水利水电边坡设计规范范文

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第1篇

关键字：水库；导流标准；导流方式；导流建筑物设计；导流建筑物施工

中图分类号：TV文献标识码： A

1工程概况

承德大坝沟门水库位于滦河干流上，距离承德市135km，距离隆化县57km。大坝沟门水库总库容为4.157亿m3，工程主要包括拦河坝和水电站等。坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶高程714.0m，坝顶宽度10.0m，最大坝高96.0m。坝顶长745m，分32坝段，电站为坝后式。主要工程量：碾压混凝土191.51万m3，变态混凝土38.24万m3，常态混凝土17.22万m3，土方开挖49.58万m3，土石方回填67.95万m3，石方开挖198.66万m3，钢筋制安9560t，基础固结灌浆3.1万m，基础帷幕灌浆2.73万m。

2施工导流标准与方式

大坝沟门水库总库容为4.157亿m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），属大（2）型水库，工程等别为Ⅱ等，其主要建筑物拦河坝、泄洪底孔和坝身引水建筑物等级别为2级，电站为3级建筑物，消能防冲等次要建筑物级别为3级。

根据水利部《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004中表3.2.1及表3.2.6的规定确定：工程导流建筑物级别为IV级，导流建筑物洪水标准重现期为10年。

滦河枯水期9月～次年6月，汛期7～8月。结合本工程的情况，确定全年导流，分4期导流。一期施工导流设计流量381m3/s，采用“束窄河床、分期施工”的导流方式；二期导流设计流量381m3/s，利用围堰挡水、底孔泄流的导流方式；三期施工导流采用大坝挡水，底孔泄流；四期施工导流，围堰挡水。施工洪水成果见表1。

表1施工洪水成果表

3施工导流建筑物设计

3.1一期工程导流建筑物设计

一期工程施工1~16坝块、永久底孔、二期纵向混凝土围堰，施工至高程653m。

一期工程导流采用“束窄河床、分期导流”方式，土石围堰挡水、利用右侧河道泄流。一期导流设计流量381m3／s。

一期导流围堰顶高程由河底高程、正常水深、雍水高度和安全加高值确定。

正常水深按明渠均匀流公式计算：

式中：Q―设计导流流量（m3／s）；

m―渠道边坡系数，取为2.0；

b―渠道底宽(m)，取为110m；

n―糙率，取为0.025；

i―设计纵坡，取为2.0‰；

h0m―正常水深比，h0m＝h0/b。

经计算，明渠均匀流的正常水深h0为1.5m。

上游壅水高度Z按淹没宽顶堰公式计算：

式中：Ve－进口断面处流速；

-流速系数，取0.8；

V0-行进流速；

g-重力加速度；

经计算，上游壅高水深Z为0.42m，取0.5m。

一期围堰顶高程为：河底高程+正常水深+雍高水深+堰顶安全加高值＝647+1.5+0.5+0.5＝649.5m。

一期围堰为土石围堰，围堰断面型式为梯形断面，围堰顶高程为649.5m，围堰顶宽15m，边坡1:2.0，围堰高度2.5m，迎水面采用0.5m厚干砌石护坡，围堰长700m。采用0.4m混凝土防渗墙防渗，防渗墙嵌入基岩1m。

3.2二期工程导流建筑物设计

二期工程施工17~32坝块，二期工程施工至坝高程653m。

二期工程导流采用围堰挡水、2孔永久底孔与4孔临时导流底孔泄流的方式，二期导流设计流量381m3／s。上游横向围堰与上游混凝土纵向围堰连接、下游横向围堰与永久底孔导流墙相接。临时底孔位于11和12坝块，每个坝块设2孔3.0×3.0m底孔，底孔进口底板高程647m，底孔四周为2m厚常态混凝土,底孔出口设1.0m厚铅丝石笼防冲。6孔泄流底孔调洪成果见表2。

表26孔泄流底孔导流调洪成果

上游围堰堰顶高程确定：由底孔导流调洪成果可知，10年一遇381m3/s流量的最高洪水位为652.09m，围堰堰顶安全加高值取0.5m，确定上游围堰堰顶高程为652.59m。

上游纵向围堰采用碾压式混凝土围堰。纵向上游碾压混凝土围堰与16坝块相接，围堰顶高程652.59m，围堰顶宽5m，围堰高30.6m，1:0.5边坡，长60m，在围堰底部进行固结灌浆，灌浆入岩深度15m，孔距1.5m。

上游横向围堰为土石围堰，围堰断面型式为梯形断面，围堰顶高程为652.59m，围堰顶宽15m，边坡1:2，围堰高度6.59m，迎水面采用0.5m厚干砌石护坡，围堰长300m，采用0.4m厚混凝土防渗墙防渗，防渗墙嵌入基岩1m。

下游横向围堰堰顶高程确定：根据河道水位流量关系加堰顶安全加高值确定（水位流量关系见表1）。所以下游横向围堰堰顶高程为：10年一遇洪水位+堰顶安全加高值=644.28+0.5=644.78m。

下游横向围堰为土石围堰，围堰断面型式为梯形断面，围堰顶高程为644.78m，围堰顶宽15m，边坡1:2，围堰最大高度1m，迎水面采用0.5m厚干砌石护坡，围堰长250m，采用0.4m混凝土防渗墙防渗，防渗墙嵌入基岩1m。

3.3三期工程导流建筑物设计

三期工程施工利用建好的大坝挡水，6孔底孔泄流，施工高程653m以上部分。

3.4四期工程导流建筑物设计

四期工程施工首先进行封堵临时导流底孔，然后进行四期围堰填筑，围堰施工完毕后进行电站施工。

四期导流工程利用下游横向围堰挡水保护电站施工。电站施工时大坝具备蓄水功能，四期导流围堰顶高程按照现状水深、安全超高值计算。围堰布置在大坝下游，一侧接永久底孔导流墙、另一侧接左岸坡地。挡水围堰为土石围堰，围堰断面型式为梯形断面，围堰顶高程为643.5m，围堰顶宽6m，边坡1:2，围堰最大高度2.5m，迎水面采用0.5m厚草袋土护坡，围堰长100m，土工膜防渗。

4结语

（1）坝址区河道较宽，采用分期束窄河床的方式导流，具有便利条件，比较合理。

（2）工程一期、二期导流采用全年导流，在冬季寒冷、时间长的不利施工条件下，能够充分利用可施工时间，保证工程顺利完成。

（3）工程采用永久底孔与临时底孔结合泄流、二期下游纵向围堰和四期围堰利用永久底孔导流墙、三期导流利用大坝挡水，充分做到永临结合，节省投资。

参考文献：

[1] SL303-2004，水利水电工程施工组织设计规范.

[2] 水利电力部水利水电建设总局，水利水电工程施工组织设计手册.

[3] 武汉大学水利水电学院，水力计算手册.

第2篇

中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A

1 工程概况

金龙沟料场为原二滩电站人工骨料场开采剩余部分，位于二滩电站左岸坝肩上游金龙沟谷坡左侧，距二滩大坝直线距离约700m，距桐子林电站19km。料场右侧紧邻金龙山滑坡。分布高程1330～1600m，料场区总面积约0.1km2，地质储量约670万m3。

料场边坡岩体主要发育四组裂隙，使得边坡产生了垮塌。边坡垮塌前（2010年9月15日），当桩号约0＋00～0+35m段开挖至高程1562m，出露一沿④组随机发育的缓倾坡外的泥化夹层，夹层长约30m，宽3～10cm，2010年9月29日边坡巡视发现其上层已相对下层错动约30mm，之后坡脚反压，未能进一步观察其错动情况。垮塌后发现坡体后缘山脊附近沿①组裂隙分布有一裂隙密集带，带宽约1～1.5m，全强风化、卸荷作用强烈，带内充填泥及岩块、岩屑。未垮塌段边坡根据先导孔k1、k2、k3、k4揭示情况表明，弱风化岩体中沿陡倾坡外①组裂隙发育全强风化夹层，微新岩体中偶发育有全强风化夹层。

垮塌段（桩号0-30m~0+90m）补充了先导孔K5，根据钻孔及垮塌部位揭示的工程地质条件，本文进行了边坡稳定性分析，给出了设计方案，同时，根据新的开采规划，确定了支护处理方式。

2 边坡稳定性计算方法及工况

边坡上作用的荷载主要有：自重、外水压力、地下水压力、加固力、地震惯性力等。其中，地震惯性力按《水工建筑物抗震设计规范》DL 5073-1997的规定，并参照《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001的相关规定计算。料场区50年超越概率10%的烈度值为7.2度（相当于地震基本烈度Ⅶ度），基岩水平动峰值加速度为121cm/s2（0.123g）。

遵照《水电水利工程边坡设计规范》DL/T 5353-2006的规定的两类作用组合、三种设计工况，结合本工程边坡的不同工作状态，有天然状态、天然状态+暴雨（孔隙水压力系数取0.1）、天然状态+地震（水平地震加速度为0.123g，分布系数取0.25）三种工况。

根据原二滩电站金龙沟料场人工骨料试验资料，地质提供的建议地质参数（C、f值）采用地质建议参数的高值进行边坡稳定分析计算。

3边坡稳定分析计算成果

使用Slide软件进行边坡稳定分析计算，采用Bishop法方法，同时，选用Morgenstern-Price法作为辅助方法。I-2区(垮塌区)的典型剖面（LP2-2剖面）的稳定分析成果如下：

模式1在天然工况、天然+暴雨、天然+地震三种工况下的稳定性系数分别为2.355、2.280和2.289。模式2在三种工况下的稳定性系数分别为1.135、1.079和1.091。

见I-1区(未垮塌区)的典型剖面（LP15-15剖面）的稳定分析成果如下：

模式1在天然工况、天然+暴雨、天然+地震三种工况下的稳定性系数分别为2.054、1.994和1.995。模式2在三种工况下的稳定性系数分别为1.037、1.025和1.000。模式3在三种工况下的稳定性系数分别为1.175、1.152和1.133。

已经施工的加固措施后（主要为锚索加固方案）边坡的稳定情况如下：

模式1在天然工况、天然+暴雨、天然+地震三种工况下的稳定性系数分别为2.061、2.000和2.002。模式2在三种工况下的稳定性系数分别为1.076、1.063和1.034。模式3在三种工况下的稳定性系数分别为1.250、1.223和1.205。

以上计算成果表明：

（1）对于垮塌区典型剖面LP2-2，由于滑动模式一的安全系数较高，所以垮塌区边坡整体失稳的可能性较低；但开口线一带为岩体松弛，地质条件较差，滑动模式二在持久工况、短暂工况和偶然工况下的安全系数较低，存在局部失稳的可能，须采取必要的支护措施对垮塌区开口线附近的岩体进行支护。

（2）对于未垮塌区典型剖面LP15-15，未考虑已施工锚索对边坡的加固作用时，由于滑动模式一的安全系数较高，所以未垮塌区边坡整体失稳的可能较低；但开口线一带地质条件较差，滑动模式二在持久工况、短暂工况和偶然工况下的安全系数较低，存在局部失稳的可能。

EL1594m-1636m的锚索施工完成后，相对于天然边坡（未采取任何支护措施），支护后的边坡的安全系数有一定的提高，但未垮塌区边坡的滑动模式二在持久工况、短暂工况和偶然工况下的安全系数较高仍不能满足规范要求。因此，须采取必要的支护措施对未垮塌区开口线附近的岩体进行支护，以保证施工期和运行期的安全。

4加固措施

通过对边坡的稳定性分析成果来看，垮塌区和未垮塌区边坡的整体稳定性较好，但由于开口线附近岩体松弛，地质条件交差，存在局部失稳的可能，需要加强EL1520m至料场规划开口线区域的支护，随机布置长度为45/60m的2000KN锚索和长度为30/40的1000KN锚索、下倾角10°。坡面上随机布置锚杆（Ф32、L=9m），马道内侧布置排水沟（断面65cm×45cm，C20砼，厚15cm）。对于EL1520m以下区域，根据具体地质条件考虑随机锚杆及随机锚索支护。坡面上布置2000kN锚索，间排距8×7m、锚索深度45/65m间隔布置、下倾角10°、矩形布置；坡面上布置系统锚杆（Ф25/28、L=4.5/6m、间排距2×2m、矩形布置）、挂网（φ6.5@15×15cm）、喷护（C20砼、厚度15cm）、排水孔（φ50、L=4m、仰角5°、间排距3×3m、矩形布置）；马道内侧布置排水沟（断面65cm×45cm，C20砼，厚15cm）。

参考文献

[1] 丁参军，张林洪，于国荣，张永祥. 边坡稳定性分析方法研究现状与趋势 [J] .水电能源科学，2011 ，29(8) : 112~114.

[2] 周静修. 金龙沟滑坡整治工程 [J] .路基工程，1991 ，5 :26~31.

[3] 中国水利水电出版社编. SL274-2001碾压式土石坝设计规范[S] . 北京：中国水利水电出版社，2002. SL274-2001

第3篇

关键词：滑坡；水库；塌岸；影响

1 工程概况

水洛河新藏水电站位于四川省凉山州木里县境内，电站采用引水式发电，初拟装机容量186MW。目前正处于勘测设计阶段。拟设计大坝壅水高15m，正常蓄水位为2169m，水库长2.2km，库容约138.9万m3。大坝上游发育一古滑坡（沾固滑坡），滑坡总体方量约50万m?，位于库区内，距离坝轴线约750m，正常蓄水位正好位于滑体的中下部。滑坡的稳定性关系到水库的运行和大坝的安全，所以分析其稳定性是非常必要的。

2 滑坡特征

沾固滑坡位于大坝上游约750m。滑坡顺河分布，前缘宽约200m，地形总体前陡后缓，呈明显的圈椅状，前缘坡度30～40?，后缘坡度20～30?。滑坡前缘抵达河床，后缘高程为2260m，滑体长约210m，推测平均厚约15～20m，总体方量约50万m3。滑体成分以灰色、灰黄色碎砾石土为主，其中碎砾石含量约沾40～45%，粒径一般2～5cm，母岩岩性为蚀变安山岩，多呈弱～微风化，棱角～次棱角状，其余为粉土，结构松散～稍密。滑坡后缘岸坡以崩坡积堆积体为主，推测厚度3～5m。下覆为基岩，岩性为三叠系下统领麦沟组（T1l）灰绿色蚀变安山岩夹凝灰质板岩、少量薄层灰岩。据试验资料表明，岩石饱和抗压强度为49～77MPa，平均为60MPa，软化系数0.68～0.83，属坚硬岩，岩石抗风化能力较强。根据地质调查结果表明：滑体物质大部分进入到离河面高约50m的公路高程及其以下部位，滑坡前缘抵达河床，滑坡体中后缘零星可见基岩滑床出露；后期沿线公路修建挖除了部分公路高程的滑体物质，未见新增的滑坡拉裂缝，该滑坡现状整体稳定性较好。

3 滑坡稳定性计算

3.1 整体稳定性计算

根据《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T5353-2006），该段边坡可定义为可能发生滑坡危及2级建筑物安全的A类II级边坡。按规范要求，边坡安全系数要求分别为持久状况1.25～1.15，短暂状况1.15～1.05，偶然状况1.05。

边坡稳定计算时选取了1-1、2-2两条前缘地形较陡，且覆盖层较深并具有代表性的断面作为计算剖面，计算荷载包括自重（浸润线以下为饱和容重，以上为天然容重）、孔隙水压力、地震惯性力等。各土层材料计算参数按土工试验成果并类比其它工程采用，详见表1。

各部位边坡稳定安全计算分析工况分别按蓄水前正常工况、降雨工况（考虑岩体饱和）和地震工况及蓄水后正常蓄水工况、库水降落工况、蓄水+降雨工况、蓄水+地震工况。计算程序采用水利水电科学研究院陈祖煜教授编制的《土质边坡稳定分析系统Stab》，按刚体极限平衡分析方法进行计算，采用计分块力平衡及分块力矩平衡的摩根斯坦-普瑞斯法，对其蓄水前后库岸不采取任何支护措施的前提下，在各种工况下的安全性作出评价。对于地震情况的核算，采用《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000中规定，考虑加速度为多边形分布的水平与竖向地震惯性力影响。计算剖面见图1、图2，计算结果见表2。

通过上述计算成果分析：

（1）滑坡在天然状况（水库蓄水前）、水库正常蓄水位两种工况时对应持久状况，边坡设计安全系数应该大于1.15。据此判定该边坡在天然状况满足规范要求。

（2）天然状况（水库蓄水前）+遭遇暴雨、水库正常蓄水+遭遇暴雨等工况时对应短暂状况，边坡设计安全系数应该大于1.05。两个计算剖面满足规范要求。

（3）天然状况（水库蓄水前）+地震、正常蓄水位+地震两种工况对应偶然状况，边坡设计安全系数需要达到1.05，两种工况计算满足要求。

（4）由于水库壅水不高，加上该段库岸堆积体渗透系数较大，堆积体前缘土体厚度较小，排水条件好，库水位的降落速度小于坡积体的渗透系数，库水降落时边坡内的水位可以自由排出，自坡内向坡外的渗透力作用较弱，库水位下降对边坡的安全系数影响不大。

综合上述计算结果表明：滑坡在蓄水前在自然状态下整体处于稳定状态，水库蓄水运行后假设库岸不采取任何处理措施前提下，各种不利工况下稳定性系数大多大于规范允许值，综合所有计算工况结合宏观定性分析认为，水库蓄水后，岸坡整体稳定。

3.2 浅表部塌岸分析

通过3.1计算结果显示，水库蓄水后前缘壅水高度约15m，对该滑坡整体稳定影响较小，但滑坡表层土体较松散，且植被不发育，库水位变化及涌浪的影响，浅表部可能存在塌岸现象。下面对水库运行对滑坡塌岸进行分析。

塌岸宽度预测是将松散堆积层岸坡视为均质岸坡，采用图解法或E・Г・卡丘金于1949年提出的库岸最终塌岸预测宽度计算公式，见式1，参数采用工程类比法。计算结果见表3。

St=N[（A+hB+hP）cotα+（ hs -hB） cotβ-（B+hP） cotγ] （式1）

式中：St―塌岸宽度（m）； N―与土颗粒大小有关的系数；

A― 库岸水位变化（m）；B― 正常高水位与非结冰期间的低水位之差；

hB―浪击高度或爬高m； hP―暴风时波浪的影响深度；

hs―保证率为10%～20%的最高水位以上的岸高； α― 岸坡水下稳定坡角（°）；

β―岸坡水上稳定坡角（°）； γ― 原始岸坡坡角（°）。

塌岸计算结果表明：预测塌岸总方量约8～10万m3。由于水库为日调节型水库，枯水季节水库调节时水位来回频繁变动，塌岸速率较快，导致短期内塌岸入库的方量可能较大，不仅侵沾有效库容，而且塌岸造成边坡后退，易引起岸坡下部及前缘出现牵引变形，影响岸坡整体稳定，对水库正常运行有较大影响，因此水库蓄水前应对塌岸预防采取适当处理措施。

4 结语

根据以上计算分析结果表明：

（1）滑坡在蓄水前、蓄水后及地震工况下安全系数均能满足规范要求，因此水库蓄水后滑坡整体稳定性较好，对水库运行不构成影响。

（2）滑坡表层土体较松散，浅表部存在存在塌岸现象，预测塌岸总方量约8～10万m3，对水库正常运行有一定影响，因此建议在水库蓄水前采取工程处理措施。

参考文献：

[1]郭志华，周创兵.库水位变化对边坡稳定性的影响[J].岩土力学，2005（10）：29-32.

[2]何良德，朱筱嘉.水库塌岸预测方法述评[J].华北水利水电学院学报，2007（04）：69-72.

第4篇

[关键词]水利水电大坝工程、基础处理设计、问题

中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0101-01

社会经济的发展，对水利工程也提高了要求，其必须要保证施工设计的合理性以及能够科学管理，要保证基础建设工作的质量，这是基础内容，这样才能确保水利水电功能的发挥，另外大坝的基础设计也是非常基础和重要的内容，决定了大坝的使用效果。

1、水利水电大坝工程的基础处理

1.1 重要性

在水利水电工程中大坝的作用十分重要，只有大坝的基础能够处理的好，让其足够稳固和可靠，才能保证其的功能正常发挥，让水利水电工程能够顺利的运行。大坝的基础的处理工作是要保证水利水电工程所在的地域的水文条件满足要求，对水文条件进行分析、设计和管理，让大坝的基础能够满足建设的需求[1]。有很多因素能够对大坝的基础处理工作造成影响，比如大坝相关的设计规范、施工要求、水利水电工程所在地的水文气候、土壤地质要符合建设条件等，只有确保这些都没有问题，才能保证大坝的基础处理没有问题，建设出主体稳定、牢固、安全的大坝，让其的功能得以顺利发挥出来。

1.2 水利水电大坝工程基础处理的难点

水利水电大坝基础处理工作中包含的工作程序繁多，工程量也非常大，在工作中也存在一些困难：第一个是技术问题，建设的技术要求高且复杂，通常水利水电工程的所在地都是河谷或者距离城市很远的山林地区，由于都是外部环境，这也就导致其存在着多变的因素，对施工的技术也有很高的要求，如果在施工前缺乏全面的考虑或者施工中出现偏差，都会让水利水电大坝的质量得不到有效的保障，会留下安全隐患;第二个难点是能够施工的时间有限，时间不充足，之所以建设水利水电工程就是为了能够对水资源进行有效的开发和利用，且要保证水利任务的完成，只能在枯水期进行施工，由于枯水期是有时间界限的，这就使得施工时间不充分，在短时间内还要完成大量的任务，还需要保证大坝的质量和安全，为施工带来了很大的困难，同时也让施工的成本提高，还需要快速的进行施工;第三个难点是对于大坝的质量评估，只有在大坝整体都建设完成后才能对其质量进行评估，因为大坝的基础是隐蔽性工程，且竣工后进行评估也存在很大的难度，如果大坝正常运行之后再出现问题，再对其处理难度就加大了，也需要非常高的处理技术和一定的资金。

2、水利水电大坝工程基础的处理设计

2.1 工程概况

比如某水利水电工程设计的库容量是1.03亿立方米，设计中水利水电工程包括了防洪、灌溉、发电以及水产养殖多项功能，这样既可以为其周围的城镇提供电力供给，让工业和生活都能得到满足，同时还为其提供了水的供给，保证生产生活用水。设计在水库所在的地区要建设主坝、副坝、发电站以及溢洪道等，建设要使用混凝土重力坝，其在河谷的出口处，水坝长二百三十五米，高四十五点六米。对最初对地址环境分析时，发现地质上存在一些问题，岩体的渗水性比较强，可能会有软弱夹层的存在，离建设大坝所要求的稳定性和可靠性要求还差一些，就需要靠有针对性的处理设计工作来解决。

2.2 大坝工程基础处理设计

2.2.1基岩加固

因为坝基所处岩层有软弱夹层的问题，承载能力较差，考虑基础的稳固性和承载能力得出解决办法，需要对基岩进行加固处理。通过固结灌浆的方法，让基岩强度增强的同时，还能改善其防渗性能。在实际具体的操作中，应该全方面的考虑影响因素，做好固结灌浆的分析和设计。比如可以通过对两岸拱肩重力坝进行合理分配，再进行有针对性的固结灌浆，将拱座下游作为集中区域，并在此基础上合理的扩大处理范围[2]。在该工程中，固结灌浆的处理范围设计为十五米至二十五米，还要结合实际坝基应力状态，对不同位置的固结灌浆处理深度进行进一步的明确，河床段为七至九米，两岸拱座为八到十一米，部分存在地质缺陷的坝段则为十至十五米。

2.2.2开挖方式

在大坝工程基础处理中，通常都是采用台阶式开挖，台阶自身的高度与宽度在很大程度上受坝体稳定条件和抗滑安全等的影响。英才在进行设计时，需要保证台阶宽度较坝底宽百分之五十左右，相邻台阶高度差在十米的范围内。为了保证坝体的稳定性和应力平衡，适当将坝基而向上游倾斜七度。将边坡设计为高六十米，可以以十米为一个间距，在各级坡而上设置相应的锚索，对其进行保护。

2.2.3基而处理

结合大坝所在地的地质勘查结果，发现在基面局部区域，存在这断层、软弱夹层等地质问题，需要进行有针对性的处理设计，以保证大坝基础的施工质量。对于断层和溶洞等缺陷问题，可以通过清理，然后以混凝土进行灌注回填，为基础的施工提供良好的地质条件。对于软弱夹层，可以利用掏挖的方法进行处理，将掏挖深度控制在夹层宽度的1. 5倍左右，同时在进行深挖时，还应该对夹层密集区域以及交汇位置进行可靠处理。

2.2.4其他处理

在大坝工程基础施工过程中，还发现了一条勘探平洞，而且在基础靠近右岸位置，遗留有一个钻孔，口径较大，可能会对基础整体的稳定性造成影响。因此，需要做好平洞与钻孔的清理和回填工作。首先，应做好进一步的勘探，其次，需要对回填土进行清理，综合考虑应力分布情况及基础防渗需求，依照坝基安全监测以及基础排水的相关标准，开展处理工作。最后，在进行混凝土回填的过程中，需要清除其中存在的杂物以及松动岩块，做好现场实时观测和跟踪管理，确保灌浆管的合理设置以及灌浆作业的顺利进行。如果溶洞和勘探平洞的规模相对较大，或者埋深较大，可以通过在建基而相应位置设置大口径钻孔的方式，利用混凝土泵进行回填，从而降低作业难度。

结束语：

随着经济的发展，以及可持续发展理念的影响下，越来越多的水利水电工程项目在建设中，人们对于大坝工程基础的处理设计也非常关注，决定了水利水电工程的整体质量，因此就需要结合大坝的实际情况，保证科学、合理的基础处理设计，并能够针对其中的问题，制定出有效的方法，让水利水电大坝工程的基础工作得到保障，奠定扎实的基础，促进我国水利事业的发展。

参考文献：

第5篇

关键词：乌尔特沟；景观水系工程；导流围堰；设计

Abstract: this paper describes in Wuhai city, Inner Mongolia Ur special groove landscape drainage engineering construction background and project summary, mainly elaborated the importance of the engineering training project, and based on this, the diversion, guide cofferdam type, a two stage cofferdam section type and water retaining cofferdam design parameters.

Keywords: Ur special groove; Landscape drainage engineering; Guide cofferdam; design

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1、工程概况

1.1工程建设背景

本次设计内蒙古乌海市乌达区乌尔特沟景观水系工程位于乌达区内由西向东横穿该市区。流域面积140.5 km2，流经市区内的沟道长35 km，沟道比降18.9‰，流域内总的地势为西高东低，由西向东流入黄河。新建景观水系工程左岸长度4.986km、右岸长度4.934 km，总计9.92 km。确定桩号0+000～3+050为泄洪段，总长3.05 km，河道比降1/80；桩号3+050～4+500为蓄水段，总长1.45 km；桩号4+500～7+300为景观段，总长2.80 km，通过5座拦河坝使河道形成蓄水水面。同时清水槽可长时间为人类亲水娱乐提供场所，泄洪槽是汛期行洪排沙的主要通道。为了大力发展滨河景观环境建设对今后城市的可持续发展有积极的作用，特建此项目。

1.2导流施工重要性

水利水电工程的施工过程是与洪水斗争并战胜洪水的过程，需要进行施工导流，施工导流是水利水电工程施工组织设计的中心环节，也是编制施工总进度计划的主要依据。正确选择施工导流方案，不仅对降低工程造价、缩短工期、提高工程质量和施工安全具有重大影响，而且也影响到坝址、坝型和枢纽布置方案的选择。

2、施工导流

2.1 导流标准

本次工程安排在非汛期施工，此时河道内干枯无水，但考虑到该处河流较短，比降大，植被差，洪水历时极短的特殊情况，并根据《水利水电施工组织设计规范》（SDJ338-89）确定本工程导流建筑物级别是为Ⅴ级，故工程实施期间应按洪水重现期5年予以设防。

2.2 导流方式

工程施工中采用分段围堰（分期围堰）法进行导流，确保水工建筑物在干地上施工。洪水通过未修筑围堰一侧的束窄河床进行宣泄。设计导流流量为5年一遇的洪水（116.9m³/s）。

2.3 导流建筑物设计

2.3.1围堰型式的选择

考虑到围堰工程为临时性工程，应该因地制宜，充分利用混凝土坝基坑开挖的土石料，围堰型式采用不过水的土石围堰。

2.3.2该施工导流围堰分两个阶段进行

一期为在原河床沿河道左岸挖一个深2m，底宽25m，左右边坡为1：1.5的梯形沟槽用于施工导流，先施工河道右岸底板混凝土。

二期围堰为河床右岸底板混凝土浇筑完成后，靠近一期导流沟槽河床设置上底宽0.5m，下底宽6m，高1m的纵向围堰，围堰迎水面为1：2，背水面为1：1.5，围堰中心填粘性土料防渗，先期浇筑的河床底板混凝土做过流用，同时施工河床左岸底板混凝土。

2.3.3一期导流沟槽断面型式的确定以及挡水水深的确定

过水沟槽断面形式为梯形断面，边坡为1:1.5，底宽为25 m，由于设计导流流量为116.9m³/s，并且没有流量水位曲线可查，只能通过水力学公式推算水深：

式中：A—过水断面面积、 --湿周、i--水力坡降（此处为原河道0.0189）

n—糙率（此处为原河道0.025）

通过上面公式可试算出过水断面面积，由于河床束窄程度为50%，从而可以推算出水深为0.98m。堰顶高程的确定通过下式计算：

式中：H—堰顶高程；--下游水位高程；--波浪爬高；--堰的安全超高（ν级导流建筑物取0.5）

通过上式计算围堰高度为1m，各挡水围堰设计成果见下表1：

表1 溢流坝围堰设计成果表

2.3.4二期围堰断面型式的确定以及挡水水深的确定

挡水围堰断面形式为梯形断面，迎水坡为1:2.0，背水坡为1:1.5，顶宽为0.5m，由于设计导流流量为116.9m³/s，并且没有流量水位曲线可查，通过水力学公式推算水深：

式中：A—过水断面面积；--湿周；i--水力坡降（此处为浇筑底板后河道0.005）； n—糙率（此处河道混凝土底板0.015为）

通过上式可试算出过水断面面积，由于河床束窄程度为50%，从而可以推算出水深0.62m，堰顶高程的确定通过下式计算：

式中：H—堰顶高程； --下游水位高程； --波浪爬高； --堰的安全超高（ν级导流建筑物取0.5）

通过上式计算围堰高度为1m，各挡水围堰设计成果见下表2。

表2 溢流坝围堰设计成果表

2.3.5 围堰的防渗、接头和防冲

围堰采用心墙防渗土料来防渗，围堰采用袋装土料堆砌，横向围堰与河床中心线成一定角度以保证水流通畅，防止横向围堰与纵向围堰接头处被冲刷。洪水通过束窄河床宣泄时河床束窄程度约为50%。水流进入围堰束窄区受到束窄，流出围堰区又突然扩大，这样就不可避免地在河底引起动水压力的重新分布，流态发生急剧改变。此时在围堰的上下游转角处产生局部压强差，局部流速显著提高，形成螺旋状的底层涡流，流速方向自上而下，从而淘刷堰脚及基础。鉴于此，本工程采用抛石护底的措施来保护堰脚极其基础的局部淘刷。由于围堰是临时建筑物，试用期不长，因此接头处理可以适当简便。

2.3.6围堰的拆除

此工程坝体为全溢流坝，导流建筑物与永久工程并无结合可能性，属于临时建筑物，导流任务完成以后，应按设计要求进行拆除，以免影响永久建筑物的施工及运行。此工程的导流方式为分段围堰法导流，且堰型为土石围堰，所以建议在施工最后一个汛期之后，上游水位下降时，从围堰的背水坡开始分层拆除。但是必须保证一次拆除后所残留的断面能继续挡水和维持稳定，以免发生安全事故，使基坑过早淹没，影响施工。土石围堰一般可用挖土机械或者爆破等方法拆除。各挡水围堰工程量成果见下表施工导流工程量表。

导流围堰断面型式及工程量表

参考文献：

[1]《水利水电施工组织设计规范》SDJ338-89

[2]水利水电工程水文技术规范,SL 278-2002

[3]水利水电工程等级划分及洪水标准,SL252-2000

[4]水电枢纽工程等级划分及设计安全标准,DL5180-2003

第6篇

【关键词】土石坝、水库、除险、加固

中图分类号： TV2文献标识码： A

工程概况：

根据《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2009）的规定，白梨坪水库是一座以防洪为主，兼顾水产养殖、灌溉等综合利用的小(2)型水库，工程等级为Ⅴ等，主要建筑物为5级。该水库于1958年10月动工兴建，1968年10月复建，1970年5月竣工；校核洪水位277.18m，总库容11.30万m3，最大下泄流量42.42m3/s；20年一遇设计洪水位276.65m，相应库容10.35万m3，最大下泄流量25.85m3/s；兴利水位275.30m，兴利库容6.03万m3，相应库容8.05万m3；死水位269.35m，死库容2.02万m3。水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成。大坝为均质土坝，现状坝顶高程278.60m~279.30m，坝顶宽2.6~3.0m左右，土路面。溢洪道位于左岸，开敞式，底宽约10m，长约95m，进口高程275.55m左右。输水洞位于大坝桩号0+057，洞长约35m，矩形浆砌无压涵洞，断面尺寸0.70×1.20m（高×宽），输水洞进口底高程269.35m。

工程存在问题

经现场检查，水库主要存在的问题有：

2.1 大坝

坝顶高低不平，无防浪墙及路沿石；上游坝坡不平整，高程275.5m以下为块石护坡，干砌石护坡粒径小，松动、脱落严重；背水坡为自然杂草护坡，坡面不平整，局部凹陷隆起；河槽段0+023～0+045坝体与坝基接触部位存在接触渗漏问题；右坝肩桩号0+096～0+126段下游坝基土形成临空面，高程271m以下坝基土潮湿。无排水沟、无上坝踏步、无水位等观测设施。

2.2 溢洪道

左岸边坡及底板岩性为弱风化花岗岩，岩石裂隙发育，边坡岩石破碎、松动，局部坍塌，底板上部有厚0.6～1.0m的石碴。右岸为干砌石挡墙，基础座于弱风化花岗岩上，挡墙裂缝，下游约20m坍塌。

2.3 输水洞

输水洞进口为斜卧管，碳化剥落严重，结构变形，有漏水现象，出口损坏。

除险加固方法的选用原则 ：土石坝虽然坝型常见, 但由于其工程情形复杂,机具、材料等条件多变,并且各项具体的除险加固方法很多都有其特定的适用范围和局限性,因此,对每一具体工程病害都应进行仔细分析。应从工程病害情况、除险加固要求(包括加固后工程应达到的各项指标、加固范围、加固进度等)、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑。确定土石坝加固方法时,应根据工程病害的具体情况对几种加固方法进行技术、经济、施工比较,选择技术上可靠,经济上合理,且能满足施工要求的除险加固方法。

工程的除险加固设计：

4.1 坝顶工程

本次除险加固，大坝全长134m（0-002~0+132），坝顶高程278.80m，坝顶宽3m。沿坝顶上、下游两侧新建路沿石。路沿石为C20砼矩形结构，宽20cm，高60cm，埋深40cm。坝顶为厚20cm的泥结碎石路面，路面倾向下游2%。

4.2 上游护坡工程

本次除险加固工程对大坝原有干砌石护坡全部拆除，坝坡整修坡比为1:2，将大坝迎水坡整修至设计断面，迎水坡高程270.15m以上至坝顶278.80m采用现浇C20混凝土护坡，坡比同坝坡坡比。

4.2.1 大坝迎水坡混凝土护坡厚度计算

波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式计算

式中：hm——平均波高，m；

Tm——平均波周期，s；

W——计算风速，m/s；

D——风区长度，m；

Hm——水域平均深度，m；

g——重力加速度，9.81m/s2。

平均波长Lm计算公式：

混凝土护面板计算厚度公式为：

式中：t——混凝土护面板厚度，m；

η——系数，对整体式大块护面板取1.0；

Hp——累计频率为1%的波高，m；

b——沿坝坡向板长，m；

ρc——板的密度，t/m3；

Lm——平均波长，m。

计算t=0.089m，根据大坝护坡设计经验，并考虑施工等因素，混凝土护坡厚度采用12cm。

4.2.2 现浇混凝土护坡型式

现浇混凝土厚12cm，设计尺寸为1.9×1.9m，四周设置10cm宽无砂砼填缝。砼面板每隔8m设伸缩缝一道，填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫板。在护坡坡脚及两侧岸坡处设宽0.6m，高0.8m的浆砌石齿墙，坡脚齿墙底高程269.35m，浆砌石齿墙每隔10m设伸缩缝，填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫板。

背水坡整修工程

5.1 下游坝坡培厚工程

经坝坡稳定计算，下游坝坡稳定安全系数不能满足规范要求。本次除险加固对下游坝坡进行培厚，在高程267.00m处设3m-7.5m宽平台，平台以上坝坡整修坡比为1:2，植草护坡；平台以下坝坡整修坡比为1:2，新建贴坡排水体。坝坡整修时应先清除坝体表面的草皮、石渣、块石，清理厚度不低于0.3m，坝面清理干净，老土和新土拌合后，夯实第一层。然后按设计边坡回填，粘性土压实度不小于0.96，非粘性土相对密度不小于0.72；回填时严格控制含水率和铺筑土层厚度。

坝坡整平后，表面采用草皮护坡。草籽种类应选择低茎蔓延的爬根草。按照整理坝坡、播撒草籽和洒水养殖的工艺流程进行施工。草皮种类应选择低茎蔓延的爬根草，不得选用茎高叶疏的草种。

5.2 坝坡排水沟工程

本次除险加固工程共新建排水沟6条，总长305m。其中：横向排水沟2条，总长34m；纵向排水沟1条，长38m；岸坡排水沟2条，总长165m；坡脚排水沟1条，长68m。排水沟均采用Mu60M7.5浆砌石砌筑，外用2cm厚1:2砂浆抹面。纵向排水沟采用矩形断面，底宽40cm，深40cm；横向排水沟底宽30cm，深30cm；岸坡排水沟为梯形结构，底宽40cm，深40cm两侧坡比均为1：0.3；浆砌块石每隔10m设横向伸缩缝一道，填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫板。

5.3 贴坡排水体工程

针对河槽段存在的接触渗漏问题，采用贴坡排水体导渗方式进行加固处理。本次除险加固工程在桩号0+030~0+071段新建贴坡排水体导渗工程，排水体顶部高程267.00m，顶宽3.0-7.5m，坡比1:2；贴坡排水体下设粗砂碎石混合料30cm，上部为干砌块石厚30cm。排水体末端设排水沟，沟底宽40cm，高40cm，外侧坡比为1:0.3。

5.4 上坝踏步

为便于工程管理，在下游坝坡平台以上桩号0+050处新建上坝踏步一条。平台一下踏步采用C20砼结构，总宽2.5m，净宽2.0m，厚度0.12m。踏步两侧挡块高出大坝坡面0.1m。

大坝除险加固后结构稳定及渗流计算

坝体及坝基采用防渗处理以及大坝坝坡修整以后，对原坝体的渗流的和稳定均产生影响。计算断面采用大坝0+032，0+046断面进行计算。按除险加固后情况建立计算模型。

计算工况：

A．库水位为兴利水位275.30m，下游无水；

B．库水位为设计洪水位276.65m，下游无水。

坝体及坝基渗透系数建议采用值为：

A．坝体 Ks=7.84×10-5cm/s

B．风化砂 Ks=3.85×10-4cm/s

C．坝基土 Ks=5.01×10-5cm/s

典型断面渗流计算采用《堤防工程设计规范》GB 50286-98附录E.3透水堤基均质土堤渗流计算公式。

经计算，兴利水位稳定渗流浸润线出逸点高程266.02m，下游坝坡出逸点坡降0.38。设计洪水位稳定渗流工况浸润线出逸点高程266.58m，出逸点坡降0.38。两种工况下，下游坝坡及坝基靠近坡脚处出逸坡降0.42左右，设计在贴坡排水体下设反滤层，所以认为出渗流满足规范要求。

结论 通过分析该工程的隐患所在,依据规范对大坝坝坡稳定、渗透稳定行了坝体尺寸的重新设计,并采用碾压试验等方法确定各项施工填筑参数,在迎水坡工程、背水坡工程、坝顶工程施工中严格按施工填筑参数控制压实质量、铺筑厚度、材质级配等各项指标。工程加固后至今运行良好,故实践证明其所采取的除险加固措施取得了较好效果。

参考文献：

［1］中华人民共和国水利部 . 《防洪标准》（GB50201-94） . 北京：中国计划出版社，1994

［2］长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 .《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2009） .北京 . 中国水利水电出版社，

2000

［3］西北勘测设计研究院 . 《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)；

［4］黄河水利委员会勘测规划设计研究院 . 《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001) . 北京：中国水利水电出版社，2002

［5］水利部天津水利水电勘测设计研究院 . 《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)；

第7篇

【关键词】渠道防渗；冻胀；措施

1. 前言

（1）渠道防渗是减少渠道输水渗漏损失的主要工程措施。渠道防渗不仅能节约灌溉用水，而且能降低地下水位，防止土壤次生盐碱化；防止渠道的冲淤和坍塌，加快流速提高输水能力，减小渠道断面和建筑物尺寸；节省占地，减少工程费用和维修管理费用等。阿克苏地区是一个典型的灌溉农业区，主要靠天山的融雪水通过干、支、斗、农灌溉渠道输水浇灌着每一片农田。通过近些年坚持不懈地开展渠道防渗建设，水利基础设施得到明显的改善和加强，目前，全地区已建成干、支、斗、农灌溉渠道33310公里，其中已建成防渗渠道12216公里，灌区渠道输水速度明显加快，灌水周期由过去的20天缩短到7-10天，灌溉进度加快，农作物得到适时灌溉，渠系水利用系数明显提高，农作物毛灌溉定额明显下降。

（2）阿克苏地区已经建成的渠道防渗结构型式有6种类型：砼+塑膜双防结构型式、砼单防结构型式、塑膜单防结构型式、浆砌石+塑膜双防结构型式、浆砌石单防结构型式、干砌石灌浆防渗结构型式。常用的有砼+塑膜双防结构型式、砼单防结构型式，采用的抗冻胀材料有砂砾石、风积砂或苯板。

2. 采取防冻胀设计条件

根据《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004），渠道防渗工程环境同时具备下列3个条件时，应进行冻胀设计：

（1）土质要求：土中粒径小于0.05mm的土粒含量按重量比大于土重的6%。

（2）冻深：标准冻深（邻近工程地点气温条件相近的气象站近期观测系列不短于20年的历年最大冻深平均值）大于0.1m。

（3）水分：冻结初期土的含水量大于0.9倍塑限含水量；或地下水位至渠底埋深小于土的毛管水上升高度加设计冻深。

3. 防渗渠道产生冻胀破坏后表现形式及原因

每年春季冰雪融化后，在春季灌溉前，沿着防渗渠道检查，常会发现个别渠段边坡砼板、底板、封顶板翘起、板块错位、裂缝、建筑物与渠道连接砼隔墙沉陷、结构缝缝宽增大、填充物脱落，连接段扭面变形，严重的可造成边坡砼板大片滑塌等。冻胀破坏的产生，一方面加大了渠道渗漏量，影响了渠道的防渗节水效果，输水速度也会受到影响；二是增加了渠道维修管理费用，增加了当地的财政负担，同时使防渗渠道的使用寿命未达到设计使用年限，就失去了防渗作用。分析防渗渠道冻胀破坏的原因，一是渠道冻胀设计的抗冻体材料的换填厚度不满足要求；二是工程在施工时使用的冻胀材料的质量不符合要求；三是受到地下水位的影响，地下水位上升产生了冻胀破坏。要防止防渗渠道冬季冻胀破坏，要从渠系规划设计、基土处理、排水、保温、衬砌的结构形式、材料、施工质量、管理维修等方面着手，全面考虑，采用适宜的防冻害措施。

4. 防渗渠道抗冻胀设计中几点值得注意的问题

阿克苏地区为寒冷地区（其中拜城县为严寒地区），最大冻土深度在0.62-1.3米之间，为了保障渠道建成后，安全有效的运行，在渠道防渗工程结构设计中要着力解决好渗漏、冻胀、扬压力、冲刷、磨损、淤积等问题。而其中最关键的环节是抗冻胀设计和施工，防止渠道和建筑物在冰、冻融和冻胀作用下遭受破坏，影响渠道的运行安全。

（1）做好抗冻胀厚度的测算，依据《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006），根据确定的多年最大冻深值，计算不同地下水位埋深时的设计冻深值。同时，要根据渠道的走向，分别计算渠道阴阳坡和渠道底板的设计冻深，为渠道在不同部位的防冻垫层换填厚度设计时提供可靠的依据。

（2）做好抗冻胀材料质量评价和材料的选择。抗冻胀材料尽量选择当地的砂砾石和风积沙材料作为渠道的抗冻换填材料，且在挖方渠道或半填半挖渠道，为避免渠道两侧农田灌溉对渠道边坡产生侧渗，使渠道边坡板整体遭受顶托破坏，必须采用砂砾石和风积沙作抗冻材料，以确保渠道运行安全；对填方渠道根据投资比较，可优选苯板、砂砾石或风积沙。

（3）渠道设计时需注意地下水位施测时间是否在高水位期，设计时需要求地质专业提供地下水的动态变化，除渠道本身地下水，还要考虑临近灌区地下水的补给影响，采取渠道防渗的渠道，设计时应注意地下水位应控制在渠道底板以下1.0m，否则，渠道底板应采取透水性设计或在渠道两侧挖排水渠道降低地水水位，以确保渠道运行安全。

（4）在紧靠灌区、水库、湖泊的非冻胀性土的地段，一定要设防冻体，因为此渠段的冬季地下水变化幅度较大，会导致防渗体冻胀破坏。

（5）用当地材料风积砂做防冻体的梯形渠道，为防止由于运行中水流带出砼预制板的细颗粒，导致渠道运行不安全，一般要在砼预制板下加一道塑膜。

（6）砼的抗冻设计要满足本地区的抗冻要求，在渠基土施工时，要按照规范要求施工，严格控制渠基土施工质量，确保渠基土的稳定。

5. 结束语

在地区实施的塔河近期综合治理项目阿瓦提县玉满总干渠下段采用的是风积砂防冻垫层、阿克苏市东岸大渠、温宿县革命大渠采用的是沙砾石防冻垫层、大型灌区续建配套与节水改造项目中实施的拜城县大宛其干渠采用的是沙砾石防冻垫层、日协项目新和县尤鲁都斯干渠采用的是苯板防冻垫层等，建成至今运行情况基本良好，防止了砼防渗渠道因为冻胀而遭受的破坏，起到了节约用水、提高水资源利用率、防渗效果显著、改善自然环境的作用。

参考文献

[1]中华人民共和国水利行业标准《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）[M].北京：中国水利水电出版社.2004.21，121.

[2]中华人民共和国水利行业标准《水工建筑物抗冰冻设计规范》SL211-2006[M].北京：中国水利水电出版社.2006.1.

[3]中华人民共和国水利行业标准《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006）[M].北京：中国水利水电出版社.2006.5-15.

第8篇

关键词：水利工程 除险 加固

中图分类号：TV 文献标识码： A

正文：

1.工程基本情况

某水库是一座以蓄水灌溉为主，兼顾养殖、防洪等综合效益的小（2）型水库。水库设计灌溉面积 6．67hm2，保护农田面积 33．33 hm2，保护下游人口 600 人。 大坝现状坝顶宽 3．7～4．2 m，最大坝高 15．25 m。 水库原设计正常蓄水位 226．70 m，相应库容 12 万 m3，设计洪水位 229．95 m，相应库容 19．9 万 m3，校核洪水位 230．95m，相应库容 22．8 万 m3。 根据《防洪标准》（GB50201—94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准 》（SL252—2000）的规定，工程规模属小 （2）型 ，工程等别为Ⅴ等 ，大坝、溢洪道、输水隧洞等主要建筑物级别为 5 级，其它次要建筑物级别为 5 级。

库区地层岩性主要是震旦系变质岩，受地质构造及风化营力的影响，岩体风化厚度变化较大。 库区周边山体雄厚，无深切河谷，地下分水岭均高于水库正常蓄水位，水库无渗漏之虞。坝基出露岩性为震旦系变质岩，岩体表层呈强风化状。 坝轴线处两岸坝基岩体上部呈强风化，岩体具一定透水性，两岸存在坝基和绕坝渗漏问题；河床段坝基表层基岩呈强风化，亦存在坝基渗漏问题。

2 工程存在的主要问题

根据现场勘查以及安全鉴定报告，该工程存在的主要问题：坝基出露岩体表层呈强风化状，心墙土渗透系数大于 1×10－5cm/s、碾压质量差，下游坝脚渗漏严重，大坝存在坝基、坝体渗漏问题；经复核，大坝下游边坡稳定不满足规范要求；大坝上游坝坡护坡块石风化破碎，下游坝坡无护坡；排水棱体被土体掩埋，排水反滤失效；坝下涵管裂缝，漏水严重，出口有漏水现象；经复核，溢洪道泄流能力不足；溢洪道浆砌石底板水泥砂浆老化，裂缝较多，冲刷严重；左侧浆砌石边墙破损严重，出口无消能防冲设施；进口段左右岸山坡较高陡，左岸边坡稳定性较差。

3 除险加固方法的选用原则

确定土石坝加固方法应根据工程病害的具体情况对几种加固方法进行技术、经济、施工等各方面的比较，选择技术上可靠，经济上合理，且能满足施工要求的除险加固方法。土坝存在的问题，大致可以分为两大类：防洪标准低和工程质量差。 为了提高病险水库的防洪标准，从除险加固措施来看，主要有：①适当加高大坝，增加调蓄能力；②加大泄洪设施，增加泄洪量；③适当加高大坝与扩大泄洪量并举。本工程采用了加宽溢洪道增加泄洪量加固措施。对于工程质量差问题，如本工程的防渗心墙、溢洪道边墙及坝下涵管等，则根据具体情况进行修补、拆除重建或封堵等加固措施。

4 工程除险加固设计

4 . 1除险加固后的工程规模与建筑物级别

本次除险加固后水库总库容为 20．3 万 m3，设计灌溉面积为 6．67 hm2。 根据《防洪标准》（GB50201－94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，该水库属小（2）型水库，加固后该水库死水位为 218．70 m，正常蓄水位为 226．70 m，设计洪水位为 229．35 m，校核洪水位为 230．10 m。 工程等别为Ⅴ等。 大坝、溢洪道、灌溉引水系统建筑物级别为 5 级；临时建筑物为 5 级。 防洪标准采用 20 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水标准校核。

4 . 2 大坝加固设计

4 .2 .1 大坝现状复核

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）规定，分别计算坝顶超高。 坝超高按下式计算：Y＝R5％＋e＋A

计算成果见表 1。

表1该水库大坝坝顶超高计算成果表

由表 1 可知，大坝坝顶超高不满足防洪标准，此次加固设计不采用加高坝体的处理方式，而是采用增加泄洪量来解决防洪问题。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）的规定，大坝坝坡稳定计算所采用的抗剪强度指标取试验资料整理所得的小值平均值，稳定渗流期，采用有效应力法计算坝坡稳定最小安全系数；库水位降落期应分别采用有效力法和总应力法计算坝坡稳定最小安全系数。 计算成果见表 2。

表2该水库坝坡稳定计算成果表

可知大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求，下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。

4 .2 .2大坝加固设计

为提高坝体、坝基防渗性能和降低坝体浸润线，沿大坝迎水面增设粘土防渗斜墙。 新增粘土斜墙断面根据大坝渗流和稳定试算结果并结合大坝坝顶结构改造综合拟定。 斜墙外坡 1∶2．75，内坡为 1∶2．3。 在斜墙底部设置粘土截水齿槽，齿槽底宽 3．0 m，齿槽底高程 213．20m，同时保证能嵌入强风化下限 0．5 m，齿槽上、下游开挖边坡均为 1∶1．0。上游坡坝坡表层松散土层呈阶梯状开挖至密实土层，外坡按 1∶2．75 的坡度整坡，内坡按 1∶2．3 控制，回填粘土，分层碾压，粘土斜墙施工完验收合格后，再在坡面铺设 C15 砼预制块护坡，砼预制块下铺设 0．15 m 厚砂砾石垫层，砼预制块为边长为 0．3 m 的正六边形，厚0．10 m。下游坡按 1∶2．2 的坡度整坡后进行草皮护坡，并结合绿化、美化要求进行布置。坝顶路面采用泥结石路面，厚 20 cm，下铺 20 cm厚砂垫层，坝顶面向下游倾斜，坡度为 1％。原排水体在大坝下游整坡培厚时已经被掩埋，目前下游坝脚处建有一浆砌石挡墙，排水反滤失效。 本次加固设计拆除下游挡土墙，新建排水棱体，棱体顶宽 1．5m，下游边坡 1∶1．5，上游边坡 1∶1．0，棱体设反滤层。

4 . 3引水系统加固设计

针对坝下涵管存在裂缝，漏水严重，危及坝体安全，及连接滚球的钢丝绳生锈严重，起闭困难等问题，现拟将左侧坝下涵管封堵，在右岸新建灌溉引水隧洞，进水口采用斜卧管控制放水，隧洞出口接渡槽引至排水渠，以解决坝下涵管的安全问题及水库灌溉取水问题。

4 .3 .1洞线选择

根据枢纽建筑物布置现状，下游灌溉渠道位于大坝左侧，但由于左岸地形地质条件不利于新建隧洞，且洞线较长，造价较高，故灌溉引水隧洞布置在大坝右岸，下穿溢洪道，出口接渡槽引至下游灌溉渠道。

4 .3 .2洞径的选择

根据施工方便需要，本次初拟隧洞为城门型，衬砌后宽×高为 1．0 m×1．5 m。4 .4 .3 进水口设计进水口位于大坝右岸的岸坡上，采用斜卧管进水口，斜卧管末端接消力箱。斜卧管采用 C20 砼结构，底坡 1∶2．0，斜卧管过流断面：净宽 1．2 m、高 0．4 m。 斜卧管放水孔通过开启孔塞控制隧洞过流量，每排放水台阶布置两个放水孔，孔径为 0．2 m，放水台阶高 0．2 m。消力箱采用 C20 砼结构，长 6．0m，宽 2．8m，高 4．0m。

4 .3 .4隧洞结构设计灌溉引水

隧洞采用城门型断面，总长 81 m。 隧洞采取全洞段进行衬砌支护。 全洞段为钢筋砼衬砌，衬砌厚度为 0．3 m，衬砌砼等级 C20，隧洞开挖洞高 2．1 m，宽1．6 m，衬砌后：洞高 1．5 m，宽 1．0 m，底坡 i＝0．0237。

4 .3 .5 隧洞回填灌浆

回填灌浆孔排距 2．0 m，灌浆孔从预埋钢管中钻进，要求进入岩体 10 cm，每排断面顶部布置 2 或 3 个灌浆孔，并按 30°或 45°交角径向布置，排间呈梅花型布置，孔径 50 mm。

4 .3 .6渡槽结构设计

新建渡槽长 24 m，槽身为 C25 砼矩形断面，净宽1．0 m，净高 1．0 m，纵坡 i＝0．0237，槽身壁厚及底板厚度均为 0．1 m，支座处厚度为 0．2 m。

5.结语

通过分析该水库该工程的病情所在，依据规范对大坝、溢洪道、引水系统等进行了加固处理。 对大坝进行超高计算选择除险加固方案，对大坝坝坡稳定计算重新设计了上、下游坝坡，并对加固后的溢洪道进行泄流能力计算，复核了大坝的防洪标准。目前该工程加固已基本结束，至今运行良好，证明所采取的除险加固措施取得了较好效果。

参考文献：

［1］ SL252－2000，水利水电工程等级划分及洪水标准［S］．

第9篇

关键词：水库除险加固工程；施工组织优化设计内容

中图分类号：TU2文献标识码： A

某水库是一座集防洪、灌溉、发电及多种经营为一体的中型水库。总库容1305万m3，兴利水位54.5m，死水位47.0m。水库工程等别为三等，主要建筑物级别为3级。本次除险加固工程主要包括：大坝加固工程、溢洪道（闸）加固改造工程、放水洞加固改造工程以及防汛路和管理设施工程等。

1 施工导流优化

1.1 导流标准及导流时段

水库所处区域属暖温带半湿润季风型大陆性气候，四季分明，降雨量年内分配不均匀，主要集中在6～9月份，其中7～8月份降水次数多。为了降低导流建筑物规模，减少临时工程投资，同时确保工程安全度汛，本工程主体工程宜安排于非汛期施工，因此导流时段确定为11月至第二年4月。

水库工程等别为Ⅲ等，大坝、溢洪道和南、北放水洞等主要建筑物级别为3级，根据《水利水电工程施工组织设计规范（SL 303―2004）》，按所保护的对象、失事后果、导流建筑物使用年限和围堰工程规模等因素，确定导流建筑物级别为5级，导流建筑物洪水重现期为5年。另根据《水利水电工程施工组织设计规范（SL 303―2004）》规定，一个枯水期能将永久建筑物修筑至坝顶度汛标准的汛期洪水位以上时，其导流设计流量应按枯水期内与级别相适应的重现期标准选用。因此确定本工程施工导流洪水标准为枯水期内5年一遇。

1.2 导流方式

本工程有三座输水建筑物即南、北放水洞和溢洪道需改建，因此采用分期导流方式。根据工程项目和进度安排，第一个非汛期进行溢洪道（闸）、南北放水洞加固改造工程施工，利用北放水洞将库水位降至40.36m，然后在北放水洞进口处修建临时挡水建筑物，上游来水蓄存于水库内。第二个非汛期进行大坝加固、防汛路面、管理单位建设等工程施工，利用改造完成后的南、北放水洞导流。

2 主体工程施工优化

2.1大坝加固工程

大坝上游坝坡护坡石采用人工拆除，胶轮车运至坝脚用于压重，考虑高折平运距约150m；坝顶路沿石和防浪墙采用人工结合机械拆除，运至坝脚用于压重，考虑高折平运距约250m。下游坝脚贴坡排水体采用人工拆除，自卸车运至上游坝脚用于抛石压重，运距约1km。坝脚抛石压重不足部分利用原溢洪道（闸）、交通桥拆除料和溢洪闸闸前引渠、溢洪道下游开挖的石碴，原溢洪道（闸）、交通桥拆除料和溢洪闸闸前引渠开挖的石碴、溢洪道下游开挖的石碴临时堆存于溢洪道左岸空地，1m3挖掘机配8t自卸车运输至工作面，运距约1km，推土机推运整平，进行抛石。抛石体主要位于水下，无法压实，但抛石体表层需要平整，并采用振动碾压实。坝前平均淤积厚度约1.5m，清淤采用吸泥船无围堰清淤。

大坝坝体翻压段，采用内部调配土方，可满足填筑要求；大坝截渗土料填筑量为23905m3，折自然方30120m3，全部从土料场借土填筑。坝体开挖完后，采用1m3挖掘机配8t自卸车运输临时堆存料或外购土料、砂料填筑坝体剩余部分。坝体翻压心墙部分采用振动碾和履带式拖拉机压实，上下游砂壳采用振动碾压实。

下游坝坡清除采用推土机推运至坝脚，平均运距60m，然后1 m3挖掘机配8t自卸车运至土料场复耕，运距约2km。下游坝坡补坡采取内部调配土方，可满足填筑要求。采用履带式拖拉机分层压实，填筑前也需进行碾压试验。

上游坝坡护坡齿墙和下游排水沟土方开挖均采用人工开挖，排水沟回填采用人工回填，蛙夯机夯实，剩余料就近推平于坝坡上。

2.2 溢洪道（闸）工程

溢洪道开挖土石方均采用挖掘机配自卸汽车挖运，墙后回填利用挖掘机配推土机填筑，13T振动碾压实，结合蛙式打夯机补边夯。

石方开挖采用钻孔爆破法施工，考虑到石方开挖区距大坝较近，施工前应进行爆破试验，选定爆破参数。一般石方开挖应采用硝铵炸药分层梯段爆破，爆破方式为手风钻钻孔，电导线引爆；保护层石方开挖钻孔深度不超过0.5m，采用手风钻钻斜孔，电导线引爆；沟槽石方开挖应在两侧设计坡面进行预裂爆破，再按保护层石方开挖施工。

2.3 南、北放水洞工程

现状南、北放水洞拆除采用人工结合机械施工，胶轮车运至坝脚弃置，考虑高折平运距约100m。引水渠拆除采用人工拆除，胶轮车运输100m弃于围堰外。引水渠土方采用人工开挖，就近临时堆存，人工回填蛙夯机夯实，剩余土料就近推平。

3 施工布置优化

3.1 砼拌和系统

根据场地条件和各建筑物布置，分别在溢洪闸左岸、南放水洞左侧、北放水洞左侧各设置一处混凝土拌和场区。

溢洪闸左岸拌和系统主要供应溢洪道（闸）混凝土和大坝施工。大坝混凝土浇筑量5012m3，溢洪闸混凝土浇筑量1446m3，浇筑量较大，需设置两座0.4m3移动式搅拌机和一座2×1.5m3搅拌楼。

南放水洞右侧混凝土拌合系统主要供应南放水洞混凝土施工，共计浇筑混凝土503m3，浇筑量较小，设置一座0.4m3移动式搅拌机即可满足要求。

北放水洞右侧混凝土拌合系统主要供应北放水洞和大坝混凝土施工，放水洞浇筑混凝土807m3，与大坝合计浇筑量较大，设置两座0.4m3移动式搅拌机即可满足要求。

3.2 弃置区、临时堆存区和取土区

溢洪道尾水渠开挖的部分石碴需临时堆存于尾水渠下游左岸，堆高2m，边坡1：3，占用期1年。

大坝翻压采用分段推进法施工，第一段开挖土方需临时堆存于大坝南端，平均堆高2m，边坡均为1：3，不需考虑占地。

北级放水洞临时围堰需从水库上游河道取料填筑，不计占地。

工程共设置石料等堆存区5处，占用期1年。

4 施工进度优化

工程项目施工难度不大，但项目繁多，工作量大，同时受交通条件制约，相互间干扰较大，在一个非汛期内无法全部完成，因此确定工程总工期24个月，其中汛期基本不安排施工。

计划自第一年汛后开工，至第三年汛前全部竣工。总工期由施工准备期、主体工程施工期和工程完建期三个阶段组成。工程筹备期为三～四个月，需提前完成。

溢洪道（闸）工程拆除料和开挖的石碴以及南北放水洞拆除料需用于大坝坝脚抛石压重，因此安排于第一年汛后至第二年汛前施工。大坝加固工程安排于第二年汛后至年底施工。大坝坝顶路和防汛交通路需作为永久交通道路，安排于第三年初至汛前施工。

管理设施工程安排于第二年汛后开工，至第三年汛前完工。

第10篇

关键词：水利水电工程；设计措施；建筑工程；

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

引言

水利水电属于一门综合性很强的技术学科，很多技术人员在进行水电水利建筑工程的设计安排时常常因为专业理论知识的缺乏以及实践操作技能的缺乏， 常常会把重点放在工程的使用性能上， 而忽略了建筑物的外形美观及整体效果，造成了很多水利水电工程给人看起来感觉都是钢筋水泥的外表， 缺少合适的美感效果。 随着社会物质文明的不断加强，很多水利工程建筑逐渐将重点放在了视觉效果和外观美感上，为了给当地创造一定的经济财富还可以将水电水利工程与旅游景点互相结合起来， 创造一定的经济价值。

一、水利水电建筑设计的目标

很多建筑设计师主张将水利水电站建筑的整个设计风格与自然互相联系起来不断美化整体的设计效果。因为水利水电站建筑地处旷野,视野开阔,一座未作美化设计建筑物突兀在优美的自然环境中,给人以最为特殊的感觉。这就需要设计者在能够最大限度的满足建筑物使用需要，为提高人们的生活质量以及满足心理观赏需要创造有利条件。在设计过程中设计师应该积极做好设计准备，在熟悉水利水电工程的使用情况和给人们带来的影响下展开设计工作。由于水利水电建筑很多都是距离城市较远的，这就需要设计者注重自然环境因素，在设计初期就对水利建筑物的平面效果做出较为合理的设计，实现建筑物与自然的完整结合。作为水利水电行业的设计师， 应该将设计角度拓宽到整个社会发展中，以一个最新的设计角度来把握设计方向， 综合各种设计风格的精髓， 创造出更为吸引人的水利建筑作品。

二、建筑设计中科学合理的对策分析1、总平面设计水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局，主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等，配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求，做到功能分区布局合理，内部交通流线简洁、顺畅、有序，建筑物之间联系方便，减少不同使用功能之间的交叉干扰，而且应注重环境设计，考虑设计绿化、休息空间、职工体育运动场地等，丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散各种布置方式，各有其优点，具体采用哪一种布置方式，则应因地制宜，根据具体环境而定，或突出建筑，或强调环境。2、建筑平面设计同总平面设计类似，一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求，然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式，建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。同时建筑设计人员应积极发挥主动性，考虑建筑空间的有效使用和综合利用。水工建筑有其固有的特点，其结构的布局是按水工设计规范，满足水力条件和机泵设备安装的要求，在与建筑专业的配合上，需要多方面、多回合的商讨，才能相互协调。

3、工程大坝景观设计大坝景观包括拦水坝(含溢洪道)、溢流坝顶附近的建筑物、溢洪槽、溢洪道的消能段、进水口、出水口、栏杆、照明设备、阶梯、开挖边坡、控制室、观望台等，是众多景观元素的集合体。各景观元素既独立，又互相作用、互相影响，形成复杂的景观体系。设计的原则首先是适用、安全、经济；其次是艺术、美观、协调。

三、电气节能技术

1、减少电能传输的损耗

电路线路上必然会存在电阻，因此只要有电流通过线路就会产生有功功率能耗，对于这样一种形式的能量损失，我们就需要根据其能耗的机理来进行设计处理，考虑到线路上的电流是不允许改变的，因此就只能够在线路的电阻上做文章，也就是说，只要能够在不影响线路正常运行的状况下减小线路上的电阻，就能够有效的起到节能的作用。我们更进一步的来探讨，与线路电阻有关的是线路自身的电导、线路截面和线路的长度，相应的节能方式也就可以分为三个大类：一是选用电导率比较小的金属材质来作为线路的输电导线；二是尽可能的减少线路的长度，这一点可以通过线路少走弯路、不走回头路来实现；三是适当的增大导线截面的面积。

2、选择电压等级

电压等级的合理配置同样能够起到较好的节能效果，一方面是处理好高压和低压配电的电压等级选择，另一方面就是在进行供电电压的确定时，需要综合性的考虑多方面的影响因素来进行，包括用电设备的性质、设计的前景规划、电网的发展计划以及供电回路的数量等。

3、供配电系统的设计

通过供配电系统的合理设计来实现节能无疑是最为直接也最为有效的方式之一，具体来说可以从以下三个方面来着手进行：一是尽可能的减少配电的级别，这样能够有效的提高供配电系统的稳定性和可靠性；二是要要结合实际的用电状况来对供配电的状况进行确定，尽可能的保证变压器处于负荷的中心位置，这样就能够最大程度的降低供电半径，从而实现电力节能，并且，这样一种节能方式还能够一定程度上提高供电的质量。

4、提高自然功率因数

自然功率因数就是在没有配备无功补偿装置的供配电系统中有功功率与无功功率的比值。用电设备根据其性质可以分为直流、电感和电容三大类，而在实际的应用中通常这三种性质的电器都会同时存在，这时候系统中就会因为感性和容性电器的存在而产生一部分无功功率，我们所需要做的就是通过系统自身超前的无功引入将其抵消掉。从这样一种状况中我们就可以看到，提高功率因数的好处就在于能够在保证负荷有功功率不发生任何变化的情况下降低无功功率来实现线损降低的目的。在实际的设计过程中，实现功率因数降低的方式有两种：一是直接采用功率因数较高的同步电动机，二是采用电容器来实现补偿。

5、照明节能

在电气的节能设计中，还可以通过照明节能来实现，具体来说同样是有两种方式，一种就是直接利用高效光源，传统的白炽灯虽然简单便宜，但是其发光的效率比较低；另一种就是充分的利用自然光，这就需要对构筑物的门窗进行扩大，或者是对建筑物或者是构筑物选择一个较好的朝向。

结束语：

水利水电工程的普遍建造对于建筑施工技术提出了更为严格的要求，设计者应该在设计过程中综合考虑建筑施工相关的问题，尽量保证以最合理的资金投入取得最好的建筑效果。建筑设计没有绝对最佳的标准模式，只有通过不断地探索、比较，去寻求相对的最优方式。才能逐渐的完善我们的设计，才能使我们的行业不断地追求尽善尽美的设计思想，不只盲目照搬规范和依赖计算机程序作设计，用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑。

参考文献：

[1]许勇,曹先玉,赵禹然.浅谈水利工程中的建筑设计[J].山东水利,2011

[2]谢德荣.水利水电工程地质特征浅析[J].长江工程职业技术学院学报,2008

第11篇

〔关键词〕渠道；渠道工程方案比选；工程方案优化设计；

1 背景资料

工程位于新疆塔城地区裕民县境内，是一座以灌溉为主的引水渠道，优化设计选用φ1m预制砼管，总长6.9km，设计流量1m3/s，平均纵坡i=0.0025。

原工程渠道总长6.9km，设计引水流量为1m3/s，平均纵坡为0.0025。渠道横断面为梯形，上口宽4.02m，底宽0.6m，设计边坡为1：1.5，渠深1.2m。

2 优化设计原因分析

本次优化设计只针对渠道，主要原因为0+050～4+000为傍山渠，山势陡峭，施工难度大。

（1）从工程地质分析，渠道右岸多为尖顶，山势陡峭，局部滑落严重。从现状老渠道分析，碎石滑落对老渠道破坏严重，渠道内堆满碎石，现已无法正常通水。

（2）从施工分析，梯形渠施工分析：原设计梯形渠上口宽4.02m，底宽0.6m，渠深1.2m，右岸伴渠道路长6.9km，路宽4m，挖方量较大，从现场勘察，高边坡处理及场内运输难度大，渠道开挖断面作业面较大，。

砼管施工分析：选用φ1m预制砼管，取消右岸伴渠路，只保留1.5m行人便道，施工道路调整到山体坡脚河床内，减少了山体的开挖，缩窄了开挖作业面，预制好的成品从河床施工道路上采用吊装施工，解决了现浇方案中原材料运输问题，因此，施工相对简单。

（3）从工程造价分析，优化前概算投资为688.37万元，优化后概算投资为617.34万元，减少了71.03万元。

3 优化方案设计

3.1方案拟定

根据下游灌区的引水要求，本阶段在横断面设计中考虑以下两种方案进行优化比选：

方案一：渠线采用预制混凝土管，渠线平均纵坡i=0.0025，设计引水流量为1m3/s，经计算，选用φ1m预制混凝土管。

方案二：渠线采用预制混凝土U型渠与预制混凝土管相结合，根据地形，桩号0+550～1+270傍山渠线段采用φ1m预制混凝土管，原因是傍山渠线右岸山势陡峭，左岸局部滑落严重。其余渠线段选用预制混凝土U型渠。

综上，本阶段推荐方案一。

3.2优化方案设计

3.2.1 管道设计

本工程改造管道总长6.9km，选用φ1m预制砼管，壁厚120mm，单根预制长度2m，设计流量1m3/s，平均纵坡i=0.0025，分缝处采用聚氨酯填缝。管顶回填土厚0.5m，管底基础铺筑10cm厚的砂砾石垫层，砂砾料垫层中粒径d≤0.075mm的颗粒含量≤10%，砂砾石垫层相对密度Dr>0.75。

3.2.2 水力计算

预制砼管长度L=6920m>15h=15×0.74=11.25m，水力计算用迭代公式计算：

式中：Q―流量，m3/s；

A―过水断面面积， ；

X―湿周，

C―谢才系数，

h―圆管水深， ；

R―水力半径，R=A/X；

i―底坡。

根据《村镇供水工程设计规范》SL-2014，设计流速不宜小于0.6m/s，本工程设计流速为：1.58～1.60m/s，满足规范要求。

3.3施工特点

桩号0+000～4+000为峡谷区傍山管道，主要为岩石挖方段，山势陡峭，这样造成施工场地不开阔，机械设备选型受到约束，施工机械效益受到影响。通过现场踏勘，本次优化设计把施工道路调整到山体坡脚河床内，河床内工作面满足施工机械设备要求，因此本工程预制砼管施工采用吊装施工，预制好的砼管从河床施工道路上吊装施工，选择吊装设备和运输能力与预制砼管吊运相适应，以保护砼运输的质量。

〔参考文献〕1、《混凝土渠道及其附属建筑物系列设计图集》 U形混凝土衬砌渠道设计图

孙竞武 ：2011.03.01

2、《渠道防渗工程技术 》 混凝土防渗 中国灌溉排水技术开发培训中心 水利 1998.03

3、《灌溉渠道衬砌》 渠道衬砌的设计和施工 D.B.克拉茨 水利 1980.02

第12篇

关键词：水电站；挡水；建筑物；设计

中图分类号：TV732 文献标识码：A

1工程等级及标准

1.1工程等级

拟建工程由重力式挡水坝、溢流坝、等组成，水电站总库容3846.58×104m3，装机容量24MW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)和《防洪标准》(GB50201－94)的规定，该工程规模为中型工程，工程等别为Ⅲ等，挡水坝、溢流坝、河床式电站厂房为3级建筑物。

1.2设计标准

1.2.1防洪设计标准

根据《防洪标准》(GB50201－94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)的规定。对于本工程选定方案挡水重力坝最大坝高为30.8m，上下游水头差为11.5m。按关于山区、丘陵区的水利枢纽工程的重力坝、溢流坝、河床式电站厂房洪水标准为：校核洪水标准采用500年一遇（P=0.2%），设计洪水标准采用50年一遇（P=2%）；泄水建筑物消能防冲的设计洪水标准为30年一遇（P=3.3%）；变电站、进厂交通等非挡水部分的校核洪水标准为100年一遇（P=1%）；设计洪水标准为50年一遇（P=2%）。

对于比选方案面板堆石坝方案，按关于山区、丘陵区的水利枢纽工程的堆石坝、溢洪道洪水标准为：校核洪水标准采用1000年一遇（P=0.1%），设计洪水标准采用50年一遇（P=2%）；引水式电站厂房校核洪水标准为100年一遇（P=1%）；设计洪水标准为50年一遇（P=2%）；溢洪道消能防冲建筑物的防洪标准与重力坝方案相同。

1.2.2抗震设计标准

根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306－2001）和《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306－2001），本区地震动峰值加速度值＜0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度。

2挡水建筑物坝顶高程确定

按《水工建筑物抗冰冻设计规范》（GB/T50662-2011）中有关规定，坝顶超高按常规设计。

2.1风速

风速采用项目区所在地区气象台测站1957年~1990年4月~11月实测风速进行统计，根据坝轴线走向，分别选取5个风向(WSW、W、WNW、NW、NNW)进行统计。

计算风速：正常运用情况下采用重现期为50年的年最大库面风速，非正常运用情况采用多年平均年最大风速。坝前风速计算值采用如下：

正常情况：υ=15.94m/s（正常蓄水位和设计洪水位时）；

非常情况：υ=9.35m/s （校核洪水位时）。

2.2风区长度及水域平均深度

库区水域虽狭长细窄，但库区水面宽度仍大于12倍波长，因此风区长度采用计算点至对岸的直线距离。

风区内水域平均水深Hm沿风向作出地形剖面图求得，计算水位与相应设计情况下静水位一致。

2.3计算公式

根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）中的规定以及本次调洪成果对坝顶高程进行计算，坝顶高程为水库静水位与超高之和，即校核洪水位、设计洪水位和正常蓄水位情况下分别加相应的坝顶超高确定坝顶高程。坝顶与水位的高差由下式确定：

Δh=h1%+hz+hc

式中：Δh—— 防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；

h1% —— 波高（m）；

hz—— 波浪中心线至正常或校核洪水位的高差（m）；

hc—— 坝体安全超高（m）；

其中波浪高h的计算采用官厅水库公式：

式中：υ0 —— 计算工况下的相应风速 (m/s)；

D —— 吹程 (m)；

Lm—— 平均波长 (m)。

波浪中心线至水库静水位的高度按下式计算：

式中：H —— 挡水建筑物迎水面前的水深 (m)。

坝顶高程计算成果见表1。

坝顶高程计算成果表

表1单位：m

由计算结果知，坝顶高程由校核洪水位控制，计算坝顶高程为450.46 m。但考虑到溢流坝顶的工作桥净跨为10.0m，为保证桥体钢轨下的大梁（估算1.3m高）不影响泄洪，工作桥梁底须高于校核洪水位，由此确定坝顶高程为450.8m。

3 挡水坝设计

挡水建筑物坝型为混凝土重力坝，左岸挡水坝段桩号坝0+000 ~ 坝0+058.95m，右岸挡水坝段桩号为坝0+194.45 m ～坝0+ 212.7m，两岸挡水坝段总长为77.15m。

挡水坝坝顶高程为450.8m，坝顶不设防浪墙，坝顶宽度为6.0m，最大坝高为29.85m。坝顶路面以1%坡度向上游倾斜，以便排除坝顶集水，考虑到安全因素，坝顶上、下游侧设有栏杆。坝体上游面折坡点高程为440.8m，折坡点以上铅直，折坡点以下坝坡为1：0.2，下游折坡点高程为440.8m，折坡点以上铅直，折坡点以下坝坡为1：0.6。下游坝脚竖直高度2.0m。

坝底上游坝踵设1.5m深、1.75m底宽的梯形齿槽。坝体内设置帷幕灌浆和排水廊道，廊道为城门洞形，宽3m，高4m。廊道上游壁距上游坝面3m，底板混凝土最小厚度3m，底板高程随坝基面上升，升至高程442.57m从下游坝面拐出。

为及时排出坝体内的渗透水，在坝体内防渗面板下游每隔3.0m设置一根直径15cm的竖向排水管，渗透水通至廊道再排出坝体。坝体每隔20m左右设横缝，缝内设一道橡胶止水。

重力坝混凝土分3区：坝上游表面防渗抗裂Ⅰ区混凝土厚2.0m，强度等级C25，抗冻等级F300；坝内低热Ⅱ区混凝土及坝基础低热抗裂Ⅲ区混凝土（厚2.0m），强度等级C20。

4坝肩处理

由于右坝肩基岩岩面坡度较陡，为了满足该坝段沿坝轴线方向的稳定要求，坝肩基岩面开挖成台阶状以增强坝肩的纵向稳定性。

两坝肩坝顶高程以上进行开挖削坡处理，根据地质勘察成果，土质边坡削坡的坡度为1：1.75~1：1.5，岩石为1：1~1：0.75。

5坝体抗滑稳定计算

坝体抗滑稳定计算主要核算坝基面滑动稳定，荷载组合分为基本组合和特殊组合两类，分别采用抗剪公式和抗剪断公式计算。荷载组合见表2。

挡水坝荷载组合

表2

抗滑稳定采用抗剪强度计算公式：

式中： K—— 抗剪强度计算公式的抗滑稳定安全系数；

∑W —— 作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值；

∑P—— 作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值；

f —— 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数。

抗滑稳定采用抗剪断强度计算公式：

式中：K′ ——抗剪断强度计算公式的抗滑稳定安全系数；

f’、C —— 滑动面抗剪断摩擦系数及抗剪断凝聚力；

A —— 基础面受压部分的计算面积；

ΣW ——作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值；

ΣP ——作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值。

计算断面选取最大坝高断面进行计算，抗滑稳定计算成果见表3。

挡水坝抗滑稳定计算成果表

表3

从表中计算结果数值可以看出，挡水坝抗滑稳定满足规范要求。

6 坝基应力计算

挡水坝坝基地基应力计算采用材料力学公式计算；

式中：∑W —— 作用于单位宽度坝段上所有垂直力的代数和；

∑M —— 所有荷载（外力）对于坝基截面形心的力矩代数和；

B —— 坝底宽度。

计算结果见表4。

挡水坝坝基应力计算成果表

表4

弱风化安山岩地基允许承载力为3.8MPa，由表8.1.4计算结果得出，坝基地基承载力小于允许值，并且大于零，均满足规范要求。

参考文献

[1]GB/T50662-2011水工建筑物抗冰冻设计规范[S].）中国计划出版社，2011.

第13篇

关键词：能量法；过流能力；明渠均匀流

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

南水北调中线总干渠石获北路至植物园路渠段全长近2.0km，设计流量220m3/s，加大流量240m3/s。由于占地征迁等原因，跨南水北调中线总干渠，连接石获北路和植物园路的两座公路桥无法实施，需新建康庄和岳村暗渠下穿石获北路和植物园路。

康庄暗渠与紧邻的石～太铁路（二）暗渠联合布置，取消石～太铁路（二）暗渠的出口闸室和出口渐变段，将其管身末端延长穿越石获北路，后接闸室和渐变段。岳村暗渠根据植物园路与总干渠斜交情况以及植物园路支线位置进行布置，由进口渐变段、管身段及出口渐变段组成。康庄暗渠至岳村暗渠之间的渠道长1.4km，调整其纵坡及过水断面尺寸。

2 方案研究

经过研究，考虑如下几个方案：

方案1，康庄和岳村暗渠采用矩形过水断面，加大断面宽度使两座暗渠占用的水头和同长度渠道占用的水头相等。

方案2，康庄和岳村暗渠采用与渠道断面一致的梯形过水断面，加大断面宽度使两座暗渠占用的水头和同长度渠道占用的水头相等。

方案3，修建过水断面与渠道断面一致的康庄和岳村暗桥（桥墩不占用水头），暗桥上部覆土1.5m。

方案4，调缓康庄暗渠至岳村暗渠之间的渠道纵坡，并加大其过水断面，将渠道节省下的水头移至两座暗渠。

经过计算，方案1、方案2结构尺寸较大，投资增加较大；方案3由于桥面覆土1.5m，荷载较大，基础处理难度大，工期较长。因此方案4为可行性方案。

3 水力计算

方案4康庄暗渠与紧邻的石～太铁路（二）暗渠联合布置，水力计算的范围为石～太铁路（二）暗渠进口至岳村暗渠出口，石～太铁路（二）暗渠进口至岳村暗渠出口的位置按照工程布置需要已经确定，所以，计算渠段上、下游渠道的断面形式和尺寸、通过各级流量时的水深以及渠底高程和渠段所允许的水头损失均已经确定。根据边界条件可建立以下函数关系式，见图A。

各控制点初步设计指标见表1。

表1 各控制点初步设计指标

一般情况下，暗渠的洞身段长度大于进口前渠道水深的20倍，所以水力计算时，对于长洞，在设计流量条件下，洞中水流按明渠均匀流考虑。采用能量法，在合理范围内假定暗渠的断面宽度，通过试算计算出石～太铁路（二）暗渠和康庄暗渠共占用水头，岳村暗渠占用水头。确定康庄和岳村暗渠洞身断面宽度，同时考虑洞身断面的结构受力特点和工程投资等方面的因素。

若康庄和岳村暗渠洞身段洞底布置在相应的渠底高程连线上，计算断面呈扁平状，单孔洞身高宽比小于1.0，结构受力条件不好，工程量大。为了提高断面的利用率，考虑采取降低洞底高程加大洞内水深的措施。从理论上分析，在上下游水位一定的情况下，过同等流量的建筑物既可选择宽浅式，也可选择窄深式，不同的洞宽对应不同隧洞降低值，需根据实际情况而定。通过对南水北调京石段隧洞进行水工模型试验研究，当洞底降低值在1.64m以下时，洞前无壅水现象，洞内水面线和进出口总干渠水面线衔接顺畅，其进口顺坡和出口反坡对隧洞水流和断面流速分布无明显影响，仍可保持洞内大范围为均匀流，不影响过流能力。采取降低暗渠洞底高程，增大洞内水深的方案，可减少洞身跨度，且使洞身高宽比大于1.0，结构受力条件较好，同时节省了洞身工程量。

根据剩余水头、按明渠均匀流计算确定康庄暗渠与岳村暗渠之间的渠道纵坡和底宽。

=，

式中：——渠道纵坡

——渠道长度

相比初步设计，调缓渠道纵坡即可减小渠道水头损失，为了不影响渠段设计过流能力，需加大渠道过水断面，渠道边坡不变，考虑加宽渠底和挖深渠底两个方案。经综合考虑占地、边坡稳定、康庄暗渠与石～太铁路（二）暗渠衔接等因素，通过试算及优化，计算结果见表2。

表2设计流量水力计算成果表

4 加大水面线计算

康庄和岳村暗渠断面宽度确定后，按明渠恒定非均匀流公式推算渠道和建筑物内加大水面线。

明渠恒定非均匀流公式如下：

式中：——下游断面对应水位；

——上游断面对应水位；

——下游断面对应流速；

——上游断面对应流速；

——上下游断面间水头损失；

本渠段加大流量水面线的推算是以新增岳村暗渠出口作为起点，以岳村暗渠出口位置的原渠道加大水位为起调水位，向上游进行加大流量水面线的计算。计算结果见表3、表4。

表3 渠底加宽方案加大流量水面线计算成果表

表4 渠底挖深方案加大流量水面线计算成果表

由计算结果可知，新建康庄和岳村暗渠后加大流量水面线的受影响渠段为康庄暗渠出口至岳村暗渠，本段渠道为挖方渠道，一级马道高程由内水控制，其安全超高不小于1.0m。新建两座暗渠造成总干渠加大水位抬高最大为3.2cm，仅占原超高的3.2％，基本满足渠道超高的要求。加大流量水面线抬高后对本段渠道、跨总干渠桥梁、分水口门、排水泵站及左岸排水等建筑物结构及配筋影响很小，仍能满足要求。

另外，建筑物洞身加大水面线以上的净空面积不应小于暗渠断面面积的15%，且高度不小于40cm。

5 结语

康庄和岳村暗渠为新增建筑物，修建两座暗渠需要的水头较同长度渠道需要的水头多，为了不影响总干渠过流能力及本渠段总水头，考虑调缓康庄暗渠至岳村暗渠之间的渠道纵坡，并加大其过水断面，将其节省下的水头移至两座暗渠的方案。

渠段通过设计流量，康庄暗渠至岳村暗渠之间的渠道为明渠均匀流，相比初步设计，调缓渠道纵坡即可减小渠道水头损失，为了不影响渠段设计过流能力，需加大渠道过水断面，结合工程实际情况，考虑加宽渠底和挖深渠底两个方案，采用能量法逐步试算可计算出两方案建筑物和渠道的水力要素及断面尺寸，然后根据明渠恒定非均匀流公式推算新增建筑物对该渠段加大水面线的影响，并确定是否影响总干渠其它建筑物。通过方案比较及水力计算，在南水北调中线总干渠新增建筑物设计中采用本方案是可行的。

参考文献：

[1] 水利部河北水利水电勘测设计研究院.南水北调中线京石段应急供水工程(石家庄至北拒马河段)隧洞初步设计报告[R].2004

[2] 水利部河北水利水电勘测设计研究院.《南水北调中线一期工程总干渠邢石界至古运河南渠段初步设计报告》[R].2009

[3] 水利部河北水利水电勘测设计研究院.《南水北调中线一期工程总干渠石家庄段康庄、岳村桥梁变更设计报告》[R].2012

[4] SL279-2002，水工隧洞设计规范[S].

第14篇

(SoutheastofGuizhouWaterpowerSurveyandDesignInstituteKailiGuizhou556000)

【Abstract】Ourcountryisawiderangeofgeologicaldisasters,severedisasters,widelydistributedcountry-proneareasworst-hitGuizhoubelongs,alongwithsocialandeconomicdevelopment,thefrequencyandscaleofdisastersincreaseseveryyear,preventionhasbecomeincreasinglydifficult.Theso-calledgeologicaldisasters,isintendedtoincludenaturalfactorsorhumanactivitiescauseharmtopeople´slifeandpropertysafetyofthemountaincollapse,landslides,mudslides,groundsubsidence,groundfissures,groundsubsidenceassociatedwithgeologicaldisasters.Inthispaper,anewlibraryinGuizhoudistrictstation,duetowater-inducedlandslidepreventionandcontroldesign,theconclusionsforsimilarprojects!

【Keywords】Geologicaldisasters;Landslideanalysis;Preventionandtreatment;Preliminarydesign

1.基本情况

1.1地理位置。

岩脚寨山体滑坡地质灾害位于贵州省丹寨县排调镇岩脚寨，排调河左岸，距码头电站坝址约1.5Km，未通公路，交通不便。排调河发源于丹寨县排调镇四方山，在三都县打鱼寨汇入都柳江，是珠江流域都柳江干流的一级支流。码头水电站位于排调河中上游河段，坝址位于码头村上游1.6Km处，距排调镇约4Km。

1.2自然概况。

（1）全流域面积1132Km2，主河道长87Km，天然落差570m，河道平均比降7.28‰，年径流总量9.41亿m3。河谷多呈“V”型，阶地不发育，是一典型的山区型河流。坝址以上集雨面积322.3Km2，河长39Km。

（2）区内气候属亚热带湿润季风性气候，四季分明，气候温和，雨量充沛，云雾多，日照少，冬暖夏凉，年平均气温14.7℃，最冷月平均气温4.2℃，最热月平均气温23.5℃，极端最高气温34.8℃，极端最低气温-9.5℃，年平均降水量1427.3mm，24h最大降雨量为212.5mm。

1.3滑坡体级别。

（1）根据现场勘查，滑坡体前缘位于码头电站库区排调河河床，后缘至岩脚寨寨脚，滑坡纵长280m，横宽534m，面积约15万m2，沿基岩面及强风化带滑动，主滑方向倾角近24°，平均厚度约15m，滑体总量约200万m3。

（2）滑坡变形破坏主要表现为中下部鼓胀剪切及上部地面拉裂变形，为大型牵引式滑坡。此滑坡危及到上部岩脚寨村、下部码头电站安全运行及下游码头村的人民生命和财产的安全，直接经济损失将达6000万元以上，因此对滑坡进行处理是非常必要和迫切。

根据《水利水电工程边坡设计规范》的等级标准，确定该滑坡级别为3级。

2.滑坡成因

2.1工程地质。

工程区位于贵州省东南缘苗岭山脉向湘桂丘陵过渡带，地势由北向南倾斜，地形变化较大。山顶高程一般为900～1100m，地表切割深度为500～700m，山坡坡度为10°～70°。地貌类型属构造侵蚀的中山、中低山地貌，以峡谷、齿状中山为主。勘察区属构造剥蚀中低山地貌，地处排调河左岸斜坡上。滑坡整体地形南西高北东低，最低点为排调河河床，相对高差150m以上。斜坡上缓下陡，地形坡角一般在25～38°之间，535m高程以上地形相对较缓，坡角10～20°。出露地层为第四系残坡积物、崩坡积物和清白口系清水江组粉砂质板岩。

2.2滑坡成因。

（1）内因：第四系残积土层及极破碎的强风化岩层较厚；地形坡度较大，土层和强风化层与中风化层基岩分界面较陡，岩层走向与坡向呈小角度相交，且岩层倾角小于坡角，堆积于地形较陡处的上部夹碎块石粉质粘土具有相对的透水性，地表水易下渗至土层，自重增大，基岩面相对隔水，易在岩面形成集水带，使岩土分界处，土的抗剪性能变差，达到临界状态。

（2）外因（诱发因素）：降雨入渗到透水性较强的土体中，致使抗剪强度降低，遇到连续集中降雨或高强度降雨时，雨水渗入到下部粉砂质板岩顶面时受阻，顺分界面运移，土体软化，促使坡体发生变形；当水库蓄水后，降低了坡脚残积土和极破碎的强风化板岩强度，减轻坡脚反压力，在水位反复升降变化时，水流对坡脚冲涮及反复加荷和减压，坡体变形进一步积累，最终产生裂缝、蠕变和滑动。

3.滑坡预防和处理设计

3.1码头电站基本情况。

大坝为砼砌石重力坝，最大坝高47.3m，坝顶宽5.0m，坝轴线总长115.00m，其中非溢流段73.6m，溢流段41.40m，无闸控制，采用挑流消能，水库总库容1095万m3，属中型水库。

校核洪水位（P=0.2%）：489.75m；相应下游水位：460.73m；

设计洪水位（P=2%）：487.05m；相应下游水位：457.91m；

正常蓄水位：481.00m；相应下游水位：450.61m；

死水位：475.0m。

3.2地质参数。

根据地勘资料，确定最不利的工况（暴雨）下的地质参数为：

（1）饱和状态残积粘土饱和重度γ=18.8KN/m3，饱和状态C=28.0KPa，Ф=20°；

（2）强风化板岩饱和重度γ=21.00KN/m3，C=60KPa，Ф=25°；

（3）中等风化板岩饱和重度γ=26.7KN/m3，饱和抗压强度平均值17.36MPa。

查《中国地震动参数区划图》，区内地震动峰值加速度值小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，勘察区抗震烈度小于6度，根据《建筑工程抗震设防分类标准》规定，不进行地震作用计算。

3.3稳定分析方法及成果。

（1）根据《水利水电工程边坡设计规范》规定，当滑动面呈非圆弧形时，宜采用摩根斯顿-普赖斯法和不平衡推力传递法进行抗滑稳定分析。经地质勘察，该滑坡体滑面形态呈折线型，故采用摩根斯顿-普赖斯法进行抗滑稳定分析和简化毕肖普法进行稳定验算。

（2）根据滑坡体的特点和诱发因素，将滑坡分成ABC三个区，每区选择一个典型的滑坡特征断面，在饱和工况下，滑体上部沿基岩面滑动、下部极破碎强风化层沿中风化层滑动两种最不利情况下进行计算，如图1。

（3）计算程序采用中国岩土工程协会推荐，由清华大学按现行规范编制的《SLOPE2004-版本V4边坡稳定计算程序》进行稳定分析（滑坡体稳定性计算成果见表1）。

C-C断面 1.1633(摩根斯顿-普赖斯法),1.1639(简化毕肖普法)

3.4稳定性分析。

（1）根据计算成果分析，A、B区滑坡体处于不稳定状态；C区滑坡体基本处于稳定状态。经稳定复核，A、B区残积土层和强风化层需部分卸载，C区修整平顺，共需卸载土石方20.55万m3，可以使整个坡面基本处于稳定状态。若不进行工程措施处理，则残积土层和强风化层将会整体下滑，滑坡总量达到42.73万m3。

（2）若滑坡在最不利的情况下一次性下滑，会使水库水位平均升高约0.57m，最高水位超过码头电站大坝坝顶高程0.42m，对大坝的安全运行极为不利，下游受到洪水威胁。

3.5设计方案。

（1）岩脚寨整体避让搬迁至安全的安置点；滑坡体上所有农田均水改旱，或改种经济林，以增加坡面稳定性；

（2）治理总面积5万m2，卸载土方22万m3。在滑坡体周边设截水沟，坡面设纵横排水沟，采用5条纵向排洪沟将治理区域划分为6个片区，在各片区内每隔10m高差设一条水平排水沟，与周边截水沟和排洪沟连接，组成排水网络，使暴雨期能迅速、最大限度地排除坡面降水及坡体内积水，抑制滑坡大规模发生。

（3）及时封闭滑坡拉裂缝，并设置边缘警戒线。

（4）在工程施工期及电站运行期，在整个滑坡范围内布置观测设施，对截水、排水设施和边坡稳定进行长期动态观测。通过观测坡面的变形及蠕动情况，作为评价边坡的稳定性和排水效果的依据，以指导设计和施工，以及及时控制水库水位，保证电站正常运行和合理调度。

4.结语

随着社会经济的发展，工程建设必不可少，工程建设诱发滑坡等地质灾害不可避免，由此产生的后果也非常严重，但是采取合理、科学的防治方法可以预防和治理。岩脚寨山体滑坡地质灾害通过治理，没有造成经济损失，有效地保障了人民群众的生命和财产安全。

参考文献

［1］《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）中华人民共和国水利部2007.7.14.

［2］《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）中华人民共和国住房和城乡建设部国家质量监督检验检疫总局2007.7.30联合.

［3］《SLOPE2004-版本V4边坡稳定计算程序》清华大学编制.

［文章编号］1006-7619（2014）09-11-536

［作者简介］李玮（1968.3.29-），女，籍贯：湖北武汉，学历：大学本科，职称：高级工程师，国家注册造价师，工作单位：贵州省黔东南州水利电力勘察设计院，研究方向：水利工程设计，从事水利工程设计、监理及工程造价工作。

李玮

（贵州省黔东南州水利电力勘察设计院贵州凯里556000）

第15篇

关键词：抗滑桩；预应力锚索；边坡加固

Abstract: railway erection along the catenary as special power supply unit supplies power for the electric traction locomotives, its purpose is to change the piezoelectric output power through catenary contact wire for wire of electric locomotive operation. Catenary of the particularity of performance in three aspects: the outdoor equipment, no spare, electromechanical integration, these are the basic characteristics of catenary. In this paper, the technical standard of passenger dedicated railway catenary and simple discussion on the construction quality control and analysis.

Key words: passenger dedicated line; Railway; Electrification; Catenary technology; The construction quality

中图分类号：U213.1+58文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、抗滑桩在水利工程边坡加固中的应用

抗滑桩作为一种支挡结构物，由于其具有抗滑能力强、桩位布置灵活、施工方便、投资少和治理效果好等优点，所以在滑坡地质灾害治理中得到了广泛的应用。

（一）工艺原理与作用机理

工艺原理：抗滑桩通常为钢筋混凝土或钢轨混凝土桩体，抗滑桩的分类根据滑坡体的规模大小分为单排抗滑桩及多排抗滑桩，单排抗滑桩通常设置于滑坡前沿且与桩间墙相连接形成整体，桩间墙通常为两种，一种是预制钢筋混凝土板，另一种是浆砌片石挡土墙。

作用机理：抗滑桩由锚固段及抗滑段组成，锚固段是保证桩体的自身稳定性，抗滑段主要承担滑坡土体的下滑力，它的作用是阻止滑坡体沿着一定的软弱结构面(带) 产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动，承担滑坡体的整体下滑力，从而达到增强山体滑坡的稳定性及滑坡整治加固的目的。

（二）抗滑桩优点

1、抗滑能力大，在滑坡推力大、滑动面深的情况下，较其它抗滑工程经济、有效。

2、桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位，可以单独使用，也能与其他建筑物配合使用。分排设置时，可将巨大的滑体切割成若干分散的单元体，对滑坡起到分而治之的功效。

3、施工方便，设备简单，具有工程进度快、施工质量好、比较安全等优点。施工时可间隔开挖，不致引起滑坡条件的恶化。

4、开挖桩孔能校核地质情况，检验和修改原有的设计，使其更符合实际。

5、对整治运营线路上的滑坡和处在缓慢滑动阶段的滑坡特别有利。

6、施工中如发现问题易于补救。

（三）抗滑桩施工工艺流程

抗滑桩的施工工艺流程为：场地平整放线、定桩位开挖第一节桩孔土方支模浇筑第一节混凝土护壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、设置垂直运输系统、潜水泵、鼓风机、照明等设施第二节桩身挖土方清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度、方位和断面尺寸拆上节模板、支第二节模板、浇灌第二节混凝土护壁重复第二节挖土、支模、浇灌混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度检查持力层后进行修孔清底对桩孔断面尺寸、垂直度、方位、深度、持力层厚度等进行全面检查验收清理虚土、排除孔底积水制作吊放钢筋笼就位浇灌桩身混凝土至设计标高浇筑撑梁、拱圈、镇脚。

（四）抗滑桩施工质量要求

1、抗滑桩要有足够的锚固深度。

2、抗滑桩的几何尺寸及垂直度必需符合设计要求。

3、为确保开挖安全，抗滑桩护壁质量及工艺必需满足施工要求。

4、抗滑桩桩身钢筋必需要有足够的保护层厚度。

5、抗滑桩的强度必需符合设计要求。

（五）质量控制要点

1、开挖过程和桩底地质

(1) 抗滑桩挖至滑面或设计锚固基点时，应对抗滑桩设计桩长及锚固深度进行效核。

(2) 要保证抗滑桩的几何尺寸及垂直度符合设计要求，施工中要作好测量放线工作,并随时进行校核，采用方法是将抗滑桩的中心点准确设置护桩在桩孔锁口上，施工过程中用线锤控制桩孔中心及校核其垂直度。

(3) 抗滑桩护壁钢筋及护壁混凝土必需按设计要求进行施工，以确保桩孔开挖安全。

(4) 桩孔挖至设计标高时，需对其地质进行分析，抗滑桩设计为柱桩，其地基承载力必需满足设计要求，若达不到设计要求时，应请设计院对桩进行加长处理，灌注砼时要将孔底浮碴清理干净。

2、钢筋笼的制作

钢筋的制作及绑扎严格按设计及规范进行制作，抗滑桩桩身钢筋在定位安装绑扎时,需在主筋后面设置混凝土垫块，以确保其有足够的保护层厚度，桩身钢筋在对接时，同一截面钢筋接头不能大于50%，钢筋的焊接质量及搭接长度必需符合规范要求。

3、混凝土灌注

用于抗滑桩工程的所有原材料必需符合设计及规范要求，砂、碎石、水泥需经试验检测合格后方能进场使用，混凝土的拌制严格按试验室的配合比进行拌制，混凝土的捣固采用插入式振捣器进行捣固，采用快插慢抽先周边后中间的方法进行捣固，确保混凝土的捣固质量。

二、预应力锚索加固在水利工程边坡加固中的应用

预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架，由框架对不稳定坡体施加一个预应力，将不稳定松散岩体挤压，是岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定液体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。采用预应力锚索进行边坡加固，其优点有：在高边坡或隧洞洞口明挖中采用，可增加边坡稳定。从而减少开挖量，也为提前进洞创造条件；可在水库正常运行条件下用于混凝土坝体或坝基加固；用于修补混凝土裂缝或缺陷，可将集中荷载分散到较大范围内；加固洞室。改善洞室的受力条件等。这些优点使其在高边坡加固中得到广泛应用。其具体施工如下：坡面危石排除及清理——脚手架搭设——钻孔——锚索制安——内锚段灌浆——张拉垫座砼浇筑——张拉锚固——张拉段灌浆——封锚头

1、钻机定位：

（1） 确定钻机工作高度：应根据设计孔口高程、倾角计算钻机实际工作高度，做为钻孔垫层高度参考依据；

（2） 方位角确定：利用钻机前部准心和动力头上部准心是否与测量放样方位线重合以确定钻机方位及钻机移动依据；

（3） 倾角控制：可用地质罗盘仪测量，水平尺校核；

（4） 加固钻机：为保证钻孔时钻机稳固、钻孔精确，钻机应与综合排架连接成为整体，原则上应保证钻机不发生轴向及横向位移，使钻机压力均匀分散于排架工作平台上。

2、钻进过程控制

开孔时要严格控制钻机开孔误差，对冲击器和钻头应有一个支撑和限制，以达到设计控制点。由于钻杆自身重量及钻具由多根钻杆连接而成，钻孔时会对精度有很大影响。因此为提高钻孔精度，钻孔过程中，加强钻具的导向作用，根据以往钻孔经验，应安装孔道扶正器进行孔道纠偏。为保证钻孔过程中塌孔、卡钻的及时处理，勤提动钻具可以保证正常钻进而不至于埋钻。对于钻孔底部仍残留的较大颗粒的岩粉，尤其在冲击器上部的岩粉或石渣，须采取边提钻、边回转、边送风等措施进行清除。钻孔完毕，采用压力风清孔。

3、编索和穿索

编索关键环节是止浆环安装、灌浆管路铺设、钢绞线绑扎及无粘结钢绞线的去油清洗。无粘结钢绞线去皮范围的误差为：锚固段不得大于10cm，张拉段不得大于1cm，洗油时将钢绞线松开，用汽油逐根清洗钢丝，干净棉纱擦净，保证钢丝洁净无油膜。

穿束采用人工辅以机械方式进行，该工序主要检查束体入孔长度，控制锚索运输过程中平面转弯半径不小于2．5m及穿束过程中束体平顺不扭转。

穿索后对止浆环进行充气检查，确认止浆环完好和进、回浆管畅通，否则需拔出进行修复。

4、锚索锚固段灌浆

在锚索注浆前做好锚索的防绣、防腐蚀处理，处理应该满足设计规范提出的各项技术要求。

（1）锚索锚固段注浆材料系现场配制，Cv值在0．11～0．235之间，强度保证率在95％以上，在7d龄期的标号中，若有少数强度略低于设计值，但平均强度均应大于设计强度，对于个别7d龄期强度偏低的锚索，采取延期进行张拉的措施。

（2）、灌浆过程控制：

a、锚固段灌浆，保证注浆压力

b、灌浆结束标准，主要以灌浆量大于理论耗浆量，回浆比重不小于进浆比重，且孔内不再耗浆为控制依据；

c、灌浆过程中对耗浆量、止浆环气囊压力及回浆压力等诸项数据进行仔细的检查，若耗浆量过大、气压或回浆压力偏小，判断可能存在止浆环失效、地质缺陷、裂隙漏浆等异常情况，则必须作进一步的分析检查。止浆环失效则将索体拔出修复、裂隙窜浆及地质缺陷处理方法包括：固灌扫孔、孔道加深等。

5、预应力锚索张拉

在锚索张拉之前必须检查并弄清楚张拉系统工具工作原理（大顶、小顶、压力表、油泵、率定报告、油路、工具锚清洁等）、内锚段浆体强度、锚墩强度、必须全部符合技术要求时才允许张拉。张拉时均采用分级张拉持荷稳压、恒载安装的施工方法，张拉时其理论伸长值严格按率定报告计算，主要以张拉力控制为主，伸长值校核的双控方法进行张拉质量控制。施工时观测锚索先行，以便指导工作锚索的施工，并且来判定率定报告是否正确和是否进行补偿张拉。洞室高边墙岩石锚索张拉分为单股预紧和整索分级张拉两个阶段。单股预紧施加应力为20%P（P为设计永存力），从中心向四周对称张拉，单股预紧用小顶张拉应至少进行两个循环，如两伸长值之差大于3mm时要求再进行第三循环张拉。预紧实际伸长值必须大于理论伸长值，使各钢铰线受力均匀之后，即可进行整索张拉。预紧的质量在锚索整索张拉工艺过程中直接关系到实际伸长值的取值判误，所以必须严格按要求进行。整束张拉分四个量级进行，预紧25%P50%P75%P100%P稳压锁定，除最后一次张拉要求静载30min外，其它只需每级持续5min。稳压前后，均应量测钢铰线的实际伸长值，若实测伸长值与理论伸长值相差超过10%或小于5%（岩石锚索），应停止张拉，并查明原因后再进行张拉。升荷速率每分钟不超过设计预应力值的10%P，卸荷不超过20%P。全粘结锚索张拉时，如果理论伸长值与实际伸长值相差较大则有以下几个原因：第一是内锚段注浆时，止浆包没有起作用，内锚段过长；第二是张拉的程序不对；第三张拉机具工作不正常。如果锚索最后有效应力施加不够，则有以下原因：第一是卸荷后夹片滑动，回缩值较大；第二是张拉机具工作不正常。张拉过程中必须对压力表指针掉压（剧烈掉压、匀速掉压、稍微掉压在1Mpa以内）进行分析，以指导锚索张拉过程。在张拉结束锁定时难免出现锚具偏离锚垫板，这时就必须退锚后重新进行张拉、锁定。在退锚重新张拉时注意施工人员不要站在锚索的正前方，以防工具夹片突然失效，钢铰线飞出伤人（特别是对穿锚索）。张拉时要严格遵守操作规程，以防安全事故发生。

参考文献

[1] 马连城，郑桂斌.我国水利水电工程高边坡的加固与治理[J].水利发电，2000，（01）