時間：2023-07-12 17:07:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水電工程邊坡設計規范，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】水利水電工程；施工導流；圍堰技術；施工流程；注意事項
一、施工導流與圍堰技術的概況
施工導流工程實質是采用分段圍堰和全段圍堰兩種方法來把原有河道中的水流引導到下游的基本工程措施，這樣做的原因是這種工程措施能比較明顯地解決河道中的水流對水利水電工程建筑造成的消極影響，圍堰指的則是在水利工程建設時建設長久性水利設施，這里主要是修建臨時性圍護結構。這里的基本原理實際是防止水和土進入建筑物中，最終造成圍堰內的排水問題，像開挖基坑和修建建筑物也是深受其益的。
1、施工導流
施工導流是指在水域（大多數指活水河道）內修建水利工程的過程中，為創造干地施工條件，前期用圍堰圍護基坑，將河道水流通過預定方式繞過施工場地導向下游的工程措施。施工導流是水利工程施工，特別是修建閘壩工程所特有的一項十分重要的工程措施。導流方案的選定，關系到整個工程施工的工期、質量、造價和安全渡汛，事先要做出周密的設計。合理的施工導流方案，是保證工程順利實施及工程質量和安全性的重要保障。
2、圍堰技術
圍堰是指在水利工程建設中，為建造永久性水利設施，修建的臨時性圍護結構。其主要作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內排水，開挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作為正式建筑物的一部分外，圍堰一般在用完后拆除。圍堰就是用土堆筑成梯形截面的土堤，迎水面的邊坡不宜陡于1：2（豎橫比，下同），基坑側邊坡不宜陡于1：1.5，通常用砂質粘土填筑。土圍堰僅適用于淺水、流速緩慢及圍堰底為不透水土層處。為防止迎水面邊坡受沖刷，常用片石、草皮或草袋填土圍護。在產石地區還可做堆石圍堰，但外坡用土層蓋面，以防滲漏水。其中分為2種類型：
（1）全段圍堰法導流
全段圍堰法就是指在河床距主體工程像大壩和水閘等這樣的基體比較遠的時候，為了防止河道中的水流經過河床外修建的臨時泄水道或者永久泄水建筑物下泄的情況出現，采取的修建攔河堰體，以一次性的方法截斷河道的方式。這種導流法只適用于枯水期流量不大，河道狹窄的河流。這里的導流泄水建筑物類型一般分成這些類別，像明渠導流和隧洞導流等，還有河床涵管法也是可以算在里面的。
（2）分段圍堰法導流
分段圍堰法導流也可以叫做分期圍堰導流，實際上就是把河道中的水流經由已經被束窄的河床或者缺口這些渠道排到河流下游的方法。這種導流方法適用可以通航的大河流，這樣的河流一般水流量大、河床寬，還有一般都是建筑工期比較長的工程項目。分段圍堰導流實際也分成前后兩期，前期的話，都是利用被束窄的河床直接導流，后期一般都用預先挖好的泄水道進行導流。在實際的工程實踐中，后面的兩段兩期導流方法用得比較多，相比之下，這種導流方法花費更低，成本投入更少。
二、施工導流及圍堰技術在水利水電工程中的施工流程
1、測量放線。施工前建立測量控制點及施工標志，確定堰體軸線，以控制施工方向及堰體砌筑范圍。施工中隨時測量堰體砌筑斷面尺寸及高程，以確保堰體斷面準確。
2、設護坡木樁。由于圍堰堰底淤泥較深，為防止堰體滑移，因此計劃在堰體兩側坡腳處設護腳木樁。木樁長6米，直徑20CM，間距50CM。由于木樁入土較淺，擬用人工將木樁打入淤泥層中。
3、人工堆碼裝袋粘土。由于施工現場都是垃圾及雜填土，圍堰所需粘土采用外購黃土，粘土由卡車運至現場后即組織人工裝袋，裝填量為編織袋容量的2/1～3/2，袋口用細麻或鐵絲縫合。砌筑時將土袋平放，上下左右互相錯縫堆碼整齊，水中的土袋用帶鉤的木桿鉤送到位，層層堆碼，逐層加高至頂面標高。
4、鋪設彩條布。堰體形成后，迎水面設彩條布做擋水用，并拋擲土袋壓腳，確保堰體不滲水。
5、鋼板樁支護。堰體內側坡腳處打一排6米長間隔10CM的剛板樁，實測實量淤泥深1.2～1.5m，水深0.6～1m，實際鋼板樁入土深度5m，并用土袋填充堰體育鋼板樁之間部分，起到防止圍堰滑移的作用以確保堰體的穩定性。施工方法先將水抽干，然后清淤泥，整理一條能走挖掘機便道，然后打鋼板樁。
6、淤泥清除。在圍堰完成后用人工挖井字溝排水、瀝水，一周后開始用人工配合機械清除淤泥，淤泥上車運離施工現場。嚴格按設計要求進行圍堰，坡度1：1，頂部高于流水面50cm，保證草袋堆疊整齊、密實，遇到滲水等情況要及時上報并處理，作業人員在水下進行作業時，應穿戴膠鞋、安全帽。嚴禁抽水時，在基槽內作業，以防觸電事故。機械在清淤過程中，需保持安全距離不小于10米，清淤時要保持平穩作業，先用斗對淤泥深度進行檢查，不得盲目進入淤泥內，防止機械深陷。基槽邊和堰體附近應設置防護措施，防止墜落傷害和溺水。
三、水利水電工程施工導流與圍堰技術施工的注意事項
1、在對圍堰的平面進行布置時，需要對水利水電工程建筑物的輪廓、交通運輸道路、堰體的排水設施、施工的模板以及堆放材料的部位等方面進行考慮。在一般情況下，水利水電工程建筑物輪廓與基坑橫向坡趾之間的距離應大于20米，而水利水電工程建筑物輪廓與基坑縱向坡趾之間的距離應小于2米。如果，圍堰的平面布置不當就會出現對水利水電工程的安全性帶來影響，比如：當圍堰的圍護基坑的面積過小時，會由于水流的宣泄不暢，從而影響到圍堰的安全。因此，在布置圍堰平面時要結合實際導流的方案、水利水電工程建筑物的輪廓特點以及圍堰的類型來進行布置。只有這樣才能保證圍堰堰體的安全性。
2、現階段，我國水利水電工程中大多數采用粘土心墻防滲型式的土石圍堰來作為施工導流工程中的圍堰建筑。因此，在設計時要根據《施工組織設計規范》的有關規定，在超過靜水位上方0.6米處設計心墻式防滲體來對圍堰進行保護。此外，考慮到水位的壅高、堰體施工的沉降以及圍堰頂部防護結構厚度等因素，設計時要結合圍堰所處位置的實際地形情況，在100年重現期洪水位，即上游擋水位1313米處和下游擋水位1284米處，建造高度為1 315米的上游圍堰和高度為1286米的下游圍堰。
四、結束語
綜上所述，圍堰技術導流工程是整個水利水電工程的核心，其施工質量的優劣直接關系到整個工程能否實現資源優化和經濟效益最大化。在高山狹谷河流上進行水電開發，首先要做好截流工作，故圍堰的設計和施工往往不可忽視，確保圍堰的穩定并具有良好的抗滲和防沖性能是前提，要經過精心設計，科學組織，及時實施，才能充分發揮圍堰的作用。
參考文獻：
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[2] 張宗坤，石世忠. 石埡子水電站上游圍堰設計及施工技術[J]. 小水電. 2009（02）
[3] 詹金環，陳超敏，饒志文. 烏江銀盤水電站施工導流規劃與設計[J]. 人民長江. 2008（04）
[關鍵詞] 水利；施工監理；開挖；混凝土；灌漿
隨著社會經濟的發展，水利水電工程建設的規模在不斷的擴大，加強水利水電工程施工質量控制，監理工作具有越來越重大的意義。要保證水利工程施工質量，必須采取有效的監理質量控制要點，做好水利水電工程監理工作。
1 監理工程概況
南寧市隆安水庫位于南寧隆安萬發鎮境內，地處灌區東北面的石夾河上。水庫壩址現有簡易公路通過，壩址下游4.6 km處為 207 省道，工程對外交通條件較為方便。隆安水庫主要任務是以灌溉、 農村人飲和鄉鎮供水為主，兼顧河道生態用水。南寧市隆安水庫正常蓄水位691 m高程，相應正常蓄水位庫容1620×104 m3 ，水庫總庫容1894×104m3 ，水庫規模屬中型，樞紐工程等別為Ⅲ等。樞紐工程由砼砌毛石拱壩、 壩頂溢洪道、 左右岸交通洞、放水管及閘門井等組成。
2 大壩開挖監理質量控制
2. 1 爆破參數控制
2. 1. 1 梯段爆破
采用潛孔鉆造孔，鉆孔直徑 Φ100，裝Φ85mm乳化炸藥，臺階高度10m，設計孔間排距3.5 m×2.8 m，封堵長度 2.5 ～ 3.0m，單位耗藥量0.55 kg/m 3 ，超鉆深度1.0 m。
2.1.2 預裂爆破
采用潛孔鉆結合手風鉆造孔，設計孔距0.8m，預裂孔距前排爆破孔 1.5 ～ 2.0 m，裝Φ32 mm硝銨炸藥，線裝藥密度 450 ～500g/m，炸藥及導爆索綁扎在竹片上入孔，間隔不耦合裝藥，封堵長度 1.0 ～1.5 m。爆破網絡采用導爆索連接，采用兩段非電毫秒延期雷管分段，最大段預裂爆破藥量不大于50 kg， 所有預裂孔都超前排主爆孔100 ms起爆。
2.1.3 保護層開挖
采用手風鉆孔，鉆孔直徑Φ40 mm，裝Φ32 mm硝銨炸藥，設 計鉆孔間排距為1.2 m×1.0m，單位耗藥量0.5 kg/m3 。
2.1.4 控制爆破
基礎開挖除對開挖邊坡或建基面采用預裂爆破、光面爆破和保護層開挖等控制外， 在開挖時對新澆筑砼鄰近基礎開挖進行控制爆破， 根據安全質量振動速度嚴格控制單響藥量；嚴格按設計要求進行控制爆破，永久邊坡采用預裂爆破， 按設計要求施工， 確保半孔率達 85% 以上。對于特別破碎或不穩定的巖體， 采用密鉆孔，少藥量，力求使爆破震動對邊坡帶來的影響在允許范圍內。梯段爆破利用孔間微差技術，嚴格控制單響藥量，減少爆破震動，確保邊坡的穩定安全。
2. 2 開挖缺陷及處理
大壩右壩段壩基636 m高程以下地基承載力較差且巖層較為破碎，采用 C20 砼回填處理至墊層砼設計高程。右壩基和右壩肩650 m高程以下地基巖層較為破碎且有裂隙和夾泥層。按設計要求先進行人工切槽，切槽深度為其寬度的 1.5 倍，再鋪設Φ28@ 200 鋼筋網后才澆筑砼， 最后再進行有針對性的固結灌漿。右壩段上游側646m高程以上邊坡開挖，考慮到其開挖后邊坡高度大，且多為殘坡積物堆積，為保證施工開挖安全， 646 m高程以上開挖坡比由1∶0.8調整為1∶1.5，并在646 m高程處增設2m寬馬道。
3 大壩混凝土監理質量控制
3. 1 原材料與配合比控制
審查施工單位的配合比，凡未經監理審批的配合比不得用于施工；督促施工單位及時將原材料送檢， 經有資質的檢測單位檢測合格后，才能投入擬用部位使用，且原材料必須具備三證。
3. 2 混凝土拌和控制
控制混凝土拌和物， 凡不合格的拌和物不得入倉。混凝土澆筑過程中， 督促施工單位按規范要求進行平倉、振搗；砌石方式及塊石粒徑進行翻石檢查措施。保證混凝土拌和物從拌和到砌筑倉面施工振搗完畢歷時不超過1. 5 h， 并力爭盡量縮短。在混凝土生產過程中， 根據外界條件的變化， 對混凝土拌和物進行動態控制， 使實際施工配合比盡可能達到最佳狀態。
3. 3 混凝土澆筑和砌筑控制
砼澆筑過程進行旁站、 巡視、 抽查；低溫季節施工， 層間覆蓋時間按8h控制， 高溫季節施工， 層間覆蓋時間按 4～6 h控制。砌筑分條帶進行， 各條帶鋪料、 平倉、 振搗；方向與壩軸線垂直， 每條帶寬度根據施工倉面的具體寬度適時調整， 一般為10 m。 卸料高度控制在1.0 m以內， 用塔吊運至倉面后依次卸料， 減輕骨料分離， 卸料后及時平倉， 要求邊卸料、 邊攤鋪、 邊平倉， 使混凝土料始終卸在已平倉的 C15 砼砌毛石面上。水平施工縫處理包括工作縫及冷縫。工作縫是指按正常施工計劃分層間歇上升的停澆面， 冷縫是指混凝土澆筑過程中因故中止或延誤、 超過允許間歇時間（自拌和樓出料時算起到澆筑上層混凝土時為止） 的澆筑縫面。水平施工縫的工作縫層面在砼收倉后10 h左右采用高壓水清除混凝土上面的浮漿片、 松散殘物以及污物， 以露砂和微露石為準。在澆筑下一層混凝土時， 先鋪設比 C15砼標號等級或高一級 20 ～30 mm厚的水泥砂漿， 再鋪一層7 ～8 cm厚 C15 混凝土， 然后再向上砌毛石繼續上升。對在施工過程中因故出現的冷縫層面上， 視間歇時間的長短分成 I 型和 II 型冷縫。對 I 型冷縫面， 先將層面上已發白的混凝土挖除， 然后在層面上鋪一層厚5 mm的水泥煤灰凈漿， 再鋪筑上一層混凝土。II 型冷縫按施工縫處理。對骨料塊石， 按規范要求， 嚴格控制塊石粒徑， 不允許超徑塊石和遜徑骨料入倉， 并要求入倉前進行沖洗， 砌筑過程中按20m3 不少于 3 點進行翻石檢查， 確保埋石率滿足設計和規范要求， 有效降低水化熱。砌石按升程倉面完成后， 由業主、 監理單位一同對砌石質量進行大坑開挖檢測， 本工程共布置大坑檢測 3 組。
4. 灌漿工程監理質量控制
4. 1 固結灌漿質量控制
監理工程師在現場根據設計方提出的《正安縣石峰水庫工程大壩基礎固結灌漿技施設計說明》及規范要求對固結灌漿施工工藝進行全過程的控制，對重要工序，如鉆孔孔位、孔向、孔深、孔斜等均在現場進行嚴格的檢查、驗收簽證。在灌漿過中，經常性地對灌漿壓力、水灰比、進行檢查，對灌漿資料進行抽檢，并嚴格按照設計規范要求監督施工單位進行水灰比變換。對特殊地段、 吸漿量大的孔段，及時要求施工單位采用降壓、限流、間歇、待凝的方法進行灌注。嚴格按照設計、規程規范要求的壓力下， 當注入率小于1L/min時，還必須繼續灌注30 min方可結束，灌漿完成后采用壓力灌漿法進行封孔。從大壩固結灌漿成果來看，固結灌漿 I 序孔比 II 序孔吸漿量大，壓水檢查結果透水率均小于5 Lu。
4. 2 帷幕灌漿質量控制
為做好本工程帷幕灌漿工程的質量控制， 監理部嚴格按 《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T 5148 -2001）及設計方提出的 《正安縣石峰水庫工程大壩帷幕灌漿技施設計說明》 實施監控， 具體施工過程中， 采取了以下質量控制措施：
（1） 審查施工單位報送的"施工組織設計"和檢查人員、設備、材料的進場情況， 簽發開工申請報告。
（2） 作好原材料的檢測，合格后方可使用，本工程所用水泥為重慶南川 "白塔牌" PC42.5水泥、重慶南川嘉南"鋼珠"PC42. 5水泥。
（3） 鉆孔完成后，經當班監理人員驗收孔深合格后方可進行灌漿，灌漿過程中嚴格按規范及設計要求的水灰比進行漿液拌制和變漿，監理人員隨時檢查漿液的比重，并及時檢查和簽認灌漿原始記錄。
（4） 各單元灌漿完成后，要求施工單位作好灌漿成果統計報監理部，監理工程師根據現場掌握的情況及規范要求布設檢查孔，檢查孔鉆孔過程中監理人員隨時跟蹤檢查鉆孔情況。
（5） 壓水檢查，所有壓水試驗檢查監理人員全過程的旁站，保證試驗結果的準確性。
（6） 對重要工序，如鉆孔孔位、孔向、孔深、孔斜、壓水試驗等均在現場進行嚴格的檢查、 驗收簽證。
5 結 語
綜上所述，在水利水電工程施工中。施工監理是非常重要的，對于整個施工質量的控制具有重要的作用。在水利水電工程施工監理工作中， 除了要做好上述幾項工程的質量控制，還需要對其他工程質量進行有效的控制，以此保證整個水利工程的施工質量。
參考文獻
【關鍵詞】地質問題；邊坡穩定；液化；凍土
0 概述
南水北調總干渠京石應急段，土體結構分為黃土狀砂壤土、黃土狀壤土、砂性土、卵石、巖石等，渠道施工形式主要為挖方渠段、填方段、半挖半填段。
1 施工地質問題、處理措施
①黃土狀土濕陷性：部分渠段的上更新統黃土狀壤土局部具輕微濕陷性，施工中對黃土狀壤土為主地基段的填方渠段，采取夯實或碾壓措施，減少濕陷性的影響。在挖方段和半挖半填段多采用清除表土，然后強夯，至渠底以上5m，采用條幅形基礎強夯的方形布置，間距選用10m；也可以通過做好渠道防滲、合理設置左堤截滲溝，預防、消除或減弱地基土的濕陷性對渠道的影響。
②渠道邊坡穩定：渠道邊坡穩定性是影響渠道成渠條件的重要因素。
部分渠段渠坡巖體傾向與坡向相近、巖體風化程度較高、部分渠段存在高邊坡、巖體風化強烈、局部存在滑坡的可能，采取固坡措施。在施工期間由于雨季，多處巖層形成小型滑坡。施工時對全、強風化巖采取掛網錨桿噴混凝土，對弱風化破碎帶采取噴砼，局部加錨桿支護。基巖渠坡弱風化、新鮮巖石段，先噴混凝土粗略找平，水泥砂漿抹面。
渠坡巖性以卵石或砂土為主，或粘砂、粘礫雙層結構、多層結構，特別是存在地下水的影響的渠段，多分布于石家莊市及大型河流河漫灘的渠段。河渠交叉建筑物基坑的臨時邊坡由砂土、礫卵石組成，一般受地下水的影響，邊坡穩定性差。在施工中主要采用渠坡鋪設礫石料、降水井、排水管網等輸排措施。
③渠道滲漏與地下水的問題：地下水對渠道的影響主要表現在施工排水和對邊坡穩定的影響；較高的地下水位對渠道的運行和使用會產生不利的影響；較高的地下水位會產生地下水對渠道的回滲和靜水壓力對邊坡、渠道襯砌的頂托破壞，另外地下水的浸泡對渠道的穩定也會有一定影響。施工中主要采用設計永久性泵站，通過排水系統將地下水匯入集水井，水泵自動抽水強排，渠底置換50cm厚砂礫料為保溫板防凍脹，增設逆止閥消減揚壓力的工程措施。高地下水對渠道影響較大，由于土層及砂層透鏡體的滲水量較大，對混凝板產生浮托力，水泵的自動抽排系統尚未安裝運用，滲水來不及輸排，表現為渠道混凝土板裂縫、錯臺、隆起、止水縫開裂、坡外滲水及渠底涌水，混凝土板破裂。
④河灘地成渠：較大河流，河灘多分布砂性土，當汛期洪水位抬高及高地下水位情況下，對渠坡易造成滲透破壞，應加強對河灘地渠道防滲及排水措施。
建筑前先挖除渠底以上的粉砂，置換為粘土，邊回填遍碾壓，兩側寬根據失穩時弧滑動面位置確定，底部水平鋪設反慮土工織物，上壓礫石保護層，注意筑堤土的質量，工地施工中控制壓實度0.98，且鋪層以30cm左右為宜。
⑤飽和砂土地震液化：對于飽和砂土液化問題，由于在勘察及施工過程中未見地下水，地下水埋深較大，中砂層厚度較深，其下部存在較強透水性的礫砂及卵石層，當遇見較強地震時，渠底的中砂層的孔隙水與其下的強透水性的礫砂、卵石層連在一起，很難形成封閉的孔隙水壓力，造成中砂層地基失效。砂土的液化除與本身的粘粒含量、標貫擊數、地震基本烈度有關，地下水水位埋深也至關重要，工程運行期間，渠道即便滲漏，對大區域地下水的抬升也不會造成太大的影響，經勘察試驗表明本渠段地表薄層中砂不具地震液化的可能。施工中多采用將中砂層挖除，換填壤土的處理措施。
⑥渠道半挖半填及填方段清基問題：
工地施工中控制壓實度0.98，且鋪層以30cm左右為宜，對于較窄的溝渠，多采用1：3～1：6緩坡順總干渠軸向碾壓。這一問題暴露較為嚴重，由于場地較窄，施工難度較大，加上工期較緊，處理的坡比較大，及碾壓土層較厚，導致渠道水外滲，最終渠水外流。原狀土和回填土的結合部位明顯處理不到位，土壓實度明顯不夠。因此在施工過程中應特別注意老沖溝的回填和處理。
⑦斜坡地段側向沖刷對渠道的影響問題：
渠道左側或右側地形處于斜坡地帶，應注意雨季降水形成的面流對渠道的側向沖刷問題。施工時由于雨季渠道邊坡削坡面較大，雨水較大破壞預留層，導致渠道表面形成雨水沖溝，大部都是以人工找平、蛙夯處理為主。建議施工時采取挖排水溝、預留保護層、削坡與襯砌盡量保持同步進行等施工措施。
⑧凍土對渠道的影響問題：
渠道線路較長，從南到北凍土厚度不一，凍土厚度0.54～0.88m，在渠道設計中應注意不同凍土深度對渠底及渠道邊坡的影響，對于渠道沿線多采用聚苯乙烯保溫板，對于高地下水區往往采用截流溝引開地表水、并且采用渠底置換50cm厚砂礫料為保溫板防凍脹等措施。
⑨建基面的不均勻沉降問題：由于建筑物處于不同的工程地質結構，導致地基產生不均勻沉降，特別是建基面存在軟弱下臥層的情況。在設計時采用設置沉降縫、圈梁、合理布置縱橫墻等措施。施工中淺層多采用換填法、對建筑物建基面多采用復合樁基形式進行地基處理。
2 結語
南水北調總干渠京石應急段渠道注要存在黃土狀土濕陷性、渠道邊坡穩定、渠道滲漏與高地下水位、河灘地成渠、飽和砂土地震液化、清基問題、斜坡側向沖刷、凍土對渠道影響、不均勻沉降等施工地質問題，本文對施工中遇到的工程地質問題根據不同地質、地形地貌的情況結合施工處理措施，進行了分析和總結以便在其它工程中應予重視。
【參考文獻】
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[2]SL251-2000 水利水電工程天然建筑材料勘察規程[S].
關鍵詞：水電站；擋水；建筑物；設計
中圖分類號：TV732 文獻標識碼：A
1工程等級及標準
1.1工程等級
擬建工程由重力式擋水壩、溢流壩、等組成，水電站總庫容3846.58×104m3，裝機容量24MW，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252－2000)和《防洪標準》(GB50201－94)的規定，該工程規模為中型工程，工程等別為Ⅲ等，擋水壩、溢流壩、河床式電站廠房為3級建筑物。
1.2設計標準
1.2.1防洪設計標準
根據《防洪標準》(GB50201－94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252－2000)的規定。對于本工程選定方案擋水重力壩最大壩高為30.8m，上下游水頭差為11.5m。按關于山區、丘陵區的水利樞紐工程的重力壩、溢流壩、河床式電站廠房洪水標準為：校核洪水標準采用500年一遇（P=0.2%），設計洪水標準采用50年一遇（P=2%）；泄水建筑物消能防沖的設計洪水標準為30年一遇（P=3.3%）；變電站、進廠交通等非擋水部分的校核洪水標準為100年一遇（P=1%）；設計洪水標準為50年一遇（P=2%）。
對于比選方案面板堆石壩方案，按關于山區、丘陵區的水利樞紐工程的堆石壩、溢洪道洪水標準為：校核洪水標準采用1000年一遇（P=0.1%），設計洪水標準采用50年一遇（P=2%）；引水式電站廠房校核洪水標準為100年一遇（P=1%）；設計洪水標準為50年一遇（P=2%）；溢洪道消能防沖建筑物的防洪標準與重力壩方案相同。
1.2.2抗震設計標準
根據《中國地震動峰值加速度區劃圖》（GB18306－2001）和《中國地震動反應譜特征周期區劃圖》（GB18306－2001），本區地震動峰值加速度值＜0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s，相應的地震基本烈度小于Ⅵ度。
2擋水建筑物壩頂高程確定
按《水工建筑物抗冰凍設計規范》（GB/T50662-2011）中有關規定，壩頂超高按常規設計。
2.1風速
風速采用項目區所在地區氣象臺測站1957年~1990年4月~11月實測風速進行統計，根據壩軸線走向，分別選取5個風向(WSW、W、WNW、NW、NNW)進行統計。
計算風速：正常運用情況下采用重現期為50年的年最大庫面風速，非正常運用情況采用多年平均年最大風速。壩前風速計算值采用如下：
正常情況：υ=15.94m/s（正常蓄水位和設計洪水位時）；
非常情況：υ=9.35m/s （校核洪水位時）。
2.2風區長度及水域平均深度
庫區水域雖狹長細窄，但庫區水面寬度仍大于12倍波長，因此風區長度采用計算點至對岸的直線距離。
風區內水域平均水深Hm沿風向作出地形剖面圖求得，計算水位與相應設計情況下靜水位一致。
2.3計算公式
根據《混凝土重力壩設計規范》（SL319-2005）中的規定以及本次調洪成果對壩頂高程進行計算，壩頂高程為水庫靜水位與超高之和，即校核洪水位、設計洪水位和正常蓄水位情況下分別加相應的壩頂超高確定壩頂高程。壩頂與水位的高差由下式確定：
Δh=h1%+hz+hc
式中：Δh—— 防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；
h1% —— 波高（m）；
hz—— 波浪中心線至正常或校核洪水位的高差（m）；
hc—— 壩體安全超高（m）；
其中波浪高h的計算采用官廳水庫公式：
式中：υ0 —— 計算工況下的相應風速 (m/s)；
D —— 吹程 (m)；
Lm—— 平均波長 (m)。
波浪中心線至水庫靜水位的高度按下式計算：
式中：H —— 擋水建筑物迎水面前的水深 (m)。
壩頂高程計算成果見表1。
壩頂高程計算成果表
表1單位：m
由計算結果知，壩頂高程由校核洪水位控制，計算壩頂高程為450.46 m。但考慮到溢流壩頂的工作橋凈跨為10.0m，為保證橋體鋼軌下的大梁（估算1.3m高）不影響泄洪，工作橋梁底須高于校核洪水位，由此確定壩頂高程為450.8m。
3 擋水壩設計
擋水建筑物壩型為混凝土重力壩，左岸擋水壩段樁號壩0+000 ~ 壩0+058.95m，右岸擋水壩段樁號為壩0+194.45 m ～壩0+ 212.7m，兩岸擋水壩段總長為77.15m。
擋水壩壩頂高程為450.8m，壩頂不設防浪墻，壩頂寬度為6.0m，最大壩高為29.85m。壩頂路面以1%坡度向上游傾斜，以便排除壩頂集水，考慮到安全因素，壩頂上、下游側設有欄桿。壩體上游面折坡點高程為440.8m，折坡點以上鉛直，折坡點以下壩坡為1：0.2，下游折坡點高程為440.8m，折坡點以上鉛直，折坡點以下壩坡為1：0.6。下游壩腳豎直高度2.0m。
壩底上游壩踵設1.5m深、1.75m底寬的梯形齒槽。壩體內設置帷幕灌漿和排水廊道，廊道為城門洞形，寬3m，高4m。廊道上游壁距上游壩面3m，底板混凝土最小厚度3m，底板高程隨壩基面上升，升至高程442.57m從下游壩面拐出。
為及時排出壩體內的滲透水，在壩體內防滲面板下游每隔3.0m設置一根直徑15cm的豎向排水管，滲透水通至廊道再排出壩體。壩體每隔20m左右設橫縫，縫內設一道橡膠止水。
重力壩混凝土分3區：壩上游表面防滲抗裂Ⅰ區混凝土厚2.0m，強度等級C25，抗凍等級F300；壩內低熱Ⅱ區混凝土及壩基礎低熱抗裂Ⅲ區混凝土（厚2.0m），強度等級C20。
4壩肩處理
由于右壩肩基巖巖面坡度較陡，為了滿足該壩段沿壩軸線方向的穩定要求，壩肩基巖面開挖成臺階狀以增強壩肩的縱向穩定性。
兩壩肩壩頂高程以上進行開挖削坡處理，根據地質勘察成果，土質邊坡削坡的坡度為1：1.75~1：1.5，巖石為1：1~1：0.75。
5壩體抗滑穩定計算
壩體抗滑穩定計算主要核算壩基面滑動穩定，荷載組合分為基本組合和特殊組合兩類，分別采用抗剪公式和抗剪斷公式計算。荷載組合見表2。
擋水壩荷載組合
表2
抗滑穩定采用抗剪強度計算公式：
式中： K—— 抗剪強度計算公式的抗滑穩定安全系數；
∑W —— 作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的法向分值；
∑P—— 作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的切向分值；
f —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪摩擦系數。
抗滑穩定采用抗剪斷強度計算公式：
式中：K′ ——抗剪斷強度計算公式的抗滑穩定安全系數；
f’、C —— 滑動面抗剪斷摩擦系數及抗剪斷凝聚力；
A —— 基礎面受壓部分的計算面積；
ΣW ——作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的法向分值；
ΣP ——作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的切向分值。
計算斷面選取最大壩高斷面進行計算，抗滑穩定計算成果見表3。
擋水壩抗滑穩定計算成果表
表3
從表中計算結果數值可以看出，擋水壩抗滑穩定滿足規范要求。
6 壩基應力計算
擋水壩壩基地基應力計算采用材料力學公式計算；
式中：∑W —— 作用于單位寬度壩段上所有垂直力的代數和；
∑M —— 所有荷載（外力）對于壩基截面形心的力矩代數和；
B —— 壩底寬度。
計算結果見表4。
擋水壩壩基應力計算成果表
表4
弱風化安山巖地基允許承載力為3.8MPa，由表8.1.4計算結果得出，壩基地基承載力小于允許值，并且大于零，均滿足規范要求。
參考文獻
[1]GB/T50662-2011水工建筑物抗冰凍設計規范[S].）中國計劃出版社，2011.
〔關鍵詞〕渠道；渠道工程方案比選；工程方案優化設計；
1 背景資料
工程位于新疆塔城地區裕民縣境內，是一座以灌溉為主的引水渠道，優化設計選用φ1m預制砼管，總長6.9km，設計流量1m3/s，平均縱坡i=0.0025。
原工程渠道總長6.9km，設計引水流量為1m3/s，平均縱坡為0.0025。渠道橫斷面為梯形，上口寬4.02m，底寬0.6m，設計邊坡為1：1.5，渠深1.2m。
2 優化設計原因分析
本次優化設計只針對渠道，主要原因為0+050～4+000為傍山渠，山勢陡峭，施工難度大。
（1）從工程地質分析，渠道右岸多為尖頂，山勢陡峭，局部滑落嚴重。從現狀老渠道分析，碎石滑落對老渠道破壞嚴重，渠道內堆滿碎石，現已無法正常通水。
（2）從施工分析，梯形渠施工分析：原設計梯形渠上口寬4.02m，底寬0.6m，渠深1.2m，右岸伴渠道路長6.9km，路寬4m，挖方量較大，從現場勘察，高邊坡處理及場內運輸難度大，渠道開挖斷面作業面較大，。
砼管施工分析：選用φ1m預制砼管，取消右岸伴渠路，只保留1.5m行人便道，施工道路調整到山體坡腳河床內，減少了山體的開挖，縮窄了開挖作業面，預制好的成品從河床施工道路上采用吊裝施工，解決了現澆方案中原材料運輸問題，因此，施工相對簡單。
（3）從工程造價分析，優化前概算投資為688.37萬元，優化后概算投資為617.34萬元，減少了71.03萬元。
3 優化方案設計
3.1方案擬定
根據下游灌區的引水要求，本階段在橫斷面設計中考慮以下兩種方案進行優化比選：
方案一：渠線采用預制混凝土管，渠線平均縱坡i=0.0025，設計引水流量為1m3/s，經計算，選用φ1m預制混凝土管。
方案二：渠線采用預制混凝土U型渠與預制混凝土管相結合，根據地形，樁號0+550～1+270傍山渠線段采用φ1m預制混凝土管，原因是傍山渠線右岸山勢陡峭，左岸局部滑落嚴重。其余渠線段選用預制混凝土U型渠。
綜上，本階段推薦方案一。
3.2優化方案設計
3.2.1 管道設計
本工程改造管道總長6.9km，選用φ1m預制砼管，壁厚120mm，單根預制長度2m，設計流量1m3/s，平均縱坡i=0.0025，分縫處采用聚氨酯填縫。管頂回填土厚0.5m，管底基礎鋪筑10cm厚的砂礫石墊層，砂礫料墊層中粒徑d≤0.075mm的顆粒含量≤10%，砂礫石墊層相對密度Dr>0.75。
3.2.2 水力計算
預制砼管長度L=6920m>15h=15×0.74=11.25m，水力計算用迭代公式計算：
式中：Q―流量，m3/s；
A―過水斷面面積， ；
X―濕周，
C―謝才系數，
h―圓管水深， ；
R―水力半徑，R=A/X；
i―底坡。
根據《村鎮供水工程設計規范》SL-2014，設計流速不宜小于0.6m/s，本工程設計流速為：1.58～1.60m/s，滿足規范要求。
3.3施工特點
樁號0+000～4+000為峽谷區傍山管道，主要為巖石挖方段，山勢陡峭，這樣造成施工場地不開闊，機械設備選型受到約束，施工機械效益受到影響。通過現場踏勘，本次優化設計把施工道路調整到山體坡腳河床內，河床內工作面滿足施工機械設備要求，因此本工程預制砼管施工采用吊裝施工，預制好的砼管從河床施工道路上吊裝施工，選擇吊裝設備和運輸能力與預制砼管吊運相適應，以保護砼運輸的質量。
〔參考文獻〕1、《混凝土渠道及其附屬建筑物系列設計圖集》 U形混凝土襯砌渠道設計圖
孫競武 ：2011.03.01
2、《渠道防滲工程技術 》 混凝土防滲 中國灌溉排水技術開發培訓中心 水利 1998.03
3、《灌溉渠道襯砌》 渠道襯砌的設計和施工 D.B.克拉茨 水利 1980.02
【關鍵詞】防洪墻； 安全系數
防洪墻一般指在水邊修筑防止洪水(潮水)漫溢的墻式結構物…。通常有兩種形式，一類為完全用混凝土或漿砌石體建造的墻體，建于與基礎面有較高結合強度的巖基；另一類為同樣用混凝土或漿砌石體建造的墻體，但建于與基礎面結合強度很低、粘結力很小的土基上，往往需在背水側設填土以增強其抗滲流破壞能力。土基上防洪墻的受力狀態在某種程度上類似于擋土墻。
1、兩種不同的安全系教
國家標準《堤防工程設計規范》(GB 50286―98)(以下簡稱《堤防設計規范》)第2.2.5條規定，防洪墻抗滑和抗傾安全系數不應小于下表1和表2之值。
上述安全系數的取值規定已收錄入2000年頒發的《中華人民共和國工程建設標準強制性條文水利工程部分》；一些地方性堤防工程的設計規范或設計導則和大量堤防工程設計文件，均以此作為衡量建筑物的主要指標。《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(山區、丘陵區部分)sDJ 12-78》(試行)(以下簡稱《78基本規范》)表2的注說明，擋土墻是水工建筑物，故有的《海堤設計導則》直接把表1稱為“擋土墻抗滑穩定安全系數”Ⅲ。在另一國家標準的《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007―2002)(以下簡稱《建筑地基基礎設計規范》)規定：
“擋土墻的抗滑安全系數應不小于1.3”(與《建筑地基基礎設計規范》與此前執行的(GBJ 7--89相同)；
“擋土墻的抗傾安全系數應不小于1.6”(比此前執行的(GBJ 7--89)提高了0.1)。
從上可見，同樣是國家標準，結構形式相似且功能類近，但作為水利水電工程的防洪墻，其失事后造成的損失遠大于普通擋土墻，而無論是它的抗滑還是抗傾的安全系數都明顯低于后者，顯然不合理。
2、計算方法和合理性分析
2.1 抗滑安全系數計算方法
眾所周知，結構安全系數的取值是和它所用的計算方法以及參數取值方法是密切相關的，三者不可分割地組成一個完整的工程安全評價系統。對不同的計算方法和參數取值方法，應相應有不同的安全系數。有些堤防設計的地方性法規或導則在套用表1和表2時，連應采用什么計算方法和指標選擇方法也未作準確的說明和規定，這樣盲目套用，難避免導致的設計失誤甚至造成工程事故。
《堤防設計規范》的編制說明規定，表1“所列安全系數適用于抗剪強度公式計算”。然而，同一規范第8.2.8條規定：防洪墻的抗滑安全系數“應符合本規范附錄F的有關規定”，即抗滑穩定安全系數按
進行計算；式中∑及∑P分別為作用在墻體上的全部垂直力及全部水平力之總和，f為底板與堤基之間的摩擦系數。(1)式是只使用了地基與基礎間抗剪強度的部分而不是全部、沒有計及基礎與地基之間粘結力的”純摩(或摩擦)”公式。很多規范包括《堤防工程設計規范》編制說明第2.2.5條均稱(1)式為抗剪強度公式。實際它所考慮的抗剪強度是不完整的，沒考慮基礎破壞面上的粘結力(或凝聚力)c，容易產生誤解。為區別于真正的抗剪強度公式，本文稱(1)為純摩公式。
建議明確，抗滑穩定安全系數應使用只考慮基礎破壞面上的摩擦作用、不計及粘結力(或凝聚力)c的抗剪強度公式即純摩公式進行計算；若采用包含c值在內的抗剪強度進行抗滑穩定計算時，必須采用另外的、與之相應的安全系數。
2.2 巖基上的防洪墻的抗滑安全系數
巖基上的防洪墻的結構和功能類似于較矮的重力壩，《堤防設計規范》頒布時所執行的《重力壩設計規范(試行)》(sDJ21--78)用純摩公式計算的安全系數要求如下表3。
用抗剪斷強度方法計算時，規定安全系數“不分級別，基本組合采用3.0；特殊組合(1)采用2.5：特殊組合(2)不小于2.3”(上述條文已含其后的補充規定)。
由二者比較可見：
第一、防洪墻和重力壩的抗滑安全系數，對1、2級建筑物，前者比后者大0.05；3級建筑物則完全相同。但防洪墻若按《堤防設計規范》規定、用“抗剪強度”之一的抗剪斷強度方法計算出的抗滑安全系數，比同一等級重力壩按“抗剪強度”公式計算的抗滑穩定安全系數小得多，后者約為前者的2.4～2.6倍。
第二、重力壩與巖基接觸面的結合，無論在設計還是施工的要求，比一般防洪墻要嚴格得多。現階段的防洪墻設計，很少(亦無明確規定)按《水利水電工程地質勘察規程》，對“巖基”與防洪墻基礎接觸面的風化程度進行嚴格的劃定；處理亦缺乏嚴格的、具體的技術標準，據筆者多年所見，大多數防洪墻是參照《建筑地基基礎設計規范》對普通擋土墻的要求設計和提出施工技術要求。因而無論是已建還是在建的防洪墻，其基礎與“巖基”的結合強度遠比重力壩低。
第三、重力壩基礎與地基間，用純摩公式計算的摩擦系數是用光面試件進行的，當計算得抗滑穩定安全系數為1.0時，實際安全系數已約為2：而防洪墻目前往往受客觀條件限制，例如數量很大，難以完成所需的、有代表性的原位或室內試驗，多采用經驗值(如《建筑地基基礎設計規范》列舉的參考值等)，其計算的安全系數潛在富裕值遠低于重力壩。
若按《堤防設計規范》的要求設計防洪墻，盡管用表1規定巖基上防洪墻的抗滑安全系數，對1、2級建筑物已略大于重力壩，但低于用幾乎是同樣方法設計和施工的擋土墻，防洪墻失事后果卻遠較普通擋土墻嚴重。因而采用表1設計防洪墻，是明顯地不安全和不合理的。
2.3 土基上的防洪墻的抗滑安全系數
2.3.1 對滑裂面發生在基礎底面下方的深層滑動
《堤防設計規范》附錄規定，防洪墻的抗滑穩定分析采用瑞典圓弧法或改良圓弧法進行計算。但是：
(1)《堤防設計規范》頒布時，土壩壩坡穩定分析用《碾壓式土石壩設計規范》(SDJ 218--84)(以下簡稱《土壩設計規范》)規定瑞典圓弧法進行計算，其安全系數不得小于表4(見《土壩設計規范》表2.2.3)。
比較表1和表4可見：
(1)雖然在正常運用條件下，1～4級防洪墻的抗滑最小安全系數比相同級別土壩壩坡抗滑安全系數大0.05，5級防洪墻與5級土壩壩坡抗滑安全系數相同；在非常運用條件下，相同級別的防洪墻和土壩壩坡抗滑安全系數基本相同；但對5級防洪墻在正常運用條件和2級以下防洪墻在非常運用條件下的深層滑動的安全系數，均小于《建筑地基基礎設計規范》規定的、當擋土墻基礎發生深層滑動時的安全系數1.2。
(2)表面上看，似乎土基上防洪墻的抗滑安全
系數己略大于壩坡的抗滑安全系數。但是，土壩發生滑動失穩時，破裂面的形狀一般是近似于球面的曲面或是包含若干個平面的三維空間曲面。據有關研究證明，按三維空間滑動面計算出的邊坡穩定安全系數，在無軟弱夾層時比按平面原始條分法的計算值約大8～11％；有軟弱夾層時比按平面原始條分法的計算值約大20～23％；僅當滑坡縱向長度大于5～6倍坡高時才接近于二維計算的結果。對大多數土石壩而言，因適宜建壩的壩址多為不寬的河谷且壩高相對較大，當坡面出現滑動時，滑坡縱向長度往往小于5～6倍坡高，實際安全系數比通常假設為二維平面問題計算出的安全系數大。而一般的防洪墻高度并不大，絕大部分在發生滑動失穩時基本可歸屬于二維的平面問題。對同一級建筑物，如要求其安全度要基本相同時，防洪墻按平面問題計算的安全系數，理應比同一級別土壩實際發生三維的滑動面而按平面假設計算得到的安全系數大，其差值至少應反映按平面計算假設造成偏小的誤差。與三維的分析成果比較，雖然表1的“土基上防洪墻抗滑安全系數”已略大于表4《土壩設計規范》規定的“土壩抗滑穩定安全系數”，但實際上仍然偏小。
(3)《土壩設計規范》規定，其壩坡穩定分析中采用各土層的強度指標，是采用各土層不少于11組試樣的、按規定試驗方法得出參數的小值平均值。但對大多數堤防工程的防洪墻，若要在每一可能滑動的堤段或地質單元段內，按規定取足夠的土樣試驗去統計小值平均值的抗剪強度，其取樣和試驗的總工作量比普通的土壩要大得多。據筆者了解，在目前條件下不僅是3、4級堤防工程，即使是需進行加高培厚的1、2級堤防工程，按此規定操作的可能性也很小。因而實際上在防洪墻的穩定分析中，有些是用組數很小的統計值，很難準確地反映與使用安全系數相匹配的、滑動面自身的抗剪強度；有些則用算統計參考值(見《水利水電工程地質勘察規范GB 50287-99》附錄D.0.2)乘以0.85～0.9的折減系數或由地質專家提供的經驗值(接近統計的算術平均值)，據筆者的初步分析，用算術平均值計算出的穩定安全系數比用小值平均值計算出結果，往往大10～20％以上。即使采用的安全系數增加了0.05仍不能補償參數取值不當的誤差。如果分析結果是安全的也可能是假象，實際安全度是不足的。
2.3.2 滑裂面發生在地基與基礎的接觸面
根據《堤防工程設計規范》的第8，2，8條規定，抗滑穩定應用純摩公式(1)計算。盡管對于重要的堤防工程，理論上其基礎與地基間的摩擦系數f可以通過原位或室內試驗來確定，但《堤防規范》沒有明確規定與安全系數匹配的試驗組數和取值方法。從《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準(平原、濱海部分)SDJ 217-87》(試行)的編制條文可知，防洪墻的安全系數取值，是與1984年頒布的《水閘設計規范》中水閘的穩定安全系數基本相同(見附錄)。由于通常防洪墻的高度較矮而堤線較長，每組試驗代表的工程數量遠小于水閘和其它工程量較集中的樞紐工程；要取得同等代表性的防洪墻基礎摩擦系數f的試驗值，其試驗工作量和耗費資金遠遠大于水閘的抗剪強度試驗，往往超過目前大多數工程按當前有關規定的承受能力。若試驗數量不足則很難反映整個防洪墻工程基礎與地基接觸的強度條件；若只做少量組數的試驗，則代表性不足，實際上的參考意義不大。目前較普遍的亦是沒有做試驗，僅采用地質專家推薦的經驗值或參考《水利水電工程地質勘察規范》、《建筑地基基礎設計規范》或其它規范提供“可以選用”的建議值，后者的變化幅度往往達20～30％甚至更大。表1列舉的安全系數未能完全涵蓋基礎摩擦系數的取值誤差；特別是對于2級及其以下等級的堤防工程，安全系數明顯低于同幾乎是同樣方法設計和施工的、失事后果嚴重性卻可能較低的擋土墻，顯然是不安全和不合理的。
2.4 抗傾安全系數
《堤防工程設計規范》除規定了表2的安全系數外，還在第8.2.9條中規定“防洪墻在各種荷載組合的情況下，基底最大壓應力應小于地基的允許承載力。土基上的防洪墻基底的壓應力最大值與最小值之比的允許值，粘土宜取1.5～2.5；砂土宜取2.5～3.0”。實際上，抗傾安全系數與防洪墻基底的應力狀態是密切相關的。設有如圖1所示的防洪墻基礎橫剖面，e為垂直力合力W至轉動中心A的水平距離；0為W與水平力合力wO作用線與基底的交點；b為基礎水平寬度。由材料力學方法可求得不同e／b和最大和最小應力比時，相應的抗傾安全系數k值，詳見表5。通常e／b大于0.5(兩邊對稱布置的防洪墻)和小于O.75(有很長的前趾板)，多在0.6～0.65之間。由表5可見，若為滿足《堤防規范》第8.2.8條有關基礎最大和最小應力比的要求，必須有遠大于表2規定的抗傾安全系數。
表6為當要求基礎后趾(圖1的B點)不出現拉應力時的抗傾安全系數；表7為不同e／b值和不同抗傾安全系數k時，基礎最大應力與按基礎總寬b計算的平均應力的比值。由表6和表7可見：按常規抗傾安全系數設計防洪墻時，其后趾有可能出現拉應力，使基礎與地基局部脫離接觸。若水壓力在這一側，基礎的滲透壓力會隨之增大，傾覆力矩亦會加大，可能會出現不利于抗傾覆穩定的惡性循環。當抗傾安全系數過低例如接近1.3時，則基礎后趾和地基脫離接觸后，位于前趾的基礎最大應力達到以基礎寬度b計算的平均應力的4～5倍。如果墻體較高，地基較軟，基礎前趾下的地基可能因受過大的擠壓應力產生塑性變形，從而使地基出現較大的不均勻沉降，導致墻向前傾，e／b繼續減小，繼續增大，亦形成惡性循環，最終可能導致墻體發生傾倒破壞。這次可能是《建筑規范》在編制說明中認為“現實工程中傾覆穩定破壞的可能性又大于滑動破壞”的主要原因之一。
因《堤防規范》第8.2.9條是用“宜”來要求基礎兩側的應力比，是允許稍有選擇而不是嚴格的要求。實際上控制基礎最大和最小應力比的目的，在于防止基礎兩側產生過大的不均勻沉陷，影響防洪墻的正常功能。《建筑地基基礎設計規范》無論是1989版還是2002版除了有較大的抗傾安全系數、要求基礎最大應力不大于1.2倍“修正后的基礎承載力特征值”外，只要求“承重結構的局部傾斜”不大于0.002(中、低壓縮性土)或0.003(高壓縮性土)，即以變形控制為準；對沒有明確物理意義的最大和最小應力比沒有提出要求，是概念此較清晰和比較合理的。
3、結論和建議
安全系數是和一定的計算方法和參數選擇方法相適應，三者組成一個缺一不可的、完整的建筑安全評價系統，不同的計算方法和參數取值方法，應相應有不同的安全系數。因現《堤防工程規范》的抗滑和抗傾安全系數明顯偏小，在明確規定防洪墻合理計算方法和參數選擇方法后，應盡快對其中相互矛盾的條文及其安全系數作合理的調整。因擋土
墻量大面廣、實踐經驗較多；《建筑地基基礎設計規范》對擋土墻的安全評價系統，已在1978版的基礎上，又經歷了1989版和2002版兩次修編，相對較接近實際。在《堤防工程設計規范》的安全評價系統未經充分論證和修改完善之前，建議暫以《建筑地基基礎設計規范》對擋土墻的安全評價系統為基礎進行修正。即：
(1)當滑動面為基礎與地基的接觸面時，5級堤防的防洪墻的抗滑安全系數，應不小于用同樣計算方法和同樣參數選擇方法的擋土墻的安全系數1.3；對級別較高堤防的防洪墻，抗滑安全系數應以1.3為基礎，逐級適當加大。
(2)當滑動面在基礎與地基的接觸面以下、發生深層滑動時，對5級堤防的防洪墻的深層滑動的安全系數，在正常運用及可能出現機率較高的異常運用條件下，其抗滑安全系數應不小于用同樣計算方法和同樣參數選擇方法的擋土墻的安全系數1.2；對級別較高堤防的防洪墻，抗滑安全系數應以1.2為基礎，逐級適當加大。
(3)《堤防工程設計規范》列舉的抗傾安全系數不合理地偏小。在未系統修偏之前，建議5級堤防的防洪墻的抗傾安全系數，暫乏為不小于《建筑地基基礎設計規范》規定的擋土墻抗傾安全系數1.6；級利較高者逐級適當加大。今后應盡快與有關行業和部門共同研究。分巖基和土基提出不再互相矛盾的各種類型擋土墻和防洪墻的抗傾安全系。
(4)《堤防工程設計規范》第8.2.9條對“土基上的防洪墻基底的壓應力最大值和最小值之比的允許值”，提出的雖然是“允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做”的“宜”要求，但這基底的壓應力最大值和最小值之比的指標，并不能完整地反映防洪墻基礎不均勻沉降的程度；由上表5可見，有時為滿足這條要求，不得不加大結構斷面，增加抗傾安全系數，而這不一定是保證防洪墻正常工作所必須，必然造成浪費。.根據現代土力學已將基礎以應力控制為主改為以變形控制為主的總發展趨勢，建議《堤防工程設計規范》取消“土基上的防洪墻基底的壓應力最大值和最小值之比的允許值”的要求，改為：
關鍵詞：臨時圍堰、袋裝砂棱體、防水土工膜
1概述
1.1 工作內容
太倉市汽渡碼頭工程位于長江口南支河段南岸、白茆河閘下游、長江大堤外側河漫灘地段，包括引堤、防波堤、斜坡道碼頭和輔助設施等工程。
太海汽渡碼頭地處長江口區的河漫灘地，受潮汐影響，斜坡道均需在干地條件下進行施工，而該項目的部分或全部工作量均在平均低潮位以下，無法進行侯潮施工。為此必須修建臨時施工圍堰，利用水泵排水降低水位進行施工。
1.2 水文資料
（1）主體工程設計水位（85國家高程）：極端高水位4.26 m，平均高水位1.67 m，平均水位0.54 m，平均低水位-0.72 m，極端低水位-1.65 m。
（2）白茆站潮位（換算為85國家高程）：
白茆站潮位（依據長江委設計院統計資料和白茆站潮位站觀測分析數據修正后）為：最位3.33 m，平均位2.28 m，平均潮位1.16 m，最低潮位-0.51 m。
（3）風浪影響：風浪影響為0.2~0.5m。
1.3 地質資料
臨時圍堰處地基表層為淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土及粉質粘土，其厚度一般為10~14m。W0=52.16%，ρ0=1.77g/cm3，e0=1.46，IL=1.51，KV=4.6*10-6cm/s，KH=7.0*10-6cm/s，C=14Kpa，Φ=120,CV1-2=0.45*10-3cm2/s，Cn1-2=2.66*10-3cm2/s，a0.1-0.2=1.30Mpa-1，ES0.1-0.2=3.30Mpa，Cu=23Kpa，fak=60Kpa。
2、圍堰方案
經對本工程所在地地質、潮汐水文資料認真分析和多方調查研究，參照SDJ217-87《水利水電工程施工組織設計規范》相關要求，我們提出了《充填砂袋棱體夾防水土工膜臨時圍堰施工方案》，經專家論證、完善后實施。
2.1圍堰施工措施
（1）臨時圍堰底部采用鋪設砂肋軟體排的方法進行護底，以使其保持整體性，沉降均勻與原長江灘地結合密實；
（2）根據圍堰運行期最大內外水位差，按5倍水頭重新選取斷面尺寸；
（3）在圍堰外側鋪設防水土膜以防堰體滲漏，并用袋裝砂鎮壓，防浪淘涮；
（4）在碼頭防波堤修建時不僅對臨時圍堰進行防滲處理，還要對東、西防波堤和斜坡道南端隔堰進行防滲處理，以形成四周封閉的基坑；
（5）基坑排水采用梯級降水法，盡量減小圍堰的滲透破壞。
2.2圍堰施工標準
（1）圍堰頂高H
H=Z+2+3
其中：Z――最位，取3.33m；
2――風浪高度，0.1~0.5m；
3――安全超高，0.5m。
故：H=3.93~4.33m，取4.0m。
（2）圍堰頂寬B
按SDJ217-87《水利水電工程施工組織設計范》要求，本工程圍堰屬4級臨時建筑物，堤頂寬度采用3.0m。
2.3圍堰結構型式
（1）邊坡:圍堰內、外邊坡均為1:1.5，在+1.5m高程處設平臺。圍堰迎水面平臺寬1.5m，背水面平臺寬1.0m。
（2）圍堰體:采用袋裝砂棱體結構，中間夾防水土工膜。
2.4圍堰材料
（1）砂肋軟體排所選用材料是230g／m2丙綸機織布＋150g／m2聚酯短纖無紡布復合，砂肋管袋采用130g／m2聚丙烯編織布。
（2）圍堰棱體砂袋迎水面壓防水膜部分袋體在圍堰運行期要承受經常性的風浪淘涮，所以采用強度較高的380g/m2針刺復合布，其他部位采用150g/m2 聚丙烯編織布。
（3）防水土工膜需有較好的防水性，為便于鋪設，最好選用質地較軟的產品。經對市場調查，我們選用了太倉市璜涇蓬布廠生產的涂塑布。該材料質地柔軟、防水效果好、價格便宜、強度和耐久性能夠滿足要求。
（4）充填用砂取自長江內規定采砂區的粉細紗，粒徑d>0.075mm的顆粒超過75％，粘粒(d
2.5防波堤防滲處理
東、西段防波堤起著側向圍堰的作用，為避免防波堤在斜坡道施工期間滲水過多，對防波堤段堤身結構進行調整，類似圍堰采用袋裝砂棱體夾防水土工膜型式。
棱體砂袋迎水面壓防水膜部分袋體采用380g/m2復合布，其他采用設計編織布。
2.6方案的實施
2.6.1施工準備
（1）材料準備：根據圍堰斷面結構，并考慮施工的方便性確定護底軟體排、袋裝砂棱體用袋體、防水土工膜的尺寸，然后進行加工制作。
（2）測量放樣：采用全站儀進行定位放樣，用Φ50鋼管直接插入原始泥面標出護底軟體排的鋪設外邊線。此外邊線同時可作為上面各層棱體袋施工的控制線，各層邊線位置可根據斷面圖進行計算。
（3）設備準備：主要施工設備包括采砂船、運砂船、定位船、泥漿泵、工作平臺（可浮在水面上供施工人員進行工作）等。
2.6.2主要施工程序和方法
（1）程序:采砂船采砂運砂船運砂泥漿泵充砂棱體袋充填、鋪設（軟體排鋪設）袋裝砂棱體防水土工膜鋪設壓膜袋體鋪設
（2）施工方法
軟體排、棱體袋、防水土工膜及壓膜袋體均由人工進行鋪設，鋪好后由泥漿泵進行充砂。
（3）主要技術要求
軟體排、棱體袋、壓膜袋體制作時，接縫均采用“包縫”。防水土工膜采用熱熔焊法拼接。軟體排鋪設時塊間搭接不小于2m，棱體袋、壓膜袋體鋪設時塊間搭接水下不小于2m、水上不小于1m，充砂時接縫處需人工踩踏密實。棱體袋充填厚度控制在0.4~0.6m，不能過厚，上下層袋體應錯縫鋪設。防水土工膜搭接不小于2m，鋪設時需緊貼棱體袋成階梯形鋪設，不能張拉過緊。
3.6.3基坑排水
基坑來水包括五部分：
（1）圍堰合垅后的初期積水、（2）排水過程中圍堰四周及基礎的滲水、（3）圍堰體充填及基坑覆蓋層中的含水、（4）斜坡道充填砂來水、（5）施工期雨水。其中，（1）、（4）、（5）部分為一次性來水，（2）、（3）部分為經常性來水。
（一）基坑水位
1、初期水位：按合垅時平均潮位，為1.16m。
2、施工水位：按施工需要，前沿墩臺施工水位-2.4m，基坑現有底標高-3.2m，港池墩臺前沿防護施工標高-4.6m。
（二）排水量估算
1、基坑初期積水
基坑面積：S=（200+220）*150.35/2=31574m2
各水位情況下積水如下表
2、基坑日滲水量
基坑周長：L=150.9+150.9+220+200=722m
圍堰滲透系數：K=3*10-3cm/s（按土工布滲透系數）
地基滲透系數K=5*10-6cm/s，滲透量很小，略去不計。
則，基坑日滲水量如下表
注：上表工作水位低于圍堰基礎頂面（即地面高，按-1.8m），滲水垂面高按圍堰外水位與地面高差計。
（三）排水設備配備
采用90kw柴油發電機，NL150-15型泥漿泵抽水進行圍堰運行期內的排水，每臺發電機可供3臺泥漿泵用電。
（四）截水溝和集水井
圍堰內腳設截水溝，深1米，邊坡1：1.5，底寬0.8米。圍堰四角各設集水井一個，以便抽水，集水井距圍堰內腳15米。
3.6.4圍堰運行情況
臨時圍堰工程在主體工程施工期間，圍堰運行良好，沒有出現大的管涌、滲漏等問題，運行效果良好，達到了預期目標。
4結束語
【關鍵詞】中小河流治理，格賓石籠；防沖計算；施工方案
格賓石籠是一種生態格網結構，近年來被廣泛用于交通、水利、市政、園林、水土保持等領域。格賓石籠作為一種新型材料結構，在防止河岸或構造物受水流沖刷中提供更強壯穩定的侵蝕控制防護， 因而在云安縣佛洞河治理工程中，被應用于堤腳防護工程中。
1 工程概況
佛洞河位于廣東省云浮市云安縣高村鎮，屬西江流域西江水系，流域面積196.72km2，主河道長度39.80km，主河道平均坡降4.13‰。佛洞河小流域地處山區，坡陡流急，且降雨集中，一旦發生強降雨，極容易暴發洪澇災害。根據佛洞河小流域的主要特點，通過興建防洪堤、河道清淤等、山塘加固、小型農田水利工程措施等，可以有效地改善當地防洪安全，提高河道排泄洪水能力。
項目的堤防工程位于高村鎮佛洞村委所在河段，干流起止斷面為（從上游至下游）樁號0+150.0～3+050.0，從佛洞電站引水陂起至下游覃村止，治理河段全長2.9km，左岸堤防長2.7km、右岸堤防長2.9km。
格賓石籠主要應用于堤腳的防沖設計中。
2 基本參數
2.1 工程等級
根據《防洪標準》（GB50201―94），結合本流域山洪破壞性大的特點，本次中小河流治理洪水標準村莊及鄉鎮防洪標準為20年一遇。根據《堤防工程設計規范》（GB50286-98），本堤防工程等別為IV等，堤防設計標準為20年一遇。
2.2 水文設計
洪水計算采用廣東省水文局2003年《廣東省暴雨參數等值線圖》及《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊》，并通過綜合單位線、推理公式法及經驗公式法三種計算方法進行計算。
2.3 流域內水文參數
佛洞河整個流域集雨面積207.77km2，主河道長度35.16km，主河道平均坡降4.13‰；譚翁支流集雨面積16.82km2，河道長度8.78 km，主河道平均坡降11.28‰；黃沙支流集雨面積22.23km2，河道長度14.78 km，主河道平均坡降15.18‰。洪水計算采用廣東省水文水資源局水資源科所編的“推理公式法”和“綜合單位線”軟件。兩種方法計算得到的成果相差較小，說明成果較為合理，從工程安全角度考慮，本次采用較大值綜合單位線計算的設計洪水成果。佛洞河不同頻率設計洪水流量成果見下表1：
3 工程設計
3.1 提防設計
根據河流的流量，結合兩岸的地形條件，從安全、經濟、美觀、環保、盡量少占農田耕地等綜合分析比較，選擇的堤岸的結構型式為埋石砼重力式斷面和復式土堤斷面。
3.2 格賓石籠設計
在堤腳的防護設計上，主要考慮格賓石籠。
根據堤防的設計形式，其在堤腳的防護要求也不同：在埋石砼重力式石堤應用中，主要考慮河流對堤腳的沖刷作用；復式土堤除了考慮沖刷問題，還必須兼顧堤腳的穩定問題。
復式土堤臨水坡坡比為1：2.0，堤防臨水坡坡腳根據削坡點或者河灘地實地高程而定，臨水坡護坡順直段堤腳以下采用格賓石籠防沖。
埋石砼重力式石堤，迎水坡坡率1：0.1，背水坡坡率1：0.4，堤腳擋墻埋深為0.5m，護腳前增加設置4m長網箱石籠防沖。
圖1 直斜結合復式斷面結構示意圖
圖2 直墻式斷面結構示意圖
4 格賓石籠防沖水力計算
4.1 水流平行于岸坡水力計算
河道平直段受水流平行沖刷，在佛洞河（鎮安段）治理工程中采用草皮護坡的型式，為使草皮護坡在水流流速較大時不致使被沖刷破壞，應對草皮護坡經行沖刷校核計算，計算方法采用《堤防工程設計規范》（GB50286-98）中D2.2水流平行于岸坡產生的沖刷計
算公式進行校核：=+[]
其中：
―局部沖刷深度（m），從水面算起；
―沖刷處的水深（m），以近似設計水位最大深度代替；
―平均流速（m/s）；
―河床面上允許不沖流速（m/s）；
n―與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取n=。
水流平行于岸坡斷面不沖流速計算成果見下表2：
局部沖坑深度計算結果為5.45，大于水深5.0m，故本工程在堤防迎水坡坡腳設置格賓石籠防沖，格賓石籠埋置深度不小于0.5米，長度4.0米；排除地基較差河段，平順河道沖刷不致對河岸造成威脅，因此平直河段，沖刷影響不嚴重。
水流平行于岸坡斷面不沖情況下的格賓籠構造見下圖3：
圖3
4.2 水流斜沖岸坡水力計算
由于河道岸坡受斜沖，使河道水位抬高，岸邊產生自上而下的水流淘刷坡腳，危及邊坡穩定，造成岸坡坍塌失穩。在彎道凹岸處受水流沖刷較嚴重，據水面線計算中的有關河寬、流量等資料，本次設計對這種沖刷較嚴重河段進行驗算，計算公式根據《堤防工程設計規范》（GB50286-98）中水流斜沖防護岸沖刷公式（D.2.2-2）。
=
式中：―從河底算起的局部沖深（m）；α―水流流向與岸坡交角（°），取32°；m―防護建筑物迎水邊坡系數，取2.0；d―坡腳處土壤計算粒徑（cm），取8cm；―水流的局部沖刷流速（m/s），取3.15 m/s。
水流斜沖堤防沖刷計算結果見下表3：
從計算結果看，格賓石籠護腳基礎埋深為0.5米，長度為4米，局部堤段斜向沖刷不致對河岸造成威脅；格賓石籠護腳基礎埋深為0.5米，因護腳迎水側墻趾增加設置1米長防
沖網箱石籠，則局部堤段斜向沖刷亦不致對河岸造成威脅。
水流斜沖堤防沖刷情況下的格賓籠構造見下圖4：
圖4
5 施工方案
5.1 賓格網的制作
格賓網是金屬線材編織的角形網制成的網箱，使用的金屬線徑是根據網目的大小而不同。如果是金屬鍍層的金屬線，則使用線徑為2.0mm到4.0mm的金屬線，如果是PVC包覆的金屬線編織的六角網，則使用外徑為3.0mm到4.5mm的PVC（金屬）線，外框邊緣的線則使用比六角網線粗一號的線。佛洞河地處山區，水流湍急，多變化，格賓網網目宜采用較為緊密的尺寸，網線材質宜使用鍍鋅鐵絲。在實際操作中，采用60mm×80mm的尺寸，使用線徑為3.5mm。
5.2 填充材料
填充石籠網的石塊大小應不小于石籠網的網孔，否則石塊太小容易從石籠網箱中掉出。石塊一旦掉出，石籠網箱就會很容易變形坍塌，從而達不到防護效果。
從安全角度以及經濟角度考慮，本工程采用在網箱表面添加一層大塊石，在內部添加小塊石的方法進行材料填充。大塊石直徑不小于80mm，小塊石直徑為20～40mm。
5.3 現場施工
格賓石籠施工時應根據堤防的入土深度和輪廓線長度及寬度等設計要求，開挖基槽，并在提防下面鋪設好土工布后進行格賓石籠護腳的施工，施工時保證提防的基底土質及其密實度；如遇較差的地基土質時，須進行地基處理，處理后的地基承載力符合設計要求。格賓石籠護腳具體施工工藝如下：
基槽開挖地基處理鋪設墊層測量放線鋪設格賓網填充石料箱體封蓋箱體植被施工
6 結論
云安縣佛洞河治理項目在堤防防護方面首次使用格賓網石籠技術，有效地解決了工程防沖、土堤穩定、水生態建設等問題，取得很好效果，體現出了在中小河流治理中工程水利向生態水利的轉變方式、方法，迎合了當今人水和諧、自然生態的時代要求。
參考文獻：
[1]《堤防工程設計規范》（GB50286-98）.
[2]《城市防洪工程設計規范》（CJJ50-92）.
[3]《防洪標準》（GB50201-94）.
[4]《云浮市水務志》（廣東省云浮市水務局，2005年11月）.
[5]《廣東省暴雨參數等值線圖》（廣東省水文局，2003年）.
[8]《水利水電工程設計洪水計算手冊》1995.
[7]《水力學》（高等教育出版社，2003年）.
關鍵詞：蓮花水庫 溢洪道設計 結構設計
1.引言
水庫工程是十分重要的水利設施，在農田灌溉、生活用水以及防洪抗旱方面發揮著十分重要的作用。在水庫工程中，溢洪道的主要作用是宣泄大于水庫容納極限的水量，從而有效保障水庫大壩安全，溢洪道設計質量會對整個水庫大壩的施工質量以及使用安全造成較大影響。因此，對水庫溢洪道水工建筑設計要點進行詳細探究具有十分重要的現實意義。
2.溢洪道設計在小型水庫建設中的重要性
在水庫工程設計施工過程中，溢洪道的布局形式以及選型至關重要，不僅會影響水庫工程的建設質量，對工程造價造成較大影響，而且還會對水庫工程建設完成并投入運行后的實際運行效果造成較大影響。其中，河岸式溢洪道值得是在水庫大壩之外的河岸上所建設的溢洪道。如果水庫工程采用攔河壩形式，而在大壩施工中采用土石壩施工結構，則必須建設河岸溢洪道。在很多中小型水庫工程實際施工過程中，溢洪道工程建設造價占整個工程造價的26%左右，由此可見，在水庫工程設計建設過程中，溢洪道水工建筑的優化設計和施工至關重要。現如今，水利工程建設數量和建設規模逐漸增加，水利工程的復雜性和多變性也越來越強，這就會造成水利工程設計和建設難度增加。在水利工程溢洪道設計過程中，設計人員不僅需要考慮工程建設實際需要、施工環境等因素，而且還應該綜合考慮施工技術、施工材料等因素，優化工程設計形式，提高施工便捷性。
3.蓮花水庫概況
蓮花水庫屬小（一）型規模，IV等工程，主要建筑為4級，次要建筑為5級，承擔著其晉城鎮6個村29個社0.86萬畝耕地的灌溉，可免除西南分干渠對縣城構成的洪水威脅，為美化城市發展旅游業創造良好的基礎條件。蓮花水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、放水沖沙設施及溢洪道上交通橋組成。其中，溢洪道布置在大壩左側，為開敞式無閘實用堰，總長159.3米，末端消力池與安漢大道已建泄洪涵洞連接。其中：堰頂長3米、堰寬10.3米，漸變段長40.0米，消力池長22.0米、寬4.0米、深2.4米，陡槽段長123.8米、寬4.0米。經調洪計算，確定溢洪道進口底板高程為338.00m，設計下泄流量為19.0m3/S，校核下泄流量為30.0m3/S。溢洪道邊墻采用M7.5漿砌條石襯砌，底板采用C20砼澆筑。消力池邊墻內側及底板均采用C20鉿澆筑，其余部分用M7.5漿砌條石襯砌。
4.溢洪道水力計算
溢洪道主要用以渲泄超過水庫調蓄能力的洪水，以保證樞紐擋水建筑物的安全；根據樞紐地形、地質情況，結合樞紐整體布置；此溢洪道布置在大壩左側，為開敝式正槽無閘實用堰。溢洪道由進口引水段、控制堰段、陡槽段和消能防沖段組成；消力池末端與安漢大道已建成的泄洪涵洞連接。
4.1溢洪道泄流能力計算
根據水利部《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252―2000、水利電力部《洪水標準》、水利、能源部《水利水電工程設計洪水計算規范》SL40―93。按P=3.3%洪水設計，P=0.33%洪水校核，洪峰流量分別為47.3m3/s、75.6m3/s，相應下泄流量分別為19.0m3/s、30.0m3/s。
根據調洪計算結果：3 0年一遇設計、300年一遇校核洪水位分別為338.95m和339.40m，堰頂高程338.00m。通過對溢洪道的布置其控制堰段剖面形式采用折線型，堰頂厚度δ=3.0m，堰頂寬度b=10.3m。
4.2陡槽水力計算
根據溢洪道地形條件，為了減少土石方開挖和襯砌工程量，現將溢洪道矩形陡槽分為兩段；上段為收縮段，底寬由10.3m收縮到4.0m，長度為40m，陡槽底坡i1=0.063；下段為棱柱體，底寬為4.0m，長度為83.8m，陡槽底坡i2=0.138；下接消力池。
4.3消力池水力計算
根據對溢洪道的地形、地質情況進行綜合分析、研究，以及考慮與已建成涵洞的銜接等問題，決定采用底流式銜接消能措施。由溢洪道縱剖面圖得知，以下游河床為準的堰高P1=338.0-326.4=11.6m，經計算下游河道水深t=1.915m。下游河道V=3.92米/秒。已知：Q=30米3/秒，堰上水深H=1.40m。查《水力學》流速系數表8―3得ω=0.9。
5.溢洪道結構設計
通過對溢洪道的水力計算后，溢洪道各段的過水斷面尺寸已經確定；溢洪道陡槽承受高速水流的沖刷，底板襯砌材料采用C20砼現澆，襯厚0.3m；邊墻采用重力式擋土墻，其斷面尺寸通過結構計算后確定，襯砌材料采用M7.5漿砌條石襯砌。消力池邊墻內側及底板均采用C20鋼筋砼澆筑，其余部分采用M7.5漿砌條石襯砌。
5.1邊墻結構計算
5.5墻身強度驗算
墻身內力以墻底處為最大，該處豎向力V=70.18KN/m，力矩M = 2 0 . 5 9 K N?m /m，剪力Eax=21.07KN/m，可以按《砌體結構設計規范》（GBJ3―88）進行切面強度驗算。計算從略。
6.結語
綜上所述，溢洪道是樞紐工程中十分重要的建筑物，其主要作用是渲泄超過水庫調蓄能力的洪水，以保證樞紐擋水建筑物的安全。本文主要依據國家及部門的有關規范、規定、地形圖、《蓮花水庫樞紐工程地質報告》和水文計算成果進行溢洪道設計，通過對溢洪道進行科學合理的設計，能夠為溢洪道施工提供指導，從而保證施工質量。
參考文獻：
關鍵詞：場內道路；施工總布置；永久道路；臨時道路
在一般情況下，水電站都建設在偏遠的山區峽谷地區，地形比較陡峭，地質環境復雜，道路通行條件差；且規模巨大，每個工作平臺需要聯通；因此，為了方便運輸物資、建材、開挖的土石方以及人員交通，均需要修建道路。水電站場內道路應結合地形、地質條件和施工總布置，根據分析計算的運輸量和運輸強度進行統籌規劃和設計。影響其布置和設計的因素比較繁多，且這些因素對場內道路的布置尤為重要，因此，對其進行研究顯得尤為必要。
一、水電站的工程規模、工程特點、樞紐布置及施工方法
（1）水電站工程規模的大小，直接影響場內道路的布置。例如，大型的水電站，一般需要布置的料場、渣場等規模大，數量多，物資運輸量及人員流動大，因此對道路的要求也較高，要求道路具備等級高、設計速度高、路基較寬、道路線形指標好。此外，其建設期相對長，要求場內道路運行期也較長，因此，永久道路相對較多。
（2）水電站工程具有結構復雜、多功能、涉及范圍廣、建設周期長等特點，其由許多建筑物組成，每個建筑物都是一個獨立的大型的建筑項目，這些項目的規模和結構形式直接影響到場內道路的布置，此外，還要求場內道路路網布置中需要永久道路與臨時道路結合，高等級道路與低等級道路共存。
（3）樞紐布置一般分為樞紐布置范圍和選定出具體壩址兩個階段。樞紐布置的優劣，不僅對壩址所在區域甚至更廣的區域產生重大的影響，更重要的是對場內各個結構物以及聯通各個結構物的道路有很大的影響，其與建筑材料、機電設備、施工機械和人員的流動方向有緊密的聯系，因此其決定著場內道路路網的布局，也影響著場內道路路網的布置和設計。
二、自然條件
水電站一般建設在高山峽谷、水流落差較大的地區。因此，場內道路作為水電站工程的附屬結構，建設條件一般均比較困難。因此，在場內道路的布置和設計工程中，應充分考慮地形、地質、氣候及水文等自然條件，對當地的地形地質情況進行詳細的測繪和勘察，避開不利的地形地質條件，充分平坦的地形布線，對于地質情況較差不宜布置明線的段落，可采用洞線通過，深溝峽谷采用橋梁跨過。道路工程的建設一般均是在野外露天施工作業的，因此在道路的設計過程中，還要充分考慮其當地氣候條件，避開冬季和雨雪天施工。
三、對外交通運輸方式
水電站對外交通的主要任務是運輸施工設備、鋼材、鋼筋、水泥、粉煤灰、油料、木材、生活物資以及建設人員的進出場等。目前我國大多數的水電站均建設在西北和西南山區，這些地區由于地形地貌的原因，公路路網還不夠發達。因此，場內道路的布置中必須考慮與作為唯一與外界相連接的對外交通順接，與其形成了一個局部的區域交通路網。
四、料場位置及開采、加工方案
水電站建筑材料的采購和運輸極為不便，大多數水電站的場內道路的建筑材料均需要在建設場區內的開采，因此，在道路的布置和設計中，均需要充分結合料場的位置，盡量縮短道路布置位置與建筑材料料場位置。同時，建筑材料的開采和加工過程中，石料的爆破和開采形成的落石，會對道路的施工及運行安全有影響。部分材料的生產還會產生粉塵和噪聲對人員產生危害。因此，要求在道路的布置時，考慮與料場保留一定的安全距離，或者也可以將交通量大的干線道路盡量布置在容易產生落石的料場位置的上方；在設計過程中，采取一些工程措施減少或防止料場的開采和加工對道路施工和運營安全的影響。
五、施工總布置規劃
施工總布置規劃的每個建筑物均需要道路來勾通，一些主要的建筑物，如施工管理中心、承包商施工攻去及生活福利區、大壩、廠房、料場和渣場為道路路線的主要控制點，直接控制著場內干線道路條數、線路走向，直接決定著道路的起終點位置和高程。施工總布置規劃中的一些次要建筑物，如臨時供水點、油庫等，作為場內道路布置的次要控制點，在道路布置時僅需根據沿線的地形地質條件，適當考慮其布置位置，為其預留一定的平臺。
六、施工進度
水電站工程施工進度直接影響著場內道路的布置和設計，以及每條道路的性質和使用期。在水電站的施工前期，如籌建期與準備期內，要求進場道路必須通行；在水電站施工前期，邊坡和基礎開挖產生的土石方，需要運送到棄渣場和料場，因此要求去渣場和料場道路完工；水電站的施工高峰期，場內運輸量最大，因此要求場內的干線道路必須通行，也路面保持良好的狀態，以保證適應主體施工需要；水電站施工后期，交通量逐漸下降，但機電設備等重大件需要進場，因此要求運輸重大件的干線道路保持良好的運行水平，道路路面平整，邊坡和路基穩定。
七、運輸量及運輸設備
場內道路的運輸量主要包括主體及臨時建筑物的開挖、回填土石方、砂石骨料及混凝土運輸、鋼筋、鋼材及其他施工材料的運輸，金屬結構及機電設備運輸，施工機械及施工隊伍進點運輸等。水電站場內道路的運輸量直接影響著布置道路的數目、每條道路的設計速度。由于輸機電設備、施工機械等重大件的80t～300t級拖掛車的存在，導致場內道路的布置需要考慮運輸設備的尺寸和載重，考慮采用哪條道路供其通行，研究道路的等級、建筑限界、平縱面技術指標、寬度、路基路面結構，路面型式等。
八、經濟、生態環境、社會（風俗）因素
水電工程建因其建設條件的困難及規模的特殊性，一般比普通的公路造價要高，但其造價也不宜過高，因此，在布置和設計中需要充分考慮其經濟性，要求道路布置要合理可行，工程量小，設計中盡量采用價格較低的材料和施工方法。
因水電站場內道路的土石方工程量大，防護、橋梁、涵洞和隧道工程較多，因此，在道路布置和設計過程中必須充分考慮生態環境因素，達到可持續發展的要求。如在道路布置過程中，盡量選擇地形平緩，地質條件良好的地區，以減少大開大挖，減少土石方工程量；橋梁的布置過程中，進行多方案比選，選擇較為經濟的跨徑的同時，充分考慮對橋下水生生物棲息環境的影響；還盡量避開居住密集區，以減少噪聲對附近的居民正常生活的影響；在道路的設計中，增加必要的工程防護措施和綠化措施，以達到保持水土和保護生態環境的效果；隧道的設計中，合理布置洞內通風設備和通風口，以保證洞內空氣質量。
場內道路點多線長牽涉面廣，要想工程順利進行，必須在道路布置和設計中充分調查道路所占地的用地性質，以防止出現道路用地與當地其它規劃用地發生沖突的情況。同時，還需要注意節約用地，破壞當地可用耕地，引起當地群眾的不滿情緒。此外，還要充分了解當地居民的民族、生活習俗和，以免在道路施工過程中影響當地居民的生活習俗，既傷害了當地居民的利益，又會造成矛盾，發生當地居民阻撓施工的事件，消除人為干擾道路建設的因素。
結論
綜上所述，影響水電站場內道路布置的因素繁多，在場內道路的布置過程中，需要充分考慮這些因素的影響，從而布置和設計出合理可行的場內道路。
參考文獻：
[1]水電工程施工組織設計規范DL/T 5379―2007.
[2].謝春生.山區風電場道路設計的影響因素及關鍵問題.水電與新能源，2014，6
關鍵詞：復合土工膜；水庫；防滲
復合土工膜是水庫大壩工程中一種新型防滲建筑材料，其具有質量輕、性價比較高、施工便捷、抗老化性強、耐久性好等優點，近二十年來在我國水利工程中得到廣泛應用，并取得較好的防滲加固效果和社會經濟效益。
1 工程概況
哈日朝魯水庫在赤峰市阿魯科爾沁旗扎嘎斯臺鎮境內，壩址位于烏力吉木倫河左側的一級支流黑木倫河下游，距旗政府天山鎮約70km。
哈日朝魯水庫是一座以灌溉為主，兼顧生態、養殖、旅游等綜合利用的中型水庫。該水庫工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級。蓄水工程正常運用洪水重現期20年；非常運用洪水重現期100年，地震設防烈度為Ⅵ度[1]。
2 除險加固設計方案的選擇
由于當地的氣候條件及牲畜的踩踏，壩體風蝕、浪淘嚴重，受當時建設環境及客觀條件限制，壩前庫底沒有鋪蓋防滲，施工中未對水庫壩基進行防滲處理，壩體夯填不密實，壩后也未做排水體，防滲效果較差，本次除險加固設計為清除剩余壩體，在原址重建水庫大壩、新修迎水面壩坡、背水面壩坡以及排水體。即本次除險加固設計水庫大壩為細砂均質壩，采用設計壩頂高程？犖305.60m，并保持原壩軸線不變，壩頂軸線長為1650m，最大壩高8.6m，壩頂寬為6.0m，迎水面邊坡為1：3.0，采用15cm厚現澆砼的護坡形式，下鋪設15cm厚砂礫墊層，下再鋪設500g/m2復合土工膜（兩布一膜）；下游邊坡為1：3，采用30cm碎石護坡形式；上游壩腳采用70cm×100cm的漿砌石護腳。
大壩筑壩土料巖性為細砂，天然含水量12.3%，比重2.65，干密度1.63g/cm3，滲透系數5.3×10-3cm/s，壩體呈中密-密實狀態，屬中等透水，壩體存在滲漏。除險加固防滲設計方案如下。
第一方案：壩坡上游采用斜墻土工膜（500g/m2兩布一膜）[2]，下游設貼坡排水。
第二方案：壩坡上游采用斜墻土工膜（500g/m2兩布一膜），壩基布置成垂直鋪設復合土工膜（700g/m2兩布一膜）[2]，擬設計垂直防滲插入透水層深度為8m，下游設貼坡排水。
第三方案：壩坡上游采用斜墻土工膜（500g/m2兩布一膜），壩基采用0.6m厚的水泥攪拌樁，擬設計垂直防滲插入透水層深度為8m，下游設貼坡排水。
技術上比較，目前土工膜廣泛用于防滲工程，不但用于壩體防滲，而且壩基用此做防滲效果也比較好，從理論到實踐都是可行的。
經濟上，土工膜工程造價相對較低，第三方案比第二方案在經濟上可節約投資120萬元，所以本次設計不采取第三方案。
第一方案沒有垂直防滲，滲透穩定計算出最大出逸比降0.375>0.35（允許水力比降），滲透出口段不穩定。所以本次設計不采取第一方案。
根據滲流穩定計算結果，本次防滲設計選擇第二方案。即壩坡上游采用斜墻土工膜（500g/m2兩布一膜），壩基布置成垂直鋪設復合土工膜（700g/m2兩布一膜），擬設計垂直防滲插入透水層深度為8m，下游設貼坡排水。
3 復合土工膜的選擇
本次設計復合土工膜的選擇，按《土工合成材料應用技術規范》GB50290-98的規定，本工程主壩壩體防滲，上游壩坡選用鋪設500g/m2二布一膜的復合土工膜（膜厚0.35mm），為保護土工膜設河沙墊層15cm，然后再進行壩坡現澆砼護坡。壩基采用700g/m2二布一膜的復合土工膜防滲，膜厚0.5mm。在主壩迎水面坡腳處，用開槽機開槽、重泥漿護壁，防滲長度1652m，壩基防滲最大處理深度為8m。
3.1 滲透變形判別
根據地勘報告，壩體細砂的不均勻系數小于5，土的滲透變形類型為流土型，土的臨界水力比降采用公式Jcr=（Gs-1）（1-n），經計算細砂的臨界水力比降為1.01，安全系數取2.0，則細砂層允許水力比降值為0.51，根據當地工程經驗，建議壩體細砂允許水力比降值為0.2，壩坡逸出點允許比降為0.35。中砂的不均勻系數小于5，土的滲透變形類型為流土型，土的臨界水力比降采用公式Jcr=（Gs-1）（1-n），經計算中砂的臨界水力比降為1.02，安全系數取2.0，則中砂層允許水力比降值為0.51，根據當地工程經驗，建議壩基中砂允許水力比降值為0.13，逸出點允許比降為0.32。
本次壩體做防滲后計算得平均滲透比降為0.1，小于允許水力比降，說明壩體及壩基內部滲透穩定。壩坡最大出逸比降為0.262
3.2 抗滑穩定計算
本次設計壩體邊坡穩定計算采用河海大學力學研究所開發的AUTOBANK V6.1進行計算，計算原理采用有限元理論，模型為有部分截水墻的斜墻土壩有貼坡排水情況的計算。采用碾壓式土石壩設計規范，分別考慮了穩定滲流期，施工期，水位降落期三種情況。采用瑞典圓弧法，計算方法采用簡化畢肖普法，自動搜索最危險滑裂面，求得最小安全系數。根據《碾壓式土石壩設計規范》（SL274-2001），水庫大壩屬3級，抗滑穩定安全系數正常運用條件k允=1.3，非常運用條件Ⅰk允=1.20，由成果知主壩上、下游各個工況的穩定安全系數均在允許范圍內，壩體邊坡穩定。
4 結束語
通過多方案經濟、技術比較，結合本工程的壩體材料與施工條件等實際情況和類似工程的處理經驗，設計選定采用復合土工膜處理土壩滲漏的除險加固方案。這對于中小型病險水庫的除險加固，具有較大的經濟效益和很好的推廣使用價值。
參考文獻
[1]赤峰市水利規劃設計研究院.赤峰市阿魯科爾沁旗哈日朝魯水庫除險加固工程初步設計報告[R].2012.
關鍵詞：庫周道路，三原原則，低等級
Abstract: in order to realize the gorge water control project in the overall construction lechang goal, coordinate with reservoir resettlement in the submerged area of the work, according to the general command gorge lechang construction requirements, the library weeks as emergency special project road, following the principle of extrattrestrial "to carry on the design, design standards for mud stone pavement simple road cycling trails. This article through the library weeks road design process generalizations, low level of road design points are discussed.
Keywords: library weeks road, the principle of extrattrestrial, low level
中圖分類號：TV文獻標識碼：A 文章編號：
1引言
樂昌峽樞紐水庫的正常蓄水位為154.5m高程，比蓄水前的武江天然水位壅高五十多米。故水庫蓄水后，水庫左、右岸的大部分現有道路將被淹沒或受淹沒影響。庫周沿線為林場，零星分布有村莊、小學、小水電、武警部隊駐地、電力與通訊設施等，庫區兩岸的現有道路是當地群眾生活、生產與交通出行的主要陸路通道，另外，庫周沿線布置有管埠集中安置點、白雞灘集中安置點及許多分散的移民安置點，移民安置點的施工設備、建筑材料運輸與移民搬遷等也需利用該庫周道路。尤其是施工圍堰擋水后，10年一遇洪水淹沒線以下的庫區移民必須提前搬遷。水庫蓄水前，為了便于主體工程施工使用，并有利于按期完成移民的搬遷安置工作，減少因淹沒道路而需對部分移民進行額外搬遷安置；水庫蓄水后，便于兩岸居民的交通出行，便于庫區客運、木材運輸、汛期防洪搶險的交通使用，便于當地的社會經濟協調發展，因此對水庫蓄水淹沒區的庫周道路進行新建或墊高恢復并盡早建成交付使用是非常必要與迫切的。
2設計要點
水庫蓄水后，左岸的京廣舊鐵路、大源鎮、大源鎮至大長灘簡易道路大部分路段、從九峰水口附近至坪樂公路的部分機耕路及其它零星分散的機耕路與連接便道將被淹沒或受淹沒影響，需進行道路恢復；右岸從坪石鎮至樂昌市沿武江邊的永新路大部分路面高程低于淹沒線，也需進行道路恢復。
2.1庫周道路建設內容
結合水庫蓄水后的淹沒外包線，經過前期對原有交通現狀的詳細勘查，由于沿武江兩岸地形陡峭、條件局限，路線基本是沿兩岸山坡布置，方案較為單一，路線位置可基本確定下來。
庫區左岸：新建庫周道路總長26.824km；
庫區右岸：新建庫周道路總長42.438km。
新建橋梁：左岸大長灘中橋（48m）；右岸年九坑中橋（32m）、洪源中橋（48m）、太坑河中橋（80m）、廟坑河中橋（60m）；連接左右兩岸的新秦過江大橋（165m）。
2.2選線原則
新建道路擬定路線時主要考慮以下幾條原則：
（1） 應滿足庫區居民生活、生產及防汛搶險的要求，盡量結合移民安置點布置，有利于道路的布置與銜接；
（2） 充分利用地形、地勢；
（3） 選擇地質穩定、水文地質條件好的地帶通過，盡量避開軟基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段；
（4） 路線總里程較短、地形坡度較平緩、轉彎舒順；
（5） 盡量減少環保方面的不利因素；
（6） 盡量避免大開挖，盡量減少棄渣，避開高邊坡等地段，減少水土流失。
2.3設計標準
根據《水利水電工程建設征地移民設計規范》（SL290-2003）及《公路工程技術規范》（JTG B01-2003)，結合日常交通量、行車安全、經濟等因素以及當地實際情況，對受淹沒影響的庫周道路，按原道路標準（為單車道簡易道路）進行恢復：
（1） 原路面高于淹沒線的路段，仍然保留，并考慮庫周道路施工期間的維修養路費用；
（2） 原路面淹沒路段，在淹沒線以上地帶重新布置新建道路，路面結構采用厚20cm的級配碎石墊層與厚20cm的泥結石路面，行車道路面寬3.5m，路基寬4.5m，靠山坡側增設邊溝、另一側設置柱式C25砼護欄；
（3） 根據現場地形每隔300m左右設置一處錯車道，錯車道的泥結石路面寬6.0m，路基寬7.0m，錯車道長度為30m，并選擇有利地點設置回車場。
汽車荷載等級：公路－Ⅱ級。
路基設計洪水頻率：參照《公路路基設計規范》（JTG D30-2004）的規定，庫周道路的路基及橋涵設計洪水頻率為20年一遇，庫區新秦過江大橋設計洪水頻率為50年一遇。
2.4線型設計
（1）平面線型：按照路線設計規范，根據平曲線半徑與超高值的關系來設置平曲線的超高值。
按公路等級，路面采用第1類加寬標準設置加寬值。
本路線超高緩和段長度與加寬緩和段曲線長度一致。
（2）縱面線型：縱斷面拉坡及橫斷面設計過程中，注意控制土石方的挖填平衡，發現局部路段挖填方過大，則重新調整路線平面、縱斷面，力求設計過程中挖填土石方盡可能平衡。
2.5路基邊坡設計
路塹挖方邊坡：由于沿線山坡地形較陡，大部分坡度陡于1:1，因此新建道路均采用路塹形式。根據地質情況，按巖體風化程度不同來選取相應的邊坡值。弱、微風化堅硬巖質邊坡采用1:0.3；強風化巖質邊坡采用1:0.5，對特殊路段采用掛網錨噴混凝土護坡加固措施。路塹土質邊坡一般采用1:0.5，對特殊路段采用掛網土釘噴混凝土護坡加固措施。若邊坡地質條件差時，適當放緩至1:1進行開挖。挖方邊坡高度大于10m時，采用分級邊坡，第一級邊坡高度為8m，其余每級均為10m。如果第一級邊坡巖性為硬質巖時，第一級邊坡高度可為10m～12m。每級之間設一邊坡平臺，一般邊坡平臺寬為1m，但邊坡高度超過20m時，邊坡平臺寬為2m。
路堤填方邊坡：填方邊坡根據路基填料種類、地形等條件而定。低填方路基（≤8m）邊坡坡比采用1:1.5。在地面橫坡陡于1:5的填方路段，做內傾2%的臺階處理，臺階寬度不小于1m。地面橫向坡度較陡路段在路堤下方設置擋墻，其中涵洞則與擋墻結合。
2.6路基防護
（1）路塹挖方邊坡防護：
對于路塹挖方高邊坡，采用分級邊坡防護。根據邊坡巖土性質、坡比及坡高情況，對巖質邊坡較陡且巖石較破碎的特殊路段，進行掛網錨噴混凝土護坡；對土質邊坡的特殊路段，采用掛網土釘噴混凝土防護或砼框格護坡。局部出現黃粘土滑坡段采用M7.5漿砌石擋墻支護。邊坡高度超過20m時，邊坡平臺寬為2m。
（2）路堤填方邊坡防護：
對于路堤填方邊坡，在正常蓄水位154.5m高程以下邊坡坡面采用漿砌石護坡進行防護，154.5m高程以上邊坡坡面則采用植草或鋪草皮防護。
2.7橋梁設計
庫周道路沿線的中橋，按照路線走向結合實際地形布置，橋梁法線盡量與水流方向平行，并且在滿足過流前提下使跨度盡量最小，以達到經濟的目的。為了盡可能利用標準圖集的設計資料，各中橋采用標準化跨徑進行設計。為了節省投資，中橋采用預應力砼簡支空心板橋與樁柱式墩臺的結構型式。按規范要求，橋梁設雙車道，全橋寬7.5m =6.5m(橋面凈寬)+2×0.5m(護墻寬)，不設人行道，樁基采用嵌巖樁。具體設計為：左岸大長灘中橋為3跨16m、右岸年九坑中橋為2跨16m、洪源中橋為3跨16m、太坑河中橋為3跨16m、廟坑河中橋為3跨20m的預應力砼簡支空心板橋。中橋的結構型式安全耐用、施工方便、景觀協調。各中橋采用統一的結構型式還能大大提高設計效率。
經過水文、地質、河道斷面等多方面綜合考慮選定橋址以及多方案論證比較后，確定新秦過江大橋主橋上部結構為三跨現澆預應力混凝土連續剛構橋，全橋跨徑組合為45m+65m+45m，加上右岸現澆空心板連接跨10m共長165m(不含橋臺搭板長)。在橋臺處各設一道仿毛勒式D120型伸縮縫。橋寬8.5m，為單箱單室結構。下部結構主墩采用雙肢薄壁墩身，墩高40m，墩身截面采用矩形截面，肢距320cm，單肢墩身縱橋向寬80cm。
橋面布置：橋面設雙車道，橋面凈寬為6.5m =2×3.0m(行車道寬)+2×0.25m(側向寬度)。橋梁兩邊各加1.0m寬的人行道，人行道高出橋面0.48m。橋梁全寬8.5m=6.5m(橋面凈寬)+2×1.0m(人行道)，設置雙車道。
橋面縱坡和豎曲線指標：縱斷面為平坡。
橋面橫坡：由橋面鋪裝形成1.5%雙向橫坡。
橋面高程：根據通航水位、橋下凈空與梁高，并考慮受風浪的影響，中心橋面高程為166.0m。
新秦過江大橋結構外觀優美、接縫少、剛度大、變形小、自重小、整體安全性好、抗震能力強、行洪通航條件好、施工占地少、施工方法先進、施工工藝成熟、工期有保證、投資少等優點。
2.8涵洞設計
沿線根據集雨面積與匯流量大小及實際情況設置鋼筋混凝土圓管涵、蓋板涵或箱涵，涵洞出口盡量高于水庫蓄水位以保證涵洞排水順暢，因此大部分涵洞基礎需在回填方上進行施工。要求基礎部分采用石渣進行填筑并分層碾壓密實至設計高程。涵洞出口至填方坡腳的坡面采用漿砌石進行防護以保證路基的穩定。若設置涵洞的沖溝不是太深，則設置路肩擋土墻與涵洞進行結合防護。
