水电工程边坡设计规范十篇

水电工程边坡设计规范篇1

摘要：本文旨在通过一个核电厂超高边坡设计的工程实例，归纳总结出适用于核电厂高边坡的稳定性评价和设计方法，不仅为现阶段核电边坡设计提供借鉴作用，同时也为未来编制核电行业边坡设计规范提供有力的技术支持。

前言

我国部分在建和规划中的核电厂边坡，高度均超过100m以上，并涉及到较为复杂的工程地质条件，超高边坡开挖已成为很多核电厂厂址不可回避的问题，但目前核电行业对如何开展高边坡设计工作并无统一认识，核电厂高边坡高度更是远远超过《建筑边坡工程技术规范》的适用范围，没有一个较好或较完善的国家规范，因此核电厂边坡的勘察设计存在着较大的盲目性和随意性。本文旨在通过一个核电厂超高边坡设计的工程实例，归纳总结出适用于核电厂高边坡的稳定性评价和设计方法，不仅为现阶段核电边坡设计提供借鉴作用，同时也为未来编制核电行业边坡设计规范提供有力的技术支持。

1、工程概况

某核电厂主厂区边坡位于东南沿海的半岛上，属低丘陵地貌，地形总体呈南北侧及西侧高，东侧低，最高海拔为200.3m。边坡最大高度约100m，总长度1050m，地质条件复杂多变，属花岗岩土岩组合边坡，岩质边坡最大高度约100m，土质边坡最大高度约30m，边坡坡脚距核岛厂房距离不足80m，属核安全级边坡，安全要求非常高，设计难度很大，平面图见图1。

图1 边坡平面布置图

2、边坡物理力学参数

边坡岩土体的物理力学参数是边坡稳定性评价和设计中最为重要的基础数据，为准确探明该边坡的物理力学参数，勘测中采用了单孔检层法波速测试、声波测井、大型原位直剪试验、压水试验、室内岩土试验等多种先进、合理的勘测手段，为高边坡稳定性评价以及边坡设计提供了翔实的基础地质资料。

本边坡主要由坡残积土层和花岗岩组成，对于土质边坡，强风化花岗岩的抗剪强度参数的确定是本工程一个难点，由于强风化花岗岩结构性强，且呈半岩半土状，取土对其扰动很大，因此常规室内试验很难准确测定其强度参数，为此专项定制设计大型原位岩体直剪试验，得到了强风化花岗岩设计参数。对于岩质边坡，岩石结构面强度参数以及节理岩体的综合抗剪强度参数，是另一个难点，设计中根据岩体结构面试验成果，结合国际先进的Hoek-Brown强度经验准则确定节理岩体的综合抗剪强度指标。各岩土体主要物理力学参数见表1~表3

表1土层及土状岩层物理力学参数推荐值

天然重度

(kN/m3) 饱和重度

(kN/m3) 抗剪强度

粘聚力C

(kPa) 内摩擦角Φ

（°）

残积砾质粘性土 17.4 19.1 13 31

全风化花岗岩 18.8 19.9 16 33

天然强风化花岗岩 19.0 20.1 47 39

饱和强风化花岗岩 ― 20.1 40 34

表2 岩体结构面的力学指标推荐值

结构面类型 两侧岩体的坚硬程度及结构面的结合程度 粘聚力

C(kPa) 内摩擦角

Φ( °)

中等风化岩体中断层 较软岩，结合差 50 15

中等风化岩体中节理 较软岩，结合一般 80 22

微风化岩体中断层 坚硬～较坚硬岩，结合差； 100 25

微风化岩体中节理 坚硬～较坚硬岩，结合一般 120 31

表3节理岩体综合抗剪强度

输入参数 计算结果 推荐值

GSI mi 单轴抗压

(kPa) 粘聚力

C(kPa) 内摩擦角

Φ( °) 粘聚力

C(kPa) 内摩擦角Φ( °)

中风化岩体 35 32 17700 706.0 35.6 700 35

微风化岩体 45 32 58100 1419.6 45.1 1400 45

3、 边坡破坏模式

边坡在自然与人为因素下的破坏形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。对于本边坡，其主要的潜在破坏模式为切割坡顶覆盖层(含强风化岩层)的滑坡(或滑塌)；沿边坡岩体结构面发生平面滑动或结构面组合而成的楔形体滑动；

4、 岩质边坡稳定性分析和设计

岩质边坡分别采用定性、半定量和定量三种不同分析方法评价边坡的稳定性。

4.1边坡定性分析评价法（极射赤平投影法）

定性分析评价主要为图解法(极射赤平投影法、极点投影法)，即首先对断裂及软弱结构面进行数理统计，确定边坡地段结构面的优势产状，然后利用赤平投影原理将优势产状投影到赤平投影图上，接着逐一分析各软弱结构面及其组合与一期边坡坡面的组合关系，最后根据各投影的相对位置关系评价边坡的稳定性。

图2是一期边坡的极射赤平投影图，图中的结构面1为断裂的极点投影，结构面2、3、4为其它软弱结构面的极点投影，各软弱结构面及其组合均未落入到滑动区内，说明不存在可能产生滑动的不利组合，边坡不具备完全顺结构面下滑趋势，不必单独定量验算软弱结构面及其组合的稳定性，定性分析方法评价边坡为稳定。

因为已揭露的各组软弱结构面均未构成潜在滑动的不利组合，说明边坡的稳定性不由结构面强度单独控制，而由软弱结构面的密度及组合关系控制，因此不必单独定量验算断裂及软弱结构面的稳定性，由于稳定性主要由软弱结构面的密度及组合关系控制，且结构面的强度远低于岩体的强度，为使计算结果具有一定合理的保守性，在后续定量计算分析中可忽略软弱结构面强度，仅考虑软弱结构面的密度及其组合关系；

图2边坡极射赤平投影图（极点分析法，上半球投影）

4.2 边坡半定量CSMR稳定分析评价

半定量分析采用CSMR法，是对边坡进行CSMR边坡岩体质量分类，以评价边坡的稳定性。即根据边坡的岩体质量和影响边坡的各种因素进行综合评分，然后根据最终的综合得分对边坡稳定性进行分类，半定量地进行稳定性评价。在分析过程中，通过结构面方向修正系数和结构面条件系数考虑断裂及软弱结构面的对稳定性的影响。

CSMR分类因素分为两个部分：一部分是岩体基本质量（RMR），由岩石强度、RQD、结构面间距、结构面条件及地下水等五个因素综合确定；另一部分是各种边坡影响因素的修正，包括边坡高度系数（ξ）、结构面方位系数（F1、F2、F3）、结构面条件系数（λ）和边坡开挖方法系数（F4）。采用积差评分模型，其表达式为：

CSMR＝ξ・RMR-λ・F1・F2・F3+F4

根据CSMR边坡岩体质量评价，微风化岩质边坡CSMR得分61分，评价为稳定，中等风化岩质边坡CSMR得分49分，评价为为基本稳定。

综合极射赤平投影分析评价和CSMR边坡岩体质量评价，并结合工程经验，微风化岩质边坡按坡比不大于1:0.5分级开挖，每级坡高10m，中等风化岩质边坡按坡比不大于1:0.75分级开挖，每级坡高10m；除最底下三级平台宽度设为6.5m外，其余各级平台宽3.5m。

4.3 边坡定量计算分析

岩质边坡定量分析采用静力有限单元法；极射赤平投影定性分析表明，边坡不具备完全顺软弱结构面下滑趋势，稳定性主要由软弱结构面的密度及组合关系控制，且断裂等软弱结构面的强度远低于岩体的强度，为使计算结果具有一定合理的保守性，在定量分析中忽略软弱结构面强度，仅考虑软弱结构面的密度及其组合关系，即在计算中通过Hoek-Brown经验准则考虑断裂等软弱结构面对边坡稳定性的影响，采用Hoek-Brown节理岩体综合抗剪强度参数，详见表3。

计算结果见图3、图4，安全系数大于1.5，各方向上应力均不大于1MPa，其组合亦不超过2MPa，远远小于岩石的抗压强度和抗剪强度，因此，在上述应力状态下，边坡不会发生整体破坏，开挖过程亦不可能发生岩爆现象。

图3边坡坡体剪应力分布图图4 剪应力局部放大图

5、土质边坡稳定性分析和设计

土质边坡稳定性分析采用传统极限平衡法（简化Bishop法）、静力有限元法、强度折减有限元等三种不同方法验算。其中，抗剪强度指标折减的办法定义有限元计算抗滑稳定安全系数，是近几年新提出的计算方法，强度折减有限元法已在一些工程中得到应用，并得到了行业内的认可。各边坡规范亦都推荐在极限平衡法的基础上，可采用这种有限元数值计算分析边坡的稳定性；虽然目前规范尚为对该计算方法制定相应的抗滑稳定安全系数的标准，但本工程将其与常规极限平衡方法的计算结果一起进行比较，分析边坡的稳定性状，不失为一种好的途径。与传统极限平衡法相比，有限元强度折减法分析边坡稳定性主要具有以下优点：

(1) 求解安全系数时，不需要假定滑动面的形状和位置，滑动破坏自然地发生在岩土体剪切带上，或塑性应变和位移突变的地方；

(2) 有限元引入变形协调的的本构关系，因此不必像极限平衡法那样，引入条块间力假定以及土条刚性体假定，保证了严密的理论体系；

(3) 能够模拟边坡的渐进破坏过程，并提供应力、应变和位移等力与变形的全部信息。

传统极限平衡法和强度折减有限元法（包括静力有限元法）的计算模型简图分别见图5，图6，分别采用三种不同的方法对边坡各典型剖面进行计算，计算结果见表4，比较三种计算方法所得的安全系数，各方法间安全系数相差很小，相互验证，说明计算结果真实可靠。

图5极限平衡分析Bishop法计算结果图示图6强度折减有限元法破坏时位移云图

表4土质边坡稳定性分析计算结果表

典型计算

剖面编号 极限平衡法计算安全系数 有限元法计算安全系数

简化Bishop法 Morgenstrern-

Price法 普通有限元法 强度折减有限元法

P3-P3’ 1.63 1.70 1.73 1.68

P7A-P7A’ 1.53 1.63 1.53 1.51

P7-P7’ 1.59 1.60 1.59 1.52

P8-P8’ 2.39 2.65 2.81 2.51

P9-P9’ 2.54 2.78 2.92 2.80

6、工程效果

本工程边坡是目前国内已建成的高度最大的核安全级边坡，也是唯一一个建成投产的高度超百米的核安全级边坡，竣工验收至今已历时3年（图7），经历了多个台风雨季、上百次强降雨的考验，均无局部滑坡、坍塌和水土流失等现象，各区域边坡监测数据反映边坡变形处于正常状态，说明边坡设计质量优良，边坡稳定性状况很好。

图7边坡竣工全景图

7、结语

本文通过一个核电厂超高边坡设计的工程实例，归纳总结出适用于核电厂超高边坡的稳定性评价和设计方法：对于岩质边坡，可采用定性极射赤平投影图解法，半定量CSMR稳定分析评价，和定量计算安全系数法；对于土质边坡，可采用传统极限平衡法，普通静力有限元法，和强度折减有限元法计算安全系数；不同分析方法的结论需相互比对、印证，边坡设计中应综合各分析评价方法的成果，该工程实例不仅为现阶段核电边坡设计提供借鉴作用，同时也为未来编制核电行业边坡设计规范提供有力的技术支持。

参考文献

[1] 《建筑边坡工程技术规范》（GB50030）北京：中国建筑工业出版社 2002

[2] 《水电水利工程边坡设计规范》(DL/T 5353) 北京：中国电力出版社 2007

水电工程边坡设计规范篇2

关键词：高边坡；成因；稳定性；治理措施

1 工程概况

陕西省府谷县清水川低热值燃料资源综合利用项目电石厂场区位于府谷县西北方向的清水川乡赵寨村西侧，距府谷县城约26km。该项目由2×300MW的电厂项目、设计生产100万吨/年的电石厂项目（分两期建设）及相关配套附属项目组成，建设用地约1.3km。项目计划总投资约52亿元，其中电厂项目约30亿元，电石厂项目约22亿元。

2 场区地质灾害及成因分析

2.1 场区地质灾害

根据勘察区内不同地貌形态与单元以及边坡现状，区域内B区为填方高边坡，本次论述范围仅有填方高边坡地质灾害。

电厂煤场东侧斜坡属B区高边坡，该高边坡坡脚标高亦为946.0m，坡顶标高为985～988.8m，高39～42.8m，坡长250～330m，坡体走向20°。B区原由一大一小冲沟夹一东西向山梁组成，即南二支沟及南一支沟，经电石厂场坪建设时挖填整平，形成了目前的填方高边坡及挖方高边坡。B区北段南二支沟处填方边坡下部坡率1：1.6～1.7，填方体厚8～31m，上部分坡体坡比1：1.5～1.6，填方体厚30～43m，填方体以下为原冲沟地面，前缘较为平缓，起伏不大，坡比约1：20，后缘有所起伏，坡比约1：2.2；B区南段南一支沟处填方边坡下部分坡体平缓，坡比约1：32，填方体厚3～9m，上部分坡体坡比1：1.3～1.5，填方体厚3～19m，填方体以下原地面起伏较大，坡比约1：3.2，B区填方体以下或原地面以下地层除局部表层为黄土外，其余均为砂泥岩互层，岩层倾向280°～320°，倾角14°～16°，与坡体倾向一致，根据电石厂一期场区建设规划布置，该高边坡尚未回填或开挖到位。根据厂区规划，坡体中部970.0m标高场区道路，坡顶电石一期场区道路等拟建设施目前尚未回填（开挖）到设计要求，该坡体仍需继续回填（开挖）。因坡脚946.0m标高场坪为拟建电厂煤场，坡体中部、坡顶为电石一期场区道路等拟建设施，所以需对该高边坡进行加固治理。

2.2 成因分析

（1）边坡较高，坡率较大，是边坡失稳的地形条件。

（2）泥岩相对隔水且遇水后其力学强度会大幅度下降及砂泥岩接触面较低的物理力学指标与其缓倾角产状是造成电石厂场坪东南侧边坡失稳或出现滑坡的内在因素。

（3）人工开挖坡脚破坏了山体原有平衡，地表水下渗是边坡滑动的诱发因素。

3 滑坡稳定性分析计算

通过研究分析，填方高边坡的变形破坏有以下三种模式：模式一为坡体沿着填方体某一破裂面变形破坏，模式二为填方体沿着原地面变形破坏，模式三为坡体沿着原地面以下地层的某一软弱面变形破坏。

根据试验结果并结合我单位长期高边坡治理工作中的经验，稳定性计算参数采用：素填土γ=21.0kN/m3，φ=30～35°，C=0.0～5.0kPa；黄土γ=17.3.0kN/m3，φ=26，C=23kPa；砂质泥岩γ=24.7kN/m3，φ=27.5°，C=19.0kPa；砂岩γ=24.9kN/m3，φ=29.0°，C=25.0kPa；砂泥岩接触面φ=13.0～14.5°，C=5.0～10.0kPa，填土与原地面接触面φ=12.0～14.5°，C=10.0kPa，采用静力平衡及岩土计算软件进行稳定性计算分析，各分区高边坡稳定性计算详见表1。

4 治理目标及工程措施

消除场区周边地质灾害隐患，防护级别达到国家及现有行业规范要求，有效保护场区内建筑物及人员安全。结合电石厂场区地质灾害现状、稳定性分析及尽可能p少对厂区环境的破坏，其地质灾害主要治理工程措施为顺坡清方、锚杆框架、坡脚防护及坡面绿化、地下排水、地表排水及坡面绿化。

4.1 排水工程

（1）地表截排水。为防止坡体以外地表水流入坡体及确保坡面地表水顺畅迅速排出边坡体外，在边坡平台及坡面设置B型截排水沟，边坡平台及坡面截排水沟汇水后经场内排洪系统收集统一排至场区以外。

（2）地下排水。为使边坡保持在稳定状态，需对坡体内的地下水进行疏干、排除，在第一级边坡4-4代表断面混凝土挡墙墙背2.0m高、5.0m宽范围铺填筑透水性碎石土，在4-4、5-5代表断面第一至三级边坡坡脚平台以上1.0m处设置仰角为3°的排水孔，孔深25～30m，间距6.0m。

4.2 支挡工程

（1）非开挖式抗滑桩。为给坡脚混凝土挡墙提供基础及分担一部分边坡推力，在夯实回填（削坡清方）后形成的下部分坡体第一级边坡坡脚设置一排非开挖式抗滑桩（亦称微型桩群），共41个桩群，桩群间距为6.0m。每个非开挖抗滑桩由15根微型桩集约组成，桩长8～12m，钻孔孔径150mm，内置Φ50钢管，外焊钢筋束，灌注M30水泥砂浆，具体见微型桩群平面布置大样图；桩顶采用钢筋混凝土浇筑成一个顶板承台，顶板承台厚0.6m，每12m设置一道伸缩缝，缝宽2cm；在顶板承台外侧设置高0.8m、宽0.3m的砖砌花台。

（2）锚索框架。对夯实回填（削坡清方）后形成的下部分坡体4-4、5-5代表断面第二级边坡设置Ⅰ型锚索框架进行加固。Ⅰ型锚索框架由三根横梁、三根竖梁及一根顶梁组成，每根竖梁设三孔锚索，竖梁横向间距3.0m。框架横、竖梁截面尺寸均为0.6m×0.7m，基础埋深1.5m，竖梁高10.0m，横梁长9.0m，采用C30钢筋混凝土现场浇筑而成。锚索长度均为29m，锚索钻孔直径Φ130mm，倾角25°，锚固段长度12m，由8Φs15.2mm高强度、低松弛的1860级钢绞线组成，锚索端部设置框架。锚索单孔设计拉力880kN，锁定拉力616kN。锚索孔注浆采用1：1水泥砂浆，水灰比0.45～0.5，砂浆强度不小于30Mpa。

（3）拱形骨架护坡。为防止地表水冲刷坡面，对夯实回填（削坡清方）后形成的下部分坡体3-3代表断面第一～三级边坡、4-4、5-5代表断面第一级、第三级边坡设置拱形骨架护坡。拱形骨架护坡由拱柱及拱圈组成，截面尺寸均为0.6m×0.4m，拱柱间距3.0m，拱圈间距2.0m，拱径3.0m，采用M10浆砌片石砌筑，拱柱两侧、拱圈内侧浇筑C20混凝土挡水缘，截面尺寸0.1m×0.1m。

4.3 坡面绿化

为了保护边坡坡脚，对上部分一级边坡坡脚平台以上1.5m范围的坡面采用M10浆砌片石砌筑，砌筑厚度0.4m。为了使场区环境生态化、景观化及防止地表水冲刷坡面，在锚索（杆）框架梁格内采用植生袋植草护坡，在拱形骨架内播撒草籽植草，绿化坡面。

5 结束语

（1）电石厂地质灾害集中体现在人工开挖坡脚破坏了山体原有平衡，增大坡体的临空面，导致坡体失稳，发生滑动。

（2）因填方边坡回填体较厚，治理工程实施后相当一段时间内，坡体还可能会出现轻微的蠕动变形，因此，在治理工程实施后要定期对坡面进行检查，发现排水沟开裂要及时修复，发现落水洞应及时夯实回填，以使山坡土体保持在稳定状态。

（3）在工程施工过程中及完工后一段时间内应进行边坡（滑坡）地表位移监测与深孔位移监测，以确保施工期间边坡（滑坡）附近建筑物及施工人员、设备的安全及检验治理工程效果。

（4）施工期间及施工完成后严禁在坡顶大量堆载，如建筑材料、土方、构配件或其它可能会引起边坡失稳的材料。

参考文献

[1]王恭先.徐峻龄.李传珠，等.滑坡学与滑坡防治技术[M].北京：中国铁道出版社，2004：120-125.

水电工程边坡设计规范篇3

[关键词]石别水电站 进水口边坡 计算模型 地质参数 稳定性计算 防治方案

1、工程概况

引水隧洞布置在坝址左岸,进水口边坡地形在上部岸坡较缓,自然坡度为12°~16°;公路下方岸坡较陡,自然坡度为35°~42°。边坡无基岩出露,经钻探揭露,覆盖层为第四系残坡积碎石土,厚度为10.8~12.6m。下伏地层为二叠系上统玄武岩组(P2β)玄武质凝灰岩,全风化带厚4~5m,强风化层厚4~8m,弱风化带厚7~9m。

取水口边坡高达40m,属于较高的岩土合边坡,边坡分三台开挖,开挖坡比从上往下分别为1:1,1:0.75和1:0.5。边坡的稳定性对工程而言至关重要,本文运用专业软件就施工期、运行期及地震作用等多种复杂工况对沉砂池边坡二维典型剖面的稳定性进行分析,评价在当前设计开挖坡比情况下边坡静力工况下的稳定安全度及建议支护方案的效果。

2、计算基本原理

假定岩土体的破坏是由于滑体内滑面上发生滑动而造成的,滑动体被看成是刚体,不考虑其变形,滑面上岩土体处于极限平衡状态,并满足摩尔―库伦准则。滑面的形状可以为平面、圆弧面、对数螺旋面或其它不规则面,然后通过由滑裂面形成的隔离体的应力平衡方程,确定滑裂面上安全系数Fs的大小。其中安全系数Fs值最小的滑面就是最危险滑动面,其对应的安全系数值即为该边坡稳定的安全系数值。

根据摩尔-库伦条件应有:

由每一土条竖向力的平衡得

联合两式:得出

按滑动体对圆心的力矩平衡

可有

上式右端的Ni需要按式(2-3)进行计算。由于公式两端均含有Kc,故需要迭代求解。

3、计算模型、计算参数及计算工况确定

3.1计算模型的建立

根据水工设计布置,结合边坡地质条件,本此研究选取坡高最大的典型边坡剖面(Ⅶ-Ⅶ)采用Slide岩土边坡分析软件进行典型剖面稳定性分析。典型剖面的工程地质剖面图见《进水口边坡工程地质剖面图(Ⅶ-Ⅶ)》,并据此建立了二维刚体极限平衡法计算模型,剖面模型如图1所示。根据边坡地质特征及岩土体分层情况,选取冲坡积层、崩坡积层、下伏基岩的全、强、弱风化、微至新鲜程度作为分区边界建立软件二维刚体极限平衡法计算模型,Slide提供模型的基本框架并将模型的左右边界和底边界设置为约束边界。

3.2计算参数及计算要求

在静动力计算中,边坡岩(土)体均采用弹塑性模型,岩土体物理力学参数见表1。

石别水电站为清水江水电开发的第三级,为小(1)型工程,以发电为主。各建筑物级别分别为:永久性主要建筑物为4级,次要建筑物为5级。根据《水利水电工程边坡设计规范》(DL/T 5353-2006)第5.0.1、5.0.4条规定,本工程边坡属A类枢纽工程区边坡,其级别为Ⅲ级。持久工况下设计安全系数应不低于1.05,短暂工况下安全系数不低于1.05,偶然工况下安全系数应不低于1.00。

3.3计算荷载及计算工况

边坡设计需考虑的荷载包括自重、岸边外水压力、地下水压力、加固力、地震作用等。

岩(土)体的自重地下水位以上采用天然重度,在地下水位以下,则应根据计算方法正确选择。坡体上的建筑物作坡体自重计。边坡各部位地下水压力应根据水文地质资料和地下水位长期观测资料确定。采用地下水最高水位作为持久状态水位。电站挡水建筑物为四级,50年超越概率10%的场地地表峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为Ⅵ度。

3.4计算假定

在边坡的稳定性模拟分析中,作如下假定:

(1)按弹塑性平面应变问题处理。

(2)对于岩石采用三角形六结点单元,线性函数的位移模式进行模拟。

(3)忽略岩层交界面间胶结物质的厚度,同时用界面单元模拟边坡结构中出现的裂缝。

(4)当作用在接触面上某一点处的切向力达到该方向上的最大抵抗能力时,岩层将沿该方向发生相对滑动。

(5)在整个变形过程中,接触面上各点的位移满足变形相容条件,即发生接触的变形体不相互侵入。

4、边坡岩(土)体物理力学参数的反演分析

天然条件下Ⅶ-Ⅶ剖面边坡稳定计算结果见图2,计算结果表明安全系数为2.153。采用提供的岩土体物理力学参数计算得到的安全系数大于安全规范值,说明自然边坡比较稳定;而实际边坡同样是比较稳定的,故认为提供参数的物理力学参数是合理的,因此可以使用所提的物理学力学参数进行后续的稳定计算。

5、建议支护方案下高边坡稳定性分析

本节主要研究施工期(边坡开挖支护完成状态)以及运行期(主要分析正常运行、正常运行遇地震及库水骤降工况)下的边坡稳定性,验算是否符合三级边坡稳定要求,同时对支护方案进行评价。

5.1开挖边坡在无支护状态下稳定性分析

从图3在当前开挖状态下典型剖面稳定性分析示意图可以看出,边坡稳定的安全系数为1.055,根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006》规定,边坡处于整体暂时稳定~变形状态,潜在的推测最危险滑动面位置:滑弧穿过残坡坡积层、全风化层并从全风化层中滑出。在施工过程中容易发生滑动现象,开挖过程中必须采取合理的支护措施。

5.2建议支护方案下边坡稳定性分析

水电工程边坡设计规范篇4

关键词：边坡；滑坡；稳定性

中图分类号：P642.22文献标识码：A 文章编号：

1 边坡概况

某电厂一期工程设计规模3×340MW燃汽联合循环机组，规划容量8×340MW。目前一期工程已投入运营。由于遭遇持续强降雨，使电厂东侧边坡发生滑坡地质灾害。该边坡为土质边坡。目前坡体已出现一处滑坡，并造成坡上消防水管断裂破坏。滑坡破坏处坡面由土工布覆盖，其余坡面处植被较发育。坡顶为消防水池，临近坡脚一带设置有排水沟，坡脚为电厂绿化通道，坡脚以西10m～15m处为电厂厂区，坡高45m～52m，坡度约30°～45°，边坡呈南北走向。坡体由坡残积土层及强～微风化花岗岩组成，边坡尚未进行支护。

2 工程地质概况

根据地质测绘和钻探成果，边坡地层主要有第四系坡残积层和侏罗系花岗岩，自上而下依次为坡残积砾质黏性土，强风化带，中等风化带，微风化带等，各土层的主要物理力学参数的取值见表1。

表1土层的主要物理力学参数

3 滑坡的形成机理

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。其产生的机制包括内在机制和外在机制[1-3]。

产生滑坡的内在机制：1)软弱岩层及一般松软土：软弱面抗剪强度较低，抗水能力弱，吸水能力强，特别是黄土、黏土吸水后易膨胀，在水的作用下，为滑坡的产生创造了必要条件。2)地质构造：断层及断层破碎带使岩体的整体性受到破坏，地下水或地表水将沿着断层滑动面运行，为滑坡的产生提供了条件。

产生滑坡的外在机制：1)地表水和地下水的作用：由于水的运动切割了地面坡度，侵蚀、软化了黏土软弱岩层，使岩层之间的摩擦力和抗剪力降低，构成了滑坡的条件。2)改变滑坡的外形：如雨水的冲刷，人工的开挖和加载使得滑坡体的平衡状态受到了破坏，为滑坡的产生提供了条件。3)岩石体的物理状态和力学状态受到改变：如一些隧道洞口开挖引起的洞口顶岩石的滑坡。综上分析：坡面水土流失长期对消防水管周边土体的破坏是引起滑坡的主要原因，地表水作用是滑坡的激发和诱发因素。

4 边坡的稳定性分析

边坡稳定性直接关系到边坡工程的安全性、经济性。研究边坡稳定性的目的，在于预测边坡失稳的破坏时间、规模，以及危害程度，事先采取防治措施，减轻地质灾害，使边坡的设计达到安全、经济的目的[4,5]。

4．1 工程地质原理分析

据钻孔揭露，岩体风化厚度极不均匀，具有由坡脚向坡顶逐渐由薄变厚之规律，从滑坡区向西残积土风化厚度1m～3m不等，而从滑坡区向东残积土厚度5m～16m。坡体岩土风化不均匀，导致岩土强度和性能的差异，受岩土体各种不同结构面影响和制约，当遇强降雨等因素影响，地表水沿结构面迅速补给坡体，降低岩土体的抗剪强度，引发土体性质较大差异，并引起土体沿差异界面发生滑动。

从现状边坡地貌分析，消防水管线拉断处至坡顶水池边缘的坡体较陡，特别是水池边缘管线的南侧边坡坡度达70°～8O°；而该处管线北侧的边坡段，坡脚处已经产生滑坡，坡体失去平衡，稳定性差，局部有继续发生滑坡及崩塌的可能。

4．2 坡率法进行边坡稳定性分析

根据GB50330-2002建筑边坡工程技术规范和该地区工程经验，对所在边坡进行稳定性类比分析，评价结果如下：勘测区边坡为土质边坡，治理段边坡长约60m，高45m～52m，坡度30°-45°。坡体主要由坡残积砾质黏性土、强～微风化花岗岩组成，目前边坡已发生一处滑坡灾害，岩土体工程性质较差，消防爬梯台阶局部已有变形破坏等迹象。

根据坡率比较法，本边坡开挖高度与坡脚均超过GB50330-2002建筑边坡工程技术规范边坡坡率允许值，边坡稳定性较差。

4．3 边坡稳定性定量分析

勘测区内边坡主要为土质边坡，坡体主要由上部土体或强烈风化的土体、下部基岩构成。当上部土体达到饱和状态时，可能存在优势破裂面直接引导滑动面沿某个轨迹滑动或者在土体内沿圆弧滑动。因此结合工程地质情况、岩土体结构特征等，采用圆弧滑动法进行计算分析。本次边坡稳定性计算结合边坡稳定性分析软件完成。

根据边坡稳定性定性分析结果，选择具有代表性的剖面(A剖面和B剖面)，进行稳定性分析，计算考虑了天然、饱和两种状态。饱和状态下，对土体的力学性质参数进行了折减。边坡体稳定性分析时所需岩土物理力学参数取值见表1。

图1 A剖面工程地质剖面（天然状态）

图2 A剖面工程地质剖面（饱和状态）

图3 B剖面工程地质剖面（天然状态）

图4 B剖面工程地质剖面（饱和状态）

从图1～图4可以看出：天然状态下A剖面及B剖面的安全性系数分别为1.288和1.336，此工况下边坡处于基本稳定状态，但A剖面未达到规范要求的安全系数1.30，安全储备较低；在连续降雨或暴雨，岩土体达到饱和状态时，A剖面及B剖面的安全性系数分别为0.929和1.037，此时边坡处于失稳或极限平衡状态，易发生新的地质灾害。由于边坡高而陡，在大气降水等不利因素的进一步作用下，有继续失稳破坏的危险，破坏将发生于浅～中部，破坏模式以浅层土质崩塌或滑坡为主，其规模中等。

5 结语

1)据平面地质测绘和地质灾害调查，综合分析认为坡面水土流失长期对消防水管周边土体的破坏是引起滑坡的主要原因。地表水作用是滑坡的激发和诱发因素。

2)根据边坡地质勘测资料，结合边坡稳定性的定性和定量分析结果，从整体上考虑，边坡在饱和状态下潜在不稳定因素，边坡稳定性较差，破坏后果较严重。

3)边坡在自然状态下处于基本稳定状态；饱和状态下，边坡处于基本稳定～欠稳定状态，部分坡段较为高陡，岩土体松散，在不利因素的作用下可能会进一步发生崩塌和滑坡灾害，必须采取相应措施进行加固治理。

4)为防止地质灾害的发生，避免和减少地质灾害对工程和地质环境造成破坏，依据边坡稳定性的定性和定量分析结果，结合边坡的实际情况，须进行治理。

参考文献：

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[3]黄昌乾，丁恩保．边坡稳定性评价结果的表达与边坡稳定判据[J]．工程地质学报，1997，5(4)：375-380．

[4]田剑锋，马超，赵甫．公路岩质边坡稳定性评价方法研究[J]．公路，20o8(7)：65-68．

水电工程边坡设计规范篇5

1．边坡分类的一般情况

边坡的分类方式有很多种，不仅国内跟国外存在差异，而且就国内而言，也存在许多不同的分类标准，截至目前，还没有一套明确的分类依据以分类方式。许多建设公司都会依据边坡的破坏情况，结合公司自主规定的分类标准对边坡进行分类，对于未遭到破坏的边坡很少会有人对其进行研究，研究没有相关的分类方式。在这里就简单的介绍几种常见的边坡分类依据所遵循的标准:第一种，按照边坡的形成原因进行分类，这种分类方式下包含剥蚀边坡，也就是通常所说的构造型或是丘陵型的边坡，还包括侵蚀边坡，也就是岸蚀边坡以及沟蚀边坡，滑塌及人为边坡也可以归为这种分类方式下，从名称上就能看出是滑塌边坡和人为边坡的总称;第二种，按照边坡的结构进行分类，这种分为较为简单，通常包括层状、块状和网状结构边坡;第三种，按照岩石的性质分类，可以分为黄土边坡、岩石边坡和砂砾边坡等。以上三种是较为容易进行判别的分类方式，如果按照破坏或是变现的程度进行分类的话则会较为复杂，因为需要考虑到变现的速度、影响范围、周期长度等问题。由于边坡分类没有明确的规定，所以我国各研究单位会根据自己的认知及经验提出多种分类方式。总之，不论是何种分类方式都只是着眼于某一种或是几种边坡变现类型，还未有对边坡进行综合分析并进行分类的情况，这对我国水利电力工程的勘察工作十分不利。

2．边坡设计现状和级别确定技术标准体系构建必要性

水利水电工程边坡的安全需要得到足够的重视，因为其与水利水电工程质量及安全、工程区及下游人民的生命财产安全都息息相关，而且，如果对边坡问题处理不当，很有可能会造成对周边环境的破坏，从而引发更大的灾难，所以，边坡设计及安全直观重要。一项工程安不安全需要有明确的指标加以判定，但是在边坡设计过程中却始终没有一个统一的指标，长期处于无序、随意的设计状态，致使最终的设计出现过于保守和过于危险的两种极端，这两种极端一是会造成前期资金的浪费，一是会造成后期建筑物的破损，威胁到居民的人身和财产安全。

3．体系构建的基本原则、思路和考虑的主要因素

3．1基本原则

边坡设计技术标准体系的构建离不开一些必须遵守的基本原则，边坡设计是整个水利水电工程的组成部分之一，所以，首先需要遵循的基本原则就是水利水电工程实施的基本原则，也就是需要考虑建筑物级别，不同级别的建筑物应该遵循不同的原则，同时还需与当前的国民经济发展水平相一致。另外，由于水工建筑物级别确定方法的有关原则和规定在就已经推行，很多设计者也熟知这套规则，也按照这套规则设计了很多年，如果这时候突然出台另一项规则，会让他们措手不及，造成一定的混乱，所以，不论是从社会认知度还是从成本考虑，另起炉灶重新设置一套规则是不可行的，也是完全没有必要的。

3．2基本思路

水利水电工程建设涉及到的边坡类型十分复杂，所以必须对边坡分类进行梳理和归纳。上述讲到，边坡的分类复杂，到目前为止都没有一个合理的分类标准，这是体系构建前必须充分考虑的因素，所以，水利水电技术标准体系的构建首先需要制定一套明确的边坡分类标准和依据。其次，水利水电工程的建设与水工建筑物密不可分，两者间存在许多的直接和间接关系，所以，需与水工建筑相协调。接着，就是与国民经济相符，水利水电工程是惠民工程，也是与我国的经济发展水平息息相关的，如果工程建设的要求超出我国现有经济水平的实力，则很有可能造成我国经济的重大压力，甚至是使得该项工程停滞，无法进行，所以，必须兼顾国民经济发展水平。其基本思路就可以归结为以边坡与水工建筑物相关关系为主线，以边坡对建筑物安全的影响程度为依据，构建了较为完整的水利水电工程边坡级别确定的技术标准体系。

3．3考虑的主要因素

构建边坡级别确定技术标准体系需要考虑的因素大致可以分为两类，一类是技术因素，另一类则是边坡设计技术标准。其中技术因素又可以包含以下几大主要因素:第一，是边坡安全对建筑物施工及后期运行安全的影响程度;第二，边坡安全对施工人员及建筑居民或使用者的人身和财产安全的影响程度;第三，边坡一旦发生事故可能造成的损失及影响大小;第四，边坡的类型和规模;第五，边坡所处地段的自然环境及社会因素等等。

4．边坡级别确定技术标准体系构建

方法构建边坡级别确定技术标准体系的方法包括以下几点:首先，确定最终体系中边坡等级的数量;其次，对边坡等级的最高级别以及最低级别加以明确的定义;接着，与水工建筑物相关的边坡，则按照边坡失事对建筑物的影响程度确定边坡等级;然后，根据初步的级别标准对其他相关建筑物边坡等级进行确定;最后，根据较为完善的技术标准体系对剩余的独立的边坡加以级别确定。

5．结语

水电工程边坡设计规范篇6

关键词：水利水电；施工测量；边坡支护技术；钻孔；爆破开挖

在水利水电工程的建设中，边坡工程作为水利水电工程的一个重要组成部分，其施工技术越来越得到重视。边坡如果失稳，将成为重大事故；施工方法不当，将导致经济效益的巨大损失等。因此，了解和掌握边坡施工技术在边坡施工中有着重要的意义。

1边坡开挖支护技术的现状

随着国家公路工程、水利水电建工程设的不断推进，各种水利水电设施建设的技术也已成型。在边坡施工技术方面，更是涌现出大量的好的施工方法。但是，仍有很多单位在该方面管理存在很多问题，急需提高。

2边坡施工技术的作用

边坡支护技术是水电建设中完成边坡施工，使之达到和满足设计要求的各种技术手段的综合运用。良好的边坡工程设计可以为整体结构的稳定和安全奠定良好的基础施工。在水利水电工程设计的过程中，边坡设计除了要满足水利水电建筑功能要求外，还必须针对工程所在地的地质情况等进行综合考虑。施工过程中，除了要保证满足设计要求外，对地形、地质、土壤等，进行充分的技术研究，提前做出施工设计。如果出现特殊情况，技术人员要及时的进行研究，进行设计变更，根据施工中的实际情况调整边坡开挖支护方法。边坡施工技术如果不合理，会造成工期延误、施工成本增加、施工质量安全受影响等。因此，应充分重视边坡开挖支护技术在水利水电工程建设中所发挥的重要作用。

3边坡施工技术探究

边坡开挖支护施工工艺顺序常规为：砍树伐草、坡面防护、覆盖层开挖、石方开挖（必要时对岩石进行灌浆等加固处理）、临时支护、排水沟施工、坡面防护施工、永久支护等。测量在整个施工过程中全程配合。由于科学技术的不断改进，大量的科学的施工方法不断涌现，现场具体采取何种施工方法要因地制宜、科学组织，避免生搬硬套，造成不必要的浪费和因施工方法不当引起的施工质量和施工安全的发生。

3.1施工工艺试验

边坡开挖支护施工，涉及到大量的和各种不同的材料，除了在对材料生产厂家要求提供材质证明和产品合格证外，对采购的材料还需进行试验，在满足设计要求的情况下方可用于工程施工中。通常在施工管理中设立实验室以便及时对材料进行检验。对自身不能检验的，也要交给具有检验资质的单位进行检验。例如，火工材料进行的现场爆破试验，完全结合现场岩石特性，能更好的提取炸药烈度，为现场施工提供炸药使用量计算依据；混凝土浇筑时，取样做试块，在达到设计理论强度时进行抗压试验，从而检验出所浇筑的混凝土是否满足设计要求；钢筋进场后，也应抽样试验，在满足钢筋各种力学性能的条件下方可使用等。

3.2抗滑桩的混凝土

在20世纪50～60年代,我国水利水电工程抗滑技术开始得到应用，积累了丰富的实践经验，从理论到实践都得到了提高和扩大。到80年代，混凝土抗滑桩在高边坡上应用的优点，已经逐渐显露。通过高水平的滑动。可以保证桩侧表面的角度是缓慢的斜坡，能够非常有效地控制和降低成本。因此，在边坡工程中被广泛的采用。

3.3测量线的应用

测量工作，贯穿于整个开挖支护施工过程。在测量斜坡的轮廓时，根据各自的施工测量精度进行测量，常用的施工对边坡线一般保持在10～15cm的宽度，使边坡的测量能够具体实施。施工人员必须设置测量线，从而确保边坡开挖的顺利进行。

3.4钻爆开挖的过程

边坡开挖的重点为爆破作业。而爆破作业中的重点是爆破方式的选择和炸药用量计算。爆破方式选择不当和炸药用量使用不当不仅会带来经济上的巨大损失，还会破坏边坡并带来不稳定因素，造成后期施工难度增加等。为保证实际施工中对炸药用量把握准确，必须提前进行爆破试验，对炸药的性能进行测试，根据实验结果，重新计算施工过程中实际炸药用量。在条件允许的情况下，为保证开挖后的边坡岩石完整不受到开挖过程中的爆破震动而破坏，通常采用预裂爆破，提前将开挖面炸开，即提前形成开挖面，后期覆盖层开挖爆破基本上不会对坡面岩石造成破坏。条件不允许预裂爆破时，应采用光面爆破。大体积石方开挖一般选择梯段爆破，靠近设计坡面的岩石药量要小。由于现场实际情况千变万化，应灵活运用目前已有的施工技术解决各类爆破问题。

3.5开挖坡面

边坡的开挖要自上而下的进行，控制斜坡边线，控制层的厚度。用挖掘机对土质边坡施工时，要确保坡度满足设计要求。在挖掘机的工作范围内，经测量合格后，方可向下继续开挖。开挖岩石以及岩石爆破时也要考虑每次开挖的厚度，采用分层爆破的方法。对开挖中出现偏差，要及时补正处理。

3.6支护技术

边坡支护主要包括前期支护和系统支护。支护方式主要包括：灌浆、预应力锚索、锚杆、挂钢筋网、喷混凝土、排水孔、混凝土等。前期支护主要是指在开挖过程中出现不稳定坡面，为保证坡面安全及施工安全进行的支护。系统支护是指开挖后的坡面进行整体加固，从而达到坡面整体稳定的效果；如果系统支护作为永久外露，还应达到美观的要求。边坡支护类型的选择，来源于前期地质勘查和测量结果，从而根据开挖后的边坡高度，计算边坡稳定性需求，进而选择合理的支护方式。例如，对高边坡地质破碎的地段，应采用灌浆对地质进行深层加固，并采用预应力锚索进行加固；对坡面渗水的地方，采用排水管将地下水引出至排水沟，由排水沟将水引出至坡面外，严禁地下水沿坡面自由流动等。

3.7坡面防护

水利水电工程边坡开挖成形后，将作为永久设施保存。通常，如果开挖面周边存在滑坡体，就需要挖除，以此减荷,也可采用浆砌石挡墙（或者混凝土挡墙）将滑塌体挡住而保证滑坡体稳定。如果滑坡体隐患在可以控制的范围，则可采用主动柔性防护网处理。施工过程中，为保证下方施工的安全，可以在开挖面的上方和两侧设置被动柔性防护网，用以防止上方飞石对坡下施工人员和设施造成破坏。

3.8坡面排水

已完成的边坡，长期在雨水浸泡下，岩石会加快风化而遭到破坏，进而造成边坡失稳。因此，坡面排水设计是边坡稳定的重要保障。为保证开挖坡面以外的水进入开挖的坡面，通常在开挖面原始地表以外至少5m范围修建截水沟。根据山体地形和降雨量分析，设计出合理的水沟截面积，确保截水沟能够满足引水要求。高边坡开挖，应在开挖面每15m左右高度设置一条马道，并在马道上设置排水沟，将开挖面的雨水和山体渗水引至开挖面以外，流入坡边水沟内。开挖的坡面底部，应保证引下来的水能够流走，不再坡下积水。如果坡面下为淹没区，可以直接排入库区。

4边坡的安全监测

边坡工程的安全监管在水利水电工程中发挥了非常重要的作用，所以要加强水利工程边坡安全监测设备的相应的分析和研究。

4.1监测目的

边坡监测分永久监测和临时监测。边坡施工阶段，为观测山体变形而设置的各种观测仪器和设施，称为临时观测；按照设计要求，坡面施工全部完成，需安设永久监测设备，以便在提前发现山体不安全因素时，提前处理。通过监测，可以及时发现施工后在一定的时间内因地质原因产生的形体变化和位移，从而推算出未来是否会产生重大变化而导致不能满足设计要求，以便提前采取措施进行设计和提前处理隐患。

4.2监测设备

边坡开挖需要进行监测的项目和内容较多，所需使用的监测设备相对种类繁多。监测设备安装前，除需要对设备进行性能校正外，对安装方法和后续工作是否会对其产生破坏，都要进行提前计划。在施工阶段，施工单位应按照实际要求编制监控项目和实施计划，在经批准后实施。设备选择应保证满足设计要求。

5结束语

随着科学技术的不断提高，水电站建设中的边坡施工技术越来越成熟，各种非常规的问题都已经基本有了解决方法。作为设计单位、施工单位应重点抓好管理人员的管理水平，多学习已有的先进经验，实际施工中应活学活用，做到有的放矢，真正做到“保质量、保安全、保环保，方案最优，经济效益最大化”。

参考文献：

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[3]张宗德.有限元法新编教程[M].上海:同济大学出版社,2015.

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[5]罗俊.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究[J].珠江水运,2014(12).

水电工程边坡设计规范篇7

关键词：水利水电；施工；边坡开挖；支护技术

中图分类号：TV文献标识码： A

一、控制边坡支护施工的技术

1、施工中做好排水孔工作

水利工程在施工中，边坡日常生产排水的问题要全面考虑到，假如排水工作没有完成到位，山体中出现的水将会给水利水电工程的边坡施工带来很大的负面影响，可能会酿成滑坡坍塌事故。为避免此类事故的发生，在施工防护中经常使用的一种支护方式是在边坡的坡上开挖永久的排水孔，这样可以达到有效降低山体内部的水压力，实现施工工程的稳定性。这种实现工程稳定性的方法广泛应用于喷混凝土与贴坡混凝土的范围内，而且还取得了明显效果。在工程施工中采用的是20立方米/分的这种空压机，同时与YT－28型手风钻及相关的其他类型设备配合使用。为了避免一系列问题的出现发生塌孔等现象，同时为了方便排水，达到预期的效果需在排水孔的内部安装孔径4mm的PVC管。所需挖掘排水孔径的大小一般应该为50mm，往往需要根据美化的不同形式来分布，排水孔的仰角通常需控制在10°左右，并要与锚杆保持一定距离。

2、一期支护中常用的施工方法是喷混凝土

主要目的是强化封闭开挖到位的边坡建基面，减少及避免建基面基岩在自然过程中风化的机会。这种施工方法尤其普遍使用于厂房边坡开挖及放空洞出口边坡开挖还有右坝肩开挖中，能取得良好的效果。在挂网喷混凝土之前，第一：确认该处有无进行过开挖验收，目的是确保岩面没有松土没有松散的石渣，这样才可以使混凝土及岩面有良好的粘接效果。第二：按照施工设计要求来选择符合标准的挂网材料，要满足设计要求及规范的网格尺寸。同时确保锚杆和钢筋网连接牢固，钢筋网及岩面之间的距离满足设计要求。要想确保混凝土的施工质量，必须对一切影响因素进行相对的控制。混凝土材料的配置同时也要进行相关技术检验，只有检验合格后才能够使用。

3、边坡开挖的主要方式

在水利工程施工中的应用是分层式在使用的过程中，为了达到不同层次进行不同施工步骤及方式，这种由上到下的开挖方式，还需划分出施工的区域，主要依据水利工程建设的情况划分，该工程主要划分为3个施工区间，按照河流上下游方向，分区的特点是从外向内推进的，每一分区的面积约600m2左右，采用水平流水作业的方式通常是在区域间施工的水利工程项目。

二、边坡开挖支护施工技术在施工中几种常见方法和方式

1、挂网喷混凝土

喷混凝土是一期支护中常用的施工方法,其主要目的是将开挖到位的边坡建基面进行强化封闭,以减少和避免建基面基岩在风吹日晒下进一步风化的机会。

2、采用钻爆的方式

水利工程的边坡开挖的施工主要以钻爆发的方式进行，以自上而下顺序分段、逐层进行。钻爆法的开挖的主要方式有薄层爆破开挖、台阶式分层爆破开挖以及逐层爆破开挖。

3、采用锚杆支护的方式

这也是一种比较常见的方式水力发电站的边坡支护工程中应用非常普遍，尤其是利用边坡锚杆开展最早的支护工作。

4、喷混凝土及贴坡混凝土的支护。

在早期边坡支护过程中喷混凝土要经常会被使用到的方法，对于要实施的内容，主要包括强化和封闭已经开挖好的基建面层。同时只有在阳光下，减少风吹雨淋的次数，并且有效降低水利工程基建面曝晒的频率，才能更好维护基建面的质量。如果想达到更好的支护效果，就需要在开挖厂房边坡，开挖防空洞出口时，以及开挖右坝肩的过程中，这种支护方式会被广泛应用。

5、水利工程施工中进行边坡开挖的主要方式是分层式

首先要做好浅层的支护工作，对于水电水利工程边坡开挖施工技术来说，深层支护技术是必不可少的一项施工技术。对于地质条件相对较差的边坡开挖深层支护施工中，则需要采用灌浆技术对该地进行固壁，并用钢绞线加以绑扎牢固。需要注意，一定要确保钢管导向帽的连接要稳固，以防止在下锚施工过程中使锚索体及整体扭转锚索体时受到脱落或损坏。

三、边坡开挖支护施工技术在施工中需要重点注意的方面

1、技术的检测

爆破振动监测主要依据的原理是衰减规律的经验公式，需要指导边坡开挖施工爆破的振动控制，这样可有效提高边坡施工中的质量；本文进行的工程案例分析中，锚杆应力计变化一般不大，通常采用1855.5m高程的Rr、11841.5m高程的R巧和1885.95m的高来其应力有可能达到150MPa以上，其他的锚杆应力总量较小。经过分析监测信息，总体渐呈收敛的趋势，变化不大，锚索测力计呈现衰减趋势，同时边坡趋于收敛。

2、做好网络工程的相关准备工作对于边坡支护与开挖是特别重要的

非电雷管孔间具有的微差顺序特征的爆破网络是施工工程使用的爆破网络，预裂孔的起爆时间在75～100m/s之间，拱坝的建基面预裂孔单响的药量控制在＜20kg为宜，在离建基面30m以外的单响药量必须控制在＜100kg，假设是15m以内则必须控制在＜25kg，此外需考虑到质点振动的速度大小，掌握好预裂孔的爆破标准和尺寸。

3、在完成全部的挂网喷混凝土施工后，则进入养护阶段

混凝土形成强度和定型的关键阶段是养护阶段，是不可忽视的重要阶段。混凝土养护的时间通常需30天左右。在这段期间，对混凝土的抗压能力和强度需要进行相关测试，如果不能满足边坡施工技术的要求，需要立即采取必须的补救措施。其中，测量混凝土的厚度是最重要的一项内容。混凝土厚度满足施工设计的要求是混凝土强度得到有力保障的前提。

4、高坡范围附近都会有部分的岩体现象存在

在进行开挖施工前，要对这些裂痕的分布及开裂程度的不同状态进行反复的考查分析，除此外还要注意岩石层的风化程度及所处风化范围的位置等。

四、边坡开挖支护技术在水利水电工程中的应用

水利工程施工过程中进行边坡的支护与开挖的质量控制十分重要，对水利工程边坡进行有效的支护可以保证区域内施工的质量及安全。以下以某水利水电工程的施工过程为例进行对边坡支护与开挖的论述。

经过科学地分析了解到，该工程所需支护及开挖的工程量比较庞大，需完成明挖的石方量是6.09万立方米，土方量是24.62万立方米，护坡所需的混凝土量是0.83万立方米，此外不同类型的锚筋大约需0.5万。

依据该工程的施工设计图了解到，该工程的边坡所需开挖的最大限度为120米，然而此项数值在施工中的值却是140米，为了保证顺利地进行施工，就得进行科学地预算及计划。靠近河岸边的地面厂房类型是建设电站厂房的最主要形式，一般将厂房的位置安排于钢筋混凝土结构的石坝的右岸，并安置4台水轮发电机组在施工现场，这些发电机组的容量达到了880MW，要根据工程边坡的地质特征及其施工的具体状况进行爆破的布置实施，在实施过程中，对爆破的技术进行严格地控制，确保开挖的质量。边坡支护与开挖中的爆破技术的具体程序包含以下方面:

爆破工程的准备工作。控制预制孔的起爆时间、建基面周围不同范围内预制孔的药量，此外，也要关注质点的振动速度。

主要使用液压钻进行钻孔，要保持两者的位置处于平衡状态，控制水平距离在一到一点五之间，此外预制面同爆破孔孔底的竖直距离大于二点五米。

对爆破标准及预制孔的大小进行控制。预制孔一般包含坡面预制孔和水平预制孔，这两者方法所利用的设备各不相同，也要控制好尺寸大小。

结束语

边坡开挖支护施工时整个水利水电工程施工的重点。其施工质量直接决定到水利水电工程的整体质量能否达到了预期设计的目标和质量标准。建筑单位的施工作业人员和技术部门需要全面认真的考虑施工过程中可能存在的影响因素严格的参照相关的要求和技术规范，注意施工当中的每一道工艺和技术。

参考文献

[1]谭坚伟.边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中的应用[J].江西建材,2014,07:106-107.

[2]杜冠明.水利水电施工的边坡开挖支护技术探讨[J].电源技术应用,2014,02:429+431.

水电工程边坡设计规范篇8

关键词:南水北调；配套工程；307国道；路面排水；流量计算；排水沟

中图分类号：S276 文献标识码：A

1 工程概况

石津干渠工程是河北省南水北调配套工程跨市干渠之一,主要供水对象为石家庄市、衡水市、沧州市以及干渠沿线和大浪淀水库、衡水湖周边县（市）。石津干渠从田庄分水口开始，经4km连接渠,进入现有的灌溉渠道--石津总干渠，利用石津总干渠输水到军齐后分为两支,一支为衡水支线：从军齐开始向南利用军齐干渠、七分干，并通过新建输水管道向衡水市相关目标供水；另一支为沧州支线：过军齐后继续利用石津渠下游总干渠、分干渠，并通过新建输水箱涵向线路沿线目标和沧州市目标供水。输水线路总长253.38km。

石津干渠土贤庄（14+539）至和乐寺（93+785）段，307国道紧邻石津干渠右岸。现状路面为从路中间向两侧坡，北半幅路面雨水直接排入石津干渠。石津干渠作为南水北调配套工程输水干渠后，将实行封闭式管理，为保证输水水质，防止沥水、路面油渍等进入渠道，设计在干渠右侧坡顶处设置混凝土挡护墙，挡护墙旁设排水沟，将路面雨水汇集入沟，通过一定间距设置的横向导水管排入南侧路边沟。因此需要对路面排水流量进行分析计算以合理布置排水沟断面和横向导水管的间距。

307国道为二级公路，沥青路面，宽25m，从中间向两侧坡，路面横向坡度2%,。路边排水沟设计为混凝土排水槽，双侧汇入横向导水管，（布置见下图）。结合本工程实际情况介绍路面排水流量的计算。

图1纵向排水沟和横向导水管布置图

2 路面排水流量计算

2.1 依据

根据《公路排水设计规范》JTJ 018-97，路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量按下式计算确定：

Q=16.67*ψqF

式中：Q—设计径流量（m³/s）；

ψ—径流系数；

q—设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度（mm/min)；

F—汇水面积（km²）

2.2设计重现期

设计重现期根据公路等级和排水类型，按《规范》表3.0.2（设计降雨的重现期）确定。本工程排水流量分析为路面和路肩排水，307国道为二级公路，设计降雨的重现期取为3年。

2.3降雨历时

降雨历时一般应取设计控制点的汇流时间，其值为由汇水区最远点到排水设施处的坡面汇流历时与在沟或管内的沟管汇流历时之和。在考虑路面表面排水时，可不计及沟管内汇流历时。本工程为分析路面集水的导排, 沟管汇流历时相对坡面汇流历时占的比例较大,对排水流量影响较为明显,所以汇流历时包括沟管汇流历时。

（1）坡面汇流历时

坡面汇流历时按下式计算确定：

（Ls≤370m）

式中：t1—坡面汇流历时（min）；

Ls—坡面流的长度（m）；即为路面宽，307国道半幅路宽为12m；

is—坡面流的坡度；307国道路面坡度取为2%；

m1—地表粗度系数，近地表情况可查《规范》表3.0.4（地表粗度系数）确定；307国道路面为沥青路面，地表粗度系数取0.013；

计算得t1=1.51min；

（2）沟管内汇流历时

计算沟管内汇流历时时，先在断面尺寸，坡度变化点或者有支沟（支管）汇入处分段，分别计算各段的汇流历时后再叠加而得，即：

式中：t2—沟管内汇流历时（min）；

n和i—分段数和分段序号；本工程排水沟没有坡度变化，按两侧汇入横向导水管分别计算排水流量；

li—第i段的长度；横向导水管间距为l时，单侧排水沟长度li为l/2；

vi—第i段的平均流速(m/s)。

沟管内汇流历时需要在排水沟过水断面和出口确定后才能计算得到，而本工程需要根据设计径流量确定排水沟过水断面。因此需要采用试算法，先按公式V=20ig0.6（ig为排水沟平均坡度）近似估算排水沟流速，计算沟内汇流历时和径流量，拟定排水沟断面尺寸后，根据满宁公式计算排水沟平均流速，再计算汇流历时，与估算的汇流历时进行比较，相差较大时，调整估算值，重新计算。

2.4降雨强度

因为缺乏自记雨量计资料，本工程利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数，按下式计算降雨强度：

q=cpctq5,10

式中：q5,10—5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度（mm/min），按公路所在地区，由《规范》图3.0.7-1（中国5年一遇10min降雨强度(q5,10)等值线图（mm/min））查取；本工程区位于石家庄附近，查得标准降雨强度q5,10=2；

cp—重现期转换系数，为设计重现期降雨强度qp同标准重现期降雨强度q5的比值（qp/q5），按公路所在地区由《规范》表3.0.7-1(重现期转换系数(cp))查取；307国道设计降雨的重现期为3年，查得重现期转换系数cp为0.83；

ct—降雨历时转换系数，为降雨历时t的降雨强度qt同10min降雨历时的降雨强度q10的比值（qt/q10）；先由《规范》图3.0.7-2（中国60min降雨强度转换系数（C60）等值线图（mm/min））查得公路所在地区的60min降雨强度转换系数C60，（本工程C60（=0.4），再根据C60的值和前述计算的降雨历时t（t=t1+t2 ），由《规范》表3.0.7-2（降雨历时转换系数（Ct））查取Ct。

2.5径流系数

径流系数（ψ）按汇水面域内的地表种类由《规范》表3.0.8（径流系数（ψ））确定。当汇水面域内有多种地表时，应分别为每种类型选取径流系数后，按相应的面积大小取加权平均值。307国道路面为沥青路面，径流系数取0.95；

2.6 排水流量

（1）汇水面积

汇水面积F根据坡面长度和不同的横向沟间距计算。根据排水沟布置，当横向沟间距为l时，单侧排水沟汇水面积为F=L/2* Ls

（2）排水流量

排水流量计算公式为：Q=16.67*ψqF

（3）排水沟断面拟定和修正

初拟排水沟断面尺寸，计算水力半径、排水沟流速和设计过流量，用此流速修正沟内汇流历时t2和降雨历时t，重新由表3.0.7-2查取降雨历时转换系数Cl，计算降雨强度和排水流量。反复试算，直至计算排水流量和排水沟过流能力基本吻合。

（4）不同横向导水管间距时路面排水流量及路边沟断面尺寸见表1。

表1 路面排水流量计算表

3．结语

石津干渠作为城市供水输水渠道，输水水质需要得到保证，右岸307国道路面排水是必须处理的问题。根据工程设计的要求，通过路面排水流量的计算，为工程的设计提供了的依据。

根据计算结果，横向导水管间距小，路边排水沟断面尺寸小，减少占路宽度，但增加破路施工工程量，反之，横向导水管间距大，可减少破路施工的工程量，但路边排水沟断面尺寸会较大。视工程具体情况，本工程选取了400m横向导水管间距方案。

参考文献：

[1] JTJ 018-97，公路排水设计规范[S]

[2] JTG B01-2003，公路工程技术标准[S]

[3] 袁卫军，路面排水设计在道路工程中的作用[J]，山西建筑，2004年第10期

[4] 河北省南水北调配套工程石津干渠工程可行性研究报告[R]，河北省水利水电勘测设计研究院，2011

水电工程边坡设计规范篇9

关键词：防洪；边坡排水；防浪堤；雨水提升泵站

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

1引言

丽水36-1气田终端处理厂位于浙江省温州市洞头县霓屿街道办事处正岙村南，地处浙东南沿海瓯江口外。主要接收来自丽水36-1气田海上平台来气和凝析油，经海底管线混输至终端进行处理。本终端处理厂主要包括：1座综合平台CEP、一条约127km从CEP到温州霓屿岛南陆上终端DN300油气混输海底管线、一座油气处理及CO2回收利用终端(简称终端)、一条约31km终端至温州龙湾交气门站DN300天然气外输管线。

本终端所处温州地区属亚热带海洋性季风气候，雨量充沛，海岛多风，冬夏季风显著。该地区为台风登陆频繁区域，当大潮汛期发生台风暴潮与瓯江下泄洪水相遇时，会造成较严重的灾害。而且本终端一侧紧邻边坡一侧紧靠大海，整体防洪排水问题需特别重视。本文讨论了丽水终端边坡排水系统、防浪堤以及厂区排水系统等工程的设计思路，重点介绍了终端整体防洪排水方案，具体介绍如下。

2终端天气水文情况

2.1 降水

温州属亚热带海洋性季风气候，四季分明，气温适中，空气湿润，雨量充沛，海岛多风，冬夏季风显著。每年3~9月的降水量占全年的70%，其中3~4月为春雨期，5~6月为梅雨期，7~9月为台风雨期。洞头站降水量详见表1。

表1 降水统计表

2.2 台风

温州沿海每年4~11月受台风影响，其中7~9月台风侵袭频繁。1950~1994年影响本海区的台风共232次，平均每年5.1次，最多的1961年达10次；7~9月台风出现的次数约占全年总数的84％。

台风对本地区的影响一般持续2d，并出现狂风暴雨、水位上涨、巨浪滔天，给当地带来很大损失。9417号是近年来正面袭击温州的强台风，风力12级以上，持续时间达14小时，洞头站瞬时最大风速56m/s。

2.3 潮位及波浪

霓屿岛南端东部海域最高天文潮位为3.75m，最低天文潮为-3.43m(相对于黄海基准面)。其它水文特征值见表2。根据29年资料统计，台风暴潮引起的最大增水在1.0m以上的占50%，在2.0m以上的占9%，超过3.0m的占2.6%。

表2各潮位观测站潮位特征值表

霓屿岛南端东部海域的主浪向为ESE，频率为65.5%，统计最大波高为2.2m。根据乐清气象站的多年风况资料及甲米礁、南麂海洋站的测波资料综合分析和初步计算，各港区设计高水位时五十年一遇设计波要素见表3。

表3 各港区五十年一遇设计波要素一览表

3整体设计思路

1、边坡的排水量按照100年一遇年最大24小时雨量设计，边坡排水直接汇集至坡脚排水沟，再通过南北两侧的排海口汇入大海。由于边坡排水不经过厂区，因此不影响厂区排水能力。

2、根据相关规范，陆上终端站设计安全等级为Ⅰ级，与其相对应的设计潮位的重现期标准为50年，最终按照50年一遇设计防浪堤的挡浪墙高程为8.9米。

3、根据《油气集输设计规范》GB 50350-2005要求，站场标高需满足极端高水位4.59m（重现期为50a）0.5m以上，东西侧沿海岸线设置挡浪设施保证站场安全。

4、厂区排水采用有组织收水的形式，生产区内的未受污染的雨水以0.1-0.5%坡度，自流到道路两侧的雨水系统，由雨水管线排至雨水泵站，经提升泵通过管线接至终端挡浪墙外，最终排海。

4终端防洪排水系统方案

4.1 边坡排水

边坡的排水不经过厂区，直接汇集至坡脚排水沟，再通过南北两侧的排海口汇入大海。边坡排水布置示意图如图1所示，其中以蓝色标示截水沟、跌水槽和排水沟。

图1 厂区排水、边坡排水以及防浪堤布置示意图

边坡经削方后，坡顶基本已过分水岭，故坡顶北侧未过分水岭地段设置截水沟。其它地段只在各个平台内设置排水沟，再由坡面跌水槽汇于坡脚排水沟排出坡体。平时坡面无水流，仅雨季有坡面流水。

坡脚挡墙底设置C20混凝土排水沟一条，沟宽1m，沟深1m，侧墙0.3m厚，沟底0.15m的C20混凝土浇筑。排水沟中间高，南北两边低，由K0+389左右断面位置为控制点以1‰坡度分别向南、北侧排水，两侧通过排海口直接汇入大海。

根据《浙江省短历时暴雨》计算出100年一遇年最大24小时雨量为874.7，最大1小时雨量为246.65mm。截排水沟流量计算利用地区经验公式Q＝0.278Fhi/t，式中F为排水沟上方的汇水面积2000m2，hi/t为单位时间内的暴雨平均强度为246.65mm，经计算单级坡面最大流量为0.04m3/s；坡脚最大流量为1.14m3/s；设计排水沟流量为0.25m3/s；设计跌水流量0.3m3/s；设计截水沟流量0.35 m3/s，坡脚排水沟流量1.15m3/s。因此，边坡排水系统满足相关规范的截排水要求。

4.2 防浪堤建设

根据29年资料统计，台风暴潮引起的最大增水在1.0m以上的占50%，在2.0m以上的占9%，超过3.0m的占2.6%。因此，丽水36-1气田终端处理厂需要修建防浪堤以确保厂区的防护要求。

4.2.1 安全等级和设计水位

根据潮汐资料，按照《滩海环境条件与荷载技术规范》（SY/T4084-2010）中对滩海结构物等级的划分，陆上终端站设计安全等级为Ⅰ级，与其相对应的设计潮位的重现期标准为50年，由此确定设计水位（黄海高程）标准如下：

本区属于不规则半日潮性质：

设计高水位 4.50m （历时累积频率1%）

设计低水位 -3.44m （历时累积频率98%）

极端高水位 5.35m （50年一遇年极值高潮位）

极端低水位 -4.49m （50年一遇年极值低潮位）

设计波高采用极限破碎波高，为设计水深的0.7倍，设计地震烈度为6度。

4.2.2 防浪堤防护设计

根据终端站所处海域位置及周边情况，确定对终端站东、西两面采用海堤进行防护，防护总长为845m，其中东侧海堤防护长度为645m，西侧海堤防护长度为200m，西侧海堤将与当地政府拟建海堤连接。

4.2.3 堤顶高程确定

对于防护堤堤顶高程的确定，各行业相关标准规定不完全统一，但方法大致相同，本次设计以《防波堤设计与施工规范》JTJ298-1998第4.1.2条和《海堤工程设计规范》SL435-2008为根据分别进行堤顶高程计算。JTJ298-1998第4.1.2条规定“对设胸墙的斜坡堤，胸墙的顶高程宜定在设计高水位以上1.0~1.25倍设计波高值处。”此处的胸墙即为本次设计的挡浪墙，终端站所处海域的设计高水位为4.50m，滩地高程约为-0.70m，由此确定设计波高为5.20×0.7=3.64m，计算得到挡浪墙顶高程为4.50+3.64×1.2=8.87m。根据SL435-2008第8.3节的相关条款，计算得到挡浪墙顶高程为4.50+3.58+0.8=8.88m，两者计算结果基本一致，故本次设计挡浪墙顶高程取为8.90m，挡浪墙高度一般为1.0~1.5m，本次设计取挡浪墙高度为1.50m，故本次设计海堤堤顶高程为8.90-1.50=7.40m。

4.2.4 防浪堤设计考虑的其他因素

防浪堤设计除了考虑相关设计规范和依据之外，还需综合考虑其他方面的因素，本终端防浪堤设计主要考虑了以下几方面因素：

1、温州地区工业企业台风暴潮防护等级要求，通常按照不超过50年一遇最大潮位设计；

2、中海油其他终端所采用的台风暴潮防护等级要求，一般按照50年一遇最大潮位设计，且部分终端挡浪墙设计允许一定越浪量；

3、丽水项目属边际油田，项目整体投资要求及综合投资效益也是关键因素，本终端防浪堤若按照防护等级提高（如100年一遇的最大潮位）来设计，将造成超过50%的额外投资，项目综合投资效率过低；

4、防浪堤的挡浪墙顶高程设计需考虑天然气处理厂里泄漏产生的不良气体的顺利疏散。

综合考虑以上因素，最终按照50年一遇最大潮位情况下不越浪来设计，确定防浪堤的挡浪墙高程为8.9米。

4.3 厂区排水

4.3.1 厂区排水设计

终端站址所处场区均为陆上石质场地，根据《油气集输设计规范》GB 50350-2005要求，站场标高需满足极端高水位4.59m（重现期为50a）0.5m以上，东西侧沿海岸线设置挡浪设施保证站场安全。根据洞头多年实测潮位资料，该区极端高水位为黄海高程4.59m，霓屿岛天然气处理站站址交付标高为6.5m，满足标高设计要求。

本终端雨水量按照50年一遇的极端天气设计。厂区排水采用有组织收水的形式，生产区内的未受污染的雨水以0.1-0.5%坡度，自流到道路两侧的雨水系统，由雨水管线排至雨水泵站，经提升泵通过管线接至终端挡浪墙外，最终排海。受污染的雨水单独收集进污水处理系统，处理达标作为绿化水回收利用。虽然防浪堤设计按照不越浪的原则，但厂区内排水能力仍考虑了部分海水越浪量（0.4m3/s），提高了应对极端恶劣天气及潮位的能力。

罐区的雨水通过收水口收集，通过罐区外埋地闸阀转换，初期受污染的雨水进入水封井，然后排至污水调节池，由泵提升进入污水处理系统，处理达到绿化水指标后用于终端内绿化；未受污染的雨水直接经雨水管道收集排至终端内的雨水提升泵站，最终提升排海。

装置区、段塞流捕集器区、装车区可能含有污油的初期雨水经雨水管道收集进入污水调节池，由泵提升进入污水处理系统，处理达到绿化水指标后用于终端内绿化；未受污染的雨水直接经雨水管道收集排至终端内的雨水提升泵站，最终提升排海。雨水提升泵站设计规模为2m3/s。雨水泵站设进水池、集水池及出水压力井，进水渠道上设闸板及启闭机、格栅除污机。集水池内设3台潜水轴流泵，将雨水提升通过管线接至终端挡浪墙外，最终排海。

雨水提升泵站布置示意图如图2所示。

图2 雨水提升泵站布置示意图

4.3.2 厂区排水流量计算

丽水终端雨水泵站流量计算说明如下：

1、雨水计算采用公式

温州暴雨强度公式：i=(13.274+0.573lgP)/(t+12.641)0.663 (mm/min);

暴雨强度：q=167i;

设计流量：Q=qψF （L/s）;

重现期：P=1 a;

地面集水时间：t1=15 min;

雨水流行时间：t2=Σl/(60×v) min;

集水时间：t= t1+mt2;

折减系数：m=1.2;

2、雨水计算结果

图3 厂区排水、边坡排水以及防浪堤布置示意图

终端雨水计算简图如图3所示，终端汇水面积合计约为10.9公顷，经过分割汇水面积，逐段管线计算，终端雨水设计流量为Q=1.66m3/s，考虑终端海水越浪量0.4m3/s，最终雨水泵站设计3台雨水泵，单泵排量为Q=0.7m3/s，雨水泵站排水能力为Q=2.1m3/s。

5 存在风险及应急措施

本项目重点考虑了丽水终端处理厂的地形条件，采用了雨水提升泵强排的形式进行整体厂区排水，在正常情况下厂区的排水设计完全能达到50年一遇的极端风暴潮给厂区带来的排水风险。但由于丽水36-1气田终端所处位置的用电条件受限，以及目前极端天气较多，厂区由于以下原因仍有可能存在水淹的情况：

1、超过50年一遇的极端天气超过厂区设计能力；

2、台风及其他不可抗因素导致厂区停电，厂区强排系统无法启动，同时海潮越浪、极端降雨同时发生；

考虑到存在以上水淹的可能，目前工程项目组和生产筹备组讨论在后续生产过程中采取以下措施以避免此类风险的发生：

1、给终端排水泵预留多路电源，以防止停电带来强排系统无法启动的风险；

2、生产期间充分评估相关风险，建立可靠的应急撤离机制和体系；

3、由于厂区征地面积有限，无法设置永久避难所，可利用周边高地势公共场所作为应急避难所，例如可与正岙村政府部门协调在遇到极端天气情况下，厂区所有人员紧急撤离至正岙村原有的应急避难所或者正岙小学教室。

6 总结

综上所述，丽水36-1气田终端排水能力的设计和建设充分考虑各方面因素，现总结如下：

1、边坡的排水量按照100年一遇年最大24小时雨量设计，边坡排水直接汇集至坡脚排水沟，再通过南北两侧的排海口汇入大海。由于边坡排水不经过厂区，因此不影响厂区排水能力。

2、根据相关规范，陆上终端站设计安全等级为Ⅰ级，与其相对应的设计潮位的重现期标准为50年，最终按照50年一遇设计防浪堤的挡浪墙高程为8.9米。本终端防浪堤若按照防护等级提高（如100年一遇的最大潮位）来设计防浪堤，将造成超过50%的额外投资，项目综合投资效率过低。

3、厂区排水采用有组织收水的形式，生产区内的未受污染的雨水以0.1-0.5%坡度，自流到道路两侧的雨水系统，由雨水管线排至雨水泵站，经提升泵通过管线接至终端挡浪墙外，最终排海。虽然防浪堤设计按照不越浪的原则，但厂区内排水能力仍考虑了部分海水越浪量（0.4m3/s），提高了应对极端恶劣天气及潮位的能力。

4、生产期间充分评估相关风险，建立可靠的应急撤离机制和体系。可利用周边高地势公共场所作为应急避难所，例如正岙村原有的应急避难所或者正岙小学教室。

参考文献

防波堤设计与施工规范JTJ298-98

滩海海堤设计与施工技术规范SY/T4099-2010

海堤工程设计规范SL 435-2008

海港水文规范JTJ213-1998

滩海环境条件与荷载技术规范SY/T 4084-2010

水工混凝土结构设计规范SL191-2008

水运工程土工合成材料应用技术规范JTJ239-2005

室外排水设计规范 GB50014-2006（2011年版）

泵站设计规范 GB 50265-2010

作者简介：

水电工程边坡设计规范篇10

当代，边坡的支护方法在我国有很多种。按照支护结构的受力特点可以划分为三类不同的边坡支护类型:⑴被动受力支护结构:通过支护结构自身的强度和刚度来被动的承受土体产生的土压力，限制土体的变形，从而起到支护的目的。常常采用的支护方法有:挖孔灌注桩、钢管桩、钢板柱、地下连续墙等;⑵主动受力支护结构:通过采用不同的方式方法实现提高土体的强度目的，让被支护土体和支护体形成相互作用的体系，从而保证施工时边坡的安全稳定性能。常常采用被称作补强类支护施工技术进行支护，常见的支护施工技术有:树根柱施工技术、搅拌桩施工技术、土钉支护施工技术等;⑶组合型支护结构:通过分析施工现场和土体的受力情况，科学合理的将被动受力支护结构和主动受力支护结构相结合应用到同一个边坡支护工程中的支护方式。

2影响边坡开挖和支护的因素

边坡支护结构的选择的正确与否直接反映边坡支护效果的好坏，然而由于影响边坡支护效果的因素太多，如何根据地质环境条件、边坡性质的特性选择正确的支护结构并不是一件简单的事，因此，在实际的边坡支护方案的选择过程中需要充分考虑边坡变形失稳机理、经济合理与可实施性，选择最合理的支护结构形式。

2．1地质条件

在边坡支护方案选择的考虑因素中，地质条件等相关因素是边坡稳定性分析和支护设计最基础、最重要的因素，直接影响支护的实际效果，因此在支护方案确定过程中，需要加强在这方面的考虑。所谓的地质条件，笼统地说包括地质构造、地形地貌、工程地质、水文地质及地表水等。其中地形地貌等相关影响因素是边坡稳定性的控制重要因素之一，同时也是边坡稳定性分析过程中，可以作为参考借鉴的宏观判断的重要依据。此外，地质构造等影响因素不仅影响边坡的地形地貌，更重要的是影响边坡岩体的力学性质，在一定程度上，地质构造决定着边坡变形失稳的机理，可能会导致陡倾岩体的倾倒破坏或者碎裂岩体危岩崩塌等危险发生。其次，水文地质及地表水等因素的影响，可能会使边坡土体软化和强度降低，降低软弱结构面的强度，因此支护结构必须和排水措施一并考虑，从而使边坡稳定性增强。

2．2变形失稳机理的考虑

除了地质因素决定的边坡固有特性之外，边坡的其他性质也是需要考虑的因素，比如说:坡高与坡比、边坡的使用年限;边坡是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡;以及边坡上方的附加荷载、是否有震动因素等。这些因素的存在都一定程度上影响边坡支护的设计方案的确定。此外，值得注意的一点是，边坡的支护的方案的选择很大程度上是根据边坡变形失稳机理的原理进行设计计算而确立的，然后根据边坡使用及周边环境特性，分别确定边坡重要性等级为一级、二级、三级，进而设计计算采用不同的边坡支护方案。然而不同的边坡其变形失稳机理有所不同，其变形失稳的主导因素也不尽相同。此外由于边坡稳定条件的影响因素太多，而且计算起来十分复杂，因此要想彻底搞清边坡的变形失稳机理是较为困难的，这也一定程度上制约着设计思路和支护形式的选择。因此，认清边坡产生变形失稳的类型十分重要。

3边坡开挖方式

3．1土质边坡的开挖方式

在开挖土质边坡修建水电站时，必须按照由上至下的施工顺序进行，且开挖时要要控制每一次削坡层在3米之内。在削坡结束之后需要使用反铲挖掘机对作业面进行削坡操作，并安排专业的施工人员进行修坡工作。在施工过程中还要加强检查力度。

3．2开挖岩质边坡的方法

开挖岩质边坡时我们一般采取钻爆法来进行开挖施工，按照从上到下进行开挖的顺序进行，爆破时采取毫秒微差梯段爆破的方法。

(1)分层开挖逐层爆破。依据设计的规定在开挖岩质边坡时应该采取分层的梯段爆破法，经过研究调查显示，我们要将开挖爆破的梯段控制在6米左右。由于岩质边坡一般是较薄的顺向的坡，开挖的坡角比岩层的倾角要大，一般开挖的切脚都不太大。

(2)台阶式分层爆破开挖。经过一定的开挖施工之后，边坡会受到各种不同的因素影响，这无形中就加大了支护的难度。由于岩层切脚、爆破以及上层岩层的作用，经常会导致滑塌现象产生。所以为了保证安全，我们必须采取分层爆破的方式来降低安全隐患。

(3)薄层爆破开挖。薄层爆破开挖距边坡12m内侧的岩体，开挖高度应该控制在3m左右。

4边坡开挖支护施工技术措施

4．1土锚杆支护

土锚杆施工技术在边坡支护的过程中，主要针对堆积体浅表以土质为主的坡面进行支护和加强，提高坡面的稳定性。其施工流程相对比较规范，然而施工质量的好坏也直接影响着边坡支护的实际效果，因此在土锚杆施工过程应明确操作步骤，严格按照施工流程，确保施工质量等级。

4．2铺设钢筋网

水利水电边坡施工中为了防止边坡岩体遇水后发生塌方、塌滑等地质灾害，在边坡破碎区应该选用挂钢筋网的方法提高边坡的稳定性。4．3喷混凝土施工

在一期支护工程中喷混凝土是一种常用的施工方法。喷射混凝土可以强化封闭开挖到位的边坡基面，可以减少边坡基面的基岩风化的机会。该施工方法普遍使用在放空洞出口边坡开挖、坝肩开挖、边坡开挖中，并取得了良好的效果。

5结语