，必要时可加设横断面。

10.3.3 坝肩和基岩断层带、坝基覆盖层最深处、承压水层、坝下埋管或廊道处，根据需要设置观测项目。

10.3.4 沥青混凝土面板，应布置一定的专用观测设备，以进行面板的应力、温度等项观测。

10.4 观测设备的安装，保护与管理10.4.1 观测设备尽可能保证观测作业有较好的交通及照明条件，施工时便于安装，并设保护装置，不易遭受破坏。

10.4.2 沥青混凝土系高温混凝土，防止观测设备因高温损坏失灵。

10.4.3 观测与管理11. 技术专题研究(含试验)(1) 沥青、矿料性能试验。

(2) 沥青混凝土配合比试验研究。

(3) 沥青混凝土面板与刚性建筑物接头试验研究。

(4) 沥青混凝土面板施工的热拌合、运输、推铺、碾压等各级温度控制的室内试验。