水利水电工程边坡设计规范精选(九篇)

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第1篇：水利水电工程边坡设计规范范文

【关键词】渠系建筑物是在渠道及其上修建的水工建筑物的统称。一般规模不大，但数量多，其总的工程量和造价在整个工程中所占比重较大，水闸是一种低水头建筑物，在水利水电工程中应用相当广泛，可用于完成灌溉、排涝、防洪、给水等多种任务，多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边，尤其适合在平原河流上修建。

中图分类号： TV 文献标识码： A

一、水闸工程的重要性

在我国的水利电力工程中，水闸的施工技术关系着电能的转换，是一项综合性很强的工程设施施工技术，做好水利水电工程的水闸施工管理直接关系着水利水电工程的质量控制。水利水电作为一种清洁的可再生能源，对水利水电的充分运用是我国走可持续性发展道路的要求，而水闸工程实施技术是实现水能充分运用的技术保障，做好水闸工程的施工才能最终实现水利工程的效益。综上可知，要想真正发挥水利水电工程的效用，就需要在水闸施工中运用技术含量高的技术。

二、水闸的施工导流与地基开挖

1、施工导流。

（1）在引水河、渠上的导流工程应满足下游用水的最低水位和最小流量的要求。在原河床上用分期围堰导流时，不宜过分束窄河面宽度，通航河道尚需满足航运的流速要求。截流方法、龙口位置及宽度应根据水位、流量、河床冲刷性能及施工条件等因素确定。截流时根据施工进度，尽可能选择在枯水、低潮和非冰凌期对土质河床的截流段应在足够范围内抛筑排列严密的防冲护底工程，并随龙口缩小及流速增大及时投料加固。合龙过程中，应随时测定龙口的水力特征值，适时改换投料种类、抛投强度和改进抛投技术。截流后，应即加筑前后戗堤，然后才能有计划地瞄防浪等措施。在导流期内，必须对导流工程定期进行观测、检查，并及时维护。

（2）截流方法

在水利水电工程工程施工中，我国在堵坝的技术上累积了很多成熟的经验。在截流方法上要积极总结以往的经验，在具体的截流之前要进行周密的设计，可以通过模型试验和现场试验来进行论证，可以采用平堵与立堵相结合的办法进行合龙。土质河床上的截流工程，戗堤常因压缩或冲蚀而形成较大的沉降或滑移，所以导致计算用料与实际用料会存在较大的出入，所以在施工中要增加一定的备料量，以保证工程的顺利施工。特别要注意，土质河床尤其是在松软的土层上筑戗堤截流要做好护底工程，这一工程是水闸工程质量实现的关键。根据以往的实践经验，应该保证护底工程范围的宽广性，对护底工程要排列严密，在护堤工程进行前，要找出抛投料物在不同流速及水深情况下的移动距离规律，这样才能保证截流工程中抛投料物的准确到位。对那些准备抛投的料物，要保证其在浮重状态及动静水作用下的稳定性能。

2、排水和降低地下水位。场区排水系统的规划和设置应根据地形、施工期的径流量和基坑渗水量等情况确定，并应与场区外的排水系统相适应。基坑的排水设施，应根据坑内的积水量、地下渗流量、围堰渗流量、降雨量等计算确定。抽水时，应适当限制水位下降速率。基坑的应设置截水沟与围埂，防止地表水流人。

3、基坑开挖。基坑边坡应根据工程地质、降低地下水位措施和施工条件等情况，经稳定验算后确定。开挖前，应降低地下水位，使其低于开挖面0.5m。采用机械施工时，对进场道路和桥涵应进行调查和必要的加宽、加固。合理布置施工现场道路和作业场地，并加强维护。必要时，加铺路面。基坑开挖宜分层分段依次进行，逐层设置排水沟，层层下挖。根据土质、气候和施工机具等情况，基坑底部应留有一定厚度的保护层，在底部工程施工前，分块依次挖除。水力冲挖适用于粉砂、细砂、砂壤土、中轻粉质壤土、淤土和易崩解的黏性土。在负温下，挖除保护层后，应即采取可靠的防冻措施。

4、地基处理。闸基处理比较复杂，常用的处理方法有换土法、排水法、振冲法、钻孔灌注法等。

（1）换土法：当软土层厚度不大时可全部挖除，换填砂土或重粉质壤土，分层夯实。施工时要注意排水，保证干地作业。

（2）排水法：通常采用砂井排水法。砂井直径一般为300～500mm，井距为井径的4～10倍。打设砂井的方法很多，以水射法为最好。有时也可采用塑料板排水法，层中的固结渗流水通过滤膜渗入到沟槽内，并通过沟槽从顶部的排水砂垫层中排出。塑料排水板采用导管式振动插板机埋人地层。

（3）振冲法：是用振冲器在土层中振冲成孔，同时填以最大粒径不超过50mm的碎石，形成碎石桩以达到加固地基的目的。振冲法所需主要机具有吊车或卷扬机、振冲器、供水泵、地面电器控制设备及排污设备等。边振边往孔内填料，每次填料厚度不大于800mm。振密一段上提一段，如此分层填料与振实，即形成密实的桩柱。

（4）钻孔灌注法：施工时用大锅锥或水冲法造孔，在孔中放入预制好的钢筋骨架，水下浇筑混凝土即成灌注桩；再连接各桩顶成一整体，作为建筑物的承台。桩基不仅解决了软基承载力不足的问题，同时也增强了建筑物的抗滑稳定。

三、混凝土工程

1、原材料的质量控制

原材料的质量及其波动，对混凝土质量及施工工艺有很大影响。在混凝土生产过程中，对原材料的质量控制，除经常性的检测外，还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律，并拟定相应的对策措施。

2、混凝土施工配合比的换算

试验室所确定的配合比，其各级骨料不含有超粒径颗粒，且以饱和面干状态。但施工时，各级骨料中常含有一定量超粒径颗粒，而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超粒径含量及砂石表面含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。

3、混凝土施工配合比的调整

试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合。当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用水量做适当调整。

4、混凝土配合比，需满足工程技术性能及施工工艺的要求，才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。为改善混凝土性能，提高混凝土强度，达到工程各部位对混凝土各种性能的要求，在混凝土中掺入不同类型的外加剂，可以改善混凝土性能的科学配制，其技术、经济综合效益十分显著。

四、结束语

总而言之，水闸工程在水利水电工程中的作用是巨大的，所以要想发挥水利工程的引水和排涝功能，就必须重视水闸工程的施工技术管理。施工的质量是与广大人民的财产和生命安全息息相关，水闸施工要根据各个工程的具体施工特点，来制定相应的水闸工程质量管理措施。只有制定相对比较完善的工程质量管理制度和体系，才能确保水闸工程的施工质量。随着可持续发展观的不断深入，使得各种清洁能源得到了广泛运用，水利水电工程也不例外，为此，必须做好水闸施工技术的管理，这样才能为水利水电工程的广泛实施提供有效技术支撑。

参考文献

[1]水利部水利水电规划设计总院．水闸设计规范SL265-2001[M]．北京：中国水利电力出版社，2004．

第2篇：水利水电工程边坡设计规范范文

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称，属新型土木工程材料。土工合成材料从学科上分属于高分子材料学科，从应用工程上分属于土木工程。作为一种土木工程材料，它以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原材料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用，具有反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等多种功能。土工合成材料是继木材、钢筋和水泥的第四种建筑材料。目前，土工合成材料的应用范围已遍及水利、水电、水运、公路、铁路、港口、建筑、采矿、钢铁及军工等工程的各个领域。

土工格栅系土工合成材料中的一种，其按材质不同分为塑料拉伸格栅、钢塑格栅、玻璃纤维格栅和涤纶经编格栅。，它具有优越的加筋性能，可以广泛应用于铁路、公路、水利及环保工程等领域，用于加筋土地基、土边坡、土挡墙、土桥台、河岸和路堤，同时对于边坡生态防护、加筋路面抗裂和高速公路路基不均匀沉降控制起到很好的作用，对于提高工程质量，缩短施工周期，节约工程成本，延长大型基础设施寿命起到了关键性作用。

二、塑料土工格栅

在土工格栅中，塑料土工格栅和涤纶经编土工格栅是应用最广泛的格栅类土工合成材料，也是发展最快的土工格栅产品；而玻纤土工格栅和钢塑土工格栅的应用范围相对较小，发展偏缓。塑料拉伸格栅是用聚丙烯、聚乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅。上世纪80年代初期在英国开发成功，目前国内塑料土工格栅的生产厂家有20多家，但专业塑料土工格栅生产厂家不到10家，所生产的格栅大部分用于公路与铁路铺设及相关挡土墙、边坡防护、桥台等工程。2009年我国塑料土工格栅的消费量达到了1.4亿平方米。

土工格栅市场在四种土工格栅竞争中不断拓展。近年来，土工格栅的用量增长较快。2008年我国土工格栅市场规模20.75亿元。2009年我国土工格栅市场规模达26.07亿元。四类土工格栅中，塑料土工格栅面市时间最早，尽管在经编、玻纤和钢塑土工格栅进入市场时，塑料土工格栅的市场受到了较大冲击，但从近年来的市场接受情况看，随着塑料加工技术的突飞猛进，塑料土工格栅性能大大提升，其优越性能又重新得到市场的认可，市场增长较快。据相关统计，2009年塑料土工格栅市场规模达14.28亿元，在整个土工格栅使用量中所占比例接近55%。

三、土工格栅的市场及应用

土工格栅在工程基建中的作用已得到广泛的认可，根据铁道部、交通部、水利部颁布的《土工合成材料应用技术规范》（GB50290-98）、《铁路路基土工合成材料应用设计规范》（TB10118-2008J532-2006）、《铁路路基工程施工质量验收标准》、《铁路路基设计规范》、《公路土工合成材料应用技术规范》（JTJ/T019-98）、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》、《公路沥青路面设计规范》、《公路水泥混凝土路面设计规范》、《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98）等设计、施工规范文件，土工合成材料及土工格栅可用于涉及交通领域的公路、铁路、民航机场建设等多个领域的施工建设。随着我国在铁路、公路及市政工程市场、水利投资等各项工程上大力投资，土工格栅的需求量将逐年增加。

1）铁路市场

《国家铁路“十二五”发展规划》中提出到到2015年，全国铁路营业里程达12万公里左右，其中西部地区铁路5万公里左右。西部地区城市密度和人口密度较小，铁路建设中路基里程较多，对土工合成材料的需求量会增加。

同时，《国家铁路“十二五”发展规划》提出加强绿色铁路建设，扩大新能源、新产品、新材料的应用，积极推广节地、节材技术，这些要求为土工合成材料提供了机会。

2）公路及市政工程市场

土工合成材料在公路工程中应用比较广泛，公路中主要采用土工合成材料来解决沥青路面反射裂缝病害问题，同时公路中隧道、挡墙比较多，所以应用的土工膜、土工格栅比较多，城市内的市政道路建设也采用土工合成材料，以减少道路返修率。港口建设、航道建设、机场建设等各项建设工程都需要使用土工合成材料，主要使用：土工格栅、非织造布、土工膜等土工合成材料。。

《高速公路“十二五”发展规划》中提出到2015年国地两网高速公路共计通车里程约达14万公里，5年建成国家高速公路网3.5万公里；这些工程项目增加了土工合成材料的需求。

3）水利市场

第3篇：水利水电工程边坡设计规范范文

【关键词】地质问题；边坡稳定；液化；冻土

0 概述

南水北调总干渠京石应急段，土体结构分为黄土状砂壤土、黄土状壤土、砂性土、卵石、岩石等，渠道施工形式主要为挖方渠段、填方段、半挖半填段。

1 施工地质问题、处理措施

①黄土状土湿陷性：部分渠段的上更新统黄土状壤土局部具轻微湿陷性，施工中对黄土状壤土为主地基段的填方渠段，采取夯实或碾压措施，减少湿陷性的影响。在挖方段和半挖半填段多采用清除表土，然后强夯，至渠底以上5m，采用条幅形基础强夯的方形布置，间距选用10m；也可以通过做好渠道防渗、合理设置左堤截渗沟，预防、消除或减弱地基土的湿陷性对渠道的影响。

②渠道边坡稳定：渠道边坡稳定性是影响渠道成渠条件的重要因素。

部分渠段渠坡岩体倾向与坡向相近、岩体风化程度较高、部分渠段存在高边坡、岩体风化强烈、局部存在滑坡的可能，采取固坡措施。在施工期间由于雨季，多处岩层形成小型滑坡。施工时对全、强风化岩采取挂网锚杆喷混凝土，对弱风化破碎带采取喷砼，局部加锚杆支护。基岩渠坡弱风化、新鲜岩石段，先喷混凝土粗略找平，水泥砂浆抹面。

渠坡岩性以卵石或砂土为主，或粘砂、粘砾双层结构、多层结构，特别是存在地下水的影响的渠段，多分布于石家庄市及大型河流河漫滩的渠段。河渠交叉建筑物基坑的临时边坡由砂土、砾卵石组成，一般受地下水的影响，边坡稳定性差。在施工中主要采用渠坡铺设砾石料、降水井、排水管网等输排措施。

③渠道渗漏与地下水的问题：地下水对渠道的影响主要表现在施工排水和对边坡稳定的影响；较高的地下水位对渠道的运行和使用会产生不利的影响；较高的地下水位会产生地下水对渠道的回渗和静水压力对边坡、渠道衬砌的顶托破坏，另外地下水的浸泡对渠道的稳定也会有一定影响。施工中主要采用设计永久性泵站，通过排水系统将地下水汇入集水井，水泵自动抽水强排，渠底置换50cm厚砂砾料为保温板防冻胀，增设逆止阀消减扬压力的工程措施。高地下水对渠道影响较大，由于土层及砂层透镜体的渗水量较大，对混凝板产生浮托力，水泵的自动抽排系统尚未安装运用，渗水来不及输排，表现为渠道混凝土板裂缝、错台、隆起、止水缝开裂、坡外渗水及渠底涌水，混凝土板破裂。

④河滩地成渠：较大河流，河滩多分布砂性土，当汛期洪水位抬高及高地下水位情况下，对渠坡易造成渗透破坏，应加强对河滩地渠道防渗及排水措施。

建筑前先挖除渠底以上的粉砂，置换为粘土，边回填遍碾压，两侧宽根据失稳时弧滑动面位置确定，底部水平铺设反虑土工织物，上压砾石保护层，注意筑堤土的质量，工地施工中控制压实度0.98，且铺层以30cm左右为宜。

⑤饱和砂土地震液化：对于饱和砂土液化问题，由于在勘察及施工过程中未见地下水，地下水埋深较大，中砂层厚度较深，其下部存在较强透水性的砾砂及卵石层，当遇见较强地震时，渠底的中砂层的孔隙水与其下的强透水性的砾砂、卵石层连在一起，很难形成封闭的孔隙水压力，造成中砂层地基失效。砂土的液化除与本身的粘粒含量、标贯击数、地震基本烈度有关，地下水水位埋深也至关重要，工程运行期间，渠道即便渗漏，对大区域地下水的抬升也不会造成太大的影响，经勘察试验表明本渠段地表薄层中砂不具地震液化的可能。施工中多采用将中砂层挖除，换填壤土的处理措施。

⑥渠道半挖半填及填方段清基问题：

工地施工中控制压实度0.98，且铺层以30cm左右为宜，对于较窄的沟渠，多采用1：3～1：6缓坡顺总干渠轴向碾压。这一问题暴露较为严重，由于场地较窄，施工难度较大，加上工期较紧，处理的坡比较大，及碾压土层较厚，导致渠道水外渗，最终渠水外流。原状土和回填土的结合部位明显处理不到位，土压实度明显不够。因此在施工过程中应特别注意老冲沟的回填和处理。

⑦斜坡地段侧向冲刷对渠道的影响问题：

渠道左侧或右侧地形处于斜坡地带，应注意雨季降水形成的面流对渠道的侧向冲刷问题。施工时由于雨季渠道边坡削坡面较大，雨水较大破坏预留层，导致渠道表面形成雨水冲沟，大部都是以人工找平、蛙夯处理为主。建议施工时采取挖排水沟、预留保护层、削坡与衬砌尽量保持同步进行等施工措施。

⑧冻土对渠道的影响问题：

渠道线路较长，从南到北冻土厚度不一，冻土厚度0.54～0.88m，在渠道设计中应注意不同冻土深度对渠底及渠道边坡的影响，对于渠道沿线多采用聚苯乙烯保温板，对于高地下水区往往采用截流沟引开地表水、并且采用渠底置换50cm厚砂砾料为保温板防冻胀等措施。

⑨建基面的不均匀沉降问题：由于建筑物处于不同的工程地质结构，导致地基产生不均匀沉降，特别是建基面存在软弱下卧层的情况。在设计时采用设置沉降缝、圈梁、合理布置纵横墙等措施。施工中浅层多采用换填法、对建筑物建基面多采用复合桩基形式进行地基处理。

2 结语

南水北调总干渠京石应急段渠道注要存在黄土状土湿陷性、渠道边坡稳定、渠道渗漏与高地下水位、河滩地成渠、饱和砂土地震液化、清基问题、斜坡侧向冲刷、冻土对渠道影响、不均匀沉降等施工地质问题，本文对施工中遇到的工程地质问题根据不同地质、地形地貌的情况结合施工处理措施，进行了分析和总结以便在其它工程中应予重视。

【参考文献】

[1]GB50487-2008 水利水电工程地质勘察规程[S].

[2]SL251-2000 水利水电工程天然建筑材料勘察规程[S].

第4篇：水利水电工程边坡设计规范范文

[关键词]山体边坡 施工方案 联合喷锚 技术控制

中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0019-01

1、治理区概况

工程治理区位于东港市孤山镇，该治理区域长81.7m，高31.20m，治理区面积为3913.6，实际治理面积约为4000，治理区地形坡度变化较大，最陡处坡角平均在70°-75°，局部近于直立；而最缓处坡角平均在30°左右。

该边坡岩土体经过长时间的风化崩解且受连年雨水冲刷，结构已较为松散，植被覆盖率较低，一旦遇到暴雨等诱发因素，极易引发崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害，另外靠近边坡上下边缘均是密集的居民区，地质灾害的发生会严重威胁居民的人身和财产安全。

2、工程地质条件

根据现场踏勘结果，场区内地层分布规律极差，各岩土体厚度变化较大，地层岩土体依次为碎石质粉土和强、中风化石英岩，而其中碎石质粉土的结构较为松散，其厚度从几十厘米至几米不等，而局部为基岩区，且偶含块石成分，块石最大粒径可达50cm。该山体边坡属于土质及岩质边坡。

3、设计依据

①《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2012）

②《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）

③《锚杆（索）技术规范》（CECS22：2005）

③《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

⑤《砌体结构设计规范》（GB50003―2001）

⑥《建筑抗震结构设计规范》（GB50011―2011）

⑦《公路排水设计规范》（JTGT D33-2012）

⑧《岩土工程勘察规范》（GB50021―2001）（2009修改版）

⑨《水利水电工程喷锚支护技术规范》（SL377-2007）

4、设计原则

1、经济安全原则：选择安全可靠、经济合理、技术先进，便于施工的工艺，确保边坡不发生破坏。

2、动态设计原则：根据坡面修整情况和不同地段岩土体埋深及风化程度变化情况及时调整治理细节、优化设计。

3、表面美化原则：由于边坡为永久性边坡，而工程治理区紧临孤山风景区，因此选择治理方案时需考虑边坡美观、绿化。

5、施工方案

5.1、施工段划分

根据该治理工程边坡角度及基岩埋深和边坡危险程度划分为三个区段。

第一区段位于边坡南部沟谷两侧，该区段基岩埋深较深，是未来大气降水的主要排泄通路，通过走访调查知，该处水量排泄集中，加之上覆碎石类土厚度较大，极易在丰水期形成泥石流，从而摧毁坡下房屋，该区段可定为灾害发生的危险区。

第二区段位于边坡中部，该区段基岩埋深较浅，但坡角较第一区段大，现可见在该区段已形成小的泥石流遗迹，在丰水期也可形成地质灾害，根据碎石类土厚度、泥石流遗迹、坡度角及区段坡体上下建筑物等综合判定，该区段为地质灾害发生的较危险区域。

第三区段为治理区的最北部，该处坡角很大，局部近于直立，虽然基岩埋深浅，但岩石破碎，且坡上即为一栋公寓，而坡下为居民住所，一但发生地质灾害，坡上下的居民均难以躲避，根据多种因素综合分析判定，该区段为地质灾害发生的最危险区段。

5.2、治理方式

该治理可采用两种方式，一是采用重力式毛石挡土墙，二是采用喷锚联合方式进行治理，由于工程场地狭窄，坡面高陡，若采用重力式毛石挡土墙方式进行治理，建筑材料许多都需人力搬运，搬运人员的安全难以保障，且当今人工费用很高，从经济方面考虑，其成本费用极高，不经济；若采用喷锚联合方式进行治理，虽也有许多不便，但比采用重力式毛石挡土墙治理方式要经济许多，因此，本设计仅考虑喷锚联合方式进行治理。

5.3、施工要求

根据不同区段的工程地质条件及坡体上下建筑物情况及可能发生的地质灾害危害程度，不同区段采用不同的治理方式，现分述如下：

5.3.1、第一、第二区段采用土钉喷锚方式进行治理，由于施工前需进行坡面清理，清理厚度有少量差异，加之基岩埋深的差异，因此两个区段的土钉长度有所差异，要求土钉若完全在土层内，其长度不小于1.8m，若土钉在1.8m之内遇基岩，要求入岩深度保证大于0.5m即可，但土钉最小长度不得小于1.0m，因此第一区段土钉平均长度按1.8m考虑，而第二区段土钉长度按1.5m考虑，而第三区段采用锚杆、土钉喷射混凝土联合方式进行治理，而土钉长度可按1.0m考虑。

5.3.2、施工前应先进行坡面修整，并把修整下来的岩土体外运至允许排土的场区倾倒，上述工作完成后可进行到下一工序，即喷锚联合支护施工工序。

5.3.3、在喷锚联合支护施工时，应先施工土钉和锚杆，土钉为Φ16的螺纹钢，锚杆中的锚索为Φ15.2的钢绞线或总抗拉强度不小于Φ15.2的多根钢绞线，要求把土钉安置好后，把土钉孔内用强度为C20的混凝土进行封实，而锚杆成孔孔径不小于Φ150，当钢绞线安置好后，用强度为C20的膨胀水泥砂浆进行注浆，且保证注浆饱满，以防锚孔与钢绞线未紧密接触而造成支护结构破坏。

5.3.4、当土钉与锚杆均施工完毕后，进行预制网编制施工，预制网采用Φ6.5的盘圆，定位器亦采用Φ6.5的盘圆，并与土钉焊牢，定位器钢筋纵横间距均为2.0m，要求土钉在表面外露50mm，便于和预制网挂焊，而预制网纵横间距均为200mm；当遇突出岩石处，网间距不得大于30mm，该位置不得为施工方便，而把预制网钢筋断开，在特别凹陷处应增加土钉及定位固定，保证网面平整平顺；纵向预制网钢筋上部挂在地梁上，地梁为400×400mm，沿山坡顶部布设，地梁上皮距地表200mm，强度为C20。

5.3.5、钢筋网在岩土面喷射一层混凝土后铺设，钢筋与壁面的间隙为30mm，预制网在喷射混凝土时不得晃动，在干燥时喷射混凝土前应对岩面喷水湿润，以免浆层成壳脱落，施工时应及时自下而上施工，喷射混凝土下部应埋入坡下土体150mm。为把锚杆固定和增强锚杆区域的整体性，所有锚杆最后均与20A槽钢相联。

5.3.6、泄水孔采用Φ50PVC管，按间距（纵、横）4.0m布设在土钉围成的区域正中，要求泄水管在喷射混凝土内长出50mm，端部用渗水土工布包裹，内端布设砂卵石反滤层，反滤层厚100mm，面积为200mm×200mm，而泄水管外部长出喷射混凝外150mm，外端部用编织袋包裹，避免在喷射混凝土时把泄水管孔堵塞，喷射混凝土完成后，把编织袋去掉，若发生泄水管堵塞，应清净堵塞物。

5.3.7、喷射混凝土的材料配比催凝剂参量、气压、水量、每次喷厚、层次等由现场试验确定。喷射的水泥为不含氯盐的水泥，砂石料的最大粒径为15mm，一般水泥和砂石的重量比为1：4-1：5，砂率为50%-60%，水灰比为1：0.4-1：0.5，速凝剂的添加量应按产品的说明书添加，一般为水泥重量的3%左右。

5.3.8、施工时严格按照《水利水电工程锚喷支护施工规范》的要求进行施工。

5.4、边坡截排水设施

在边坡上部及坡面两侧设置一道截洪沟，截洪沟采用C20混凝土，亦可采用喷射混凝土浇筑、截洪沟与坡下部的排水沟相连，最终所有的集水均由排水口统一排出。

5.5、边坡绿化

考虑工程场区紧临孤山风景区，为求环境美化，可在坡上种植葛藤，间距1.0m左右，坡下种植爬山虎，间距0.8m。

5.6、坡上安全围挡

为防止人畜发生滚落摔伤，可在坡上设一道铁丝网围挡。

第5篇：水利水电工程边坡设计规范范文

本枢纽工程属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，相应导流建筑物为5级建筑物，土石类导流建筑物设计洪水标准为10～5年一遇洪水重现期，混凝土类导流建筑物设计洪水标准为5～3年一遇洪水重现期。大坝坝址处河床宽度约30m，且两岸山坡陡峻，根据地形条件，明渠导流和分期导流布置较困难，故本工程大坝采用一次拦断河床的隧洞导流方式。

2导流时段及导流方案选择

混凝土重力坝最大坝高59.2m，根据进度安排，工程于第一年9月进场开工，第二年8月导流隧洞具备通水条件，大坝围堰于第二年9月初截流，之后进行大坝两岸边坡及河床开挖，第二年11月开始进行大坝浇筑，至第三年汛前3月底能浇筑至度汛高程379.5m左右，汛期大坝继续施工。枯期导流时段进行了10月～次年3月（P=20%，Q=149m3/s）和9月～次年3月（P=20%，Q=210m3/s）两方案比较。导流时段比较详见表1。比较分析得知，10月～次年3月和9月～次年3月两个时段导流费用相差不大，且均不影响工程总工期，导流时段多一个月可充分保证枯期坝体浇筑，故考虑选用枯水期9月～次年3月作为大坝初期导流时段。

3施工期度汛

本工程坝型为混凝土重力坝，水库总库容为903万m3。根据施工进度计划安排，本工程截流后大坝施工需跨过一个汛期，汛期利用大坝挡水度汛，坝体施工期度汛拦洪库容小于0.1亿m3。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），大坝施工期临时度汛洪水标准为20～10年一遇洪水。根据工程规模、施工进度要求，大坝施工期临时度汛洪水标准取全年10年一遇洪水标准，大坝度汛流量为1040m3/s。坝体施工期临时度汛采用导流隧洞和坝体预留缺口联合泄流，缺口位于3孔溢流坝段，缺口高程定为372.0m，宽33m，经调洪计算，下泄流量为897.62m3/s，对应上游水位为378.23m，坝体缺口两侧度汛高程取为379.5m。综上所述，本阶段选定方案的施工导流及施工期临时度汛水力特性详见表2。

4导流建筑物设计

4.1导流隧洞本工程坝址左右岸地质条件相差不大，围岩主要为寒武系中上统娄山关群厚～巨厚层状粗晶至致密白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩等，岩溶总体不甚发育。由于发电引水隧洞布置在右岸，进口底板高程为372.0m，导流隧洞进、出口底板高程分别为361m、359m，导流洞洞身较短，为避免与发电隧洞施工干扰，本阶段选定导流隧洞单独布置在左岸的导流方案。为方便施工，导流隧洞型式选定为城门洞型，并对4.0m×5.0m、4.5m×5.0m、4.5m×5.5m以及5.0m×5.5m4个隧洞断面尺寸进行技术经济比较。比较成果详见表3。以上4个方案导流隧洞洞径比选方案费用差别较小，都可以保证大坝在一个枯水期内修筑到拦洪度汛高程，因此本阶段导流隧洞断面尺寸选择总费用最小的4.5m×5.0m（宽×高）方案。导流洞推荐方案为：导流隧洞布置于左岸，断面为城门洞型，顶拱中心角120°，隧洞进口底板高程361.0m，出口底板高程359.0m，隧洞全长168.5m，底坡1.2%。根据导流洞洞身围岩情况，导流洞0-010～0+000段为混凝土进口段；洞身0+000～0+010段为渐变段，全断面C20混凝土衬砌，混凝土衬砌厚0.8m，顶拱喷混凝土厚0.15m，支护后过流断面尺寸为4.5m×5.0m（宽×高）；0+010～0+140段顶拱和侧墙进行喷锚支护，喷混凝土厚0.15m，仅洞身底板进行混凝土衬砌，混凝土厚0.3m，支护后过流断面尺寸为5.4m×5.65m（宽×高）；0+140～0+168.5段全断面C20混凝土衬砌，混凝土衬砌厚0.5m，顶拱喷混凝土厚0.15m，支护后过流断面尺寸为4.5m×5.0m（宽×高）；0+168.5～0+185.5段为出口扩散段。具体见附图。4.2大坝上、下游围堰大坝上、下游围堰均采用土石不过水围堰。上游围堰堰顶宽10m，堰顶高程374.5m，戗堤高程369.3m，采用粘土斜墙防渗，迎水面370.8m高程和背水面369.3m高程各设一马道，马道宽均为2m；下游围堰堰顶宽6m，堰顶高程362.1m，戗堤高程359.5m，采用粘土斜心墙防渗，迎水面均设有1m厚堆石护坡。

5技施阶段实施情况

本工程由湖南水总水电建设集团有限公司施工，于2010年6月底开工，10月11日导流洞具备过水条件；导流洞断面形式为城门洞型，断面尺寸4.5m×5.0m（宽×高），进口底板高程361m，出口底板高程359m；大坝围堰为粘土心墙土石围堰，上、下游横向围堰堰顶宽5m，迎水面坡比为1∶2，背水面坡比1∶1.5；上游堰顶高程为374.0m，下游堰顶高程为361.9m；2011年5～8月期间由导流隧洞和溢流坝段及右岸非溢流坝段预留缺口联合泄流，预留缺口高程369.0m，平均宽41m。施工单位采取的导流方案和度汛方式与设计基本一致。

6结语

第6篇：水利水电工程边坡设计规范范文

关键词：水利工程；防洪；整治

1 基本概况

陆川县位于广西壮族自治区的东南部，九洲江的中上游，属南亚热带气候。陆川县城区位于九洲江中上游东西两岸，九洲江由北向南贯穿城区而过，将陆川县城区划分为城东、城西两大片。根据《陆川县城市总体规划》，到2015年城区人口控制在20万以内，城区面积为19.8km2。

九洲江是陆川县境内最大的河流，在陆川县规划城区范围内长9.3km，河道弯曲，过水断面狭窄，按设计行洪要求，城区范围内的河床宽度为30～50m。陆川城区范围内支流多，共有8条，集雨面积大于10km2的有3条，除了泗里河和杨屋河局部河段护岸外，其他河流没有整治过。1998年以来，陆川县人民政府自筹了部分资金完成了对城区四良桥至万丈闸坝的河道防洪整治和护岸衬砌，长3.345km，河宽30～50m，防洪能力为20年一遇洪水标准。其中四良桥至张村桥、温汤闸坝至万丈闸坝河段为贴坡式护岸，张村桥至温汤闸坝河段为直墙式挡土墙护岸。由于资金有限，四良桥往上游及万丈闸坝下往游河段至今未进行整治，两岸除部分为土堤或是结合沿江房屋基础一起考虑的挡墙外，均无防护。且九洲江洪水湍急迅猛，容易造成河岸的冲刷，目前局部河岸产生塌岸现象。九洲江陆川县城区上游没有控制性的防洪工程，城区防洪体系即为城区防洪工程，城区防洪未满足城区发展的要求。

根据国家标准《防洪标准》（GB50201-94）及《堤防工程设计规范》GB50268-98的规定，并根据《广西陆川县九洲江陆川县城区河道防洪整治工程规划报告》提出的原则，以及广西水利厅桂水水管[2002]50号《广西陆川县九洲江陆川县城区河道防洪整治工程规划报告的批复》，陆川县城防洪标准为20年一遇洪水标准。堤防工程级别按4级进行设计。

根据水文及水利计算成果，万丈闸坝20年一遇设计洪峰流量为615m3/s，九洲江干流万丈闸坝至马嘶河口段相应设计洪水位为87.82m～86.75m，设计河底纵坡1/1500。根据地质资料显示，本次整治河段干流沿岸地基基本上为上部粘土质砂，两岸岸坡均为土质边坡。

我院于2010年编制完成《广西陆川县九洲江防洪整治工程初步设计报告》，并通过了广西区水利厅组织的有关专家的审查。

2 防洪工程布置

堤线布置原则：根据堤线沿线的地质和地形条件，堤线尽可能布置在稳定的岸坡上，并使堤线尽量顺直，以保证堤防美观和行洪通畅。堤线应以不占河道为前提，尽量少占用土地，减少房屋拆迁，并与现有防洪堤相结合。

根据上述堤线布置原则，经多次现场踏勘、研究，广泛听取各部门的意见，基本确定了九洲江两岸的护岸岸线。根据设计洪水计算成果及城区的现状地形情况，结合城区原有防洪堤以及城区发展规划。本次陆川县城区河道防洪整治保护范围为：九洲江两岸堤防始于万丈闸坝，下游经万丈二桥、万丈桥、马骝河河口、官田河河口，止于马嘶河河口处全长2.52km。护岸岸线沿河两岸布置，同时保证河道宽度满足行洪要求。

长期以来，传统的河道护岸工程往往局限于防洪、排涝、引水等基本功能。在护岸工程设计中，特别是城市河道，为了确保河道的防洪安全，着力于运用块石、混凝土等硬质材料的结构设计，而很少考虑河道的生态、景观等其他功能。相比较而言，生态护岸把河水、河岸、河滩植被连为一体，构成一个完整的河流生态系统，使生态环境得以改善，与常规的块石、混凝土等硬质护岸结构相比，外观更接近自然态，因而更能满足生态和环境要求。近年来陆川县人民政府非常重视城市生态环境建设，积极构建九洲江陆川城区生态和谐的亲水自然景观。因此，本次设计也需考虑生态环境建设。

万丈闸坝至官田河口段两岸为基本对称发育一级阶地，目前该河道宽度为25～45m，沿线河岸岸坡高度一般为4m～6m，坡度在10°～40°不等，万丈闸坝至万丈桥段两岸大部份为建筑物，万丈桥下游大部分为耕植区，为规划发展的新区。要通过20年一遇的洪水流量，首先要对河道进行清淤整治。本次设计疏河护岸采用埋石砼矮墙结合斜坡式绿化土堤型式，在不影响行洪要求的基础上尽量保留原有河滩地。此护岸方式保护原河岸生态景观，增加绿化和亲水自然景观。

左岸沿江砼路已从万丈闸坝修至万丈桥处，桩号0+000～0+028.5m段为已建居民楼房屋建筑基础，桩号0+028.5～2+520m段，此段经万丈二桥、万丈桥、马骝河河口、官田河口，至马嘶河河口，以河滩地和菜地为主，地势平坦开阔，有零星建筑物。防洪堤从陆川县机动车检测中心临江侧穿过，需拆除部份房屋。结合此段地形，拟采用埋石砼矮墙结合斜坡式绿化土堤型式。在万丈二桥至万丈桥段（桩号0+400～0+800m段）及马骝河河口对岸（桩号1+150～1+230m段）将会形成一个以原有河滩地为基础，结合草皮护坡的亲水平台。左岸护岸防洪堤长2.682km。

万丈闸坝右坝端为一水电站，从万丈闸坝至万丈二桥段主要为荒地，有零星建筑物，多为居民楼，温泉乡政府坐落其中，该段房屋杂乱无章，且占用河道，需要拆迁的房屋大部分集中在此段。万丈二桥至万丈桥沿河除靠近万丈桥附近为菜地和果园，其余全部为居民楼。万丈桥至马嘶河河口段均为民用建筑和菜地、果园，建筑多为农机厂、汽修厂和居民楼。右岸结合地形布置，拟采用埋石砼矮墙结合斜坡式绿化土堤型式。万丈闸坝下游至万丈二桥下游（桩号0+037～0+540m段）将会形成一个以原有河滩地为基础，结合草皮护坡的亲水平台。右岸护岸防洪堤长2.475km。

疏河护岸结构采用埋石砼矮墙结合斜坡式绿化土堤型式。底部重力式C15埋石砼挡墙，设计墙高2.0～3.0m，墙顶宽0.5～0.8m，面坡垂直，背坡倾斜坡度：1：0.4，墙趾台阶尺寸0.3m×0.5m，墙踵台阶尺寸0.3m×0.5m。上部结合现状地形，上游坡按缓于1：2.0的坡培厚填土，下游坡为1：2.0。护坡除保留原有坡面植被外，坡面均采用草皮护坡。

路面混凝土设计宽5.2m，厚20cm，设计强度为C20，级配碎石垫层厚20cm，路基为0.4m×0.5m的C20砼，路基设计宽6.0m。路面向上游坡放坡坡率为2%。培厚填土的主要技术要求：采用粘土质砂，粘粒含量10%～30%为宜，碾压后压实度≥90%。

3 结束语

陆川县九洲江防洪整治工程于2011年开工建设，2012年完工。工程建成后，改善了该河段的水流条件，提高了河道的行洪能力，对安定人民生活，保证正常的生产活动，促进经济发展，改善城区环境和保证人民身体健康有积极作用，同时还可减少了因洪水带来的大量淤泥、垃圾等对街道的污染，美化了陆川县城的城区环境。

参考文献

[1]SL252-2000.水利水电工程等级划分及洪水标准[S].

[2]GB50286-98.堤防工程设计规划[S].

第7篇：水利水电工程边坡设计规范范文

关键词：DN1200供水管道；跨越河流；筑岛围堰；旋挖钻成槽

中图分类号：TV672 文献标识码：A

1 工程概况

本工程为天府新区“三纵一横”重大基础设施项目正公路项目给水工程，主管道为DN1200双螺旋缝焊接钢管，管道在正公路K16+407-K16+580段里程穿越锦江桥下府河，下穿长度173m，设计管顶覆土深度约1.2m，如图1所示。

2 地质环境情况

根据地勘资料显示，河床表层为50cm厚卵石层，以下为泥质砂岩，挖机难以掘进。河道常年水位标高EL457.36m，深约3.0m，雨季水位增长约在1m～2m之间。

3 施工方法选择：管道穿越河流的施工方法较多，受地质及工期影响，本工程不能采用常见顶管推进，明挖等方法，根据地质情况及工程环境条件，本工程选用了分期围堰导流、旋挖钻孔成槽的方式施工。

4 施工方法

4.1 筑岛围堰施工

4.1.1 围堰高程计算

依据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），综合本工程施工时段，导流标准定位5年一遇，设计洪水流量为825m?/s。

本工程围堰堰顶高度计算如下式：

即：H=h+d+δ+Z

式中：

H――不过水围堰堰顶高程（m）；

h――设计洪水静水位（m），对于围堰后河道洪水位在原河床洪水位基础上根据下列明渠流公式近似计算：

Q=ACRi

C=1nR16

R=AX

A=2b+m1h+m2hh/2

X=b+h（1+m1+1+m2）

Q――设计流量，m3/s；

A――过水断面面积，m2；（筑岛后该处流水面宽度为40m）

C――谢才系数；

R――水力半径，m；

X――湿周，m；

i――水面比降，根据设计资料取0.008；

n――糙率，河床特性为：河槽蜿蜒，水流缓慢，有若干卵石和杂草，故n取0.055；

b――河道底宽，筑岛后宽度40m；

m1、m2――边坡系数，临水面均取1.75；

h――水深；

d――波浪爬高，综合扩宽后水深及工程区水文气象等因素考虑，忽略不计；

δ――安全超高，根据规范要求，4级不过水土石围堰堰顶安全加高下限值为0.5，防渗体顶部在设计洪水静水位以上加高值为0.6m～0.8m。综合本工程实际情况及汛期施工安全，取δ=0.6m。

Z――束窄河床水位雍高，取0.5（m）。

根据以上公式计算h=4.7m

H=h+d+δ+Z

H=4.7+0+0.6+0.5=5.8m

综上所述，本次围堰设计高度为5.8m。

4.1.2 围堰结构

本次施工左右岸均采用粘土心墙土石围堰，围堰迎水面坡比为1∶1.75，背水面坡比为1∶1.5；防渗结构采用粘土心墙，心墙断面自上而下逐步加厚，坡比为1∶0.3，心墙下设截渗齿槽；护面材料采用堆填大块石；其余部位均采用土石回填。为降低浸润线和孔隙压力，防止渗流出逸处产生渗透变形，在围堰内侧设置铅丝石笼棱体结构，铅丝石笼高1.0m，宽1.0m，围堰具体结构如图2所示。

4.1.3 围堰填筑

围堰填料采用履带式挖掘机挖装，25t全密闭式覆盖运渣车运至施工现场，推土机、装载机配合集料与平整施工。水下部分采用反铲挖掘机配合自卸汽车直接抛填；水上部分首先清除软弱覆盖层，然后进行填筑施工，采用26t振动碾逐层进行碾压，粘土心墙、反滤层等的施工紧随石渣填筑平行上升。对于局部无法碾压到部位采用蛙式打夯机进行碾压。水上部分护面堆石采用人工码砌。

4.1.4 沟槽抽排水

沿沟槽底周围设置排水明沟，并设置集水坑，排水明沟将积水引至集水坑内，然后用水泵抽走。排水沟和积水坑均采用人工开挖，具体尺寸底宽30cm，高30cm，两侧放坡1∶0.5，沟槽配置1台离心泵（IS125-100-200）和2台潜水泵（污水潜水泵80WQ40-15-4）。

4.2 旋挖钻孔成槽施工

由于河床下部为中风化砂质泥岩，挖机难以掘进，而破碎头效率较低，并且施工期间接近雨季，河流中施工不确定性因素多，因此，旋挖钻孔优势明显体现出来了：一方面旋挖钻钻进能量大，钻进速度快；另一方面旋挖钻线性易控制，开挖出的沟槽形状整齐美观（附：成形沟槽照片）。

输水管直径为1.2m，两侧各留约50cm工作面，沟槽宽度为需要2.2m，因此选用350型旋挖钻机，2.2m钻头施工。

施工步骤：

4.2.1 测量放线

根据管道设计位置，采用全站仪将坐标放样在筑岛后的河床中，并用石灰线连接，标出沟槽两侧边线。

4.2.2 钻机就位、安装

钻机钻孔的作业平台应基本水平，使主机左右履带板处于同一水平面上。钻机钻孔时的站位一般应对准孔桩位置，动力头施工方向应和履带板方向平行，钻机侧向应留有排碴场地。开钻前调整好机身前后左右的水平。

4.2.3 钻孔施工

旋挖钻机成孔工艺是通过底部带有活门的桶式钻头利用动力头驱动钻杆、钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土这样循环往复不断地取土卸土，直至钻至设计深度。钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当钻头下降到预定深度后，旋转钻头并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒充满时，钻头底部关闭，提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，钻进护筒以下3m可以采用高速钻进。钻孔施工时按照从河道中间钻往河岸边的顺序施工，具体细部钻孔顺序如图3所示：1234567………

结语

管道过河采用旋挖钻孔成槽的优点有：安全风险低、施工费用少、工期速度快等优点，在遇到河床底部为岩层或硬质土层的管线穿越河流时可以优先考虑此施工方法。

参考文献

第8篇：水利水电工程边坡设计规范范文

关键词：砂土液化；标准贯入法；复判

Abstract: this paper USES the standard penetration test review judgment sandy soil liquefaction phenomena, and through the engineering examples show that using this method can effectively judge whether the sandy soil liquefaction phenomenon, have to take effective measures of dam foundation reinforcement, prevent the formation of potential danger. This paper also briefly describes the liquefaction of sandy soil liquefaction mechanism, the types and influence factors, puts forward the prevent of liquefied foundation treatment method.

Key words: soil liquefaction; Standard penetration method; Compound sentence.

中图分类号：TU441+.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1砂土液化机理

饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受由砂土骨架转向水，由于粉、细砂土的渗透性不良，孔隙水压力急剧上升。当达到总应力值时，有效正应力下降到0,颗粒悬浮在水中，砂土体即发生振动液化，完全丧失强度和承载能力。砂土发生液化后，在超孔隙水压力作用下，孔隙水自下向上运动。如果砂土层上部无渗透性更弱的盖层，地下水即大面积地漫溢于地表；如果砂土层上有渗透性更弱的粘性土覆盖，当超孔隙水压力超过盖层强度，则地下水携带砂粒冲破盖层或沿盖层已有裂缝喷出地表，即产生所谓的“喷水冒砂”现象[2]。地基砂土液化可导致建筑物大量沉陷或不均匀沉陷，甚至倾倒，造成极大危害。地震、爆破、机械振动等均能引起砂土液化，其中尤以地震为广，危害最大。

2影响砂土液化的因素

2.1土类

粘性土具有粘聚力，即使超孔隙水压力等于总应力，有效应力为零，抗剪强度也不会完全消失，难以发生液化；砾石等粗粒土因为透水性大，超孔隙水压力能迅速消散，不会造成孔隙水压力累积至总应力而使有效应力为零，也难以发生液化；只有中等粒组的砂土和粉土易发生液化。

2.2往复应力强度与往复次数

对于给定的固结压力σv和不同相对密实度Dr，就同一种土类而言，往复应力越小，则需越多的振动次数才可产生液化。反之，则在很少振动次数时，就可产生液化。

2.3地震强度及持续时间

引起砂土液化的动力是地震加速度，显然地震愈强、加速度愈大，则愈容易引起砂土液化。简单评价砂土液化的地震强度条件的方法是按不同烈度评价某种砂土液化的可能性。

3砂土液化的类型

3.1砂沸

当砂土下部孔隙水压力达到或超过上覆砂层和水的重量时，砂土就会因丧失颗粒之间的摩擦阻力而上浮，承载能力也全部丧失。砂沸主要来自渗透水压力的作用。地震时出现的地面喷水冒砂现象主要就是下部砂层发生液化造成的[3]。

3.2往返运动性液化

大都表现为大地震中饱和砂土地基和边坡的液化破坏。此外，在机器基础振动、爆破等动力作用下也会产生这种现象。饱和砂土在往返剪切作用下，当剪应变很小时，一般都有剪缩现象，都会引起孔隙水压力上升。但是随着剪应变的增大，中等密度以上的砂土就会出现剪胀现象。这是因为砂土颗粒在大剪应变时互相翻滚而使骨架体积增大。此时孔隙水压力相应下降，而有效应力和剪阻力则相应回升，从而抑制了砂土继续变形。经过多次往返剪切，在小剪应变段由于剪缩量和孔隙水压力的累积，便可以出现液化状态，而当饱和砂土足够松时，可出现“无限度”的流动变形。

4判定砂土液化的方法

判定砂土液化可能性的方法主要有3种：

（1）场地地震剪应力τa与该饱和砂土层的液化抗剪强度τ（引起液化的最小剪应力）对比法。当 τa>τ 时，砂土可能液化。

（2）标准贯入试验法（见岩土试验）。原位标准贯入试验的击数可较好地反映砂土层的密度，再结合砂土层和地下水位的埋藏深度作某些必要的修正后，查表即可判定砂土液化的可能性。

（3）综合指标法。通常用以综合判定液化可能性的指标有相对密度、平均粒径d50（即在粒度分析累计曲线上含量为50％相应的粒径），孔隙比、不均匀系数等。

本文采用标准贯入试验法来判断砂土是否液化。

5采用标准贯入锤击数法

实测标准贯入锤击数需进行校正，并以校正标准贯入锤击数N63.5作为复判依据。

式中：

──实测标准贯入锤击数；

ds──工程正常运用时，标准贯入点在当时地面以下的深度(m)；

dw──工程正常运用时，地下水位在当时地面以下的深度(m)，本工程钻孔孔口地面淹没于设计库水位水面以下，dw取0；

──标准贯入试验时，标准贯入点在当时地面以下的深度(m)；

──标准贯入试验时，地下水位在当时地面以下的深度(m)。

液化判别标准贯入锤击数临界值Ncr：

式中：

N0──液化判别标准贯入锤击数基准值，本工程N0取6；

──土的粘粒颗粒含量质量百分率(％)，当＜3％时，取3％。

6工程实例

6.1工程地质

某土石坝全长360m。桩号0+020～0+080段基础为玄武岩。因受F1、F2断层影响，岩石破碎透水性较强。大坝基础由亚砂土、粉细砂及砂砾层组成。它们单独成层或相互夹透镜体存在。大坝下游曾发生严重的管涌现象。

1991年除险加固时，采用混凝土防渗墙进行加固处理，由于水文地质条件改善，此坝段下游发生管涌现象得到有效控制。对0+230～0+250段基础，经取样筛分试验，确定为少粘性土，根据对少粘性土提出的判别标准，确认大坝河槽坝基土体属液化土。

6.2坝基砂土地震液化评价

坝基道宽180m。其底部高于现河床10m左右，最大堆积物厚度25m，由Q2低液限粉土、级配不良砂层组成。其上覆Qs坝体土厚度10.5m，下伏为Q玄武岩及高液限粘上层。水库运用后正常高水位565m，坝前地面以下土层将被淹没。坝基砂土层的液化判别分别依据《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99（简称水利规范）和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（简称抗震规范）进行评价。

6.3标准贯入试验结果

计算结果见表1。

表1 钻孔标准贯入试验锤击数及计算统计表

计算结果所示，在孔深2.5m～6.5m都有液化现象，此大坝有潜在失稳危险，必须采取相应措施进行加固。

7砂土液化的处理措施

（l）控制砂土中的水分及其渗透性，其目的在于降低超静孔隙水压力，控制超静孔隙水压力的升高，从产生液化的源头及逸出部位同时进行防治。常用的方法为防渗、排水和反滤、加反滤盖重等方法。

（2）挖去上部已液化土层，并用非液化土回填防止下部砂层的液化破坏。当液化土层较浅时，可考虑全部挖除；液化土层较深时，可考虑部分挖去，但部分挖除后下部土体是否液化是值得考虑的问题。

（3）用板桩、砾石桩、地下连续墙等手段将结构物地基四周包围起来，限制砂土液化时发生侧移，使地基的剪切变形受到约束，避免大的沉陷导致建筑物破坏。使用围封处理措施时，板桩必须有足够的深度，以穿越可液化砂层为宜，否则围封措施起不到应有的作用。如果在采用围封措施的同时再布置一些砾石排水桩，则可大大提高其抗液化效果。

8结论

本文简要叙述了砂土的液化机制、液化类型以及影响因素，并通过工程实例，即某大坝坝基运用标准贯入试验分析了2.5m～6.5m都有液化现象，提出了防止液化地基处理方法，并指出液化土的加固处理是抗震工程的重要组成部分，应引起重视。

参考文献：

[1]张启岳主编.土石坝加固技术[M].北京：中国水利水电出版社，2000.10

[2]陆文海等著.水工建筑物病害处理[M].成都：四川科学技术出版社，1985.12

[3]罗成辉，浅议病险水库大坝渗漏的原因和处理新技术[J]，湖南水利，1999，（2），66-67

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第9篇：水利水电工程边坡设计规范范文

关键词：发电引水隧洞；压力状态选择；引水建筑物；引水式电站；工程布置；工程投资 文献标识码：A

中图分类号：TV732 文章编号：1009-2374（2016）20-0125-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.20.062

引水建筑物在引水式电站中所占投资比例较大，发电引水隧洞是引水式电站较为简单和常用的引水建筑物，因而发电引水隧洞型式选择对引水建筑物乃至工程布置、工程投资及效益影响较大。发电引水隧洞选择有压隧洞还是无压隧洞对引水式电站的工程布置、工程投资及效益影响很大。

1 发电引水隧洞压力状态选择对引水建筑物和工程布置的影响

1.1 对引水建筑物型式和布置的影响

引水式电站的有压引水建筑物一般由有压进水口、有压引水隧洞、调压室及地下式压力管道等部分组成，引水式电站的无压引水建筑物一般由无压进水口、无压引水隧洞（或渠道）、前池及地面式压力管道等部分组成。

1.1.1 对进水口型式和布置的影响。有压引水隧洞进水口型式一般采用有压进水口，无压引水隧洞进水口型式一般采用无压进水口。进水口一般除满足过栅流速和闸门布置要求外，有压进水口水力计算主要应满足最小淹没深度的要求，而无压进水口水力计算主要应满足进水口过流能力的要求。一般情况下，有压进水口结构比无压进水口结构复杂且投资大。

1.1.2 对引水隧洞型式和布置的影响。SL279对有压引水隧洞型式和布置的有关规定：有压引水隧洞要求在最不利的运行条件下，洞顶以上应有不小于2.0m的压力水头；有压引水隧洞的垂直和侧向最小覆盖厚度应符合第3.1.7条的规定；有压隧洞宜采用圆形断面，在围岩稳定性较好、内外水压力不大时，可采用便于施工的其他断面形状。SL279对无压引水隧洞型式和布置的有关规定：在低流速无压隧洞中，若通气条件良好，在恒定流情况下，洞内水面线以上的空间不宜小于隧洞断面积的15%，且高度不应小于400mm；在非恒定流条件下，若计算中已考虑了涌波时，上述数值允许适当减小；对较长的隧洞和不衬砌或锚喷衬砌的隧洞，上述数值可适当增加；无压隧洞地质条件较好时宜采用圆拱直墙式断面，圆拱中心角为90°～180°；断面的高宽比应根据水力学和地质条件选用，宜为1.0～1.5，洞内水位较大时宜采用大的比值；无压隧洞地质条件较差时，可选用圆形或马蹄形断面。

由以上规定可知，发电引水隧洞压力状态对引水隧洞型式和布置的影响是较大的。由于有压引水隧洞洞顶以上的最小压力水头不应小于2.0m，且有压引水隧洞的垂直和侧向最小覆盖厚度应符合SL279第3.1.7条的规定，以及有压引水隧洞的最高与最低水头压力线受水库校核洪水位与死水位和调压室的最高与最低涌波水位控制，因此有压引水隧洞的埋深要比无压引水隧洞的埋深大很多。当然，发电引水隧洞压力状态对引水隧洞影响较大的还是在隧洞结构和渗透稳定性方面的区别，尤其是在地质条件较差时影响就更大些。

1.1.3 对调压设施型式和布置的影响。有压引水隧洞末端一般应设置调压室（引水隧洞长度较短时除外），无压引水隧洞末端一般应设置前池或调节池（采用自动调节隧洞除外）。设置调压室往往比布置前池要简单很多且工程投资要省很多，这主要是由于前池一般开挖量较大，而且前池或前池上游附近一般需设置溢流堰，这对于高水头电站或前池附近地形地质条件较差时，前池的边坡开挖与挡护量和溢流堰泄水槽的工程量较大；而调压室的结构则较简单，且调压室一般无需设置溢流堰，也不存在明挖而形成高边坡及其处理问题。

1.1.4 对压力管道型式和布置的影响。有压引水隧洞末端的调压室后接压力管道的型式一般采用地下埋管，如果压力管道边坡的地形地质条件较好时也可采用地面明管。无压引水隧洞末端的前池或调节池后接压力管道的型式一般采用地面明管，如果压力管道边坡的地形地质条件较差时也可采用地下埋管或地下埋管与地面明管相结合的形式。不管是采用有压还是无压隧洞引水，压力管道型式和布置方式一般应结合边坡的地形地质条件根据技术经济比较进行确定，在一般情况下或边坡的地形地质条件较好时采用地面明管较为经济，否则采用地下埋管较为有利。

1.2 对工程布置的影响

发电引水隧洞压力状态不同除对引水建筑物自身的布置有影响外，还对取水枢纽和电站厂房的布置有一定影响。

1.2.1 对取水枢纽布置的影响。无压引水隧洞进水口型式一般采用无压进水口，无压进水口一般为低坝引水，大坝挡水高度仅需满足进水口的引水和冲沙要求。为了满足进水口“门前清”，无压进水口布置一般应与冲沙闸布置紧密结合，进水口前的拦沙坎顶部高程一般高于冲沙闸底板高程1.5～2.0m以上。

有压引水隧洞进水口型式一般采用有压进水口，即潜没式进水口，对水库式与引水式混合开发的电站，由于水库内水流流速较小，加之大坝冲沙孔或底孔较低，有压引水隧洞进水口的泥沙和拦污问题并不突出。而对于引水式电站往往取水枢纽高度不大，这种取水枢纽类似于无压进水口的低坝引水，但如果作为有压进水口，尚需满足最小淹没深度的要求，要么降低进水闸的底板高程，要么适当增加坝高或在坝顶上安装钢闸门（或砼翻板闸）以满足有压进水口最小淹没深度和冲沙的要求。

1.2.2 对电站厂房布置的影响。发电引水隧洞压力状态对电站厂房的布置没有直接影响，但由于引水隧洞压力状态的不同会影响引水建筑物的调压设施和压力管道的型式和布置，而调压设施和压力管道的型式和布置将直接影响厂区建筑物布置。调压室和地下埋管对厂区建筑物布置影响较小，而前池和地面明管则对厂区建筑物布置，特别是对电站厂房的安全影响较大，这是由于前池和地面明管的管床开挖可能会使原来的边坡变陡，如果处理不当，可能会导致电站厂房后的岩土边坡失稳而威胁电站厂房的安全；前池溢流堰和泄水槽位置的选择和布置对厂区建筑物的布置和安全影响较大；地面明管末端接水平的岔支管布置会使坡脚水平开挖宽度加大，也会影响电站厂房的布置。

2 发电引水隧洞压力状态选择对工程投资及效益的影响

2.1 对工程投资的影响

2.1.1 对经济洞径的影响。发电引水隧洞的工程投资主要取决于隧洞横断面尺寸和衬砌工程量，发电引水隧洞的横断面尺寸一般通过技术经济比较确定，隧洞的衬砌型式应通过各种衬砌型式的技术经济比较进行选择，隧洞的衬砌厚度一般通过结构计算和构造要求确定。

无压引水隧洞的经济比降一般不大于1.0‰，混凝土衬砌隧洞的经济流速一般为1.5～2.5m/s，不衬砌或锚喷衬砌隧洞的经济流速一般为0.8～1.5m/s，隧洞的经济流速主要取决于隧洞的衬砌型式和设计流量，一般设计流量越大其经济流速也越大。

有压引水隧洞一般采用混凝土衬砌，其经济流速一般为3m/s左右，不衬砌或锚喷衬砌隧洞的经济流速一般为1.5～2.0m/s。《水利水电工程专业案例・工程规划篇》（黄河水利出版社，2007.4）给出了有压引水隧洞混凝土衬砌断面经济洞径经验公式形式如下：

式中：

D――隧洞经济洞径（m）

Q――隧洞设计流量（m3/s）

H――隧洞设计水头（m）

由上式可知，隧洞的经济洞径主要与设计流量和设计水头有关。

2.1.2 对工程投资的影响。发电引水隧洞作为引水式电站引水建筑物的主要组成部分，其投资在工程总投资中所占比例较大，下面仅分析发电引水隧洞不同压力状态对投资的影响。发电引水隧洞的土建工程投资由隧洞开挖、隧洞支护与衬砌及隧洞灌浆、防渗和排水等部分组成，其中隧洞灌浆、防渗和排水等所占土建工程投资比例较小，那么发电引水隧洞的土建工程投资主要由隧洞开挖、隧洞支护与衬砌等部分组成。从发电引水隧洞压力状态对经济流速的影响分析可见，无压隧洞的经济流速比有压隧洞的经济流速要小得多，加之要求无压隧洞水面线以上的空间不宜小于隧洞断面积的15%，这样有压隧洞的经济断面积一般为无压隧洞经济断面积的50%～60%左右。这样有压隧洞的开挖工程量要比无压隧洞的开挖工程量小得多。发电有压引水隧洞多采用混凝土衬砌，对地质条件好的Ⅰ、Ⅱ类围岩的低压隧道也可考虑采用不衬砌或锚喷衬砌，但不衬砌或锚喷衬砌隧洞的底部应用现浇混凝土找平，厚度不宜小于100mm。无压引水隧洞在稳定性好的洞室中一般可采用不衬砌或喷射混凝土衬砌，对稳定性较差的洞室一般采用混凝土衬砌或锚喷衬砌或钢架支护以及各种组合式支护与衬砌。但一般情况下，无压引水隧洞的衬砌要比有压引水隧洞的衬砌简单一些，这主要是由于有压隧洞要比无压隧洞的衬砌结构受力复杂、防渗严格。

综上分析可知，有压引水隧洞横断面尺寸比无压引水隧洞横断面尺寸小，因而有压隧洞的开挖工程量要比无压隧洞小得多，但有压引水隧洞的衬砌一般要比无压引水隧洞投资增加较多，所以有压引水隧洞与无压引水隧洞的投资孰大孰小一般要通过技术经济比较确定，但一般情况下有压引水隧洞比无压引水隧洞投资小。

2.2 对工程效益的影响

当然发电引水隧洞的工程投资和工程效益是相辅相成的一对矛盾，但发电引水隧洞压力状态对工程效益的影响是不同的。无压引水隧洞的沿程水头损失只取决于隧洞比降（即断面尺寸），而有压引水隧洞的沿程水头损失除取决于隧洞断面尺寸外，还取决于流量（即流速）的变化。因为在隧洞长度和断面尺寸确定的情况下，无压引水隧洞的沿程水头损失是恒定值，而有压引水隧洞的沿程水头损失是随流量的不同而变化的，有压隧洞的沿程水头损失与流速（即流量）的平方成正比（有压隧洞的局部水头损失也与流量的平方成正比）。这样有压隧洞的平均沿程水头损失一般为其设计水头损失（即最大水头损失）的20%～30%。

显然，有压隧洞的平均沿程水头损失一般要小于无压引水隧洞的设计沿程水头损失。

2.3 对工程投资及效益的影响结论

一般情况下，发电引水隧洞采用有压隧洞要比无压隧洞的工程投资较小而发电量较大，即发电引水隧洞采用有压隧洞一般要比无压隧洞更为经济，这也符合SL279第4.1.1条“发电引水隧洞宜采用有压隧洞”的规定。

3 结语

通过以上发电引水隧洞压力状态对引水建筑物型式及工程布置和工程投资及效益的影响分析可见，发电引水隧洞压力状态选择对引水式水电站工程的影响是相当大的，因此在进行引水式水电站工程的设计中一定要重视发电引水隧洞压力状态的选择；另一方面，采用有压隧洞还是采用无压隧洞，主要视工程布置、水力条件、地质条件、经济、工程安全等方面综合考虑，如果在条件允许时，宜尽量采用有压隧洞。这样，作为设计工作者，一定要把“发电引水隧洞宜采用有压隧洞”的观念作为常态，而把“发电引水隧洞非采用有压隧洞”作为非常态。无压隧洞常用于隧洞断面较小、地质条件较差（如稳定性较差的Ⅳ、Ⅴ类围岩或土洞）的低水头小型引水式水电站中，应注重通过经济技术分析比较加以论证后提出每个引水式水电站工程适宜的发电引水隧洞压力状态。

参考文献