SL 274-2020 碾压式土石坝设计规范（附条文说明）

SL ICS93.160

P 59

中华人民共和国水利行业标准

SL274——2020 替代SL274—2001

碾压式土石坝设计规范

Design code for rolled earth-rock fill dams

2020-11-30发布2021-02-28实施

中华人民共和国水利部 发布

根据水利技术标准制修订计划安排，按照SL1—2014《水利技术标准编写规定》的要求，对SL274—2001《碾压式土石坝设计规范》进行修订。

本标准共10章和6个附录，主要技术内容有∶

——枢纽布置和坝型选择；

——筑坝材料选择和填筑要求；

——坝体结构；

——坝基处理；

——坝体与坝基及其他建筑物的连接；

——坝的计算和分析；

——分期施工与扩建加高；

——安全监测设计。

本标准所替代标准的历次版本为∶——SDJ 218——84 、——SL 274——2001

本次修订主要内容有：

————相关各章节中增加了体现风险设计理念的相关内容；

————对料场规划和开挖料利用的有关内容进行了补充；

————根据土石坝技术发展，对填筑要求作了相应修订；

————补充完善了反滤层设计；

————砂砾石地基处理强化了开挖和混凝土防渗墙应用；

————细化了岩基不利地质条件处理；

————增加了坝下埋管的相关规定；

————坝体结构、坝基处理和坝与地基连接中，增加了防渗、排水形成完整体系有关内容；

————增加土石坝应力变形计算材料模型有关内容。

本标准中的强制性条文有∶3.2.5条，4.1.6条1款、2款，4.1.16条，4.2.3条1款，4.2.5条1款、2款，5.3.1条，5.3.5条，5.3.7条，5.5.3条5款，5.6.2条，8.3.15条。以黑体字标示，必须严格执行。

1.0.1 为规范水利水电工程碾压式土石坝的设计，达到安全适用、经济合理和技术先进的要求，制定本标准。

1.0.2 本标准适用于1级、2级、3级和3级以下坝高大于30m 的碾压式土石坝的设计。

1.0.3 坝高 200m 及其以上的高坝或特别重要的碾压式土石坝设计，在遵照执行本标准的同时，对填筑标准、渗流、抗滑稳定和变形安全等应进行专门研究。

1.0.4 土石坝按其坝高可分为低坝、中坝和高坝，高度在30m 以下为低坝，高度在30～70m为中坝，高度在70m以上为高坝。

1.0.5 土石坝在正常和非常运用条件的荷载组合情况下，应满足稳定、渗流、变形以及规定的超高等要求，保证在合理使用年限内安全运用和充分发挥其经济效益和社会效益。

1.0.6 土石坝设计条件应根据所处的工作状况、作用力出现的几率和持续时间的长短划分为正常运用条件、非常运用条件I和非常运用条件Ⅱ三种。

1 ）下列工况应为正常运用条件∶

1）水库水位处于正常蓄水位和设计洪水位与死水位之间的各种水位的稳定渗流期；

2）水库水位在上述范围内经常性的正常降落；

3）抽水蓄能电站的水库水位的经常性上升和降落。

2 下列工况应为非常运用条件I∶

1）施工期；

2）校核洪水位有可能形成稳定渗流的情况；

3）水库水位的非常降落，包括自校核洪水位降落、降落至死水位以下，以及大流量快速泄空等。

3 正常运用条件遇地震应为非常运用条件Ⅱ。

1.0.7 本标准主要引用下列标准∶

GB/T50290 土工合成材料应用技术规范GB50487 水利水电工程地质勘察规范GB/T50662 水工建筑物抗冰冻设计规范GB51247 水工建筑物抗震设计标准SL62 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范SL237 土工试验规程SL251 水利水电工程天然建筑材料勘察规程SL 252 水利水电工程等级划分及洪水标准SL386 水利水电工程边坡设计规范SL551 土石坝安全监测技术规范SL725 水利水电工程安全监测设计规范

1.0.8 碾压式土石坝设计除应符合本标准规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2.0.1 碾压式土石坝 rolled earth and rock-fill dam

用土、堆石、砂砾石等当地材料填筑，并将土石料分层碾压而成的坝。

2.0.2 均质坝 homogeneous earth dam

坝体断面不分防渗体和坝壳，绝大部分由一种土料组成的坝。

2.0.3 土质防渗体分区坝 earth zoned earth rock-fill dam

坝体断面由土质防渗体及若干透水性不同的土石料分区构成，可分为心墙坝、斜墙坝以及其他不同形式的土质防渗体分区坝。

2.0.4 非土质材料防渗体坝 non-earth earth rock-fill dam

防渗体由混凝土、沥青混凝土或土工膜组成，而其余部分由土石料构成的坝。

2.0.5 砾石土 gravelly soil

含有碎石、砾、砂、粉粒、黏粒等组成的宽级配土，包括冰碛的、风化的和开挖的风化岩石或软岩经碾压后形成的及人工掺合的各种砾石土。

2.0.6 膨胀土 expansive soil

富含亲水矿物并具有明显吸水膨胀与失水收缩特性的高塑性黏土。

2.0.7 分散性土 dispersive soil

钠、钾离子含量较高，遇水尤其是纯水容易分散成散粒结构的土。

2.0.8 软土 soft clay

天然孔隙比大于或等于1.0、天然含水量大于液限、具有高压缩性、低强度，高灵敏度、低透水性和高流变性，且在较大地

震力作用下可能出现震陷的细粒土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。

2.0.9 有机质土 organic soil

有机质含量大于5%，呈浅灰至深灰色，有臭味，压缩性高的黏土或粉土。按有机质含量Q的大小可分为泥炭土（10%≤Q <60%）和泥炭（Q≥60%）。

2.0.10 黄土 loess

主要由粉粒组成，呈棕黄、灰黄或黄褐色，一般具有多孔性、大孔隙和垂直节理的土。

2.0.11 湿陷性黄土 collapsible loess

结构疏松、胶结相对较弱，浸水时结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土。遇水产生自重湿陷的土称为自重湿陷性黄土，不产生自重湿陷的黄土称为非自重湿陷性黄土。

2.0.12 红黏土 laterite

石灰岩或其他熔岩经红土化后形成的富含铁铝氧化物的褐红色粉土或黏土。

2.0.13 特殊性土 special soil

具有特殊成分、结构、构造或特殊物理力学性质的土，如软土、黄土、红黏土、湿陷性土、分散性土、膨胀土、液化土、有机质土等。

2.0.14 硬岩 hard rock

饱和无侧限抗压强度大于等于30MPa的岩石。

2.0.15 软岩 soft rock

饱和无侧限抗压强度小于30MPa的岩石。

2.0.16 不连续级配土 gap-graded soil

由于土中缺乏某一范围的粒径而使粒径分布曲线上出现“台阶”状的土。

2.0.17 压实度 degree of compaction

填土压实的干密度相应于试验室标准击实试验所得最大干密度的百分率。

2.0.18 坝下埋管 conduit under embankment

埋设在土石坝坝基或嵌入坝基内的洞形或管形过水结构物。

2.0.19 贴坡排水 slope face drainage

将坝体下游坡脚附近渗水排出并保护土石坝下游边坡不受冲刷的表层排水设施。

2.0.20 棱体排水 prism drainage

在土石坝下游坡脚处设置的棱形排水体。

2.0.21 竖式排水 chimney drain

位于土石坝坝体中部或偏下游处的竖向（或倾斜）排水设施。

2.0.22 减压井 relief well

为降低土石坝下游覆盖层的渗透压力而设置的井式减压排渗设施。

2.0.23 颗粒级配曲线 grain size distribution envelope curve

反映某类土粗细范围的颗粒组成的曲线，通常将其上下范围线称为级配包线，粗颗粒范围线称为下包线，细颗粒范围线称为上包线。

3.1.1 坝轴线应根据坝址区的地形地质条件、坝型、坝基处理、枢纽泄水建筑物及其他主要建筑物的布置和施工条件等，经多方案的技术经济比较确定。

3.1.2 坝轴线的选定应因地制宜，宜采用直线，也可采用折线，但在转折处应布置曲线段。地震设计烈度为Ⅷ度、Ⅸ度时，不宜采用折线。

3.1.3 坝址处存在岩溶、大断层、软土或滑坡等不良地质条件时，应研究避开或调整坝轴线降低其处理难度的可能性。

3.2.1 枢纽中的泄水建筑物应满足设计规定的运用条件和要求，建筑物应运用灵活可靠，其泄洪能力应满足宣泄设计洪水、校核洪水的要求，并应满足排沙、排冰和排污的要求。

3.2.2 泄水建筑物的布置和形式，应根据地形地质条件、泄水规模、水头大小和防沙要求等综合比较后选定。泄水建筑物可采用开敞式溢洪道或同时采用开敞式溢洪道和隧洞，也可单独采用隧洞。在地形有利的坝址，宜布设开敞式溢洪道。

3.2.3 采用开敞式洞式溢洪道，应考虑一定的超泄能力，必要时应采取防止漂浮物影响泄洪能力的措施。

3.2.4 对地震设计烈度为M度及其以上的土石坝，应研究尽快降低库水位的措施。

3.2.5 地震设计烈度为Ⅷ度、Ⅸ度的土石坝或1级、2级高坝，应论证设置放空设施。

3.2.6 多泥沙河流，应设排沙建筑物，并在进水口设防淤和防护措施。

3.2.7 泄水和引水、输水建筑物进口、出口附近的坝坡和岸坡，应有可靠的防护措施。出口应采取妥善的消能措施，并使消能后的水流离开坝脚一定距离。

3.2.8 泄水建筑物不应采用坝下埋管形式。由于坝址地形、地质条件原因，引水、输水建筑物形式不得不采用坝下埋管时，高坝、中坝的坝下埋管应布设于岩基，低坝采用非岩基上埋管时应进行专门技术论证。地震设计烈度为Ⅷ度、Ⅸ度时，不应采用非岩基坝下埋管。

3.3.1 碾压式土石坝的形式可在下列三种基本形式中选择∶

1 均质坝。

2 土质防渗体分区坝。

3 非土质防渗体坝。

3.3.2 坝型选择应综合考虑下列因素，经技术经济比较确定∶

1 坝址区河势、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等地形地质条件。

2 筑坝材料的种类、性质、数量、位置和运输条件。

3 枢纽布置、坝高、坝基处理，以及坝体与泄水、引水建筑物等的连接。

4 施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件和施工期度汛等施工条件。

5 对渗漏量要求高低、上下游水位变动情况等运行条件。

6 环境保护、水土保持和移民安置等要求。7 坝及枢纽的总工程量、总工期和总投资。

3.3.3 在坝型选择的技术经济比较中，应考虑各种因素对大坝安全风险的影响。

3.3.4 对于中坝、低坝，在河床地形宽阔、泄洪规模大且两岸地形地质条件不具备布置泄洪建筑物的条件下，经论证可选择当地材料坝与混凝土坝组合的组合坝型。

3.3.5 3级低坝可采用复合土工膜防渗体坝。2级低坝和3级及其以下中坝采用土工膜防渗体时，应经专门论证。

3.3.6 轴线较长的土质防渗体土石坝，根据地形、地质及料场的具体条件，可采用不同的防渗体形式。不同防渗体形式的坝段间应设置渐变坝段。

1总则……………………………………………………………1

2术语……………………………………………………………3

3枢纽布置和坝型选择…………………………………………6

3.1坝轴线………………………………………………………6

3.2泄水引水建筑物……………………………………………6

3.3坝型选择……………………………………………………7

4筑坝材料选择和填筑要求……………………………………9

4.1筑坝材料选择………………………………………………9

4.2填筑要求…………………………………………………12

5坝体结构………………………………………………………15

5.1坝体分区…………………………………………………15

5.2坝坡………………………………………………………15

5.3坝顶超高…………………………………………………16

5.4坝顶构造…………………………………………………18

5.5防渗体……………………………………………………19

5.6反滤层和过渡层……………………………………………19

5.7坝体排水…………………………………………………21

5.8护坡………………………………………………………23

5.9坝面排水…………………………………………………25

6坝基处理………………………………………………………26

6.1一般规定…………………………………………………26

6.2砂砾石坝基的渗流控制……………………………………26

6.3岩石坝基处理………………………………………………30

6.4特殊性土坝基的处理………………………………………33

7坝体与坝基及其他建筑物的连接……………………………35

7.1坝体与坝基的连接…………………………………………35

7.2坝体与其他建筑物的连接…………………………………36

8坝的计算和分析………………………………………………39

8.1渗流计算分析………………………………………………39

8.2渗透稳定计算分析…………………………………………40

8.3稳定计算和分析……………………………………………41

8.4应力和变形计算分析………………………………………45

9分期施工与扩建加高…………………………………………48

9.1分期施工…………………………………………………48

9.2扩建加高…………………………………………………48

10安全监测设计………………………………………………50

附录A波浪和护坡计算………………………………………51

附录B反滤层设计……………………………………………61

附录C坝体内孔隙压力的估算………………………………65

附录D稳定分析………………………………………………67

附录E沉降计算………………………………………………74

附录F应力和变形计算模型…………………………………82

标准用词说明……………………………………………………87

标准历次版本编写者信息………………………………………88

条文说明…………………………………………………………89

投稿会员：古德

土木圣经9.9