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SL25—91浆砌石坝设计规范(编制说明)

前言第一章总则第二章筑坝材料及浆砌石体的设计指标第三章荷载及其组合第四章浆砌石重力坝第五章浆砌石拱坝第六章坝体防渗第七章坝基处理第八章坝体构造第九章观测设计打印刷新浆砌石坝设计规范SL25—91编制说明前言一、本规范与已出版的《浆砌石坝施工技术规定》(SD120—84)构成我国浆砌石坝技术规范系列。

二、本规范系初次制订,编制过程中注意了以下几方面的问题:(1)浆砌石坝是一种地方性很强的当地材料坝,已建工程以中小型工程为主,量大面广,在20余省市中星罗棋布,但系统的试验研究成果较少,规范认真总结了各地的建设经验,其内容具有广泛的适应性。

(2)浆砌石坝的两种主要坝型——重力坝和拱坝,都有相应的混凝土坝设计规范,本规范编制时,力求反映浆砌石坝的特点,避免与混凝土坝设计规范重复。

(3)既从目前国内的技术经济实际情况出发,也考虑到近期可能的发展,以使浆砌石坝设计符合技术先进合理,经济适用,安全可靠的原则。

(4)国内浆砌石坝以中小型工程为主,并积累了丰富的设计经验,其某些指标,如容许应力、安全系数、地基处理的要求等,和混凝土坝设计规范要求相比有所降低。

(5)注意了与《浆砌石坝施工技术规定》(SD120—84)《混凝土重力坝设计规范》(SDJ21—78)及《混凝土拱坝设计规范》(SD145—85)的衔接协调。

三、编写经过1984年6月上旬,原水利电力部基本建设司在广西永福县召开了有10个省(市)、16个单位参加的《浆砌石坝设计规范》编写工作会议,就规范的编写大纲、内容、方法以及为编写规范进行的科研试验、计算项目等进行了讨论,并研究了各单位分工。

1984年6月18日部以(84)基水利字第81号文“关于组织编写《浆砌石坝设计规范》的通知”,明确了规范的主编单位与协编单位及其他有关事宜。

同年10月,在福建省崇安县召开了规范编写人的碰头会。

1985年8月提出了初稿,并于同年10月在山东省泰安市召开了以编写人为主的规范初稿讨论会。

1986年9月在安徽省屯溪市再次召开了规范修改稿的讨论会。

1987年4月提出了征求意见稿。

1988年12月,水利部建设开发司在贵阳市召开了规范讨论会,出席会议的有国内12个省(市)的24个设计、科研、教学等单位的代表共32人。

1989年5月提出规范送审稿。

1989年9月,水利部建设开发司在湖北省十堰市召开审查会。

1989年10月完成规范报批稿,同年11月在河北省邢台市讨论了规范(报批稿)编制说明。

1990年10月,完成规范的报批修订稿。

四、编写分工1.规范条文、附录、参考资料及说明贵州省水利电力厅第一章、第五章、附录四湖南省水利水电勘测设计院第二章、附录一、附录五、附录六四川省水利水电勘测设计院第三章、附录二福建省水利水电科学研究所、福州大学士建系第四章、附录三广西壮族自治区桂林地区水利电力局第六章河南省新乡市水利局第七章、第八章山东省水利科学研究所第九章2.专题报告(1)湖南省水利水电勘测设计院谭抑愆、张善余:关于浆砌石体强度的专题报告。

(2)贵州省水利电力厅黎展眉:关于浆砌石拱坝容许压应力的专题报告。

3.浆砌石体力学性能试验湖南省水利水电勘测设计院试验室。

五、编制单位及人员(1)主编部门:贵州省水利电力厅。

(2)参编及协编单位:湖南省水利水电勘测设计院谭抑愆、罗任潮、张善余四川省水利水电勘测设计院任卓群福建省水利水电科学研究所陈泰明、周永富、蔡汉族福州大学士建系岑书龙、邱树艺福建省水利水电厅林铭实广西壮族自治区桂林地区水利电力局高洪来河南省新乡市水利局高庆铭山东省水利科学研究所李云波武汉水利电力学院王开治(3)审定:朱云祥,赵之蔺,王效和,黎展眉。

第一章总则第1.0.1条国内已建及在建的3级浆砌石坝有百余座,2级浆砌石坝有11座,如表1.0.1所示。

鉴于1级浆砌石坝国内目前尚缺乏实践经验,故本规范仅适用于2、3级浆砌石坝。

国内已建成的坝高100m以上的浆砌石坝只有河南群英重力拱坝一处,在建的只有河南宝泉、逍遥两处重力坝,有关设计经验较少,故又规定坝高超过100m的浆砌石坝,应进行专门研究,制订补充规定。

第1.0.3条本条是在总结我国浆砌石坝建设经验的基础上提出的。

鉴于不少浆砌石坝因地形、地质、水文等方面基本资料不清,建成后不仅仅不能及时发挥效益,甚至成为严重病害水库,故本条强调认真分析研究建坝地区的各项基本资料。

已建浆砌石坝中,有不少坝因忽视地基处理,造成工程隐患,也有不少坝出现坝体渗漏现象,影响蓄水或危及坝体安全。

因此在设计中对地基处理和防渗问题应引起足够重视。

在浆砌石坝设计中,应充分发挥这一坝型的优点,使之更经济、合理。

其优点主要表现在以下几方面:(1)能就地取材。

(2)对工期及资金的要求较为灵活,便于劳务及资金积累,当资金或劳力不足时,可随时停工,筹好时续建。

(3)便于防洪渡汛。

(4)可采用整体上升的施工方式,从而边施工边受益。

(5)施工机械化程度要求不高,几乎不需昂贵的施工设备,可以土法上马,施工技术也易为群众掌握,从而较能适应我国目前的技术经济条件。

(6)温控问题较混凝土坝简单。

由于浆砌石体的热胀系数和弹模都较混凝土低,浆砌石拱坝的温度应力通常仅为混凝土拱坝的40%以下,浆砌石重力坝经过论证常可不设横缝,整体上升。

(7)单价较低,投资较省。

据以往经验,水泥砂浆砌石体的单价约为一般标号混凝土的一半左右,并可节省水泥、砂料和模板,加以温控问题简单,所以一般浆砌石坝投资较混凝土坝要省得多。

碾压混凝土坝是国内外近年发展的一种新坝型,其施工速度较快,水泥用量与浆砌石坝不相上下,但需昂贵的设备和较多的模板,与常规混凝土接触带的分缝、止水复杂,使投资大而集中。

故只宜修建断面较厚、体形较简单的重力坝或重力拱坝,有些地方工程经过技术经济比较,仍多采用浆砌石坝。

第二章筑坝材料及浆砌石体的设计指标第一节筑坝材料第2.1.1条石料。

一、浆砌石坝所用石料的名称各地很不统一,如对粗料石有条石、粗条石、料石、毛料石等名称;块石又有方块石之称;毛石则有乱毛石之称。

为了统一名称并根据各省对石料的规格要求和施工实际情况,本条对毛石、块石、粗料石的规格。

形状作了明确的规定。

二、为了对石料的标号给出明确的定义,本条规定石料标号应根据φ5×10cm圆柱体或5cm×5cm×10cm立方体的标准试样在饱和状态下的极限抗压强度确定。

试样尺寸是根据目前国际岩石力学学会实验室和现场试验标准化委员会制定的《岩石力学试验建议方法》中岩石试件标准尺寸为φ54mm,高径比为2.5~3.0倍而定的。

原水利电力部颁发的《水利水电工程岩石试验规程》中也规定试件尺寸为φ5×10cm。

浆砌石坝属水工建筑物,故用饱和极限抗压强度来评定石料的标准强度。

目前国内外把岩石的饱和极限抗压强度<30MPa的称之为软岩,在工程使用中应慎重对待,所以本规范把石料标号300作为浆砌石坝对石料的最低要求。

三、石料标号是确定各类砌石体设计指标的基本资料,因此,石料在使用前应进行饱和抗压强度试验,以确定其标号。

第2.1.2条胶结材料。

一、根据我国工程的经验,强调了用于浆砌石坝的胶结材料主要有水泥砂浆和混凝土两种。

对掺有石灰的混合水泥砂浆,因石灰为气硬性材料,不宜用于水工建筑物,故未提及。

二、为与现行有关水工规范统一,重申了胶结材料标号的确定方法。

由于浆砌石坝施工干扰常较大,有可能在砌体胶结材料龄期不长,强度不高时即需承载。

此时砌体在水的作用下,胶结材料强度虽可随时间推移有所提高,但石料强度则可能降低,因此,当拟采用90d龄期极限抗压强度作为设计标号时,应充分论证浆砌石体和胶结材料同龄期强度关系后才能确定。

三、混凝土或水泥砂浆28d龄期的抗压强度R28与水泥标号R c成再比,可用下列公式表示:(2.1.2)式中A、B——经验系数。

因水泥标号改为软练后,尚未见到其经验系数的介绍,故由湖南省水利水电设计院根据室内对60组试验结果进行回归分析,得出采用普通水泥及矿渣水泥的卵石混凝土(一、二级配):A=0.573,B=0.716;水泥砂浆:A=0.566,B=0.650。

据此编制了附录五中附表5.2和附表5.3,可供初选配合比时参考。

四、为节约水泥和改善胶结材料的性能,有时可掺一定量的掺合料或少量的外加剂。

虽已有一些成功的经验,但各地情况不同,故强调要专门进行试验研究。

第二节浆砌石体的设计指标第2.2.1条浆砌石体的容重随所采用的石料种类、性质和胶结材料的种类、标号以及施工条件、施工技术水平的不同而异,故2级浆砌石坝的设计容重,应按在实际坝体上对浆砌石体容重检测的结果确定。

对3级浆砌石坝,其设计容重可类比相似条件的已建砌石坝,进行合理选用或者按《浆砌石坝施工技术规定》(SD120—84)附录三公式计算。

部分工程的实测容重资料见表2.2.1-1。

部分省采用的浆砌石体容重设计值见表2.2.1-2。

表2.2.1-1部分工程的实测容重值第2.2.2条 浆砌石体的线胀系数。

我国部分工程的原型观测资料结果如表2.2.2所示。

我国《砌体结构设计规范》(GBJ3—88)对料石和毛石砌体的线胀系数规定为8×10-6/℃。

第2.2.3条 附录六“浆砌石体变形(弹性)模量、抗压强度的试验方法”,主要是根据湖南省水电设计院多年实践经验总结并辅以理论推导的结果,是目前较为适用的试验方法。

附表1.1主要根据福建东溪水库、山东流清河水库、广西龟石水电站等工程砌体变形试验资料。

其中弹性模量约为变形模量E 值的2倍左右,由式(2.2.3)计算的变形模量换算成理想弹模的计算结果,并略加调整而成。

(2.2.3)式中 h 1——每层石块高度,cm ,毛石取15cm ,块石取20cm ,粗料石取25cm ;h 2——每层铺浆厚度,cm ,胶结材料为水泥砂浆时,以3cm 计,如为混凝土,则以9cm 计; E 1——石料弹性模量,由石料标号根据一般试验资料按表2.2.3-1选用;E 2——胶结材料弹性模量,由胶结材料标号根据一般试验资料按表2.2.3-2选用;——应力集中系数,根据各地以水泥砂浆为胶结材料的浆砌石体变形试验资料,毛石砌体取5.0,块石砌体取3.0;对于粗料石砌体,当石料标号在600#以上时取3.5,石料标号600#以下时取2.0,当以混凝土为胶结材料时, 值无具体试验资料,可通过采用与其同标号的水泥砂浆理想弹模的增值而得。

表2.2.3-2 胶结材料弹性模量我国部分工程设计采用的弹性模量值见表2.2.3-3,与附表1.1所列变形模量值接近。

关于浆砌石体的泊桑比,目前尚少较完整的实测资料和研究成果,室内测量也较困难。

本条中所提泊桑比值为0.2~0.25,主要是根据已建工程的一般采用值和类比石料和胶结材料的泊桑比提出来的。

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