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水電工程邊坡設計規范范文1
關鍵詞：烏爾特溝；景觀水系工程；導流圍堰；設計
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
中圖分類號： S611 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
1、工程概況
1.1工程建設背景
本次設計內蒙古烏海市烏達區烏爾特溝景觀水系工程位于烏達區內由西向東橫穿該市區。流域面積140.5 km2，流經市區內的溝道長35 km，溝道比降18.9‰，流域內總的地勢為西高東低，由西向東流入黃河。新建景觀水系工程左岸長度4.986km、右岸長度4.934 km，總計9.92 km。確定樁號0+000～3+050為泄洪段，總長3.05 km，河道比降1/80；樁號3+050～4+500為蓄水段，總長1.45 km；樁號4+500～7+300為景觀段，總長2.80 km，通過5座攔河壩使河道形成蓄水水面。同時清水槽可長時間為人類親水娛樂提供場所，泄洪槽是汛期行洪排沙的主要通道。為了大力發展濱河景觀環境建設對今后城市的可持續發展有積極的作用，特建此項目。
1.2導流施工重要性
水利水電工程的施工過程是與洪水斗爭并戰勝洪水的過程，需要進行施工導流，施工導流是水利水電工程施工組織設計的中心環節，也是編制施工總進度計劃的主要依據。正確選擇施工導流方案，不僅對降低工程造價、縮短工期、提高工程質量和施工安全具有重大影響，而且也影響到壩址、壩型和樞紐布置方案的選擇。
2、施工導流
2.1 導流標準
本次工程安排在非汛期施工，此時河道內干枯無水，但考慮到該處河流較短，比降大，植被差，洪水歷時極短的特殊情況，并根據《水利水電施工組織設計規范》（SDJ338-89）確定本工程導流建筑物級別是為Ⅴ級，故工程實施期間應按洪水重現期5年予以設防。
2.2 導流方式
工程施工中采用分段圍堰（分期圍堰）法進行導流，確保水工建筑物在干地上施工。洪水通過未修筑圍堰一側的束窄河床進行宣泄。設計導流流量為5年一遇的洪水（116.9m³/s）。
2.3 導流建筑物設計
2.3.1圍堰型式的選擇
考慮到圍堰工程為臨時性工程，應該因地制宜，充分利用混凝土壩基坑開挖的土石料，圍堰型式采用不過水的土石圍堰。
2.3.2該施工導流圍堰分兩個階段進行
一期為在原河床沿河道左岸挖一個深2m，底寬25m，左右邊坡為1：1.5的梯形溝槽用于施工導流，先施工河道右岸底板混凝土。
二期圍堰為河床右岸底板混凝土澆筑完成后，靠近一期導流溝槽河床設置上底寬0.5m，下底寬6m，高1m的縱向圍堰，圍堰迎水面為1：2，背水面為1：1.5，圍堰中心填粘性土料防滲，先期澆筑的河床底板混凝土做過流用，同時施工河床左岸底板混凝土。
2.3.3一期導流溝槽斷面型式的確定以及擋水水深的確定
過水溝槽斷面形式為梯形斷面，邊坡為1:1.5，底寬為25 m，由于設計導流流量為116.9m³/s，并且沒有流量水位曲線可查，只能通過水力學公式推算水深：
式中：A—過水斷面面積、 --濕周、i--水力坡降（此處為原河道0.0189）
n—糙率（此處為原河道0.025）
通過上面公式可試算出過水斷面面積，由于河床束窄程度為50%，從而可以推算出水深為0.98m。堰頂高程的確定通過下式計算：
式中：H—堰頂高程；--下游水位高程；--波浪爬高；--堰的安全超高（ν級導流建筑物取0.5）
通過上式計算圍堰高度為1m，各擋水圍堰設計成果見下表1：
表1 溢流壩圍堰設計成果表
2.3.4二期圍堰斷面型式的確定以及擋水水深的確定
擋水圍堰斷面形式為梯形斷面，迎水坡為1:2.0，背水坡為1:1.5，頂寬為0.5m，由于設計導流流量為116.9m³/s，并且沒有流量水位曲線可查，通過水力學公式推算水深：
式中：A—過水斷面面積；--濕周；i--水力坡降（此處為澆筑底板后河道0.005）； n—糙率（此處河道混凝土底板0.015為）
通過上式可試算出過水斷面面積，由于河床束窄程度為50%，從而可以推算出水深0.62m，堰頂高程的確定通過下式計算：
式中：H—堰頂高程； --下游水位高程； --波浪爬高； --堰的安全超高（ν級導流建筑物取0.5）
通過上式計算圍堰高度為1m，各擋水圍堰設計成果見下表2。
表2 溢流壩圍堰設計成果表
2.3.5 圍堰的防滲、接頭和防沖
圍堰采用心墻防滲土料來防滲，圍堰采用袋裝土料堆砌，橫向圍堰與河床中心線成一定角度以保證水流通暢，防止橫向圍堰與縱向圍堰接頭處被沖刷。洪水通過束窄河床宣泄時河床束窄程度約為50%。水流進入圍堰束窄區受到束窄，流出圍堰區又突然擴大，這樣就不可避免地在河底引起動水壓力的重新分布，流態發生急劇改變。此時在圍堰的上下游轉角處產生局部壓強差，局部流速顯著提高，形成螺旋狀的底層渦流，流速方向自上而下，從而淘刷堰腳及基礎。鑒于此，本工程采用拋石護底的措施來保護堰腳極其基礎的局部淘刷。由于圍堰是臨時建筑物，試用期不長，因此接頭處理可以適當簡便。
2.3.6圍堰的拆除
此工程壩體為全溢流壩，導流建筑物與永久工程并無結合可能性，屬于臨時建筑物，導流任務完成以后，應按設計要求進行拆除，以免影響永久建筑物的施工及運行。此工程的導流方式為分段圍堰法導流，且堰型為土石圍堰，所以建議在施工最后一個汛期之后，上游水位下降時，從圍堰的背水坡開始分層拆除。但是必須保證一次拆除后所殘留的斷面能繼續擋水和維持穩定，以免發生安全事故，使基坑過早淹沒，影響施工。土石圍堰一般可用挖土機械或者爆破等方法拆除。各擋水圍堰工程量成果見下表施工導流工程量表。
導流圍堰斷面型式及工程量表
參考文獻：
[1]《水利水電施工組織設計規范》SDJ338-89
[2]水利水電工程水文技術規范,SL 278-2002
[3]水利水電工程等級劃分及洪水標準,SL252-2000
[4]水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準,DL5180-2003
水電工程邊坡設計規范范文2
關鍵詞：水利水電；導截流；施工
水利水電工程是在河道上修建攔河大壩及樞紐其他永久建筑物。施工導流是水利水電工程施工過程中，將原河道水流通過適當方式導向下游的工程措施。廣義上說施工導流工程可概括為采取“導、截、攔、蓄、排”等工程措施，導流建筑物包括臨時性擋水建筑物（圍堰）和泄水建筑物[1]。在河道上修筑圍堰的過程中，截斷河道水流而迫使河水改道從已建的導流泄水建筑物或預留通道宣泄至下游，稱為截流。截流方式可歸納為戧堤法截流和無戧堤截流兩大類：戧堤法截流是向河床拋填石渣及塊石或混凝土塊體修筑截流戧堤，將河床過水斷面逐漸縮小至全部斷流；無戧堤截流包括定向爆破法截流、浮運格箱沉放法截流、水力沖填法截流、下閘法截流等。
1、工程概況
該電站采用低閘壩河床式長尾水渠開發方式，由閘壩和左、右岸防洪堤作為副壩形成水庫。壩體坐落在軟基上，圍堰及基礎采用懸掛式防滲墻，主體建筑物為Ⅲ級，相應導流建筑物級別為Ⅴ級，相應設計洪水標準為10～5年一遇洪水，導流設計洪水標準為10年一遇。
2、施工導流
2.1 導流標準
根據招標文件和5水利水電施工組織設計規范6（SDJ338-89）規定，本工程的導流標準為：上游圍堰采用20年一遇洪水標準設計，相應最大洪峰流量6810 m3/s，相應水位412.10 m；下游圍堰采用20年一遇洪水標準設計，相應最大洪峰流量6810 m3/s，相應水位379.40 m；工程大江截流選擇在1月中旬，5年一遇的旬平均流量為188 m3/s，上游圍堰軸線處相應水位371.81 m，下游圍堰軸線處相應水位367.03 m[2]。
2.2 導流方式及導流洞斷面型式
2.2.1 導流方式
水電站壩址處河道地形為“V”形河谷，無天然灘地、臺地可以利用，不具備河床分期導流或明渠導流條件，兩岸巖石主要為凝灰巖、火山角礫巖、安山巖等，具備成洞條件。因此，河床截流采用一次性上、下游土石圍堰斷流，導流洞分期導流方式，即一期由左、右岸導流洞共同導流；二期由左岸導流洞導流。確保主壩工程在上下游圍堰的防護下進行施工。
2.2.2 導流洞斷面型式
左、右導流隧洞斷面型式及尺寸見圖1、圖2。
2.3 圍堰設計和施工布置
2.3.1 上游圍堰布置與結構
根據主體工程布置及施工需要，選擇上游圍堰布置在壩軸線上游約140 m處。圍堰堰頂長228.1m，當河床過水流量為6810 m3/s時，相應水位412.10 m，選定堰頂高程414.00 m（二期實際填筑為415.10 m），堰頂寬10 m。圍堰為土石混合結構，迎水面為塊石護坡和填石鋼筋籠護腳，堰體中部為土石混合料，圍堰基礎和堰體下部砂礫石層（高程373.00m以下），采用高噴防滲墻防滲，圍堰上部（高程373.00 m以上）采用復合土工膜防滲[3]。
2.3.2 截流戧堤設計
截流戧堤為圍堰堰體組成部分，截流戧堤布置在上游圍堰軸線的上游側。截流戧堤設計斷面為梯形，上、下游邊坡和堤頭邊坡均為1：1.5，堤頂高程373.0 m，堤頂寬20.0 m，可滿足4～5輛15～20 t自卸汽車同時拋投的要求。截流戧堤結構為開挖石碴填筑，總填量約為2.77萬m3。
3、水利水電施工截流技術方法
3.1截流材料
截流材料主要為填筑料、粘土閉氣料、大塊石。戧堤填筑料主要采用臨時堆存的大壩開挖料，料場補足；粘土閉氣料主要采用料場覆蓋層開挖料；大塊石從左、右岸石方爆破料中選取，滿足截流拋投材料的需要。大壩開挖的填筑料臨時堆存在大壩下游處，同時為提高上料強度，預備8月中旬開挖料5000 m3，滿足戧堤填筑強度的需要。粘土閉氣料利用覆蓋層開挖料直接上料填筑；選取的大塊石臨時堆存在左岸戧堤施工平臺上，便于拋投，塊石大約堆存500 m3。戧堤進占按8月多年月平均流量3.19 m3/s設計，預進占區分布于左岸，戧堤預進占長度35m，5m寬龍口最大平均流速5m/s，結合戧堤左岸端部開挖，形成一個較大的回車場，道路采用小石和中石以及普通石渣，對外交通道路在截流前加高至463.3m高程，滿足戧堤合攏過程中的施工需要，保證交通順暢[4]。
3.2截流工藝
3.2.1爆破截流施工。如果壩址處于峽谷地區，而且巖石堅硬，交通不便，岸坡陡峻，缺乏運輸設備時，可利用定向爆破截流。為了在合龍關鍵時刻，瞬間拋入龍口大量材料封閉龍口，除了用定向爆破巖石外，還可在河床上預先澆筑巨大的混凝土塊體合龍時將其支撐體用爆破法炸斷，使塊體落入水中，將龍口封閉。但是應當指出，采用爆破截流，雖然可以利用瞬時的巨大拋投強度截斷水流，但因瞬間拋投強度很大，材料入水時會產生很大的擠壓波，巨大的波浪可能使已修好的戧堤遭到破壞，并會造成下游河道瞬時斷流。除此外，定向爆破巖石時，還需校核個別飛石距離，空氣沖擊波和地震的安全影響距離[5]。
3.2.2下閘截流施工方法。人工泄水道的截流，常在泄水道中預先修建閘墩，最后采用下閘截流.天然河道中，有條件時也可設截流閘，最后下閘截流，三門峽鬼門河泄流道就曾采用這種方式，下閘時最大落差達7.08m，歷時30余小時；神門島泄水道也曾考慮下閘截流，但閘墩在汛期被沖倒，后來改為管柱攔石柵截流。
3.2.3投拋塊料截流施工方法。投拋塊料截流是目前國內外最常用的截流方法，適用于各種情況，特別適用于大流量、大落差的河道上的截流。該法是在龍口投拋石塊或人工塊體（混凝土方塊、混凝土四面體、鉛絲籠、竹籠、柳石枕、串石等）堵截水流，迫使河水經導流建筑物下泄。采用投拋塊料截流，按不同的投拋合龍方法，截流可分為平堵、立堵、混合堵三種方法[7]。先在龍口建造浮橋或棧橋，由自卸汽車或其他運輸工具運來塊料，沿龍口前沿投拋，先下小料，隨著流速增加，逐漸投拋大塊料，使堆筑戧堤均勻地在水下上升，直至高出水面。一般說來，平堵比立堵法的單寬流量為小，最大流速也小，水流條件較好，可以減小對龍口基床的沖刷。所以特別適用于易沖刷的地基上截流。
結論
綜合上述，由于對水利工程施工的影響因素很多，再加上我國水利工程施工情況與條件過于復雜，其具體的施工難度相對較大，對導截流技術的有效控制直接影響著工程建設的質量與進度。由此而知，導截流工程是整個水利樞紐施工的關鍵，截流工程的難易程度取決于河道流量、泄水條件；龍口的落差、流速、地形地質條件；材料供應情況及施工方法、施工設備等因素。因此事先必須經過充分的分析研究，采取適當措施，才能保證截流施工中順利完成導截流任務。
參考文獻：
[1]吳阿淳，謝小平. 水利水電工程施工中導截流技術分析[J]. 科技與企業，2013，19：216.
[2]郭宏. 淺談水利施工技術的發展及現狀[J]. 河南科技，2013，11：35-36.
[3]孫東坡，王麗莎. 下游水電站運用方式對施工導截流影響的研究[J]. 中國農村水利水電，2012，10：133-135.
水電工程邊坡設計規范范文3
【關鍵詞】直接剪切試驗；快剪；固結快剪；慢剪
1.直接剪切試驗概述
直接剪切試驗是土的抗剪強度測定的一種常用方法。通常做法是：采用四個試樣為一組，分別在不同的垂直壓力（P）作用下，施加同一速率的水平剪切力進行剪切，以求得破壞時的剪應力（τ）。然后再根據庫侖定律確定其抗剪強度指標：內摩擦角φ和凝聚力C。
根據試樣試驗過程的排水情況，直接剪切試驗方法可分為快剪試驗、固結快剪試驗和慢剪試驗三種。
快剪試驗：試樣在施加垂直壓力及剪切的過程中均不排水，抗剪強度指標用cq、φq表示；固結快剪試驗：試樣在施加垂直壓力后，暫不進行剪切試驗，而是讓試樣先完成排水固結，在排水固結穩定后，再施加水平剪切力進行剪切，剪切過程中不排水，抗剪強度指標用ccq、φcq表示；慢剪試驗：試樣在施加垂直壓力及剪切的過程中均排水，抗剪強度指標用cs、φs表示。
工程中有時需測定土的殘余抗剪強度，這就要對土進行反復直剪強度試驗，即在慢速（排水）條件下，對試樣反復剪切至剪應力達到穩定值，以測得土的殘余抗剪強度指標cr、φr。
2.直接剪切試驗方法選擇的原則
選擇直接剪切試驗方法時，應考慮與現場的施工加荷條件一致，根據地基土的實際受力情況和排水條件選用合適的試驗方法。
基坑工程勘察時，粘性土、粘質粉土的抗剪強度指標應采用固結快剪試驗測得的抗剪強度指標；砂質粉土的抗剪強度指標應采用慢剪試驗測得的有效應力強度指標。原處于不飽和狀態的土在施工中或竣工后將被水浸沒時，應進行飽和狀態下土的抗剪強度試驗。
水利水電工程采用直接剪切強度指標進行穩定性分析時，當采用總應力法時，對排水條件差的粘性土地基宜采用飽和快剪強度指標，上、下土層透水性較好或采取了排水措施的薄層粘性土地基宜采用飽和固結快剪強度指標，對透水性良好，不易產生孔隙水壓力或能自由排水的土層地基宜采用慢剪強度指標；采用有效應力法時用慢剪強度指標?！兜谭拦こ淘O計規范》GB50286-2013中關于抗滑穩定計算時采用直剪試驗測定的土的抗剪強度指標時，其測定和應用方法可按下表選用。
滑坡勘察時測定滑帶土的抗剪強度指標，室內試驗宜采用重塑土或原狀土反復直剪試驗求得殘余強度。
3.工程實例
3.1中信泰富861地塊一期工程
位于揚州的中信泰富861地塊一期工程基坑開挖范圍較大，未設地下室的配套建筑物開挖深度2米左右，住宅樓均設有地下車庫，開挖深度約4.0米，人防地下室開挖深度在5.9米。基坑工程安全等級為二～三級。基坑邊坡主要由①層填土和④1、④2層土構成，局部分布有②、③層土，土層分述如下：
①層（Q4ml）：素填土、局部夾雜填土。素填土主要為灰黃、黃褐、灰褐色粉質粘土，局部為灰色淤泥質粉質粘土，雜碎磚塊、碎石等；雜填土主要為碎石、碎磚塊及砼塊等建筑垃圾，雜粉質粘土等。全場地分布。
②層（Q4al）：黃灰、灰、灰黑色粉質粘土、局部淤泥質粉質粘土，含較多腐殖質，局部分布。
③層（Q4al）：灰黃、黃褐色粉質粘土，含少量鐵錳質斑，局部分布。
④1層（Q3al）：灰黃、黃褐色粉質粘土，含鐵錳質斑紋，場地除局部故河塘部位缺失以外，大部分布。
④2層（Q3al）：灰黃、棕黃夾淺灰色粉質粘土夾粘土，含鐵錳質結核及斑紋，全場地分布。
綜上：基坑邊坡主要由粘性土組成，在進行基坑支護設計計算時應采用固結快剪試驗測得的抗剪強度指標，見表2。
3.2秦淮東河工程（第一階段）
秦淮東河是為保障南京主城區的防洪安全，為秦淮河流域洪水尋找的新出路之一。工程起點在秦淮河上坊門橋和七橋甕，終點在九鄉河和七鄉河入江口，河道總長約52.6km。土層力學指標按運糧河、中心河南側開挖段、上壩河～九鄉河、九鄉河及七鄉河分段提供。因要綜合考慮施工期、穩定滲流期和水位降落期不同時期的穩定性，故勘察時需考慮提供不同時期穩定性驗算所需的指標，下表中列出中心河南側開挖段（第一工程地質單元）的抗剪強度指標（本文僅列出直剪試驗指標，略去三軸試驗指標）。
3.3蕪申線（高溧段）航道橋梁Ⅰ標紅衛橋岸坡支擋及橋梁工程
場地位于南京市高淳縣東壩鎮，橋梁位于岸坡高陡河段，兩岸岸坡主要由①層填土、③層、④層、⑥層粘性土組成。場地排水條件不良，水位變化等因素可致土體強度改變，可能引起岸坡滑移或坍塌。因此勘察時需同時提供快剪、重塑土飽和快剪及重塑土反復直剪試驗測得的抗剪強度指標，見表4。
4結語
直接剪切試驗方法的選擇應與工程實際工況相對應，考慮受力、排水條件、浸水、擾動等因素。合理的抗剪強度指標為地基穩定性驗算的正確性奠定了基礎。
【參考文獻】
[1]《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999
[2]《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012
水電工程邊坡設計規范范文4
關鍵詞：水庫；除險加固；設計；
1工程簡介
某水庫樞紐位于月河右岸一級支流某下游。水庫樞紐距五里鎮約5km，有簡易公路通到右壩肩山梁上。
水庫樞紐工程由大壩、放水設施、左岸溢洪道等主要建筑物組成。水庫壩體為粘土均質壩，最大壩高17.56m，壩頂長152.545m，壩頂寬4.6m，壩頂高程500.0m（相對高程）。壩址以上控制流域面積3.6km2，總庫容20.4萬m3，河道長5.0km，河道平均比降95.44%。某水庫是一座以供水，灌溉為主，并兼有養殖等綜合效益的V等?。?）型工程【1】。
水庫工程于1954年2月由群眾自建，為萬方大堰，于1958年加壩升級為水庫，投入使用。由于當時水庫設計不規范，施工方法簡陋落后，加之水庫運行后主要建筑物老化失修，水庫多年來一直帶病運行，效益不能發揮。2007年4月市防汛辦、區防汛辦組織有關專家對某水庫進行了安全鑒定，鑒定結論是：某水庫大壩屬三類壩，建議盡快進行除險加固處理【2】。
1. 1現場檢查存在的問題
本次設計根據水庫除險加固工程設計導則要求。通過檢查大壩、溢洪道及放水設施等主要建筑物存在的安全問題，結論如下：
大壩部分
①壩頂：
壩頂為自然土路面，降雨不能通行，對大壩維修及汛期防汛不利。
②上游壩坡：
上游壩坡沒進行護面處理，壩坡面不規整，沖刷侵蝕嚴重。
③下游壩坡：
背水面右側有較大面積的土體產生了變形、塌陷和滑動，結合鉆孔資料，土體最深滑移面達4m。下游壩坡抗滑穩定安全系數不滿足規范要求；且壩面雜草、樹木從生，無壩面排水系統。
（1） 溢洪道評價：
溢洪道設計雖滿足泄洪能力需要。但現狀溢洪道折線堰為寬1.2m，高4.6m的漿砌石結構，堰體砌石部分裂縫、脫漿，漏水嚴重，堰后側槽底板襯砌厚度不夠，現狀沖刷破壞嚴重，已形成深0.5m沖坑。
（2） 引水設施部分：
引水設施雖經2003年處理，但在2007年7月因柴頭堵塞，無法正常放水。
（3） 其它設施：
①水庫無水位尺，無雨量觀測設施；
②大壩無滲漏、位移變形等觀測設施；
③大壩無管理房及抗洪設施；
1.2除險加固的必要性
水庫運行50多年以來，為工程所在的附近村莊的農業和農村經濟發展發揮了巨大的作用。
1958年3月完工，1965年因漏水，壩體滑動后進行整修，1977年7月因上游堰塘跨壩，導致某水庫漫壩，壩體形成深槽，淹沒下游劉家營村，沖毀大量房物及農田，后回填坍塌壩體，F復水庫部分功能，施工時均為人工填筑，也未對壩體加寬，安全難以保障，且不能發揮正常效益。
針對工程現狀存在的安全隱患和缺陷，按照現行標準和規范采取工程措施，消除工程安全隱患和缺陷，改善運行條件，以確保工程安全有效運行。
2 大壩加固工程設計
2.1大壩穩定滲流復核計算
本次設計是根據現行規范要求對大壩現狀滲流進行復核，根據復核結果，進一步弄清楚壩體存在的問題，為加固方案的擬定奠定基礎，提出相應的工程加固措施。
（1）設計計算工況
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（SL189-96）中關于滲流計算的相關要求，滲流計算兩種工況如下【3】：
工況①：上游校核洪水位以及對應下游水位；
工況②：上游正常蓄水位以及對應下游水位；
（2）計算邊界條件
根據規范和壩體實際情況，壩坡滲流計算斷面選定壩體實測最大斷面，土層分界根據地勘資料確定。
①最大壩高17.56m，壩軸線152.545m；
②壩頂寬度4.6m；
③上游坡比1：2.0、下游坡比1：1.8；
④校核洪水位時，上游水位498.98m，對應下游水位483.96m
⑤正常蓄水位時，上游水位497.20m，對應下游水位483.96m
⑥下游排水棱體頂寬1.5m，外坡1：0.3，內坡1：1.5；
（3）設計參數選擇
采用安康市漢濱水利水電水保生態勘測設計院（2008年）編制的《漢濱區某水庫工程大壩安全論證總報告》中土層的相關參數。
（4）計算結果分析
不同工況下的滲流量
經過計算，工況①和工況②滲流量計算結果見表1。
表1： 水庫滲流計算結果表
設計
工況
上游水位
（m）
下游水位
（m）
單寬滲流量
（m3/d-m）
水力
坡降
總滲流量
（m3/d）
校核洪水位
498.98
483.96
0.12
0.39
18.85
正常蓄水位
497.20
483.96
0.09
0.34
13.51
對于工況①，即當洪水達到校核水位498.98m時，壩體滲流總單寬流量為0.12（m3/d-s），壩軸線總長152.545m，即壩體滲流總量18.85m3/d。
對于工況②，即當洪水達到正常蓄水水位497.20m時，壩體滲流總單寬流量為0.09（m3/d-s），壩軸線總長157m，即壩體滲流總量13.51m3/d。
因此，根據上述計算結果，壩體滲流量不嚴重。
（6）穩定計算
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（SL189-96）的規定，壩坡抗滑穩定計算采用剛體極限平衡法，分別利用瑞典圓弧法和簡化畢肖普法進行分析計算。
2.2大壩穩定復核計算
壩坡穩定復核計算采用中國水利水電科學研究院的《土質邊坡穩定分析程序》STAB95進行計算。
（1）基本參數取值
壩體土物理力學指標根據安全鑒定階段地質資料和初步設計階段壩體鉆孔注水、壓水試驗、室內原狀樣試驗的成果，在分析整理的基礎上，對土工試驗物理力學指標按規范所要求的方法進行統計分析。
（2）斷面選擇
根據壩址地形地質圖，選擇大壩在溝道中心的最大剖面為壩坡穩定最不利斷面，只要此斷面滿足穩定分析的安全要求，則整個壩體均可滿足安全要求。
（3）浸潤線
浸潤線由地質勘察實測，并結合現場實際出逸點情況繪制，同時利用地質勘察所取得的滲透計算資料反推浸潤線加以復核驗證，以正確反映大壩現狀的滲流情況。
（4）計算工況
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（SL189-96）的規定，結合水庫的實際情況，選定下游壩坡穩定分析計算工況為正常情況，正常蓄水位497.2m，穩定滲流。
3 結語
除險加固主體工程完成后，消除了水庫的安全隱患，收到了社會效益、生態效益、經濟效益等多重效益。首先體現在社會效益上，工程的竣工消除了水庫的安全隱患，下游人民群眾生命財產安全得到保證，灌區農業穩產高產也得到保證，社會效益巨大。其次，今后防汛不搶險，合理開發利用水庫對發電與灌溉都會帶來經濟效益。第三，各滲漏點再無滲流出現，濕潤現象也完全消失。水壩各部分正常運行，放水難的問題得到解決。整個水庫樞紐煥然一新，其正常運行充分發揮了工程效益，使工程永續利用，效益可持續發展。
參考文獻：
[1]中國電力工業部. 《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》（DL5180-2003）；
水電工程邊坡設計規范范文5
［關鍵詞］河道治理;河堤設計;賓格石籠;抗滑
1 工程概況
某河道全長15.1km，其中部分段河道內淤積嚴重，邊坡為土質邊坡，水土流失嚴重，河道不滿足行洪要求。為進一步加大水土流失嚴重地區生態綜合治理力度，保護生態環境，擬對該河道進行生態綜合治理［1 ］。該河道生態綜合治理主要包含河道清淤防滲，河道兩岸防洪水位以下采用賓格石籠邊坡護砌，防洪水位以上采用草皮護坡。賓格石籠邊坡護砌1260m、草皮護坡5670m2 、栽植綠化樹木500 株;新建攔水壩5 座，20 年一遇的河道防洪設計標準，工程抗震設防烈度為Ⅶ度。
2 河堤設計
河道治理長度630m，河道斷面形式為梯形斷面，邊坡比1 ∶3 ，河道兩岸防洪水位以下采用賓格石籠邊坡護砌，防洪水位以上采用草皮護坡，河道上河口種植垂柳綠化，垂柳種植株距3m，擬種植垂柳500 株，垂柳胸徑7cm。
2.1 河道參數計算
式中:Rp為累計頻率為p的波浪爬高;KΔ為斜坡的糙率及滲透性系數，砌石護面取0.8 ，草皮護面取0.9;Kv為經驗系數，根據風速v、堤前水深d及重力加速度g來確定;Kp為爬高累積頻率換算系數;m為邊坡系數;H－為平均波高;L為波長。將各值代入式(1)，計算結果見表1 。河道設計底寬16m，邊坡高3m，設計水深2m，設計邊坡采用1 ∶3 土質邊坡。
2.2 賓格石籠邊坡護砌
格賓籠又叫格賓網，是由低碳鍍鋅覆塑鋼絲使用機械編織而成的六角形網箱結構。網箱鋼絲主要由邊端和網面鋼絲組成，其類型和要求見表2 。所用鋼絲要求重鍍鋅覆塑，鍍鋅量要大于245g/m2 ，覆塑的厚度也應大于0.5mm，其抗拉強度要求在350 ～500MPa之間，延伸率應高于10%［4 ］;格賓石籠內填料重度應滿足18 ～19kN/m3 ，填石為大于MU30 的卵石或者硬質巖質塊石，粒徑在100 ～250mm較為合適。為確?；靥畹纳暗[不會流失，應在其格賓擋墻后設置無紡土工布，克重250 ～300g/m2 ，施工折邊大于0.3m［5 ］。見圖1 。組裝格賓的原則:形狀應規則，絞合相對牢固，所有豎直面板上邊緣要在同一水平面上，且確保面板上端水平邊緣與蓋板邊緣能夠絞合。石料填充務必均勻地向同一層各箱格內放入填充料，單格網箱不能一次性投滿。填料施工時，應將每層的投料厚度控制在33cm上下，正常情況下1m高網箱應分3 到4 層投料。可根據土壤和氣候以及景觀的要求，選擇植被灌木或草種，網箱封蓋后，應將壤土在空隙處填滿，頂部填滿高約5cm壤土［6 ］。
3 邊坡穩定與河道沖刷分析
邊坡穩定分析包括施工完建期迎水面邊坡穩定、穩定滲流期形成穩定滲流時的迎水面邊坡穩定、水位降落期迎水面邊坡穩定。采用《北京理正邊坡穩定分析軟件5.11 版》瑞典圓弧法計算，對邊坡穩定進行分析。根據《水工建筑抗震設計規范》(SL203 －1997)，工程抗震設防類別為丙級，穩定分析時地震烈度為7 度，地震動峰值加速度為0.10g。邊坡抗滑穩定計算選用兩種典型斷面進行邊坡穩定分析，需要的堤體土料物理力學指標按地質報告提供數據［5 ］。
3.1 抗滑穩定計算
采用理正邊坡穩定分析軟件，對邊坡的抗滑穩定性進行計算。在計算過程中，根據不同的條件，可分別采用有效應力法或總應力法:總應力法應用于施工期是上游死水位工況;有效應力法和總應力法同時用于水位降落期;有效應力法均用于穩定滲流期。由表3 穩定計算成果可知，河道邊坡滿足穩定要求［5 ］。
3.2 河道沖刷深度
沖刷深度:(4)式中:n為與防護岸坡在平面上的形狀有關系數，n=14;vH為河道允許的不沖流速;vp為河道平均流速;hp為沖刷后水深。其中:hp=ph(5)式中:h為沖刷前水深;p為系數。
4 攔河壩設計
為攔截泥沙，增加河道景觀，形成景觀水面，在該河道新建攔水壩5 座。攔河壩壩體采用M10 漿砌石駝峰堰，壩高1.5m，壩體采用1 ∶3 水泥砂漿砌筑毛石基礎，壩體基礎采用厚100mm的C15 混凝土墊層。
4.1 攔河壩寬
根據《溢洪道設計規范》(SL253 －2000)和《水力計算手冊》，攔河壩寬［6 ］:(6)式中:Q為流量，m3/s，Q=135m3/s;H0 為計入總流速水頭的堰上水頭，H0=2.6m;ε為閘墩側收縮系數，ε=1;m為流量系數。P1/H0 ＞0.34 ，m=0.452(P1/H0)－0.032 經計算，攔河壩寬B=10m。
4.2 壩體穩定分析
采用《漿砌石壩設計規范》(SL25 －1991)中所提供計算公式:新砌M10 漿砌石，f1 取0.6 ，C1 取50 ×104Pa。應用《水利水電工程PC―1500 程序集》計算:在正常情況下:K=1.81 ＞［1.15 ］;在非常情況下:K=1.55 ＞［1.00 ］，表明壩體抗滑穩定安全系數均滿足規范要求。5 結論1)河道設計底寬16m，邊坡高3m，設計水深2m，斷面形式為梯形，采用1 ∶3 土質邊坡。河道兩岸防洪水位以下采用賓格石籠邊坡護砌，防洪水位以上采用草皮護坡，河道上河口種植垂柳綠化，垂柳種植株距3m，擬種植垂柳500 株，垂柳胸徑7cm。2)施工完工期、水位降落期、穩定滲流期的計算邊坡滑動安全系數均滿足河道邊坡的穩定性要求，河道沖刷深度總深度0.63m3)河壩壩高1.5m，壩寬10m，壩體采用1 ∶3 水泥砂漿砌筑毛石基礎，壩體基礎采用厚100mm的C15 混凝土墊層。在正常情況與非常情況下，壩體抗滑穩定安全系數均滿足要求。
參考文獻
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［2 ］孫飛云，林魯生，董紫君，等.龍崗河干流綜合治理工程生態修復設計與應用［J］．水利水電技術，2012 ，43(8):103 －106.
［3 ］賴永輝.龍潭河陂下段河道生態整治水力計算［J］．水利水運工程學報，2011(1):92 －96.
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水電工程邊坡設計規范范文6
關鍵詞：病險水庫暴雨整治措施
1 概述
紅旗水庫位于重慶市潼南縣別口鄉，是一座以農業灌溉為主，兼有防洪等綜合利用的重點?。ǘ┬退こ?。水庫集雨面積0.32km2，總庫容1612.3萬m3，設計灌溉面積0.27萬畝。大壩為均質土壩，壩頂高程288.13m，最大壩高10.44m。2009年，該地區24h降雨量達到125mm，水庫水位最高達到285.20m。大壩主要出險情況為：大壩內壩坡由于暴雨沖刷而造成上下游壩坡滑坡。滑坡帶高程為EL286.66m，滑坡段長22m，斜長5.5m，滑坡帶距左壩肩45m。距右壩肩58m。下游壩坡坡面在高程EM26.86m處沖刷嚴重，有滑坡趨勢。溢洪道邊墻高度不夠，造成洪水溢漫。淹沒下游壩腳處農田。放水設施完好，沒有損毀情況。水庫地理位置較高，一旦失事，將直接威脅下游耕地與人民群眾的生命財產安全。因此對水庫大壩、溢洪道和放水設施等樞紐進行整治，是非常必要和迫切的。
2 整治方案設計
整治方案設計的總體原則是：(1)在保證安全的前提下的盡量做到經濟合理，保證水庫發揮效益；(2)設計方案切實可行，便于施工操作。
2.1 大壩整治設計
(1)上游壩坡整治設計
針對上游出現的病害情況，擬采取以下整治措施：拆除高程279.18m以上壩坡原護坡體，挖除滑塌體，采用土料回填，邊坡調整為1:3.00，壩坡采用0.2m厚小碎石墊層+0.1m厚C15砼預制塊護坡。對壩頂裂縫采用開挖回填，壩頂寬由原3.5m加寬至4.0m，上游側設C20砼欄桿，下游側設側設M7.5漿砌條石路緣，中間采用厚0.3m手擺塊石基層+厚0.1m碎石過渡層+厚0.2mC20砼護頂。
(2)下游壩坡整治設計
下游壩坡由于暴雨的沖刷，在高程EL284.86m處有滑坡趨勢，擬采用以下整治措施：下游壩坡從壩頂288.13m至排水棱體頂280.75m清除壩體表層浮土30cm，在此基礎上對壩坡進行規整培厚；在高程283.54m處設一級寬1.8m馬道，坡面采用C15砼框格內種植草皮護坡，框格網采用C15砼澆注，尺寸為3.0m×3.0m，框格建好后覆土，鋪20cm厚的耕植土，框格內種植麥冬草；拆除高程280.75m以下破損棱體護面，采用干砌砼預制塊護面，頂寬1.5m，坡比1：2.0。在馬道內側、壩坡與兩岸坡交接處和排水棱體外側設C15砼排水溝。
(3)上、下游壩坡穩定校核
1)計算工況
上游壩坡：
工況一：由正常水位285.40m降至死水位277.84m；
工況二：由設計洪水位286.12m驟降至溢洪道堰頂高程285.40m再降至死水位277.84m；
工況三：由校核洪水位286.81m驟降至溢洪道堰頂高程285.40m再降至死水位277.84m；
工況四：由正常水位285.40m降至死水位277.84m，計入地震。
下游壩坡：
工況一：正常水位285.40m形成的穩定滲流期；
工況二：設計洪水位286.12m形成的滲流期；
工況三：校核洪水位286.81m形成的滲流期；
工況四：正常水位285.40m形成的穩定滲流期，計入地震。
2)計算方法及計算成果
根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》，可用畢肖普法在微機上采用OuickBasic語言及畢肖普法計算公式編制的程序進行計算。計算出抗滑穩定最小安全系數，結果見表1及表2。
表1 上游壩坡抗滑穩定計算表
表2 下游壩坡抗滑穩定計算表
從上表可以看出整治后大壩上、下游壩坡的抗滑穩定最小安全系數滿足規范要求。
2.2溢洪道整治設計
溢洪道存在的主要問題是：溢洪道邊墻高度不夠，下泄洪水溢過邊墻，導致壩腳農田被洪水淹沒。
(1)溢洪道水力計算
1)泄槽水力計算
某水庫為小(二)型水庫，按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規定，溢洪道下泄流量按200年一遇校核洪水進行演算得溢洪道最大下泄流量為42.3m3／s。
根據《溢洪道設計規范》SL253-2000，泄槽段水面線按下列公式進行計算
式中：――分段長度，m；
――分段始、末斷面水深，m；
――分段始、末斷面平均流速，m/s；
――流速分布不均勻系數，取105；
――泄槽底坡角度，(°)；
――泄槽底坡，；
――一分段內平均摩阻系數；
――泄槽槽身糙率系數；
――分段平均流速，，m/s；
――分段平均水力半徑，，m。
水流摻氣后的水深計算公式為：
式中：――泄槽計算斷面的水深及摻氣后得水深，m；
――不摻氣情況下泄槽計算斷面得流速，m/s；
――修正系數，可取1.O～1.4s/m，薪漣大者取大值。
2)水面線及邊墻頂高程設計
邊墻高=水深(含摻氣水深)+安全超高，據《碾壓土石壩設計規范》，安全超高取0.5m。根據以上公式，各斷面水深及邊墻高程計算結果見表3。
表3溢洪道邊墻計算成果表
(2)溢洪道整治措施
對溢洪道邊墻進行加高．加高所用材料與原邊墻襯砌材料一致，為漿砌條石，所需邊墻高度見表3。
3 結束語
