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    NB T 10335-2019 碾压混凝土拱坝设计规范.pdf

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    NB T 10335-2019 碾压混凝土拱坝设计规范.pdf

    1、ICS27.140 P59 NB 中华人民共和国能源行业标准 P NB/T 10335-2019 碾压混凝土拱坝设计规范 CodeforDesignofRoller-CompactedConcreteArchDams 2019-12-30发布 2020-07-01实施 国家能源局发布 中华人民共和国能源行业标准 碾压混凝土拱坝设计规范 CodeforDesignofRoller-CompactedConcreteArchDams NB/T10335-2019 主编部门:水电水利规划设计总院 批准部门:国家能源局 施行日期:2020 年 7 月 1 日 中国水利水电出版社 2020 北京 I 国

    2、家能源局 公告 2019年第8号 国家能源局批准小水电机组励磁系统运行及检修规程等 152项能源行业标准(附 件1)、CodeforSafeandCivilizedConstructionofOnshoreWindPowerProjects等3 9项能源行业标准英文版(附件2),现予以发布。 附件:1.行业标准目录 2.行业标准英文版目录 国家能源局 2019年12月30日 附件1: 行业标准目录 序号 标准编号 标准名称 代替标准采标号 批准日期 实施日期 10 NB/T10335-2019 碾压混凝土拱坝设计规范 2019-12-30 2020-07-01 II 前言 根据国家能源局关于下

    3、达2014年第一批能源领域行业标准制(修)订计划的通 知(国能科技2014298号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经 验,参考有关国内外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本规范。 本规范的主要技术内容是:基本规定、碾压混凝土拱坝布置、坝体碾压混凝土、拱 坝应力稳定分析、坝体构造设计、坝体防裂和温度控制、安全监测设计、施工要求、初 期蓄水及运行维护。 本规范由国家能源局负责管理,由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理,由 能源行业水电勘测设计标准化技术委员会负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意 见或建议,请寄送水电水利规划设计总院(地址:北京市西城区六铺炕北小街2号,

    4、邮 编:100120)。 本规范主编单位:中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 水电水利规划设计总院 本规范参编单位:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 中国水利水电科学研究院 本规范主要起草人员:范福平杨家修 韦晓明崔进罗洪波徐林 谭建军郭勇李运良方光达 陈能平龙起煌 尹华安 肖峰陈永福邓毅国 苏岩叶建群 喻建清向弘杨波郝鹏陈毅峰邱焕峰 刘荣丽 本规范主要审查人员:党林才金峰方坤河刘毅汪庆

    5、元王毅鸣 陈祥荣徐建强翁寅周跃飞陈秋华邵敬东 张敬王国进李立年 赵轶庞明亮 李双宝 张 雄 王富强 杜小凯 李仕胜 III 目次 1总则.1 2 术语.2 3 基本规定.3 4 碾压混凝土拱坝布置.4 4.1 一般规定.4 4.2 体形设计.4 4.3 坝身建筑物.5 5 坝体碾压混凝土.6 5.1 一般规定.6 5.2 碾压混凝土强度等级.6 5.3 碾压混凝土物理力学指标.6 5.4 碾压混凝土抗渗和耐久性能.7 6 拱坝应力稳定分析.8 7 坝体构造设计.9 7.1 坝顶布置.9 7.2 分区设计.9 7.3 坝体分缝.10 7.4 接缝灌浆.10 7.5 坝内廊道及交通.11 7.6

    6、坝体止水和排水.11 8 坝体防裂和温度控制.13 8.1 一般规定.13 8.2 温度控制标准.13 8.3 温度控制措施.14 9 安全监测设计.16 9.1 一般规定.16 9.2 监测项目与布置.16 IV 9.3 监测仪器埋设要求.16 10 施工要求.18 11 初期蓄水及运行维护.19 本规范用词说明.21 引用标准名录.22 附:条文说明.23 V Contents 1 GeneralProvisions.1 2 Terms.2 3 BasicRequirements.3 4 LayoutofRCCArchDam.4 4.1GeneralRequirements.4 4.2Da

    7、mShapeDesign.4 4.3StructuresinDamBody.5 5 RCCofDam.6 5.1GeneralRequirements.6 5.2StrengthClassofRCC.6 5.3PhysicalandMechanicalPropertiesofRCC.6 5.4SeepageResistanceandDurabilityPerformanceofRCC.7 6 StressandStabilityAnalysisofArchDam.8 7 DamDetailing.9 7.1DamCrestLayout.9 7.2ZoningDesign.9 7.3Contra

    8、ctionJoints.10 7.4JointGrouting.10 7.5GalleriesandAdits.11 7.6WaterstopsandDrains.12 8 DamCrackPreventionandTemperatureControl.13 8.1GeneralRequirements.13 8.2TemperatureControlStandard.13 8.3TemperatureControlMeasures.14 9 SafetyMonitoringDesign.16 9.1GeneralRequirements.16 9.2MonitoringItemsandLay

    9、out.16 9.3RequirementsofMonitoringInstrumentInstallation.16 10ConstructionRequirements.18 11InitialImpoundmentandOperation&Maintenance.19 ExplanationofWordinginThisCode.21 ListofQuotedStandards.22 Addition:ExplanationofProvisions.23 1 1 总则 1.0.1 为规范碾压混凝土拱坝的设计,保证设计质量,使设计符合安全可靠、经济合理、 技术先进、环境友好、资源节约的要求

    10、,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建的水电工程岩基上的碾压混凝土拱坝设计。 1.0.3 碾压混凝土拱坝设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 2 术语 2.0.1 碾压混凝土 roller-compactedconcrete(RCC) 将干硬性的混凝土拌和料通过分层摊铺并经振动碾压密实的混凝土。 2.0.2 变态混凝土 grout-enrichedRCC 在碾压混凝土拌和料中,掺入一定比例的灰浆后振捣密实的混凝土。 2.0.3 碾压混凝土拱坝 RCC archdam 使用碾压混凝土筑成的拱坝。 2.0.4 横缝 transversejoint 在坝体内

    11、某横断面或近似横断面,布设诱导结构或分段浇筑形成贯通缝面,使该断 面无抗裂能力,从而释放施工期温度应力的一种结构。 2.0.5 诱导缝 inducingjoint 在坝体内某横断面或近似横断面,布设诱导结构形成非完全贯通缝面,使该断面抗 裂能力降低,从而诱导开裂,释放施工期温度应力的一种结构。 2.0.6 碾压层面 rollercompactedconcreteliftjoint 碾压混凝土上下层结合面。 2.0.7 掺合料 mineraladmixture 为改善混凝土性能、减少水泥用量而掺入混凝土中的活性或非活性矿物质材料。 2.0.8 层间间歇时间layerplacementdurati

    12、on 从下层混凝土碾压完成至上层混凝土碾压完成为止的历时。 3 3 基本规定 3.0.1 碾压混凝土拱坝按其坝高可分为低坝、中坝和高坝,坝高在 30m以下为低坝,坝 高30m70m为中坝,坝高在70m以上为高坝。 3.0.2 碾压混凝土拱坝按其厚高比可分为薄拱坝、中厚拱坝和厚拱坝,厚高比小于0.20 为薄拱坝,0.200.35为中厚拱坝,大于0.35为厚拱坝或重力拱坝。 3.0.3 碾压混凝土拱坝设计应收集并掌握建坝地区的气象、水文、泥沙、地形、地质、 地震、建筑材料、生态环境等基本资料,研究其施工条件,确保工程安全、经济、适用。 3.0.4 碾压混凝土拱坝设计应符合下列要求: 1 优选拱坝结

    13、构布置,合理选择拱坝体形及基本尺寸,满足安全及功能要求,利于 碾压混凝土快速施工。 2 优选坝体混凝土原材料,合理确定混凝土强度等级及相关设计指标,合理确定坝 体混凝土分区。 3 合理进行坝体分缝和温度控制防裂设计,提高碾压混凝土抗裂性能。 4 提出实施过程中坝体浇筑、接缝灌浆的施工要求,保证坝体结构安全。 3.0.5 碾压混凝土拱坝的水力设计、基础处理设计内容,应符合现行行业标准混凝土 拱坝设计规范DL/T5346的规定。 3.0.6 坝高大于150m或特别重要的碾压混凝土拱坝设计,在符合本规范的同时,还应 对特殊问题进行专门研究。 4 4 碾压混凝土拱坝布置 4.1 一般规定 4.1.1

    14、碾压混凝土拱坝宜布置在河谷狭窄、地质条件较好的岩基坝址,并有良好的碾压 混凝土原材料来源和施工条件。 4.1.2 碾压混凝土拱坝轴线选择应符合以下要求: 1 两岸坝肩应具有较完整的抗力岩体,以确保拱座具有足够稳定性。 2 应有良好的泄洪消能条件。 3 宜避免形成高开挖边坡。 4.1.3 碾压混凝土拱坝枢纽布置在满足功能任务基础上,应根据坝址地形、地质、水文 等自然条件进行技术经济比较后确定。 4.1.4 碾压混凝土拱坝与坝身泄水建筑物、引水发电建筑物和其他建筑物的布置,应根 据建筑物的重要性、型式、施工条件和运行管理等因素统筹布置。 4.1.5 碾压混凝土拱坝坝体结构布置宜为碾压混凝土快速施工

    15、和扩大碾压混凝土使用 范围创造条件。 4.2 体形设计 4.2.1 碾压混凝土拱坝体形应综合考虑坝址河谷形状、地质条件、坝身建筑物布置和结 构、坝体应力和拱座稳定、施工条件等因素的影响,通过比选确定。 4.2.2 碾压混凝土拱坝体形设计应符合下列规定: 1 坝体应力应满足应力控制标准及坝基承载力要求,且分布合理。 2 拱圈最大中心角宜在75110之间。 3 悬臂梁断面倒悬度不宜大于0.25。 4 应考虑坝身泄水建筑物结构布置对拱坝整体性的影响。 5 在满足应力控制标准的前提下,宜加大拱坝推力与所利用岩面等高线的夹角。拱 端内弧面的切线与利用岩面等高线的夹角不宜小于30。 6 宜有良好快速施工适

    16、应性,并满足碾压混凝土施工工艺、施工设备运行等要求。 4.2.3 碾压混凝土高拱坝体形设计应进行坝体碾压混凝土弹性模量、地基综合变形模 量、温度作用等的敏感性分析。 5 4.2.4 碾压混凝土拱坝坝址两岸或一岸存在下列情况之一,可设置重力墩、推力墩: 1 上部地形开阔。 2 基岩较差不宜作为拱坝基础。 3 不满足拱座稳定。 4.2.5 碾压混凝土拱坝坝基有局部地质缺陷时,可设置垫座以满足应力、稳定要求。 4.2.6 当坝址河谷形状或地质条件对称性较差时,应采取措施改善坝体应力、稳定条件。 4.3 坝身建筑物 4.3.1 碾压混凝土拱坝坝身泄水建筑物宜优先采用溢流表孔。坝身设置中孔、深孔或底 孔

    17、时,宜减少坝身孔口的层数和孔口数量。 4.3.2 碾压混凝土拱坝坝身布置泄水、引水、取水等孔口时,孔口尺寸、孔数、位置及 形状确定,应综合考虑功能与安全要求、坝体结构应力情况以及与其他建筑物协调关系 等因素。 4.3.3 碾压混凝土拱坝坝内交通、灌浆、监测廊道布置宜简洁、合理,减少对坝体应力 的影响和碾压混凝土的施工干扰,并利于施工期安全度汛。 4.3.4 当采用坝后式厂房时,压力管道、发电厂房布置应结合坝体受力状况、泄水消能 建筑物布置、施工与运行条件等,经技术经济比较后确定。 6 5 坝体碾压混凝土 5.1 一般规定 5.1.1 碾压混凝土所用的水泥、骨料、水、掺合料、外加剂等应符合现行的

    18、国家标准及 行业标准的规定。 5.1.2 碾压混凝土宜选用中热硅酸盐水泥或发热量较低的普通硅酸盐水泥,并根据工程 的特殊需要对水泥的化学成分、矿物组成、水化热和细度等提出专门要求。 5.1.3 碾压混凝土的掺合料宜选用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、火山灰等活性掺合材料。 5.1.4 碾压混凝土的砂石料源应结合工程区建筑材料分布及储量条件、料源质量、开采 条件、配合比研究、施工质量控制等因素开展技术经济比较后确定。 5.1.5 用于坝体及附属结构混凝土的骨料应开展碱活性试验,不得使用碱-碳酸盐反应 活性骨料,具有碱-硅酸盐反应活性的骨料应采取抑制措施并经论证满足要求后方可使 用。 5.1.6 碾压混凝

    19、土中宜掺用减少用水量和满足可碾性、缓凝性、耐久性要求的缓凝减水 剂、引气剂等外加剂。 5.1.7 碾压混凝土应满足大坝强度、抗渗、耐久和低热等性能要求。 5.1.8 当环境水有侵蚀性时,应采取优选水泥、掺合料、外加剂及配合比等抑制措施, 并经试验验证。 5.2 碾压混凝土强度等级 5.2.1 坝体碾压混凝土强度等级用混凝土立方体抗压强度标准值表示,符号为“C 龄期立 方体抗压强度标准值(MPa)”。碾压混凝土立方体抗压强度标准值应由标准方法制作养 护的边长为150mm立方体试件,在设计龄期用标准试验方法测得的达到80%保证率的 抗压强度确定。设计龄期一般采用90d,经论证后也可采用180d。

    20、5.2.2 坝体碾压混凝土强度等级不应低于C9015。 5.3 碾压混凝土物理力学指标 5.3.1 坝体碾压混凝土使用非设计龄期的抗压强度时,碾压混凝土龄期的抗压强度增长 率宜通过试验确定,对于中坝、低坝无试验资料时可参考类似工程取值。 7 5.3.2 碾压混凝土抗拉强度标准值可按其抗压强度标准值的0.080.10倍取值。 5.3.3 碾压混凝土重度宜通过试验确定,当无试验资料时,可按现行行业标准水工建 筑物荷载设计规范DL5077的规定取值。 5.3.4 碾压混凝土弹性模量、泊松比、线膨胀系数和极限拉伸值,宜通过试验确定,无 试验资料时可参考类似工程取值。 5.4 碾压混凝土抗渗和耐久性能

    21、5.4.1 碾压混凝土的抗渗等级应根据所在部位的承受水头确定,可按表5.4.1采用。 表5.4.1 坝体碾压混凝土抗渗等级 项次 部 位 水头H(m) 抗渗等级 1 坝 体内部 - W4 2 坝体上游防渗层 H50 W6 50H100 W6W8 100H150 W8W10 5.4.2 碾压混凝土拱坝防渗层宜采用二级配碾压混凝土,二级配防渗层厚度宜为坝面水 头的1/201/15,最小厚度应满足碾压混凝土施工要求。低碾压混凝土拱坝可采用三级 配碾压混凝土防渗。 5.4.3 碾压混凝土抗渗等级应采用90d龄期的试件,按现行行业标准水工碾压混凝土 试验规程DL/T5433 规定的试验方法测定。 5.4

    22、.4 碾压混凝土抗冻等级应根据气候分区、冻融循环次数、表面局部小气候条件、水 份饱和程度、结构构件重要性和检修难易程度等因素综合确定,并符合现行行业标准水 工建筑物抗冰冻设计规范NB/T35024的有关规定。 5.4.5 严寒地区碾压混凝土拱坝应在坝体下游面、上游水位变幅区设置永久保温涂层或 贴层。 5.4.6 根据坝体混凝土耐久性要求,碾压混凝土配合比应符合现行行业标准水工混凝 土耐久性技术规范DL/T5241的有关规定。 8 6 拱坝应力稳定分析 6.0.1 碾压混凝土拱坝应进行坝体应力及拱座稳定计算,必要时应采取适当工程措施, 保证拱坝安全。 6.0.2 碾压混凝土拱坝应力分析、拱座稳定

    23、分析、整体稳定分析和地质力学模型试验应 符合现行行业标准混凝土拱坝设计规范DL/T5346规定。 6.0.3 碾压混凝土拱坝地震作用下的应力、稳定分析应符合现行行业标准水电工程水 工建筑物抗震设计规范NB35047规定。 6.0.4 碾压混凝土拱坝应力分析应采用拱梁分载法。高坝或坝体有较大孔洞、较大附属 结构等情况时,还宜进行有限元分析。 6.0.5 碾压混凝土拱坝应力计算应考虑坝体结构和作用于坝体的荷载、坝基、坝基地质 缺陷、施工过程和蓄水过程等因素,确保拱坝在各种运行工况下坝体应力满足要求并有 较好适应性。 6.0.6 碾压混凝土拱坝封拱温度应根据坝体稳定温度场、气温条件、温度控制条件、施

    24、 工期及运行期坝体应力计算等综合确定。当坝体未设置横缝、诱导缝或分缝间距过大时, 宜以各浇筑区混凝土设计龄期以前的最高温度场作为封拱温度,或者在坝体应力计算中 计入施工期温度残余应力。 6.0.7 碾压混凝土高坝或地质条件复杂的碾压混凝土拱坝,应进行拱坝-地基整体非线 性有限元分析,必要时开展地质力学模型试验。 9 7 坝体构造设计 7.1 坝顶布置 7.1.1 坝顶宽度应根据坝体应力计算及坝顶结构布置要求、施工要求等确定,不宜小于 5m。有交通及其他布置要求时,可在坝顶上下游侧设置悬臂结构。 7.1.2 坝顶高程的确定和坝顶防浪墙、交通桥、路面、人行道、电缆沟等结构布置应符 合现行行业标准混

    25、凝土拱坝设计规范DL/T5346的有关规定。 7.2 分区设计 7.2.1 碾压混凝土拱坝坝体混凝土分区(图7.2.1)宜根据坝体不同部位及工作环境进行 划分。坝体混凝土分区特性要求应符合表7.2.1的规定。 坝基高程 坝顶高程 坝基高程 上游最低水位 坝顶高程 下游最高水位 坝基高程 坝顶高程 下游最高水位 下游最高水位 中孔 表孔 上游最低水位 上游最低水位 (a) 非溢流坝段剖面 (b)表孔坝段剖面 (c)中孔坝段剖面 图7.2.1 坝体混凝土分区图 注:区坝体河床基础混凝土;区上游最低水位以下混凝土;区上下游水位变幅区混凝土;区 坝体内部混凝土;区坝体常态混凝土。 表7.2.1 坝体混

    26、凝土分区特性要求 分区 强度 抗渗 抗冻 抗侵蚀 低热 最大水胶比 选择各分区的主要因素 + + + + + + 抗渗、抗裂 + + + + + + 抗渗、抗裂 + + + + + + 抗冻、抗裂 + + + + + + 抗裂 常态混凝土,根据需要确定 注:表中有“+”的项目为选择各区混凝土等级的主要控制因素,有“”的项目为需要提出要求的。 10 7.2.2 坝体碾压混凝土可按高程或部位采用不同的强度等级,碾压混凝土相邻分区的强 度等级相差不应超过一级。碾压混凝土与常态混凝土相邻分区的强度等级相差不宜超过 两级。 7.2.3 不同等级或不同级配的碾压混凝土分区宽度宜根据坝体受力要求、耐久性要求

    27、、 构造要求和施工条件确定,不宜小于3m。 7.2.4 碾压混凝土拱坝上下游面应设置0.5m1.0m厚变态混凝土。 7.2.5 河床基础部位根据基础平整度情况宜采用常态混凝土、变态混凝土或直接铺设砂 浆找平后进行碾压混凝土施工。基础混凝土厚度可根据基础开挖起伏差、温度控制及坝 基固结灌浆要求确定。 7.2.6 两岸坡坝基部位宜采用变态混凝土,厚度宜为1.0m。 7.3 坝体分缝 7.3.1 碾压混凝土拱坝分缝可采用横缝、诱导缝或其他缝。 7.3.2 碾压混凝土拱坝应根据温控防裂要求和坝基地质条件、坝体结构布置情况、施工 条件等设置横缝或诱导缝,不宜设置纵缝。 7.3.3 横缝应设置键槽,并布置止水和灌浆系统,键槽可采用梯形、圆弧形或球形。 7.3.4 诱


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