16混凝土重力坝设计规范.doc

DL 51081999前 言混凝土重力坝设计规范于1978年首次发布，1984年作了局部修订，本次根据原水利电力部水利水电规划设计院（86）水规设字第3号文的要求及GB501991994水利水电工程结构可靠度设计统一标准（简称水工统标）规定的原则全面修订。本规范对混凝土重力坝设计作出了规定。通过本规范的实施，在混凝土重力坝的设计中贯彻国家的有关技术经济政策，做到安全实用、经济合理、技术先进、确保质量。本规范对SDJZI1978 混凝土重力坝设计规范 及其1 984年补充规定（简称原规范）在以下几方面作了重大修订：l）结构设计采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式替代原规范采用的定值法的计算原则和方法；2）修订了坝基岩体分类，提供了岩体与混凝土接触面、岩体、坝基深层结构面、混凝土层面的抗剪断强度参数值；3）增加了坝基深层抗滑稳定分析方法和极限状态设计表达式；4）对重力坝结构分析增加了有限元方法，并提出了设计控制标准；5）增补了多种消能型式设计和坝身泄水孔无压、有压段的体型设计；6）修订了坝基处理标准，包括建基面和帷幕灌浆控制标准；7）采用混凝土强度等级取代了混凝土标号；8）增补防止坝体裂缝的措施；9）增加了碾压混凝土重力坝设计内容。本规范替代SDJ211978混凝土重力坝设计规范及其1984年补充规定；并替代DL T50051992 碾压混凝土坝设计导则。本规范必须与按照水工统标制修订的其它规范配套使用。本规范中所列的附录都是标准的附录。本规范由国家电力公司水电水利规划设计总院提出修订并归口。本规范起草单位；国家电力公司华东勘测设计研究院、水利部、国家电力公司卜海勘测设计研究院。本规范的主要起草人：韩祖恒、苗琴生、聂广明、黄东军、曹泽生、朱大钧、柏宝忠。本规范由水电水利规划设计总院负责解释。1 范 围本规范规定了重力坝的布置、结构计算、设计原则、温度控制和观测等技术要求。1本规范适用于水利水电大、中型工程岩基上的1、2、3级混凝土重力坝的设计，4、5级混凝土重力坝设计可参照使用。对于坝高大于200m的混凝土重力坝设计，应作专门研究。2 引 用 标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB5019994 水利水电工程结构可靠度设计统一标准GB5020194 防洪标准DL/ T503995 水利水电工程钢闸门设计规范DL/T50571996 水工混凝土结构设计规范DL50731997 水工建筑物抗震设计规范DL50771997 水工建筑物荷载设计规范DL/T50821998水工建筑物抗冰冻设计规范SD10582水工混凝土试验规程SD30388水电站进水口设计规范SDJ121978 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）（试行）及补充规定SDJ33689 混凝土大坝安全监测技术规范（试行）2SL4894 水工碾压混凝土试验规程33 总 则301 本规范是根据GB50199规定的原则制定的。302 在本规范中未涉及的部分应执行本行业或其它行业相应的设计规范。303 混凝土重力坝按其坝高分为低坝、中坝和高坝。坝高在30m以下为低坝，坝高在30m70m为中坝，坝高在70m以上为高坝。4 术语、符号41 术 语411 坝高dam height建基面的最低点（不包括局部深槽、井或相）至坝顶的高度。4l2 混凝土实体重力坝 concrete solid gravity dam整个坝体除若干小空腔外均用混凝土填筑的重力坝。413 碾压混凝土重力坝roller compacted concrete gravity dam将干硬性的混凝土拌和料分薄层摊铺并经振动碾压密实而成的重力坝。414 混凝土空腹重力坝 concrete hollow gravity dam在坝的腹部沿坝轴线方向布置有大尺度空腔的混凝土重力坝。4l5 混凝土宽缝重力坝 concrete slotted gravity dam两个坝段之间的横缝中部扩宽成空腔的混凝土重力坝。4l6 宽尾墩endflared pier后段加宽成鱼尾状的溢流坝闸墩。4l7 联合消能combined energy dlsslpatlon指宽尾墩与挑流鼻坎、宽尾墩与底流消力池、宽尾墩与房式消力池等联合运用消能。418 扭曲式挑坎distorted type flip bucket底面扭曲、坎顶不等高并与流向成一定夹角的挑坎。4l9 窄缝式挑坎slittype flip bucket急流出口处的泄槽边墙急剧收缩形成窄缝的挑坎。4110 气温骤降sudden temperature drop4日平均气温在2d6d内连续下降超过5C者为气温骤降或寒潮。54111 基础温差 foundation temperature difference指基础约束区范围内，混凝土最高温度与该部位稳定温度之差。4.2 符 号67895 重力坝布置50l 应根据坝址区的地形、地质、水文、气象条件，工程开发目的及规模，施工条件等并结合枢纽布置，通过技术经济全面比较选定常态或碾压混凝土重力坝。502 坝体布置应结合枢纽布置全面考虑。根据综合利用要求，合理安排泄洪、发电、灌溉、供水、航运、过木。排沙、过鱼等建筑物的布置，避免相互干扰。可首先考虑泄洪建筑物的布置，使其下泄水流不致冲淘坝基、其它建筑物的基础及岸坡。503 碾压混凝土重力坝的枢纽布置宜采用引水式或地下式厂房。若采用坝后式厂房时，可根据坝高将引（输）水管道水平布置在坝体下部或卜部的常态混凝土区内，后者宜采用背管式布置。504 位于洪水流量大而狭窄河道上高坝的枢纽布置，可选用厂房顶溢流式、厂前挑流式、坝内式或地下式厂房等；位于宽阔河道上，可选用河床式或坝后武厂房、两岸坝接头可通过技术经济比较选用混凝土坝或土石坝。505 坝体溢流段的前沿长度、孔数、孔口型式、尺寸和堰顶高程，应考虑以下因素综合比较决定：l）水库运行和泄洪以及排漂浮物的要求；2）坝址地形地质条件、下游河床及两岸抗冲性能；3）下游水深及消能要求；4）坝体分段情况，与相邻建筑物的关系；5）闸门型式、工作条件及运行方式。开敞式溢流孔，具有较大泄洪潜力，宜优先考虑。506 坝体泄洪消能防冲设施应根据坝高、坝基及下游河床和两岸地形地质条件，下游河道水深变化情况，结合过木、排冰、排漂等要求合理选择。当采用挑流消能时，挑流水舌应不影响其它建筑物的安全和运行，必要时，设置导墙或采取其它措施。507 坝体泄水孔有泄洪孔和放水孔，可根据功能要求设置。l）泄洪孔设置条件：a） 经研究认为采用泄水孔泄洪有利；b） 有排沙要求。2）放水孔的设置条件：a）大型水库下游有重要城市、重要粮棉或经济作物基地、大型企业、交通干线；b）当地震设计烈度为8度以上或坝基地质条件极为复杂时；C）运行期、检修期和施工蓄水期需向下游供水，而由发电和其它取水设施不能满足要求时；d）有检修或特殊要求。需降低或放空库水。508 泄水孔位置、型式、高程、孔数和孔口尺寸的选择应考虑以下因素：l）布置条件：在狭窄河道泄水孔宜与溢流坝段结合，其消能方式应与溢流坝统一考虑：宽阔河道可考虑分设。排沙孔应靠近发电（或灌溉、供水）进水口、船闸闸首等部位，其流态不得影响这类建筑物的正常运行。 2）运行条件：下泄流量、放水期限、检修条件、排沙及排课等。3）施工条件：泄水孔不同位置对施工进度和施工方法的影响，施工期泄洪及下游供水等要求。4）闸门工作条件、启闭机和坝体结构强度等。509 重力坝的施工导流建筑物如底孔、缺口等，应根据导流方案和地形、地质、水文等条件经比较确定，其布置应符合下列要求：l）能宣泄所承担的施工流量；2）结合永久泄水建筑物的布置；103）在通航河流上应考虑施工期通航要求，或采取其他措施来满足；4）当需要时，能通过漂浮物或浮冰；5）泄洪时应不致冲坏永久建筑物或影响施工进度；6）施工方便，运行可靠，便于回填封堵。导流建筑物的封堵应有妥善的设计和施工措施。5010 设于坝内的发电引水管道的进水口高程，应根据水利动能设计要求和泥沙淤积等条件确定，并符合SD30388的有关规定。工农业及城市生活供水取水口应满足供水期的引水高程和流量的要求，必要时考虑水温和泥沙情况分层设置。设置在坝上的过坝建筑物的进出口宜远离泄洪建筑物的进出口。5011 大型枢纽工程的重力坝布置应经水工模型试验验证运行期和施工期的流态与冲淤状况是否满足各项建筑物的运行需要。11中型工程宜进行水工模型试验。6 坝体结构和泄水建筑物型式61 一 般规定611 坝体结构应根据坝的受力条件以及坝址的地形地质、水文气象、建筑材料、施工工期等条件，通过整座坝的总体技术经济比较确定。612 各个坝段上游面宜协调一致，使坝段两侧横缝上游面止水设施呈对称布置，廊道距上游面的距离也保持一致。各溢流坝段和非溢流坝段下游面应分别保持一致但溢流坝段与非溢流坝段间用导墙分隔，可采用不同的下游坝坡。613 建在地震区的混凝土重力坝坝体结构的抗震设计应符合DL5073的规定。614 建在寒冷地区的混凝土重力坝坝体结构的抗冰冻设计应符合DLT5082的规定。62 非溢流坝段621 非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜位于正常蓄水位（或防洪高水位）附近。基本断面上部设坝顶结构。622 坝顶高程应高于校核洪水位，并符合本规范1111的规定。623 坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定，并应满足抗震、特大洪水时抢护等要求。在严寒地区，当冰压力很大时，还要核算断面的强度。12624 常态混凝土实体重力坝非溢流坝段的上游面可为铅直面、斜面或折面。上游坝坡宜采用1：01：02；当设置纵缝时，应考虑其对纵缝灌浆前施工期坝体应力的影响，坝坡不宜太缓。采用折面时，折坡点高程应结合坝内发电引水管、泄水孔等建筑物的进水口一并考虑。下游坝坡可采用一个或几个坡度，并应根据稳定和应力要求，结合上游坝坡同时选择。下游坝坡宜13采用1：061：08；对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重力坝，坝坡可适当变陡。625 碾压混凝土重力坝在体型上应力求简单，便于施工，上游坝坡应结合其防渗结构型式进行选择；下游坝坡可按常态混凝土重力坝断面的选择原则进行优选，但应考虑少设横缝，不宜设纵缝的特点。626 宽缝重力坝非溢流坝段的上游坝坡宜较实体重力坝放缓。宽缝宽度，可取坝段宽的2040。当有引水管、泄水孔、导流底孔等大型孔洞横穿坝体时，该部分坝体结构和宽缝布置应经论证确定。627 宽缝重力坝头部尺寸的设计，应考虑下列因素：l）头部应力状态；2）坝面防渗和止水系统的布置；3）帷幕灌浆廊道和坝内交通系统的布置；4）其它特殊要求。迎水面头部最小厚度可取007010倍该高程处上游坝面作用水头，并不得小于 3m；宽缝尾部最小厚度不得小于 2m，寒冷地区应适当加厚。628 宽缝不宜贯穿坝顶。宽缝的上、下游及顶部与邻近的实体部分连接处，应有足够的渐变长度。宽缝水平截面的渐变坡度（平行坝轴线长度与垂直坝轴线长度之比），上游部位可用1：l51：20，尾部可用1：101：15。顶部垂直截面渐变坡度（垂直高度与水平长度之比），可用20：115：1。宽缝顶部的高程应高于下游水位，可根据稳定、应力要求与上、下游坝坡和宽缝宽度同时选定。629 空腹重力坝上游坝面可为斜面、铅直面，呈倒坡或下部呈倒坡。倒坡宜陡于1：015。6210 空腹重力坝腹孔底部的位置可位于坝剖面中部的坝基面上，空腹的形状和尺寸，应根据应力分析确定。腹孔总宽可占坝基总宽的 13左右，腹孔高度在坝高的 13以内。腹孔形状可采用长轴倾向下游、倾角为60度70度、近似于椭圆形的斜腹孔；或顶部为双心圆弧，上游面垂直或稍倾向下游，下游面大体上与下游坝面平行的曲线形腹孔。63 溢流坝段63l 溢流坝段的堰面曲线，当采用开敞式溢流孔时可采用幂曲线；当设有胸墙时，可采用孔口泄流的抛物线、上述堰面曲线的确定可见附录A。经过数值模拟优化论证和试验验证，也可采用其它堰面曲线。632 选择溢流坝的堰面曲线时，堰顶附近允许出现的经当地大气压修正的负压值应符合下列要求；l）正常蓄水位或常遇洪水位闸门局部开启时（后者以运行中较常出现的开度为准），可允许有不大的负压值，应在设计中经论证确定；2）校校洪水位闸门全开时堰面出现的水压力不得低于一6981kPa。当堰顶闸门槽产生过大负压足以引起严重空蚀破坏时，应设法改善门槽的型式。633 溢流坝的反弧段应结合下游消能型式选择，见附录A。634 闸墩的型式和尺寸应满足布置、水流条件和结构上的要求、当采用平面闸门时，闸墩在门槽处应有足够的厚度。635 溢流坝的堰面曲线、闸墩、门槽、坝面压力、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，水力条件较简单的中型工程，则可参照类似工程的经验，经计算确定。14636 当溢流坝有排冰要求时，溢流孔口尺寸应根据冰清资料确定，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，宜经调查研究和试验确定。637 溢流坝设置的闸门应符合 DLT5039的要求。638 溢流坝断面设计还应符合本规范62的有关规定。64 坝身泄水孔64l 泄水孔可设在溢流坝段的闸墩下部或专设的泄水孔坝段，并应有消能设施，使下泄水流不冲刷下游岸坡及相邻建筑物。642 坝身泄水孔应避免孔内有压流、无压流交替出现的现象。643 无压孔在平面上宜布置成直线，如需布置成弯道时，应进行分析研究并经水工模型试验验证。644 无压孔由有压段和无压段组成。有压段包括进口段、门槽段和压坡段三个部分，该段体型的设计应使其在各种流量之下保持正压，并要求断面变化均匀，泄流能力大。有压段末端设工作闸门，其上游设一道事故检修门，该段体型的设计见附录B。无压段的孔顶高度应留有余幅。在直线段当孔身为矩形时，顶部距水面的高度可取最大流量时不掺气水深的3050；当孔顶为圆拱形时，其拱脚距水面的高度可取不掺气水深的2030；当孔顶为扁圆拱时，可参照圆拱孔顶的要求略于增加，并应保证泄流时不淹没。无压段出口直高出尾水位，防止在无压段出现水跃。无压段水流流速较大时，应采取掺气减蚀设施。无压孔无压段底缘线可布置成直线，也可依次布置成直线段及其它曲线段并与下游消能设施平顺衔接。645 有压孔进口段体型布置要求与无压孔进口段基本相同，其下游接事故检修闸门门槽段，其后接平坡或小于1：10的缓坡段。工作闸门设在出口端，出口端上游设一压坡段，孔口断面可为圆形或矩形。有压孔的体型设计可见附录B。646 坝身泄水孔的闸门和启闭机的设计应符合下列要求：15无压孔的工作闸门，可采用弧形闸门或平面闸门，事故检修闸门为平面闸门。弧形闸门的启闭机室一般设于坝内，对于中坝也可设于坝顶；平面闸门的启闭机室一般设于坝顶。位于坝内的启闭机室应考虑通风、防潮、采暖设施。167 泄水建筑物的水力设计7l 一 般 规定711 泄水建筑物的水力设计内容应包括：l）泄流能力的计算；2）下游水流衔接和消能防冲设施的设计；3）与高速水流有关的水力设计；4）其它有关的水力设计。712 泄水建筑物的泄洪标准应根据GB50201和SDJ1278及其补充规定，满足相应建筑物等级的设计要求。713 消能防冲建筑物设计的洪水标准，可低于大坝的泄洪标准。一等工程消能防冲建筑物宜按100年一遇洪水设计；二等工程消能防冲建筑物直按50年一遇洪水设计；三等工程消能防冲建筑物直接30年一遇洪水设计。并需考虑在小于设计洪水时可能出现的不利情况，保证安全运行。714 泄水建筑物的水力设计计算，可按附录C所列公式进行计算。715 泄水建筑物的消能防冲设计，除应符合本规范的506的要求外，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）选定的消能型式应能在宣泄设计洪水及其以下各级洪水流量时，尤其是常遇洪水流量时，都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）淹没于水下的消能设施（消力池、消力戽等），应为运行期的排水检修提供条件。716 消能型式应根据地形地质条件、枢纽布置、运行条件、下游水深及河床抗冲能力、消能防冲要求、下游水流衔接以及对其它建筑物的影响等综合考虑，并经技术经济比较选定。17717 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而，危及坝基稳定或岸坡可能被冲塌危及坝肩稳定时，均不宜采用。718 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。719 面流消能适用于水头较小的中、低坝，下游水位稳定，尾水较深，河床和两岸在一定范围内有较高抗冲能力的顺直河道，可排漂和排冰。7410 消力回消能适用于尾水较深（大于跃后水深），且下游河床和两岸有一定抗冲能力的河道。7111 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。7112 泄水建筑物的闸门宜同步、对称、均匀地启闭，以控制流态稳定，并由设计提出运行规划。71 13 大型工程和高坝的泄水建筑物设计应经水工模型试验验证，中型工程宜进行水工模型试验，水力条件较简单的中型工程则可参照类似工程经验计算确定。72 泄流能力及消能计算72l 溢流坝和泄水孔的泄流能力，可按照附录C计算。722 溢流坝水面线计算，当弗劳德数Fr2时，应考虑波动及掺气影响，估算公式见附录C。边墩或导墙顶高程应根据计算水面线加 05m 15m 的超高确定。723 挑流消能设计应对各级下泄流量进行水力计算，估算水舌挑射距离、最大冲坑深度。挑流水舌挑射距离和跌入下游河床的最大冲坑深度可按照附录C计算。18724 底流消能设计应对各级下泄流量进行水力计算，确定护坦高程、长度、厚度和尾水淹没度等。725 护坦长度可根据其上是否设置辅助消能设施及水力特性，按照附录C计算。当护坦上无辅助消能设施时，尾水淹没度可取l05l10倍跃后水深。，726 护坦上的时均水压力分布，可按下列规定取值：1）当护坦面为水平时，作用在其上的时均水压力可近似取计算断面卜的水深；2）当不设消力墩、坎等辅助消能设施的护坦上发生水跃时，可取跃首、跃尾间水面连一直线，作为近似水面线；3）当护坦上设有消力墩时，则墩下游可按跃后水深估算，墩上游可按跃后水深的一半估算。727 鼻坎、溢流式厂房顶板、护坦等部位的脉动压力和护坦上消力墩（包括尾坎等）所受的冲击力，可按照DL5077的规定计算。73 高速水流区的防空蚀设计731 泄水建筑物的高速水流区，应注意下列部位或区域发生空蚀破坏的可能性：1）进口、闸门槽、弯曲段、水流边界突变（不连续或不规则）处；2）反弧段及其附近；3）差动式鼻坎、窄缝式鼻坎、扭曲式鼻坎、分流墩；4）溢流坝面上和泄水孔流速大于20m/s的区域。732 在高速水流区各部位的水流空化数a宜大于该处的初生空化数，其估算公式见附录C。733 对7.3.1 所列部位或区域（不包括门槽），当a 03时，采取以下防空蚀措施：191 ）合理设计建筑物的体形和严格控制不平整度，不平整度的控制标准见附录C，在设置掺气设施后，溢流面的不平整度控制标准可适当放宽；2）实体应处理成缓坡；3）采用掺气设施，可按照附录C设置；4）采用合理的运行方式；5）采用抗蚀性能好的材料。734 流速 30ms35ms的泄水建筑物应采取掺气措施，特殊重要的工程和流速大于 35ms的建筑物应通过减压箱模型试验确定防空蚀措施。735 在多泥沙河流上，泄水建筑物应考虑挟沙的高速水流磨损和空蚀的相互作用。74 消能防冲设施的设计741 挑流鼻坎的型式，一般有连续式；差动式、窄缝式和扭曲式等，应经比较选定。鼻坎最低高程，宜高出宣泄按713规定的洪水标准时的下游水位，但可略低于下游最高水位。l）挑流鼻坎的挑角，可采用15度35度，应通过比较选定。采用差动式鼻坎，鼻坎处平均流速大于16ms时，应合理选择反弧段半径、挑角差、高低坎宽度比和高低坎的局差，并可考虑在鼻坎和反弧段间接人直线过渡段以改善流态。差动式鼻坎的上齿坎挑角和下齿坎挑角的差值以5度10度为宜; 上齿宽度和下齿宽度之比宜大于l0；齿高差以15m 为宜；高坎侧宜设通气孔；高坎顶面的棱角宜做成圆弧状。2）窄缝式挑坎适用于狭谷河道高水头的溢洪道和深孔。出口断面可呈矩形、梯形、Y形和V形等，也可采用不对称型式，应经比较选定。底板的挑角宜取零度或为正负小挑角；收缩比可为01505；长宽比在中、深孔大流量、低弗劳德数时，宜取07515，相应收缩比应取较大值；在表孔、高弗劳德数时，长宽比宜取1530，相应收缩比应取较小值。3）扭曲式鼻坎应根据具体情况控制转向角度和人水落点。20742 挑流消能的安全挑距，以不影响坝趾基岩稳定为原则。冲坑最低点距坝趾的距离应大于25倍坑深。水舌人水宽度的选择应考虑不影响冲坑两侧岸坡或其它建筑物的稳定为宜。743 挑流消能应研究雾化对枢纽其它建筑物运行安全及边坡稳定的影响，尤其对干旱少雨地区更应重视。坝下游的建筑物及露天设置的电气设备、输电线路，宜避开雾化区，或采取保护措施。744 底流消能应保证在消力池内形成稳定的水跃，避免产生回流。消力池内要清理干净，其尾坎前后不允许堆积石渣。745 消力池宜采用等宽矩形断面。水跃前段，地形许可时，可设计成斜护坦。跃前断面平均流速小于16m/s时，护坦上可设辅助消能设施（消力墩）。寒冷地区，辅助消能设施应满足DL/T5082的要求。746 消力池两侧导墙顶的高程，可根据跃后水深加超高决定。设在池外侧的导墙，墙外河床中如有一定水深，可适当降低墙高，允许墙顶有不大的漫溢水头。747 面流消能、有流消能流态复杂，且不稳定。宜采取下列工程措施，防止坝基和下游河床河岸的淘刷，保证工程安全。1）鼻坎下设置齿墙或短护坦；2）两侧设置导墙，防止横向回流；3）下游设置护岸。748 联合消能的防冲设施可按照741 747的规定设计。但对宽尾墩与消力池联合运用型式，考虑其泄洪功率大等特点，应加强消力池底板的强度、自身以及与基础结合的整体性，并应采取措施保证消力池底板止水的可靠性。21宽尾墩的体型见附录C。8 结构计算基本规定8l 一 般 规 定811 本规范采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算。812 混凝土重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行下列计算和验算：l）承载能力极限状态：坝体断面、结构及坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算，必要时进行抗浮、抗倾验算；对需抗震设防的坝及结构，尚需按DL5073进行验算。2）正常使用极限状态：按材料力学方法进行坝体上、下游面混凝土拉应力验算，必要时进行坝体及结构变形计算；复杂地基局部渗透稳定验算。813 混凝土重力坝及坝上结构设计时，应根据水工建筑物的级别，采用不同的水工建筑物结构安全级别，见表813。814 按承载能力极限状态设计时，应考虑下列两种作用效应组合：1）基本组合持久状况或短暂状况下，永久作用与可变作用的效应组合；2）偶然组合偶然状况下，永久作用、可变作用与一种偶然作用的效应组合。22815 按正常使用极限状态设计时，应考虑下列两种作用效应合：23l）短期组合持久状况或短暂状况下，可变作用的短期效应与永久作用效应的组合；2）长期组合持久状况下，可变作用的长期效应与永久作用效应的组合。8 1 6 坝体及结构的混凝上应按所处环境条件、使用条件、结构部位和结构型式及施工条件，满足耐久性要求；耐久性要求指标按115规定。82 承载能力极限状态计算规定82l 对基本组合，应采用下列极限状态设计表达式2584 作用及材料性能标准值841 82、83中永久作用、可变作用标准值和偶然作用的代表值，应按照DL5077的规定确定。842 抗剪强度标准值：大型工程可行性研究及招标设计阶段，坝体混凝土与基岩接触面、基岩、坝基软弱结构面、碾压混凝土层面的抗剪断强度的标准值，按现场或室内试验测定成果概率分布的02分位值确定。当坝基地质条件简单时，其抗剪断强度的标准值可根据少量现场试验成果参照类似工程的试验成果分析确定。大型工程可行性研究以前各设计阶段及中型工程的所有设计阶段可参考类似条件工程的试验成果或参考附录D所列标准值分析确定。上述抗剪断摩擦系数概率分布模型取正态分布，抗剪断凝聚力取对数正态分布。843 抗压强度标准值：混凝土的强度等级应按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件。在28d龄期用标准试验方法测得的具有95保证率的立方体抗压强度来确定，用符号C（Nmm2）表示。大坝常态混凝土强度的标准值可采用90d龄期强度，保证率80，按表8431采用。26844 当坝体常态混凝土开始承受荷载的时间早于 90d，或碾压混凝土开始承受荷载的时间早于180d时，应进行核算，必要时应调整强度等级。279 坝体断面设计9.1 主 要 设 计 原 则91l 混凝土重力坝一般以材料力学法和刚体极限平衡法计算成果作为确定坝体断面的依据。用材料力学法确定实体重力坝坝体上、下游面的应力计算公式见附录E高坝除用材料力学法计算坝体应力外，尚宜采用有限元法进行计算分析，必要时可采用结构模型、地质力学模型等试验验证。修建在复杂地基上的中坝，必要时；可进行有限元分析。912 重力坝的断面原则上应由持久状况控制，并以偶然状况复核，此时；可考虑坝体的空间作用或采用其它适当措施，不宜由偶然状况控制设计断面。地震作用组合下的偶然状况应符合DL5073的有关规定。91 3 分期施工投入运行的坝，强度和稳定计算应扶持久状况计算。一期施工而分阶段投人运行的坝，应研究施工期作用于坝卜的作用，坝的未完建断面（临时运行断面）的强度和稳定计算应按短暂状况计算。设计规定的坝体及其构件的施工程序，不宜使施工期产生的应力导致增加坝体断面。914 宽缝重力坝可用材料力学法计算坝体应力，局部区域如头部附近等部位，也可用有限元法计算，并允许在离上游面较远部位出现不超过坝体混凝土允许的拉应力。915 空腹重力坝可用结构力学、材料力学法和有限元法计算坝体应力，并用模型试验验证。所得应力成果应避免特别不利的应力分布状态。可取一个坝段或取单位宽度进行计算。916 有横缝的重力坝，其强度和稳定计算应按平面问题考虑，不设横缝或横缝灌浆的整体式重力坝的稳定计算可按整体式进行，其强度计算可用试载法；在复杂空间受力条件下（河谷断面、作用和基础反力不对称等），其应力状态可按空间问题用有限元法或试验确定。917 厂坝连接的坝后武厂房，在坝的稳定核算中，可考虑厂坝联合的抗滑作用、厂房作用于坝上的抗滑力，可根据厂坝整体分析的应力状态确定。92 作 用 及 其 组 合921 按照承载能力极限状态，设计坝体断面时，应计算下列两种作用组合。921 1 基本组合由下列永久和可变作用产生的效应组合：1）建筑物的自重（包括永久机械设备、闸门、起重设备及其它的自重）。2）发电为主的水库，上游正常蓄水位（或施工期临时挡水位），按照功能运用要求建筑物泄放最小流量的下游水位，而排水及防渗设施正常工作时的水荷载：a）大坝上、下游面的静水压力；b）扬压力。3）大坝上游淤沙压力。4）大坝上、下游侧上压力。5）防洪为主的水库，按防洪高水位及相应的下游水位的水荷载代2，且排水及防渗设施正常工作：a）大坝上、下游面的静水压力；b）扬压力；C）相应泄洪时的动水压力。6）浪压力：a）取50年一遇风速引起的液压力；28b ）多年平均最大风速引起的浪压力。297）冰压力。8）其它出现机会较多的作用。9.2.1.2偶然组合应在基本组合下，计入下列的一个偶然作9）建筑物泄放校核洪水（偶然状况）流量时，上、下游水位的木荷载【取代2）或5)】 且排水及防渗设施正常工作：a）坝上、下游面的静水压力；b ）扬压力；C）相应泄洪时动水压力。10）地震作用。11）其它出现机会很少的作用。922 承载能力极限状态作用的基本组合和偶然组合按表922规定进行计算。923 持久状况下正常使用极限状态设计坝体断面时，应按长期组合计入 92l中 921l的有关作用进行计算924 坝体在施工和检修情况下应按短暂状况承载能力极限状态的基本组合和正常使用极限状态的短期组合进行设计。作用值大小及其组合应按照建筑物施工与检修具体条件确定。93 坝体强度和稳定承载能力极限状态计算93l 承载能力极限状态设计包括：1）观体及坝基强度计算；2）坝体与坝基接触面抗滑稳定计算；3）坝体层面抗滑稳定计算;4）坝基深层软弱结构面抗滑稳定计算。932 坝趾抗压强度承载能力极限状态；30l）作用效应函数核算坝趾抗压强度时，根据92规定，应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合。933 坝体选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态：1）作用效应函数核算坝体选定计算截面下游端点抗压强度时，根据92规定，应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合。934 坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态：31l）作用效应函数核算坝基面抗滑稳定极限状态时，根据92规定，应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合935 坝体混凝土层面（包括常态混凝土水平施工缝或碾压混凝土层面）的抗滑稳定极限状态：1）作用效应函数核算坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态时，根据92规定，应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合。936 当坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙及坝下游经冲刷形成临空面等情况时，需核算深层抗滑稳定。根据滑动面、临空面、尾岩抗力条件综合分析基本地质结构模型后，分单斜面、双斜面和多斜面计算模式，除用刚体极限平衡法（见附录F）计算外，必要时，可辅以有限元法、地质力学模型试验法等核算深层抗滑稳定，并进行综合评定。核算坝基深层抗滑稳定极限状态时，根据92规定应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合94 坝体上、下游面拉应力正常使用极限状态计算32941 坝通垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为核算坝蹱应力时，根据93规定，应按作用的标准值分别计算作用的短期组合和长期组合。942 坝体上游面的垂直应力不出现拉应力（计扬压力），计算公式为核算坝体上游面的垂直应力时，根据93规定，应按作用的标准值计算作用的长期组合。943 短期组合下游坝面的垂直拉应力，计算公式为95 有限元法计算95l 有限元法计算坝体应力、坝基深层抗滑稳定时，作用按DL5073的规定取标准值，材料、地基性能应根据试验结合工程类比取定值计算。952 有限元法计算混凝土重力坝上游垂直应力时，控制标准为：l）坝基上游面计扬压力时，拉应力区宽度宜小于坝底宽度的007倍（垂直拉应力分布宽度坝底面宽度）或坝起至帷幕中心线的距离。2）坝体上游面33计扬压力时，拉应力区宽度宜小于计算截面宽度的007倍或计算截面上游面至排水孔（管）中心线的距离。953 有限元法分析坝基深层抗滑稳定的成果，可作为坝基加固处理方案的评价和选择的依据。954 坝内孔洞配筋可根据有限元法应力计算成果，按 DLT5057执行。96 溢流坝闸墩结构设计96l 溢流坝上闸墩强度的设计计算包括：1）闸墩承受最大纵向力、相应侧向力、竖向力及自重情况下，核算其纵向强度；2）闸墩承受最大不平衡侧向力、相应纵向力、竖向力及自重情况下，核算其横向强度；3）对闸门槽和弧形闸门铰支座等部位的强度进行核算；4）必要时，应核算闸墩的变位。962 闸墩强度的计算应符合下列要求：1 ）核算纵向强度时，应使域内不产生拉应力，此时闸墩周边可按构造或其它条件配置钢筋、如拉应力较难避免时，应按小偏心受压的混凝上构件设计；2）核算横向强度时，应将闸墩视为固端的整体构件根据拉应力的大小，按照小偏心受压的混凝土构件设计或按偏心受拉的钢筋混凝土构件设计；3）弧门支座附近闭墩的局部受拉区的裂缝控制和支座截面的剪跨比应满足设计构造要求；4）地震作用下闸墩强度应满足DL5073的规定。963 大跨度弧形闸门的闸墩承受较大作用时，可采用预应力结构。964 闸墩结构设计计算应符合DLT5057的规定。34闸墩应力计算也可用有限元法。10 坝基处理设计101 一般 规定1011 混凝土重力坝的基础经处理后应满足下列要求：l）具有足够的强度，以承受坝体的压力；2）具有足够的整体性和均匀性，以满足坝基抗滑稳定和减少不均匀沉陷；3）具有足够的抗渗性，以满足渗透稳定，控制渗流量；4）具有足够的耐久性，以防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化。1012 坝基处理设计应综合考虑基础与其上部