DB52∕T 1545-2020 堆石混凝土拱坝技术规范(贵州省).pdf
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1、 ICS 91.080.30 CCS P 55 DB52 贵州省地方标准 DB52/T 15452020 堆石混凝土拱坝技术规范 Technical code for rock-filled concrete arch dams 2020 - 12 - 16 发布 2021 - 04 - 01 实施贵州省市场监督管理局 发 布 DB52/T 15452020 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 4 5 原材料 . 4 6 材料性能 . 5 7 拱坝设计 . 8 8 拱坝施工 . 12 9 大坝质量检查与控制 . 15
2、 附录 A (规范性) 堆石表面含泥量试验. 19 附录 B (规范性) 自密实性能稳定性试验. 20 附录 C (资料性) 堆石混凝土性能经验公式. 21 附录 D (资料性) 堆石混凝土质量评定表. 23 DB52/T 15452020 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 本文件由贵州省水利厅提出。 本文件由贵州省水利标准化技术委员会归口。 本文件起草单位: 遵义水利水电勘测设计研究院、 清华大学、 中国水利水电科学研究院、 贵州大学、贵州省水利水电工程咨询有限责任公司、遵义市水利水电建设总公司、贵州新中水工程
3、有限公司、北京华石纳固科技有限公司。 本文件主要起草人:金峰、何谨铖、张全意、杨丽群、曾旭、周虎、何涛洪、乔志超、唐晓玲、周秋景、李明卫、郑衡、张文胜、李玲玉、李怀斌、程恒、李友彬、陈黎、成克雄、黄杜若、娄诗建、廖仕信、杨金涛、王学军。 DB52/T 15452020 1 堆石混凝土拱坝技术规范 1 范围 本文件规定了堆石混凝土拱坝设计、施工中的范围、术语、总则,对原材料、材料性能、拱坝设计、拱坝施工、大坝质量检查与控制提出技术要求。 本文件适用于贵州省辖区内新建、改建和扩建的堆石混凝土拱坝。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期
4、的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 175 通用硅酸盐水泥 GB/T 200 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥 GB 748 抗硫酸盐硅酸盐水泥 GB/T 1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 GB/T 50662 水工建筑物抗冰冻设计规范 DL/T 5100 水工混凝土外加剂技术规程 DL/T 5304 水工混凝土掺用石灰石粉技术规范 NB/T 35092 混凝土坝温度控制设计规范 NB/T 10077 堆石混凝土筑坝技术导则
5、SL 191 水工混凝土结构设计规范 SL 282 混凝土拱坝设计规范 SL 352 水工混凝土试验规程 SL 531 大坝安全监测仪器安装标准 SL 601 混凝土坝安全监测技术规范 SL 632 水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准混凝土工程 SL 654 水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范 SL 677 水工混凝土施工规范 SL 678 胶结颗粒料筑坝技术导则 SL 725 水利水电工程安全监测设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 DB52/T 15452020 2 3.1 堆石 rock 堆石混凝土中使用的满足一定要求的大粒径石料。 来源:NB/T 1007
6、7-2018,2.0.1 3.2 堆石体 rockfill 堆石混凝土施工过程中,在仓面利用机械等方式堆积成一定厚度,具有一定空隙率的堆石集合。 来源:NB/T 10077-2018,2.0.2 3.3 堆石率 rockfill ratio 单位体积堆石混凝土中堆石所占的体积比(%)。 3.4 自密实性能 self-compacting capacity 混凝土浇筑时,不加振捣施工也能依靠其自重均匀地充填到堆石体空隙的性能。 来源:NB/T 10077-2018,2.0.3 3.5 高自密实性能混凝土 high performance self-compacting concrete(HSCC
7、) 在流动性、抗离析性、自密实性能稳定性等方面高于常规要求,能够依靠自重在堆石体空隙等狭小曲折空间内长距离流动充填,且可充填其中细小空隙的自密实混凝土。 3.6 堆石混凝土 rock-filled concrete(RFC) 利用高自密实性能混凝土充填堆石体的空隙,形成完整、密实、满足设计要求的混凝土。 来源:NB/T 10077-2018,2.0.5 3.7 堆石混凝土拱坝 RFC arch dam 使用堆石混凝土筑成的拱坝。 3.8 计算封拱温度 calculated closure temperature 针对整体浇筑的堆石混凝土拱坝, 根据堆石混凝土入仓温度和水化热温升, 考虑温度发展
8、过程与弹模发展过程,在拱梁分载法分析时采用的拱圈等效封拱温度。 DB52/T 15452020 3 3.9 堆石混凝土施工层面 RFC lift joint 堆石混凝土上、下浇筑层间的结合面。 3.10 一体化浇筑 integrated casting 与坝体堆石混凝土相接的防渗层、廊道、垫层、孔口等部位同坝体堆石混凝土连续、同步浇筑的工艺。3.11 自密实混凝土防渗层 SCC impervious zone 采用自密实混凝土作为防渗层材料,并且与坝体堆石混凝土通过一体化浇筑而成。 3.12 自密实性能稳定性 stability of self-compacting capacity 衡量高自
9、密实性能混凝土流动性和抗离析性的性能稳定性指标。 3.13 体积水粉比 water-powder ratio by volume 单位体积高自密实性能混凝土拌和时所需水的体积与粉体体积之比。 来源:NB/T 10077-2018,2.0.9 3.14 自密实砂浆 self-compacting mortar 具有自密实性能的砂浆, 其流动充填性优于自密实混凝土, 其体积水粉比和砂的体积比例与自密实混凝土的体积水粉比和自密实混凝土的砂浆中砂与砂浆的体积比例基本相同。 3.15 浇筑完成时间 completion time of HSCC casting 高自密实性能混凝土从出机至入仓后停止流动的
10、时间。 3.16 浇筑覆盖时间 cover time of HSCC casting 高自密实性能混凝土从出机至被新混凝土覆盖的时间。 DB52/T 15452020 4 3.17 堆石混凝土内部冷缝 RFC internal cold joint 高自密实性能混凝土在充填堆石空隙时, 由于上层混凝土的覆盖时间超过下层混凝土的初凝时间而在堆石体内部形成的冷缝。 4 总则 4.1 堆石混凝土拱坝可充分利用天然石料,需结合其材料特性参照混凝土拱坝设计,宜采取机械化施工。 4.2 对于 1 级、2 级或重要的堆石混凝土拱坝,应进行专题论证。 4.3 堆石混凝土拱坝的材料、设计与施工除应符合本文件外,
11、尚应符合国家及行业有关标准的规定。 5 原材料 5.1 堆石 5.1.1 堆石宜使用完整、质地坚硬、不易崩解的石料,其饱和抗压强度宜满足表 1 的规定。如采用不满足表 1 要求的堆石时,应按照 NB/T 10077 附录 D 的相关要求,开展堆石混凝土性能试验验证后方可运用。 表1 堆石饱和抗压强度要求 堆石混凝土强度等级 C9015 C9020 C9025 C9030 C9035 堆石饱和抗压强度 MPa 30 40 50 5.1.2 堆石料宜使用毛石或块石,也可使用漂石或卵石。堆石料块径宜满足单块重量大于 30 kg,中部厚度不小于 200 mm,长边不超过结构断面最小边长的 1/4 且不
12、大于浇筑层厚。不满足块径要求的堆石料,经现场试验验证,其密实度和基本性能满足设计要求后,也可用于筑坝。 5.1.3 堆石表面含泥量不应大于 0.2%,其试验应按本文件附录 A 的有关规定执行。 5.2 水泥与掺合料 5.2.1 用于高自密实性能混凝土的水泥,使用掺合料时宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;不使用掺合料时宜选用水化热较低的中热硅酸盐水泥或低热硅酸盐水泥; 不宜使用铝酸盐水泥、 硫铝酸盐水泥等凝结速度较快的水泥。 5.2.2 用于高自密实性能混凝土的粉煤灰, 应符合 GB/T 1596 的有关规定, 宜使用 I 级或 II 级粉煤灰。 5.2.3 用于高自密实性能混凝土的粒化高炉矿渣
13、粉,应符合 GB/T 18046 的有关规定。 5.2.4 高自密实性能混凝土可掺加石灰石粉。石灰石粉的品质指标应符合 DL/T 5304 的有关规定,石粉的掺量应通过配合比试验确定。 5.2.5 掺用其他类型的石粉或掺合料时,应按本文件的要求检验新拌自密实性能混凝土性能指标和硬化混凝土指标满足设计要求后方可使用。 5.3 高自密实性能混凝土骨料 5.3.1 高自密实性能混凝土的细骨料可采用天然砂或人工砂。砂的品质应满足下列要求。 DB52/T 15452020 5 a) 采用天然砂时,含泥量不应大于 3%。 b) 采用人工砂时,宜采用亚甲蓝 MB 值测定方法判定其含泥量,亚甲蓝 MB 值应小
14、于 1.4。 5.3.2 高自密实性能混凝土的粗骨料宜采用连续级配或 2 个单粒径级配的卵石、碎石或碎卵石,最大粒径不应超过 20 mm,针片状颗粒含量不宜超过 8%。 5.4 外加剂 5.4.1 高自密实性能混凝土宜使用聚羧酸系减水剂。 5.4.2 高自密实性能混凝土不宜选用速凝剂或促凝类外加剂,也不宜选用早强剂或早强型外加剂。当自密实性能稳定性要求大于 1 h 时,宜采用缓凝型外加剂。 5.4.3 高自密实性能混凝土外加剂的性能指标应符合 GB 8076 的有关规定。使用高自密实性能混凝土选用的减水剂拌制的自密实砂浆,进行标准自密实砂浆试验的,其性能指标要求应符合表 2 的规定。砂浆自密实
15、性能的稳定性试验应按照 SL 678 中附录 B 执行。 表2 自密实砂浆的性能指标要求 项目 初始 静置 1 h 静置 2 h 扩展度 mm 250300 250, 且95 %初始值 250, 且90 %初始值 V 形漏斗通过时间 s 515 泌水率% 1 6 材料性能 6.1 一般规定 6.1.1 堆石混凝土拱坝的堆石混凝土应使用高自密实性能混凝土浇筑充填,大坝防渗层、廊道、坝肩垫层等一体化浇筑的部位宜使用自密实混凝土,其他部位可使用常态混凝土或自密实混凝土。 6.1.2 堆石混凝土耐久性指标可采用高自密实性能混凝土的耐久性指标。 6.1.3 大坝使用的各种混凝土的耐久性指标应采用设计龄期
16、的试件测定,并应符合 SL 654 和 GB/T 50662 中常态混凝土的有关规定。 6.2 高自密实性能混凝土性能指标 6.2.1 高自密实性能混凝土的自密实性能指标宜符合表 3 的规定,自密实性能稳定性试验应按本文件附录 B 的有关规定执行。 表3 高自密实性能混凝土的自密实性能指标 检测项目 设计配合比试验合格指标 施工入仓控制合格指标 坍落度 mm 260280 坍落扩展度 mm 670700 650720 V 形漏斗通过时间 s 1220 1022 自密实性能稳定性 h 1 注:高自密实性能混凝土的工作性能受浇筑方式影响,出机性能与入仓性能可能存在差异。高自密实性能控制应以入仓性能
17、作为控制指标。 DB52/T 15452020 6 6.2.2 高自密实性能混凝土强度等级应采用 90 d 龄期 80 %保证率 150 mm 立方体试件抗压强度确定,其强度等级和标准值见表 4。高自密实性能混凝土的轴心抗拉强度应通过 SL 352 相关试验进行确定。当无试验资料时,可按表 5 取值。 表4 高自密实性能混凝土强度标准值 高自密实性能混凝土强度等级 C9015 C9020 C9025 C9030 C9035 标准立方体抗压强度 MPa 15 20 25 30 35 表5 高自密实性能混凝土轴心抗拉强度标准值 高自密实性能混凝土强度等级 C9015 C9020 C9025 C90
18、30 C9035 轴心抗拉强度 MPa 1.42 1.68 1.91 2.13 2.33 6.2.3 高自密实性能混凝土的弹性模量、泊松比和热学性能宜通过 SL 352 相关试验进行确定。当无试验资料时,可参照类似工程的资料取值。 6.3 高自密实性能混凝土配合比 6.3.1 高自密实性能混凝土应按照设计要求,根据现场选用的原材料进行配合比试验。 6.3.2 高自密实性能混凝土配合比设计宜采用绝对体积法,合理设计各种成分的体积比例。每立方米高自密实性能混凝土中,原材料组成宜满足下列要求。 a) 粗骨料体积宜为 0.26 m30.30 m3。 b) 用水量宜为 170 kg200 kg。 c)
19、体积水粉比宜为 0.801.15。 d) 粉体量宜为 0.16 m30.20 m3。 e) 对于有抗冻要求的混凝土, 应掺加适量的引气剂, 其掺量应根据设计要求的抗冻等级通过试验确定。 6.3.3 高自密实性能混凝土的外加剂品种和掺量,应根据设计对混凝土性能的要求进行配合比试验后确定。 6.3.4 高自密实性能混凝土初凝时间,应根据生产浇筑能力、运输时间和仓面大小等因素确定。 6.3.5 用于堆石混凝土拱坝坝体的高自密实性能混凝土水泥用量应通过试验确定, 宜符合表 6 的规定。 表6 高自密实性能混凝土的水泥用量 序号 混凝土强度等级 水泥用量 kg/m3 1 C9015 130190 2 C
20、9020 150210 3 C9025 170230 4 C9030 190260 5 C9035 210290 注:水泥用量适用于采用 P.O 42.5 水泥和粉煤灰作为掺合料的高自密实性能混凝土。采用其他掺合料的可根据实际情况调整。 DB52/T 15452020 7 6.3.6 当高自密实性能混凝土的原材料发生以下变化时, 应及时调整配合比, 经试验验证后方可使用。 a) 水泥和掺合料的生产厂家、品牌、种类、型号、等级或品质发生变化。 b) 细骨料的种类、产地、品质发生变化,或者细度模数变化大于允许偏差0.2。 c) 粗骨料的岩性、产地、品质等发生变化。 d) 外加剂的厂家或品牌发生变化
21、。 6.4 堆石混凝土性能指标 6.4.1 堆石混凝土强度等级宜采用高自密实性能混凝土的强度等级代表,分为五级。堆石混凝土抗压强度标准值可按表 7 的规定取用。 采用仿真分析研究堆石混凝土温控抗裂性能时, 堆石混凝土轴心抗拉强度宜通过试验测定。当无试验资料时,可取高自密实性能混凝土轴心抗拉强度的 0.7 倍0.8 倍。 表7 堆石混凝土抗压强度标准值 堆石混凝土强度等级 C9015 C9020 C9025 C9030 C9035 抗压强度 MPa 15 20 25 30 35 6.4.2 堆石混凝土的容重可按照高自密实性能混凝土体积比 42 %48 %、堆石体积比 52 %58 %,根据其各自
22、容重通过加权计算得到;无试验资料时,堆石混凝土容重设计标准值可取 24.5 kN/m3、泊松比可取 0.20。 6.4.3 堆石混凝土弹性模量、绝热温升、线膨胀系数等指标可通过试验获得。当不具备条件时,可在高自密实性能混凝土试验的基础上,结合附录 C 的有关公式进行计算。 6.5 其他混凝土性能指标 6.5.1 使用自密实混凝土一体化浇筑防渗层、廊道等结构时,其自密实性能指标宜符合表 8 的规定。 表8 一体化浇筑的自密实混凝土的性能指标 检测项目 设计配合比试验合格指标 施工入仓控制合格指标 坍落度 mm 260280 坍落扩展度 mm 620700 600720 V 形漏斗通过时间 s 1
23、022 725 自密实性能稳定性 h 1 6.5.2 大坝混凝土的抗渗等级应根据所在部位承受的水头确定,可按表 9 采用。 表9 坝体混凝土抗渗等级的最小允许值 项次 部位 水头 m 抗渗等级 1 坝体内部 W4 H50 W6 50H100 W6W8 2 坝体上游防渗层 100H150 W8W10 6.5.3 高速水流区的混凝土应采用具有抗冲、耐磨和防空蚀性能的混凝土。 6.5.4 用于预制模板的混凝土性能应满足下列要求。 a) 预制模板不作为坝体时,其强度等级不宜低于 C15,砌筑砂浆的强度等级不宜低于 M7.5。 DB52/T 15452020 8 b) 预制模板作为坝体时,预制模板及砌筑
24、砂浆强度应与坝体混凝土强度相协调。 7 拱坝设计 7.1 一般规定 7.1.1 堆石混凝土拱坝的枢纽布置宜考虑堆石混凝土施工中堆石运输、入仓等环节的便利性。 7.1.2 堆石混凝土拱坝布置坝身泄水建筑物时,应优先使用溢流表孔,宜减少中孔或底孔的设置。 7.1.3 堆石混凝土拱坝应优化分区设计,优先采用一体化浇筑工艺。 7.1.4 堆石混凝土拱坝设计中,拱坝布置、水力设计、荷载与荷载组合、拱座稳定分析、坝基处理等设计内容应符合 SL 282 的有关规定。 7.2 体形选择与坝体应力分析 7.2.1 堆石混凝土拱坝体形设计时,应根据施工方式,考虑堆石混凝土施工特点,悬臂梁断面倒悬度不宜大于 0.2
25、5。 7.2.2 堆石混凝土拱坝体形设计时,应力分析宜采用拱梁分载法,也可采用有限元法,其允许应力应符合 SL 282 的有关规定。 7.2.3 拱坝应力分析应采用坝体混凝土持续弹性模量进行计算,坝体混凝土持续弹性模量可采用混凝土试件瞬时弹性模量的 0.6 倍0.7 倍。 7.2.4 分坝段浇筑并按设计封拱温度封拱灌浆的堆石混凝土拱坝,采用拱梁分载法计算应力时不考虑施工期应力,温度荷载以封拱温度起算,其允许应力应符合 SL 282 的有关规定,封拱温度的选择应考虑堆石混凝土水化温升特点。 7.2.5 采用拱梁分载法分析整体浇筑的堆石混凝土拱坝应力时,除应符合本文件第 7.2.4 的规定外,还宜
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