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

. . . 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本水利水电勘测设计标准化信息网1997年11月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 月目次1. 引言42. 设计依据文件和规 43. 设计基本资料 44.坝体布置95. 坝体设计96. 坝的计算127. 碾压式沥青混凝土面板设计138. 面板与岸坡、基础与刚性建筑物的连接179. 基础处理1810. 原形观测1911. 技术专题研究（含试验）2012. 工程量计算2113. 设计成果221 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 (1) SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分与设计标准(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与修改和补充规定； (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(试行)； (5) SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规(试行)； (6) SDJ 14-78 水利水电工程地质勘察规(试行)； (7) SL 52-93 水利水电工程施工测量规； (8) SL 47-94 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规； (9) SDJ 207-82 水工混凝土施工规； (10) SDJ 213-83 碾压式土石坝施工技术规； (11) SD 220-87 土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规；(12) SL 62-94 水工建筑物水泥灌浆施工技术规。3. 设计基本资料3.1 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1:2001:1000)； (2) 沥青混凝土面板与岸坡和坝基连接部位地形图(比例1:5001:200)； (3) 库区地形图(比例1:10001:50000)。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) 1:2001:1000地质平面图； (3) 1:2001:500主要地质构造和建筑物基础地质剖面图； (4) 1:2001:500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) 1:2001:1000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。岩石物理力学性质如表1所列：表1 岩石物理力学性质表项目比重干容重kN/m3吸水率%变形模量MPa泊桑比m干抗压强度MPa 湿抗压强度MPa 软化系统kg/cm3新鲜岩石弱风化岩强风化岩断层带夹层或夹泥破碎带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构造或构造面构造面性质结构产状构造带宽度m影响高程m力学指标fc,MPa 断层fi裂隙或裂隙组合破碎带断层裂隙组合面坝基覆盖层提示：覆盖层的厚度、分层、有无软弱夹泥层，各层的颗粒组成、渗透系数、特殊夹层的渗透坡降、干容重、摩擦角等参数。3.3.2 水文地质 (1) 地下水位m； (2) 基岩单位吸水率：w=L/(minmm)； (3) 相对不透水层单位吸水率w=L(minmm)，高程m； (4) 可能形成渗漏通道的地质问题说明。提示：库区的单簿分水岭；灰岩地区喀斯特；坝肩构造裂隙可能产生的绕坝渗漏；以与地层、地质构造可能形成的漏水通道等。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； (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：项目月份123456789101112多年月平均气温多年月最高气温多年月最低气温 (2) 年日平均气温低于5时的多年平均天数； (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。3.6 建筑材料3.6.1 堆石料的物理力学性质提示：根据初设阶段已选定的料场与补充料场的各类堆石料均需进行全面试验的大三轴试验、大型压缩试验、大型渗透试验等。 (1) 物理力学性质见表4：表4 堆石料的物理力学性质表石料物理指标抗剪强度变形指标单块抗压强度MPa 软化系数直剪大三轴变形模量E i波比重干容重摩擦角凝聚力摩擦角凝聚力干饱和松干抗压饱和抗压kg/cm3kg/cm3()MPa ()MPa MPa MPa 比新鲜石料弱风化石料强风化石料掺入破碎带的碎石混合料断层破碎带的碎石和夹泥 (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)。提示：没有碱性岩石时，也可用其他石料(如花岗岩、流纹岩)，但应改善与沥青的粘附力，如加入消石灰或硅酸盐水泥。应进行试验并经专门论证。3.6.3.2 粒径为2.5mm0.074mm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4.1 核实初步设计报告审批确定的布置方案并进行优化提示：在初步设计报告审批确定的布置方案的基础上，结合补充资料的变化情况与其它要求，充分考虑技术经济因素，对坝轴线位置、坝顶高程、上、下游坝坡等布置，进一步优化。4.2 核实各主要建筑物的合理布局提示：(1)泄洪建筑物与引水建筑物的进口附近的沥青混凝土面板和坝坡的防护措施设计，应满足防冲要求。 (2)电站尾水出口、泄洪建筑物的消能设施与下游坝坡脚应有足够的安全距离，避免水流和回流淘刷。 (3)尽可能不采用坝下埋管形式，如必须采用坝下埋管引水或泄洪时，应对其防渗、变形、稳定进一步分析论证，特别是埋管与防渗面板交叉部位应格外注意。4.3 沥青混凝土面板与岸坡和坝基岩石的连接提示：在进一步详细勘探的基础上，必要时可适当调整坝线，使沥青混凝土防渗面板与岸坡和坝基的接头尽量做到基岩上，并使防渗墙或防渗帷幕线最短、且薄。5. 坝体设计5.1 坝料规划提示：(1)根据料场基本资料，结合各个料场的开采条件和运距，综合分析规划坝体断面的分区。 (2)优先考虑利用能满足填筑要求的洞挖石碴、溢洪道的开挖石料等。 (3)应充分利用坝址附近的各种可上坝料，以期降低造价。软岩堆石料压实后应具有较低的压缩性和一定的抗剪强度，可用于下游堆石区的水上部位或坝体部填料。5.2 坝断面分区设计5.2.1 碎石排水垫层提示：(1)施工如与坝体平起，为便于机械操作，应采用3m5m的水平宽度。 (2)垫层的排水能力应满足下式要求：式中：Kf沥青混凝土面板防渗层的渗透系数，一般为10-7cm/s10-9 cm/s； H计算点处的作用水头； d沥青混凝土面板防渗层厚度； a面板与水平线夹角； KP排水垫层的渗透系数，一般取10-2cm/s左右； D垂直于面板方向的排水垫层的有效厚度。 (3)排水垫层的填筑料应新鲜坚硬，不风化，抗压强度不低于80MPa，软化系数不小于0.8，最大粒径应小于150mm，小于5mm的含量不大于20%，小于0.1mm的含量不大于5%，并有良好的级配。 (4)为便于与主堆石区结合，一般铺筑厚度应为主堆石区铺筑厚度的1/2，压实后孔隙率应为20%左右。 (5)排水垫层应与上游排水廊道或坝基的褥垫排水相连通。5.2.2 过渡层提示：(1)过渡层宽3 m5m，位于碎石排水垫层和主堆石区之间，起反滤过渡作用. 过渡层料的最大粒径应小于300mm, 小于5mm的含量不大于20%，小于0.1mm的含量不大于5%，要求级配良好。 (2)石料应采用新鲜或弱风化岩石，抗压强度不低于50MPa，软化系数大于0.6。 (3)铺料厚度与排水垫层一样，孔隙率应小于25%。5.2.3 主堆石区提示：(1)堆石料应是质地坚硬，有一定的抗水、抗风化能力，具有较高的抗剪强度，填筑后有较强的透水性。 (2)堆石料一般要求抗压强度应大于25MPa，最大粒径取80 cm60cm，且不大于摊铺层厚度。应优先考虑利用开挖料和坝址附近的石料。对于填筑时可能被压成细料的软岩，只要选择切实的压实参数，断面设计合理，宜充分利用。 (3)为保证能自由排水，小于5mm的颗粒数量应低于30%，小于0.1mm的颗粒含量不大于5%，渗透系数应大于110-3cm/s，如这一要求不满足，则应做好坝基褥垫排水，并做好反滤使浸润线降低到可满足水库运行要求的程度。 (4)坝肩与两岸坡接触带，用最大粒径小于300mm的堆石料或满足过渡层要求的石料填筑，宽度为2m3m，以防岸坡部位出现架空现象。 (5)堆石料应充分碾压，孔隙率应低于25%。5.2.4 主堆石区的分区提示：按常规大体上分位于坝轴线上游部分和坝轴线下游部分。位于坝轴线上游部分，其沉降变形、特别是蠕变变形，直接影响面板的可靠性，要求坝轴线上游部分优选低压缩性、级配良好的坝料填筑，并要碾压到足够的密实度。坝轴线下游部分远离面板，不受水荷载，只起稳定边坡作用，称次堆石区，根据料源情况，可用软岩或一般的开挖石料，特别是本部分浸润线以上可选任意料填筑。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分区振动碾型号行车速度km/h铺料厚度cm碾压遍数n加水量%干容重 g/cm3孔隙率 %试验设计试验设计主堆石区过渡层排水层斜坡面5.3 坝的细部设计5.3.1 确定坝顶超高提示：坝顶在水库静水位以上的超高应根据建筑物级别、水库特性、运行条件等确定，详见SDJ218-84第四章第四节。5.3.2 坝顶结构设计 (1) 确定坝顶宽度提示：坝顶宽度，要满足沥青混凝土面板施工时的卷扬台车和沥青混合料运输汽车同时停放在同一个坝断面上或行走的要求，一般取10m15m。为减少坝壳填筑量，同时满足面板施工的坝顶宽度，可在坝体填筑低于坝顶高程2m3m时进行，剩下的防渗面板可用简单的机械结合人工施工，或将防浪墙向下垂直延伸，与沥青混凝土防渗面板相接。 (2) 防浪墙设计提示：防浪墙必须坚固不透水，应经强度和稳定核算，并设置伸缩缝。其与面板的接头应慎重对待并做好止水设施，特别是防浪墙向下延伸时，接头处对不均匀沉陷的适应能力更要注意。 (3) 坝顶排水设计提示：坝顶宜做沥青混凝土路面，路面向一侧或两侧倾斜，坡度2%3%，同时路两侧应做好排水，以防雨水进入上游碎石排水垫层与沥青混凝土面板复式断面的排水层。5.3.3 坝体排水提示：(1)对于I、II级坝，结合坝基帷幕灌浆，宜在面板与坝基联接部位做排水廊道，并用D=10cm15cm的排水管与碎石排水垫层与复式断面的面板排水层相连。排水廊道至少设两个进出口，以供排水、通气、检查和交通之用。 (2)当主堆石区的渗透系数小于110-3cm/s时，坝基应设褥垫排水。褥垫排水的渗透系数应大于110-2cm/s，其顶部应做好反滤。为减少工程量，也可做成网状排水带或排水管，但必须进行计算和论证。5.3.4 护坡和坝面排水提示：(1)护坡应用新鲜坚硬的块石干砌，粒径不小于20cm，厚度为30cm60 cm。 (2)下游坝面与岸坡连接处必须设置排水沟，排除坝顶与两岸坡的汇集水。 (3)下游面的石料较完整时可不设护坡。6. 坝的计算提示：用具有良好级配，且小于0.1mm的颗粒含量不大于5%的硬岩石填筑的坝，或软岩但具有排水廊道或坝基褥垫排水，坝体有充分的自由排水能力，则坝体按干坡计算，即不计孔隙水压力。容重按实际湿容重计。6.1 稳定计算提示：(1)计算工况确定、计算工作条件的划分，按SDJ218-84第1.0.4条和修改补充的规定进行。 (2)筑坝材料力学指标确定；筑坝材料的抗剪强度，对I、II级高坝，用三轴仪或直剪仪确定；低坝可用直剪仪或工程类比确定。施工期应通过碾压试验且在填筑过程中应取样进行验证试验，以便设计作必要的修正。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提示：计算宜采用滑楔法或圆弧法，对I、II级高坝计算时应计与条块间的作用力。其最小安全系数应满足SDJ218-84第7.3.8条、第7.3.9条的规定。6.2 应力和变形计算提示：通过计算估计坝体在自重与其他外荷载作用下的应力和变形。 (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与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；提示：对于I、II级高坝，宜采用非线性有限元法进行应力、应变分析。除静力计算外，还要进行在地震荷载作用下的动力分析。 (5) 用粘弹性理论分析沥青混凝土面板的应力。提示：沥青混凝土面板，因温度收缩(特别是北方寒冷地区)，可能产生开裂，应用粘弹性理论分析面板的应力。计算参数应考虑到实际可能出现的低温和外荷载的作用速度，并通过严格的试验确定。7. 碾压式沥青混凝土面板设计7.1 确定面板的坡度提示：(1)面板的坡度，应根据施工水平、面板铺筑机械施工要求、施工人员的交通等条件确定，一般宜不陡于1:1.7. (2)坝面力求平整，不设马道，如需变坡应采用半径不小于30m的曲线连接。7.2 排水垫层设计提示：排水垫层设在沥青混凝土面板与填筑体或基础之间，作用是整平、支承、排水、防冻胀，并使摊铺机具能正常行走。根据建筑材料和工程条件有： (1)碎石(或卵石)排水垫层，若直接铺筑到基础上，垂直于坡面的厚度应不小于50cm，对石料的要求与计算已在5.2.1中详述。 (2)无砂水泥混凝土排水垫层，其最小厚度为10cm，标号应根据计算确定，抗压强度一般不低于10MPa 。 (3)干砌块石排水垫层，最小厚度30cm，砌筑应力求平整，块石之间的缝隙应用小碎石填平，避免因坝体沉陷或摊铺机行走引起块石之间的错动.7.3 沥青混凝土面板断面选择提示：沥青混凝土面板，分复式断面和筒式断面。复式断面由上到下为封闭层、上防渗层、排水层、下防渗层、整平胶结层；筒式断面只有一个防渗层，无排水层，其他同复式断面。断面选择需经技术经济比较确定。同一坝面可选择不同型式的断面。 (1)筒式断面，因层数少，较经济，可缩短工期。一般均可满足防渗要求。 (2)当地下水位高、坝体或基础排水条件差，以与坝基渗水可能对坝体稳定起不良影响时，宜采用复式断面。复式断面防渗的可靠性大，因排水层分区，如出现漏水，较易查出漏水部位与漏水量。7.4 面板各层作用和要求提示：(1)封闭层厚度为2 mm左右，起封闭上防渗层缺陷，延缓沥青混凝土老化，提高防渗能力。使用材料为沥青胶、橡胶沥青胶。 (2)上防渗层厚度8cm15cm，分23层铺压。铺筑时层间喷涂1kg/m2的乳化沥青或稀释沥青结合层，以提高其防渗和整体性。 (3)排水层厚度6 cm10cm，汇集上防渗层渗水，并将水导入排水廊道或排水管。沿坝轴线每隔10m15m设一隔水带，将排水层分区。 (4)下防渗层厚度5cm8cm，起隔断排水层和面板后的渗水的作用。可一层铺压。 (5)整平胶结层为防渗层摊铺创造平整的条件，厚度5cm10cm，可用两层不同配合比的开级配沥青混凝土铺筑。 (6)在变坡和坝周线为曲线时，应参考有关工程资料，采取加强措施，并慎重对待。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)提示：(1)矿粉应采用石灰岩或白云岩粉，亦可用滑石粉或普通硅酸盐水泥。 (2)矿粉细度要求见下表。矿粉的细度要求筛孔尺寸mm 0.6 0.15 0.074通过率 % 100 90 70 (3)矿粉的亲水系数应小于1，含水率小于0.5%，不含泥土，不结块，不含有机物和杂质。 (2) 细骨料提示：细骨料可用粒径小于2.5mm ，比重大于2.5kg/cm3的天然砂、石灰岩或白云岩加工成的人工砂，要求质地坚硬、不风化、不因加热引起性质变化、级配良好、含泥量小于2%(检验方法与混凝土骨料一样)、不含有机质和其他杂质、耐久性好、用硫酸纳法干湿循环5次重量损失小于15%、水稳定等级不低于四级。 (3) 粗骨料提示：粗骨料宜采用碱性岩石，其要求： (1)质地坚硬、新鲜、比重大于2.5kg/cm3、软化系数大于0.8，不因加热引起性质变化、吸水率不大于3%。 (2)级配良好、含泥量小于0.5%、针片状颗粒含量不大于10%(检验方法与混凝土骨料一样) (3)耐久性好，用硫酸纳法干湿循环5次，重量损失小于12%。 (4)粘附性能良好，与沥青的粘附力应达四级以上。 (5)若使用非碱性岩做粗骨料，需掺用防剥离剂(如消石灰)，并经试验和专门论证。 (6)骨料最大粒径，指总通过率大于或等于95%的筛孔尺寸。防渗层最大粒径应小于一次铺压层厚的1/3，整平胶结层最大粒径应小于一次铺压厚度的1/2。水工沥青混凝土拌和骨料，一般分5级：即(25)20mm15mm，15mm10mm，10mm5mm，5mm2.5mm，2.5nn以下。当以超、逊径筛检验时，超径率应为零，逊径率应小于10%；当以原孔筛检验时，超径率应小于5%，逊径率应小于10%。7.5.2 掺料提示：掺料的作用，是改善沥青混凝土的物理力学性质。如掺消石灰提高沥青混凝土的水稳定性；掺石棉改善沥青混凝土的热稳定性；掺橡胶或其他高分子材料提高沥青混凝土的低温抗裂性能。所有掺料必须经严格的试验，并有有效的掺配工艺和施工方法。7.5.3 沥青提示：(1)应严格按要求选择沥青,以保证沥青混凝土的物理力学性质。下表是为北方某工程上水库制定的石油沥青技术要求。上水库沥青混凝土面板石油沥青技术要求序号检验项目技术要求1针入度，(100g，5s)10mm257090251402延度不小于，cm (5cm/min)15140043软化点(环球法)47524溶解度(三氯乙烯三氯乙烷苯)不小于99重量损失不大于，%0.6薄膜加热加热后针入度比不小于，%605试验25(163)延度不小于，cm (5cm/min)1570(50)456闪点(开口式)不小于，2307蜡含量(蒸馏法)不大于，%2.58比重(实测值)9脆点不大于，-10(2)北方和南方因温度差别，应使用不同标号的沥青，一般可相差15个针入度单位。下 表是全国水工沥青科研技术协调组的讨论值。70号可用于南方，90号可用于黄河以北地区。我国水工沥青技术要求资料来源1979年XX会议初稿1984年提出用于大型或重要碾压式沥青混凝土沥青标号90甲 乙70甲 乙50甲 乙907050针入度，1/10mn10081806160411008080606040软化点 455047565060455047565060延度25100100808060100100100cm15100100100100脆点 不大于-10-8-6-10-8-6蒸发减量 % 不大于1.01.01.01.01.01.0蒸发后针入度 % 不大于606060606060闪点 不小于200200230230230230溶解度 % 不小于99.099.099.099.099.099.0水分 % 不大于0.20.20.2薄膜烘箱针入度比% 不小于505556505556延度25 不小于75607550试 验脆点 不高于-8-6-4(3)层间结合涂层使用的乳化沥青、稀释沥青或封闭层沥青玛蹄脂使用的沥青，针入度宜 控制在2040，软化点应大于60。这类沥青可用针入度1020与针入度70 90的沥青按某种比例调配。使用的沥青含蜡量应小于2.5%(蒸馏法)。(4)封闭层或其他结构层，为保证高温不流淌、低温不脆裂，可使用橡胶或其它高分子材 料配制的改性沥青，改性宜在生产厂家进行。由于改性沥青尚处于研究试用阶段；故 使用时要特别慎重。7.6 沥青混凝土面板各层的配合比提示：配合比应根据沥青、矿料、掺料等的性能，通过室试验和现场工业性试验确定。由于沥青混凝土的物理力学性质随温度和荷载作用时间而变，所以，试验的基本条件应根据工程运行的实际温度和荷载作用情况，确定各层的具体要求。7.6.1 防渗层提示：孔隙率一般为2%4%，表层的孔隙率略低于里层，便于排水、排气。渗透系数应小于10-7cm/s10-8cm/s，水稳定系数不小于0.85，斜坡流淌值不大于0.8mm。应进行沥青混凝土低温力学性能的检验，温度高于4时，其变形模量与碎石排水垫层的变形模量应为同一个量级，以适应坝体的变形。沥青含量为矿料总重的7.5%9.0%。7.6.2 排水层提示：渗透系数一般为110-1cm/s左右。沥青用量为矿料总重的3%5%。骨料最大粒径不大于25mm30mm。热稳定系数(R20/R50)不大于4.5。7.6.3 整平胶结层提示：渗透系数一般为10-2cm/s10-4cm/s。热稳定系数应小于4.5。沥青用量一般为矿料总重的4%6%。7.6.4 封闭层沥青玛蹄脂提示：配制沥青玛蹄脂的沥青与矿粉的比例为1:1.51:2，还可加入适当的掺料(如石棉或高分子聚合物)。其沥青的针入度为2040、软化点应高于60。要求高温不流淌，低温不开裂，与沥青混凝土防渗层有很好的粘结力。注意，不可使用一般的建筑沥青调配:8. 面板与岸坡、基础与刚性建筑物的连接提示：(1)连接形式选择和设计，应根据接头部位水头大小、基础和岸坡的地形地质条件、填筑体的密实度和变形大小、刚性建筑物运行过程中的位移情况等因素，综合考虑。 (2)连接设计，应解决因不均匀沉陷和相对位移，而导致沥青混凝土面板的开裂破坏问题。为此，要解决面板与连接的建筑物产生相对滑移而不破坏。因此，接头的关健部件要求有很好的适应变形的能力。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1:0.751:0.5。8.1.2 岸墩设计提示：面板应通过混凝土岸墩或灌浆排水廊道与岸坡和基础相连接。 (1)岸墩应满足抗滑稳定和抗倾覆要求。 (2)岸墩应做到弱风化或新鲜岩石基础上。 (3)岸墩一般应设锚筋并进行固结灌浆。 (4)岸墩墩头或灌浆排水廊道的顶部，应根据面板接头型式的要求，做成曲线或折线型。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。提示：(1)连接部位的结构型式与尺寸,应满足接头要求,要与直墙的结构统一考虑。 (2)直墙接头部位下卧填筑体的密实度设计要极度重视，并有严密的施工工艺控制。8.2 接头设计8.2.1 接头设计容提示：(1)堆石体沉陷状况的预测(计算见第6章坝的计算)。 (2)各种连接型式对不均匀沉陷适应能力的估计。 (3)刚性联接墩头最优形状尺寸的计算与各部位断面尺寸设计。 (4)对沥青混凝土柔性接头材料、表面加强材料、止水片与胶粘剂等，应具备的物理力学性质，并提出相应的技术要求。8.2.2 接头型式的选择提示：接头种类有： (1)滑动式接头：由铺设厚1cm左右的低温柔性好的橡胶沥青胶垫层和下面的沥青砂浆楔体组成。以可滑动的垫层发生相对位移来释放对沥青混凝土面板的约束。 (2)转动式接头：系在排水垫层与沥青混凝土面板之间，设一排与岸墩铰接的承重钢筋混凝土梁，作用是变集中沉陷为缓变的沉陷。 (3)扩大式接头：在防渗层与整平胶结层之间，以柔性止水材料(一般为沥青砂浆)，做成加厚的向面板方向缓变消失的扩大部分，起始厚度为面板厚度的35倍，缓变消失部分长度为面板厚度的46倍。岸墩或其他刚性建筑物的连接部位，做成折线或曲线，一般不陡于1:0.5。 (4)上述三种接头，在面板靠近被连接建筑物的部位，可用具有一定抗拉强度、变形能力好的柔性止水材料，做一个倒梯形封头，以利于变形。同时在接头表面铺设加强层，材料可用具有好的止水和变形能力的防水卷材，以提高接头部位的抗裂能力。8.2.3 接头部位的材料提示：(1)梯形封头材料为聚合物改性材料，可以适应较大的变形。滑动式接头的柔性垫层也宜使用这类材料。但对这种材料的粘接能力、抗老化性能、低温时的变形性能等，应经试验和论证。 (2)表面加强层，可研究使用防水卷材。由于受强大水压力的作用，所以要经充分的试验和论证。 (3)楔体一般使用沥青砂浆，要求有好的适应变形的能力和较高的密实度。施工用热浇筑法。沥青用量一般为骨料重量的15%左右。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围的基础，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 基础处理容9.2.1 坝基的一般处理提示：基础处理，视地质条件的不同而异，一般有以下容： (1)坝基和岸坡上的草皮、树根、含有机物的表土、蛮石和松动岩块等均需清除。 (2)对失水很快变质或遇水很快崩解泥化的基岩，开挖时应先预留保护层，待填筑时随挖随填，或用喷浆保护。 (3)对密实度高的砂砾石覆盖层，经论证原则上可作为坝基。但对密实度低易液化的细砂，则应挖除或加密处理。 (4)坝基的断层破碎带，宽度较大或已经泥化部分，除做好表面处理外，其与坝壳的接触面，尚需做好反滤设施，以防管涌和溶蚀。 (5)沥青混凝土面板堆石坝，原则上应避开易液化土、软粘土、湿陷性黄土地基。如局部遇有以上地基，应尽可能挖除，挖除确有困难时，应采取打砂井、做好反滤、加强排水、或翻压强夯等方法，使其完成大部分沉降并防止土粒流失，以保证坝基稳定。 (6)坝基河床覆盖层达到一定深度后，视不同坝高应进行专门研究予以处理。9.2.2 坝基和岸坡的防渗处理提示：(1)沥青混凝土面板与坝基和岸坡连接部位的防渗处理,根据不同的基础地质条件，采取不同的方法，一般有灌浆帷幕、固结灌浆、混凝土防渗墙等。但垂直防渗体的顶部，应做混凝土盖板或墩头，便于与面板的连接。 (2)结合帷幕灌浆、坝基排水、观测等要求，在面板与坝基和岸坡连接部位做灌浆排水廊道，排除渗水。 (3)灌浆帷幕、固结灌浆、混凝土防渗墙等的设计，应按照有关规进行。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，控制施工或与时检验和修改设计。 (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、绕坝等渗流量与坝浸润线。 (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部温度观测。 (10) 库水位和水温观测。10.3 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与照明条件，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。提示：施工过程中，观测设备埋设时，采取的高温防护措施，在观测设计中加以规定。10.4.3 观测与管理提示：(1)施工单位在施工期间，应保证各项观测设施的完好和观测资料的完整性。 (2)验收交接时，应将所有的观测设备、观测成果、资料，全部完整的移交给管理单位。 (3)观测人员应相对稳定，测读、资料整理除按有关规定外，必须考虑沥青混凝土防渗的特点，同时参照已有的工程经验进行。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。提示：结合工程的实际运行工况，进行力学性能，防渗性能试验研究与粘弹性理论计算。 (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试验。 (5) 堆石料(排水垫层、过渡层、主堆石区、排水料)的力学性能和级配试验。 (6) 坝体稳定与变形分析研究。12. 工程量计算12.1 工程量计算说明提示：说明工程量计算的原则、规定和方法等。12.2 工程量计算12.2.1 开挖量(按部位分项计算) (1) 土方开挖 (2) 石方明挖 (3) 石方槽挖 (4) 石方洞挖12.2.2 坝体填筑量 (1) 主堆石区(按分区计算) (2) 过渡层12.2.3 坝体排水工程量 (1) 褥垫排水(或网状排水) (2) 下游堆石排水 (3) 反滤料12.2.4 浆、干砌块石工程量(按部位分项计算) (1) 浆砌块石 (2) 干砌块石12.2.5 坝顶工程量(按细部分项计算)12.2.6 沥青混凝土面板工程量 (1) 垫层(无砂混凝土或其他材料) (2) 封闭层 (3) 防渗层 (4) 排水层 (5) 整平胶结层12.2.7 沥青混凝土面板与刚性建筑物接头工程量 (1) 封头填料 (2) 沥青砂浆 (3) 表面加强层 (4) 沥青混凝土12.2.8 混凝土或钢筋混凝土(按部位分项计算) (1) 混凝土 (2) 钢筋混凝土12.2.9 钢筋和管材(按部位分项计算) (1) 钢筋 (2) 管材与型钢12.2.10 止水材料(止水铜片或其他材料，按部位分项计算)12.2.11 混凝土防渗墙12.2.12 帷幕和固结灌浆 (1) 帷幕灌浆 (2) 固结灌浆12.2.13 观测设备清单12.2.14 其它13. 设计成果13.1 设计文件 (1) 技术设计说明书 (2) 技术设计大纲 (3) 计算书(含各种计算) (4) 技术专题研究(含试验)报告 (5) 施工技术要求13.2 图纸 (1) 沥青混凝土面板堆石坝总布置图(含平面、纵横剖面、立视图) (2) 坝体布置图(含平面、纵、横剖面图) (3) 坝体填筑料分区图 (4) 坝体排水布置图 (5) 沥青混凝土面板布置图(含平面、剖面图) (6) 沥青混凝土面板排水布置图(含排水分区、排水廊道等) (7) 接头处理布置图 (8) 坝顶结构布置图 (9) 各种主要结构详图或典型大样图 (10) 基础处理布置图(含帷幕灌浆、固结灌浆、防渗墙、断层处理等) (11) 观测设备布置图(含坝体、面板) (12) 观测设备清单 (13) 主要施工图(必要时)13.3 工程量汇总表(按部位单项分列并汇总)23 / 23