DL 5077-1997（条文说明） 水工建筑物荷载设计规范.pdf

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1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL 5077币1997水王建筑物荷载设计规范条文说明主编单位：电力工业部中南勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国电力工业部f ;f;咆川省以必1998北京目录3 总则945 作用分类和作用效应组合.95 5. I 作用分类及作用代表值955. 2 作用效应组合966 建筑物自重及永久设备自重.99 6. 1 建筑物自重.99 7 静水压力.101 7. 1 一般规定1017.2 枢纽建筑物的静水压力.1017.3 水工闸门的静水压力.103 7. 4 管道及地下结构的外水压力1038 扬压力106s. 1 一般规定106s. 2 混凝土坝的扬压力“106

2、8. 3 水闸的扬压力.110 s. 4 水电站厂房和泵站厂房的扬压力.1119 动水压力.113 9. 1 般规定1139. 2 渐变流时均压力9. 3 反弧段水流离心力”1149. 4 水流对尾槛的冲击力“1159. 5 脉动压力9. 6 水锤压力11910 地应力及围岩压力. 121 10. 1 一般规定10. 2 岩体初始地应力（场）. 123 10. 3 围岩压力12411 土压力和淤沙压力92 11. 1 挡土建筑物的土压力l J. 2 t埋式埋4泞的土压力1. 3 淤沙压力13012 风荷载和雪荷载.133 12. 1 风荷载. 133 12. 2 雪荷载13 冰压力和冻胀力.1

3、3. I 静冰压力13613.2 功冰压力13. 3 冻胀力14 浪压力.140 14. I 般规定14014. 2 直墙式挡水建筑物上的浪压力142H.3 斜坡式挡水建筑物t的浪压力14315 楼面及平台活荷载.145 15. 1 水电站主厂房楼面活荷载15. 2 水电站副厂房楼面活荷载14615. 4 其他要求及作用分项系数.146 16 桥机和门机荷载. . 147 16. 1 桥机荷载.147 16. 2 门机荷载15017 温度作用15217. 1 般规定17.2 边界温度15417. 3 温度作用标准值18 地震作用.15818. 1 一般规定. 158 18. 2 设计地震动加速

4、度及设计反应谱.15918.3 地震作用的水库计算水位.160 19 灌浆压力.162 93 3总则J. o. I、3.0.2长期以来，水工结构设计的作用（荷载）取值一般均由各类水工结构设计规范分别做出规定，缺乏统A的取值标准和方法。按照GB50199-94水利水电工程结构可靠度设计统一标准（以下简称水工统标川的要求，本规范对适用于水工建筑物设计的作用取值标准作出了统一规定。水工统标是制订各类水工结构设计规范应共同遵守的准则。本规班第5章基本上陈述了该标准中第4章及第7章的有关规定，并在以后各章中对各种作用及其分项系数的取值作出了具体规定。结构上的作用，通常是指对结构产生效应（内力、变形等）的

5、各种原因的总称，并可分类为直接作用和间接作用。直接作用是指直接施加在结构上的集中力或分布力，也可称为“荷载气间接作用则是指使结构产生外加变形或约束变形的原因，如地震、温度作用等。长期以来，工程界习惯于将两类作用不加区分，均称为“荷载”。为使规范名称简化和照顾习惯用语起见，本规范仍定名为水工建筑物荷载设计规范，但实际上包括了直接、间接两类作用。3.0.3 水工建筑物上的作用项目繁多，受客观条件的限制，本规范不可能对所有的作用进行全面研究并作出相应规定，仅涉及水工结构设计中常遇的些主要作用。至于某些建筑物（结构）上的特殊作用、或本规范禾列入的其他作用，如结构预应力、土壤孔隙水压力及钢结构焊接变形作

6、用等，则可由相应的水工结构设计规范根据需要作出规定。3.0.4 公路、航运及港工等部门的设计规范，其作用（荷载）取值的原则和方法不A定与本规范一致，因此引用其中的作用（荷载）值时，应结合水工结构的特点，对有关作用及其分项系数的取值进行具体分析，做到与本规范配套使用。94 5 作用分类和作用效应组合S. I 作用分类及作用代表值s. . 1 结构上的各种作用，当在时间及空间上相互独立时，则每一种作用均可按单独的作用考虑。水工统标对作用采用三种分类方式，即按作用随时间的变异、随空间位置的变异（固定或可动）和作用对结构的反应特点（静态或动态）进行分类。其中，按作用随时间的变异性分类是最主要的分类，因

7、为它直接关系到作用变量概率模型的选择，某些作用的取值也与其持续时间的长短有关。本规范根据水工统标将作用随时间的变异分为下列主类：(1）永久作用：在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用；(2）可变作用：在设计基准期内量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用；(3）偶然作用：在设计基准期内出现概率很小，一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。附录A水工结构主要作用按随时间变异的分类，原则上是按照水工统标附录D列出的。5. 1.2 采用分项系数极限状态设计方法时，设计表达式中作用变量所采用的值，称为作用代表值。水工统标规定：永久作用和可变作用的代表值应采用作

8、用的标准值，偶然作用的代表值按有关规范确定。水工统标对作用标准值的取值原则和方法作出了具体规定。本规范在确定各种永久作用和可变作用的标准值时，遵循了这些规定。至于水工结构设计中的两项主要偶然作用一一校核洪水位时的静水压力及地震作用的代表值，本规范在有关章节中分别做出了规定。95 5. 2作用效应组合5. 2. I 当整个结构（包括地基和l罔岩）或结构的，部分超过某一A特定状态而不能满足设计规定的功能要求时称该特定状态为结构相应于该功能的极限状态。从工程结构设计的实际需要出发，极限状态可划分为“承载能力极限状态”和“正常使用极限状态”两类。对于结构的承载能力极限状态，般是以结构或结构构件达到最大

9、承载能力或不适宜于继续承载变形为依据；对于正常使用极限状态，则是以结构或结构构件达到正常使用或耐久性要求的某一功能限值为依据。作用对结构所产生的内力和变形，如轴力、弯矩、剪力、位移、挠度和裂缝等统称为“作用效应”，应由结构分析确定。根据结构在施工、安装、运行和检修等不同阶段可能出现的不同结构、作用体系和环境条件等，结构设计状况可分为下列三种：(1）持久状况：在结构正常使用过程中定出现且持续期很长，般与结构设计基准期为同数量级的设计状况；(2）短暂状况：在结构施工（安装）、检修或使用过程中短暂出现的设计状况；(3）偶然状况：在结构使用过程中出现概率很小、持续期很短的设计状况。上述三种设计状况，不

10、仅作用的大小和持续时间可能不同，而且结构的构成、型式和支承传力条件以及结构材料性能也可能不同。因此，设计时必须首先区分结构的设计状况，继而按照两类不同的极限状态分别对可能同时出现的各种作用进行作用效应组合，以求得结构总的作用效应。由于作用（效应）组合可能有多种情况，因此应在所有可能的组合中，取最不利的组合作为该极限状态设计的依据。s.2.2 水工统标规定，对持久状况、短暂状况和偶然状况均应按承载能力极限状态进行设计。其中，持久状况和短暂状况下96 的作用效应组合称为基本组合，它仅考虑永久作用与可变作用的效应组合；偶然状况下的作用效应组合称为偶然组合，它是永久作用、可变作用与一种偶然作用的效应组

11、合。由于偶然作用在设计基准期内出现的概率很小，两种偶然作用同时出现的概率必然更小，因此在偶然组合中只考虑一种偶然作用。如校核洪水位时的静水压力就不应与地震作用同时参与组合。s. 2.3 在分项系数极限状态设计表达式中，（水工统标采用了考虑工程结构的安全级别、设计状况、作用和材料性能的变异性以及计算模式不定性等因素，且与目标可靠指标相关联的五种分项系数，即：(1）结构重要性系数Yo：用以考虑不同安全级别的水工结构或构件应有不同的可靠度水平，对应于I、E、E三种结构安全级别，分别采用I.1、I.0和o.9; (2）设计状况系数：用以考虑结构在不同的设计状况下应有不同的可靠度水平，对应于持久状况、短

12、暂状况和偶然状况，分别采用不同的数值；(3）作用分项系数几和Q：用以考虑作用对其标准值的不利变异，但不反映由施加于结构上的作用换算成作用效应的计算不定性；(4）材料性能分项系数几：用以考虑材料性能对其标准值的不利变异；(5）结构系数几：用以考虑作用效应计算不定性、结构抗力计算模式不定性以及上述各分项系数未能反映的其他不定性。在上述五种分项系数中，结构重要性系数Yo已由水工统标规定；作用分项系数几和Q由本规范针对各种作用分别给出；其余3种分项系数均由各类水工结构设计规范作出具体规定。在偶然组合中，参与组合的可变作用般情况下均采用其标准值。但考虑到某些可变作用与偶然作用同时出现的概率较小，因此本条

13、依据水工统标作出了“与偶然作用同时出现的某些可变作用，可对其标准值作适当折减”的规定。例如，对于校核洪97 水位下的浪压力，本规范规定，其计算风速采用多年平均年最大风速，即是对持久、短暂设计状况下50年重现期计算风速的种折减。s. 2. 4 根据可变作用在结构上总持续期的长短，对正常使用极限状态应考虑长期、短期两种作用效应组合情况。可变作用的短期作用效应与永久作用效应的组合称为短期效应组合；可变作用的长期作用效应与永久作用效应的组合则称为长期效应组合。短期效应组合中的可变作用可直接采用其标准值；长期效应组合中的叮变作用则应将其标准值乘以小于1.0的长期组合系数，作为经常出现的可变作用值参与长期

14、效应组合。长期组合系数的确定方法，已在水工统标附录F中给出，并由各类水工结构设计规范作出具体规定。对于正常使用极限状态，水工统标尚规定，一般应按相应于持久设计状况的长期组合和短期组合设计，根据需要也可考虑相应于短暂设计状况的短期组合。在两种效应组合计算时，各个永久作用和可变作用的作用分项系数均可采用1.0。98 6 建筑物自重及永久设备自重6. I建筑物自重6. I. 1 附录表Bl系参照GB.1937建筑结构荷载规拖和港口工程技术规泡(1987)中有关的材料重度，并根据水利水电工程有关资料进行了修正补充。6. I. 2 本规范编制过程中，共收集了国内外52个水利水电工程（其中国内25个工程）

15、的大体积常态混凝土、碾压混凝主和沥青混凝土的重度实测资料。常态混凝土中部分为钻孔取芯样实测重度，其他为机口取样实测重度；碾压混凝圭为核子密度仪现场测定的重度；沥青混凝土为实验室测定的重度。大量数理统计分析结果表明，级配相同、施工合格的常态混凝土和碾压混凝土可采用相同的重度值。大体积混凝土的重度服从正态分布，对80%的工程而言，变异系数为o.005 O. OL根据统计分析结果，并参考国内外一些比较成熟的成果，规范列出了附录表B2供设计选用。通过试验确定握凝土的重度时，参照水工统标5.2. 2之规定，可按其概率分布的o.2分位值取值。6. 1.3 本规范编制过程中，共收集了国内外100余座（其中国

16、内30余座）土石坝的压实干重度资料，并进行了大量的数理统计工作。结果表明，土石坝的压实干重度服从正态分布，80%工程的变异系数为0.02o.080根据统计分析结果并参考国内外土石坝的设计和施工经验，规范列出了表B3供设计选用。由于影响土石坝干重度的因素较多，各具体工程的筑坝材料千变万化，附表B3只给出了一个大致的范围。在工程设计中，主要应以碾压试验为依据来确定土石坝的压实干重度。参照水工统标5.2. 2之规定，其重度可按其概率分布的o.1分位值取值。附录表B3中土的分类，遵循了GB.1145-90士的分类标准儿6.1.4 水工大体积混凝土（包括常态混凝土和碾压混凝土）的重99 量，主要用以抵抗

17、倾覆和滑移，般对结构有利，且其几何尺寸的变异性相对较小，施工质量控制也为混凝土的重度提供了一定的保证，故取Jt分项系数为1.0。对于普通？昆凝土结构，GBJ6884建筑结构设计统一标准编制组曾对17个省、市、自治区实测的2667块大型工民建钢筋混凝土预制构件的自重，以及20000m2以上找乎层、垫层、保温层、防水层等约10000个测点的厚度和部分重度进行统计，结果表明，实测平均值为标准值的1.060倍。港口工程结构可靠度设计统一标准编制组曾对全国港口建设中棍凝土和钢筋混凝土322个样本进行统计，结果表明，自重均值与标准值的比值为1. 03 0水工统标（送审稿）附件二水工钢筋混凝土结构可靠度分析

18、和分项系数确定对永久作用（主要为水工钢筋混凝土自重）开展了研究，结果表明，普通水工混凝土结构的自重的作用分项系数采用1.05是恰当的。在土石坝的稳定分析中，土体或堆石部位不同，所起的作用也不同，滑弧上部的重量促使其滑动，而下部的重量则往往阻止其滑动。因此，很难从整体上区分土石坝的自重对结构有利或不利。但对于同一士体或堆石，其重度越大，说明其压实度越高，其抗剪性能也越好，对坝体稳定有利，故规定其分项系数采用1.0。100 7静水压力7. 1一般规定7. 1. 2 按照水工统标的规定，结构设计时应根据结构在施工和运用过程中的具体情况分别考虑持久、短暂、偶然三种设计状况。水工建筑物（结构）的施工、运

19、行条件复杂，因而静水压力计算时，计算水位的确定必须与一定的设计状况相适应。相应于持久设计状况或施工、检修短暂设计状况下的静水压力属可变作用；在遇到校核洪水时的偶然设计状况下，静水压力则是一种偶然作用。为使条文简明起见，条文中将静水压力作为可变作用时的标准值及作为偶然作用时的代表值，统称为静水压力的代表值。7. 1. 3 枢纽建筑物和闸门结构在不同设计状况下静水压力代表值的计算水位，一般为水库的特征水位，在建筑物运用过程中水位可以人为控制，故对静水压力的作用分项系数采用1.0。影响坝内管道和地下结掏外水压力标准值取值的因素较为复杂，本规范基本上沿用现行水工结构设计规范中确定的原则和方法，并规定其

20、作用分项系数采用1.0。7.2 枢纽建筑物的静水压力7.2. 1 水工统标4.3. 3的规定J对那些有传统的取值或有显著特征的，以及难以依靠统计资料按概率分布的分位值确定其标准值的可变作用，可采用定义形式规定其标准值”。枢纽建筑物的静水压力即属于这种情形。现行水工建筑物设计规范在考虑建筑物的静水压力时，均以水库特征水位为依据。因此，本规范原则上也以水库特征水位为依据，用以确定相应设计状况下枢纽建筑物的静水压力代表值。本规范明确规定正常蓄水位（或防洪高水位）作为持久设计状况下静水压力标准值的计算水位。正常蓄水位系指水库在正常101 运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位

21、；防洪高水位系指水库遇到下游防护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。鉴于坝下游防护对象的防洪标准一般都在100年一遇的洪水范围以内，可以认为属于常遇洪水范畴。因此，对于有防洪作用的水库，可将高于（或等于）正常蓄水位的防洪高水位作为持久状况下的水位对待。水库校核洪水位系指水库遇到大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。校核洪水出现的概率很低，属稀遇事件，应作为偶然设计状况考虑，相应的校核洪水位就是偶然设计状况下静水压力代表值的计算水位。水库设计洪水位系指水库遇到大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位，它介于正常蓄水位（或防洪高水位）与校核洪水位之间，主要用以计算正常运用时的泄洪流量，确定泄水建筑物

22、的泄洪能力。对挡水建筑物的稳定和结构强度而言，设计洪水位一般不起控制作用。在SDJ21一78混凝土重力坝设计规范（试行）补充规定和SDJ145-85混凝土拱坝设计规范中，一般已不考虑设计洪水位这一荷载组合情况。参考美国、日本等国外的坝工设计规范或设计导则，对大坝设计也都只考虑正常蓄水位和校核洪水位两种情况。因此，本规范不考虑设计洪水这种情况。本规范系确定各种设计状况下作用代表值的取值标准，有的建筑物（如拱坝、土石坝）还需考虑计算水位低于正常蓄水位时的静水压力与相应作用的组合，此种组合情况应由有关的专业设计规范作出规定。河床式水电站厂房作为挡水建筑物的一部分，故其静水压力代表值的计算水位应与闸、

23、坝等挡水建筑物相同。7.2.3 坝后式和岸边式水电站厂房承受的静水压力作用，其计算水位取决于下游特征水位，即采用由有关设计标准规定的厂房防洪设计洪水位和校核洪水位；在厂房施工期、机组检修等短暂设计状况下，其静水压力代表值的计算水位应按照SD33589水电站厂房设计规范的有关规定确定。7. 2. 5 临时性水工建筑物（如导流建筑物、施工围堪、临时性泵102 站等）和各种类型大坝施工期渡汛时设计采用的设计洪水标准，在SDJ12-78、SDJ217-87水利水电枢纽工程等级划分及设计标准儿SDJ33889水利水电施工组织设计规范中均有明确规定，可据以计算确定其静水压力代表值的计算水位。7.3 水工闸

24、门的静水压力7. 3. 1 水工闸门有多种型式，按其用途可分为工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门等，各种闸门的具体运用条件各不相同。本条系指出确定闸门静水压力代表值时应考虑的一般原则。7.3.2 设置在发电、供水、泄水等建筑物进水口的工作闸门或事故闸门，是大坝、水闸等挡水建筑物的组成部分，闸门关闭时即起挡水作用。因此，工作闸门或事故闸门的静水压力代表值的计算水位，应按照与7.2.1相同的水位标准，即持久设计状况下的计算水位可采用正常蓄水位或防洪高水位，偶然设计状况下的计算水位采用校核洪水位。7.3.3 根据国内工程资料，多数船闸的上游最高通航水位与正常蓄水位致，最高挡水位与校核洪水位一致。

25、7.3.4 本条所列水工建筑物，在其上游或下游侧一般设有检修闸门，供该建筑物检修时挡水。除河床式水电站有可能安排在汛期检修外，一般安排在枯水期进行，各建筑物检修时的上、下游水位有所不同。因此，检修闸门在短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位，应根据设计预定的该建筑物检修时的水位确定。7.3.5 导流底孔和其他临时挡水建筑物设置的闸门，运用条件复杂，情况各异。因此，闸门静水压力代表值的计算水位可参照7. 2. 5规定的有关洪水标准，结合设计预定的挡水水位，经综合分析确定。7 . 管道及地下结构的外水压力7.4. 1 坝内铜管的外水压力主要由水库经坝体混凝土的渗流和沿钢管外壁的绕渗形成。本条系参照

26、SD14485水电站压力钢103 管设计规拖的有关规定，并参考国内17个工程和日本田子仓、南非莫希罗克等水电站的设计经验，以及美国垦务局钢管设计标准等编写而成。目前工程设计中折减系数值多采用1.0。7.4.2 实测地下水位线是确定建筑物外水压力的基本依据。由于地下水位实测工作量很大，一般测量期限较短，所取得的数据有限，因此可以考虑按测得的较高地下水位线作为确定设计地下水位线的基础。此外，在有些情况下很难或几乎不可能测得地下水位线，此时可考虑由地质专家凭经验给出。对于靠近水库的地段，应考虑水库蓄水后地下水位可能出现的变化。对于内水压力较大的引水隧洞，内水外渗可能抬高地下水位，特别是在混凝土衬砌与

27、钢管交界处，更应注意这种情况。7.4.3 本条沿用SD134二84水工隧洞设计规泡关于混凝土衬砌有压隧洞外水压力的计算方法及外水压力折减系数的取值。考虑到即使在完整性很好的岩层中，通过裂隙处仍可能有渗漏水，故本规范对附录C中1、2级岩体的外水压力折减系数作了适当调整。7.4.4 无压隧洞和地下厂房的洞室，可直接通过衬砌排水以大幅度降低外水压力。云峰水电站阀室在混凝土衬砌边墙与围岩之间设置了排水槽，使外水压力几乎减小到零；龚咀、南水水电站在地下厂房周围设置了排水廊道，衬砌与岩体之间设置排水槽，厂房边墙均不考虑外水压力，顶拱则按o.3 o. 5倍外压水头考虑。鉴于国内水电工程的实践经验，故提出条文

28、中的有关规定。7.4.5 本条对铜板衬砌压力隧洞的外水压力分为三种情况作出规定。(1）埋深较浅的钢衬隧洞，铜板厚度通常按内水压力计算确定，采用适当的加劲措施即可满足抗外稳定要求，这种情况一般可不采取排水措施。鉴于外水压力使铜管压屈破坏的经验教训，故对此种情况下的外水压力宜按设计地下水位线以下的全水头计算。(2）在钢衬隧洞的上部或侧面设置排水洞以降低地下水位的104 王程实例较多，国内如绿水河、花木桥、盐水沟、鲁布革水电站，国外如美国的巴斯康蒂、瑞典的刚斗等。排水洞的排水降压效果与其工程地质条件、地下水的补给条件等有密切关系。如花木桥水电站，在下水平段顶部以上16m处开挖排水洞后，使排水洞以上的

29、地下水位线由原来的37.5m降低到lOm以下；而美国巴斯康蒂抽水蓄能电站高压管道的下平段，在管道以上46m处开挖了2条排水洞，并打了大量足以覆盖6条高压管道范围的排水孔，由于排水孔墙塞和钢筋混凝土衬砌与铜管接头处渗漏等原因，仅使外压水头由124m降低到90m。工程实践表明，采用排水洞并钻探孔排水，可取得较好的排水效果，但需结合工程地质条件，确定排水的长期有效性。(3）国内外还有一些在铜管与混凝土之间或混凝土与围岩之间设置排水管的工程实例，如日本的新高潮）II、今市抽水蓄能电站的高压管道，在钢管与1昆凝土之间和混凝土与围岩之间均设置了排水管，外水压力水头采用铜管上部覆盖岩层垂直厚度的o.3 倍，

30、而喜撰山抽水蓄能电站的高压管道，虽在钢管与混凝土之间设置了排水，但对外水压力水头未作折减。我国花木桥水电站，在高压管道内设置了排水管，外水压力水头折减系数采用0.20，天生桥二级水电站在钢管外围采用了排水管，外水压力水头折减系数采用o.5。在铜管外侧设置排水管排水效果好，但维护修理困难，地下水含有析离的矿物质时可能导致排水管堵塞，因此在估计排水效果时必须考虑排水管的长期有效性。105 8扬压力8. I一般规定8. 1. 1 混凝土坝、水闸等水工建筑物施工时通常采用分层浇筑混凝土，挠筑层面及棍凝土与基岩接触面常是可能渗水的通道。由于渗透观测资料很少，估算层面或接触面可能脱开部分面积占总面积的百分

31、比往往有困难，为偏于安全计，我国现行棍凝土坝、水闸、水电站厂房等设计规范均假定计算截面上扬压力的作用丽帜系数为1.0。这与美国、日本的有关设计规范中关于“坝体内部和坝基面上的扬压力均作用于计算截面全部截面积上”的规定是相同的。8. 1.2 实践经验和原型观测资料表明，岩基上的？昆凝士实体重力坝、宽缝坝、空腹坝、大头坝及拱坝等坝基面上的扬压力分布图形是不同的；同一种坝型在不同的地基地质条件及防渗排水措施的情况下，其扬压力分布图形存在很大差异。故应根据不同的水工结构型式、地基地质条件及防渗排水措施，分别确定扬压力的分布图形。挡水建筑物的扬压力是在上、下游静水头作用下所形成的渗流场产生的，是静水压力

32、派生出来的荷载，故其计算水位应与静水压力的计算水位一致。8. 1.3 在扬压力分布图形中，以往习惯于将取决于下游计算水头的矩形部分的合力称为浮托力，其余部分的合力称为渗透压力。对于在坝基设置抽排系统的情况，则以主排水孔为分界线，分别计算其前后的扬压力。8. 2 混凝土坝的扬压力s.2. 1 混凝土坝地基地质条件、防渗排水措施对其扬压力分布图形的影响，情况十分复杂，故通常根据已建I：程的实测资料，统106 计分析排水孔处的扬压力水头与上、下游水位的关系。根据防渗、排水条件的不同，可分为以下3种情况：(1）当坝基设有防渗帷幕和排水孔时，统计分析排水孔处的渗透压力强度系数，并定义为：h, H2 一一

33、一一一一一H1 Hz (8-1) 式中zh，一一排水孔处的实测水头；H1、Hz一一一坝底面上的上、下游计算水头。(2）当坝基设有防渗帷幕和上游主排水孔，并同时设有下游副排水孔及抽排系统时，分别统计分析主排水孔处的扬压力强度系数i和副排水孔处的残余扬压力强度系数饨，并定义为：式中：hh, 一i- H1 h . 2 = H;, (8 2) (8 3) (3）当坝体内部上游面附近设有排水孔时，统计分析排水孔处的渗透压力强度系数肉，并定义为1h, - H2 一一一一一一一3 - H1 - Hz (8 4) 本规范编制时收集到20多座混凝土坝的坝基面实测扬压力观测资料，包括重力坝（实体、宽缝、空腹坝）、

34、支墩坝（大头、梯形坝）、拱坝（双曲、重力拱坝）等多种坝型。按不同坝型、不同坝段（河床坝段和岸坡坝段），对渗透压力强度系数、扬压力强度系数l及残余扬压力强度系数2分别进行了概率统计分析，结果表明：(1）其分布概型以正态分布为好；(2）其概率分布的o.9分位值与现行规范规定的平均值基本接近。在最终确定扬压力分布图形中的渗透压力强度系数和扬压力强度系数时作了如下考虑：107 a）实体重力坝河床坝段、岸坡坝段的渗透压力强度系数分别采用o.25和o.35，宽缝重力坝和大头支墩坝的渗透水流可从宽缝逸出，故其渗透压力强度系数采用比实体重力坝小Q.05的值；b）在坝基设有纵、横向排水廊道及抽排措施的情况下，对

35、宽缝重力坝和实体重力坝分别采用不同扬压力强度系数o.15和o. 20，比现行规范不加区分更为合理；c）空腹重力坝的腹孔位置一般在坝体底宽的中间二分之一之内，离排水孔的渗径较长，渗透压力强度系数采用与实体重力坝相同，以策安全；d）岸坡的地下水位因库水位影响而抬高，故岸坡坝段的渗透压力强度系数应比河床坝段大，实测资料表明，采用比河床坝段大o.10的级差比较合适；e）坝基抽排系统主要通过人为控制以降低浮托力，故对残余扬压力系数2可不区分坝型也不区分下游是否设帷幕一律采用o. 5。国内有几座混凝土坝在坝基只设排水孔而未设防渗帷幕。例如：丹江口坝右岸13俘17坝段、右岸f俨坝段以及33捋41坝段（占总坝

36、段数的37%），基础为弱透水的中性火成岩，实测扬压力一般均小于设计值，连续观测至今已有17年，未见异常；石门拱坝f12坝段（占17个坝段的30%），坝基为弱透水的云母钙质片岩，实测扬臣力值基本满足设计要求，未见不利影响；三门峡坝坝基为闪长岩，在吕容值为lLu的地段未做连续帷幕只设排水，实测渗透压力强度系数为o.15 o. 20。因此，对于坝基仅设排水孔而未设防渗帷幕的情况，其渗透压力强度系数值可按照既设防渗帷幕又设排水孔的情况（即条文表8.2. 1中A项）适当提高后采用。在拱坝拱座稳定分析中，岸坡拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数一般可按“岸坡坝段”考虑。但对于复杂地质条件下的高拱坝，拱座侧面

37、的渗透压力是一个三向渗流问题。其靠上游一侧受库水位的影响，靠山坡一侧受地下水的影响，且地质条件复108 杂的高拱坝的拱座稳定比坝体应力对坝的安全更重要，这是近十多年来已为工程界所公认的，故应经三向渗流试验论证。s.2. 2 在所调查的20多个混凝土坝扬压力观测资料中，均未取得坝体内部扬压力的观测值。现行混凝土坝设计规范规定，坝体内部排水管处的扬压力强度系数均为o.15 o. 30。参照坝基面由实测统计资料确定的扬压力强度系数，并考虑到坝体内部混凝土层面的枯结条件较坝基混凝土与岩石接触面粘结条件优越这情况，规定坝体内部比坝基接触面的扬压力强度系数小一个档次，即对实体重力坝、拱坝的扬压力强度系数3

38、采用o.20，宽缝重力坝及大头坝有宽缝部位的扬压力系数3采用o.15。s.2.3 当扬压力按浮托力和渗透压力分别计算时，浮托力主要取决于相应设计状况下的下游计算水位，并与静水压力代表值的计算水位）致，故采用与静水压力相同的作用分项系数，即.0。渗透压力、主排水孔前的扬压力和主排水孔后的残余扬压力的变异性，主要表现在渗透压力强度系数、扬压力强度系数l及残余扬压力强度系数饨的变异性，而它们均可采用随机变量概率模型来描述。根据20多座混凝土坝坝基扬压力的观测资料，按不同坝型、不同坝段（河床坝段或岸坡坝段）分类进行统计分析的结果表明，、l、z基本服从正态分布，其概率分布的0.9分位值与现行规范规定的平

39、均值比较接近，故用以确定与扬压力代表值相应的扬压力强度分布图形；同时取其概率分布的Q.998分位值以确定与扬压力设计值相应的扬压力强度分布图形。最后按这两种情况计算渗透压力、主排水孔前的扬压力和主排水孔后的残余扬压力的设计值与代表值之比值，从而确定其作用分项系数为：渗透压力除实体重力坝采用I.2外，其他坝型均采用I.1；有抽排时主排水孔前的扬压力和主排水孔后的残余扬压力分别采用I.1和I. 2 0 s.2.4 混凝土坝坝前淤积泥沙对坝基的防渗效果，可以从刘家峡坝俨坝段的观测资料得到证实。该坝段1号测压孔（即7持一1孔）布设在防渗帷幕前靠近坝踵的下游2m处，从1968年10月至109 1992年

40、10月连续观测资料反映扬压力强度系数为o.60.8。为了证实该孔的防渗效果，1981年又在俨坝段增设了一组观测孔。与俨坝段相同部位的俨1孔，至1992年10月已有12年连续观测的资料，该孔扬压力强度系数亦为o.6 o. 8。黄河三门峡（7坝段）、青铜峡及盐锅峡等大坝在防渗帷幕前也布设了观测孔，前两个坝坝踵的实测扬压力强度系数均在o.6 0.66之间，后一个坝的实测值见表8斗，都反映了淤积泥抄的防渗效果。表8I 盐锅峡大坝防渗帷幕前实测渗透压力强度系数测压孔号挡3l l挡6l l挡9-2I溢2-2I溢5一1渗压强度系数o. 71 I o. 82 I o. 50 I o. 65 I o. 90 前

41、苏联高244m的萨扬舒申斯克重力拱坝实测坝踵扬压力水头是坝前水深的94%70%，也是由于坝前龄积泥沙所致。s.2.s 本条系根据葛洲坝二江油水闸闸底面及消力池护坦底板19871991年连续5年的扬压力观测资料提出。8.3 闸的扬压力s.3.2 为了研究软基上水闸扬压力的统计特征，曾经调查了江苏省沿海和内陆8个软基上的水闸。根据不同的工程规模和地基地形条件，一般在闸底板的岸墙后设置了若干渗透压力观测剖面，每个剖面布置24根测压管，以观测其渗透压力。观测资料的整理方法与岩基上混凝土坝上采用的方法相同，即根据测压孔水位求扬压力强度系数。以三河闸11底板为例，可以说明电拟试验成果、改进阻力系数法计算成

42、果与实测成果间存在着一定的差异，如表8-2所示。从江苏省8个软基上的水闸来看，扬压力观测资料的连续性、规律性均较差，且与SDI33-84水闸设计规范规定采用的改进阻力系数法计算成果不一致。虽然改进阻力系数法计算成果与110 电拟试验成果比较接近，但它们均以地基土为均质的假定为前提。天然地基在土层分布上很少是均质的，加以地基受水闸运用条件（如泄洪振动，夏季闸身温胀等）的影响，目前的理论计算方法尚难以考虑这些因素，所以观测结果与理论计算或试验成果存在一定出人也是必然的。尽管理论计算法和电拟试验法的成果不完全符合实际情况，但多年来在设计应用中已帜累了一定经验。在目前难以通过观测资料的统计分析或其他更

43、好的方法确定水闸扬压力代表值之前，本规范仍沿用现行SD133-84水闸设计规范中规定采用的改进阻力系数法。表82三河闸底板渗透压力强度系数计算、试验和实测成果比较测压管编号1 2 3 4 备注电拟试验成果（%）38 32 23 13 改进阻力系数法计算成果（%）38. 06 33.57 20.06 7. 77 原1972年5月实测值（%）40. 03 22. 75 19. 18 16. 14 4次平均型1972年6月实测值（%54.65 32.43 24. 79 23.82 4次平均观测1986年5月实测值（%）33.90 17.97 18-28 13.76 5次平均成果1986年6月实测值（

44、%）48.53 29.55 26-26 23.73 4次平均s.3.3 本条文系基于下述理由：(1）当两岸墙后土层的渗透系数小于地基渗透系数时，侧向渗透速率较慢，其渗透压力较小，采用相应部位闸底扬压力的计算值偏于安全；(2）当两岸墙后士层的渗透系数大于地基的渗透系数时，侧向渗透速率较快，其渗透压力较大，故理应按侧向绕流计算确定；(3）大型水闸工程重要，失事后造成的生命财产和社会经济损失巨大，为确保工程安全和经济合理，故应通过多种手段论证。8.4 水电站厂房和泵站厂房的扬压力8.4.2 对于厂、坝之间的接缝未经止水封闭处理的情况，本条未作出规定。由于接缝处排水沟或排水廊道的自由水面成为除上、下111 游水位以外的第三个边界，故应根据具体情况分别考虑坝体和厂房底面的扬压力分布图形。8.4.3 本条与SD20486泵站技术规范和SD335一89水电站厂房设计规范的规定一致。s.4.4 本条参照混凝土实体重力坝的分析成果确定。112 9动水压力9. l一般规定9. 1. 1 作用于水工建筑物过流面上的动水压力包括时均压力和脉动压力两部分，因此作用于某点上的瞬时动水压强可表示为时均压强和脉动压强之和。水流脉动压