1章总体设计能力.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,水利水电工程,专业案例,水 工 结 构 篇,第一章 总体设计能力,第一节 工程等别与水工建筑物级别划分依据和原则,第二节 洪水标准,第三节 工程建设 场址及坝,(,闸,),址、厂,(,站,),址,第四节 主要建筑物的基本型式及选择,第五节 水利水电工程枢纽布置,第六节 安全超高及顶高程确定,第七节 水工建筑物稳定与强度安全标准,第八节 水工建筑物抗震设计基本要求,第九节 水工建筑物荷载和组合,第十节 天然建材,第十一节 水工建筑物的工程地质条件及建基条件,考 试 大 纲,熟练,掌握水利水电工程等别与水工建筑物级别划分。,熟练掌握永久及临时水工建筑物洪水标准。,熟练掌握挡水建筑物设计安全超高及顶高程确定。,熟练掌握水工建筑物抗滑稳定和强度安全标准。,熟练掌握工程场地基本烈度、地震设防烈度及抗震设计基本要求。,熟练掌握水工建筑物主要荷载（作用）、荷载（作用）分类和荷载（作用）组合。,第一章 总体设计能力,掌握工程建设场址、坝（闸）址、厂（站）址选择应考虑的主要因素。,掌握水利水电工程主要建筑物基本型式和适用条件。,掌握水利水电工程枢纽布置应考虑的主要因素。,了解土、石料的基本性能、物理力学指标及工程选用原则。,了解水工建筑物的工程地质条件和建基要求。,考 试 大 纲,第一章 总体设计能力,第一节 工程等别与水工建筑物,级别划分依据和原则,一、工程等别,水利水电工程的等别，应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等，按表,1-1-1,确定。,表,1-1-1,水利水电工程分等指标,工,程,等,别,工程,规模,水库总库容,(,亿,m,3,),防洪,治涝,灌溉,供水,发电,保护城镇及工矿企业的重要性,保护,农田,(,万亩,),治涝面积,(,万亩,),灌溉,面积,(,万亩,),供水对象,重要性,装机容量,(,万,kW),大（,1,）型,10,特别重要,500,200,150,特别重要,120,大（,2,）型,101.0,重要,500100,20060,15050,重要,12030,中型,1.00.10,中等,10030,6015,505,中等,305,小（,1,）型,0.100.01,一般,305,153,50.5,一般,51,小（,2,）型,0.010.001,5,3,0.5,1,（,1,）对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，,其工程等别应按其中最高等别确定。,注：水库总库容指水库最高水位以下的静库容；,（,2,）拦河水闸工程的等别，应根据,其过闸流量,，按表,1-1-2,确定。,工 程 等 别,第一节 工程等别和水工建筑物,表,1-1-2,拦河水闸工程分等指标,工程等别,工程规模,过闸流量（,m,3,/s,）,大（,1,）型,5000,大（,2,）型,50001000,中型,1000100,小（,1,）型,10020,小（,2,）型,200,20050,5010,102,2,（,4,）引水枢纽工程等别应根据,引水流量的大小，,按表,1-1-4,确定。,工 程 等 别,第一节 工程等别和水工建筑物,二、水工建筑物级别,1,永久性水工建筑物级别,(,表1.1.,5),（1）,失事后损失巨大，可提高一级；损失不大可降低一级。经过论证并报主管部门批准。,（2）坝高超过表1,-1-6,指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。,（3）,地质条件复杂或采用新型结构时，可提高一级，但洪水标准不予提高。,水工建筑物,第一节 工程,等别,和建筑物,级别,表,1-1-5,永久性水工建筑物级别,工程等别,主要建筑物,次要建筑物,1,3,2,3,3,4,4,5,5,5,表,1-1-6,水库大坝提级指标,(,括号内为,水电工程等级划分及设计安全标准,指标,),级 别,坝 型,坝高（,m,）,2,土石坝,90(100),混凝土坝、浆砌石坝,130(150),3,土石坝,70(80),混凝土坝、浆砌石坝,100(120),二、水工建筑物级别,水工建筑物,第一节 工程,等别,和建筑物,级别,水口，级别提高，但洪水标准可不提高。,电口，洪水标准相应提高，但抗震设计标准不提高。,表,1-1-7,防洪建筑物级别,城市等别,永久性建筑物级别,临时性建筑物,级别,主要建筑物,次要建筑物,1,3,4,2,3,4,3,4,4,4,4,二、水工建筑物级别,（4）,堤防工程的级别根据堤防工程的防洪标准确定，见表1,-1-8,。,堤防工程的级别先按保护对象确定防洪标准，再按防洪标准确定级别。,堤防上的闸、涵、泵站等穿堤建筑物的级别，按所在堤防级别与建筑物相应级别,高者确定,。,水工建筑物,第一节 工程,等别,和建筑物,级别,表,1-1-8,堤防工程的级别,防洪标准,重现期（年）,),100,100,，,且,50,50,，,且,30,30,，,且,20,300,300100,10020,205,500,500200,20050,5010,300,300100,10020,205,3,50,1.0,4,1,、,2,级永久性水工建筑物,淹没一般城镇、工矿企业或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失,31.5,5015,1.00.1,5,3,、,4,级永久性水工建筑物,淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小,1.5,15,1.0,1.00.1,100,10050,5020,混凝土坝、浆砌石坝,50,5020,2010,表,1-2-5,导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准,重现期,(,年,),坝 型,大坝级别,1,2,3,混凝土坝、,浆砌石坝,设计,200100,10050,5020,校核,500200,200100,10050,土石坝,设计,500200,200100,10050,校核,1000500,500200,200100,第二节 洪水标准,(1),平原区永久性水工建筑物洪水标准，应按表,1.2.6,确定。,(2),潮汐河口建筑物的,潮水标准,，,应根据其级别，按表,1.2.7,确定。对,1,级、,2,级建筑物，若确定的设计潮水位低于当地历史最高潮水位时，应采用当地,历史最高潮水位校核,。,（,3,）平原区,水电站厂房,的洪水标准，应根据其级别，按表,1.2.6,确定。,（,4,）平原、滨海区泄水建筑物,消能防冲,洪水标准，分别按表,1.2.6,和表,1.2.7,确定。,表,1-2-6,平原区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准,重现期（年）,项目,永久性水工建筑物级别,1,2,3,4,5,水库,工程,设计,300100,10050,5020,2010,10,校核,2000,1000,1000,300,300100,10050,5020,拦河,水闸,设计,10050,5030,3020,2010,10,校核,300200,200100,10050,5030,3020,表,1-2-7,潮汐河口段和滨海区水利水电工程 永久性水工建筑物潮水标准,永久性,水工建筑物级别,1,2,3,4,、,5,设计潮水位重现期,（年）,100,10050,5020,2010,表,1-2-8,灌溉和治涝工程永久性水工建筑物洪水标准,永久性水工建筑物级别,1,2,3,4,5,洪水重现期（年）,10050,5030,3020,2010,10,表,1-2-9,供水工程永久性水工建筑物洪水标准,重现期,(,年,),运用情况,永久性水工建筑物级别,1,2,3,4,设计,10050,5030,3020,2010,校核,300200,200100,10050,5030,表,1-2-10,泵站建筑物洪水标准,重现期,(,年,),运用情况,永久性水工建筑物级别,1,2,3,4,5,设计,100,50,30,20,10,校核,300,200,100,50,20,表,1-2-11,城市的等级和防洪标准,等 级,重 要 性,非农业人口,（万人）,防洪标准,重现期,(,年,),特别重要的,城市,150,200,重要的城市,15050,200100,中等城市,5020,10050,一般城镇,20,5020,表,1-2-12,乡村防护区的等级和防洪标准,等 级,防护区人口,（万人）,防护区耕地面积,（万亩）,防洪标准,重现期（年）,150,300,10050,15050,300100,5030,5020,10030,3020,20,30,2010,表,1-2-13,临时性水工建筑物洪水标准,重现期,(,年,),临时性建筑物,类型,临时性水工建筑物级别,3,4,5,土 石 结 构,5020,2010,105,混凝土、,浆砌石结构,2010,105,53,一、坝址选择,2.,地质条件,1.,地形条件,5.,施工条件,6.,建筑材料,4.,库区淹没,7.,其他,第三节 场址及坝,(,闸,),址、厂,(,站,),址,3.,枢纽布置,潘家口坝址选择,二、闸址选择,三、水电站厂房厂址选择,四、泵站站址选择,一、挡水建筑物,1.,地形地质条件,2.,建筑物布置条件,3.,施工条件及工期,4.,建筑材料,5.,工程量和工程投资,第四节主要建筑物基本型式及选择,龙口坝型比选,龙口水利枢纽位于黄河干流上,，“,U”,形河谷宽约,800m,，坝高,50m,，,100,年一遇洪水设计，,1000,年一遇洪水校核，相应下泄流量分别为,7560m3/s,和,8270m3/s,。河床覆盖层较浅，但基岩内存在多层泥化夹层。,比较,3,种坝型：当地材料坝，混凝土闸坝，混凝土重力坝。,龙口坝型比选,1.,当地材料坝,(1),龙口坝址两岸为陡崖，泄洪流量大，岸边溢洪道布置困难；,(2),黄河为多泥沙河流，岸边排沙洞难以满足排沙要求；,(3),电站发电引用流量大，当地材料坝，电站布置困难。,龙口坝型比选,2.,混凝土闸坝,(1),由于龙口工程坝基存在多层泥化夹层，轻型泄水闸坝难以满足深层抗滑稳定要求。,(2),泄水闸在正常蓄水时挡水水头,35.0m,，闸墩承受水压力大，闸墩支承结构复杂。,龙口坝型比选,3.,混凝土重力坝,(1),混凝土重力坝布置紧凑，可将泄流、排沙及电站厂房建筑物均布置在河床中。,(2),可分期导流，,施工方便。,(3),附近混凝土骨料丰富，质量满足要求。故选定实体混凝土重力坝为设计坝型。,推荐方案平面,龙口水利枢纽,推荐方案立视,二、泄水建筑物,三、发电引水建筑物,四、输,(,排,),水,(,渠系,),建筑物,五、发电厂房,(,泵站,),及开关站,(,变电站,),六、堤防,七、通航、过木及过鱼建筑物,第五节水利水电工程枢纽布置,一、枢纽布置设计的一般原则,二、枢纽布置方案选择考虑的主要因素,1.,地形地质条件,2.,建筑物布置及泄洪消能条件,3.,施工条件及工期,4.,运行管理条件,5.,提前发电蓄水效益,6.,工程量和工程投资,刘家峡水电站,乌江渡水电站,水 口 水 电 站,黄河万家寨水利枢纽,万家寨底孔排沙泄洪,二 滩 水 电 站,李 家 峡 水 电 站,李 家 峡 水 电 站,隔 河 岩 水 电 站,隔河岩水电站大坝泄洪,天生桥一级水电站,渔子溪一级水电站,对于,“,安全超高,”,的定义不同的规范有所差异，如等级规范,SL252-2000,、,土石坝设计规范,SL274-2001,等,“,安全超高,”,包括,“,波浪爬高、风壅增高和安全加高,”,三项；有的规范如水闸规范、溢洪道规范、泵站规范等,“,安全超高,”,仅指安全加高。因此在使用中应特别注意其差别。,第六节 安全超高及顶高程确定,一、永久性挡水建筑物,1.,按,工程设计情况和校核情况,时的静水位加相应的波浪爬高、风壅增高和安全加高确定。其安全加高应不小于表,1-6-1,中的规定。,2.,防浪墙顶部高程可按上述,1,条确定，但,挡水建筑物顶部高程应不低于水库正常蓄水位。,表,1-6-1,永久性挡水建筑物安全加高,(m),建筑物类型,运用情况,永久性挡水建筑物级别,1,2,3,4,、,5,土石坝,设计,1.5,1.0,0.7,0.5,校核,(,山区、丘陵区,),0.7,0.5,0.4,0.3,校核,(,平原、滨海区,),1.0,0.7,0.5,0.3,混凝土闸坝、,浆砌石闸坝,设计,0.7,0.5,0.4,0.3,校核,0.5,0.4,0.3,0.2,3.,土石坝的土质防渗体顶部在设计静水位以上的超高，应在表,1-6-2,规定的范围内选取，防渗体顶部高程并应不低于校核情况下的静水位。,4.,确定地震区土石坝顶部超高时，应另计入地震坝顶沉陷和地震涌浪高度。地震涌浪高度，可根据坝前水深和设计烈度的大小，采用,0.51.5m,。当库区有可能发生大体积坍岸或滑坡引起涌浪时，其安全加高应进行专门研究。,表,1-6-2,设计情况下土石坝土质防渗体顶部超高,(m),防渗体结构形式,超 高,斜 墙,0.80.6,心 墙,0.60.3,二、临时性挡水建筑物,三、溢洪道,(,挡水、泄洪,),四、水闸,(,挡水：正常,、,最高；,泄洪：设计、校核,),五、堤防工程,(,允许越浪,),六、城市防洪工程,七、泵站,表,1-6-3,临时性挡水建筑物安全加高,(m),临时性挡水建筑物类型,建筑物级别,3,4,、,5,土石结构,0.7,0.5,混凝土、浆砌石结构,0.4,0.3,表,1-6-4,溢洪道安全超高下限值,(m),运用情况,控制段建筑物级别,1,2,3,挡水,0.7,0.5,0.4,泄洪,0.5,0.4,0.3,表,1-6-5,水闸安全超高下限值,(m),运用工况,水闸级别,1,2,3,泄 洪 时,设计洪水位,1.5,1.0,0.7,校核洪水位,1.0,0.7,0.5,关 门 时,设计洪水位,0.7,0.5,0.4,校核洪水位,0.5,0.4,0.3,表,1-6-6,堤防工程的安全加高值,(m),堤防工程的级别,1,2,3,4,5,安全,加高值,不允许越浪的,堤防工程,1.0,0.8,0.7,0.6,0.5,允许越浪的,堤防工程,0.5,0.4,0.4,0.3,0.3,表,1-6-7,防洪建筑物安全超高,(m),建筑物名称,建筑物级别,1,2,3,4,土堤、防洪墙、防洪闸,1.0,0.8,0.6,0.5,护岸、排洪渠道、渡槽,0.8,0.6,0.5,0.4,表,1-6-8,泵房挡水部位顶部安全超高下限值,(m),运用情况,泵站建筑物级别,1,2,3,4,、,5,设计,0.7,0.5,0.4,0.3,校核,0.5,0.4,0.3,0.2,第七节 水工建筑物稳定,与强度安全标准,一、分项系数极限状态法,1.,承载能力极限状态,2.,正常使用极限状态,3.,作用及材料性能标准值,表,1-7-1,水工建筑物结构安全级别,水工建筑物级别,水工建筑物结构安全级别,1,2,、,3,4,、,5,表,1-7-2,混凝土重力坝作用分项系数,序号,作用类型,分项系数,1,自重,1.0,2,水压力,静水压力,动水压力：时均压力、离心力、冲击力、脉动压力,1.0,1.05,、,1.1,、,1.1,、,1.3,3,扬压力,渗透压力,浮托力,扬压力（有抽排）,残余扬压力（有抽排）,1.1,1.2,1.0,1.1,（主排水孔之前）,1.2,（主排水孔之后）,4,淤沙压力,1.2,5,浪压力,1.2,表,1-7-3,混凝土重力坝材料性能分项系数,序号,材料性能,分项系数,备注,1,混凝土,/,基岩,摩擦系数,f,R,1.3,凝聚力,c,R,3.0,混凝土,/,混凝土,摩擦系数,f,c,1.3,包括常态混凝土和碾压混凝土层面,凝聚力,c,c,3.0,基岩,/,基岩,摩擦系数,f,d,1.4,凝聚力,c,d,3.2,软弱结构面,摩擦系数,f,d,1.5,凝聚力,c,d,3.4,2,混凝土强度,抗压强度,f,c,1.5,表,1-7-4,混凝土重力坝基本组合结构系数,序,号,项目,组合类型,结构系数,备注,1,抗滑稳定极限状态设计式,基本组合,偶然组合,1.2,1.2,包括建基面、层面、深层滑动面,2,混凝土抗压极限状态设计式,基本组合,偶然组合,1.8,1.8,表,1-7-5,拱坝抗滑稳定分项系数,依据公式,符号,分项系数,按抗剪断公式,（,1-7-8,）,m1f,2.4,m1c,3.0,d1,1.2,按抗剪公式,（,1-7-9,）,m2f,1.2,d2,1.1,注：有关地震组合情况下的各项分项系数应按,DL 5073,规定执行。,表,1-7-6,拱坝应力结构系数,计算方法,受 力 状 况,基本组合,偶然组合,拱梁分载法,抗 压,2.00,抗 拉,0.85,有限元法,抗 压,1.60,抗 拉,0.65,注：地震情况下的结构分项系数应按,DL 5073,规定执行。,表,1-7-7,大坝常态混凝土强度标准值,强度种类,符号,大坝常态混凝土强度等级,C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,轴心抗压,MPa,f,ck,7.6,9.8,14.3,18.5,22.4,26.2,注：常态混凝土强度等级和标准值可内插使用。,表,1-7-8,大坝碾压混凝土强度标准值,强度种类,符号,大坝碾压混凝土强度等级,C5,C7.5,C10,C15,C20,C25,轴心抗压,MPa,f,ck,7.2,10.4,13.5,19.6,25.4,31.0,注：碾压混凝土强度等级和标准值可内插使用。,二、单一安全系数法,1.,碾压式土石坝,2.,混凝土重力坝,3.,混凝土拱坝,4.,水闸,5.,水电站厂房,6.,泵站,7.,堤防工程,表,1-7-9,碾压式土石坝抗滑稳定最小安全系数,运用条件,工程等级,1,2,3,4,、,5,正常运用条件,1.50,1.35,1.30,1.25,非常运用条件,I,1.30,1.25,1.20,1.15,非常运用条件,II,1.20,1.15,1.15,1.10,表,1-7-10,混凝土重力坝坝基面抗滑稳定安全系数,K,荷载组合,K,基本组合,3.0,特殊组合,（,1,）,2.5,（,2,）,2.3,表,1-7-11,混凝土重力坝坝基面抗滑稳定安全系数,K,荷载组合,坝的级别,1,2,3,基本组合,1.10,1.05,1.05,特殊组合,（,1,）,1.05,1.00,1.00,（,2,）,1.00,1.00,1.00,表,1-7-12,拱坝抗滑稳定安全系数,荷载组合,建筑物级别,1,2,3,按抗剪断公式,基本,3.50,3.25,3.00,特殊,（非地震）,3.00,2.75,2.50,按抗剪公式,基本,1.30,特殊,（非地震）,1.10,表,1-7-13,闸室基底压力最大值与最小值之比的允许值,地基土质,荷载组合,地基土质,荷载组合,基本组合,特殊组合,基本组合,特殊组合,松软,1.50,2.00,坚实,2.50,3.00,中等坚实,2.00,2.50,表,1-7-14,土基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值,荷载组合,水闸级别,1,2,3,4,、,5,基本组合,1.35,1.30,1.25,1.20,特殊组合,1.20,1.15,1.10,1.05,1.10,1.05,1.05,1.00,注：,1,特殊组合,适用于施工情况、检修情况及校核洪水位情况；,特殊组合,适用于地震情况。,表,1-7-15,岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值,荷载组合,按抗剪计算时水闸级别,按抗剪断,计算时,1,2,、,3,4,、,5,基本组合,1.10,1.08,1.05,3.00,特殊组合,1.05,1.03,1.00,2.50,1.00,2.30,注：特殊组合,适用于施工情况、检修情况及校核洪水位情况；,特殊组合,适用于地震情况。,表,1-7-16,水电站厂房抗滑稳定最小安全系数,地基,类别,荷载组合,厂房建筑物级别,适用公式,1,2,3,非岩,基上,基本组合,1.35,1.30,1.25,抗剪或抗剪断,特殊组合,1.20,1.15,1.10,抗剪或抗剪断,特殊组合,1.10,1.05,1.05,抗剪或抗剪断,岩基,基本组合,1.10,1.10,1.10,抗剪,特殊组合,1.05,1.05,1.05,抗剪,特殊组合,1.00,1.00,1.00,抗剪断,基本组合,3.00,3.00,3.00,抗剪断,特殊组合,2.50,2.50,2.50,抗剪断,特殊组合,2.30,2.30,2.30,抗剪断,注：厂房抗浮稳定安全系数，不分级别，任何情况下不得小于,1.10,。,表,1-7-17,厂房地基面不均匀系数的允许值,地基土质,荷载组合,基本组合,特殊组合,松软,1.5,2.0,中等坚实,2.0,2.5,坚实,2.5,3.0,表,1-7-18,泵站抗滑稳定安全系数允许值,地基,类别,荷载组合,泵站建筑物级别,适用公式,1,2,3,4,、,5,土基,基本组合,1.35,1.30,1.25,1.20,抗剪或抗剪断,特殊组合,1.20,1.15,1.10,1.05,抗剪或抗剪断,特殊组合,1.10,1.05,1.05,1.00,抗剪或抗剪断,岩基,基本组合,1.10,1.10,1.10,1.10,抗剪,特殊组合,1.05,1.05,1.05,1.05,抗剪,特殊组合,1.00,1.00,1.00,1.00,抗剪,基本组合,3.00,3.00,3.00,3.00,抗剪断,特殊组合,2.50,2.50,2.50,2.50,抗剪断,特殊组合,2.30,2.30,2.30,2.30,抗剪断,表,1-7-19,泵房基础底面压应力不均匀系数的允许值,地基土质,荷载组合,基本组合,特殊组合,松软,1.5,2.0,中等坚实,2.0,2.5,坚实,2.5,3.0,表,1-7-20,土堤抗滑稳定安全系数,堤防工程的级别,1,2,3,4,5,正常运用条件,1.30,1.25,1.20,1.15,1.10,非常运用条件,1.20,1.15,1.10,1.05,1.05,第八节 水工建筑物抗震设计,基本要求,一、,地震震级和地震烈度,中国地震动参数区划图,GB18306-2001,，直接采用地震动参数,地震动峰值加速度和地震反应谱特征周期,。地震基本烈度数值可由,GB18306-2001,查取地震动峰值加速度并按表,1-8-1,确定，,二、工程抗震设防类别,水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表,1-8-2,的规定确定。,三、抗震设计基本要求,表,1-8-1,地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表,地震动峰值,加速度分区,g,0.05,0.05,0.1,0.15,0.2,0.3,0.4,地震基本烈度值,6,6,7,7,8,8,9,表,1-8-2,工程抗震设防类别,工程抗震设防类别,建筑物级别,场地基本烈度,甲,1(,壅水,),6,乙,1(,非壅水,),，,2,（壅水）,6,丙,2(,非壅水,),，,3,7,丁,4,，,5,7,第九节 水工建筑物荷载和组合,一、水工建筑物上的荷载,1.,自重,2.,水压力,3.,扬压力,4.,土压力及泥沙压力,5.,浪压力,6.,冰压力,7.,温度荷载,8.,地震荷载,二、荷载组合,第十节 天然建材,一、天然建材基本性能、物理力学指标,1.,混凝土用砂、砾料,2.,土石坝填筑材料,二、,天然建材选用原则和方法,水工天然及人造建材选用原则和方法应从建材质量、料源、开采规划、开采方法和利用工程开挖渣料等诸方面综合考虑。,表,1-10-1,混凝土细骨料质量指标,序号,项 目,指 标,备 注,1,表观密度,2.55g/cm,3,2,堆积密度,1.50g/cm,3,3,孔隙率,40%,4,云母含量,2%,5,含泥量（粘、粉粒）,3%,不允许存在粘土块、粘土薄；如有则应做专门试验论证,6,碱活性骨料含量,有碱活性骨料时，应做专门试验论证,7,硫酸盐及硫化物含量,2.6g/cm,3,对砾石力学性能的要求，应符合,水工混凝土结构设计规范,规定,2,堆积密度,1.6g/cm,3,3,孔隙率,45%,4,吸水率,2.5%,抗寒性混凝土,1.5%,5,冻融损失率,10%,6,针片状颗粒含量,15%,7,软弱颗粒含量,5%,8,含泥量,1%,不允许存在粘土团块、粘土薄膜；有则应做专门试验论证,9,碱活性骨料含量,有碱活性骨料时，应做专门试验论证,10,硫酸盐及硫化物含量,或,0.070,，并,C,SiO2,0.035+/2,，具潜在危害，应进行砂浆长度试验进一步鉴定,砂浆长度法,当半年膨胀率大于,0.10%,或,3,个月膨胀率大于,0.05%,（无半年膨胀率资料时才有效）为具潜在危害,岩石柱法,（碳酸盐岩）,当试件浸泡,84d,膨胀率大于,0.10%,时具有潜在危害，必要时应进行混凝土试验评定,表,1-10-6,土石坝坝壳填筑砂砾料质量指标,序号,项 目,指 标,备 注,1,砾石含量,5mm,至相当,3/4,填筑层厚度的颗粒在,20%80%,范围内,干燥区的渗透系数可小些，含泥量可适当增加；强震区砾石含量下限应予提高，砂砾料中的砂料应尽可能采用粗砂,2,紧密密度,2g/cm,3,3,含泥量,（粘、粉粒）,8%,4,内摩擦角,30,5,渗透系数,碾压后大于,110,3cm/s,应大于防渗体的,50,倍,表,1-10-7,反滤层料质量指标,序号,项 目,指 标,1,级配,应尽量均匀，要求这一粒组的颗粒，不会钻入另一粒组的孔隙中去，为避免堵塞，所用材料中小于,0.1mm,的颗粒在数量上不应超过,5%,2,不均匀系数,8,3,颗粒形状,应无片状、针状颗粒，坚固抗冻,4,含泥量,（粘、粉粒）,5.810,3cm/s,6,对于塑性指数大于,20,的粘土地基第一层粒度,D,50,的要求：,当不均匀系数,Cu2,时，,D,50,5mm,；,当不均匀系数,2Cu5,时，,D,50,58mm,；,表,1-10-8,土料质量指标,序 号,项 目,均质坝土料,防渗体土料,1,粘粒含量,10%30%,为宜,15%40%,为宜,2,塑性指数,717,1020,3,渗透系数,碾压后,110,4cm/s,碾压后,110,5cm/s,，,并应小于坝壳透水料的,50,倍,4,有机质含量,（按质量计）,5%,2%,5,水溶盐含量,7,8,紧密密度,宜大于天然密度,9,SiO,2,/R,2,O,3,2,表,1-10-9,碎,(,砾,),石类土料质量指标,序 号,项 目,指 标,防渗体土料,均质坝土料,1,P,5,含量（,5mm,）,宜,60%,2,粘粒含量,占小于,5mm,的,15%40%,3,最大颗粒粒径,小于,15cm,或不超过碾压铺垫层厚,2/3,4,塑性指数,1020,5,渗透系数,碾压后小于,110,5cm/s,，,并应小于坝壳透水料的,50,倍,碾压后,小于,110,4cm/s,6,有机质含量,（按质量计）,2%,5%,7,水溶盐含量,0.075mm,5%,50%,40%,2,塑性指数,20,3,SiO,2,/A1,2,O,3,34,4,PH,值,7,5,活动性指数,1,6,有机质含量,1%,表,1-10-11,块石料质量指标,序 号,项 目,指 标,备 注,1,饱和抗压强度,应按地域、设计要求与使用目的确定,埋石及砌石的硫酸盐及硫化物含量，同混凝土骨料要求,2,软化系数,3,冻融损失率,2.4t/m,3,第十一节 水工建筑物的工程地质,条件及建基条件,11.1,对坝基的地质要求,11.2,拱坝的建基面与地基处理,11.3,混凝土重力坝建基面与地基处理,11.4,土石坝建基面与处理,11.5,边坡工程地质,11.6,地下建筑的基本地质要求,11.7,溢洪道工程地质,11.8,渠道线路的工程地质条件,表,1-11-1,不同坝型对地质条件的要求,地质,条件,土石坝,混凝土重力坝,混凝土拱坝,岩土,性质,坝基岩,(,土,),应具有抗水性,(,不溶解,),，压缩性也应较小，尽量避免有很厚的泥炭、淤泥、软黏土、粉细砂、湿陷性黄土等不良土层,坝基要求尽可能为岩基，应有足够的整体性、均一性，并具有一定的承载力、抗水性和耐风化性能，覆盖层与风化层不宜过厚,坝基应为完整、均一、承载力高、强度大、耐风化、抗水的坚硬岩基，覆盖层和风化层不宜过厚,地质,构造,以土层均一、结构简单、层次较稳定、厚度变化小的为佳，最好避开严重破碎的大断层带,尽量避开大断层带、软弱带以及节理密集带等不良地质构造,应避开大断层带、软弱带以及节理密集带等不良地质构造,续表,1-11-1,地质,条件,土石坝,混凝土重力坝,混凝土拱坝,坝基与坝肩稳定,应避免有能使坝体活动的性质不良的软弱层及软弱夹层。两岸坝肩接头处，地形坡度不宜过陡,坝基应有足够的抗滑稳定性，应尽量避免有不利于稳定的滑移面,(,软弱夹层、缓倾角断层等,),两岸坝基在地形地质条件应大致对称,(,河谷宽高比最好不超过,3.5),，在拱推力作用下，不能发生滑移和过大变形，拱座下游应有足够的稳定岩体,渗漏及渗流稳定,应有足够的渗流稳定性，应避开难以处理的易渗透变形破坏的土层与可液化土层，并避免渗漏量过大,岩石的透水性不宜过大，不致产生大量漏水。避免产生过大的渗透压力,岩石的透水性要小，应避免产生过大的渗透压力,(,特别是两岸坝肩的侧向渗透压力,),表,1-11-2,影响边坡度稳定的因素,影响,因素,简要说明,地形,边坡坡度与高度,边坡越陡、越高，岩体越容易失去稳定,反坡地形,往往成为边坡不稳定的主要因素,软弱,结构面,不利,组合,软弱结构面不利组合可构成平面与空间不稳定岩体,滑动面不利情况,产状：,一般同向边坡，当坡脚被切穿时，滑动面走向与边坡边面走向夹角愈小，对边坡稳定愈不利；滑动面倾角愈大，对边坡稳定愈不利,连续性,结构面成为滑动面时，滑动面分布较断续，分布抗剪强度低，稳定性差,夹泥,滑动面存在夹泥时，往往抗剪强度低，阻滑力小，尤其是夹泥连续性较好，厚度大于起伏差时更为突出,续表,1-11-2,岩性,增大下滑力或降低阻滑力,富含亲水性、膨胀性、崩解性矿物的软弱岩层，容易软化、泥化，可使滑动面处岩石的抗剪强度降低,风化作用,节理裂隙进一步张开或扩大，并产生新的风化裂隙，可使岩体形成滑动面、分割面和岩块松动,可使岩体结构破坏，岩体、滑动面、抗剪强度等力学指标降低、,水的作用,产生孔隙水压力,促使软弱夹层软化和泥化,渗流过程中滑带的水力坡降超出临界坡降时，可产生潜蚀,水流冲刷坡脚或岸坡，使岩体失去支撑，形成新的临空面,地震,地震的影响视地震力的强度而定。地震加速度与震源远近、震波与边坡的方位、岩性、层理、节理裂隙、断层发育情况、含水性等有关,续表,1-11-2,影响因素,简要说明,地应力,可引起边坡岩体变形,人为因素,爆破,与地震作用相类似,修建工程,斜坡开挖切断了塌滑面，形成较大临空面，使边坡岩体失去支撑而产生塌滑,修建水库，水库最初蓄满水时，库岸边坡岩体因浸水引起抗剪强度显著降低，容易产生崩塌或滑坡。当库水位迅速下降时，边坡岩体在较大孔隙水压力作用下，常常失去稳定产生滑坡,表,1-11-3,岩质边坡变形类型,类型,概况,崩塌,边坡下部边缘部分岩体的结构先遭受破坏形成陡坡或倒坡后，边坡上部岩体因失去支撑，在重力及其它力的作用下，突然以高速脱离母岩面自由翻滚，坠落的急剧变形破坏,蠕动,脆性岩层,岩块在重力和卸荷力作用下，沿已有滑面或绕一定的转点长期而缓慢地滑动或转动,塑性岩层,(,夹层或垫层,),岩层,(,块,),在一定荷载作用下，沿着滑动面，长期而缓慢地塑性变形或流动,滑坡,边坡中一定体积的岩体，在重力和其它力的作用下，沿着一个,(,组,),或两个,(,组,),以上软弱面,(,带,),作整体滑动,表,1-11-4,基岩滑坡类型,类型,概况,平面滑坡,滑动面由一个平面构成,滑动面由两个或两个以上平面构成，这些平面的走向大致平行，两侧不受约束，或约束力可以忽视,空间滑坡,滑动面由两个或更多个平面构成，这些面的走向并不平行，而是将岩体相互割切成空间的棱形、锥形、槽形等不稳定岩体,表,1-11-5,地下洞室及洞口的基本地质要求,项目,基本地质要求,洞,室,位,置,1.,地形完整，尽量避开沟谷等低洼地形，洞周围岩有足够厚度。,2.,岩石完整、构造简单，尽量避开软弱，易膨胀，易溶解，岩溶发育的岩层和严重破碎等不良地段。,3.,尽可能避开活动断裂。,4.,尽量避开地下水丰富的含水层,(,带,),和可能大量涌水的汇,(,集,),水构造。,5.,避开含有害气体，放射性元素及有用矿产的岩体,续表,1-11-5,项目,基本地质要求,轴,线,方,向,1.,轴线一般应与层面，断层，主要节理等结构面和破碎带，岩溶发育带相垂直或有较大的夹角，使洞顶与高边墙部位无较大不利组合，岩石较完整。,2.,当地应力大于岩体强度时，轴线尽可能与最大主应力方向一致。,洞,口,1.,地形完整，尽量避开沟谷和高陡边坟地段。,2.,基岩裸露或覆盖较薄，洞周围岩完控性较好，风化较轻。避开覆盖较厚，洞周围岩有较大断层通过或岩石风化严重形成的破碎地段。,3.,边坡稳定，无山崩，危崖，滑坡和软弱结构面不利组合形成的塌滑体,表,1-11-6,溢洪道的地形地质基本要求,地形地质,条件,基本要求,河岸正槽式溢洪道,河岸侧槽式溢洪道,河床式溢洪道,地形,1,坝附近有高程接近于正常蓄水位的马鞍形山口，其下游山沟很快通到原河道或其它河道，,2,河岸平缓或者有阶梯状地形者有阶梯状地形。,河岸边坡很陡,与坝基的地质要求相同。,岩性与,地质构造,1,第四纪堆积物或岩石风化层厚度薄，,2,岩石坚硬，完整，均一、，抗冲刷性能好，,3,没有大的构造破碎带和强烈的褶皱，,4,岩性和构造，不致构成地基产生滑动和过大变形的条件。,续表,1-11-6,水文地质,1,无承压水,(,或防止承压水的顶托作用,),，,2,岩土的渗流稳定条件好。,岩体抗冲刷性能好，不致出现危及大坝及其它水工建筑物安全的冲刷现象，应将冲刷坑布置在岩体完整性好、地质构造较简单、裂隙不发育、两侧边坡低缓的地段处,边坡稳定,边坡岩体稳定条件好。,边坡岩体稳条件好,尤应注意高陡边坡的稳定性。,出口地基冲刷,岩体抗冲刷性能好，不致出现危及大坝及其它水工建筑物安全的冲刷现象。,表,1-11-7,不同渠道线路类型的主要工程地质条件,渠道线路,类型,主要工程地质条件,平原型线路,多为第四系松散堆积物，应根据其成因类型，物质组成，结构，并结合地下水埋藏条件，分析与评价渗漏，浸没，渗流稳定及渠坡稳定,谷底或坡麓型线路,堆积物的成分与结构复杂，地下水类型多变，工程地质条件较复杂。斜坡的不良地质作用,(,滑坡、崩塌，泥石流等,),对渠道工程常造成危害，遇有岩堆时，往往产生较严重的渗漏。,山腹或盘山型线路,多为半挖半填型的渠道，须注意渠坡稳定，同时要注意山坡稳定。当山坡稳定条件差时，渠水的渗流作用常引起山坡失稳，甚至造成渠道连同山坡一起滑动。要根据岩性，构造，地下水埋藏特征分析渗漏的可能性。,续表,1-11-7,渠道线路,类型,主要工程地质条件,岭脊型线路,一般地下水埋藏较深，主要应注意渠水的渗失，尤其是对于松散砂及砂砾层构成的土质渠床，透水性大的疏松结构岩层和强裂隙性,(,或有构造破碎带,),的岩层构成的渠床。,穿越岭脊型线路,此类渠线跨谷工程多，跨谷工程的基础稳定是主要问题。对土基不能有超限的不均匀沉陷，对岩基不允许有超限的滑动。穿越山岭的隧道，应注意洞口边坡稳定与洞身围岩稳定。深挖方，高填方工程，应注意渠坡的稳定性。,