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本文講述的進水口是將水庫的水流通過引水隧洞引向電站廠房，進口段及閘門段形成一個塔式結構，聳立在庫區左岸坡，塔頂設操縱平臺和啟閉機室，用工作橋與岸邊相連，為單孔單面進水的矩形塔式有壓流進水口。這種塔式進水口適用于當地材料壩、進口處山巖較差、岸坡又比較平緩的情況。下面我就從結構布置、水力計算、結構計算和地基處理方面對該進水口設計做一簡單介紹。

一進水口布置

進水口建筑物作為水利水電工程的一個組成部分，其位置和型式的選擇與整個樞紐工程總體布置關系密切，只有與整個樞紐工程總體布置一并考慮，通過方案比較才能確定合適的布置方案。

引水工程進水口應根據地形地質條件，盡量選擇良好的地質條件和避免高邊坡開挖，以減少工程處理措施，且運行更安全。避免設置在含有大量推移質的支流或山溝匯合口附近，進水口前緣水域應盡量避免容易積聚污物的回流區，并應避免漂木直接撞擊。進水口應在各級運行水位下，均具有良好的水力條件，進口輪廓平順、流速較小，水流暢順、流態平穩，盡可能減小水頭損失。有壓式進水口底板高程應保證在上游最低運行水位時仍有足夠的淹沒深度，且應高于水庫或天然河床沖淤平衡高程，保證流態平穩，避免產生貫通式漏斗漩渦，能夠適應電站負荷變化，引進發電所需流量。進水口設置攔污柵，防止污物進入流道，進水口過柵流速一般控制在0.8~1m/s，否則會增加水頭損失，影響經濟效益，在計算過柵流速時，應按扣除柵條面積后的凈過水斷面面積計算，在塔頂設置機械清污裝置等。進水口須設置事故檢修閘門，以便在事故時緊急關閉，截斷水流，避免事故擴大，也為引水系統的檢修創造條件。有壓式進水口應在閘門后設置通氣孔，通氣孔通向室外，加設柵網，安全起見，不要對沖人員活動區和設備區，出口頂高程應高于上游最高水位。進水口要有足夠的強度、剛度和穩定性，結構簡單，施工方便，造型美觀，便于運行、維護和檢修。盡量減少工程量，使造價經濟合理。

二水力計算

進水口的類型和功能不同，其水力計算內容也不盡相同，由于建筑物邊界條件和水力條件很復雜，水力計算參數的取值也不相同。因此，必須結合工程實際，選用合適的計算方法和計算參數，對于大型或重要的進水口還要進行水工模型試驗。對于有壓式進水口水力計算主要包括以下幾個方面。

1、水頭損失計算，包括攔污柵段、進口段、閘門段及漸變段的局部和沿程水頭損失；

2、進水口最小淹沒深度就算，按照《水利水電工程進水口設計規范》SL285-2003所列公式進行計算。

3、通氣孔面積計算，可參照《水利水電工程鋼閘門設計規范》SL74-95計算。

4、在滿足淹沒深度情況下，過流能力計算通常不是控制性的，至于管道充水和地基滲流計算，就要根據工程實際情況，結合工程具體條件進行。

三 結構計算和地基處理

進水口結構計算和地基處理除了要考慮進水口主體建筑物以外，還應包括防沙、防污、庫岸的邊坡工程等。進水口布置確定后，建筑物結構型式、結構輪廓以及地基處理等都要在結構設計中研究確定。結構計算內容包括建筑物整體穩定分析（含抗滑、抗傾、抗浮穩定）、地基應力、整體結構與局部構件設計等；對于土質地基還應復核滲透穩定性，并作相應的沉降計算。對于未滿足設計要求的地基基礎，應根據地質條件以及建筑物的運行要求，采取防滲、排水和加固等地基處理措施。

作用在進水口建筑物上的荷載分基本荷載與特殊荷載兩類，應按《混凝土重力壩設計規范》SL319-2005、《水閘設計規范》SL265-2001、《水電站廠房設計規范》SL266-2001和相關規范進行計算。荷載組合分基本組合與特殊組合兩種，具體計算時采用哪種組合按照《水利水電工程進水口設計規范》SL285-2003相關規定進行選取。

1、進水口整體抗滑穩定計算公式可采用抗剪斷強度計算公式或抗剪強度計算公式：

（1）、抗剪斷強度計算公式:

（2）、抗剪強度計算公式:

式中:——分別為抗剪斷和抗剪強度計算相應的抗滑穩定安全系數；

f’、c’、f——分別為建基面抗剪斷摩擦系數、粘結力和抗剪摩擦系數，仍按《混凝土重力壩設計規范》SL319-2005、《水閘設計規范》SL265-2001有關規定取值；

——分別為建基面上作用力的法向分量總和和切向分量總和；

A——建基面面積。

2、抗浮穩定計算

計算公式:

式中:——抗浮穩定安全系數；

——建基面上垂直力總和（不含設備重量）；

——建基面上揚壓力總和。

3、抗傾穩定計算

計算公式:

式中:——抗傾覆穩定安全系數；

——建基面上穩定力矩總和；

——建基面上傾覆力矩總和。

4、建基面上垂直正應力計算

式中: ——建基面上計算點垂直應力；

——建基面上垂直力總和；

——分別為建基面上垂直力對形心軸X、Y軸的力矩總和；

x、y——分別為建基面上計算點至形心軸Y、X軸的距離；

Jx、Jy——分別為建基面對形心軸X、Y軸的慣性矩；

A——建基面面積。

按照上述公式進行計算的結構均應滿足進水口設計規范的要求。

進水口地基應修建在地質條件良好的地基上，對地基中的斷層、破碎帶、軟弱夾層、裂隙密集帶、巖溶等地質缺陷，埋藏較淺的可以挖除，當埋藏較深時應采取加固措施；對土質地基持力層性狀必須均勻、穩定，當有軟弱下臥層時，應采取相應的加固措施。這些加固措施主要有防滲、排水、帷幕灌漿、固結灌漿、強夯、換土、深基、樁基、沉井、地下連續墻等一種或多種工程措施綜合處理。

四、結束語

本文是結合工作實際就重慶地區引水發電工程進水口設計提出的一些個人觀點。進水口作為水工建筑物的一種，它也具有水利工程“龐大、復雜、多變” 等特點，這也使設計工作增加了更大的難度，設計人員必須根據工程實際情況多分析多比較，同時還應當考慮新材料、新技術、新施工工藝的應用，使設計方案做到最優。

參考文獻：《水利水電工程進水口設計規范》SL285-2003

《混凝土重力壩設計規范》SL319-2005

《水閘設計規范》SL265-2001

篇2

1 水利建筑工程施工技術分析

1.1施工導流技術

在水利建筑工程中，施工導流技術是一種是用較為普遍的防護工程。采用施工導流技術，通過圍堰能夠減少水流對于施工工程的影響，從而保障建筑工程的施工質量。該技術能夠有效的控制河床與水流的影響，而且在該工程的建設中，需要對于圍堰的穩定性以及沖刷性進行設計，從而保證施工導流的應用效果，為施工建筑工程提供良好的質量基礎。

1.2 預應力錨固技術

在水利建筑工程建設中，采用預應力錨固技術能夠有效的穩固地基，對于實力建筑工程建設具有重要的影響。預應力錨固技術是預應力巖以及混凝土預應力錨固技術的統稱，采用該種技術，能夠對水利建筑工程的基巖施加壓力，從而使基巖的力學性能得到優化，保障基巖滿足建筑工程的需求，與水利建筑工程的經濟效益具有直接的影響。

1.3 壩體填筑技術

在水利建筑工程中，壩體填筑技術是極為關鍵的施工技術。壩體填筑技術是采用壩面流水作用的方式，通過制定合理的施工工藝、合理的施工流程以及施工工序并且做好鋪料的情況下進行的施工技術，該技術施工中需要對分壩面進行合理規劃，做好碾壓工作，并且對填料進行合理安排。為了保障水利工程質量，需要嚴格控制于原材料。

1.4 土壩防滲加固技術

在樹立建筑工程施工中，采用土壩防滲加固技術主要是為了解決土壩的滲漏問題，采用土壩防滲加固技術，采用帷幕灌漿的方式對土石壩進行加固，從而提升壩體的力學性能以及穩定性，并且能夠有效的解決滲漏的問題，從而保障壩體的整體質量，為水利工程建設施工打下良好的基礎。

2 水利建筑工程水庫土壩防滲問題的技術分析

2.1水庫土壩防滲及加固

在水利建筑工程施工中，水庫的土壩防滲對于工程具有重要的影響。一旦發生泄漏，會對工程質量產生影響，因此必須采用科學合理的方式進行防滲處理。在水利建筑工程中，通常采用劈裂灌漿或是帷幕灌漿的方式進行防滲處理，采用這兩種灌漿方式，能夠使土壩的內部形成防滲體，從而起到防滲的作用。

在灌漿的過程中，必須結合水利建筑工程本身進行科學合理的灌漿。在劈裂灌漿中，通常采用兩排灌江口，主排孔與副排孔分開并且需要盡量保證灌漿成功。采用帷幕灌漿，需要在壩肩和壩體部位設兩排灌漿孔，灌漿孔需要穿過透水層，這樣才能夠滿足防滲的需求。

2.2水工隧洞的襯砌與支護

水工隧洞的襯砌與支護是保證其順利施工的重要手段。在水利水電建筑工程施工，為了保障施工完整，必須采用有效的支護方式。在水工隧道的施工過程中，應該采用襯砌以及支護的手段，保障施工的穩定性以及施工安全性，為了保障施工，應該采用分縫、扎筋、立模以及澆筑等操作，保障混凝土施工；而且水工隧洞的噴錨支護主要是采用鋼筋錨桿、噴射混凝土和鋼筋網的形式進行混凝土施工，從而對圍巖進行支護。值得注意的是在采用鋼筋混凝土襯砌時，要注意外加劑的選用，同時要注意對鋼筋混凝土的養護，確保水利水電建筑工程的施工質量。

3 水利建筑工程巖質高邊坡問題的技術分析

除了可以采用錨固技術對水利水電工程巖質高邊坡問題的防治外，還可以采用以下的工程技術方式。

3.1減載措施的應用

水利建筑工程受到的影響較多，施工中的滑坡以及泥石流等災害也會對工程造成影響，因此需要采用多種方式進行巖質高邊坡的防護，從而防止滑坡。在實際施工過程中，能夠采取減載與壓坡的方式，從而降低整體滑坡的速度，能夠大大減小滑坡帶來的危害。

3.2 排水措施的應用

水利水電建筑工程項目的施工不可避免的會與地下水接觸，但是地下水如巖質高邊坡的內部，會增加滑坡的整體速度，給水利水電建筑帶來嚴重的危害。因此，在水利水電建筑工程施工過程中，必須運用施工技術或者工程措施對地下水進行防治，確保水利水電建筑在使用過程中的安全。為了防止地下水、地表水等水進入巖質高邊坡對滑坡造成影響，需要構建排水溝，從而對于巖質高邊坡的水進行排除貫通，切斷地表水進入滑坡體內部的通道，徹底解決滑坡、泥石流等災害給水利水電建筑帶來的危害。

3.3 混凝土抗滑結構應用

在高邊坡整治過程中，混凝土能夠起到有效的抗滑作用。混凝土抗滑結構主要包括混凝土框架、混凝土沉井以及混凝土護坡等，其中混凝土抗滑樁因其能夠有效且經濟的治理滑坡，在邊坡治理過程中應用十分廣泛，促使其施工技術和理論都得到了很大的發展和提高。而且抗滑樁是大規模開挖防止大規模滑坡的最佳措施，因此具有廣泛的應用。抗滑樁的平面位置、排距和間距的設計需要受到具體工程的影響，影響的主要因素有工程受滑坡推力大小、含水情況、滑體的密實程度以及施工條件。在實際施工過程中，如果抗滑樁開挖深度達到3米以上，其井壁要根據實際情況選用有效的支護方式。一般對于巖體較好的井壁一般采用噴錨掛網、打錨桿的方法來支護；對于局部塌方部位需增設鋼支攆，當抗滑樁開挖到設計的要求深度之后，再進行鋼軌吊裝和鋼筋綁扎，同時還要注意混凝土澆筑過程中混凝土的配合比及澆筑時間，同時還要保證其振搗有效。另外，還可以采用其他幾種方式進行邊坡治理，保證水利水電建筑的使用安全。

4 結束語

隨著我國經濟發展，水利建筑工程規模也越來越大，對其要求也越來越高，施工技術不斷發展，使水利工程呈現出不同的面貌。因此在進行水利建筑工程施工中，應該加強新材料新技術的應用，對于施工質量進行嚴格控制，滿足居民用水的需求，符合相關的設計規范標準。而且現階段我國的水利建筑工程雖然已經取得了較大的發展，但是在施工過程中還存在一些問題，因此需要對施工技術進行加強，從而保障水利工程建設質量，保障國民經濟的不斷發展。

參考文獻：

[1]石邦詳.水利水電施工技術分析[J].山西建筑，2012，（21）.

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在巖石邊坡工程中，特別是高陡巖質邊坡的施工過程中，大量的自然邊坡和人工邊坡由于不滿足穩定性或者安全系數的要求需要進行加固處理，預應力錨索加固作為一種靈活、高效、經濟的錨固方法在邊坡工程中得到廣泛應用[1-2]。預應力錨索是一種可承受拉力的結構系統，它能充分調用工程地質體或構筑物自身潛在的穩定性并改善其內部應力狀態[3]。但是預應力錨索錨固作用機理十分復雜，影響預應力錨索錨固效果的因素眾多[4]，因此在實際設計研究中確定影響預應力錨索錨固效果的敏感因素顯得尤為重要。目前的敏感性分析方法可以歸納為兩種：單因素分析法[5-6]和多因素分析法[7]。其中多因素分析法包括正交設計[8-9]、均勻設計[10]、基于正交設計的RBF人工神經網絡[11]等多種方法。本文以某水電站泄洪洞進口預應力錨索錨固邊坡為背景，首先基于均勻設計法對影響預應力錨索錨固效果的錨固角度、錨固力、錨索間距以及錨索長度等錨固參數進行敏感性分析，然后根據敏感性分析結果針對敏感參數進行優化設計，為工程施工設計提供有效的參考依據。

1工程概況

某水電站工程以發電為主，開挖邊坡位于右岸壩線上游400～450 m處的一小山梁下部，正處于材料力學參數較弱的變形體（Bxt2）上，變形體厚度為30～50 m不等。開挖邊坡上部高程2 327 m，岸坡高差達200 m，岸坡整體坡度50°左右。按照邊坡巖體分類結果，進口邊坡巖體為Ⅳ級。開挖邊坡地質圖和4-4剖面圖見圖1和圖2。邊坡巖體的設計計算參數采用值見表1。

4錨固參數優化設計

根據敏感性分析的結果，由于錨索間距H為不敏感參數，故只需重點對錨固力T、錨索長度L 以及錨固角Φ這些參數進行參數優化設計。按照敏感性參數大小的順序依次對錨固角、錨固力以及錨索長度進行有限元優化分析，能夠有效減小在優化過程中各敏感參數之間的相互影響，使各錨固參數最優化。預應力錨索加固位置及數量見圖5。

4.1錨索間排距

由地質資料可知，預應力錨索幾乎全部錨固在碎裂巖質邊坡上。該種巖質邊坡的變形模量較小，為減小相鄰錨索張拉的影響，錨索間距不宜太小，而為避免錨索之間出現應力跌落，錨索間距也不宜太大[17]。水電水利工程邊坡設計規范[18]中規定，預應力錨索的間距可設定錨索間距為4～6 m，據此分析確定，錨索間距可設置為4 m。

4.2錨固角優化

4.3錨固力優化

在錨索長度為50 m、錨索間距為4 m、錨固角度為5°以及其他初始條件均相同的情況下，分別計算錨索取600 kN、800 kN、1 000 kN、1 500 kN時向坡外最大位移、最大拉應力以及塑性區，結果見圖8-圖10。可以發現，隨著錨固力的增大，邊坡向坡外的最大位移以及最大拉應力均隨之不斷減小；在錨固力增加到1 000 kN之后雖然最大位移以及最大拉應力仍在隨著錨固力的增大不斷減小，但曲線已經放緩，減小速度減小。通過圖7不同錨固力下塑性區圖的變化趨勢還可以發現，在錨固力增加到1 000 kN之后塑性區面積變化也不太明顯。綜合分析安全、經濟、合理等方面因素后，可以確定錨索的錨固力可設置為1 000 kN級。

4.4錨索長度優化

在已知錨固力為1 000 kN、錨索間距為4 m、錨固角度為5°且其他初始條件不變的條件下，分別計算錨索取30 m、35 m、40 m、45 m、50 m、55 m和60 m長度時的邊坡向坡外最大位移、最大拉應力以及塑性區，并對其進行比較分析，結果見圖11—圖13。可以看出，隨著中下部錨索長度的增加，向坡外最大位移以及最大拉應力值均逐漸減小，但是減小趨勢在錨索長度為45～50 m時有所放緩。同時通過圖13所示的不同錨索長度下塑性區分布圖可以看出，隨著錨索長度的增加，塑性區的范圍均逐漸減小，但減小趨勢在錨索長度為50 m之后幾乎不變。綜合考慮安全、經濟、合理等方面因素后，可以設定錨索的錨索長度可設置為50 m。

4.5優化結果分析

根據以上優化計算結果，采用優化的預應力錨索錨固參數（錨索間距4 m、錨固角度為5°、錨固力為1 000 kN、錨索長度為50 m），對該水電工程開挖邊坡邊坡進行加固，有限元模擬計算結果見圖14和圖15。

從優化加固后的邊坡應力以及應變計算結果可以看出，優化加固后的最大位移為2.729 cm，最大拉應力為0.402 MPa。從圖13（e）可以看出，優化加固后在開挖邊坡上只有少量零星的塑性區出現，且塑性區之間均沒有連通，加固后的邊坡處于穩定狀態，說明上述優化加固方案是可行的。

5結論

通過以上基于敏感性分析和有限元分析的方法，對加錨開挖邊坡的預應力錨索錨固參數（錨固力T、錨索長度L、錨固角度Φ以及錨固間距H）進行的優化設計，可以得到如下結論。

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某河道全長15.1km，其中部分段河道內淤積嚴重，邊坡為土質邊坡，水土流失嚴重，河道不滿足行洪要求。為進一步加大水土流失嚴重地區生態綜合治理力度，保護生態環境，擬對該河道進行生態綜合治理［1 ］。該河道生態綜合治理主要包含河道清淤防滲，河道兩岸防洪水位以下采用賓格石籠邊坡護砌，防洪水位以上采用草皮護坡。賓格石籠邊坡護砌1260m、草皮護坡5670m2 、栽植綠化樹木500 株;新建攔水壩5 座，20 年一遇的河道防洪設計標準，工程抗震設防烈度為Ⅶ度。

2 河堤設計

河道治理長度630m，河道斷面形式為梯形斷面，邊坡比1 ∶3 ，河道兩岸防洪水位以下采用賓格石籠邊坡護砌，防洪水位以上采用草皮護坡，河道上河口種植垂柳綠化，垂柳種植株距3m，擬種植垂柳500 株，垂柳胸徑7cm。

2.1 河道參數計算

式中:Rp為累計頻率為p的波浪爬高;KΔ為斜坡的糙率及滲透性系數，砌石護面取0.8 ，草皮護面取0.9;Kv為經驗系數，根據風速v、堤前水深d及重力加速度g來確定;Kp為爬高累積頻率換算系數;m為邊坡系數;H－為平均波高;L為波長。將各值代入式(1)，計算結果見表1 。河道設計底寬16m，邊坡高3m，設計水深2m，設計邊坡采用1 ∶3 土質邊坡。

2.2 賓格石籠邊坡護砌

格賓籠又叫格賓網，是由低碳鍍鋅覆塑鋼絲使用機械編織而成的六角形網箱結構。網箱鋼絲主要由邊端和網面鋼絲組成，其類型和要求見表2 。所用鋼絲要求重鍍鋅覆塑，鍍鋅量要大于245g/m2 ，覆塑的厚度也應大于0.5mm，其抗拉強度要求在350 ～500MPa之間，延伸率應高于10%［4 ］;格賓石籠內填料重度應滿足18 ～19kN/m3 ，填石為大于MU30 的卵石或者硬質巖質塊石，粒徑在100 ～250mm較為合適。為確保回填的砂礫不會流失，應在其格賓擋墻后設置無紡土工布，克重250 ～300g/m2 ，施工折邊大于0.3m［5 ］。見圖1 。組裝格賓的原則:形狀應規則，絞合相對牢固，所有豎直面板上邊緣要在同一水平面上，且確保面板上端水平邊緣與蓋板邊緣能夠絞合。石料填充務必均勻地向同一層各箱格內放入填充料，單格網箱不能一次性投滿。填料施工時，應將每層的投料厚度控制在33cm上下，正常情況下1m高網箱應分3 到4 層投料。可根據土壤和氣候以及景觀的要求，選擇植被灌木或草種，網箱封蓋后，應將壤土在空隙處填滿，頂部填滿高約5cm壤土［6 ］。

3 邊坡穩定與河道沖刷分析

邊坡穩定分析包括施工完建期迎水面邊坡穩定、穩定滲流期形成穩定滲流時的迎水面邊坡穩定、水位降落期迎水面邊坡穩定。采用《北京理正邊坡穩定分析軟件5.11 版》瑞典圓弧法計算，對邊坡穩定進行分析。根據《水工建筑抗震設計規范》(SL203 －1997)，工程抗震設防類別為丙級，穩定分析時地震烈度為7 度，地震動峰值加速度為0.10g。邊坡抗滑穩定計算選用兩種典型斷面進行邊坡穩定分析，需要的堤體土料物理力學指標按地質報告提供數據［5 ］。

3.1 抗滑穩定計算

采用理正邊坡穩定分析軟件，對邊坡的抗滑穩定性進行計算。在計算過程中，根據不同的條件，可分別采用有效應力法或總應力法:總應力法應用于施工期是上游死水位工況;有效應力法和總應力法同時用于水位降落期;有效應力法均用于穩定滲流期。由表3 穩定計算成果可知，河道邊坡滿足穩定要求［5 ］。

3.2 河道沖刷深度

沖刷深度:(4)式中:n為與防護岸坡在平面上的形狀有關系數，n=14;vH為河道允許的不沖流速;vp為河道平均流速;hp為沖刷后水深。其中:hp=ph(5)式中:h為沖刷前水深;p為系數。

4 攔河壩設計

為攔截泥沙，增加河道景觀，形成景觀水面，在該河道新建攔水壩5 座。攔河壩壩體采用M10 漿砌石駝峰堰，壩高1.5m，壩體采用1 ∶3 水泥砂漿砌筑毛石基礎，壩體基礎采用厚100mm的C15 混凝土墊層。

4.1 攔河壩寬

根據《溢洪道設計規范》(SL253 －2000)和《水力計算手冊》，攔河壩寬［6 ］:(6)式中:Q為流量，m3/s，Q=135m3/s;H0 為計入總流速水頭的堰上水頭，H0=2.6m;ε為閘墩側收縮系數，ε=1;m為流量系數。P1/H0 ＞0.34 ，m=0.452(P1/H0)－0.032 經計算，攔河壩寬B=10m。

4.2 壩體穩定分析

采用《漿砌石壩設計規范》(SL25 －1991)中所提供計算公式:新砌M10 漿砌石，f1 取0.6 ，C1 取50 ×104Pa。應用《水利水電工程PC―1500 程序集》計算:在正常情況下:K=1.81 ＞［1.15 ］;在非常情況下:K=1.55 ＞［1.00 ］，表明壩體抗滑穩定安全系數均滿足規范要求。5 結論1)河道設計底寬16m，邊坡高3m，設計水深2m，斷面形式為梯形，采用1 ∶3 土質邊坡。河道兩岸防洪水位以下采用賓格石籠邊坡護砌，防洪水位以上采用草皮護坡，河道上河口種植垂柳綠化，垂柳種植株距3m，擬種植垂柳500 株，垂柳胸徑7cm。2)施工完工期、水位降落期、穩定滲流期的計算邊坡滑動安全系數均滿足河道邊坡的穩定性要求，河道沖刷深度總深度0.63m3)河壩壩高1.5m，壩寬10m，壩體采用1 ∶3 水泥砂漿砌筑毛石基礎，壩體基礎采用厚100mm的C15 混凝土墊層。在正常情況與非常情況下，壩體抗滑穩定安全系數均滿足要求。

參考文獻

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［3 ］賴永輝.龍潭河陂下段河道生態整治水力計算［J］．水利水運工程學報，2011(1):92 －96.

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0引言

近年來汛期，黃河下游堤防工程出現了不同程度的滲水險情。險情的發展具有隨機性，從發現險情到開始搶護需要一定時間。堤頂寬度必須具有一定的寬度，以便于抗御設計標準的洪水，除滿足堤身穩定要求外，還應滿足防汛搶險交通、工程機械化搶險及工程正常運行管理的需要。因此，為保證堤防安全，需要合理設計堤防工程堤頂寬度。

1計算工況、斷面及參數的選取

1.1計算工況

根據GB50286-98《堤防工程設計規范》條文說明第8.2.2條規定中對堤防穩定計算的要求，結合黃河下游堤坡穩定的實際情況，計算擬先選取黃河下游堤防的平工、險工、老口門段具有代表性的6個斷面，采用GEO-STUDIO軟件中的SEEP及SLOPE模塊計算設計洪水位驟降期的臨水側堤坡的穩定性，模擬水位驟降的滲流過程，搜索不同堤頂寬度的最危險滑弧面，利用可靠度理論的蒙特卡羅法得出臨河堤頂不同部位的失效概率，結合相關的評判標準，確定堤頂穩定范圍。

1.2計算斷面及參數

1）計算斷面選取。為充分論證影響黃河大堤臨河堤坡穩定堤頂寬度范圍，根據計算斷面的選取原則，選擇以下典型斷面進行下一步的計算分析。①險工段：山東齊河程官莊險工董家寺79+850斷面、河南新鄉原陽139+700斷面；②平工段：河南段的武陟張菜園87+000斷面、新鄉封丘167+200斷面、山東段濟南章丘83+500斷面；③口門段：章丘興國寺70+600斷面。

2）臨河沖坑深度及堤頂最大荷載的概化參數選取。堤防臨河堤腳處由于歷次洪水的沖刷普遍具有沖坑，沖坑的深淺主要隨水流的垂線平均流速、水流與堤岸軸線的夾角變化較大。

3）模型計算參數選取。黃河大堤土體可分為粘土、壤土、砂壤土、粉土、粉砂、細砂、砂土七類土，各類土體滲流計算參數根據黃科院沈細中、趙壽剛、蘭雁等的研究成果選取。

2堤坡失穩風險概率判別標準

失效概率是評價結構可靠性的尺度，黃河大堤邊坡的允許失效概率如何確定，目前還沒有一個針對性的明確標準。黃河大堤堤身土體組成主要以砂壤土、壤土為主，砂性含量較高，洪水期水位驟降時破壞大部分以沿堤坡或堤頂滑塌形式發生，參照GB50199-94《水利水電工程結構可靠度設計統一標準》、GB50286-98《堤防工程設計標準》和以往黃河水利科學研究院對黃河大堤研究成果，認為不同大堤斷面模型風險評判要求是有差異的。因此，根據堤防概化模型斷面風險度要求不同，提出以下堤坡失穩概率判別標準：

1）對于無沖坑、荷載一般斷面。失效概率值小于0.1%，則風險度較低，如大于0.1%失效風險度較高。

2）對于有沖坑、荷載特殊斷面。失效概率值小于5%，則堤坡失穩的風險度較低，如大于5%堤坡失穩的風險度較高。

3計算模型及成果

3.1邊坡穩定計算模型

臨河堤坡穩定計算根據規范采用瑞典弧滑動法，為保證可靠度計算精度，抽樣數即計算次數取10萬次。

3.2計算成果

以新鄉封丘167+200斷面為例，基于蒙特卡羅法計算堤頂不同寬度失效概率成果。

4臨河堤坡失穩區域分析

臨河堤坡失穩區域是在堤頂不同位置失效概率計算成果的基礎上，依據堤坡穩定分析可靠性原理與前述實施方法中提出的判別標準確定的。無沖坑、荷載斷面，以0.1%為允許失效概率，失效概率大于0.1%為失穩區域，反之為相對穩定區域；有沖坑、荷載斷面，以5%為允許失效概率，失效概率大于5%為失穩區域，反之為相對穩定區域。各斷面無沖坑、荷載及有沖坑、荷載臨河堤坡在水位驟降時，堤坡失效概率隨堤頂不同寬度位置變化分布。無沖坑、荷載斷面，平工、險工、老口門不同位置斷面距臨河堤頂起點9.0～11.2m之后失穩風險很小，穩定區域之前臨河堤坡出險幾率相對偏高；有沖坑及荷載斷面，平工、險工、老口門不同位置斷面距臨河堤頂起點10.0～12.0m之后失穩風險相對很小，穩定區域之前臨河堤坡出險幾率較高，最高可達33%。由上述計算分析可得出如下結論：在水位驟降情況下，所設定臨河堤坡無沖坑及荷載情況下，對六斷面失穩區域計算值統計，臨河堤頂前端9.0～11.0m易出險，后端1.0～3.0m仍具有一定的抵御洪水的功能；如設定堤坡臨河有沖坑、有荷載不利組合計算條件下，對6個斷面失穩區域計算值統計，即使允許失效概率提高到5%，臨河側堤頂前端10.0～11.0m仍易出險，后端1.0～2.0m具有一定的抵御洪水的功能，但個別計算斷面堤頂寬度即使為12.0m，斷面前端仍會產生脫坡或塌陷。因此，如汛期及洪水期臨河堤坡仍保證處于穩定狀態，堤頂寬度應至少為12.0m，由于各斷面地質情況復雜，具體設計指標應根據斷面所在位置及地層條件而確定。

5結語

基于指標數據庫中的堤防及淤區土體力學參數概率統計指標，應用邊坡穩定隨機性分析方法，計算與評價邊坡穩定安全區域分布范圍，據此提出黃河堤防堤頂寬度設計應大于12m。堤頂寬度合理設計能充分滿足黃河汛期防洪搶險的需要，確保黃河大堤充分發揮防洪保障線、搶險交通線、生態景觀線等重要功能，科學指導了黃河下游堤防工程的規劃與設計。

［參考文獻］

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［3］趙宇坤，劉漢東，喬蘭.不同浸水時間黃河堤防土體強度特性試驗研究［J］.巖石力學與工程學報，2008，27（增1）：3047-3051.

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［5］柯麗萍，時志宇.堤防設計中堤基設防深度探討［J］.內蒙古水利，2010，128（4）：145-146.

［6］張忠慧.武山縣渭河南堤堤防工程設計［J］.甘肅水利水電技術，2010，46（6）：32-33.

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施工導流工程實質是采用分段圍堰和全段圍堰兩種方法來把原有河道中的水流引導到下游的基本工程措施，這樣做的原因是這種工程措施能比較明顯地解決河道中的水流對水利水電工程建筑造成的消極影響，圍堰指的則是在水利工程建設時建設長久性水利設施，這里主要是修建臨時性圍護結構。這里的基本原理實際是防止水和土進入建筑物中，最終造成圍堰內的排水問題，像開挖基坑和修建建筑物也是深受其益的。

1、施工導流

施工導流是指在水域（大多數指活水河道）內修建水利工程的過程中，為創造干地施工條件，前期用圍堰圍護基坑，將河道水流通過預定方式繞過施工場地導向下游的工程措施。施工導流是水利工程施工，特別是修建閘壩工程所特有的一項十分重要的工程措施。導流方案的選定，關系到整個工程施工的工期、質量、造價和安全渡汛，事先要做出周密的設計。合理的施工導流方案，是保證工程順利實施及工程質量和安全性的重要保障。

2、圍堰技術

圍堰是指在水利工程建設中，為建造永久性水利設施，修建的臨時性圍護結構。其主要作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內排水，開挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作為正式建筑物的一部分外，圍堰一般在用完后拆除。圍堰就是用土堆筑成梯形截面的土堤，迎水面的邊坡不宜陡于1：2（豎橫比，下同），基坑側邊坡不宜陡于1：1.5，通常用砂質粘土填筑。土圍堰僅適用于淺水、流速緩慢及圍堰底為不透水土層處。為防止迎水面邊坡受沖刷，常用片石、草皮或草袋填土圍護。在產石地區還可做堆石圍堰，但外坡用土層蓋面，以防滲漏水。其中分為2種類型：

（1）全段圍堰法導流

全段圍堰法就是指在河床距主體工程像大壩和水閘等這樣的基體比較遠的時候，為了防止河道中的水流經過河床外修建的臨時泄水道或者永久泄水建筑物下泄的情況出現，采取的修建攔河堰體，以一次性的方法截斷河道的方式。這種導流法只適用于枯水期流量不大，河道狹窄的河流。這里的導流泄水建筑物類型一般分成這些類別，像明渠導流和隧洞導流等，還有河床涵管法也是可以算在里面的。

（2）分段圍堰法導流

分段圍堰法導流也可以叫做分期圍堰導流，實際上就是把河道中的水流經由已經被束窄的河床或者缺口這些渠道排到河流下游的方法。這種導流方法適用可以通航的大河流，這樣的河流一般水流量大、河床寬，還有一般都是建筑工期比較長的工程項目。分段圍堰導流實際也分成前后兩期，前期的話，都是利用被束窄的河床直接導流，后期一般都用預先挖好的泄水道進行導流。在實際的工程實踐中，后面的兩段兩期導流方法用得比較多，相比之下，這種導流方法花費更低，成本投入更少。

二、施工導流及圍堰技術在水利水電工程中的施工流程

1、測量放線。施工前建立測量控制點及施工標志，確定堰體軸線，以控制施工方向及堰體砌筑范圍。施工中隨時測量堰體砌筑斷面尺寸及高程，以確保堰體斷面準確。

2、設護坡木樁。由于圍堰堰底淤泥較深，為防止堰體滑移，因此計劃在堰體兩側坡腳處設護腳木樁。木樁長6米，直徑20CM，間距50CM。由于木樁入土較淺，擬用人工將木樁打入淤泥層中。

3、人工堆碼裝袋粘土。由于施工現場都是垃圾及雜填土，圍堰所需粘土采用外購黃土，粘土由卡車運至現場后即組織人工裝袋，裝填量為編織袋容量的2/1～3/2，袋口用細麻或鐵絲縫合。砌筑時將土袋平放，上下左右互相錯縫堆碼整齊，水中的土袋用帶鉤的木桿鉤送到位，層層堆碼，逐層加高至頂面標高。

4、鋪設彩條布。堰體形成后，迎水面設彩條布做擋水用，并拋擲土袋壓腳，確保堰體不滲水。

5、鋼板樁支護。堰體內側坡腳處打一排6米長間隔10CM的剛板樁，實測實量淤泥深1.2～1.5m，水深0.6～1m，實際鋼板樁入土深度5m，并用土袋填充堰體育鋼板樁之間部分，起到防止圍堰滑移的作用以確保堰體的穩定性。施工方法先將水抽干，然后清淤泥，整理一條能走挖掘機便道，然后打鋼板樁。

6、淤泥清除。在圍堰完成后用人工挖井字溝排水、瀝水，一周后開始用人工配合機械清除淤泥，淤泥上車運離施工現場。嚴格按設計要求進行圍堰，坡度1：1，頂部高于流水面50cm，保證草袋堆疊整齊、密實，遇到滲水等情況要及時上報并處理，作業人員在水下進行作業時，應穿戴膠鞋、安全帽。嚴禁抽水時，在基槽內作業，以防觸電事故。機械在清淤過程中，需保持安全距離不小于10米，清淤時要保持平穩作業，先用斗對淤泥深度進行檢查，不得盲目進入淤泥內，防止機械深陷。基槽邊和堰體附近應設置防護措施，防止墜落傷害和溺水。

三、水利水電工程施工導流與圍堰技術施工的注意事項

1、在對圍堰的平面進行布置時，需要對水利水電工程建筑物的輪廓、交通運輸道路、堰體的排水設施、施工的模板以及堆放材料的部位等方面進行考慮。在一般情況下，水利水電工程建筑物輪廓與基坑橫向坡趾之間的距離應大于20米，而水利水電工程建筑物輪廓與基坑縱向坡趾之間的距離應小于2米。如果，圍堰的平面布置不當就會出現對水利水電工程的安全性帶來影響，比如：當圍堰的圍護基坑的面積過小時，會由于水流的宣泄不暢，從而影響到圍堰的安全。因此，在布置圍堰平面時要結合實際導流的方案、水利水電工程建筑物的輪廓特點以及圍堰的類型來進行布置。只有這樣才能保證圍堰堰體的安全性。

2、現階段，我國水利水電工程中大多數采用粘土心墻防滲型式的土石圍堰來作為施工導流工程中的圍堰建筑。因此，在設計時要根據《施工組織設計規范》的有關規定，在超過靜水位上方0.6米處設計心墻式防滲體來對圍堰進行保護。此外，考慮到水位的壅高、堰體施工的沉降以及圍堰頂部防護結構厚度等因素，設計時要結合圍堰所處位置的實際地形情況，在100年重現期洪水位，即上游擋水位1313米處和下游擋水位1284米處，建造高度為1 315米的上游圍堰和高度為1286米的下游圍堰。

四、結束語

綜上所述，圍堰技術導流工程是整個水利水電工程的核心，其施工質量的優劣直接關系到整個工程能否實現資源優化和經濟效益最大化。在高山狹谷河流上進行水電開發，首先要做好截流工作，故圍堰的設計和施工往往不可忽視，確保圍堰的穩定并具有良好的抗滲和防沖性能是前提，要經過精心設計，科學組織，及時實施，才能充分發揮圍堰的作用。

參考文獻：

[1] 李晉平. K頭水電站工程施工導流方案設計[J]. 科技情報開發與經濟. 2008（34）

[2] 張宗坤，石世忠. 石埡子水電站上游圍堰設計及施工技術[J]. 小水電. 2009（02）

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Keywords: retaining wall; panel retaining wall; bolt retaining wall;

中圖分類號：TU476+.4文獻標識碼：A 文章編號：

1概述

面板式擋土墻主要包括板樁墻和錨定墻兩大類，板樁墻是指面板要打入基坑底面以下較深的情況，如鋼板樁墻，木板樁墻等，他們的主要構件是立板，附屬構件有支撐，拉桿等；錨釘墻是指面板僅進入基坑底面以下較淺的情況，如錨樁墻、錨板墻、錨桿墻等，他們的主要構件是立板，附屬構件有立柱、拉桿、錨桿、錨定構件等。

在錨釘墻中錨桿擋土墻應用較為廣泛，錨桿擋土墻是利用錨桿技術形成的一種擋土結構物，錨桿的一端與工程結構物聯結，另一端通過鉆孔、插入錨桿、灌漿、養護等工序錨固在穩定的地層中，以承受土壓力對結構物所施加的推力，從而利用錨桿與地層之間的錨固力來維持結構物的穩定。作為輕型的支擋結構，錨桿擋土墻與普通圬工擋土墻相比，可以節省大量圬工材料，現已被廣泛用于公路、鐵路、煤礦和水利等支擋工程中。

錨桿擋土墻因錨固地層、施工方法、受力狀態以及結構型式的不同，有多種形式；按墻面的結構型式可分為柱板式和壁板式錨桿擋土墻，柱板式錨桿擋土墻有擋土板、肋柱和錨桿組成，壁板式錨桿擋土墻是由墻面板和錨桿組成。錨桿擋土墻一般適用于巖質路塹地段，但其他具有錨固條件的路塹墻也可以使用，還可應用于陡坡路堤。若支護高度小于6m時，可在墻頂布置一排錨桿；若支護高度在6～8m時，可設兩排錨桿；若支護高度大于8m時，需設2～4排錨桿。錨桿水平間距1～4m，上下排距2～5m。

2土壓力計算

土壓力是直接作用于擋墻上的外荷載。由于墻后土層中錨桿的存在，使受力狀態較為復雜，目前設計中大多仍采用庫倫主動土壓力理論進行近似計算。

——砂漿（細石砼）與錨桿的粘著力，。試驗資料表明約等于砂漿（細石砼）標準抗壓強度的10％～20％，鋼筋與砼之間的粘著力約為：光面鋼筋1.5～3.5，螺紋鋼筋為2.5～6.0。取值可參考《公路路基設計規范》（JTG D30-2004）、《邊坡工程處治技術》（趙明階主編）等文獻。

（3）孔壁與介質之間的抗剪力

這里以砂漿和細石砼為介質，列出其與孔壁之間抗剪力的計算公式：

式中：——錨桿孔壁（土體）與介質（砂漿、細石砼）之間的抗剪力，；

——錨桿孔徑，；

——錨桿有效錨固長度，；

——錨固段周邊土層抗剪強度，也成為孔壁與砂漿或砼的抗拉設計強度，。取值可參考《地基與基礎》及《建筑施工手冊》、《地基處理手冊》等文獻。

4錨桿設計抗力及孔深

（1）錨桿抗力設計值

錨桿抗力計算值除以安全系數為錨桿抗力設計值，即

式中：——要求錨桿抵抗的外荷載，；

——錨桿抗力設計值，；

——錨桿抗力計算值，，即前文中的、和；

——錨桿安全系數；取值可參考《建筑施工手冊》、《地基處理手冊》及《公路路基設計規范》等文獻。

（2）錨桿有效錨固長度

聯立上述幾個公式即可求出有效錨固長度，即。

根據經驗，實際工程中通常采用的有效錨固長度為：鋼筋錨桿5～25m、鋼管錨桿10～30m、工字鋼錨桿20～40m、鋼索30～50m。

（3）錨桿孔深

孔深計算公式：錨桿孔深=有效錨固孔長＋自由段孔長＋孔口處理長度，具體的錨桿孔深應依工程實際情況確定。

（4）錨桿布置

錨桿布置依土層情況、受力情況而定，水平及豎向間距一般為1.5～4m，錨桿傾角一般為15°～20°，一般不得大于35°，特殊情況下也可布置成水平的。錨桿總長度=有效錨固長度＋自由段孔長＋端部外露長度。

5構件設計

錨桿擋土墻構件包括擋土板、肋柱和錨桿或墻面板和錨桿。

（1）面板設計

鋼筋砼面板是支撐在立柱上的受彎構件，直接承受土壓力，并將土壓力傳給立柱。對面板進行水平條分計算，每一面板條上作用均布荷載，最大彎矩發生在板底部。當面板為整澆時，計算圖式是以立柱為支撐的單跨簡支梁，彎矩和支座剪力按簡支梁考慮。根據計算的最大彎矩進行配筋，為節省鋼筋可從上至下分段減少鋼筋量。

（2）肋柱設計

肋柱是以拉桿為支撐的受彎構件，承受面板傳來的土壓力，根據拉桿數量，可為多跨連續梁或單跨簡支梁。肋柱上作用三角形荷載或梯形荷載。根據所計算最大彎矩進行配筋，為保持肋柱的整體性和方便施工，全柱宜等量配筋。

（3）錨桿設計

錨桿承受肋柱傳力，完全處于受拉狀態。在肋柱計算彎矩時，同時求出各錨桿的拉力，根據拉力計算值，選配鋼筋或鋼管錨桿。錨桿直徑一般在22～32mm之間選取，多為單桿。

以鋼材為例，選擇錨桿截面按如下公式：

式中：——錨桿截面積；

——錨桿計算拉力，；

——直立擋墻支點的水平支撐力計算值；

——錨桿與水平線的夾角，度；

——錨桿安全系數，一般取1.5；

——錨桿設計強度，。

（4）壁板式錨桿擋土墻

壁板式錨桿擋土墻根據施工方法不同，可分為現澆和預制拼裝兩種類型。現澆的壁板式錨桿擋土墻，其錨桿端頭直接插入砼面板中，與壁面板一起澆筑，不存在錨頭單獨施工問題。而預制拼裝式在預制砼壁面板時，應留有錨頭或預留孔道。此類擋土墻多用楔縫式錨桿，適用于巖質邊坡防護。

6結構穩定性設計分析

錨桿有多種破壞形式，對于設置錨桿體系的擋土墻，除保證每根錨桿有足夠的承載能力外，還應確保擋土板、錨桿和地基在內的結構整體穩定性。一般認為錨固段所需長度是由于承載力的需要，而錨桿所需總長度是由整體穩定性決定的。

在進行錨桿體系的整體穩定計算時，如設置多層錨桿，則需分別驗算每層錨桿體系的整體穩定。錨桿擋土墻的整體穩定計算通常采用分析圖解驗算方法，由于整體穩定分析方法相對比較復雜，作用力較多，為此工程中多采用克朗茲的簡化方法理論，來進行單層錨桿、多層錨桿、粘土性錨桿和分層土錨桿等多種情況下的整體穩定性分析，限于篇幅，克朗茲簡化方法請讀者從參閱相關文獻。

參考文獻：

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[5] 達.《公路擋土墻設計》.第一版.北京：人民交通出版社，1999

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1工程概況

汶水一站水電站工程位于廣東省廣寧縣古水河境內，為古水河梯級開發的第7級水電站。電站以發電為主，總裝機容量2500kW，設計水頭8.0m，年發電量945萬kW.h。

2 設計依據

2.1工程等別及建筑物級別以及相應的洪水標準

汶水一站水電站以發電為主，裝機容量為2500kW，校核洪水位時的總庫容為280.0萬m3。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000的規定，工程屬Ⅳ等工程，小(1)型規模。電站的永久建筑物(泄水閘、泄水建筑物、廠房)均按4級建筑物設計，導流圍堰等臨時工程按5級建筑物設計。

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規定，電站建筑物的洪水標準如表2-1-1所示。

表2-1-1洪水標準

2.2設計基本資料

1、水文氣象

古水河流域自上游至下游主要氣象參數為：多年平均氣溫20.8℃,最高氣溫39.1℃～39.4℃,最低氣溫-3.9℃～4.2℃.多年平均相對溫度81%，多年平均風速0.9～1.1m/s，最大風速13～5.3m/s。

3 壩軸線的選擇及工程總體布置

3.1壩軸線的選擇

汶水一站水電站壩軸線的選擇受河床寬度和廠房尾水暢順影響，考慮到上游永隆水電站下游尾水位、汶水二站水電站開發時上游正常蓄水位銜接,選擇Ⅰ線和Ⅱ線兩個方案比較。

3.1.1Ⅰ線方案

(1)地形、地質條件。Ⅰ線內無較大的斷層通過，未見次級褶皺，地質構造較不發育。(2)工程型式、布置。Ⅰ線方案擬于橫石口村上300m處河段修筑攔河壩,并在河床左岸布置廠房及附屬建筑物，屬河床式開發方案。攔河壩左岸為公路。(3)工程量、施工條件。線基巖露頭較明顯，上部覆蓋層較薄，開挖方量不大且對主要交通線沒有造成破壞；河床相對較寬，填筑方量較大。廠房布置在河流左岸，離公路較近，施工方便，工程量和投資也不大。

3.1.2Ⅱ線方案

(1)地形、地質條件。壩軸線兩岸植被茂密，自然邊坡基本穩定，物理地質現象不發育。

（2）工程型式、布置

Ⅱ線的河床段修筑攔河壩和發電廠房及附屬建筑物，在河床的右岸筑壩擋水，河床的左岸布置廠房和附屬建筑物，屬河床式開發方案。

3.1.3壩軸線比較和方案選擇

I線壩址區基巖均屬硬質巖石，巖面埋深和巖石風化均較淺，無較大的不良地質現象，工程地質與水文地質條件較好。II線壩址區左岸邊坡較緩，右岸邊坡較陡，巖面埋深和巖石風化相對1線均較深。下游有一小型滑坡體不利于壩體的穩定及防滲。綜上所述，Ⅰ、Ⅱ線的工程地質與水文地質條件均可滿足建壩的要求，但從施工安排及對環境的影響考慮，I線優于II線。因此，選定I線方案為本工程的推薦方案。

3.2樞紐布置選擇

本電站水頭較低，選定壩址處沒有引水或其他布置的地形條件，所以廠+房采用河床式布置。總體布置采用右河床廠房還是左河床廠房方案，主要取決于對外交通條件。現有瀝青公路已通往河流左岸，可通大汽車，且工程砂、碎石等材料主要取在左岸沙灘上，如果廠房布置在右岸則材料運送相對困難，費用增大，不利于降低工程投資。經綜合分析，工程選定右岸布置溢流壩，左岸布置廠房的總體布置方案。

3.3擋水建筑物

3.3.1泄水閘壩

1)溢流閘壩布置

溢流壩全長50m，設4扇弧型閘門，閘門的尺寸為：10×7.5m(寬×高)，堰頂高程為84.8m，堰高4.7m，閘門頂高程為92.30m。

本水電站為徑流式水電站，根據電站的壩上Z-Q關系曲線圖查得，設計洪水位為92.00m，校核洪水位為94.60m。

2）壩頂高程

壩頂高程的確定，是在各種運行情況水庫靜水位加對應風浪高程和安全超高中選取最大值。

壩頂至水庫靜水位的高度的計算公式為：

Δh=2hL+ho+hc

Δh――閘墩頂距水位的高度m；

Hc――閘墩安超高，設計洪水位時取0.3m校核洪水位時取0.2m；

Ho――交通橋梁高(m)，取0.8m；

其中風浪要素按《水工建筑物》(高校教材第三版)公式計算。公式如下：

2hL=0.0166V5/4D1/3

式中：D――吹程，取為550米。

V――設計風速，在正常水位及設計洪水位情況用最大風速的1.5倍，校核洪水位于情況用最大風速。

波浪中心線至水庫靜水位的高度ho按下式計算：

4лhl2лHo

ho=--------cth--------

2LlLl

式中：2Ll――波長，2Ll=10.4(2hl)0.8；其它符號的意義同前。Ho――閘前水域的平均水深。安全超高hc：正常運行情況取0.3m，非常運行情況取0.2m。(h-壩頂距水庫靜水位的高度(m)即為風浪高+安全超高)上述成果表明，壩頂高程由校核洪水位控制，定為95.60m，最大壩高15.50m，壩頂長度62.00m。

3)消能設計。根據下游水位較高的情況，采用底流式消能。參照重力壩設計規范的補充規定：“對消能防沖設計的洪水標準，原則上可低于大壩的泄洪標準，鑒于本樞紐攔水建筑物的建基面建在弱風化巖石上，本工程的消能防沖按10年一遇洪水進行設計。消能計算采用水利水電工程設計程序集中的D-3程序進行計算。消能按10年一遇洪水計算。根據計算，消力池的長度為33m，高程為80.10m，護坦的長度為15m。岸坡采用護坡處理，其護砌長度33m，護坡頂高程為10年一遇洪水位。

4)基礎處理。壩的建基面均開挖至弱風化層下0.3～1.0m,由于地基內沒有規模較大的斷裂構造，無須特殊處理。由防滲計算可知，對基礎的防滲措施采用在溢流壩上游與下游端均設齒墻，齒墻深1.5m，厚為1.5m，前端順坡度延伸到與高程80.10m齊平處，下游齒墻厚1.5m，成梯形狀，上游閘底板與消力池間設置止水。

5)穩定計算。(1)計算荷載。①壩體自重及固定設備重；②水重；③靜水壓力；④揚壓力；⑤風浪壓力；⑥側向水壓力；⑦土壓力(或泥沙壓力)；(2)荷載組合。①上游正常蓄水位，下游無水；②上游設計洪水位，下游設計洪水位；③上游校核洪水位，下游校核洪水位。(3)抗滑穩定及地基應力計算。

抗滑穩定計算：攔河壩建基面高程為79.80m，根據地質報告，該高程巖性的風化程度為弱風化，參照地質報告力學參數建議值，取f=0.55。

抗滑穩定采用抗剪強度公式計算：K=f(W-u)/∑P

式中K――按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數；f――壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數，取0.55；∑W――作用于滑動面以上的力在鉛直方向投影的代數和KN。∑P――作用于滑動面以上的力在水平方向投影的代數KN。

地基應力計算

壩基應力采用材料力學公式計算：

бy=∑w/B±6∑M/B2

式中бy――壩基面垂直正應力；∑W為――作用于計算截面以上全部荷載的垂直分量的總和；∑M――為作用于計算截面以上全部荷載對截面形心力矩的總和；B――為壩體計算截面面積。

根據設計要求，在各種運行情況下，計入揚壓力影響，壩體上游面不得產生拉應力。計算分兩種情況考慮，計算結果表明，各種情況均能滿足規范要求。壩體尺寸由溢流面體型和滿足應力需要控制。

3.4發電廠房

廠房布置在河床左側，為河床式廠房，廠房基礎座落在微風化基巖上，地基無需進行特殊處理。進水口設主閘一道，由固定式啟門機啟閉。檢修門與攔污柵共門槽，由門機啟閉。進水口長度由設備及交通要求確定。廠房進水口前設攔沙坎一道。升壓站布置在廠房的左側。主變壓器1臺，布置在廠房升壓站的右側。進廠公路由下游進入廠房，進廠坡度為2%。

4結語

通過對汶水一站水電站工程的總體布置方案比較及主要建筑物設計，對于低水頭電站來說，設計水頭非常重要，在水工建筑物布置設計時，進(引)水斷面要達到設計要求，尾水段流態要保持平穩暢順，這樣才能使電站機組運行工況和出力達到設計要求。

參考文獻:

[1]《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000

[2]《混凝土重力壩設計規范》SDJ21-78(試行)

[3]《溢洪道設計規范》SL253-2000

篇9

懸臂式水工擋土墻屬于輕型鋼筋混凝土結構，由立墻和底板（前趾板和踵板）組成，主要靠底板以上填土重來保證其穩定性，可以在較高范圍內使用。

應用實例

1、概況

孔頭溝水庫位于寶雞市岐山縣蒲村鎮，樞紐位于渭河水系漆水河二級支流龍尾溝河上游、馮家山灌區北干渠21+777.94～22+475處。樞紐工程（未設溢洪道）于1973年4月竣工，2000年經安全鑒定為三類壩；2007年水庫在進行除險加固工程設計時，對大壩進行了加固及新增溢洪道的設計內容。

溢洪道為河岸正堰開敞式，由進水渠、控制段、陡槽段、消力池、出水渠組成，總長度340.8m，設計最大下泄流量132.6m3/s 。

2、擋土墻型式選取

孔頭溝水庫溢洪道工程中，控制段與陡槽段間有一過渡收縮段，其兩邊墻較高，所需擋土墻最高斷面有8.9m高，水工擋土墻的型式選用及分析計算內容介紹如下：

首現需要考慮溢洪道橫斷面是采用矩形還是梯形。在經過比較設計，考慮到兩岸高邊坡情況，在同等開挖深度情況下，梯形開口大，兩側渠岸再留平臺后，其挖方量顯著增加；再者考慮到本溢洪道泄流流量大，矩形橫斷面的水流流態好，對工程更安全可靠。綜上，選取矩形橫斷面方案。

接著需要考慮溢洪道中最高斷面選取哪種型式的水工擋土墻。水工擋土墻常用的結構型式有重力式、懸臂式、扶壁式、U型結構等。根據溢洪道的布置及挖深情況，其邊墻高度均較高，最高斷面可達到8.9m。若采用重力式擋土墻，其斷面尺寸較大，消耗砼或砌石的量較大，不經濟；U型結構適用斷面較低擋墻；扶壁式一般用于10m高以上的擋墻。故經比較后，選取懸臂式鋼筋砼擋土墻最經濟實用。

3、擋土墻穩定分析及結構計算

結語

懸臂式鋼筋混凝土擋土墻在水庫溢洪道的邊墻設計時被廣泛使用，其適用于矩形斷面、邊墻高度較高的段落，并且該擋土墻自身也具有結構輕便、適用廣泛、計算簡便等優點，不但在水庫工程中廣泛使用，而且其還在水電站、泵站、防洪等工程中具有實用性。

參考文獻：

[1]管楓年，薛廣瑞，王殿印.水工擋土墻設計[M].北京：中國水利水電出版社，1996.

篇10

1 針對水庫問題進行方案比選

王爺陵水庫最嚴重的問題是壩頂超高不滿足規范要求，放水洞設施老化、年久失修，再加上水庫多年淤積，原有放水洞已不能正常取水，針對水庫主要的兩方面進行方案比選。

1.1壩頂處理方案比選

王爺陵水庫屬于小（Ⅱ）型水利樞紐工程，現狀壩頂高程不滿足規范的超高要求。為滿足規范要求，考慮了砌筑防浪墻、加高大壩、拓寬溢洪道三個方案。

一、砌筑防浪墻。在保持現狀溢洪道堰頂高程和寬度不變的情況下，根據計算，王爺水庫要達到200年一遇校核洪水標準，需砌筑1m的漿砌石防浪墻，以滿足規范要求。

二、加高大壩。在保持現狀溢洪道堰頂高程和寬度不變的情況下，根據超高要求，加高20cm可以滿足壩頂高程。若采用壩頂壩高，則上、下游壩坡需進行貼坡，以保持原壩坡坡比。

三、拓寬溢洪道。在保持現狀壩頂高程、溢洪道堰頂高程不變的情況下，經調洪計算，王爺陵水庫要達到200年一遇校核洪水標準，溢洪道需拓寬1.0m，同時將左右岸邊坡放緩至1：1.0。

砌筑防浪墻、加高大壩、拓寬溢洪道三種方案的主要工程量及投資的比較得出以下結論。

上述三種方案都能解決超高不夠的問題，砌筑防浪墻相對簡單，工程竣工后運用方式可維持原調度方式；而加大壩高對大壩上、下游壩坡均進行了貼坡，土方回填量大，拓寬溢洪道的方案中，由于現狀溢洪道邊墻護砌完好，拓寬溢洪道需拆除再重新護砌，工程量大，施工也相對復雜。

綜上所述，增設防浪墻投資少，施工簡單，管理運用方便等，為本次王爺陵水庫加固的推薦方案。

1.2放水洞閘門選取方案比選

放水洞原為階梯式臥管混凝土管涵，如若繼續按現狀的放水洞形式，基本可以滿足防洪要求，但是考慮到防凍的問題，許多階梯臥管式放水洞，由于氣候問題出現裂縫，啟閉機室的高程太低，所以選擇轉動閘門，改變啟閉機室的位置，降低了被沖刷的危險。

2 除險加固設計

通過對攔河壩現狀復核，壩頂高程、大壩穩定滲流以及上下游壩坡穩定等復核計算均滿足規范要求，但大壩歷經多年運用，有較大的沉降變形，上游壩坡有塌陷現象，為保證大壩的安全運行，有必要對壩體進行整修加固。

2.1壩體整修

1）現狀壩頂路面局部有塌陷，影響汛期抗洪搶險工作，本次加固將重修壩頂路面。實測壩頂寬3m，壩頂高程為43.8m。壩頂采用泥結碎石路面，厚20cm，下游設漿砌石路緣石寬0.5m，頂部與路面齊平。壩頂路面采用單側排水，路面坡度1.5%，路面雨水經坡面排至下游。

2）上游護坡坡面不平整，虧坡現象嚴重，塊石間縫隙過大，塊石間咬合不緊，塊石松動，因此需翻修上游損壞部位的干砌石護坡。由于壩坡破壞嚴重，對整體上壩坡進行重新整修。

此次壩坡整治首先拆除原砌石護坡和反濾層，然后對塌陷、變形部位按原設計1：2.7、1：3.0的壩坡進行回填、修補、整平，再砌筑干砌石護坡。新砌護坡石料要求采用質地堅硬、無裂紋的新鮮巖石，飽和抗壓強度大于40MPa，容重大于24kN/m3，塊石厚度不小于200mm；施工時要求砌筑緊密，護坡表面砌筑平整。為節省投資，從拆除的干砌石中選擇符合砌筑要求的石料進行二次利用，鑒于壩坡石料情況，暫考慮30%利用率。

3）下游壩坡原無護坡，部分坡段虧坡現象嚴重，坡面上雜草和灌木叢生，因此對下游壩坡進行修整。對原壩坡進行清理，清除厚度暫考慮0.3m，將草皮、樹木、樹根等全部清除，下游壩坡局部塌陷處用壤土進行回填，所填料使用原有壩坡開挖的壤土和部分上游拆除的反濾料。

2.2溢洪道加固工程

通過對溢洪道泄流能力復核計算，水庫能夠抵御200年一遇洪水，說明現狀溢洪道滿足泄洪要求。工程存在的主要問題是兩岸坡為坡殘積含砂礫石壤土，抗沖能力差，在水流沖刷時兩岸易產生崩塌。溢洪道加固項目主要包括溢洪道斷面整修。

3 結論

王爺陵水庫除險加固工程代表了一批小（Ⅱ）型水庫的現狀，現在水庫垮壩數量增多，大多數為小型水庫，土石壩居多。針對水庫中存在的問題需要進行對應的加固措施。

（1）土石壩加固設計，應根據的水庫特征水位、庫區所在地區的地形、地貌、河谷形態、風向、風速等因素，按照國家現行設計規范所規定的計算公式，計算水庫風浪爬高、風壅增高和安全加高值，并計入地震壩頂沉陷和地震涌浪高度后，確定大壩及其永久性擋水建筑物的頂部高程。

（2）根據地質參數，按照國家現行設計規范的規定，計算土石壩的變形及穩定安全系數，并提出大壩地基處理、壩體質量缺陷處理及輸水、泄洪等水工建筑物的加固設計，根據滲流穩定計算，對滲透系數進行分析和處理，對于粘土心墻壩防浪墻需與心墻銜接在一起，防止漫頂現象出現。

（3）根據水庫功能要求，對水庫輸水、泄水建筑物的設計流量進行計算，必要時提出輸水、泄水建筑物改建或擴建設計；對輸水、泄水能力可以滿足要求，但因工程質量缺陷和老化不能安全運用時，應提出加固設計。

（4）要按照國家現行設計規范的規定，增設水庫水情自動測報系統，完善水庫大壩及主要水工建筑物的安全監測設施，改善水庫運行管理條件，制訂并完善水庫管理規章制度，提出水庫管理設計。

參考文獻

[1]王爺陵水庫除險加固工程初步設計[R]天津：河北省水利水電勘測設計研究院，2012

[2]碾壓式土石壩設計規范DL/T5395-2007

[3]牛運光病險水庫加固實例[M]，北京；中國水利水電出版社2004

篇11

1 監理工程概況

南寧市隆安水庫位于南寧隆安萬發鎮境內，地處灌區東北面的石夾河上。水庫壩址現有簡易公路通過，壩址下游4.6 km處為 207 省道，工程對外交通條件較為方便。隆安水庫主要任務是以灌溉、 農村人飲和鄉鎮供水為主，兼顧河道生態用水。南寧市隆安水庫正常蓄水位691 m高程，相應正常蓄水位庫容1620×104 m3 ，水庫總庫容1894×104m3 ，水庫規模屬中型，樞紐工程等別為Ⅲ等。樞紐工程由砼砌毛石拱壩、 壩頂溢洪道、 左右岸交通洞、放水管及閘門井等組成。

2 大壩開挖監理質量控制

2. 1 爆破參數控制

2. 1. 1 梯段爆破

采用潛孔鉆造孔，鉆孔直徑 Φ100，裝Φ85mm乳化炸藥，臺階高度10m，設計孔間排距3.5 m×2.8 m，封堵長度 2.5 ～ 3.0m，單位耗藥量0.55 kg/m 3 ，超鉆深度1.0 m。

2.1.2 預裂爆破

采用潛孔鉆結合手風鉆造孔，設計孔距0.8m，預裂孔距前排爆破孔 1.5 ～ 2.0 m，裝Φ32 mm硝銨炸藥，線裝藥密度 450 ～500g/m，炸藥及導爆索綁扎在竹片上入孔，間隔不耦合裝藥，封堵長度 1.0 ～1.5 m。爆破網絡采用導爆索連接，采用兩段非電毫秒延期雷管分段，最大段預裂爆破藥量不大于50 kg， 所有預裂孔都超前排主爆孔100 ms起爆。

2.1.3 保護層開挖

采用手風鉆孔，鉆孔直徑Φ40 mm，裝Φ32 mm硝銨炸藥，設 計鉆孔間排距為1.2 m×1.0m，單位耗藥量0.5 kg/m3 。

2.1.4 控制爆破

基礎開挖除對開挖邊坡或建基面采用預裂爆破、光面爆破和保護層開挖等控制外， 在開挖時對新澆筑砼鄰近基礎開挖進行控制爆破， 根據安全質量振動速度嚴格控制單響藥量；嚴格按設計要求進行控制爆破，永久邊坡采用預裂爆破， 按設計要求施工， 確保半孔率達 85% 以上。對于特別破碎或不穩定的巖體， 采用密鉆孔，少藥量，力求使爆破震動對邊坡帶來的影響在允許范圍內。梯段爆破利用孔間微差技術，嚴格控制單響藥量，減少爆破震動，確保邊坡的穩定安全。

2. 2 開挖缺陷及處理

大壩右壩段壩基636 m高程以下地基承載力較差且巖層較為破碎，采用 C20 砼回填處理至墊層砼設計高程。右壩基和右壩肩650 m高程以下地基巖層較為破碎且有裂隙和夾泥層。按設計要求先進行人工切槽，切槽深度為其寬度的 1.5 倍，再鋪設Φ28@ 200 鋼筋網后才澆筑砼， 最后再進行有針對性的固結灌漿。右壩段上游側646m高程以上邊坡開挖，考慮到其開挖后邊坡高度大，且多為殘坡積物堆積，為保證施工開挖安全， 646 m高程以上開挖坡比由1∶0.8調整為1∶1.5，并在646 m高程處增設2m寬馬道。

3 大壩混凝土監理質量控制

3. 1 原材料與配合比控制

審查施工單位的配合比，凡未經監理審批的配合比不得用于施工；督促施工單位及時將原材料送檢， 經有資質的檢測單位檢測合格后，才能投入擬用部位使用，且原材料必須具備三證。

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倉。混凝土澆筑過程中， 督促施工單位按規范要求進行平倉、振搗；砌石方式及塊石粒徑進行翻石檢查措施。保證混凝土拌和物從拌和到砌筑倉面施工振搗完畢歷時不超過1. 5 h， 并力爭盡量縮短。在混凝土生產過程中， 根據外界條件的變化， 對混凝土拌和物進行動態控制， 使實際施工配合比盡可能達到最佳狀態。

3. 3 混凝土澆筑和砌筑控制

砼澆筑過程進行旁站、 巡視、 抽查；低溫季節施工， 層間覆蓋時間按8h控制， 高溫季節施工， 層間覆蓋時間按 4～6 h控制。砌筑分條帶進行， 各條帶鋪料、 平倉、 振搗；方向與壩軸線垂直， 每條帶寬度根據施工倉面的具體寬度適時調整， 一般為10 m。 卸料高度控制在1.0 m以內， 用塔吊運至倉面后依次卸料， 減輕骨料分離， 卸料后及時平倉， 要求邊卸料、 邊攤鋪、 邊平倉， 使混凝土料始終卸在已平倉的 C15 砼砌毛石面上。水平施工縫處理包括工作縫及冷縫。工作縫是指按正常施工計劃分層間歇上升的停澆面， 冷縫是指混凝土澆筑過程中因故中止或延誤、 超過允許間歇時間（自拌和樓出料時算起到澆筑上層混凝土時為止） 的澆筑縫面。水平施工縫的工作縫層面在砼收倉后10 h左右采用高壓水清除混凝土上面的浮漿片、 松散殘物以及污物， 以露砂和微露石為準。在澆筑下一層混凝土時， 先鋪設比 C15砼標號等級或高一級 20 ～30 mm厚的水泥砂漿， 再鋪一層7 ～8 cm厚 C15 混凝土， 然后再向上砌毛石繼續上升。對在施工過程中因故出現的冷縫層面上， 視間歇時間的長短分成 I 型和 II 型冷縫。對 I 型冷縫面， 先將層面上已發白的混凝土挖除， 然后在層面上鋪一層厚5 mm的水泥煤灰凈漿， 再鋪筑上一層混凝土。II 型冷縫按施工縫處理。對骨料塊石， 按規范要求， 嚴格控制塊石粒徑， 不允許超徑塊石和遜徑骨料入倉， 并要求入倉前進行沖洗， 砌筑過程中按20m3 不少于 3 點進行翻石檢查， 確保埋石率滿足設計和規范要求， 有效降低水化熱。砌石按升程倉面完成后， 由業主、 監理單位一同對砌石質量進行大坑開挖檢測， 本工程共布置大坑檢測 3 組。

4. 灌漿工程監理質量控制

4. 1 固結灌漿質量控制

監理工程師在現場根據設計方提出的《正安縣石峰水庫工程大壩基礎固結灌漿技施設計說明》及規范要求對固結灌漿施工工藝進行全過程的控制，對重要工序，如鉆孔孔位、孔向、孔深、孔斜等均在現場進行嚴格的檢查、驗收簽證。在灌漿過中，經常性地對灌漿壓力、水灰比、進行檢查，對灌漿資料進行抽檢，并嚴格按照設計規范要求監督施工單位進行水灰比變換。對特殊地段、 吸漿量大的孔段，及時要求施工單位采用降壓、限流、間歇、待凝的方法進行灌注。嚴格按照設計、規程規范要求的壓力下， 當注入率小于1L/min時，還必須繼續灌注30 min方可結束，灌漿完成后采用壓力灌漿法進行封孔。從大壩固結灌漿成果來看，固結灌漿 I 序孔比 II 序孔吸漿量大，壓水檢查結果透水率均小于5 Lu。

4. 2 帷幕灌漿質量控制

為做好本工程帷幕灌漿工程的質量控制， 監理部嚴格按 《水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》（DL/T 5148 -2001）及設計方提出的 《正安縣石峰水庫工程大壩帷幕灌漿技施設計說明》 實施監控， 具體施工過程中， 采取了以下質量控制措施：

（1） 審查施工單位報送的"施工組織設計"和檢查人員、設備、材料的進場情況， 簽發開工申請報告。

（2） 作好原材料的檢測，合格后方可使用，本工程所用水泥為重慶南川 "白塔牌" PC42.5水泥、重慶南川嘉南"鋼珠"PC42. 5水泥。

（3） 鉆孔完成后，經當班監理人員驗收孔深合格后方可進行灌漿，灌漿過程中嚴格按規范及設計要求的水灰比進行漿液拌制和變漿，監理人員隨時檢查漿液的比重，并及時檢查和簽認灌漿原始記錄。

（4） 各單元灌漿完成后，要求施工單位作好灌漿成果統計報監理部，監理工程師根據現場掌握的情況及規范要求布設檢查孔，檢查孔鉆孔過程中監理人員隨時跟蹤檢查鉆孔情況。

（5） 壓水檢查，所有壓水試驗檢查監理人員全過程的旁站，保證試驗結果的準確性。

（6） 對重要工序，如鉆孔孔位、孔向、孔深、孔斜、壓水試驗等均在現場進行嚴格的檢查、 驗收簽證。

5 結 語

綜上所述，在水利水電工程施工中。施工監理是非常重要的，對于整個施工質量的控制具有重要的作用。在水利水電工程施工監理工作中， 除了要做好上述幾項工程的質量控制，還需要對其他工程質量進行有效的控制，以此保證整個水利工程的施工質量。

篇12

引言：我國水利工程建設逐日壯大，為了全面保證其工程質量，我國相應的也頒布了一系列的規范。目前水利河道疏浚單元工程質量評定,通常以現行的SL 17-90《疏浚工程施工技術規范》(以下簡稱《疏浚規范》)評價指標和評定方法為依據,與《水利水電工程施工質量評定表填表說明與示例》(以下簡稱《說明》)中河道疏浚工程單元質量評定表的表式相結合進行河道疏浚工程質量評定。結合實踐經驗和對該規范的理解,針對河道疏浚工程質量評定的各評價指標和方法,從可操作性、合理性、嚴謹性等方面進行深入分析與探討,探索了一套更客觀、更全面、更合理的評價指標體系。

1、河道疏浚質量評定中的問題

雖然有國家頒布的相應條文及規范作為工程質量保證，但其還存在一定的不完整性，在實際操作中往往達不到預期的效果。比如在工程實踐中,如果嚴格按照規范的要求對河道疏浚工程單元質量進行評定,極可能出現這些問題:由于規范未明確實際施工河道底寬的定義,評定時實際施工河道底寬不容易確定;在疏浚設備嚴格按規范分臺階開挖情況下,河道的實際單側超寬容易超過規范允許的范圍;河道邊坡開挖嚴格按設計施工情況下,超欠比不滿足要求;河灘高程測量范圍不清楚;河灘寬度無法測量;單元工程質量評定與通常的水利建筑工程單元質量評定方法不一,且評定的合格率標準過高。

2、質量指標分析

以典型工作實例作為基礎進行質量指標分析，下圖為某中小型內河河道竣工程斷面圖，以此為基礎進行分析說明。

2.1工程概況

該工程為筆者在工作中遇到的一個具有典型代表的工程，以此作為基礎進行河道疏浚工程質量標準分析和探討。該工程河道兩岸有護岸和河灘,設計河灘寬度2 m;水下一級坡到河底,水下設計邊坡1：3;河道設計河灘高程以下深度4 m。由于現階段絕大多數疏浚設備不能實現水下邊坡完全自動按設計邊坡成型,因此,必須按照《疏浚規范》所推薦的方法采用分臺階方式開挖,按超欠平衡、超挖略大的原則進行,施工時按臺階的邊線放樣,挖泥船按各臺階高程和邊線進行施工。竣工后橫斷面測量通常通過花桿、測繩、測深儀等測量工具按一定間距測出測點高程,通過手繪或電子繪圖將測點連接起來,形成河道實際開挖斷面線。

2.2河道底寬

該規范的不完整性在河道底寬上就有著明顯的體現，該規范對河道底寬沒有明確的解釋,河道底寬是設計底高程處的寬度與河道兩側設計邊坡線與實測河底線的交點寬度的比值,兩者相距甚大。相對而言,以設計河底高程處的寬度作為實際施工河道底寬較符合工程質量評定的本義。在交通部頒發的JTJ 324)2006《疏浚與吹填工程質量檢驗標準》中對河道施工后平均超寬0也采用了設計河底高程處的超寬。但作為疏浚行業規范,對實際河道底寬進行定義是十分必要的。

根據國家頒布的《疏浚規范》,每邊的最大允許超寬根據設備不同可在0.5~1.5 m。在水利工程結構中的軟基和岸坡開挖時基坑尺寸,允許最大值為0.4 m。疏浚工程屬于水下工程,僅考慮水下不可視的情況,最小0.5 m的允許超寬值相對岸挖最大允許值0.4 m來說偏小,加上設備、定位和放樣等因素影響(不考慮分臺階開挖情況), 0.5~1.5 m也是最基本的。

受技術水平限制,實踐中絕大多數采用了分臺階開挖的方式。圖1中河灘以下深度是4.0 m,分2個臺階開挖,單級臺階高度為2.0 m,臺階寬度6.0 m,因此河道底靠岸坡半個臺階的寬度為3.0 m。如嚴格按此劃分的臺階開挖,施工完成后的邊坡線為G-f-e-g-h-J。此時,可以發現實際河道底寬單側超寬3.0 m,超過最大允許值1.5 m的1倍,超寬的3.0 m實質是底層半個臺階寬度,因此,分臺階開挖造成超寬超過允許值。

當然,可以通過增加臺階個數減小臺階寬度和高度,以實現不超寬,但大多數挖泥船分臺階高度至少在1.0 m以上,如按照1.0 m臺階高度,水下邊坡緩比1:3時,單側超寬仍會超過最大超寬允許值1.5 m,導致超寬值不合格。如果有定位精度和水下施工不可見等因素影響,實際超寬值會更大。如果采用分臺階開挖的方式不能按《疏浚規范》規定的允許偏差值作評定,要計入實際底層臺階的寬度,再確定允許超寬值。

2.3河道底高程

實際河道底高程是設計河底高程以下的高程值。根據工程實踐,一些工程在施工完成馬上進行測量可以達到《疏浚規范》的要求,但一段時間后進行第三方抽檢就達不到要求。經過分析,河道靠邊坡下部易出現斷面重塑現象,實質是河道水流對施工的河道斷面進行削高補低的平整,使施工后斷面折線形成順滑連續曲線。具體表現為:加劇河道主河床部位的超深;加劇河底兩側邊坡下部的淤積;加劇岸坡頂部突出部位的超挖;加劇河灘靠護岸端的淤積。這種現象在通航河段、土質較軟、水流急的情況下容易出現,且在河道開挖初期較為明顯,然后是持續自然淤積。因此,在類似河段施工中,應該在開挖初期進行試挖并加強觀測和分析,摸清造成河底兩端坡腳欠點的真正原因,如欠挖則補挖,非欠挖則要與業主、監理和設計等有關參建單位協商。

疏浚工程質量評定方法與指標的設置

對現行《疏浚規范》和實際使用中出現問題的分析,可以考慮采用以下的評定辦法和指標對疏浚單元工程進行質量評定。

3.1 一般檢測指標

一般檢測指標,是質量評定中可以檢測的一般性指標,評定時根據檢測出的總點數和合格點數計算合格率,作為評價單元質量等級的依據。

3.2河道底寬

按照設計河底高程處實測寬度值,并要求實測值不小于設計規范中有關河道底寬單側最小超寬0.5 m的標準作為最大允許超寬值;當采用水下開挖的施工方式時,在工程開工前由施工單位上報分臺階開挖施工方案,經監理核定后實施。進行質量評定時,河底單側允許超寬值按照底層臺階寬度加最小超寬0.5 m與現行《疏浚規范》中允許的單側超寬值中的較大值作為單元工程質量評定表中河底單側允許超寬值。監理單位需要結合施工單位的施工機械類別與規格、土質及河道功能要求綜合考慮確定分臺階的臺階高度與寬度。

3.3河道底高程

河底平均高程作為重要指標對河底開挖質量進行控制,對于河道底部高程的評定,現行《疏浚規范》中有關欠挖點限值的規定可適當放寬:欠挖值由現行30 cm適當加大到40 cm,且不超過設計水深10%;縱向長由不超2.5 m調整至5.0 m;橫向寬由不超過2.0 m調整至4.0 m且不超過河底寬10%;超過允許值的需返工以達到標準。

結束語

隨著水利工程的發展，疏浚工程由于水下施工不可視、受測繪技術水平限制以及河道水流作用,其單元質量評定具有很大的特殊性,建立一整套嚴謹、合理、可操作的評價標準顯得十分復雜。這里也僅根據對規范的理解和實踐經驗提出一些見解,有待今后進一步完善和提高。

參考文獻:

[1]水利水電第十三工程局. SL 17)90疏浚工程施工技術規范[S].北京:中國水利電力出版社,1990.

篇13

1 施工導流標準及導流設計流量

籌建年7月～12月，不受洪水影響；第一年1月～9月，主要施工項目為：導流工程、壩肩及溢洪道開挖支護、其他臨時工程，在導流洞進出口留坎；第一年10月～第二年3月，主要施工項目為：壩基開挖、溢洪道及址板混凝土澆筑、壩體臨時度汛斷面填筑等。上、下游土石圍堰擋水，導流洞過流，枯期導流；第二年4月～第四年1月，主要施工項目為：壩體剩余部分填筑、大壩面板混凝土澆筑、壩頂細部結構及其他。壩體擋水，導流洞過流，壩前最高水位870.66m；第四年2月～5月，主要施工項目為：下閘蓄水及竣工清場等。壩體擋水，溢洪道及施空隧洞過流，樞紐達到正常工況。

1.1 導流標準

由于該水庫大壩樞紐工程為Ⅳ等小（1）型，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。根據《水利水電工程施工組織設計規范（SL303-2004）》中的相關規定，導流建筑物級別為5級，導流標準按5年一遇洪水設計。

1.2 度汛標準

根據水利部頒發的《水利水電工程施工組織設計規范（SL303-2004）》有關規定[1]，由于該水庫工程攔河大壩采用面板堆石壩，且庫容為876億m3，小于0.1億m3的技術指標，相應度汛標準按20年一遇洪水流量進行設計，對應洪峰流量為168m3/s。

1.3 導流方式

從壩型、樞紐布置特點、地形地質條件、水文條件及施工條件等方面考慮，采用圍堰一次攔斷河床、隧洞過流的導流方式。根據大壩樞紐工程總體布置，導流隧洞后期改造成取水兼放空隧洞。結合其它工程相關經驗，工程枯水期施工導流宜采用圍堰一次攔斷河床、右岸導流隧洞過流的導流方式；汛期施工導流宜采用壩體臨時斷面擋水，右岸導流洞過流方式。

1.4 導流時段

工程流域屬山區雨源性河流，洪水由流域內暴雨產生。洪水具有漲峰歷時短，陡漲陡落等特點[2]。因此，可選擇10月～次年3月作為工程枯水期施工導流時段，相應時段5年一遇洪水流量為25.2m3/s。

2 導流建筑物設計

2.1 導流隧洞設計（后期改造為取水兼放空隧洞）

導流隧洞布置在河床右岸，洞長484.26m，進口底板高程846.20m，出口高程838.60m，進口采用疊梁門，用于導流隧洞封堵。為滿足隧洞枯期過流、汛期度汛等要求，采用城門洞型。經計算，隧洞襯砌后斷面尺寸為2.8×4.0m（寬×高），過流斷面面積10.49m2，頂拱中心角131.00°，頂拱半徑1.54m。

2.2 上游圍堰、左岸支溝圍堰及左岸支溝導流明渠設計

因壩址位于河流和左岸支溝匯合口附近，分別在河流和左岸支溝上設上游圍堰、左岸支溝圍堰。采用明渠將左岸支溝來水導入河流內，再通過導流洞導流，實現大壩基礎干地施工。根據水文資料，左岸支溝在枯期10月～次年3月，相應的5年一遇設計流量Q20%=1.57m3/s，采用渠道將左岸支溝來水導入河流中。渠道為梯形斷面，底寬1.00m，邊墻高1.00m，邊墻坡比1：0.5（山體外側為直墻），底坡1.68%（渠道陡坡段為13.36%）；渠道采用先開挖基礎，再采用M7.5漿砌石砌筑，邊墻及底板漿砌石厚40cm，渠道內側采用水泥砂漿抹面，厚度2cm。

左岸支溝圍堰頂部高程為859.80m，設計為不過水土石圍堰，頂寬3m，堰頂長度20.55m。采用粘土心墻防滲，基礎采用帷幕灌漿處理。

經計算枯期5年一遇Q20%=23.1m3/s通過導流洞下泄時，對應上游雍高水位858.00m，因此考慮安全超高和水位雍高后，上游圍堰頂部高程為858.50m，采用不過水土石圍堰，頂寬3m，堰頂長度64.95m，最大堰高5.5m，迎水面坡度1：1.75，背水面邊坡1.5，圍堰采用粘土心墻防滲，基礎采用帷幕灌漿處理。汛期采用壩體擋水。

2.3 下游圍堰設計

根據壩址水位～流量關系曲線，枯期5年一遇Q20%=23.1m3/s通過導流洞下泄時，對應下游圍堰河床水位為839.50m。因此考慮安全超高和水位雍高后，下游圍堰頂部高程為840.00m，采用不過水土石圍堰，頂寬5m，堰頂長度18.25m。圍堰采用粘土心墻防滲，基礎采用帷幕灌漿處理。

3 施工期基坑排水

根據工程整體施工進度要求及水庫壩址區的水文氣象條件，大壩截流推薦在10月中旬進行，按照5年一遇的10月月平均流量進行計算，截流設計流量為Q=0.59m3/s。在大壩上游圍堰處進行截流，采用單戧立堵法進行截流，圍堰填筑渣料主要采用大壩岸坡壩肩處的開挖渣料，圍堰截流從右岸向左岸推進，最后在河床左岸閉氣。

工程截流時間為枯期10月中旬，由于河床較窄，基坑水量較小，截流后及經常性排水采用4臺WQK40-15QG，功率4kW，排水量40m3/h水泵抽排。

4 施工度汛與下閘蓄水

根據施工進度計劃安排，工程在主河床截流后第一個汛期來臨之前，大壩臨時度汛斷面可填筑到872.00m高程。因此，壩體施工需通過一個汛期，按照《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303-2004），當壩體填筑高程超過圍堰堰頂高程后，工程選擇度汛標準為20年一遇洪水Q5%=168m3/s。經水文調洪計算，汛期由大壩臨時度汛斷面擋水，導流洞泄流，上游水位將達到870.66m，低于汛前大壩臨時度汛斷面填筑高程872.00m，因此，工程可實現安全度汛。

為防止滲漏和水流對壩體上游面的沖刷，需對上游壩面進行臨時保護，采用C5混凝土擠壓邊墻進行保護，墻身高度為40cm，上游坡比為1：1.4，與面板坡比一致，頂部寬度為12cm，底部寬度為73cm，

內側坡比為8：1。

根據施工進度計劃安排，下閘封堵蓄水時段選定第4年2月，下閘封堵標準為5年一遇月平均流量，相應的下閘流量為0.25m3/s。

5 結束語

水庫大壩工程區河流屬于典型的山區性河流，洪峰陡漲陡落，洪枯流量差大。通過對施工導流和度汛方案的優化分析，提出合理的導流方案為大壩施工安全度汛提供了重要保證。水庫工程10月中旬河床截流，采用圍堰一次攔斷河床、隧洞過流的導流方式技術上可行，經濟上合理。

參考文獻