正式版 NB/T 35024-2014 水工建筑物抗冰冻设计规范（附条文说明）.pdf

NB ICS 27.140 P59

备案号J1910—2014

中华人民共和国能源行业标准

NB/T 35024—2014代替DL/T 5082—1998

水工建筑物抗冰冻设计规范

Design code for hydraulic structures against ice and freezing action

2014-11-01 实施2014-06-29 发布

国家能源局 发布

根据《国家能源局关于下达2009年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（国能科技〔2009〕163号）的要求，规范编制组经调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，编制本规范。

本规范的主要技术内容是∶冰冻荷载及荷载组合、材料与结构构造、堤坝与泄水建筑物、引水与电（泵）站建筑物、渠道衬砌、闸涵建筑物、挡土墙、渡槽与桥梁、水工金属结构、多年冻土区水工建筑物、监测。本规范修订的主要内容是∶

——将适用范围修改为"本规范适用于季节性冻土区工程及多年冻土区小型工程受冰、冻融和冻胀作用的新建或改建、扩建的水工建筑物抗冰冻设计”；

——增加了“术语和符号”一章

——修订了冻胀性土与非冻胀性土的分类标准，修改了土的冻结深度和冻胀量的计算方法；

——增加了"结构构造"的内容，强调了应做好防渗及排水设计

——增加了堤防与护岸、边坡和隧洞等建筑物抗冰冻设计要求

——修改了保温层厚度和换填非冻胀性材料范围、深度的确定方法

——增加了闸涵建筑物基础抗冻胀稳定的验算公式；

——修改了挡土墙水平冻胀力的分布和计算公式；

——对桩、墩基础抗冻拔稳定验算公式和桩、墩基础受拉承载力验算的分项系数取值做了局部调整；

——增加了水工金属结构的门叶电热法防冰冻计算方法，修改了压力水射流法防冰冻计算方法，取消了热油防冰冻法和门叶热空气法防冰冻计算方法；

——增加了多年冻土区水工建筑物抗冰冻设计的有关内容；

——增加了监测设计要求。

1.0.1 本规范规定了水工建筑物抗冰冻设计的基本原则、方法和技术要求。

1.0.2 本规范适用于季节性冻土区工程及多年冻土区小型工程受冰、冻融和冻胀作用的新建或改建、扩建的水工建筑物抗冰冻设计。

1.0.3 本规范根据《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》GB 50199 的规定，采用概率极限状态设计原则，以分项系数设计表达式进行设计。

1.0.4 水工建筑物抗冰冻设计应符合下列基本规定∶

1 因地制宜，安全可靠，经济实用，节能环保。

2 掌握建筑物所在地的自然条件、建筑物施工和运行条件等基本资料。

3 根据冰冻作用的影响因素、危害程度、建筑物的级别及其类型，确定抗冰冻设计方案，提出施工和运行方面的要求。

4 从选址（线）、选型、工程布置、结构形式和材料性能上研究采取抗冰冻作用的工程措施，必要时可考虑采取其他辅助性技术措施，并强调做好防渗及排水设计。

5 在总结实践经验、试验研究和充分论证的基础上，可结合工程具体情况采用抗冰冻作用的先进技术。

1.0.5 水工建筑物的抗冰冻设计除应符合本规范规定外，尚应符合现行国家及行业有关标准的规定。

1.0.6 位于多年冻土地区水工建筑物和季节性冻土地区受冰冻作用严重的重要水工建筑物，应对其抗冰冻设计进行专门研究。

2.1.1 冻土 frozen ground（soil，rock）

具有负温或零温度并含有冰的土或岩石。

2.1.2 多年冻土 permafrost，perennially frozen ground

冻结状态持续两年或两年以上的土或岩石。

2.1.3 季节冻土 seasonally frozen ground

地壳表层寒季冻结、暖季又全部融化的土或岩石。

2.1.4 多年冻土上限 permafrost table

多年冻土的顶面。

2.1.5 年平均地温 mean annual ground temperature

地温年振幅为零处的地温。

2.1.6 地温年振幅 annual amplitude of temperature in ground

地表或地中某点，一年中地温最高与最低值之差的1/2。

2.1.7 融沉系数 thaw-settlement coefficient

冻土融化过程中，在自重作用下产生的相对融化下沉量。

2.1.8 标准冻深 standard freezing depth

邻近工程地点、气温条件相近的气象台（站）实测历年最大冻深平均值。

2.1.9 设计冻深 design freezing depth

自天然地表或设计地面高程算起的设计取用的冻深值。

2.1.10 地基土设计冻深 design freezing depth of foundation

自建筑物底面算起的地基土（或墙后土）冻结深度设计取用值。

2.1.11 冻结指数 freezing index

整个冻结期内日平均温度低于0℃的日平均气温逐日累积值。

2.1.12 冻胀量 amount of frost-heaving

土在冻结过程中的膨胀变形量。

2.1.13 地表冻胀量 amount of frost-heaving of ground surface

整个冻结期内冻结膨胀后的地面与冻前地面的高差值。

2.1.14 冻胀力 frost-heaving force

土的冻胀受到约束时产生的力。

2.1.15 水平冻胀力 horizontal frost-heaving force

土冻胀时作用于建筑物侧面水平方向的冻胀力。

2.1.16 切向冻胀力 tangential frost-heaving force

土冻胀时作用于建筑物基础侧表面向上的冻胀力。

2.1.17 法向冻胀力 normal frost-heaving force

土冻胀时作用于建筑物基础底面法线方向的冻胀力。

2.1.18 静冰压力 static ice pressure

静止冰盖升温膨胀对建筑物产生的作用力。

2.1.19 动冰压力 dynamic ice pressure

移动的冰盖或漂冰对建筑物产生的撞击力。

2.1.20 冰盖 ice cover

水体表面形成的大面积冰层。

2.1.21 武开江 ice breakup due to hydraulic and climatic effect

冰盖尚未解体前，由于气象和水力因素突变将冰盖鼓开，形成大量流冰的现象。

2.1.22 冰坝 ice dam

大量冰块在束窄的河道、浅滩、未解冻前缘等处堆积，使河道阻塞、水位壅高的现象。

2.1.23 融化盘 thaw bulb under foundation

多年冻结地基土发生部分融化形成的盘、盆状土区。

3.0.1 水工建筑物抗冰冻设计，应根据需要取得工程地点的气象、冰情、冻土及岩体工程地质特性等基本资料。

3.0.2 工程地点的年平均气温、最冷月平均气温、最低日平均气温、冻结指数、冬季风向和风速等主要气象资料，应按当地或条件相似的邻近气象台（站）的资料采用，其统计系列年限不宜少于最近20年。

3.0.3 气候分区应根据最冷月平均气温确定，分区标准应符合下列规定：

严寒最冷月平均气温ta<-10℃寒冷；最冷月平均气温-10℃≤ta≤-3℃；温和最冷月平均气温ta>-3℃；

3.0.4 设计采用的冻结指数应取历年最大值，其统计系列年限不宜少于最近20年。

3.0.5 封冰（冻）日期、解冰（冻）日期、流冰历时、冰厚、冰块尺寸、冰流量、流冰总量、流冰种类及性质、武开江概率等主要冰情资料，应根据当地或冰情相似的河流、水库的观测资料确定。无实测资料时，宜通过实地调查确定；条件不具备时，可参照本规范附录A确定。

3.0.6 工程地点地基土的类型、颗粒组成、密度、塑限、液限、天然含水率宜通过试验确定，工程地点地基土的冻前地下水位可通过观测或调查确定。

3.0.7 标准冻深、地表冻胀量、多年冻土类型与类别等冻土资料，应分别按下列方法确定∶

1 标准冻深宜直接采用当地或邻近工程地点气温、地下水位和土质条件相近气象台（站）的历年最大冻深平均值，其统计系列年限不宜少于最近20年。无实测资料时，可查本规范附录B 图B.0.1-1确定。

2 地表冻胀量宜通过现场实测确定；无实测资料时，可通过工程类比或本规范附录B、附录C综合确定。

3 多年冻土类型应通过现场工程勘察确定，冻土描述与定名应符合《冻土工程地质勘察规范》GB50324的规定。

3.0.8 冻胀性土和非冻胀性土可根据地基土的颗粒组成按下列判别标准进行划分∶

1 土中粒径小于0.075mm的土粒质量不大于总质量10%的土为“非冻胀性土”

2 土中粒径小于0.075mm的土粒质量大于总质量10%的土为“冻胀性土”。

3.0.9 土的冻胀级别可根据地表土冻胀量或地基土冻胀量、挡土结构（墙）后计算点土的冻胀量大小，按表3.0.9分为五级。

1总则………………………………………………………………1

2术语和符号………………………………………………………2

2.1术语…………………………………………………………………2

2.2符号……………………………………………………………4

3设计基本资料……………………………………………………7

4冰冻荷载及荷载组合…………………………………………10

4.1冰冻荷载…………………………………………………………10

4.2荷载组合………………………………………………………11

5材料与结构构造………………………………………………13

5.1混凝土和浆砌石材料…………………………………………13

5.2保温材料………………………………………………………17

5.3分缝和止水……………………………………………………17

5.4结构构造………………………………………………………18

6堤坝与泄水建筑物………………………………………………19

6.1一般规定………………………………………………………19

6.2混凝土坝与砌石坝……………………………………………20

6.3土石坝………………………………………………………21

6.4溢流坝与岸边溢洪道……………………………………………23

6.5泄洪洞与坝体泄水孔……………………………………………24

6.6堤防与护岸……………………………………………………24

6.7边坡…………………………………………………………25

7引水与电(泵)站建筑物……………………………………26

7.1一般规定………………………………………………………26

7.2取水口排冰……………………………………………………26

7.3明渠冬季输水…………………………………………………27

7.4前池排冰………………………………………………………29

7.5输水隧洞与暗管………………………………………………30

7.6调压室………………………………………………………31

7.7地面厂(泵)房………………………………………………31

8渠道衬砌………………………………………………………33

8.1一般规定…………………………………………………………33

8.2衬砌结构抗冻胀稳定性要求………………………………………33

8.3衬砌结构………………………………………………………34

8.4冻胀土基处理…………………………………………………36

8.5渠坡稳定要求……………………………………………………38

9闸涵建筑物……………………………………………………39

9.1一般规定……………………………………………………………39

9.2结构与布置……………………………………………………40

9.3稳定与承载力验算……………………………………………40

9.4抗冻胀措施……………………………………………………43

10挡土墙…………………………………………………………47

10.1一般规定……………………………………………………47

10.2水平冻胀力计算…………………………………………………48

10.3抗冻胀措施…………………………………………………49

11渡槽与桥梁…………………………………………………………52

11.1一般规定……………………………………………………52

11.2基础结构……………………………………………………52

11.3基础稳定与承载力验算………………………………………53

12水工金属结构…………………………………………………56

12.1一般规定……………………………………………………56

12.2闸门和启闭机…………………………………………………57

12.3拦污栅…………………………………………………………60

12.4露天压力钢管…………………………………………………61

13多年冻土区水工建筑物………………………………………62

14监测……………………………………………………………65

14.1一般规定……………………………………………………65

14.2冰情与冰压力观测……………………………………………66

14.3冻土观测……………………………………………………66

附录A中国主要河流冰情特征…………………………………68

附录B土的冻结深度确定………………………………………74

附录C土的冻胀量确定…………………………………………83

附录D冰压力计算………………………………………………87

附录E门叶电热法防冰冻计算…………………………………90

附录F压力水射流法防冰冻计算………………………………92

附录G多年冻土区水工建筑物抗冰冻设计……………………94

本规范用词说明……………………………………………………98

引用标准名录………………………………………………………99

附：条文说明……………………………………………………101

投稿会员：古德

土木圣经9.9