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水利水电工程边坡设计规范范文1
关键词：乌尔特沟；景观水系工程；导流围堰；设计
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
中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1、工程概况
1.1工程建设背景
本次设计内蒙古乌海市乌达区乌尔特沟景观水系工程位于乌达区内由西向东横穿该市区。流域面积140.5 km2，流经市区内的沟道长35 km，沟道比降18.9‰，流域内总的地势为西高东低，由西向东流入黄河。新建景观水系工程左岸长度4.986km、右岸长度4.934 km，总计9.92 km。确定桩号0+000～3+050为泄洪段，总长3.05 km，河道比降1/80；桩号3+050～4+500为蓄水段，总长1.45 km；桩号4+500～7+300为景观段，总长2.80 km，通过5座拦河坝使河道形成蓄水水面。同时清水槽可长时间为人类亲水娱乐提供场所，泄洪槽是汛期行洪排沙的主要通道。为了大力发展滨河景观环境建设对今后城市的可持续发展有积极的作用，特建此项目。
1.2导流施工重要性
水利水电工程的施工过程是与洪水斗争并战胜洪水的过程，需要进行施工导流，施工导流是水利水电工程施工组织设计的中心环节，也是编制施工总进度计划的主要依据。正确选择施工导流方案，不仅对降低工程造价、缩短工期、提高工程质量和施工安全具有重大影响，而且也影响到坝址、坝型和枢纽布置方案的选择。
2、施工导流
2.1 导流标准
本次工程安排在非汛期施工，此时河道内干枯无水，但考虑到该处河流较短，比降大，植被差，洪水历时极短的特殊情况，并根据《水利水电施工组织设计规范》（SDJ338-89）确定本工程导流建筑物级别是为Ⅴ级，故工程实施期间应按洪水重现期5年予以设防。
2.2 导流方式
工程施工中采用分段围堰（分期围堰）法进行导流，确保水工建筑物在干地上施工。洪水通过未修筑围堰一侧的束窄河床进行宣泄。设计导流流量为5年一遇的洪水（116.9m³/s）。
2.3 导流建筑物设计
2.3.1围堰型式的选择
考虑到围堰工程为临时性工程，应该因地制宜，充分利用混凝土坝基坑开挖的土石料，围堰型式采用不过水的土石围堰。
2.3.2该施工导流围堰分两个阶段进行
一期为在原河床沿河道左岸挖一个深2m，底宽25m，左右边坡为1：1.5的梯形沟槽用于施工导流，先施工河道右岸底板混凝土。
二期围堰为河床右岸底板混凝土浇筑完成后，靠近一期导流沟槽河床设置上底宽0.5m，下底宽6m，高1m的纵向围堰，围堰迎水面为1：2，背水面为1：1.5，围堰中心填粘性土料防渗，先期浇筑的河床底板混凝土做过流用，同时施工河床左岸底板混凝土。
2.3.3一期导流沟槽断面型式的确定以及挡水水深的确定
过水沟槽断面形式为梯形断面，边坡为1:1.5，底宽为25 m，由于设计导流流量为116.9m³/s，并且没有流量水位曲线可查，只能通过水力学公式推算水深：
式中：A—过水断面面积、 --湿周、i--水力坡降（此处为原河道0.0189）
n—糙率（此处为原河道0.025）
通过上面公式可试算出过水断面面积，由于河床束窄程度为50%，从而可以推算出水深为0.98m。堰顶高程的确定通过下式计算：
式中：H—堰顶高程；--下游水位高程；--波浪爬高；--堰的安全超高（ν级导流建筑物取0.5）
通过上式计算围堰高度为1m，各挡水围堰设计成果见下表1：
表1 溢流坝围堰设计成果表
2.3.4二期围堰断面型式的确定以及挡水水深的确定
挡水围堰断面形式为梯形断面，迎水坡为1:2.0，背水坡为1:1.5，顶宽为0.5m，由于设计导流流量为116.9m³/s，并且没有流量水位曲线可查，通过水力学公式推算水深：
式中：A—过水断面面积；--湿周；i--水力坡降（此处为浇筑底板后河道0.005）； n—糙率（此处河道混凝土底板0.015为）
通过上式可试算出过水断面面积，由于河床束窄程度为50%，从而可以推算出水深0.62m，堰顶高程的确定通过下式计算：
式中：H—堰顶高程； --下游水位高程； --波浪爬高； --堰的安全超高（ν级导流建筑物取0.5）
通过上式计算围堰高度为1m，各挡水围堰设计成果见下表2。
表2 溢流坝围堰设计成果表
2.3.5 围堰的防渗、接头和防冲
围堰采用心墙防渗土料来防渗，围堰采用袋装土料堆砌，横向围堰与河床中心线成一定角度以保证水流通畅，防止横向围堰与纵向围堰接头处被冲刷。洪水通过束窄河床宣泄时河床束窄程度约为50%。水流进入围堰束窄区受到束窄，流出围堰区又突然扩大，这样就不可避免地在河底引起动水压力的重新分布，流态发生急剧改变。此时在围堰的上下游转角处产生局部压强差，局部流速显著提高，形成螺旋状的底层涡流，流速方向自上而下，从而淘刷堰脚及基础。鉴于此，本工程采用抛石护底的措施来保护堰脚极其基础的局部淘刷。由于围堰是临时建筑物，试用期不长，因此接头处理可以适当简便。
2.3.6围堰的拆除
此工程坝体为全溢流坝，导流建筑物与永久工程并无结合可能性，属于临时建筑物，导流任务完成以后，应按设计要求进行拆除，以免影响永久建筑物的施工及运行。此工程的导流方式为分段围堰法导流，且堰型为土石围堰，所以建议在施工最后一个汛期之后，上游水位下降时，从围堰的背水坡开始分层拆除。但是必须保证一次拆除后所残留的断面能继续挡水和维持稳定，以免发生安全事故，使基坑过早淹没，影响施工。土石围堰一般可用挖土机械或者爆破等方法拆除。各挡水围堰工程量成果见下表施工导流工程量表。
导流围堰断面型式及工程量表
参考文献：
[1]《水利水电施工组织设计规范》SDJ338-89
[2]水利水电工程水文技术规范,SL 278-2002
[3]水利水电工程等级划分及洪水标准,SL252-2000
[4]水电枢纽工程等级划分及设计安全标准,DL5180-2003
水利水电工程边坡设计规范范文2
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）
水利水电工程边坡设计规范范文3
【关键词】水利工程；占地原则；占地范围
0 前言
滇中引水工程是云南省可持续发展的战略性基础工程，可从根本上解决滇中区的水资源短缺问题，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。输水干渠起点位于迪庆州德钦县，终点位于红河州个旧市，全长约850km，多年平均引水流量约34亿m3，沿线涉及云南省迪庆州、丽江市、大理州、楚雄州、昆明市、玉溪市、红河州等7个州（市）的26个县（市、区）。目前，滇中引水工程已进入可行性研究阶段，征地移民工程也即将全面展开。本文根据《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》（SL290-2009）的相关规定，写在全面开展实物调查工作前，主要从以下两个方面进行：①占地原则。②范围确定。
1 占地原则
目前，随着城镇化进程的加快，全国各地的建设项目也越来越多，大量的农用地被转化为建设用地，2009年6月23日国务院新闻办公室举行新闻会，国土资源部提出“保经济增长、保耕地红线”行动，坚持实行最严格的耕地保护制度，耕地保护的红线不能碰[1]。
滇中引水工程输水干渠主要由隧洞、渡槽、暗涵、倒虹吸、消能建筑物以及料场、生产生活区、施工设施占地、施工支洞洞口、施工道路、弃渣场等组成，根据其占地特点，结合建设征地区实际，提出以下占地原则：①在线路布置及施工布置时，应尽量避开村庄，减少直接搬迁人口；②在线路布置及施工布置时，应尽量减少对耕地的征占，特别是对基本农田的征占，严格执行国家的耕地红线控制；③在线路布置及施工布置时，应尽量减少对特种林地和生态环境资源价值较高的天然林地的征占，保护生态环境；④在线路布置及施工布置时，应避让有地质灾害或水土流失严重的区域，满足水保要求；⑤施工临时占地的布置应尽量减少布置在耕地之上，避免施工结束后难以将土地恢复到原用途；⑥在满足工程建设施工和运行的前提下，施工布置应科学布局、合理规划，尽量减少占地面积，提高土地的使用率。
2 范围确定
建设征地范围一般由永久征地范围和临时占地范围构成。永久征地一般包括永久建（构）筑物的建筑区、对外交通用地和管理区；临时用地一般包括料场、渣场、作业场（含辅助企业）、临时道路、施工营地、其他临时设施用地及施工爆破影响区等[2]。
占地范围的确定直接影响到实物调查工作的准确性、移民安置工作的科学性，笔者查阅相关规范规程及具体工程的实际操作，认为按照以下标准来确定较为符合滇中引水工程实际：①隧洞进、出口按照水工专业提供的隧洞进、出口布置示意图，在其排水沟开挖外边坡线的基础上外延2m作为永久征地范围；②渡槽按照其净空来确定征地范围，净空在20m（含20m）以上的高架渡槽，永久征地范围只含镇墩及镇墩四周1m的范围；净空在20m以下的渡槽其永久征地范围按照建筑物轮廓正射影边缘向外外延5m作为永久征地范围；③暗涵按照其埋深来确定征地范围，埋深在5m（含5m）以下的暗涵其建设征地范围按照其建筑物正射影边缘向外外延5m作为永久征地范围，5m以外至开挖外边坡线之间的部分作为临时占地处理；埋深在5m以上的暗涵作为临时占地处理；④倒虹吸按照其是否掩埋来确定征地范围，地下掩埋的倒虹吸按照其建筑物正射影边缘向外外延5m作为永久征地范围，5m以外至开挖外边坡线之间的部分作为临时占地处理；地上的倒虹吸按照其开挖外边坡线向外外延2m作为永久征地范围；⑤消能建筑物按照其开挖外边坡线向外外延2m作为永久征地范围；⑥料场按照施工专业提供的包含开采边界和爆破堆渣的范围线确定为临时占地范围；⑦生产生活区、施工设施等施工营地占地范围根据施工专业提供的施工布置图，按照方便运行管理和有利于征地的原则，将零散的营地分布集中成一片作为临时占地范围；⑧施工支洞洞口根据洞口是否作为检修支洞来确定占地范围，对将作为检修支洞的洞口按照其排水沟外边坡线外延2m作为永久征地范围；对不作为检修支洞的洞口按照施工布置范围作为临时占地处理；⑨施工道路根据施工专业提供的包含路基与排水沟的范围示意图作为占地范围，若为施工临时道路则为临时占地，若为施工永久道路则为永久征地；⑩弃渣场按照尽量少占和不占耕地原则选址，占地范围按照水保专业提供的弃渣场排水沟外边坡线外延2m作为临时占地处理。
3 结语
随着经济社会的不断发展，征地越来越成为工程建设的制约因素，如何统筹城乡发展、合理布局、节约占地成为日益突出的问题。按照滇中引水工程建设征地范围确定的原则和标准，在满足工程运行管理的前提下，尽量减少永久征地外延的宽度，加强对施工临时用地结束后土地的管理，严格按照复垦要求进行恢复，能够做到节约用地和保护耕地。
【参考文献】
[1]全国土地利用总体规划纲要（2006-2020）[Z].
[2]SL290-2009 水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范[S].
[3]马晓佳.滇中调水是云南省可持续发展的战略工程[J].人民长江， 2006（04）.
[4]黄雨，张德亮.云南省干旱成灾因素分析及减灾对策初探[J].云南农业大学学报：社会科学版，2011（02）.
[5]王树鹏，张云峰.方迪.云南省旱灾成因及抗旱对策探析[J].中国农村水利水电，2011（09）.
[6]谢波，周云，顾世祥，浦承松.水资源利用中存在的问题及对策分析：以云南省为例[J].云南师范大学学报：哲学社会科学版，2009（03）.
水利水电工程边坡设计规范范文4
关键词：水利水电；工程设计；渗流计算；水力学解法；有限元解法
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
1计算目的
(1)坝体(堤身)浸润线的位置。
(2)渗透压力、水力坡降和流速。
(3)通过坝体(堤身)或坝(堤)基的渗流量。
(4)坝体(堤身)整体和局部渗流稳定性分析。
2渗流计算的主要方法
渗流计算求解方法一般可分为以下四种类型。
(1)流体力学解法：是一种严格的解法，在满足定解的边界条件下可以求出渗流场中任何一点的值。但解答非常复杂，只对少数简单的情况有效，在实际工程应用上受到较多的制约。
(2)水力学解法：是流体力学解法的近似解。是在作了某些假定的基础上对一些特定的边界条件的流体力学解法。同样在实际工程应用上受到较多的制约。
(3)模拟试验：基于上述二种方法的缺点，对于实际工程，原常通过水力学实验来模拟求解渗流问题。
(4)计算机数值模拟：通过建立一个数学模型，来求解渗流问题，也称数值法，数值法又分为有限差分法、有限元法。
目前，上述渗流计算方法中在水利工程上应用最广的主要是水力学解法和有限元法。
3渗流计算工况组合及渗透系数的选取
3．1常规堤防工程
常规的堤防工程计算提出了三种水位组合，此三种水位组合的渗流计算目的及相应土体的渗透系数选取原则主要为：
(1)临水侧为高水位，背水坡为相应水位。本组合的计算目的：①计算背水坡可能最高的逸出点位置、背水坡逸出段及背水坡基础表面出逸比降，用于背水坡渗流安全复核、反滤层及排水设施设计；②背水坡面可能最高的浸润线，用于背水边坡稳定计算；③当堤身、堤基土的渗透系数大于10-3cms时，计算渗流量，用于分析防渗措施对本工程运行要求的可行性和背水坡排水设施设计(对于大坝均要求进行渗流量计算)。
对上述第①、②种计算目的工况，堤身、堤基的渗透系数则取小值平均值，对第③种计算目的工况则取大值平均值。
(2)临水侧为高水位，背水坡为低水位或无水。本组合的计算目的：①背水坡面可能最高的浸润线，用于背水坡边坡稳定计算，相应各土体的渗透系数取小值平均值；②复核局部渗流稳定及进行反滤层设计，则进行局部渗流稳定性复核土体的渗透系数取小值，其上、下部位土体的渗透系数取大值平均值。
(3)洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况。当临水坡面可能最高浸润线时，临水坡稳定计算最不利，所以计算工况下的土体渗透系数应取小值平均值。
3．2特殊项目
对一些特殊的项目，必要时还应考虑以下计算工况或因素。
(1)工程中蓄水过快的情况。在工程蓄水使水位上升过快时，对上游坝坡稳定也是不利的，特别是初次蓄水时。因为水位上升太快，浸润饱和土的过程又很长，特别是透水性小的粘性土，造成浸润线很陡，此时上下土层的饱和性不一致，且浸润前峰渗透坡降很大，将导致不均匀沉降，从而产生裂隙而滑坡。
(2)降雨饱和堤坝岸坡。降雨饱和堤坝岸坡的稳定与临水侧水位骤降情况是相类似的，是由于大气降水及河岸地下水的补给造成较高的孔隙水压力的结果，尤其在基础中存在承压水或排水不畅时最为严重。
(3)堆筑期间的孔隙水压力。施工期孔隙水压力的问题，一种情况是在软粘性土的饱和地基上筑堤(坝)，由于填筑速度较快，上部荷重所引起的孔隙水压力来不及消散，因而在剪应力不断增加下，其稳定性大减从而引起滑坡；另一种情况是由于填筑土料本身含水量过大，在堤(坝)本身引起孔隙水压力，从而发生滑坡。
(4)超孔隙水压力。孔隙水压力的一般公式为u=yh，可理解为计算点至排水面间水体的重量。但从上述降雨饱和堤坝岸坡以及堆筑期间的孔隙水压力分析可见，实际情况中各点的孔隙水压力都超过常规概念上的孔隙水压力值，那么把这超出部分的孔隙水压力定义为超孔隙水压力。按一些资料，粘性土填筑所造成的超孔隙水压力一般约为上部重量的50%，有的达80%―90%；对于在饱和的软粘性土地基上修筑堤坝，则其产生的超孔隙水压力几乎等于所加的上部重量。
4水力学解法在工程上的运用
水力学解法“是在作了某些假定的基础上对一些特定的边界条件的流体力学解法”。除了对边界条件及计算过程中的一些假定以外，水力学解法对地层的渗透系数也做了一些简化处理。
(1)对于渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采用加权平均的渗透系数作为计算依据。
(2)双层结构地基，当下卧土层的渗透系数比上层土层的渗透系数小100倍及以上时，可将下卧土层视为不透水层；表层为弱透水层时，可按双层地基计算。
(3)当直接与堤基连接的地基土层的渗透系数比堤身的渗透系数大100倍及以上时，可认为堤身不透水，仅对堤基按有压流进行渗透计算，堤身浸润线的位置可根据地基中的压力水头确定。对加权平均的渗透系数的计算一般上有以下二种情况。
A对各向异性土的计算
对各种异性土(包括任意倾斜方向的不同渗透性)，可把渗透区边界(包括建筑物的地下轮廓)的水平尺寸剩以因数 转化为各向同性均质地基进行渗透计算，且渗透系数取为k，算得各点水头后，再把水平尺寸除以 ，恢复为原来的图形。
B对层状土的计算
对渗透系数和厚度不同的层状地基，可转化为均质各向异性土来处理，其等效平均的水平渗透系数与垂直渗透系数为：
5有限元解法在工程上的运用
5．1数学模型的选取
从目前应用研究的情况上看，大约有四种数学计算模型：①布辛内斯克方程；②拉普拉斯方程；③扩散方程；④固结方程。以上各种计算数学模型都有其特定的适应条件，从四种模型的计算结果比较上一般可得出：一般土石坝和地基的非稳定渗流问题，可采用固结方程加上流量补给条件的自由边界及相应定解条件计算流场分布，较为合理；对固结完好不再压缩的土石坝的非稳定渗流问题，可用拉氏方程加上流量补给条件的自由边界计算。实际上拉氏方程只是固结方程的一个特定解。
5．2边界条件
边界条件有以下三类。
第一类边界条件――水头边界条件：
第二类边界条件――流量边界条件：
=cos (流量补给关系)
第三类边界条件――混合边界条件：
混合边界条件是指含水层边界的内外水头差和交换的流量之间保持一定的线性关系，即 + = 。
图1
图1的边界条件为
1―2、4―5：等水头面， =常数；
3―4：自由渗出面， = ；
6―7：相对不透水层，是流面， =0；
2―3：是自由面，在稳定渗流时是流面， =0，且符合 = 条件；对非稳定渗流，其不是流面，而是符合流量补给边界 =cos 。
5．3有限元计算程序
目前关于渗流有限元计算的程序很多，各有不足之处，但均应重视对边界条件的输入。有限元渗流计算除二维外，还有三维渗流有限元，也有针对岩体裂隙渗流的有限元计算程序。
结束语
总而言之，必须重视水利水电工程的设计工作，不断完善工程设计中的不足，提高工程设计水平和质量，为保障水利水电工程建设的安全性和耐久性奠定基础。
参考文献：
[1]《渗流数值计算与程序应用》，河海大学出版社，毛昶熙段祥宝李祖贻等．
[2]《堤防工程设计规范》GB50286-98中华人民共和国建设部．
水利水电工程边坡设计规范范文5
［关键词］河道治理;河堤设计;宾格石笼;抗滑
1 工程概况
某河道全长15.1km，其中部分段河道内淤积严重，边坡为土质边坡，水土流失严重，河道不满足行洪要求。为进一步加大水土流失严重地区生态综合治理力度，保护生态环境，拟对该河道进行生态综合治理［1 ］。该河道生态综合治理主要包含河道清淤防渗，河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，防洪水位以上采用草皮护坡。宾格石笼边坡护砌1260m、草皮护坡5670m2 、栽植绿化树木500 株;新建拦水坝5 座，20 年一遇的河道防洪设计标准，工程抗震设防烈度为Ⅶ度。
2 河堤设计
河道治理长度630m，河道断面形式为梯形断面，边坡比1 ∶3 ，河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，防洪水位以上采用草皮护坡，河道上河口种植垂柳绿化，垂柳种植株距3m，拟种植垂柳500 株，垂柳胸径7cm。
2.1 河道参数计算
式中:Rp为累计频率为p的波浪爬高;KΔ为斜坡的糙率及渗透性系数，砌石护面取0.8 ，草皮护面取0.9;Kv为经验系数，根据风速v、堤前水深d及重力加速度g来确定;Kp为爬高累积频率换算系数;m为边坡系数;H－为平均波高;L为波长。将各值代入式(1)，计算结果见表1 。河道设计底宽16m，边坡高3m，设计水深2m，设计边坡采用1 ∶3 土质边坡。
2.2 宾格石笼边坡护砌
格宾笼又叫格宾网，是由低碳镀锌覆塑钢丝使用机械编织而成的六角形网箱结构。网箱钢丝主要由边端和网面钢丝组成，其类型和要求见表2 。所用钢丝要求重镀锌覆塑，镀锌量要大于245g/m2 ，覆塑的厚度也应大于0.5mm，其抗拉强度要求在350 ～500MPa之间，延伸率应高于10%［4 ］;格宾石笼内填料重度应满足18 ～19kN/m3 ，填石为大于MU30 的卵石或者硬质岩质块石，粒径在100 ～250mm较为合适。为确保回填的砂砾不会流失，应在其格宾挡墙后设置无纺土工布，克重250 ～300g/m2 ，施工折边大于0.3m［5 ］。见图1 。组装格宾的原则:形状应规则，绞合相对牢固，所有竖直面板上边缘要在同一水平面上，且确保面板上端水平边缘与盖板边缘能够绞合。石料填充务必均匀地向同一层各箱格内放入填充料，单格网箱不能一次性投满。填料施工时，应将每层的投料厚度控制在33cm上下，正常情况下1m高网箱应分3 到4 层投料。可根据土壤和气候以及景观的要求，选择植被灌木或草种，网箱封盖后，应将壤土在空隙处填满，顶部填满高约5cm壤土［6 ］。
3 边坡稳定与河道冲刷分析
边坡稳定分析包括施工完建期迎水面边坡稳定、稳定渗流期形成稳定渗流时的迎水面边坡稳定、水位降落期迎水面边坡稳定。采用《北京理正边坡稳定分析软件5.11 版》瑞典圆弧法计算，对边坡稳定进行分析。根据《水工建筑抗震设计规范》(SL203 －1997)，工程抗震设防类别为丙级，稳定分析时地震烈度为7 度，地震动峰值加速度为0.10g。边坡抗滑稳定计算选用两种典型断面进行边坡稳定分析，需要的堤体土料物理力学指标按地质报告提供数据［5 ］。
3.1 抗滑稳定计算
采用理正边坡稳定分析软件，对边坡的抗滑稳定性进行计算。在计算过程中，根据不同的条件，可分别采用有效应力法或总应力法:总应力法应用于施工期是上游死水位工况;有效应力法和总应力法同时用于水位降落期;有效应力法均用于稳定渗流期。由表3 稳定计算成果可知，河道边坡满足稳定要求［5 ］。
3.2 河道冲刷深度
冲刷深度:(4)式中:n为与防护岸坡在平面上的形状有关系数，n=14;vH为河道允许的不冲流速;vp为河道平均流速;hp为冲刷后水深。其中:hp=ph(5)式中:h为冲刷前水深;p为系数。
4 拦河坝设计
为拦截泥沙，增加河道景观，形成景观水面，在该河道新建拦水坝5 座。拦河坝坝体采用M10 浆砌石驼峰堰，坝高1.5m，坝体采用1 ∶3 水泥砂浆砌筑毛石基础，坝体基础采用厚100mm的C15 混凝土垫层。
4.1 拦河坝宽
根据《溢洪道设计规范》(SL253 －2000)和《水力计算手册》，拦河坝宽［6 ］:(6)式中:Q为流量，m3/s，Q=135m3/s;H0 为计入总流速水头的堰上水头，H0=2.6m;ε为闸墩侧收缩系数，ε=1;m为流量系数。P1/H0 ＞0.34 ，m=0.452(P1/H0)－0.032 经计算，拦河坝宽B=10m。
4.2 坝体稳定分析
采用《浆砌石坝设计规范》(SL25 －1991)中所提供计算公式:新砌M10 浆砌石，f1 取0.6 ，C1 取50 ×104Pa。应用《水利水电工程PC―1500 程序集》计算:在正常情况下:K=1.81 ＞［1.15 ］;在非常情况下:K=1.55 ＞［1.00 ］，表明坝体抗滑稳定安全系数均满足规范要求。5 结论1)河道设计底宽16m，边坡高3m，设计水深2m，断面形式为梯形，采用1 ∶3 土质边坡。河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，防洪水位以上采用草皮护坡，河道上河口种植垂柳绿化，垂柳种植株距3m，拟种植垂柳500 株，垂柳胸径7cm。2)施工完工期、水位降落期、稳定渗流期的计算边坡滑动安全系数均满足河道边坡的稳定性要求，河道冲刷深度总深度0.63m3)河坝坝高1.5m，坝宽10m，坝体采用1 ∶3 水泥砂浆砌筑毛石基础，坝体基础采用厚100mm的C15 混凝土垫层。在正常情况与非常情况下，坝体抗滑稳定安全系数均满足要求。
参考文献
［1 ］廖平安.北京市中小河流治理技术探讨［J］．中国水土保持，2014(1):11 －13.
［2 ］孙飞云，林鲁生，董紫君，等.龙岗河干流综合治理工程生态修复设计与应用［J］．水利水电技术，2012 ，43(8):103 －106.
［3 ］赖永辉.龙潭河陂下段河道生态整治水力计算［J］．水利水运工程学报，2011(1):92 －96.
［4 ］刘向荣，彭艺艺，余润生，等.柳州竹鹅溪河道综合整治工程设计［J］．中国给水排水，2010 ，26(4):38 －41.
水利水电工程边坡设计规范范文6
Key words： Miaojiaba hydropower station；investment statistics；characteristics
中图分类号：TV7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）25-0031-02
0 引言
苗家坝水电站自建设期间以来，因受到多种外界因素的影响，投资增加，现就苗家坝水电站影响投资增加的原因和建设过程中总结的一些经验进行阐述。
1 苗家坝水电站工程及概算投资简介
苗家坝水电站位于白龙江中游、甘肃省文县境内，下距已建成的碧口水电站31.5km。为白龙江流域规划开发的梯级电站之一。电站的兴建将带动白龙江梯级电站的滚动开发，加快白龙江梯级电站的开发步伐，为当地矿产开采和加工工业提供充足的能源保障。电站总装机容量为240MW（3×80MW），正常蓄水位800m，最大坝高111m，正常蓄水位库容2.68亿m3，年利用小时3850h，属二等大（2）型工程。枢纽主要建筑物由面板堆石坝挡水、泄洪洞、排砂洞、引水系统、地面厂房及开关站等建筑物组成。设计年发电量9.07亿kW?h；设备年利用小时3850小时，厂用电率0.20%，机组类型为3台80MW混流式水轮发电机组。苗家坝水电站的送出工程将通过新建的临江330kV变电站中转后送至武都330kV变电站，即通过330kV临苗线和330kV临武线与甘肃电网衔接。
苗家坝电站预计建设总工期51个月，第一台机组发电工期45个月。实际建设总工期达到90个月，工期增加39个月，实际投资超出概算157%。
2 水电工程投资的共性
由于水电站建设的概算结构是按照水电工程设计概算编制规定进行编制，各项目大的结构基本不变，水工建筑物结构、坝型不同，概算结构略有差异。因此苗家坝水电站工程在基建投资统计中也具有其他水电工程投资统计的共同性。
2.1 建设周期长、投资额度大、不确定因素多 一般水电工程从前期工作到全部机组投产发电，周期都在10年左右，就苗家坝水电站而言，从开工到三台机组全投，共计8年，加之后续的达标投产、尾工及消缺、专项验收及财务竣工决算，预计工期10年。白龙江流域已建工程建设周期见表2。
从以上数据可看出，电站建设一般周期长，投资额大，使得投资的不确定性增加。苗家坝水电站建设期间就因“5.12”大地震延长了工期，工期延长势必引起投资的增加，苗家坝水电站建设期间主要材料价格对比见表3。
从以上数据可看出，苗家坝水电站材料涨幅最小的水泥达到23%，涨幅最大的炸药达到133%，严重的增加的投资，电站周期更长的话不确定因素更多，投资的不确定性更大。
2.2 时间跨度大 苗家坝水电站自开展前期工作每月就开始进行投资统计分析，从前期至销号，时间跨度至少需要10年。时间最短的麒麟寺电站从开始到销号也用了8年时间。时间跨度大投资统计时间长。
3 苗家坝水电站投资的特点
水电站的建设有其共性，每个电站也有自己的特殊性。苗家坝水电站的投资特点如下：
3.1 设计优化控制投资 项目设计阶段是整个工程投资控制的咽喉，设计方案的合理性、可行性以及审计深度等会对项目投资产生重大影响，进一步细化和优化工程设计，明确投资指标，从根本上做到投资可控。因此，苗家坝水电站十分重视与设计单位的联系与沟通，多次敦促设计院在满足设计规范的条件下，尽可能的进行设计图纸优化，采用简单实用的设计成果，减少工程量和降低施工难度，进而降低工程造价。另外，在施工过程中，我们重视承包商施工方案与施工措施的审查，努力剔除承包商施工方案中隐含的、不合理的、可能引起投资上扬的因素，在满足工程质量和进度的条件下，尽可能的采用费用低的施工设备和施工方法，减少施工资源投入成本，进而降低投资。
3.2 苗家坝水电站外界环境复杂 首先，运输环境单一。公路运输是苗家坝唯一的运输方式，且公路大多穿行于高山峡谷之中，运输能力受到限制。其次，影响正常蓄水位的何家滑坡，滑坡体后缘被晚更新世风积黄土覆盖，中下部在平面可分为两个区，其中上游区由凝灰岩和部分解体的板岩组成，下游区由板岩碎块组成，在剖面上其结构成层性明显，天然工况下滑坡处于稳定状态，地震工况下将出现失稳，“5.12”地震对何家滑坡影响较大。第三，2008年5月12日14：28，受突发的特大地震影响，苗家坝施工区左右岸山体均发生大范围塌方，造成正在进行右岸高线公路边坡开挖钻孔施工的6名施工人员被滑坡体砸伤，其地震同时也造成正在进行左岸上游高线公路边坡钻孔施工的3名施工人员被飞石砸伤。唯一的一条通往外界的对外公路也因塌方中断。地震造成工期延长，建材市场价格上涨飞快（见表4）、物资运输供应困难。
3.3 科学合理利用有限资金 苗家坝水电站建设过程中，虽然资金匮乏，但项目公司仍然重视资金利用的问题，2008年国家明确提出了货币从紧的政策，屡次上调融资利率和银行准备金，致使融资机会成本加大，融资更为困难，为了减少苗家坝水电站建设期贷款利息的发生，确保工程建成后的经济效益，项目公司对资金进行科学管理，加强计划部门、财务部门、征地移民部和工程管理部的沟通协作，资金计划的提出经过严格的审核程序，层层把关，确保资金计划的及时性和准确性，在满足工程资金需求的同时最大限度地减少资金的沉淀，实现了资金需求和资金节省的完美统一。
3.4 建设征地和移民补偿投资增加幅度大 甘肃陇南地区文县是全国的贫困县之一，地属山区，交通不便，社会经济发展水平低，水库淹没人口及耕地多，移民安置很困难。
依据《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》（国务院第471号令）规定，“大中型水利水电工程建设征收耕地的，土地补偿费和安置补助费之和为该耕地被征收前三年平均年产值的16倍。”由于苗家坝水电站库区移民生活水平普遍较低，尤其是陇南地区市场物价变化，在陇南境内建设的兰渝铁路和兰海高速项目和就近的文县临江330kV变电站，征地补偿标准远远高于苗家坝水电站的补偿价格。鉴于当地建设征地补偿实际，文县政府以文政纪发[2009]3号文件规定，水库淹没区土地按照逐年形式进行补偿。因此苗家坝水电站施工枢纽区、进场公路、库周交通工程及河口移民安置点等建设用地增加补偿费。
2008年5月12日，四川汶川发生了特大地震灾害，苗家坝水电站建设征地涉及的文县也是这次地震的重灾区，大量房屋在地震中受损。震后，文县进行了大规模的灾后重建工作，部分移民安置点被灾后重建占用，同时由于地震造成山体松动，产生了部分新的滑坡体。建设征地移民生产生活环境发生了变化，使原规划报告的方案无法实施，需要重新规划移民生产生活安置方案。
4 建议和措施
针对苗家坝水电站建设过程中存在的问题和积累的经验提出以下建议：
4.1 完善投资管理制度 在投资分析中不仅仅要按照上级单位的投资管理制度和实施细则，还需结合项目的特点制定项目单位的投资管理制度和实施细则。
4.2 强化预计总投资动态管理 结合项目现场工程建设条件变化情况，优化设计，并对预计总投资进行动态管理，发现超概苗头及时采取控制措施。
4.3 加强部门之间沟通协调 加强项目综合管理，建立计划、工程、财务、征地移民等部门的联动机制，优化管理流程，明确各职能部门在项目管理过程中的职责和界面。尤其是征地移民部和计划部之间应加强沟通，对移民政策的变化及时了解掌握。
