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水利水电边坡设计规范范文1
【关键词】防洪闸;流速;流量;淹没度
【 abstract 】 this paper FangHongZha saliary flow calculations of the river had analysis that using the locks in the "code for design of different calculation formula in the calculation result has a great influence, the gate to the future in the design of the determination of total banisters can meet the sluice hole of good reference reference value.
【 keywords 】 FangHongZha; Velocity; Flow; Submergence degree
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 引言
涎河位于汾泉河右岸，涎河防洪闸建在入汾泉河河口上游300m处，该闸具有防洪、排涝兼蓄水功能，该闸控制流域面积320.6km2，设计排涝流量198.6 m3/s，闸底板高程27.00 m（平河底），5孔，单宽3.8m；防洪堤堤顶宽度6.0 m，内、外边坡1:3，堤顶高程37.10 m；闸址附近地面高程33.20 m。上游引河底宽25.0m，下游引河底宽28.0m，上、下游引河边坡均为1：2.5。
2 涎河防洪闸规划数据表
主要规划数据详见表1。
表1主要规划数据详见表
3 孔径计算
很明显，孔径是由低水头时期即设计除涝时期控制的。
3.1 采用一般堰流计算公式
对于平底闸，当水闸处于堰流时，《水闸设计规范》（SL265—2001）推荐的公式为：
……….①
式中——过闸流量；
——闸孔总净宽（m）；
——包括行进流速在内的堰上水深（m）；
——重利加速度，可采用9.81（m/s2）；
——堰流淹没系数；
——堰流侧收缩系数；
——堰流淹没系数。
由于 本身与行进流速有关，而行进流速又与过闸流量 有关，故计算时可假定一系列值，利用电脑编程计算，当计算值与假定值的误差为零时，所假设的流量即为实际过闸流量，此时计算中所采用的行进流速与过流量是相对应的。程序略去，输入已知数据：
Q=262.412，B=25，S=28，b0=3.8，m=2.5，K=5，d=0.9，H=5.81，H1=5.66，
则运转结果如下：
(Q－Q1)=0， / H0=0.9631， =0.5941， =0.9569，A0=229.6402，H0=5.8766，v =1.1427，v 1=1.0999。
上列各式中，Q—假设的过水流量， Q1为按公式计算出的流量计算值。B—上引河底宽；S—下引河底宽；b0—闸孔单孔净宽；m—上引河边坡；K—闸孔数；d—闸墩宽；H—堰上水头（即上引河水深）；H1—堰顶下游水深（即下引河水深，即 ）； A0—上引河过水面积； v—上引河水流流速；v1—下引河水流流速；H0—包括行进流速在内的堰上水头。
由此可见，当按此公式计算，所过流量为262.412 m3/s，远远大于设计排涝流量198.6 m3/s。
3.2 采用高淹没度堰流计算公式
对于平底闸，当堰流处于高淹没度（ ）时，《水闸设计规范》又推荐了另一闸孔过流公式：
…………②
式中——淹没堰流的综合流量系数；
，
其余符号意义同前。
由于 本身与行进流速有关，而行进流速又与过闸流量 有关，故计算时仍需假定一系列值 进行试算。利用电脑编程计算，当计算值与假定值的误差为零时，所假设的流量即为实际过闸流量。程序略去，输入已知数据：
Q=202.9248，B=25，S=28，b0=3.8，m=2.5，K=5，H=5.81，H1=5.66，
则运转结果如下：
(Q－Q1)=0，A0=229.6402，v=0.8837，H0=5.8498， / H0=0.9676， =0.9778，v 1=0.8506。
由此可见，当按此公式计算，所过流量为202.9248 m3/s，比设计排涝流量198.6 m3/s仅大了2.2%。
4 结语
按堰流计算平底闸闸孔过流量，通常有以堰上水头为主要因素和以流速水头为主要因素的两个计算公式，即本文中的公式①和公式②。在一般情况下，平底闸闸孔过流量可采用以堰上水头为主要因素的公式（即公式①），但当堰流处于高淹没度时（ ），《水闸设计规范》提出“也可按”公式②计算，而不是“必须按”或“宜按”公式②，而且也没有提出此时就不能按公式①计算。但两个公式所得结果又相差很大，如本例，在相同的闸孔总宽度下，所过流量居然相差29.3%。公式②是以流速水头为主要因素的计算公式，仅能适用于高淹没度时的情况，因该公式中的淹没堰流的综合流量系数 具有计算简便的特点，笔者认为，在高淹没度情况时，按此公式计算比较切合实际，而且概念明确，因此推荐使用。
参考文献
[1]中华人民共和国水利部.水闸设计规范（SL265—2001）.北京：中国水利水电出版社，2001
[2]宋春发，费成效.水闸设计与施工.北京：中国水利水电出版社，2010
水利水电边坡设计规范范文2
关键词：水利水电；导截流；施工
水利水电工程是在河道上修建拦河大坝及枢纽其他永久建筑物。施工导流是水利水电工程施工过程中，将原河道水流通过适当方式导向下游的工程措施。广义上说施工导流工程可概括为采取“导、截、拦、蓄、排”等工程措施，导流建筑物包括临时性挡水建筑物（围堰）和泄水建筑物[1]。在河道上修筑围堰的过程中，截断河道水流而迫使河水改道从已建的导流泄水建筑物或预留通道宣泄至下游，称为截流。截流方式可归纳为戗堤法截流和无戗堤截流两大类：戗堤法截流是向河床抛填石渣及块石或混凝土块体修筑截流戗堤，将河床过水断面逐渐缩小至全部断流；无戗堤截流包括定向爆破法截流、浮运格箱沉放法截流、水力冲填法截流、下闸法截流等。
1、工程概况
该电站采用低闸坝河床式长尾水渠开发方式，由闸坝和左、右岸防洪堤作为副坝形成水库。坝体坐落在软基上，围堰及基础采用悬挂式防渗墙，主体建筑物为Ⅲ级，相应导流建筑物级别为Ⅴ级，相应设计洪水标准为10～5年一遇洪水，导流设计洪水标准为10年一遇。
2、施工导流
2.1 导流标准
根据招标文件和5水利水电施工组织设计规范6（SDJ338-89）规定，本工程的导流标准为：上游围堰采用20年一遇洪水标准设计，相应最大洪峰流量6810 m3/s，相应水位412.10 m；下游围堰采用20年一遇洪水标准设计，相应最大洪峰流量6810 m3/s，相应水位379.40 m；工程大江截流选择在1月中旬，5年一遇的旬平均流量为188 m3/s，上游围堰轴线处相应水位371.81 m，下游围堰轴线处相应水位367.03 m[2]。
2.2 导流方式及导流洞断面型式
2.2.1 导流方式
水电站坝址处河道地形为“V”形河谷，无天然滩地、台地可以利用，不具备河床分期导流或明渠导流条件，两岸岩石主要为凝灰岩、火山角砾岩、安山岩等，具备成洞条件。因此，河床截流采用一次性上、下游土石围堰断流，导流洞分期导流方式，即一期由左、右岸导流洞共同导流；二期由左岸导流洞导流。确保主坝工程在上下游围堰的防护下进行施工。
2.2.2 导流洞断面型式
左、右导流隧洞断面型式及尺寸见图1、图2。
2.3 围堰设计和施工布置
2.3.1 上游围堰布置与结构
根据主体工程布置及施工需要，选择上游围堰布置在坝轴线上游约140 m处。围堰堰顶长228.1m，当河床过水流量为6810 m3/s时，相应水位412.10 m，选定堰顶高程414.00 m（二期实际填筑为415.10 m），堰顶宽10 m。围堰为土石混合结构，迎水面为块石护坡和填石钢筋笼护脚，堰体中部为土石混合料，围堰基础和堰体下部砂砾石层（高程373.00m以下），采用高喷防渗墙防渗，围堰上部（高程373.00 m以上）采用复合土工膜防渗[3]。
2.3.2 截流戗堤设计
截流戗堤为围堰堰体组成部分，截流戗堤布置在上游围堰轴线的上游侧。截流戗堤设计断面为梯形，上、下游边坡和堤头边坡均为1：1.5，堤顶高程373.0 m，堤顶宽20.0 m，可满足4～5辆15～20 t自卸汽车同时抛投的要求。截流戗堤结构为开挖石碴填筑，总填量约为2.77万m3。
3、水利水电施工截流技术方法
3.1截流材料
截流材料主要为填筑料、粘土闭气料、大块石。戗堤填筑料主要采用临时堆存的大坝开挖料，料场补足；粘土闭气料主要采用料场覆盖层开挖料；大块石从左、右岸石方爆破料中选取，满足截流抛投材料的需要。大坝开挖的填筑料临时堆存在大坝下游处，同时为提高上料强度，预备8月中旬开挖料5000 m3，满足戗堤填筑强度的需要。粘土闭气料利用覆盖层开挖料直接上料填筑；选取的大块石临时堆存在左岸戗堤施工平台上，便于抛投，块石大约堆存500 m3。戗堤进占按8月多年月平均流量3.19 m3/s设计，预进占区分布于左岸，戗堤预进占长度35m，5m宽龙口最大平均流速5m/s，结合戗堤左岸端部开挖，形成一个较大的回车场，道路采用小石和中石以及普通石渣，对外交通道路在截流前加高至463.3m高程，满足戗堤合拢过程中的施工需要，保证交通顺畅[4]。
3.2截流工艺
3.2.1爆破截流施工。如果坝址处于峡谷地区，而且岩石坚硬，交通不便，岸坡陡峻，缺乏运输设备时，可利用定向爆破截流。为了在合龙关键时刻，瞬间抛入龙口大量材料封闭龙口，除了用定向爆破岩石外，还可在河床上预先浇筑巨大的混凝土块体合龙时将其支撑体用爆破法炸断，使块体落入水中，将龙口封闭。但是应当指出，采用爆破截流，虽然可以利用瞬时的巨大抛投强度截断水流，但因瞬间抛投强度很大，材料入水时会产生很大的挤压波，巨大的波浪可能使已修好的戗堤遭到破坏，并会造成下游河道瞬时断流。除此外，定向爆破岩石时，还需校核个别飞石距离，空气冲击波和地震的安全影响距离[5]。
3.2.2下闸截流施工方法。人工泄水道的截流，常在泄水道中预先修建闸墩，最后采用下闸截流.天然河道中，有条件时也可设截流闸，最后下闸截流，三门峡鬼门河泄流道就曾采用这种方式，下闸时最大落差达7.08m，历时30余小时；神门岛泄水道也曾考虑下闸截流，但闸墩在汛期被冲倒，后来改为管柱拦石栅截流。
3.2.3投抛块料截流施工方法。投抛块料截流是目前国内外最常用的截流方法，适用于各种情况，特别适用于大流量、大落差的河道上的截流。该法是在龙口投抛石块或人工块体（混凝土方块、混凝土四面体、铅丝笼、竹笼、柳石枕、串石等）堵截水流，迫使河水经导流建筑物下泄。采用投抛块料截流，按不同的投抛合龙方法，截流可分为平堵、立堵、混合堵三种方法[7]。先在龙口建造浮桥或栈桥，由自卸汽车或其他运输工具运来块料，沿龙口前沿投抛，先下小料，随着流速增加，逐渐投抛大块料，使堆筑戗堤均匀地在水下上升，直至高出水面。一般说来，平堵比立堵法的单宽流量为小，最大流速也小，水流条件较好，可以减小对龙口基床的冲刷。所以特别适用于易冲刷的地基上截流。
结论
综合上述，由于对水利工程施工的影响因素很多，再加上我国水利工程施工情况与条件过于复杂，其具体的施工难度相对较大，对导截流技术的有效控制直接影响着工程建设的质量与进度。由此而知，导截流工程是整个水利枢纽施工的关键，截流工程的难易程度取决于河道流量、泄水条件；龙口的落差、流速、地形地质条件；材料供应情况及施工方法、施工设备等因素。因此事先必须经过充分的分析研究，采取适当措施，才能保证截流施工中顺利完成导截流任务。
参考文献：
[1]吴阿淳，谢小平. 水利水电工程施工中导截流技术分析[J]. 科技与企业，2013，19：216.
[2]郭宏. 浅谈水利施工技术的发展及现状[J]. 河南科技，2013，11：35-36.
[3]孙东坡，王丽莎. 下游水电站运用方式对施工导截流影响的研究[J]. 中国农村水利水电，2012，10：133-135.
水利水电边坡设计规范范文3
关键词：大坝、大坝稳定分析、大坝渗流分析
中图分类号：TV文献标识码： A
1.工程概况
水库位于距离商城县城北部约29km的鄢岗镇境内，坝址处在淮河水系白露河支沟上，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（2）型水库。水库下游保护区内有0.18万人、400亩农田，水库的地理位置重要。水库一旦失事，将对下游造成较大损失。
2.大坝工程地质评价
现大坝顶宽3m，坝高约3.92m。
第①层坝体填土由重粉质壤土压实成，褐黄、黄褐色，硬塑状，土质不均一，含少量中、轻粉质壤土，偶见砾石。天然干密度ρd范围值1.39～1.47g/cm3，平均值1.43g/cm3。根据现场注水试验成果，坝体填土渗透系数范围值为5.2×10～5～1.3×10～4cm/s。
因此，坝体填土压实不均，质量一般，不满足防渗要求，存在渗漏稳定问题，建议对坝体进行防渗加固处理，对上下游坝坡进行整修。
3.坝基工程地质评价
坝基为主要为第四系重粉质壤土和第三系泥岩。
第②层重粉质壤土天然干密度ρd范围值1.46～1.67g/cm3，平均值1.58g/cm3。根据室内试验和现场注水试验成果，第②层重粉质壤土渗透系数范围值为1.5×10～5～5.3×10～5cm/s；第③层重粉质壤土天然干密度ρd范围值1.52～1.61g/cm3，平均值1.55g/cm3。根据室内试验和现场注水试验成果，第③层重粉质壤土渗透系数范围值为1.4×10～5～6.5×10～5cm/s。
故坝基不存在渗漏问题。但水库处于高水位运行时存在散渗问题。
4.大坝渗流计算
大坝渗流采用有限元法计算；计算断面选取大坝主河槽段最大坝高断面（桩号0+080）。
1.计算原理及基本参数
a）计算原理
采用有限元分析法求解渗流场。稳定渗流方程为：
（公式4-1）
式中：k――土的渗透系数；
Ф――势函数，Ф=（P/γW）+γ
γw――水的容重；
P――水压力。
渗流稳定按有限深透水地基上的均质土坝计算。
b）计算工况
由于现状淤积严重，死水位低于淤积高程， 1/3坝高水位与兴利水位基本持平，根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）[1]，坝体渗流计算工况为：
（1）兴利水位；
（2）校核水位；
c）计算参数
不同岩层渗透系数如下：
坝体填土：k=1.4×10-4cm/s
重粉质壤土：k= 5.3×10-5cm/s
2.计算结果
按照《碾压土石坝设计规范》（SL274-2001）[2]规定，允许渗透坡降：
[J]=(Gs-1)(1-n)/K （公式4-2）
式中:Gs―表层土的土粒比重；
n―表层土的孔隙率；
K―安全系数，取1.5~2，此次取1.5。
坝体填土：
Gs=2.71 e=0.954 n= e/(1+e)=0.488
[J]=(2.71-1)(1-0.488)/1.5=0.584
其它土层允许渗透比降见表6. 4-1。
各工况下，大坝现状渗流计算结果汇总于表4-1中，
表4-1 大坝下游现状渗透计算成果表（0+080）
由计算成果可以看出，坝体渗透坡降满足规范要求。
5.大坝稳定计算
5.1大坝坝坡稳定复核
a)断面选取
根据坝高、坝体结构和地基情况，选取主河槽处最大坝高断面计算（桩号0+080）。
b) 筑坝土料物理力学性质
根据《商城县某水库除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察报告》，大坝稳定分析采用的物理力学指标如表5.1-1。
表5.1-1坝工计算土体参数
c)稳定计算方法
依据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96），坝坡稳定采用瑞典圆弧法。
d) 边坡稳定计算工况
由于现状淤积严重，死水位低于淤积高程， 1/3坝高与兴利水位基本持平；现状校核水位高于现状坝顶高程，稳定分析计算工况分为以下几种：
1）上游坝坡正常工况
①稳定渗流期（兴利水位,下游无水）；
2）下游坝坡正常工况
①稳定渗流期（兴利,下游无水）；
e) 现状坝坡稳定计算成果分析
计算成果列于表5.1-2
表5.1-2 大坝现状稳定安全系数计算成果表（桩号0+080）
从表5.1-2中可以看出，在各种特征水位运行工况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求，下游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求。
5.2加固后大坝坝坡稳定计算
一、坝坡稳定计算
计算参数及方法同加固前。
边坡稳定分析计算工况分为以下几种：
1）上游坝坡正常工况
1.稳定渗流期（兴利水位,下游无水）；
2.不稳定渗流期（校核水位突降至兴利水位,下游无水）；
2）下游坝坡正常工况
1.稳定渗流期（兴利,下游无水）；
2.稳定渗流期（校核,下游无水）；
e) 加固后坝坡稳定计算成果分析
表5.2-1 大坝加固后稳定安全系数计算成果表（桩号0+080）
从表5.2-1可以看出，在各种特征水位运行工况下，大坝上下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。
6.结束语
根据水库大坝的稳定分析可知,为保证大坝稳定,对坝体、坝基础进行灌浆处理[3],可以有效地降低大坝中的浸润线,为保证上游护坡稳定，采用清理上游坝脚淤泥，护坡齿墙基础深入重粉质壤土内，采用现浇混凝土板进行护砌，为了保护下游坝坡采用清除下游坝坡表层杂草、灌木，规整后坡比为1：2.5；下游坝坡草皮护坡；下游坝坡增设C20混凝土踏步及排水沟；新建贴坡排水，坡脚设导渗沟。
参考文献
[1]《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）
水利水电边坡设计规范范文4
关键词：高土石坝；心墙类型；坝坡稳定；安全系数；
引言
糯扎渡心墙土石坝是我国第一批建造的超高200m的土石坝[1]，当时尚无修建200m级以上的心墙土石坝的成熟技术和经验，国外可借鉴的是经验也很少，糯扎渡200m级以上心墙土石坝属于特殊、重要的的土石坝，其设计不能简单的套用现行设计规范，必须进行专门的研究，建立相应的设计准则及安全评价系统。从已建200m级高土石坝的建设经验来看，大坝的安全运行主要取决于坝坡的抗滑稳定、筑坝材料的渗透稳定，以及坝体变形稳定，而其中土石坝坝坡及坝体在设计及运行期的稳定性则是设计中最为关键的因素。坝体的抗滑稳定与坝体的应力状态和应力水平密切相关，在一定的外力水平条件下心墙的类型是影响坝体应力状态的主要因素。
世界上已建的坝高在200m以上的心墙土石坝中，有4座采用直心墙，其余7座均采用斜心墙的形式，本文以糯扎渡土石坝为依托，对心墙土石坝的直心墙和斜心墙两种心墙形式对坝坡稳定的影响进行比较研究。
一、工程基本资料
糯扎渡水电站[2]是澜沧江中下游河段梯级规划的第五级，枢纽位于云南省普洱市翠云区和澜沧县境内，糯扎渡水电站工程主要以发电为主，兼有下游城市、农田防洪及改善航道的综合利用任务。糯扎渡坝址区河道总体比较顺直，两岸谷坡较陡，河谷断面呈不对称的V形。岩体结构多为碎裂、镶嵌碎裂和散体结构，在心墙部位坝基岩体质量以IVa和IVb类为主。
坝体为砾质土直心墙坝，心墙两侧为反滤层，反滤层以外为堆石体坝壳。坝顶宽为18m，心墙基础建基面高程560m，最大坝高261.5m，上游坝坡坡度1：1.9，下游坝坡坡度为1：1.8，坝体典型剖面如图1所示。
图1 糯扎渡坝体典型剖面图
二、计算参数
土石坝堆石料的抗剪强度指标具有明显的非线性特点，一般来说上覆土体每增加50cm，其内摩擦角减少8°～10°。因此对堆石材料使用非线性强度指标进行坝坡稳定分析，已成为坝工界的共识。水利部颁发的“碾压式土石坝设计规范”规定对堆石料进行非线性强度稳定分析。糯扎渡心墙坝坝料参数确定过程中收集了国内外37个重要水利工程坝体硬岩和软岩堆石料的三轴固结排水实验资料，并用矩法和线性回归方法统计了堆石料抗剪强度线性指标邓肯非线性对数指标与德迈洛非线性指标的参数，得到了水利工程大坝堆石抗剪强度指标的一般分布规律，其中统计得到的硬岩堆石料的邓肯非线性抗剪强度指标结果如表1所示。
表1坝料物理性质指标计算参数
坝料 干密度（g/cm3） 比重 渗透系数（cm/s） 孔隙率（%） φ0（°） Δφ（°）
I区堆石料 2.00 2.63 5×100 24 53.12 11.26
II区堆石料 2.11 2.70 8×10-2 22 50.91 10.32
掺砾土料 1.90 2.68 2×10-6 37.91 10.34
细堆石过渡料 2.04 2.61 2×10-1 22 52.00 7.8
I区反滤层 1.94 2.61 2×10-3 51.35 8.7
II区反滤层 1.89 2.61 4×10-1 52.60 10.16
本文采用STAB程序分别对糯扎渡大坝直心墙土石坝和斜心墙土石坝的最大坝剖面进行各种工况坝坡稳定安全系数进行了计算，各种工况下安全系数均应满足现行规范相应的要求。正常蓄水期安全系数大于1.5，竣工期和库水位骤降时大于1.3，地震时安全系数大于1.2。计算方法为毕肖普法。
三、计算结果
3.1坝坡稳定
在考虑坝坡稳定分析时分为7个工况条件进行计算，计算工况和计算成果见表3。
表3 糯扎渡不同心墙类型稳定分析最小安全系数计算结果表
运行工况 计算工况 安全系数
编号 工 况 说 明 直心墙 斜心墙
正常 ① 稳定渗流期下游坝坡，上下游正常水位 1.675 1.699
② 稳定渗流期上游坝坡，最不利库水位 1.997 1.884
非常Ⅰ ③ 竣工期上游坝坡，上、下游无水作用 2.073 1.970
④ 竣工期下游坝坡，上、下游无水作用 1.869 1.859
⑤ 库水位由正常水位骤降至死水位的上游坝坡 1.800 1.691
非常Ⅱ ⑥ 工况①遭遇0.283g地震 1.423 1.456
⑦ 工况②遭遇0.283g地震，最不利库水位 1.589 1.512
计算成果表明，无论直心墙土石坝还是斜心墙土石坝，计算最小安全系数均大于允许安全系数，表明坝体是稳定安全的。坝坡稳定并不是影响高土石坝修建的决定性因素，现行土石坝设计规范对坝坡抗滑稳定的规定可以用来指导设计超过200m的高土石坝坝坡稳定。
3.2坝坡最危险滑弧
直心墙方案在蓄水后稳定渗流期[4-5]，上下游正常水位情况下的安全系数为1.675，其破坏形式也是上游堆石体主动破坏与下游边坡滑动的复合破坏形式，但而上游主动破坏区范围较大且明显，直心墙方案最危险滑块位置涵盖上游坝坡2/3部位。
斜心墙方案水位骤降至库底时的安全系数为1.691，滑裂面大部分出现在上游边坡的软岩料区。在坝体的上下游均有滑裂面出现，这表明此时上下游坝坡的安全系数大致相等，也即上游坝坡的安全系数相对有所减少，下游坝坡安全系数两者相差很小。
稳定渗流期上游坝坡最不利水位时直心墙方案安全系数1.997，斜心墙方案安全系数为1.844，再此工况施加地震时，最不利滑面依旧为圆滑裂面，在进行土石坝坝坡加固或者设计时坝顶位置加固是影响坝坡稳定的关键。
四、 结论
4.1现行土石坝设计规范可以对超过200m级土石坝坝坡稳定进行指导设计，正常蓄水期安全系数大于1.5，竣工期和库水位骤降时大于1.3，地震时安全系数大于1.2，糯扎渡土石坝符合土石坝设计规范规定，坝坡稳定不是影响高土石坝修建的决定性因素。
4.2所有斜心墙方案下游坝坡危险滑裂面位置较直心墙方案距坝顶稍近，由于作用在斜心墙上向下的渗透力分量较大，增加了心墙下游侧的应力从而提高了其抗剪强度所致。稳定渗流期上游坝坡最不利水位时危险滑裂面与施加地震后坝坡危险滑裂面位置一致。在进行土石坝坝坡加固或者设计时坝顶位置加固是影响坝坡稳定的关键。
参考文献
[1]张宗亮. 糯扎渡水电站工程特点及关键技术研究[J]. 水力发电， 2005， 31（5）： 4-7.
[2]张宗亮， 袁友仁， 冯业林. 糯扎渡水电站高心墙土石坝关键技术研究[J]. 水力发电，2007，32（11）： 5-8.
[3]陈祖煜. 土质边坡稳定分析 原理・ 方法・ 程序[M].北京.中国水利水电出版社， 2003.
水利水电边坡设计规范范文5
关键词：水库；除险加固；设计；
1工程简介
某水库枢纽位于月河右岸一级支流某下游。水库枢纽距五里镇约5km，有简易公路通到右坝肩山梁上。
水库枢纽工程由大坝、放水设施、左岸溢洪道等主要建筑物组成。水库坝体为粘土均质坝，最大坝高17.56m，坝顶长152.545m，坝顶宽4.6m，坝顶高程500.0m（相对高程）。坝址以上控制流域面积3.6km2，总库容20.4万m3，河道长5.0km，河道平均比降95.44%。某水库是一座以供水，灌溉为主，并兼有养殖等综合效益的V等小（2）型工程【1】。
水库工程于1954年2月由群众自建，为万方大堰，于1958年加坝升级为水库，投入使用。由于当时水库设计不规范，施工方法简陋落后，加之水库运行后主要建筑物老化失修，水库多年来一直带病运行，效益不能发挥。2007年4月市防汛办、区防汛办组织有关专家对某水库进行了安全鉴定，鉴定结论是：某水库大坝属三类坝，建议尽快进行除险加固处理【2】。
1. 1现场检查存在的问题
本次设计根据水库除险加固工程设计导则要求。通过检查大坝、溢洪道及放水设施等主要建筑物存在的安全问题，结论如下：
大坝部分
①坝顶：
坝顶为自然土路面，降雨不能通行，对大坝维修及汛期防汛不利。
②上游坝坡：
上游坝坡没进行护面处理，坝坡面不规整，冲刷侵蚀严重。
③下游坝坡：
背水面右侧有较大面积的土体产生了变形、塌陷和滑动，结合钻孔资料，土体最深滑移面达4m。下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求；且坝面杂草、树木从生，无坝面排水系统。
（1） 溢洪道评价：
溢洪道设计虽满足泄洪能力需要。但现状溢洪道折线堰为宽1.2m，高4.6m的浆砌石结构，堰体砌石部分裂缝、脱浆，漏水严重，堰后侧槽底板衬砌厚度不够，现状冲刷破坏严重，已形成深0.5m冲坑。
（2） 引水设施部分：
引水设施虽经2003年处理，但在2007年7月因柴头堵塞，无法正常放水。
（3） 其它设施：
①水库无水位尺，无雨量观测设施；
②大坝无渗漏、位移变形等观测设施；
③大坝无管理房及抗洪设施；
1.2除险加固的必要性
水库运行50多年以来，为工程所在的附近村庄的农业和农村经济发展发挥了巨大的作用。
1958年3月完工，1965年因漏水，坝体滑动后进行整修，1977年7月因上游堰塘跨坝，导致某水库漫坝，坝体形成深槽，淹没下游刘家营村，冲毁大量房物及农田，后回填坍塌坝体，F复水库部分功能，施工时均为人工填筑，也未对坝体加宽，安全难以保障，且不能发挥正常效益。
针对工程现状存在的安全隐患和缺陷，按照现行标准和规范采取工程措施，消除工程安全隐患和缺陷，改善运行条件，以确保工程安全有效运行。
2 大坝加固工程设计
2.1大坝稳定渗流复核计算
本次设计是根据现行规范要求对大坝现状渗流进行复核，根据复核结果，进一步弄清楚坝体存在的问题，为加固方案的拟定奠定基础，提出相应的工程加固措施。
（1）设计计算工况
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）中关于渗流计算的相关要求，渗流计算两种工况如下【3】：
工况①：上游校核洪水位以及对应下游水位；
工况②：上游正常蓄水位以及对应下游水位；
（2）计算边界条件
根据规范和坝体实际情况，坝坡渗流计算断面选定坝体实测最大断面，土层分界根据地勘资料确定。
①最大坝高17.56m，坝轴线152.545m；
②坝顶宽度4.6m；
③上游坡比1：2.0、下游坡比1：1.8；
④校核洪水位时，上游水位498.98m，对应下游水位483.96m
⑤正常蓄水位时，上游水位497.20m，对应下游水位483.96m
⑥下游排水棱体顶宽1.5m，外坡1：0.3，内坡1：1.5；
（3）设计参数选择
采用安康市汉滨水利水电水保生态勘测设计院（2008年）编制的《汉滨区某水库工程大坝安全论证总报告》中土层的相关参数。
（4）计算结果分析
不同工况下的渗流量
经过计算，工况①和工况②渗流量计算结果见表1。
表1： 水库渗流计算结果表
设计
工况
上游水位
（m）
下游水位
（m）
单宽渗流量
（m3/d-m）
水力
坡降
总渗流量
（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
对于工况①，即当洪水达到校核水位498.98m时，坝体渗流总单宽流量为0.12（m3/d-s），坝轴线总长152.545m，即坝体渗流总量18.85m3/d。
对于工况②，即当洪水达到正常蓄水水位497.20m时，坝体渗流总单宽流量为0.09（m3/d-s），坝轴线总长157m，即坝体渗流总量13.51m3/d。
因此，根据上述计算结果，坝体渗流量不严重。
（6）稳定计算
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）的规定，坝坡抗滑稳定计算采用刚体极限平衡法，分别利用瑞典圆弧法和简化毕肖普法进行分析计算。
2.2大坝稳定复核计算
坝坡稳定复核计算采用中国水利水电科学研究院的《土质边坡稳定分析程序》STAB95进行计算。
（1）基本参数取值
坝体土物理力学指标根据安全鉴定阶段地质资料和初步设计阶段坝体钻孔注水、压水试验、室内原状样试验的成果，在分析整理的基础上，对土工试验物理力学指标按规范所要求的方法进行统计分析。
（2）断面选择
根据坝址地形地质图，选择大坝在沟道中心的最大剖面为坝坡稳定最不利断面，只要此断面满足稳定分析的安全要求，则整个坝体均可满足安全要求。
（3）浸润线
浸润线由地质勘察实测，并结合现场实际出逸点情况绘制，同时利用地质勘察所取得的渗透计算资料反推浸润线加以复核验证，以正确反映大坝现状的渗流情况。
（4）计算工况
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）的规定，结合水库的实际情况，选定下游坝坡稳定分析计算工况为正常情况，正常蓄水位497.2m，稳定渗流。
3 结语
除险加固主体工程完成后，消除了水库的安全隐患，收到了社会效益、生态效益、经济效益等多重效益。首先体现在社会效益上，工程的竣工消除了水库的安全隐患，下游人民群众生命财产安全得到保证，灌区农业稳产高产也得到保证，社会效益巨大。其次，今后防汛不抢险，合理开发利用水库对发电与灌溉都会带来经济效益。第三，各渗漏点再无渗流出现，湿润现象也完全消失。水坝各部分正常运行，放水难的问题得到解决。整个水库枢纽焕然一新，其正常运行充分发挥了工程效益，使工程永续利用，效益可持续发展。
参考文献：
[1]中国电力工业部. 《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）；
水利水电边坡设计规范范文6
关键词：溢洪道；控制段；泄槽
某水库座落于赣江支流，该水库是一座以供水、灌溉为主，兼顾防洪、发电等综合效益的中型水库。水库大坝为土石坝[1]，采用岸边溢洪道溢流，溢洪道布置于右岸坝端，为开挖式岸边溢洪道，由进水渠、控制段、陡槽段及消能段组成，引水渠为底宽20.0m的梯形渠道，边坡1：1，通过12m长渐变段与控制段衔接；控制段长19.0m，为两孔，每孔净宽9.0m，控制段采用整体式结构，左右边墙顶宽均为2.0m，中墩宽2.0m，溢流堰采用WES实用堰；陡槽段纵向坡度为1：3.98～1：3.33，陡槽尾部接挑流消能，挑流鼻坎高程为281.45m，挑角27.50°，将水流消能后挑射至下游河床。
1 溢洪道孔口尺寸选择
根据地形、地质条件，岸边溢洪道布置于右岸坝端，为开挖式岸边溢洪道，由进水渠、控制段、陡槽段及消能段组成，水库校核洪水位（P=0.1%）相应下泄流量为941m3/s、设计洪水位（P=2%）相应下泄流量为579m3/s，根据水文洪水调节计算及溢洪道泄流能力要求，对溢洪道布置选取了方案一：2×7.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程335.0m和方案二：2×9.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程334.0m两个方案进行比选。
1.1 方案一：2×7.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程335.0m
通过溢洪道过流能力及调洪计算，该方案校核洪水位（P=0.1%）为344.24m、设计洪水位（P=2%）为341.85m，设计坝顶高程为344.30m。
1.2 方案二：2×9.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程334.0m
通过溢洪道过流能力及调洪计算，该方案校核洪水位（P=0.1%）为342.21、设计洪水位（P=2%）为341.84m，设计坝顶高程为342.70m。
1.3 溢洪道方案选择
方案一溢洪道堰顶高程较高，相应控制段底板高程高，泄流净宽小，根据右岸山体地形地质条件布置溢洪道，右岸山体开挖量小，但坝体较高，堆石量相对较大；方案二溢洪道堰顶高程低，相应控制段底板高程低，泄流净宽大，根据溢洪道布置，右岸山体开挖量大，但坝体堆石量相对较小。因此，本阶段主要从工程量、泄流条件等方面进行综合比选。两方案比选详见表1。
通过比选可知，方案一比方案二工程投资大157万元，两方案工程投资相差不大，考虑到工程所处区域为山区性洪水，设计洪水位至校核洪水位之间历时较短，当溢流孔口为2×7m时，坝顶高程由校核洪水位控制，当溢流孔口为2×9m时，坝顶高程由设计洪水位控制，因此，从工程运行、安全泄洪及经济上综合分析，推荐溢洪道采用大泄量、低堰顶的方案二，即2×9.0m（孔数×单孔宽）、堰顶高程334.0m方案。该方案布置详见图1。
2 泄槽水面线计算
通过经验公式计算，求得弯道外侧水面与中心线水面的高差为5.95m。
泄槽弯道急流段外侧横向水位差根据小扰动冲击波理论及经验公式计算，取其大值为9.0m，因此，泄槽弯道段墙高应不小于11.76m，最终弯道段外侧墙高取12.0m。
3 泄槽底板抗浮计算
3.1 计算公式
3.2 泄槽底板抗浮稳定计算
（1）计算断面溢0+099.622～0+109.622，先按照工况条件为校核洪水不加锚杆，闸孔B=20m，总泄量941m3/s，上游342.21m时进行计算：Kf=2.32>[Kf]=1.2 满足要求。
（2）计算断面溢0+169.622～0+179.622，先按照工况条件为校核洪水不加锚杆，闸孔B=20m，总泄量941m3/s，上游342.21m时进行计算：Kf=0.72
因此，该段泄槽底板需要增设锚杆，锚杆采用φ22钢筋，间距3m，入岩深4.5m。采取锚固措施时，Kf=1.55>[Kf]=1.2，满足要求。
4 结束语
溢洪道[2]是水库中的泄水建筑物，用以宣泄规划库容所不能容纳的红石，防止洪水满溢坝顶，因此溢洪道设计关系到整个水库枢纽工程的安全。
控制段[3]是水库下泄洪水的口门，是控制溢洪道泄流能力的关键部位，因此必须合理选择溢流堰段的形式和尺寸，本文通过对溢洪道孔口尺寸进行比选，在满足泄洪要求的前提下，选择合适的结构尺寸。泄槽的主要作用是将过堰洪水安全的泄向下游河道，通过对泄槽水面线进行计算，选择合适的边墙高度，满足泄流的要求；并通过对泄槽底板的稳定计算，合理选择泄槽基础锚筋的处理范围。
通过解决溢洪道以上几方面的问题，保证了该水库溢洪道设计的安全、合理。
参考文献
[1]水利部水利水电规划设计总院.水工设计手册（第2版）第6卷土石坝[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
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[3]SL253-2000.水利部天津水利水电勘测设计研究院.溢洪道设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2000.
