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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
水电工程边坡设计规范范文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.
水电工程边坡设计规范范文3
【关键词】直接剪切试验；快剪；固结快剪；慢剪
1.直接剪切试验概述
直接剪切试验是土的抗剪强度测定的一种常用方法。通常做法是：采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力（P）作用下，施加同一速率的水平剪切力进行剪切，以求得破坏时的剪应力（τ）。然后再根据库仑定律确定其抗剪强度指标：内摩擦角φ和凝聚力C。
根据试样试验过程的排水情况，直接剪切试验方法可分为快剪试验、固结快剪试验和慢剪试验三种。
快剪试验：试样在施加垂直压力及剪切的过程中均不排水，抗剪强度指标用cq、φq表示；固结快剪试验：试样在施加垂直压力后，暂不进行剪切试验，而是让试样先完成排水固结，在排水固结稳定后，再施加水平剪切力进行剪切，剪切过程中不排水，抗剪强度指标用ccq、φcq表示；慢剪试验：试样在施加垂直压力及剪切的过程中均排水，抗剪强度指标用cs、φs表示。
工程中有时需测定土的残余抗剪强度，这就要对土进行反复直剪强度试验，即在慢速（排水）条件下，对试样反复剪切至剪应力达到稳定值，以测得土的残余抗剪强度指标cr、φr。
2.直接剪切试验方法选择的原则
选择直接剪切试验方法时，应考虑与现场的施工加荷条件一致，根据地基土的实际受力情况和排水条件选用合适的试验方法。
基坑工程勘察时，粘性土、粘质粉土的抗剪强度指标应采用固结快剪试验测得的抗剪强度指标；砂质粉土的抗剪强度指标应采用慢剪试验测得的有效应力强度指标。原处于不饱和状态的土在施工中或竣工后将被水浸没时，应进行饱和状态下土的抗剪强度试验。
水利水电工程采用直接剪切强度指标进行稳定性分析时，当采用总应力法时，对排水条件差的粘性土地基宜采用饱和快剪强度指标，上、下土层透水性较好或采取了排水措施的薄层粘性土地基宜采用饱和固结快剪强度指标，对透水性良好，不易产生孔隙水压力或能自由排水的土层地基宜采用慢剪强度指标；采用有效应力法时用慢剪强度指标。《堤防工程设计规范》GB50286-2013中关于抗滑稳定计算时采用直剪试验测定的土的抗剪强度指标时，其测定和应用方法可按下表选用。
滑坡勘察时测定滑带土的抗剪强度指标，室内试验宜采用重塑土或原状土反复直剪试验求得残余强度。
3.工程实例
3.1中信泰富861地块一期工程
位于扬州的中信泰富861地块一期工程基坑开挖范围较大，未设地下室的配套建筑物开挖深度2米左右，住宅楼均设有地下车库，开挖深度约4.0米，人防地下室开挖深度在5.9米。基坑工程安全等级为二～三级。基坑边坡主要由①层填土和④1、④2层土构成，局部分布有②、③层土，土层分述如下：
①层（Q4ml）：素填土、局部夹杂填土。素填土主要为灰黄、黄褐、灰褐色粉质粘土，局部为灰色淤泥质粉质粘土，杂碎砖块、碎石等；杂填土主要为碎石、碎砖块及砼块等建筑垃圾，杂粉质粘土等。全场地分布。
②层（Q4al）：黄灰、灰、灰黑色粉质粘土、局部淤泥质粉质粘土，含较多腐殖质，局部分布。
③层（Q4al）：灰黄、黄褐色粉质粘土，含少量铁锰质斑，局部分布。
④1层（Q3al）：灰黄、黄褐色粉质粘土，含铁锰质斑纹，场地除局部故河塘部位缺失以外，大部分布。
④2层（Q3al）：灰黄、棕黄夹浅灰色粉质粘土夹粘土，含铁锰质结核及斑纹，全场地分布。
综上：基坑边坡主要由粘性土组成，在进行基坑支护设计计算时应采用固结快剪试验测得的抗剪强度指标，见表2。
3.2秦淮东河工程（第一阶段）
秦淮东河是为保障南京主城区的防洪安全，为秦淮河流域洪水寻找的新出路之一。工程起点在秦淮河上坊门桥和七桥瓮，终点在九乡河和七乡河入江口，河道总长约52.6km。土层力学指标按运粮河、中心河南侧开挖段、上坝河～九乡河、九乡河及七乡河分段提供。因要综合考虑施工期、稳定渗流期和水位降落期不同时期的稳定性，故勘察时需考虑提供不同时期稳定性验算所需的指标，下表中列出中心河南侧开挖段（第一工程地质单元）的抗剪强度指标（本文仅列出直剪试验指标，略去三轴试验指标）。
3.3芜申线（高溧段）航道桥梁Ⅰ标红卫桥岸坡支挡及桥梁工程
场地位于南京市高淳县东坝镇，桥梁位于岸坡高陡河段，两岸岸坡主要由①层填土、③层、④层、⑥层粘性土组成。场地排水条件不良，水位变化等因素可致土体强度改变，可能引起岸坡滑移或坍塌。因此勘察时需同时提供快剪、重塑土饱和快剪及重塑土反复直剪试验测得的抗剪强度指标，见表4。
4结语
直接剪切试验方法的选择应与工程实际工况相对应，考虑受力、排水条件、浸水、扰动等因素。合理的抗剪强度指标为地基稳定性验算的正确性奠定了基础。
【参考文献】
[1]《土工试验方法标准》GB/T50123-1999
[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
水电工程边坡设计规范范文4
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.
水电工程边坡设计规范范文6
关键词：病险水库暴雨整治措施
1 概述
红旗水库位于重庆市潼南县别口乡，是一座以农业灌溉为主，兼有防洪等综合利用的重点小（二）型水利工程。水库集雨面积0.32km2，总库容1612.3万m3，设计灌溉面积0.27万亩。大坝为均质土坝，坝顶高程288.13m，最大坝高10.44m。2009年，该地区24h降雨量达到125mm，水库水位最高达到285.20m。大坝主要出险情况为：大坝内坝坡由于暴雨冲刷而造成上下游坝坡滑坡。滑坡带高程为EL286.66m，滑坡段长22m，斜长5.5m，滑坡带距左坝肩45m。距右坝肩58m。下游坝坡坡面在高程EM26.86m处冲刷严重，有滑坡趋势。溢洪道边墙高度不够，造成洪水溢漫。淹没下游坝脚处农田。放水设施完好，没有损毁情况。水库地理位置较高，一旦失事，将直接威胁下游耕地与人民群众的生命财产安全。因此对水库大坝、溢洪道和放水设施等枢纽进行整治，是非常必要和迫切的。
2 整治方案设计
整治方案设计的总体原则是：(1)在保证安全的前提下的尽量做到经济合理，保证水库发挥效益；(2)设计方案切实可行，便于施工操作。
2.1 大坝整治设计
(1)上游坝坡整治设计
针对上游出现的病害情况，拟采取以下整治措施：拆除高程279.18m以上坝坡原护坡体，挖除滑塌体，采用土料回填，边坡调整为1:3.00，坝坡采用0.2m厚小碎石垫层+0.1m厚C15砼预制块护坡。对坝顶裂缝采用开挖回填，坝顶宽由原3.5m加宽至4.0m，上游侧设C20砼栏杆，下游侧设侧设M7.5浆砌条石路缘，中间采用厚0.3m手摆块石基层+厚0.1m碎石过渡层+厚0.2mC20砼护顶。
(2)下游坝坡整治设计
下游坝坡由于暴雨的冲刷，在高程EL284.86m处有滑坡趋势，拟采用以下整治措施：下游坝坡从坝顶288.13m至排水棱体顶280.75m清除坝体表层浮土30cm，在此基础上对坝坡进行规整培厚；在高程283.54m处设一级宽1.8m马道，坡面采用C15砼框格内种植草皮护坡，框格网采用C15砼浇注，尺寸为3.0m×3.0m，框格建好后覆土，铺20cm厚的耕植土，框格内种植麦冬草；拆除高程280.75m以下破损棱体护面，采用干砌砼预制块护面，顶宽1.5m，坡比1：2.0。在马道内侧、坝坡与两岸坡交接处和排水棱体外侧设C15砼排水沟。
(3)上、下游坝坡稳定校核
1)计算工况
上游坝坡：
工况一：由正常水位285.40m降至死水位277.84m；
工况二：由设计洪水位286.12m骤降至溢洪道堰顶高程285.40m再降至死水位277.84m；
工况三：由校核洪水位286.81m骤降至溢洪道堰顶高程285.40m再降至死水位277.84m；
工况四：由正常水位285.40m降至死水位277.84m，计入地震。
下游坝坡：
工况一：正常水位285.40m形成的稳定渗流期；
工况二：设计洪水位286.12m形成的渗流期；
工况三：校核洪水位286.81m形成的渗流期；
工况四：正常水位285.40m形成的稳定渗流期，计入地震。
2)计算方法及计算成果
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》，可用毕肖普法在微机上采用OuickBasic语言及毕肖普法计算公式编制的程序进行计算。计算出抗滑稳定最小安全系数，结果见表1及表2。
表1 上游坝坡抗滑稳定计算表
表2 下游坝坡抗滑稳定计算表
从上表可以看出整治后大坝上、下游坝坡的抗滑稳定最小安全系数满足规范要求。
2.2溢洪道整治设计
溢洪道存在的主要问题是：溢洪道边墙高度不够，下泄洪水溢过边墙，导致坝脚农田被洪水淹没。
(1)溢洪道水力计算
1)泄槽水力计算
某水库为小(二)型水库，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，溢洪道下泄流量按200年一遇校核洪水进行演算得溢洪道最大下泄流量为42.3m3／s。
根据《溢洪道设计规范》SL253-2000，泄槽段水面线按下列公式进行计算
式中：――分段长度，m；
――分段始、末断面水深，m；
――分段始、末断面平均流速，m/s；
――流速分布不均匀系数，取105；
――泄槽底坡角度，(°)；
――泄槽底坡，；
――一分段内平均摩阻系数；
――泄槽槽身糙率系数；
――分段平均流速，，m/s；
――分段平均水力半径，，m。
水流掺气后的水深计算公式为：
式中：――泄槽计算断面的水深及掺气后得水深，m；
――不掺气情况下泄槽计算断面得流速，m/s；
――修正系数，可取1.O～1.4s/m，薪涟大者取大值。
2)水面线及边墙顶高程设计
边墙高=水深(含掺气水深)+安全超高，据《碾压土石坝设计规范》，安全超高取0.5m。根据以上公式，各断面水深及边墙高程计算结果见表3。
表3溢洪道边墙计算成果表
(2)溢洪道整治措施
对溢洪道边墙进行加高．加高所用材料与原边墙衬砌材料一致，为浆砌条石，所需边墙高度见表3。
3 结束语
