时间：2023-07-12 17:07:56
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水电工程边坡设计规范，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】水利水电工程；施工导流；围堰技术；施工流程；注意事项
一、施工导流与围堰技术的概况
施工导流工程实质是采用分段围堰和全段围堰两种方法来把原有河道中的水流引导到下游的基本工程措施，这样做的原因是这种工程措施能比较明显地解决河道中的水流对水利水电工程建筑造成的消极影响，围堰指的则是在水利工程建设时建设长久性水利设施，这里主要是修建临时性围护结构。这里的基本原理实际是防止水和土进入建筑物中，最终造成围堰内的排水问题，像开挖基坑和修建建筑物也是深受其益的。
1、施工导流
施工导流是指在水域（大多数指活水河道）内修建水利工程的过程中，为创造干地施工条件，前期用围堰围护基坑，将河道水流通过预定方式绕过施工场地导向下游的工程措施。施工导流是水利工程施工，特别是修建闸坝工程所特有的一项十分重要的工程措施。导流方案的选定，关系到整个工程施工的工期、质量、造价和安全渡汛，事先要做出周密的设计。合理的施工导流方案，是保证工程顺利实施及工程质量和安全性的重要保障。
2、围堰技术
围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其主要作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。围堰就是用土堆筑成梯形截面的土堤，迎水面的边坡不宜陡于1：2（竖横比，下同），基坑侧边坡不宜陡于1：1.5，通常用砂质粘土填筑。土围堰仅适用于浅水、流速缓慢及围堰底为不透水土层处。为防止迎水面边坡受冲刷，常用片石、草皮或草袋填土围护。在产石地区还可做堆石围堰，但外坡用土层盖面，以防渗漏水。其中分为2种类型：
（1）全段围堰法导流
全段围堰法就是指在河床距主体工程像大坝和水闸等这样的基体比较远的时候，为了防止河道中的水流经过河床外修建的临时泄水道或者永久泄水建筑物下泄的情况出现，采取的修建拦河堰体，以一次性的方法截断河道的方式。这种导流法只适用于枯水期流量不大，河道狭窄的河流。这里的导流泄水建筑物类型一般分成这些类别，像明渠导流和隧洞导流等，还有河床涵管法也是可以算在里面的。
（2）分段围堰法导流
分段围堰法导流也可以叫做分期围堰导流，实际上就是把河道中的水流经由已经被束窄的河床或者缺口这些渠道排到河流下游的方法。这种导流方法适用可以通航的大河流，这样的河流一般水流量大、河床宽，还有一般都是建筑工期比较长的工程项目。分段围堰导流实际也分成前后两期，前期的话，都是利用被束窄的河床直接导流，后期一般都用预先挖好的泄水道进行导流。在实际的工程实践中，后面的两段两期导流方法用得比较多，相比之下，这种导流方法花费更低，成本投入更少。
二、施工导流及围堰技术在水利水电工程中的施工流程
1、测量放线。施工前建立测量控制点及施工标志，确定堰体轴线，以控制施工方向及堰体砌筑范围。施工中随时测量堰体砌筑断面尺寸及高程，以确保堰体断面准确。
2、设护坡木桩。由于围堰堰底淤泥较深，为防止堰体滑移，因此计划在堰体两侧坡脚处设护脚木桩。木桩长6米，直径20CM，间距50CM。由于木桩入土较浅，拟用人工将木桩打入淤泥层中。
3、人工堆码装袋粘土。由于施工现场都是垃圾及杂填土，围堰所需粘土采用外购黄土，粘土由卡车运至现场后即组织人工装袋，装填量为编织袋容量的2/1～3/2，袋口用细麻或铁丝缝合。砌筑时将土袋平放，上下左右互相错缝堆码整齐，水中的土袋用带钩的木杆钩送到位，层层堆码，逐层加高至顶面标高。
4、铺设彩条布。堰体形成后，迎水面设彩条布做挡水用，并抛掷土袋压脚，确保堰体不渗水。
5、钢板桩支护。堰体内侧坡脚处打一排6米长间隔10CM的刚板桩，实测实量淤泥深1.2～1.5m，水深0.6～1m，实际钢板桩入土深度5m，并用土袋填充堰体育钢板桩之间部分，起到防止围堰滑移的作用以确保堰体的稳定性。施工方法先将水抽干，然后清淤泥，整理一条能走挖掘机便道，然后打钢板桩。
6、淤泥清除。在围堰完成后用人工挖井字沟排水、沥水，一周后开始用人工配合机械清除淤泥，淤泥上车运离施工现场。严格按设计要求进行围堰，坡度1：1，顶部高于流水面50cm，保证草袋堆叠整齐、密实，遇到渗水等情况要及时上报并处理，作业人员在水下进行作业时，应穿戴胶鞋、安全帽。严禁抽水时，在基槽内作业，以防触电事故。机械在清淤过程中，需保持安全距离不小于10米，清淤时要保持平稳作业，先用斗对淤泥深度进行检查，不得盲目进入淤泥内，防止机械深陷。基槽边和堰体附近应设置防护措施，防止坠落伤害和溺水。
三、水利水电工程施工导流与围堰技术施工的注意事项
1、在对围堰的平面进行布置时，需要对水利水电工程建筑物的轮廓、交通运输道路、堰体的排水设施、施工的模板以及堆放材料的部位等方面进行考虑。在一般情况下，水利水电工程建筑物轮廓与基坑横向坡趾之间的距离应大于20米，而水利水电工程建筑物轮廓与基坑纵向坡趾之间的距离应小于2米。如果，围堰的平面布置不当就会出现对水利水电工程的安全性带来影响，比如：当围堰的围护基坑的面积过小时，会由于水流的宣泄不畅，从而影响到围堰的安全。因此，在布置围堰平面时要结合实际导流的方案、水利水电工程建筑物的轮廓特点以及围堰的类型来进行布置。只有这样才能保证围堰堰体的安全性。
2、现阶段，我国水利水电工程中大多数采用粘土心墙防渗型式的土石围堰来作为施工导流工程中的围堰建筑。因此，在设计时要根据《施工组织设计规范》的有关规定，在超过静水位上方0.6米处设计心墙式防渗体来对围堰进行保护。此外，考虑到水位的壅高、堰体施工的沉降以及围堰顶部防护结构厚度等因素，设计时要结合围堰所处位置的实际地形情况，在100年重现期洪水位，即上游挡水位1313米处和下游挡水位1284米处，建造高度为1 315米的上游围堰和高度为1286米的下游围堰。
四、结束语
综上所述，围堰技术导流工程是整个水利水电工程的核心，其施工质量的优劣直接关系到整个工程能否实现资源优化和经济效益最大化。在高山狭谷河流上进行水电开发，首先要做好截流工作，故围堰的设计和施工往往不可忽视，确保围堰的稳定并具有良好的抗渗和防冲性能是前提，要经过精心设计，科学组织，及时实施，才能充分发挥围堰的作用。
参考文献：
[1] 李晋平. K头水电站工程施工导流方案设计[J]. 科技情报开发与经济. 2008（34）
[2] 张宗坤，石世忠. 石垭子水电站上游围堰设计及施工技术[J]. 小水电. 2009（02）
[3] 詹金环，陈超敏，饶志文. 乌江银盘水电站施工导流规划与设计[J]. 人民长江. 2008（04）
[关键词] 水利；施工监理；开挖；混凝土；灌浆
随着社会经济的发展，水利水电工程建设的规模在不断的扩大，加强水利水电工程施工质量控制，监理工作具有越来越重大的意义。要保证水利工程施工质量，必须采取有效的监理质量控制要点，做好水利水电工程监理工作。
1 监理工程概况
南宁市隆安水库位于南宁隆安万发镇境内，地处灌区东北面的石夹河上。水库坝址现有简易公路通过，坝址下游4.6 km处为 207 省道，工程对外交通条件较为方便。隆安水库主要任务是以灌溉、 农村人饮和乡镇供水为主，兼顾河道生态用水。南宁市隆安水库正常蓄水位691 m高程，相应正常蓄水位库容1620×104 m3 ，水库总库容1894×104m3 ，水库规模属中型，枢纽工程等别为Ⅲ等。枢纽工程由砼砌毛石拱坝、 坝顶溢洪道、 左右岸交通洞、放水管及闸门井等组成。
2 大坝开挖监理质量控制
2. 1 爆破参数控制
2. 1. 1 梯段爆破
采用潜孔钻造孔，钻孔直径 Φ100，装Φ85mm乳化炸药，台阶高度10m，设计孔间排距3.5 m×2.8 m，封堵长度 2.5 ～ 3.0m，单位耗药量0.55 kg/m 3 ，超钻深度1.0 m。
2.1.2 预裂爆破
采用潜孔钻结合手风钻造孔，设计孔距0.8m，预裂孔距前排爆破孔 1.5 ～ 2.0 m，装Φ32 mm硝铵炸药，线装药密度 450 ～500g/m，炸药及导爆索绑扎在竹片上入孔，间隔不耦合装药，封堵长度 1.0 ～1.5 m。爆破网络采用导爆索连接，采用两段非电毫秒延期雷管分段，最大段预裂爆破药量不大于50 kg， 所有预裂孔都超前排主爆孔100 ms起爆。
2.1.3 保护层开挖
采用手风钻孔，钻孔直径Φ40 mm，装Φ32 mm硝铵炸药，设 计钻孔间排距为1.2 m×1.0m，单位耗药量0.5 kg/m3 。
2.1.4 控制爆破
基础开挖除对开挖边坡或建基面采用预裂爆破、光面爆破和保护层开挖等控制外， 在开挖时对新浇筑砼邻近基础开挖进行控制爆破， 根据安全质量振动速度严格控制单响药量；严格按设计要求进行控制爆破，永久边坡采用预裂爆破， 按设计要求施工， 确保半孔率达 85% 以上。对于特别破碎或不稳定的岩体， 采用密钻孔，少药量，力求使爆破震动对边坡带来的影响在允许范围内。梯段爆破利用孔间微差技术，严格控制单响药量，减少爆破震动，确保边坡的稳定安全。
2. 2 开挖缺陷及处理
大坝右坝段坝基636 m高程以下地基承载力较差且岩层较为破碎，采用 C20 砼回填处理至垫层砼设计高程。右坝基和右坝肩650 m高程以下地基岩层较为破碎且有裂隙和夹泥层。按设计要求先进行人工切槽，切槽深度为其宽度的 1.5 倍，再铺设Φ28@ 200 钢筋网后才浇筑砼， 最后再进行有针对性的固结灌浆。右坝段上游侧646m高程以上边坡开挖，考虑到其开挖后边坡高度大，且多为残坡积物堆积，为保证施工开挖安全， 646 m高程以上开挖坡比由1∶0.8调整为1∶1.5，并在646 m高程处增设2m宽马道。
3 大坝混凝土监理质量控制
3. 1 原材料与配合比控制
审查施工单位的配合比，凡未经监理审批的配合比不得用于施工；督促施工单位及时将原材料送检， 经有资质的检测单位检测合格后，才能投入拟用部位使用，且原材料必须具备三证。
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仓。混凝土浇筑过程中， 督促施工单位按规范要求进行平仓、振捣；砌石方式及块石粒径进行翻石检查措施。保证混凝土拌和物从拌和到砌筑仓面施工振捣完毕历时不超过1. 5 h， 并力争尽量缩短。在混凝土生产过程中， 根据外界条件的变化， 对混凝土拌和物进行动态控制， 使实际施工配合比尽可能达到最佳状态。
3. 3 混凝土浇筑和砌筑控制
砼浇筑过程进行旁站、 巡视、 抽查；低温季节施工， 层间覆盖时间按8h控制， 高温季节施工， 层间覆盖时间按 4～6 h控制。砌筑分条带进行， 各条带铺料、 平仓、 振捣；方向与坝轴线垂直， 每条带宽度根据施工仓面的具体宽度适时调整， 一般为10 m。 卸料高度控制在1.0 m以内， 用塔吊运至仓面后依次卸料， 减轻骨料分离， 卸料后及时平仓， 要求边卸料、 边摊铺、 边平仓， 使混凝土料始终卸在已平仓的 C15 砼砌毛石面上。水平施工缝处理包括工作缝及冷缝。工作缝是指按正常施工计划分层间歇上升的停浇面， 冷缝是指混凝土浇筑过程中因故中止或延误、 超过允许间歇时间（自拌和楼出料时算起到浇筑上层混凝土时为止） 的浇筑缝面。水平施工缝的工作缝层面在砼收仓后10 h左右采用高压水清除混凝土上面的浮浆片、 松散残物以及污物， 以露砂和微露石为准。在浇筑下一层混凝土时， 先铺设比 C15砼标号等级或高一级 20 ～30 mm厚的水泥砂浆， 再铺一层7 ～8 cm厚 C15 混凝土， 然后再向上砌毛石继续上升。对在施工过程中因故出现的冷缝层面上， 视间歇时间的长短分成 I 型和 II 型冷缝。对 I 型冷缝面， 先将层面上已发白的混凝土挖除， 然后在层面上铺一层厚5 mm的水泥煤灰净浆， 再铺筑上一层混凝土。II 型冷缝按施工缝处理。对骨料块石， 按规范要求， 严格控制块石粒径， 不允许超径块石和逊径骨料入仓， 并要求入仓前进行冲洗， 砌筑过程中按20m3 不少于 3 点进行翻石检查， 确保埋石率满足设计和规范要求， 有效降低水化热。砌石按升程仓面完成后， 由业主、 监理单位一同对砌石质量进行大坑开挖检测， 本工程共布置大坑检测 3 组。
4. 灌浆工程监理质量控制
4. 1 固结灌浆质量控制
监理工程师在现场根据设计方提出的《正安县石峰水库工程大坝基础固结灌浆技施设计说明》及规范要求对固结灌浆施工工艺进行全过程的控制，对重要工序，如钻孔孔位、孔向、孔深、孔斜等均在现场进行严格的检查、验收签证。在灌浆过中，经常性地对灌浆压力、水灰比、进行检查，对灌浆资料进行抽检，并严格按照设计规范要求监督施工单位进行水灰比变换。对特殊地段、 吸浆量大的孔段，及时要求施工单位采用降压、限流、间歇、待凝的方法进行灌注。严格按照设计、规程规范要求的压力下， 当注入率小于1L/min时，还必须继续灌注30 min方可结束，灌浆完成后采用压力灌浆法进行封孔。从大坝固结灌浆成果来看，固结灌浆 I 序孔比 II 序孔吸浆量大，压水检查结果透水率均小于5 Lu。
4. 2 帷幕灌浆质量控制
为做好本工程帷幕灌浆工程的质量控制， 监理部严格按 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148 -2001）及设计方提出的 《正安县石峰水库工程大坝帷幕灌浆技施设计说明》 实施监控， 具体施工过程中， 采取了以下质量控制措施：
（1） 审查施工单位报送的"施工组织设计"和检查人员、设备、材料的进场情况， 签发开工申请报告。
（2） 作好原材料的检测，合格后方可使用，本工程所用水泥为重庆南川 "白塔牌" PC42.5水泥、重庆南川嘉南"钢珠"PC42. 5水泥。
（3） 钻孔完成后，经当班监理人员验收孔深合格后方可进行灌浆，灌浆过程中严格按规范及设计要求的水灰比进行浆液拌制和变浆，监理人员随时检查浆液的比重，并及时检查和签认灌浆原始记录。
（4） 各单元灌浆完成后，要求施工单位作好灌浆成果统计报监理部，监理工程师根据现场掌握的情况及规范要求布设检查孔，检查孔钻孔过程中监理人员随时跟踪检查钻孔情况。
（5） 压水检查，所有压水试验检查监理人员全过程的旁站，保证试验结果的准确性。
（6） 对重要工序，如钻孔孔位、孔向、孔深、孔斜、压水试验等均在现场进行严格的检查、 验收签证。
5 结 语
综上所述，在水利水电工程施工中。施工监理是非常重要的，对于整个施工质量的控制具有重要的作用。在水利水电工程施工监理工作中， 除了要做好上述几项工程的质量控制，还需要对其他工程质量进行有效的控制，以此保证整个水利工程的施工质量。
参考文献
【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].
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.
〔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
【关键词】防洪墙； 安全系数
防洪墙一般指在水边修筑防止洪水(潮水)漫溢的墙式结构物…。通常有两种形式，一类为完全用混凝土或浆砌石体建造的墙体，建于与基础面有较高结合强度的岩基；另一类为同样用混凝土或浆砌石体建造的墙体，但建于与基础面结合强度很低、粘结力很小的土基上，往往需在背水侧设填土以增强其抗渗流破坏能力。土基上防洪墙的受力状态在某种程度上类似于挡土墙。
1、两种不同的安全系教
国家标准《堤防工程设计规范》(GB 50286―98)(以下简称《堤防设计规范》)第2.2.5条规定，防洪墙抗滑和抗倾安全系数不应小于下表1和表2之值。
上述安全系数的取值规定已收录入2000年颁发的《中华人民共和国工程建设标准强制性条文水利工程部分》；一些地方性堤防工程的设计规范或设计导则和大量堤防工程设计文件，均以此作为衡量建筑物的主要指标。《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)sDJ 12-78》(试行)(以下简称《78基本规范》)表2的注说明，挡土墙是水工建筑物，故有的《海堤设计导则》直接把表1称为“挡土墙抗滑稳定安全系数”Ⅲ。在另一国家标准的《建筑地基基础设计规范》(GB 50007―2002)(以下简称《建筑地基基础设计规范》)规定：
“挡土墙的抗滑安全系数应不小于1.3”(与《建筑地基基础设计规范》与此前执行的(GBJ 7--89相同)；
“挡土墙的抗倾安全系数应不小于1.6”(比此前执行的(GBJ 7--89)提高了0.1)。
从上可见，同样是国家标准，结构形式相似且功能类近，但作为水利水电工程的防洪墙，其失事后造成的损失远大于普通挡土墙，而无论是它的抗滑还是抗倾的安全系数都明显低于后者，显然不合理。
2、计算方法和合理性分析
2.1 抗滑安全系数计算方法
众所周知，结构安全系数的取值是和它所用的计算方法以及参数取值方法是密切相关的，三者不可分割地组成一个完整的工程安全评价系统。对不同的计算方法和参数取值方法，应相应有不同的安全系数。有些堤防设计的地方性法规或导则在套用表1和表2时，连应采用什么计算方法和指标选择方法也未作准确的说明和规定，这样盲目套用，难避免导致的设计失误甚至造成工程事故。
《堤防设计规范》的编制说明规定，表1“所列安全系数适用于抗剪强度公式计算”。然而，同一规范第8.2.8条规定：防洪墙的抗滑安全系数“应符合本规范附录F的有关规定”，即抗滑稳定安全系数按
进行计算；式中∑及∑P分别为作用在墙体上的全部垂直力及全部水平力之总和，f为底板与堤基之间的摩擦系数。(1)式是只使用了地基与基础间抗剪强度的部分而不是全部、没有计及基础与地基之间粘结力的”纯摩(或摩擦)”公式。很多规范包括《堤防工程设计规范》编制说明第2.2.5条均称(1)式为抗剪强度公式。实际它所考虑的抗剪强度是不完整的，没考虑基础破坏面上的粘结力(或凝聚力)c，容易产生误解。为区别于真正的抗剪强度公式，本文称(1)为纯摩公式。
建议明确，抗滑稳定安全系数应使用只考虑基础破坏面上的摩擦作用、不计及粘结力(或凝聚力)c的抗剪强度公式即纯摩公式进行计算；若采用包含c值在内的抗剪强度进行抗滑稳定计算时，必须采用另外的、与之相应的安全系数。
2.2 岩基上的防洪墙的抗滑安全系数
岩基上的防洪墙的结构和功能类似于较矮的重力坝，《堤防设计规范》颁布时所执行的《重力坝设计规范(试行)》(sDJ21--78)用纯摩公式计算的安全系数要求如下表3。
用抗剪断强度方法计算时，规定安全系数“不分级别，基本组合采用3.0；特殊组合(1)采用2.5：特殊组合(2)不小于2.3”(上述条文已含其后的补充规定)。
由二者比较可见：
第一、防洪墙和重力坝的抗滑安全系数，对1、2级建筑物，前者比后者大0.05；3级建筑物则完全相同。但防洪墙若按《堤防设计规范》规定、用“抗剪强度”之一的抗剪断强度方法计算出的抗滑安全系数，比同一等级重力坝按“抗剪强度”公式计算的抗滑稳定安全系数小得多，后者约为前者的2.4～2.6倍。
第二、重力坝与岩基接触面的结合，无论在设计还是施工的要求，比一般防洪墙要严格得多。现阶段的防洪墙设计，很少(亦无明确规定)按《水利水电工程地质勘察规程》，对“岩基”与防洪墙基础接触面的风化程度进行严格的划定；处理亦缺乏严格的、具体的技术标准，据笔者多年所见，大多数防洪墙是参照《建筑地基基础设计规范》对普通挡土墙的要求设计和提出施工技术要求。因而无论是已建还是在建的防洪墙，其基础与“岩基”的结合强度远比重力坝低。
第三、重力坝基础与地基间，用纯摩公式计算的摩擦系数是用光面试件进行的，当计算得抗滑稳定安全系数为1.0时，实际安全系数已约为2：而防洪墙目前往往受客观条件限制，例如数量很大，难以完成所需的、有代表性的原位或室内试验，多采用经验值(如《建筑地基基础设计规范》列举的参考值等)，其计算的安全系数潜在富裕值远低于重力坝。
若按《堤防设计规范》的要求设计防洪墙，尽管用表1规定岩基上防洪墙的抗滑安全系数，对1、2级建筑物已略大于重力坝，但低于用几乎是同样方法设计和施工的挡土墙，防洪墙失事后果却远较普通挡土墙严重。因而采用表1设计防洪墙，是明显地不安全和不合理的。
2.3 土基上的防洪墙的抗滑安全系数
2.3.1 对滑裂面发生在基础底面下方的深层滑动
《堤防设计规范》附录规定，防洪墙的抗滑稳定分析采用瑞典圆弧法或改良圆弧法进行计算。但是：
(1)《堤防设计规范》颁布时，土坝坝坡稳定分析用《碾压式土石坝设计规范》(SDJ 218--84)(以下简称《土坝设计规范》)规定瑞典圆弧法进行计算，其安全系数不得小于表4(见《土坝设计规范》表2.2.3)。
比较表1和表4可见：
(1)虽然在正常运用条件下，1～4级防洪墙的抗滑最小安全系数比相同级别土坝坝坡抗滑安全系数大0.05，5级防洪墙与5级土坝坝坡抗滑安全系数相同；在非常运用条件下，相同级别的防洪墙和土坝坝坡抗滑安全系数基本相同；但对5级防洪墙在正常运用条件和2级以下防洪墙在非常运用条件下的深层滑动的安全系数，均小于《建筑地基基础设计规范》规定的、当挡土墙基础发生深层滑动时的安全系数1.2。
(2)表面上看，似乎土基上防洪墙的抗滑安全
系数己略大于坝坡的抗滑安全系数。但是，土坝发生滑动失稳时，破裂面的形状一般是近似于球面的曲面或是包含若干个平面的三维空间曲面。据有关研究证明，按三维空间滑动面计算出的边坡稳定安全系数，在无软弱夹层时比按平面原始条分法的计算值约大8～11％；有软弱夹层时比按平面原始条分法的计算值约大20～23％；仅当滑坡纵向长度大于5～6倍坡高时才接近于二维计算的结果。对大多数土石坝而言，因适宜建坝的坝址多为不宽的河谷且坝高相对较大，当坡面出现滑动时，滑坡纵向长度往往小于5～6倍坡高，实际安全系数比通常假设为二维平面问题计算出的安全系数大。而一般的防洪墙高度并不大，绝大部分在发生滑动失稳时基本可归属于二维的平面问题。对同一级建筑物，如要求其安全度要基本相同时，防洪墙按平面问题计算的安全系数，理应比同一级别土坝实际发生三维的滑动面而按平面假设计算得到的安全系数大，其差值至少应反映按平面计算假设造成偏小的误差。与三维的分析成果比较，虽然表1的“土基上防洪墙抗滑安全系数”已略大于表4《土坝设计规范》规定的“土坝抗滑稳定安全系数”，但实际上仍然偏小。
(3)《土坝设计规范》规定，其坝坡稳定分析中采用各土层的强度指标，是采用各土层不少于11组试样的、按规定试验方法得出参数的小值平均值。但对大多数堤防工程的防洪墙，若要在每一可能滑动的堤段或地质单元段内，按规定取足够的土样试验去统计小值平均值的抗剪强度，其取样和试验的总工作量比普通的土坝要大得多。据笔者了解，在目前条件下不仅是3、4级堤防工程，即使是需进行加高培厚的1、2级堤防工程，按此规定操作的可能性也很小。因而实际上在防洪墙的稳定分析中，有些是用组数很小的统计值，很难准确地反映与使用安全系数相匹配的、滑动面自身的抗剪强度；有些则用算统计参考值(见《水利水电工程地质勘察规范GB 50287-99》附录D.0.2)乘以0.85～0.9的折减系数或由地质专家提供的经验值(接近统计的算术平均值)，据笔者的初步分析，用算术平均值计算出的稳定安全系数比用小值平均值计算出结果，往往大10～20％以上。即使采用的安全系数增加了0.05仍不能补偿参数取值不当的误差。如果分析结果是安全的也可能是假象，实际安全度是不足的。
2.3.2 滑裂面发生在地基与基础的接触面
根据《堤防工程设计规范》的第8，2，8条规定，抗滑稳定应用纯摩公式(1)计算。尽管对于重要的堤防工程，理论上其基础与地基间的摩擦系数f可以通过原位或室内试验来确定，但《堤防规范》没有明确规定与安全系数匹配的试验组数和取值方法。从《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)SDJ 217-87》(试行)的编制条文可知，防洪墙的安全系数取值，是与1984年颁布的《水闸设计规范》中水闸的稳定安全系数基本相同(见附录)。由于通常防洪墙的高度较矮而堤线较长，每组试验代表的工程数量远小于水闸和其它工程量较集中的枢纽工程；要取得同等代表性的防洪墙基础摩擦系数f的试验值，其试验工作量和耗费资金远远大于水闸的抗剪强度试验，往往超过目前大多数工程按当前有关规定的承受能力。若试验数量不足则很难反映整个防洪墙工程基础与地基接触的强度条件；若只做少量组数的试验，则代表性不足，实际上的参考意义不大。目前较普遍的亦是没有做试验，仅采用地质专家推荐的经验值或参考《水利水电工程地质勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》或其它规范提供“可以选用”的建议值，后者的变化幅度往往达20～30％甚至更大。表1列举的安全系数未能完全涵盖基础摩擦系数的取值误差；特别是对于2级及其以下等级的堤防工程，安全系数明显低于同几乎是同样方法设计和施工的、失事后果严重性却可能较低的挡土墙，显然是不安全和不合理的。
2.4 抗倾安全系数
《堤防工程设计规范》除规定了表2的安全系数外，还在第8.2.9条中规定“防洪墙在各种荷载组合的情况下，基底最大压应力应小于地基的允许承载力。土基上的防洪墙基底的压应力最大值与最小值之比的允许值，粘土宜取1.5～2.5；砂土宜取2.5～3.0”。实际上，抗倾安全系数与防洪墙基底的应力状态是密切相关的。设有如图1所示的防洪墙基础横剖面，e为垂直力合力W至转动中心A的水平距离；0为W与水平力合力wO作用线与基底的交点；b为基础水平宽度。由材料力学方法可求得不同e／b和最大和最小应力比时，相应的抗倾安全系数k值，详见表5。通常e／b大于0.5(两边对称布置的防洪墙)和小于O.75(有很长的前趾板)，多在0.6～0.65之间。由表5可见，若为满足《堤防规范》第8.2.8条有关基础最大和最小应力比的要求，必须有远大于表2规定的抗倾安全系数。
表6为当要求基础后趾(图1的B点)不出现拉应力时的抗倾安全系数；表7为不同e／b值和不同抗倾安全系数k时，基础最大应力与按基础总宽b计算的平均应力的比值。由表6和表7可见：按常规抗倾安全系数设计防洪墙时，其后趾有可能出现拉应力，使基础与地基局部脱离接触。若水压力在这一侧，基础的渗透压力会随之增大，倾覆力矩亦会加大，可能会出现不利于抗倾覆稳定的恶性循环。当抗倾安全系数过低例如接近1.3时，则基础后趾和地基脱离接触后，位于前趾的基础最大应力达到以基础宽度b计算的平均应力的4～5倍。如果墙体较高，地基较软，基础前趾下的地基可能因受过大的挤压应力产生塑性变形，从而使地基出现较大的不均匀沉降，导致墙向前倾，e／b继续减小，继续增大，亦形成恶性循环，最终可能导致墙体发生倾倒破坏。这次可能是《建筑规范》在编制说明中认为“现实工程中倾覆稳定破坏的可能性又大于滑动破坏”的主要原因之一。
因《堤防规范》第8.2.9条是用“宜”来要求基础两侧的应力比，是允许稍有选择而不是严格的要求。实际上控制基础最大和最小应力比的目的，在于防止基础两侧产生过大的不均匀沉陷，影响防洪墙的正常功能。《建筑地基基础设计规范》无论是1989版还是2002版除了有较大的抗倾安全系数、要求基础最大应力不大于1.2倍“修正后的基础承载力特征值”外，只要求“承重结构的局部倾斜”不大于0.002(中、低压缩性土)或0.003(高压缩性土)，即以变形控制为准；对没有明确物理意义的最大和最小应力比没有提出要求，是概念此较清晰和比较合理的。
3、结论和建议
安全系数是和一定的计算方法和参数选择方法相适应，三者组成一个缺一不可的、完整的建筑安全评价系统，不同的计算方法和参数取值方法，应相应有不同的安全系数。因现《堤防工程规范》的抗滑和抗倾安全系数明显偏小，在明确规定防洪墙合理计算方法和参数选择方法后，应尽快对其中相互矛盾的条文及其安全系数作合理的调整。因挡土
墙量大面广、实践经验较多；《建筑地基基础设计规范》对挡土墙的安全评价系统，已在1978版的基础上，又经历了1989版和2002版两次修编，相对较接近实际。在《堤防工程设计规范》的安全评价系统未经充分论证和修改完善之前，建议暂以《建筑地基基础设计规范》对挡土墙的安全评价系统为基础进行修正。即：
(1)当滑动面为基础与地基的接触面时，5级堤防的防洪墙的抗滑安全系数，应不小于用同样计算方法和同样参数选择方法的挡土墙的安全系数1.3；对级别较高堤防的防洪墙，抗滑安全系数应以1.3为基础，逐级适当加大。
(2)当滑动面在基础与地基的接触面以下、发生深层滑动时，对5级堤防的防洪墙的深层滑动的安全系数，在正常运用及可能出现机率较高的异常运用条件下，其抗滑安全系数应不小于用同样计算方法和同样参数选择方法的挡土墙的安全系数1.2；对级别较高堤防的防洪墙，抗滑安全系数应以1.2为基础，逐级适当加大。
(3)《堤防工程设计规范》列举的抗倾安全系数不合理地偏小。在未系统修偏之前，建议5级堤防的防洪墙的抗倾安全系数，暂乏为不小于《建筑地基基础设计规范》规定的挡土墙抗倾安全系数1.6；级利较高者逐级适当加大。今后应尽快与有关行业和部门共同研究。分岩基和土基提出不再互相矛盾的各种类型挡土墙和防洪墙的抗倾安全系。
(4)《堤防工程设计规范》第8.2.9条对“土基上的防洪墙基底的压应力最大值和最小值之比的允许值”，提出的虽然是“允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做”的“宜”要求，但这基底的压应力最大值和最小值之比的指标，并不能完整地反映防洪墙基础不均匀沉降的程度；由上表5可见，有时为满足这条要求，不得不加大结构断面，增加抗倾安全系数，而这不一定是保证防洪墙正常工作所必须，必然造成浪费。.根据现代土力学已将基础以应力控制为主改为以变形控制为主的总发展趋势，建议《堤防工程设计规范》取消“土基上的防洪墙基底的压应力最大值和最小值之比的允许值”的要求，改为：
关键词：临时围堰、袋装砂棱体、防水土工膜
1概述
1.1 工作内容
太仓市汽渡码头工程位于长江口南支河段南岸、白茆河闸下游、长江大堤外侧河漫滩地段，包括引堤、防波堤、斜坡道码头和辅助设施等工程。
太海汽渡码头地处长江口区的河漫滩地，受潮汐影响，斜坡道均需在干地条件下进行施工，而该项目的部分或全部工作量均在平均低潮位以下，无法进行侯潮施工。为此必须修建临时施工围堰，利用水泵排水降低水位进行施工。
1.2 水文资料
（1）主体工程设计水位（85国家高程）：极端高水位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，极端低水位-1.65 m。
（2）白茆站潮位（换算为85国家高程）：
白茆站潮位（依据长江委设计院统计资料和白茆站潮位站观测分析数据修正后）为：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）风浪影响：风浪影响为0.2~0.5m。
1.3 地质资料
临时围堰处地基表层为淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土及粉质粘土，其厚度一般为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、围堰方案
经对本工程所在地地质、潮汐水文资料认真分析和多方调查研究，参照SDJ217-87《水利水电工程施工组织设计规范》相关要求，我们提出了《充填砂袋棱体夹防水土工膜临时围堰施工方案》，经专家论证、完善后实施。
2.1围堰施工措施
（1）临时围堰底部采用铺设砂肋软体排的方法进行护底，以使其保持整体性，沉降均匀与原长江滩地结合密实；
（2）根据围堰运行期最大内外水位差，按5倍水头重新选取断面尺寸；
（3）在围堰外侧铺设防水土膜以防堰体渗漏，并用袋装砂镇压，防浪淘涮；
（4）在码头防波堤修建时不仅对临时围堰进行防渗处理，还要对东、西防波堤和斜坡道南端隔堰进行防渗处理，以形成四周封闭的基坑；
（5）基坑排水采用梯级降水法，尽量减小围堰的渗透破坏。
2.2围堰施工标准
（1）围堰顶高H
H=Z+2+3
其中：Z――最位，取3.33m；
2――风浪高度，0.1~0.5m；
3――安全超高，0.5m。
故：H=3.93~4.33m，取4.0m。
（2）围堰顶宽B
按SDJ217-87《水利水电工程施工组织设计范》要求，本工程围堰属4级临时建筑物，堤顶宽度采用3.0m。
2.3围堰结构型式
（1）边坡:围堰内、外边坡均为1:1.5，在+1.5m高程处设平台。围堰迎水面平台宽1.5m，背水面平台宽1.0m。
（2）围堰体:采用袋装砂棱体结构，中间夹防水土工膜。
2.4围堰材料
（1）砂肋软体排所选用材料是230g／m2丙纶机织布＋150g／m2聚酯短纤无纺布复合，砂肋管袋采用130g／m2聚丙烯编织布。
（2）围堰棱体砂袋迎水面压防水膜部分袋体在围堰运行期要承受经常性的风浪淘涮，所以采用强度较高的380g/m2针刺复合布，其他部位采用150g/m2 聚丙烯编织布。
（3）防水土工膜需有较好的防水性，为便于铺设，最好选用质地较软的产品。经对市场调查，我们选用了太仓市璜泾蓬布厂生产的涂塑布。该材料质地柔软、防水效果好、价格便宜、强度和耐久性能够满足要求。
（4）充填用砂取自长江内规定采砂区的粉细纱，粒径d>0.075mm的颗粒超过75％，粘粒(d
2.5防波堤防渗处理
东、西段防波堤起着侧向围堰的作用，为避免防波堤在斜坡道施工期间渗水过多，对防波堤段堤身结构进行调整，类似围堰采用袋装砂棱体夹防水土工膜型式。
棱体砂袋迎水面压防水膜部分袋体采用380g/m2复合布，其他采用设计编织布。
2.6方案的实施
2.6.1施工准备
（1）材料准备：根据围堰断面结构，并考虑施工的方便性确定护底软体排、袋装砂棱体用袋体、防水土工膜的尺寸，然后进行加工制作。
（2）测量放样：采用全站仪进行定位放样，用Φ50钢管直接插入原始泥面标出护底软体排的铺设外边线。此外边线同时可作为上面各层棱体袋施工的控制线，各层边线位置可根据断面图进行计算。
（3）设备准备：主要施工设备包括采砂船、运砂船、定位船、泥浆泵、工作平台（可浮在水面上供施工人员进行工作）等。
2.6.2主要施工程序和方法
（1）程序:采砂船采砂运砂船运砂泥浆泵充砂棱体袋充填、铺设（软体排铺设）袋装砂棱体防水土工膜铺设压膜袋体铺设
（2）施工方法
软体排、棱体袋、防水土工膜及压膜袋体均由人工进行铺设，铺好后由泥浆泵进行充砂。
（3）主要技术要求
软体排、棱体袋、压膜袋体制作时，接缝均采用“包缝”。防水土工膜采用热熔焊法拼接。软体排铺设时块间搭接不小于2m，棱体袋、压膜袋体铺设时块间搭接水下不小于2m、水上不小于1m，充砂时接缝处需人工踩踏密实。棱体袋充填厚度控制在0.4~0.6m，不能过厚，上下层袋体应错缝铺设。防水土工膜搭接不小于2m，铺设时需紧贴棱体袋成阶梯形铺设，不能张拉过紧。
3.6.3基坑排水
基坑来水包括五部分：
（1）围堰合垅后的初期积水、（2）排水过程中围堰四周及基础的渗水、（3）围堰体充填及基坑覆盖层中的含水、（4）斜坡道充填砂来水、（5）施工期雨水。其中，（1）、（4）、（5）部分为一次性来水，（2）、（3）部分为经常性来水。
（一）基坑水位
1、初期水位：按合垅时平均潮位，为1.16m。
2、施工水位：按施工需要，前沿墩台施工水位-2.4m，基坑现有底标高-3.2m，港池墩台前沿防护施工标高-4.6m。
（二）排水量估算
1、基坑初期积水
基坑面积：S=（200+220）*150.35/2=31574m2
各水位情况下积水如下表
2、基坑日渗水量
基坑周长：L=150.9+150.9+220+200=722m
围堰渗透系数：K=3*10-3cm/s（按土工布渗透系数）
地基渗透系数K=5*10-6cm/s，渗透量很小，略去不计。
则，基坑日渗水量如下表
注：上表工作水位低于围堰基础顶面（即地面高，按-1.8m），渗水垂面高按围堰外水位与地面高差计。
（三）排水设备配备
采用90kw柴油发电机，NL150-15型泥浆泵抽水进行围堰运行期内的排水，每台发电机可供3台泥浆泵用电。
（四）截水沟和集水井
围堰内脚设截水沟，深1米，边坡1：1.5，底宽0.8米。围堰四角各设集水井一个，以便抽水，集水井距围堰内脚15米。
3.6.4围堰运行情况
临时围堰工程在主体工程施工期间，围堰运行良好，没有出现大的管涌、渗漏等问题，运行效果良好，达到了预期目标。
4结束语
【关键词】中小河流治理，格宾石笼；防冲计算；施工方案
格宾石笼是一种生态格网结构，近年来被广泛用于交通、水利、市政、园林、水土保持等领域。格宾石笼作为一种新型材料结构，在防止河岸或构造物受水流冲刷中提供更强壮稳定的侵蚀控制防护， 因而在云安县佛洞河治理工程中，被应用于堤脚防护工程中。
1 工程概况
佛洞河位于广东省云浮市云安县高村镇，属西江流域西江水系，流域面积196.72km2，主河道长度39.80km，主河道平均坡降4.13‰。佛洞河小流域地处山区，坡陡流急，且降雨集中，一旦发生强降雨，极容易暴发洪涝灾害。根据佛洞河小流域的主要特点，通过兴建防洪堤、河道清淤等、山塘加固、小型农田水利工程措施等，可以有效地改善当地防洪安全，提高河道排泄洪水能力。
项目的堤防工程位于高村镇佛洞村委所在河段，干流起止断面为（从上游至下游）桩号0+150.0～3+050.0，从佛洞电站引水陂起至下游覃村止，治理河段全长2.9km，左岸堤防长2.7km、右岸堤防长2.9km。
格宾石笼主要应用于堤脚的防冲设计中。
2 基本参数
2.1 工程等级
根据《防洪标准》（GB50201―94），结合本流域山洪破坏性大的特点，本次中小河流治理洪水标准村庄及乡镇防洪标准为20年一遇。根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98），本堤防工程等别为IV等，堤防设计标准为20年一遇。
2.2 水文设计
洪水计算采用广东省水文局2003年《广东省暴雨参数等值线图》及《广东省暴雨径流查算图表使用手册》，并通过综合单位线、推理公式法及经验公式法三种计算方法进行计算。
2.3 流域内水文参数
佛洞河整个流域集雨面积207.77km2，主河道长度35.16km，主河道平均坡降4.13‰；谭翁支流集雨面积16.82km2，河道长度8.78 km，主河道平均坡降11.28‰；黄沙支流集雨面积22.23km2，河道长度14.78 km，主河道平均坡降15.18‰。洪水计算采用广东省水文水资源局水资源科所编的“推理公式法”和“综合单位线”软件。两种方法计算得到的成果相差较小，说明成果较为合理，从工程安全角度考虑，本次采用较大值综合单位线计算的设计洪水成果。佛洞河不同频率设计洪水流量成果见下表1：
3 工程设计
3.1 提防设计
根据河流的流量，结合两岸的地形条件，从安全、经济、美观、环保、尽量少占农田耕地等综合分析比较，选择的堤岸的结构型式为埋石砼重力式断面和复式土堤断面。
3.2 格宾石笼设计
在堤脚的防护设计上，主要考虑格宾石笼。
根据堤防的设计形式，其在堤脚的防护要求也不同：在埋石砼重力式石堤应用中，主要考虑河流对堤脚的冲刷作用；复式土堤除了考虑冲刷问题，还必须兼顾堤脚的稳定问题。
复式土堤临水坡坡比为1：2.0，堤防临水坡坡脚根据削坡点或者河滩地实地高程而定，临水坡护坡顺直段堤脚以下采用格宾石笼防冲。
埋石砼重力式石堤，迎水坡坡率1：0.1，背水坡坡率1：0.4，堤脚挡墙埋深为0.5m，护脚前增加设置4m长网箱石笼防冲。
图1 直斜结合复式断面结构示意图
图2 直墙式断面结构示意图
4 格宾石笼防冲水力计算
4.1 水流平行于岸坡水力计算
河道平直段受水流平行冲刷，在佛洞河（镇安段）治理工程中采用草皮护坡的型式，为使草皮护坡在水流流速较大时不致使被冲刷破坏，应对草皮护坡经行冲刷校核计算，计算方法采用《堤防工程设计规范》（GB50286-98）中D2.2水流平行于岸坡产生的冲刷计
算公式进行校核：=+[]
其中：
―局部冲刷深度（m），从水面算起；
―冲刷处的水深（m），以近似设计水位最大深度代替；
―平均流速（m/s）；
―河床面上允许不冲流速（m/s）；
n―与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=。
水流平行于岸坡断面不冲流速计算成果见下表2：
局部冲坑深度计算结果为5.45，大于水深5.0m，故本工程在堤防迎水坡坡脚设置格宾石笼防冲，格宾石笼埋置深度不小于0.5米，长度4.0米；排除地基较差河段，平顺河道冲刷不致对河岸造成威胁，因此平直河段，冲刷影响不严重。
水流平行于岸坡断面不冲情况下的格宾笼构造见下图3：
图3
4.2 水流斜冲岸坡水力计算
由于河道岸坡受斜冲，使河道水位抬高，岸边产生自上而下的水流淘刷坡脚，危及边坡稳定，造成岸坡坍塌失稳。在弯道凹岸处受水流冲刷较严重，据水面线计算中的有关河宽、流量等资料，本次设计对这种冲刷较严重河段进行验算，计算公式根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）中水流斜冲防护岸冲刷公式（D.2.2-2）。
=
式中：―从河底算起的局部冲深（m）；α―水流流向与岸坡交角（°），取32°；m―防护建筑物迎水边坡系数，取2.0；d―坡脚处土壤计算粒径（cm），取8cm；―水流的局部冲刷流速（m/s），取3.15 m/s。
水流斜冲堤防冲刷计算结果见下表3：
从计算结果看，格宾石笼护脚基础埋深为0.5米，长度为4米，局部堤段斜向冲刷不致对河岸造成威胁；格宾石笼护脚基础埋深为0.5米，因护脚迎水侧墙趾增加设置1米长防
冲网箱石笼，则局部堤段斜向冲刷亦不致对河岸造成威胁。
水流斜冲堤防冲刷情况下的格宾笼构造见下图4：
图4
5 施工方案
5.1 宾格网的制作
格宾网是金属线材编织的角形网制成的网箱，使用的金属线径是根据网目的大小而不同。如果是金属镀层的金属线，则使用线径为2.0mm到4.0mm的金属线，如果是PVC包覆的金属线编织的六角网，则使用外径为3.0mm到4.5mm的PVC（金属）线，外框边缘的线则使用比六角网线粗一号的线。佛洞河地处山区，水流湍急，多变化，格宾网网目宜采用较为紧密的尺寸，网线材质宜使用镀锌铁丝。在实际操作中，采用60mm×80mm的尺寸，使用线径为3.5mm。
5.2 填充材料
填充石笼网的石块大小应不小于石笼网的网孔，否则石块太小容易从石笼网箱中掉出。石块一旦掉出，石笼网箱就会很容易变形坍塌，从而达不到防护效果。
从安全角度以及经济角度考虑，本工程采用在网箱表面添加一层大块石，在内部添加小块石的方法进行材料填充。大块石直径不小于80mm，小块石直径为20～40mm。
5.3 现场施工
格宾石笼施工时应根据堤防的入土深度和轮廓线长度及宽度等设计要求，开挖基槽，并在提防下面铺设好土工布后进行格宾石笼护脚的施工，施工时保证提防的基底土质及其密实度；如遇较差的地基土质时，须进行地基处理，处理后的地基承载力符合设计要求。格宾石笼护脚具体施工工艺如下：
基槽开挖地基处理铺设垫层测量放线铺设格宾网填充石料箱体封盖箱体植被施工
6 结论
云安县佛洞河治理项目在堤防防护方面首次使用格宾网石笼技术，有效地解决了工程防冲、土堤稳定、水生态建设等问题，取得很好效果，体现出了在中小河流治理中工程水利向生态水利的转变方式、方法，迎合了当今人水和谐、自然生态的时代要求。
参考文献：
[1]《堤防工程设计规范》（GB50286-98）.
[2]《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）.
[3]《防洪标准》（GB50201-94）.
[4]《云浮市水务志》（广东省云浮市水务局，2005年11月）.
[5]《广东省暴雨参数等值线图》（广东省水文局，2003年）.
[8]《水利水电工程设计洪水计算手册》1995.
[7]《水力学》（高等教育出版社，2003年）.
关键词：莲花水库 溢洪道设计 结构设计
1.引言
水库工程是十分重要的水利设施，在农田灌溉、生活用水以及防洪抗旱方面发挥着十分重要的作用。在水库工程中，溢洪道的主要作用是宣泄大于水库容纳极限的水量，从而有效保障水库大坝安全，溢洪道设计质量会对整个水库大坝的施工质量以及使用安全造成较大影响。因此，对水库溢洪道水工建筑设计要点进行详细探究具有十分重要的现实意义。
2.溢洪道设计在小型水库建设中的重要性
在水库工程设计施工过程中，溢洪道的布局形式以及选型至关重要，不仅会影响水库工程的建设质量，对工程造价造成较大影响，而且还会对水库工程建设完成并投入运行后的实际运行效果造成较大影响。其中，河岸式溢洪道值得是在水库大坝之外的河岸上所建设的溢洪道。如果水库工程采用拦河坝形式，而在大坝施工中采用土石坝施工结构，则必须建设河岸溢洪道。在很多中小型水库工程实际施工过程中，溢洪道工程建设造价占整个工程造价的26%左右，由此可见，在水库工程设计建设过程中，溢洪道水工建筑的优化设计和施工至关重要。现如今，水利工程建设数量和建设规模逐渐增加，水利工程的复杂性和多变性也越来越强，这就会造成水利工程设计和建设难度增加。在水利工程溢洪道设计过程中，设计人员不仅需要考虑工程建设实际需要、施工环境等因素，而且还应该综合考虑施工技术、施工材料等因素，优化工程设计形式，提高施工便捷性。
3.莲花水库概况
莲花水库属小（一）型规模，IV等工程，主要建筑为4级，次要建筑为5级，承担着其晋城镇6个村29个社0.86万亩耕地的灌溉，可免除西南分干渠对县城构成的洪水威胁，为美化城市发展旅游业创造良好的基础条件。莲花水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水冲沙设施及溢洪道上交通桥组成。其中，溢洪道布置在大坝左侧，为开敞式无闸实用堰，总长159.3米，末端消力池与安汉大道已建泄洪涵洞连接。其中：堰顶长3米、堰宽10.3米，渐变段长40.0米，消力池长22.0米、宽4.0米、深2.4米，陡槽段长123.8米、宽4.0米。经调洪计算，确定溢洪道进口底板高程为338.00m，设计下泄流量为19.0m3/S，校核下泄流量为30.0m3/S。溢洪道边墙采用M7.5浆砌条石衬砌，底板采用C20砼浇筑。消力池边墙内侧及底板均采用C20铪浇筑，其余部分用M7.5浆砌条石衬砌。
4.溢洪道水力计算
溢洪道主要用以渲泄超过水库调蓄能力的洪水，以保证枢纽挡水建筑物的安全；根据枢纽地形、地质情况，结合枢纽整体布置；此溢洪道布置在大坝左侧，为开敝式正槽无闸实用堰。溢洪道由进口引水段、控制堰段、陡槽段和消能防冲段组成；消力池末端与安汉大道已建成的泄洪涵洞连接。
4.1溢洪道泄流能力计算
根据水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252―2000、水利电力部《洪水标准》、水利、能源部《水利水电工程设计洪水计算规范》SL40―93。按P=3.3%洪水设计，P=0.33%洪水校核，洪峰流量分别为47.3m3/s、75.6m3/s，相应下泄流量分别为19.0m3/s、30.0m3/s。
根据调洪计算结果：3 0年一遇设计、300年一遇校核洪水位分别为338.95m和339.40m，堰顶高程338.00m。通过对溢洪道的布置其控制堰段剖面形式采用折线型，堰顶厚度δ=3.0m，堰顶宽度b=10.3m。
4.2陡槽水力计算
根据溢洪道地形条件，为了减少土石方开挖和衬砌工程量，现将溢洪道矩形陡槽分为两段；上段为收缩段，底宽由10.3m收缩到4.0m，长度为40m，陡槽底坡i1=0.063；下段为棱柱体，底宽为4.0m，长度为83.8m，陡槽底坡i2=0.138；下接消力池。
4.3消力池水力计算
根据对溢洪道的地形、地质情况进行综合分析、研究，以及考虑与已建成涵洞的衔接等问题，决定采用底流式衔接消能措施。由溢洪道纵剖面图得知，以下游河床为准的堰高P1=338.0-326.4=11.6m，经计算下游河道水深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《水力学》流速系数表8―3得ω=0.9。
5.溢洪道结构设计
通过对溢洪道的水力计算后，溢洪道各段的过水断面尺寸已经确定；溢洪道陡槽承受高速水流的冲刷，底板衬砌材料采用C20砼现浇，衬厚0.3m；边墙采用重力式挡土墙，其断面尺寸通过结构计算后确定，衬砌材料采用M7.5浆砌条石衬砌。消力池边墙内侧及底板均采用C20钢筋砼浇筑，其余部分采用M7.5浆砌条石衬砌。
5.1边墙结构计算
5.5墙身强度验算
墙身内力以墙底处为最大，该处竖向力V=70.18KN/m，力矩M = 2 0 . 5 9 K N・m /m，剪力Eax=21.07KN/m，可以按《砌体结构设计规范》（GBJ3―88）进行切面强度验算。计算从略。
6.结语
综上所述，溢洪道是枢纽工程中十分重要的建筑物，其主要作用是渲泄超过水库调蓄能力的洪水，以保证枢纽挡水建筑物的安全。本文主要依据国家及部门的有关规范、规定、地形图、《莲花水库枢纽工程地质报告》和水文计算成果进行溢洪道设计，通过对溢洪道进行科学合理的设计，能够为溢洪道施工提供指导，从而保证施工质量。
参考文献：
关键词：场内道路；施工总布置；永久道路；临时道路
在一般情况下，水电站都建设在偏远的山区峡谷地区，地形比较陡峭，地质环境复杂，道路通行条件差；且规模巨大，每个工作平台需要联通；因此，为了方便运输物资、建材、开挖的土石方以及人员交通，均需要修建道路。水电站场内道路应结合地形、地质条件和施工总布置，根据分析计算的运输量和运输强度进行统筹规划和设计。影响其布置和设计的因素比较繁多，且这些因素对场内道路的布置尤为重要，因此，对其进行研究显得尤为必要。
一、水电站的工程规模、工程特点、枢纽布置及施工方法
（1）水电站工程规模的大小，直接影响场内道路的布置。例如，大型的水电站，一般需要布置的料场、渣场等规模大，数量多，物资运输量及人员流动大，因此对道路的要求也较高，要求道路具备等级高、设计速度高、路基较宽、道路线形指标好。此外，其建设期相对长，要求场内道路运行期也较长，因此，永久道路相对较多。
（2）水电站工程具有结构复杂、多功能、涉及范围广、建设周期长等特点，其由许多建筑物组成，每个建筑物都是一个独立的大型的建筑项目，这些项目的规模和结构形式直接影响到场内道路的布置，此外，还要求场内道路路网布置中需要永久道路与临时道路结合，高等级道路与低等级道路共存。
（3）枢纽布置一般分为枢纽布置范围和选定出具体坝址两个阶段。枢纽布置的优劣，不仅对坝址所在区域甚至更广的区域产生重大的影响，更重要的是对场内各个结构物以及联通各个结构物的道路有很大的影响，其与建筑材料、机电设备、施工机械和人员的流动方向有紧密的联系，因此其决定着场内道路路网的布局，也影响着场内道路路网的布置和设计。
二、自然条件
水电站一般建设在高山峡谷、水流落差较大的地区。因此，场内道路作为水电站工程的附属结构，建设条件一般均比较困难。因此，在场内道路的布置和设计工程中，应充分考虑地形、地质、气候及水文等自然条件，对当地的地形地质情况进行详细的测绘和勘察，避开不利的地形地质条件，充分平坦的地形布线，对于地质情况较差不宜布置明线的段落，可采用洞线通过，深沟峡谷采用桥梁跨过。道路工程的建设一般均是在野外露天施工作业的，因此在道路的设计过程中，还要充分考虑其当地气候条件，避开冬季和雨雪天施工。
三、对外交通运输方式
水电站对外交通的主要任务是运输施工设备、钢材、钢筋、水泥、粉煤灰、油料、木材、生活物资以及建设人员的进出场等。目前我国大多数的水电站均建设在西北和西南山区，这些地区由于地形地貌的原因，公路路网还不够发达。因此，场内道路的布置中必须考虑与作为唯一与外界相连接的对外交通顺接，与其形成了一个局部的区域交通路网。
四、料场位置及开采、加工方案
水电站建筑材料的采购和运输极为不便，大多数水电站的场内道路的建筑材料均需要在建设场区内的开采，因此，在道路的布置和设计中，均需要充分结合料场的位置，尽量缩短道路布置位置与建筑材料料场位置。同时，建筑材料的开采和加工过程中，石料的爆破和开采形成的落石，会对道路的施工及运行安全有影响。部分材料的生产还会产生粉尘和噪声对人员产生危害。因此，要求在道路的布置时，考虑与料场保留一定的安全距离，或者也可以将交通量大的干线道路尽量布置在容易产生落石的料场位置的上方；在设计过程中，采取一些工程措施减少或防止料场的开采和加工对道路施工和运营安全的影响。
五、施工总布置规划
施工总布置规划的每个建筑物均需要道路来勾通，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区、大坝、厂房、料场和渣场为道路路线的主要控制点，直接控制着场内干线道路条数、线路走向，直接决定着道路的起终点位置和高程。施工总布置规划中的一些次要建筑物，如临时供水点、油库等，作为场内道路布置的次要控制点，在道路布置时仅需根据沿线的地形地质条件，适当考虑其布置位置，为其预留一定的平台。
六、施工进度
水电站工程施工进度直接影响着场内道路的布置和设计，以及每条道路的性质和使用期。在水电站的施工前期，如筹建期与准备期内，要求进场道路必须通行；在水电站施工前期，边坡和基础开挖产生的土石方，需要运送到弃渣场和料场，因此要求去渣场和料场道路完工；水电站的施工高峰期，场内运输量最大，因此要求场内的干线道路必须通行，也路面保持良好的状态，以保证适应主体施工需要；水电站施工后期，交通量逐渐下降，但机电设备等重大件需要进场，因此要求运输重大件的干线道路保持良好的运行水平，道路路面平整，边坡和路基稳定。
七、运输量及运输设备
场内道路的运输量主要包括主体及临时建筑物的开挖、回填土石方、砂石骨料及混凝土运输、钢筋、钢材及其他施工材料的运输，金属结构及机电设备运输，施工机械及施工队伍进点运输等。水电站场内道路的运输量直接影响着布置道路的数目、每条道路的设计速度。由于输机电设备、施工机械等重大件的80t～300t级拖挂车的存在，导致场内道路的布置需要考虑运输设备的尺寸和载重，考虑采用哪条道路供其通行，研究道路的等级、建筑限界、平纵面技术指标、宽度、路基路面结构，路面型式等。
八、经济、生态环境、社会（风俗）因素
水电工程建因其建设条件的困难及规模的特殊性，一般比普通的公路造价要高，但其造价也不宜过高，因此，在布置和设计中需要充分考虑其经济性，要求道路布置要合理可行，工程量小，设计中尽量采用价格较低的材料和施工方法。
因水电站场内道路的土石方工程量大，防护、桥梁、涵洞和隧道工程较多，因此，在道路布置和设计过程中必须充分考虑生态环境因素，达到可持续发展的要求。如在道路布置过程中，尽量选择地形平缓，地质条件良好的地区，以减少大开大挖，减少土石方工程量；桥梁的布置过程中，进行多方案比选，选择较为经济的跨径的同时，充分考虑对桥下水生生物栖息环境的影响；还尽量避开居住密集区，以减少噪声对附近的居民正常生活的影响；在道路的设计中，增加必要的工程防护措施和绿化措施，以达到保持水土和保护生态环境的效果；隧道的设计中，合理布置洞内通风设备和通风口，以保证洞内空气质量。
场内道路点多线长牵涉面广，要想工程顺利进行，必须在道路布置和设计中充分调查道路所占地的用地性质，以防止出现道路用地与当地其它规划用地发生冲突的情况。同时，还需要注意节约用地，破坏当地可用耕地，引起当地群众的不满情绪。此外，还要充分了解当地居民的民族、生活习俗和，以免在道路施工过程中影响当地居民的生活习俗，既伤害了当地居民的利益，又会造成矛盾，发生当地居民阻挠施工的事件，消除人为干扰道路建设的因素。
结论
综上所述，影响水电站场内道路布置的因素繁多，在场内道路的布置过程中，需要充分考虑这些因素的影响，从而布置和设计出合理可行的场内道路。
参考文献：
[1]水电工程施工组织设计规范DL/T 5379―2007.
[2].谢春生.山区风电场道路设计的影响因素及关键问题.水电与新能源，2014，6
关键词：复合土工膜；水库；防渗
复合土工膜是水库大坝工程中一种新型防渗建筑材料，其具有质量轻、性价比较高、施工便捷、抗老化性强、耐久性好等优点，近二十年来在我国水利工程中得到广泛应用，并取得较好的防渗加固效果和社会经济效益。
1 工程概况
哈日朝鲁水库在赤峰市阿鲁科尔沁旗扎嘎斯台镇境内，坝址位于乌力吉木伦河左侧的一级支流黑木伦河下游，距旗政府天山镇约70km。
哈日朝鲁水库是一座以灌溉为主，兼顾生态、养殖、旅游等综合利用的中型水库。该水库工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。蓄水工程正常运用洪水重现期20年；非常运用洪水重现期100年，地震设防烈度为Ⅵ度[1]。
2 除险加固设计方案的选择
由于当地的气候条件及牲畜的踩踏，坝体风蚀、浪淘严重，受当时建设环境及客观条件限制，坝前库底没有铺盖防渗，施工中未对水库坝基进行防渗处理，坝体夯填不密实，坝后也未做排水体，防渗效果较差，本次除险加固设计为清除剩余坝体，在原址重建水库大坝、新修迎水面坝坡、背水面坝坡以及排水体。即本次除险加固设计水库大坝为细砂均质坝，采用设计坝顶高程？荦305.60m，并保持原坝轴线不变，坝顶轴线长为1650m，最大坝高8.6m，坝顶宽为6.0m，迎水面边坡为1：3.0，采用15cm厚现浇砼的护坡形式，下铺设15cm厚砂砾垫层，下再铺设500g/m2复合土工膜（两布一膜）；下游边坡为1：3，采用30cm碎石护坡形式；上游坝脚采用70cm×100cm的浆砌石护脚。
大坝筑坝土料岩性为细砂，天然含水量12.3%，比重2.65，干密度1.63g/cm3，渗透系数5.3×10-3cm/s，坝体呈中密-密实状态，属中等透水，坝体存在渗漏。除险加固防渗设计方案如下。
第一方案：坝坡上游采用斜墙土工膜（500g/m2两布一膜）[2]，下游设贴坡排水。
第二方案：坝坡上游采用斜墙土工膜（500g/m2两布一膜），坝基布置成垂直铺设复合土工膜（700g/m2两布一膜）[2]，拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m，下游设贴坡排水。
第三方案：坝坡上游采用斜墙土工膜（500g/m2两布一膜），坝基采用0.6m厚的水泥搅拌桩，拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m，下游设贴坡排水。
技术上比较，目前土工膜广泛用于防渗工程，不但用于坝体防渗，而且坝基用此做防渗效果也比较好，从理论到实践都是可行的。
经济上，土工膜工程造价相对较低，第三方案比第二方案在经济上可节约投资120万元，所以本次设计不采取第三方案。
第一方案没有垂直防渗，渗透稳定计算出最大出逸比降0.375>0.35（允许水力比降），渗透出口段不稳定。所以本次设计不采取第一方案。
根据渗流稳定计算结果，本次防渗设计选择第二方案。即坝坡上游采用斜墙土工膜（500g/m2两布一膜），坝基布置成垂直铺设复合土工膜（700g/m2两布一膜），拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m，下游设贴坡排水。
3 复合土工膜的选择
本次设计复合土工膜的选择，按《土工合成材料应用技术规范》GB50290-98的规定，本工程主坝坝体防渗，上游坝坡选用铺设500g/m2二布一膜的复合土工膜（膜厚0.35mm），为保护土工膜设河沙垫层15cm，然后再进行坝坡现浇砼护坡。坝基采用700g/m2二布一膜的复合土工膜防渗，膜厚0.5mm。在主坝迎水面坡脚处，用开槽机开槽、重泥浆护壁，防渗长度1652m，坝基防渗最大处理深度为8m。
3.1 渗透变形判别
根据地勘报告，坝体细砂的不均匀系数小于5，土的渗透变形类型为流土型，土的临界水力比降采用公式Jcr=（Gs-1）（1-n），经计算细砂的临界水力比降为1.01，安全系数取2.0，则细砂层允许水力比降值为0.51，根据当地工程经验，建议坝体细砂允许水力比降值为0.2，坝坡逸出点允许比降为0.35。中砂的不均匀系数小于5，土的渗透变形类型为流土型，土的临界水力比降采用公式Jcr=（Gs-1）（1-n），经计算中砂的临界水力比降为1.02，安全系数取2.0，则中砂层允许水力比降值为0.51，根据当地工程经验，建议坝基中砂允许水力比降值为0.13，逸出点允许比降为0.32。
本次坝体做防渗后计算得平均渗透比降为0.1，小于允许水力比降，说明坝体及坝基内部渗透稳定。坝坡最大出逸比降为0.262
3.2 抗滑稳定计算
本次设计坝体边坡稳定计算采用河海大学力学研究所开发的AUTOBANK V6.1进行计算，计算原理采用有限元理论，模型为有部分截水墙的斜墙土坝有贴坡排水情况的计算。采用碾压式土石坝设计规范，分别考虑了稳定渗流期，施工期，水位降落期三种情况。采用瑞典圆弧法，计算方法采用简化毕肖普法，自动搜索最危险滑裂面，求得最小安全系数。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），水库大坝属3级，抗滑稳定安全系数正常运用条件k允=1.3，非常运用条件Ⅰk允=1.20，由成果知主坝上、下游各个工况的稳定安全系数均在允许范围内，坝体边坡稳定。
4 结束语
通过多方案经济、技术比较，结合本工程的坝体材料与施工条件等实际情况和类似工程的处理经验，设计选定采用复合土工膜处理土坝渗漏的除险加固方案。这对于中小型病险水库的除险加固，具有较大的经济效益和很好的推广使用价值。
参考文献
[1]赤峰市水利规划设计研究院.赤峰市阿鲁科尔沁旗哈日朝鲁水库除险加固工程初步设计报告[R].2012.
关键词：库周道路，三原原则，低等级
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
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
1引言
乐昌峡枢纽水库的正常蓄水位为154.5m高程，比蓄水前的武江天然水位壅高五十多米。故水库蓄水后，水库左、右岸的大部分现有道路将被淹没或受淹没影响。库周沿线为林场，零星分布有村庄、小学、小水电、武警部队驻地、电力与通讯设施等，库区两岸的现有道路是当地群众生活、生产与交通出行的主要陆路通道，另外，库周沿线布置有管埠集中安置点、白鸡滩集中安置点及许多分散的移民安置点，移民安置点的施工设备、建筑材料运输与移民搬迁等也需利用该库周道路。尤其是施工围堰挡水后，10年一遇洪水淹没线以下的库区移民必须提前搬迁。水库蓄水前，为了便于主体工程施工使用，并有利于按期完成移民的搬迁安置工作，减少因淹没道路而需对部分移民进行额外搬迁安置；水库蓄水后，便于两岸居民的交通出行，便于库区客运、木材运输、汛期防洪抢险的交通使用，便于当地的社会经济协调发展，因此对水库蓄水淹没区的库周道路进行新建或垫高恢复并尽早建成交付使用是非常必要与迫切的。
2设计要点
水库蓄水后，左岸的京广旧铁路、大源镇、大源镇至大长滩简易道路大部分路段、从九峰水口附近至坪乐公路的部分机耕路及其它零星分散的机耕路与连接便道将被淹没或受淹没影响，需进行道路恢复；右岸从坪石镇至乐昌市沿武江边的永新路大部分路面高程低于淹没线，也需进行道路恢复。
2.1库周道路建设内容
结合水库蓄水后的淹没外包线，经过前期对原有交通现状的详细勘查，由于沿武江两岸地形陡峭、条件局限，路线基本是沿两岸山坡布置，方案较为单一，路线位置可基本确定下来。
库区左岸：新建库周道路总长26.824km；
库区右岸：新建库周道路总长42.438km。
新建桥梁：左岸大长滩中桥（48m）；右岸年九坑中桥（32m）、洪源中桥（48m）、太坑河中桥（80m）、庙坑河中桥（60m）；连接左右两岸的新秦过江大桥（165m）。
2.2选线原则
新建道路拟定路线时主要考虑以下几条原则：
（1） 应满足库区居民生活、生产及防汛抢险的要求，尽量结合移民安置点布置，有利于道路的布置与衔接；
（2） 充分利用地形、地势；
（3） 选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过，尽量避开软基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段；
（4） 路线总里程较短、地形坡度较平缓、转弯舒顺；
（5） 尽量减少环保方面的不利因素；
（6） 尽量避免大开挖，尽量减少弃渣，避开高边坡等地段，减少水土流失。
2.3设计标准
根据《水利水电工程建设征地移民设计规范》（SL290-2003）及《公路工程技术规范》（JTG B01-2003)，结合日常交通量、行车安全、经济等因素以及当地实际情况，对受淹没影响的库周道路，按原道路标准（为单车道简易道路）进行恢复：
（1） 原路面高于淹没线的路段，仍然保留，并考虑库周道路施工期间的维修养路费用；
（2） 原路面淹没路段，在淹没线以上地带重新布置新建道路，路面结构采用厚20cm的级配碎石垫层与厚20cm的泥结石路面，行车道路面宽3.5m，路基宽4.5m，靠山坡侧增设边沟、另一侧设置柱式C25砼护栏；
（3） 根据现场地形每隔300m左右设置一处错车道，错车道的泥结石路面宽6.0m，路基宽7.0m，错车道长度为30m，并选择有利地点设置回车场。
汽车荷载等级：公路－Ⅱ级。
路基设计洪水频率：参照《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）的规定，库周道路的路基及桥涵设计洪水频率为20年一遇，库区新秦过江大桥设计洪水频率为50年一遇。
2.4线型设计
（1）平面线型：按照路线设计规范，根据平曲线半径与超高值的关系来设置平曲线的超高值。
按公路等级，路面采用第1类加宽标准设置加宽值。
本路线超高缓和段长度与加宽缓和段曲线长度一致。
（2）纵面线型：纵断面拉坡及横断面设计过程中，注意控制土石方的挖填平衡，发现局部路段挖填方过大，则重新调整路线平面、纵断面，力求设计过程中挖填土石方尽可能平衡。
2.5路基边坡设计
路堑挖方边坡：由于沿线山坡地形较陡，大部分坡度陡于1:1，因此新建道路均采用路堑形式。根据地质情况，按岩体风化程度不同来选取相应的边坡值。弱、微风化坚硬岩质边坡采用1:0.3；强风化岩质边坡采用1:0.5，对特殊路段采用挂网锚喷混凝土护坡加固措施。路堑土质边坡一般采用1:0.5，对特殊路段采用挂网土钉喷混凝土护坡加固措施。若边坡地质条件差时，适当放缓至1:1进行开挖。挖方边坡高度大于10m时，采用分级边坡，第一级边坡高度为8m，其余每级均为10m。如果第一级边坡岩性为硬质岩时，第一级边坡高度可为10m～12m。每级之间设一边坡平台，一般边坡平台宽为1m，但边坡高度超过20m时，边坡平台宽为2m。
路堤填方边坡：填方边坡根据路基填料种类、地形等条件而定。低填方路基（≤8m）边坡坡比采用1:1.5。在地面横坡陡于1:5的填方路段，做内倾2%的台阶处理，台阶宽度不小于1m。地面横向坡度较陡路段在路堤下方设置挡墙，其中涵洞则与挡墙结合。
2.6路基防护
（1）路堑挖方边坡防护：
对于路堑挖方高边坡，采用分级边坡防护。根据边坡岩土性质、坡比及坡高情况，对岩质边坡较陡且岩石较破碎的特殊路段，进行挂网锚喷混凝土护坡；对土质边坡的特殊路段，采用挂网土钉喷混凝土防护或砼框格护坡。局部出现黄粘土滑坡段采用M7.5浆砌石挡墙支护。边坡高度超过20m时，边坡平台宽为2m。
（2）路堤填方边坡防护：
对于路堤填方边坡，在正常蓄水位154.5m高程以下边坡坡面采用浆砌石护坡进行防护，154.5m高程以上边坡坡面则采用植草或铺草皮防护。
2.7桥梁设计
库周道路沿线的中桥，按照路线走向结合实际地形布置，桥梁法线尽量与水流方向平行，并且在满足过流前提下使跨度尽量最小，以达到经济的目的。为了尽可能利用标准图集的设计资料，各中桥采用标准化跨径进行设计。为了节省投资，中桥采用预应力砼简支空心板桥与桩柱式墩台的结构型式。按规范要求，桥梁设双车道，全桥宽7.5m =6.5m(桥面净宽)+2×0.5m(护墙宽)，不设人行道，桩基采用嵌岩桩。具体设计为：左岸大长滩中桥为3跨16m、右岸年九坑中桥为2跨16m、洪源中桥为3跨16m、太坑河中桥为3跨16m、庙坑河中桥为3跨20m的预应力砼简支空心板桥。中桥的结构型式安全耐用、施工方便、景观协调。各中桥采用统一的结构型式还能大大提高设计效率。
经过水文、地质、河道断面等多方面综合考虑选定桥址以及多方案论证比较后，确定新秦过江大桥主桥上部结构为三跨现浇预应力混凝土连续刚构桥，全桥跨径组合为45m+65m+45m，加上右岸现浇空心板连接跨10m共长165m(不含桥台搭板长)。在桥台处各设一道仿毛勒式D120型伸缩缝。桥宽8.5m，为单箱单室结构。下部结构主墩采用双肢薄壁墩身，墩高40m，墩身截面采用矩形截面，肢距320cm，单肢墩身纵桥向宽80cm。
桥面布置：桥面设双车道，桥面净宽为6.5m =2×3.0m(行车道宽)+2×0.25m(侧向宽度)。桥梁两边各加1.0m宽的人行道，人行道高出桥面0.48m。桥梁全宽8.5m=6.5m(桥面净宽)+2×1.0m(人行道)，设置双车道。
桥面纵坡和竖曲线指标：纵断面为平坡。
桥面横坡：由桥面铺装形成1.5%双向横坡。
桥面高程：根据通航水位、桥下净空与梁高，并考虑受风浪的影响，中心桥面高程为166.0m。
新秦过江大桥结构外观优美、接缝少、刚度大、变形小、自重小、整体安全性好、抗震能力强、行洪通航条件好、施工占地少、施工方法先进、施工工艺成熟、工期有保证、投资少等优点。
2.8涵洞设计
沿线根据集雨面积与汇流量大小及实际情况设置钢筋混凝土圆管涵、盖板涵或箱涵，涵洞出口尽量高于水库蓄水位以保证涵洞排水顺畅，因此大部分涵洞基础需在回填方上进行施工。要求基础部分采用石渣进行填筑并分层碾压密实至设计高程。涵洞出口至填方坡脚的坡面采用浆砌石进行防护以保证路基的稳定。若设置涵洞的冲沟不是太深，则设置路肩挡土墙与涵洞进行结合防护。
