SDJ218—84碾压式土石坝设计规范编制说明

前言第一章总则第二章坝轴线和坝型选择第三章筑坝材料的选择与填筑标准的确定第四章坝体结构第五章坝基处理第六章土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接第七章坝的计算第八章分期施工与扩建加高第九章原型观测打印刷新碾压式土石坝设计规范SDJ218—84编制说明前言一、编写过程1962年在原水利电力部技术委员会、水利水电建设总局主持下，由水利水电科学研究院(主编)、北京勘测设计院、原水利电力部东北勘测设计院、华北水利水电学院共同编写了《碾压式土石坝设计技术规范》(初稿)，(以下简称原规范)，分发国内有关单位征求意见后，于1964年由原水利电力部技术委员会及水利水电建设总局主持审查通过。

以后因故未能正式颁发。

1973年由水利电力部基建司将《碾压式土石坝设计规范》的修订任务下达给原水利电力部第五工程局设计组负责。

1977年9月由五局设计组提出编写提纲，原水利电力部规划设计管理局组织讨论修改，并安排有关单位分工编写。

1978年11月在山东临朐县召开了合稿协调会，进行《碾压式土石坝设计规范》正文的核稿。

而后由原水利电力部西北勘测设计院白龙江设计队汇总提出《规范》第一稿，于1980年3月送有关单位征求意见。

1980年8月由原水利电力部西北勘测设计院根据各单位意见再次进行修改后提请审查。

1981年2月由原水利电力部规划设计管理局主持，在北京召开了审查会议，会议请原水利电力部西北勘测设计院再作修改后提出送审修改稿。

在此以前，曾对几个附录分别召开过专题审查会议。

1983年初，由原水利电力部主持，组织部内各有关司局及在京单位对送审修改稿进行审查，并责成水利水电规划设计院和水利水电科学研究院对规范正文和附录修改定稿后报部审批。

1984年11月原水利电力部正式批准《碾压式土石坝设计规范》SDJ218-84(以下简称《规范》)试行。

二、参加《规范》编写的单位及其分工第一章总则原水利电力部第五工程局、西北勘测设计院第二章坝轴线和坝型选择原水利电力部西北勘测设计院第三章筑坝材料的选择与填筑标准的确定原水利电力部第五工程局第四章坝体结构原水利电力部第五工程局、西北勘测设计院、广西壮族自治区水电局第五章坝基处理山东省水利勘测设计院、原水利电力部西北勘测设计院、原水利电力部昆明勘测设计院、陕西省水利水电勘测设计院、浙江大学第六章土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接辽宁省水利勘测设计院第七章坝的计算原水利电力部西北勘测设计院、南京水利科学研究院第八章分期施工和扩建加高原水利电力部天津勘测设计院第九章原型观测原水利电力部西北勘测设计院附录一波浪和护坡计算华东水利学院、广西壮族自治区水电局附录二反滤层设计水利水电科学研究院、南京水利科学研究院附录三稳定计算原水利电力部西北勘测设计院附录四沉降计算原水利电力部西北勘测设计院、辽宁省水利勘测设计院附录五本规范用词说明原水利电力部西北勘测设计院还有原水利电力部昆明勘测设计院、成都科技大学、广西大学、黑龙江水利勘测设计院、河北省水利专科学校参加一些专题和试验工作。

本规范由原水利电力部西北勘测设计院和水利水电科学研究院担任主编。

三、编写本《规范》的指导思想及对《规范》内容的总的说明本《规范》的修订工作是在原规范的基础上进行的，吸收了国内外土石坝设计、施工和运行的经验教训及较为成熟的科研成果，删繁就简，去掉落后和守旧的部分，力求切合实际，技术先进，经济合理，确保安全。

本《规范》包括正文九章，共206条，约34000字，比原规范465条压缩了约56%；附录也由原规范的九篇减为五篇。

与原规范相比较，在章节的安排上有以下主要改变：(1)删除了内容与其他规范重复的原规范第二章土坝设计的基本资料；已有专门规范的地震稳定计算一节；内容属施工措施的坝体接缝的处理一节等。

(2)将大中型土石坝工程中不常用的易液化土、软粘土、湿陷性黄土坝基处理合并为一节。

(3)鉴于原型观测和反滤层的重要性，将有关内容加以增补后单设原型观测一章及反滤过渡层一节。

(4)将沉降计算一节内容增补应力变形分析后改为应力和变形计算一节。

(5)在原规范附录中删去刚性心墙计算、湿陷性黄土地基处理、排水减压井、渗透计算等篇；将护坡计算扩充为风浪和护坡计算；将地震区土坝稳定计算合并入稳定计算中，新增本《规范》用词说明。

与原规范相比较，在以下几方面有较重要的修改和补充：(1)由于薄层碾压式堆石在国内外都有很大的发展，基本上取代了过去惯用的抛填堆石，而碾压式堆石坝的设计方法与碾压式土坝基本相同，故本规范名称定为《碾压式土石坝设计规范》SDJ218—84，包括了碾压式堆石坝的有关内容。

(2)根据近代土石坝发展的趋向和防渗结构的性质，将坝型分为均质坝、分区坝和人工防渗材料坝三种基本类型。

分区坝采用土质防渗体，包括心墙、斜墙、斜心墙或较厚的防渗土料区等类型，人工防渗材料坝采用非土质防渗材料，包括钢筋混凝土面板、沥青混凝土面板和心墙等类型。

(3)明确规定“一般土石料原则上均可作为筑坝材料”，只是如何合理利用和考虑经济效益的问题。

对填筑标准，粘性土用压实度，无粘性土用相对密度，堆石用孔隙率作为控制指标。

(4)在坝体排水设施中，增加了用于降低坝内孔隙水压力和改变渗流方向的坝壳水平排水层，以及竖式排水。

(5)在土石坝与混凝土建筑物连接形式中，根据近代实践经验，主要采用插入式和侧墙式两种，以简化接头形式，保证结合面填土的质量，并用反滤层控制结合面的渗透变形。

(6)由于电子计算机和有限元法的发展，土石坝的数值分析方法有了很大的进展，本《规范》除了以传统方法作为判别土石坝安全性的主要手段以外，也强调了数值计算方法的重要性，建议对重要工程要进行应力变形和渗流的数值计算。

(7)在稳定分析中，除保留原规范的圆弧滑动分析法作为基本方法以外，还建议用考虑条块间作用力的简化毕肖普法进行核算，但后者要采用较大的安全系数。

对其他考虑条块作用力的严格方法则可以由设计者自行选择，作校核之用，而不作统一规定。

(8)对风浪计算，反滤层设计等坝体构造方面的设计计算作了较大的变动。

(9)在原型观测这一章中，增加了坝体应力、坝体内部水平位移、坝体地震反映等观测项目的有关内容。

第一章总则第1.0.1条关于本规范适用范围，保留了原规范条文，规定适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级土石坝的设计。

对重要的小坝可参照使用，要求可以适当降低，设计工作可以适当简化。

第1.0.2条关于高、中、低坝的划分，是新增条文。

由于土石坝设计中，高坝的技术要求是较高的，问题也较多，在设计中应区别对待。

高中坝的界线以坝高为70m划分，是为了和已颁布的《混凝土重力坝设计规范》、《碾压式土石坝施工规范》等相一致而规定的，适合于当前我国高土石坝不多的情况，以后随着高土石坝的不断出现，还可作必要的调整。

第1.0.4条列举正常与非常工作条件。

除常规情况外，还规定了：(1)抽水蓄能电站的水库水位的经常性变化和降落为正常工作条件。

(2)将非常工作条件遇地震视为特殊情况，但这种情况非常稀遇，也可以不作校核。

第1.0.5条规定了土石坝设计划分为可行性研究、初步设计和施工详图三个阶段。

根据现行规定，第三阶段应为技施设计。

以后如有统一规定，则应按统一规定执行。

第1.0.6条是对土石坝泄水、引水建筑物的基本要求，需要说明以下两点：(1)对泄水建筑物的布置和型式，本规范建议在地形有利时，应以开敞式溢洪道为主要泄洪措施，以有利于提高土石坝枢纽的泄洪超载能力和运行的可靠性。

并规定在布置开敞式溢洪道有困难时，也可采用隧道泄洪，最好是采用进口为开敞式，下接陡槽式的无压泄洪隧洞。

国内外已建成的土石坝枢纽工程多数采用开敞式溢洪道，但是也不乏以隧洞泄洪为主的高土石坝。

例如墨西哥的奇科森心墙堆石坝，坝高263m，就是以3条15m直径的隧洞泄洪17000m3/s。

泄洪隧洞失事的实例是不少的，特别是龙抬头形式，但是也有不少成功实例，如碧口水电站的泄洪隧洞经受长期泄洪考验表明能安全运行。

现代高速水流的研究成果和实践经验表明，采用良好的体型、控制不平整度、加设通气槽等措施，隧洞泄洪也是可以保证安全的。

用导流隧洞改建的龙抬头形式也是如此。

所以不要因为难以布置开敞式滥洪道而对土石坝的应用加以限制。

(2)对软基上的坝下埋管加以必要的限制，规定只有低坝在经过论证之后，才能采用。

对于埋入基岩或置于岩基上的坝下埋管，则未加限制，但需根据本《规范》第六章6.2.4条要求，做好连接措施和反滤层。

第1.0.6条指出了要遵守的相关规范。

由于各项相关规范是不同单位在不同时期分别编写和审查的，有些规定难免有矛盾之处，但需具体分析，不能笼统规定遵守或参照某规范。

故本规范中在涉及相关规范之处，都具体注明如何执行的办法。

第二章坝轴线和坝型选择第2.1.2条关于坝轴线形状，是新增加的条文，规定一般采用直线，除强地震区外有时也可用折线，但转折处应以曲线段连接。

国外有些土石坝采用过向上游起拱的曲线形坝轴线，特别是峡谷区的高土石坝，认为这样做可减少防渗体中的拉应力，有利于防止裂缝和与陡岸连接。

但实践表明防渗体是否产生裂缝主要取决于工程措施和压实质量，因此近年来已不太采用这种型式。

罗贡、努列克、奇科森、买加、契伏、瓜维奥等200m以上高坝坝轴线都是采用直线，其运行状况都很正常。

第2.2.1条关于坝型，对原规范有较大修改。

原规范主要根据苏联规范，把坝型分为均质坝、土质斜墙坝、土质心墙坝和刚性心墙坝四种类型，这已经不能适应当前情况了。

现今流行的土石坝分类方法有好几种。

如有的先按主要筑坝材料分为土坝和堆石坝，如石料占坝剖面的50%以上称堆石坝，反之称土坝。

但碾压式土坝和碾压式堆石坝的设计和施工方法基本上是一致的，由于近来软岩石、风化料、砾石土等材料的大量使用，有时也难以从主要筑坝材料划分坝型。

所以本规范统称为土石坝。

有的将土质防渗体的坝称为土石坝，而将人工防渗材料的面板坝称为堆石坝。

这样划分也不很确切，因为前者也可能有一定数量的堆石体，而后者也可以用砂砾石填筑坝体。

按均质坝，心墙坝，斜墙坝来划分，习用已久，也比较简单明了，但不能包括除心墙，斜墙以外的分区坝、如上游为防渗体，下游为透水料；从内到外由透水性渐增的若干层不同材料组成的分区坝等。

同时土质防渗体和混凝土、沥青混凝土等防渗材料，在设计和施工上都有很大差别。

为此，本规范采用了均质坝、分区坝和人工防渗材料坝的分类方法。

这样分类还可突出近年来广泛采用人工防渗材料的趋势。

第2.2.2条～第2.2.4条规定坝型选择应综合考虑各有关因素，经技术经济比较确定，并强调了因地制宜。

坝高的因素对坝型的技术经济指标影响很大，一般高坝多采用分区坝，低坝多采用均质坝，但由于砾石土和风化料的应用日益广泛，也有用这种粗粒材料筑较高均质坝的实例。

当地筑坝材料的性质和数量对坝型选择有决定性的影响，土石坝在很大程度上是“因材设计”的。