水庫路基設計匯總十篇

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篇（1）

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A1.概述

眾所周知，砂土地基處理的優劣，關系到整個工程的質量。合理的砂土地基處理及適宜經濟的路堤結構設計型式，可以減輕或消除砂土地基對路堤的不利影響。河流漫灘沉積的砂土常表現出以下不利的工程特性：高孔隙比、高壓縮性、高滲透性、弱抗震性能（地震液化及震陷現象）及低抗剪強度等不利工程地質特性。再則水庫區路基地質環境的復雜性、多變性、不確定性，導致營運路堤呈現不同類型及不同程度的地質病害，甚至經反復處治其效果仍然不佳，因此砂土地基處理設計的合理性就顯得尤為重要了。

2.工程概況

高路堤砂土地基位于涪江上游在建某水利水電樞紐工程水庫區回水尾段，按山重二級公路線形設計，瀝青混凝土路面，路面寬8.5m，填高為11.0m～13.0m，路面設計標高667.33m，迎水面堤腳下地面標高655.50m，設計荷載為公路-Ⅱ級；天然河床水位653.00m；其水庫主要特征水位：正常蓄水位658.00m，設計校核洪水位659.43m，死水位624.00m。

3.工程地質概況

①地形地貌

場地位于山區階梯狀斜坡與涪江河漫灘的交接部位之河流沖刷凹岸，以堆積型河流漫灘地貌單元為主，地形總體較為開闊平坦。

②地層巖性

地層主要由第四系沖積層（Q4al）及志留系韓家店組（Sh）地層組成：

砂土，青灰色、稍濕～飽和、結構松散，中上部粘粒含量略重，層厚為6.0m～6.5m。

卵石土，青灰色、飽水、結構稍密～中密，層厚為3.8m～6.8m。

志留系韓家店組地層，巖性以千枚巖為主，遇水易崩解軟化（崩解速度快），抗風化能力較弱。

③地質構造

場地地質構造較簡單，屬相對穩定區；其地震基本烈度取決于強震對工區的影響；地震基本烈度為Ⅷ度，地震動峰值加速度值為0.20g，地震動反應譜特征周期為0.40s。

④水文地質條件

場地地下水以孔隙水為主，賦存于第四系砂土及卵石土孔隙中，主要接受上游江水補給，排泄于涪江或其下游；據水質分析報告表明，其水質類型為HCO3－Ca型水，PH=8.6，對混凝土和鋼筋混凝土具微腐蝕性。

⑤場地地基土及路堤填料主要物理力學指標

砂土層：標貫擊數標準值為3擊，孔隙比1.15，粘粒含量12.16%，不均勻系數32.17，天然C值5.6KPa，天然φ值10.3°，壓縮模量3.3MPa，承載力基本容許值[fa0]=60KPa。

卵石土層：超重型動力觸探擊數標準值為6擊，飽和容重23.3KN/m3，變形模量23MPa，承載力基本容許值[fa0]=350KPa

路堤填筑料（千枚巖道渣填料）：為高分散性的土料，壓實后遇水極易崩解；天然固結不排水剪C值20KPa，φ值25°；天然容重19.8KN/m3；干容重19.2KN/m3，最優含水率13.5%，壓縮模量12MPa。

4.砂土地基處理方案的選擇與設計

4.1砂土地基處理方案選擇

高路堤對地基的承載力及沉降量的控制要求較高，而天然砂土地基是不能滿足其上述兩方面的要求，因此務必對其采取工程措施進行處理，就目前的地基處理技術而言，對可應用于砂土地基處理的七種預案結合建筑物的荷載性質、基底反力特性、巖土工程條件、施工工期、施工機械設備及使用材料等進行綜合分析，宜優選高壓噴射注漿法及強夯法對地基進行處理。在基于高路堤砂土地基處理要求達到的預期目的：“消除或減小地基土沉降（差異沉降）并確保工后地基土沉降量在其允許的范圍內；消除砂土的地震液化現象（液化沉陷），整體提高砂土地基承載力的同時，普遍提高地基土的抗剪強度指標值以確保高路堤及其地基的穩定性”。再結合經濟對比分析（經收資調查與技術經濟分析），最終選擇強夯法加固處理砂土地基，因它具有施工簡單、加固效果好、快速（能適應施工工期的要求）和經濟等優點。

4.2砂土地基處理設計

本工程在類比參照區內砂土應用強夯法加固地基的有關試驗資料的基礎上，結合水庫區高路堤運行的特殊地質環境（水庫特征水位、特殊水文地質條件等）及計算結果提出如下設計與施工技術要點：

1、強夯設計參數的選定

應根據現場的工程地質條件和工程運行環境的要求,正確地選定各個強夯參數，才能達到有效而經濟的目的。強夯參數包括：單擊夯擊能、最佳夯擊能、夯擊遍數、遍間間歇時間、加固范圍和夯點布置。

（1）單擊夯擊能

據堤基覆蓋層的厚度并結合加固影響深度，按梅納經驗公式估算出采用1000KN.m能級加固影響深度可達7.0m（α=0.7），能滿足本工程加固的要求，因此確定采用1000kN.m的能級。大量的事實及研究文獻資料指出從沖擊能、錘重和落距三者關系分析，普遍認為增大錘重的效果優于增大落距，基于上述理論出發，設計中結合施工單位所能提供的機械設備及施工周邊環境，設計因此

選用錘重100KN，落距10m，錘徑1.8m的設備。

（2）最佳夯擊能

恰當地選擇夯擊擊數，是取得強夯效果的一個重要方面，擊數少則達不到夯實效果，擊數過多，超過夯擊能的飽和狀態，夯實效果增加不明顯，也很不經濟；大量的實踐證明，砂土最佳夯擊能一般以5000kN.m為宜；因此主夯擊點的基本夯擊擊數為5擊，同時還要求最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm；夯坑周圍地面不應發生過大的隆起，不因夯坑過深而發生提錘困難。

（3）夯擊遍數

根據堤基砂土覆蓋層厚度、巖土性質及建筑物的部位確定采用夯擊遍數：第一、二序列強夯夯擊點均采用2遍重錘跳夯；第三、四序列強夯夯擊點夯擊2遍；當每一序列每一遍夯畢平場后，再次復夯；最后進入2遍低能級滿夯，落距3.0m-5.0m，夯擊數一般不小于3擊，錘印搭接，以確保夯擊土表層密實度在空間上的均勻性。

（4）間歇時間

強夯的地基土為砂土，其上下又為卵石土，均為強透水層，強夯時只會產生瞬時超靜孔隙水壓力，故在強夯施工中遍間可不考慮間歇。

（5）加固范圍

為避免在夯后的土中出現不均勻的"邊界" 現象，從而引起建筑物的差異沉降及地基土抗剪強度指標空間上不均勻性；因此，其處理范圍應大于建筑物基礎外緣的寬度，宜為基底下設計處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3.0m。結合地基及高路堤穩定性計算（最危險工況）確定臨河方最小加寬值為6.0m。

（6）夯點布置

夯點按正方形布置，正方形布置給夯機留出通道，施工方便。結合堤基覆蓋層土的性質及加固影響深度，確定夯距為5.0m，夯點布置詳見圖1。

圖1強夯夯點布置平面圖

（7）強夯試驗

強夯施工前應進行強夯試驗，據擬定的強夯參數，提出強夯試驗方案，進行現場試夯。因為砂土地基，試夯結束一周后就可對試夯場地進行檢測，一般采用鉆探取樣進行室內土工試驗（若采樣的確困難，可采用靜力觸探試驗）、重型動力觸探、標準貫入試驗等，將檢測數據與夯前測試數據進行對比分析，并為正式強夯施工提供可靠的強夯參數修正設計之依據及施工工藝作保障。

2、強夯施工技術要點

（1）首先將強夯處理范圍邊界線、護腳墻的墻踵及墻趾線用測量儀器測放出，同時在范圍邊界線以外埋設控制基樁，將其范圍線以內的砂土開挖至標高653.50m，并對護腳墻之墻踵及墻趾線各外延0.5m，且將其范圍的砂土開挖至652.50m；再用級配卵石土，采用反挖機分三層攤鋪；待整平至標高655.00m后進行強夯試驗，以確定合理的強夯施工參數和工藝。

（2）夯擊序次按第一、二、三、四序列順序進行夯擊，同時用測量儀器按上述夯擊序列依次測放出夯點位置，并作好標識，并測量場地高程。

（3）強夯施工順序須從路線左側依次推進，止于路線右側，有利于強夯產生的瞬間超靜孔隙水壓力的釋放，消散時間只有短短數分鐘，可不考慮遍間間歇，故可連續作業。

3、質量控制

（1）檢查施工過程中的各項測試數據和施工記錄，不符合設計要求時應補夯或采取其它有效措施。

（2）場地檢測的數量，應根據場地復雜程度和建筑物的重要性確定，對于簡單場地上的一般建筑物，每個場地地基的載荷試驗檢測點不應少于3點。

4、地基處理效果分析與評價

對試夯區進行了原位測試及采樣室內試驗（大型直接剪切試驗），將測試的地質參數作為評價及設計的主要依據。

砂土層：標貫擊數實測標準值為13擊（稍密），飽和容重19.0KN/m3，孔隙比0.55，飽和C值11KPa，飽和φ值21°，壓縮模量6.5 MPa，[fa0]=130KPa。

卵石土墊層：超重型動力觸探擊數標準值為8擊（中密）；相對密度Dr=0.75，飽和C值0KPa，飽和φ值33.5°；飽和容重23.3KN/m3；天然容重22.5KN/m3；壓縮模量20MPa；干容重21.5KN/m3；最優含水率5.5%；[fa0]=350KPa。

（1）砂土地基承載力驗算

在工后進行砂土地基承載力驗算時，作了如下計算簡化。先將車輛荷載換算成土柱高（當量高度0.79m）；以654.50m高程面為計算控制基面，墊層上表面受其上覆路堤填土自重壓應力的作用，其作用力通過一定厚度的卵石土墊層擴散后傳給砂土地基，在進行自重壓應力計算的同時，按《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG D63-2007中的規范性公式，對砂土的承載力作驗算時，選定竣工為其驗算工況的同時，以路中土體結構層次及層厚作為計算的控制依據。其計算過程及結果如下。

等效于基礎底面的壓應力（路堤填土土體自重應力）：

等效于基礎底面處的自重壓應力：

Pgk′=γh=22.5kPa

墊層底面處的附加壓應力（按條基計算）：

P0k=b（P0k′-Pgk′）/（b+2ztanθ）=83.09kPa

墊層底面處土的自重壓應力：

墊層底面處經深度修正后的地基承載力容許值：

經計算并滿足下式要求，P0k+Pgk≤γR[fa]

即83.09+62.90=145.99＜1×188.3=188.3kPa

γi-參與計算的第i層填土的容重，地下水位以下的填土則采取浮容重（KN/m3）；hi-參與計算的第i層填土的層厚（m）；z-設計墊層厚度（m）。

（2）砂土地基沉降計算與評價

水庫路堤所發生的沉降、位移和拉裂變形，是水庫蓄水反滲于路堤在架空或疏松結構部位等首先產生濕陷及地基本身不均勻沉降疊加共同作用的結果。鑒于此，地基在使用期內不發生較大沉降和不均勻沉降的控制尤為重要，也是保證路堤安全、穩定的關鍵?；谒畮炻坊\行的特殊環境，在對砂土地基實施強夯的同時，對路堤高程654.50～659.43m段回填透水性材料并采用沖擊式壓路機碾壓，以確保路堤填料本身充分壓實及產生微弱的沉降；事實上，對于砂土地基在施工期間即可完成其最終沉降量的80%以上，能確保路基工后沉降≤500mm（規定的允許值）。當正常蓄水至658.0m后，采用《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG D63-2007中規范性公式進行了墊層壓縮量計算，其中砂土地基沉降量采用《碾壓式土石壩設計規范》DL/T 5395-2007中規范性公式按分層總和法計算，其計算過程及結果如下：

S=Scu+Ss；Scu=Pm.hZ/Ecu

分層總和法計算式：

式中：s-墊層地基沉降量（mm）；scu-墊層本身的壓縮量（mm）；ss-下臥砂土層沉降量（mm）；Pm-墊層內的平均壓應力（MPa）；hz-墊層厚度（mm）；

Ecu-墊層的壓縮模量（MPa）；Pi-第i計算土層由路堤填土荷載產生的豎向壓應力（MPa）；Ei-第i計算土層的壓縮模量（MPa）；hi-第i計算層厚度（mm）；

路基任一點的附加應力由路基矩形分布荷重和三角形分布荷重所引起的堅向應力疊加而得，附加應力按下式計算：Pz=KT.q

Pz--路基任一點的附加應力；q--矩形或三角形分布荷重；KT--應力系數，按《碾壓式土石壩設計規范》DL/T 5395-2007中的表G1和G2查取。

①砂礫墊層：由m=0，n=2/8.5=0.235，查表G1并經內插計算KT=0.965；由m=15/20=0.75，n=2/20=0.1，查表G2并經內插計算KT=0.032；

堤基土自重引起的豎向應力：13.3×2=26.6KPa

矩形或三角形分布荷重：

Scu=0.25017×2000/20=25.0mm

②砂土層：由m=0，n=4.65/8.5=0.547，查表G1并經內插計算KT=0.791；由m=0.75，n=4.65/20=0.233，查表G2并經內插計算KT=0.0746；

堤基土自重引起的豎向應力：

13.3×2+9×2.65=50.45kPa

Ss=0.25945×2650/6.5=105.8mm

③砂卵石層：由m=0，n=11.55/8.5=1.36，查表G1并經內插計算KT=0.437；由m=0.75，n=11.55/20=0.578，查表G2并經內插計算KT=0.169；

堤基土自重引起的豎向應力： 13.3×2+9×2.65+13.3×6.9=142.22kPa

SL=0.27088×6900/20=93.45mm

沉降計算控制深度按規范應算至路堤附加應力等于路基自重豎向應力20%處的深度，但因下伏層為千枚巖，就不必在作沉降計算了；總之，工后沉降總和： S=25.0+105.8+93.45=224.25mm＜500mm（規范規定的允許值）

（3）地基土地震液化評價

據強夯區測試的地質參數按《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010進行地基砂土地震液化評價，在地面下20m深度范圍內，液化判別標準貫入錘擊數臨界值可按下式計算：

液化判別標準貫入錘擊數基準值N0取12，經計算表明地基土砂土在地震作用下不液化。

結束語

地基處理方法繁多，如何從中選擇經濟可行的地基處理方案就顯得極為重要了，需結合建筑物的功能、地形、地貌部位及運行環境等綜合確定；本案例采用強夯處理高路堤砂土地基，在減少沉降量及抵抗液化能力等方面達到了預想的效果，達到了以土治土之目的。不失為一種經濟、簡便、快速有效的地基改良方法。只要條件允許（施工條件及周邊環境許可），是值得在地基處理中首選的一種方法。

高填方路堤地基勘察的深度與廣度應引起重視，力求其準確性；以確保地基處理設計的合理與經濟性，力求避免設計方案的重大修改，釀成施工延誤和不必要的經濟損失。

參考文獻

篇（2）

1、工程簡況

陸川縣清湖水庫集中供水工程是一個以供水為主的水利工程，陸川縣清湖水庫集中供水工程最高日供水量測算到2030年最高日需水量為1.1995萬m3/d，由此確定本工程供水規模為1.2萬m3/d。清湖水庫正常蓄水位為83.78m，死水位為74.38m。有壓隧洞位于主壩右側，出口接壩后電站，裝機容量95kw。本工程從清湖水庫壩后電站的壓力管分出岔管取水，規劃水廠地面高程為64.0m，死水位與水廠間高差為10.38m，距離6km，可實現無動力輸送原水。清湖水庫水質較好，水體不受污染，水體常年達到或優于《地面水環境質量標準》（GB3838-2002）的Ⅲ類水體標準。工程建成后，將解決清湖鎮區（含紅山農場）、以及沿途8個行政村大部分人的用水問題，現狀（2012年）52630人，遠期（2030年）70643人。

2、工程布置及主要建筑物

2.1工程總體布置

清湖水庫為多年調節水庫，水質較好，是鄉鎮供水的理想水源，經水量平衡計算，按規劃水平年預測需水量1.2萬m3/d。清湖水庫能滿足用水量的要求。原水取水口選在清湖水庫放水隧洞的出口處，從原電站壓力鋼管分岔引出，經輸水管道引至水廠進行凈化處理，輸水方式采用重力流無動力引水，單管布置，管徑為DN=450mm；水廠布在清湖鎮區西北側大塘江村附近的山坡上，生產規模1.2萬m3/d，原水經凈水廠凈化后，通過加壓泵站加壓至設計水壓54m，最后通過配水管網供給用戶，管徑φ90～450mm。

2.2輸、配水工程

1）輸水管設計

清湖鎮輸水干管始于清湖水庫輸水隧洞末端，止于清湖鎮水廠，單管布置，管長5975m。管道沿途經過蚊龍、上鋪嶺、榕樹環、那百垌、羅子田、垌尾最后到達清湖鎮水廠。此輸水干管的總設計流量為0.147m3/s。為便于工程的運行和管理，結合各輸水線路沿線地形和地質情況，輸水管道擬盡量采用淺埋式布置方案。清湖水庫至清湖鎮水廠公路兩側基本無建（構）筑物，輸水干管可沿公路的內側（靠山側）埋設。

2）配水管網設計

結合本工程地質條件以及供水對象，配水管網采用樹枝狀布置，并選用鋼纖管和PE管。其中管徑小于250mm以下的采用PE管，管徑大于250mm采用鋼纖管。配水管網總長51.78km。

2.3凈水廠設計

水處理構筑物生產能力按最高日供水量1.2萬m3/d，除以每天工作時間24 h確定，即500m3/h。

水廠工程包括生產建筑物、水廠附屬建筑物、廠區環境設施等。生產建筑物包括絮凝池、沉淀池、過濾池、清水池，水廠附屬建筑物由辦公室、值班室倉庫等組成。凈化系統是本工程的主要部分，由絮凝池、沉淀池、加藥加礬室、過濾池、清水池等項目。

1）絮凝（反應）池

凈水廠凈化系統凈化規模為1.2萬m3/d，系統工作時間每天按24小時計，根據用水量（包括5%的水廠自用）計算結果得知，凈化系統平均時用水量為525m3/h。

反應池分8個反應室，每個反應室串聯起來。反應池有效水深3.3m，存泥高1.5m，超高0.3m，總高5.1m，平面尺寸為2.60×2.60m。

2）沉淀池

沉淀池工作時間按24h計，進水流量與反應池相同，為525m3/h。采用斜管沉淀池，水在斜管內的上升流速采用v0=2.5mm/s。經計算，沉淀池的尺寸（長×寬×高）為12.5m×6m×5.68m。

3）過濾池

根據計算清湖水廠凈化系統設計流量分別為525m3/h。參照全國通用建筑標準設計圖集S775，凈化系統選用兩組S775（八）320m3/h重力無閥慮池，流量共640m3/h滿足要求；單池平面尺寸為4.1×4.1m，總高4.74m。

4）清水池與消毒

清水池容積按日供水量的10%～20%計算，本工程日供水量為12000m3，選兩個1500m3的方形清水池使用滿足要求。清水池單池邊長28.7m，池高4.5m，池頂覆土高度為1.0m。

5）加氯、加藥設計

投藥間設置氯酸鈉原料間、鹽酸原料間、二氧化氯制取室、礬庫、加礬間、化驗室、值班室、辦公室。投藥間內配備有二氧化氯、混凝劑的儲存、配制、投加系統。

2.4加壓泵站

加壓泵站設在清湖水廠內，泵站共設四臺水泵，三臺工作一臺備用，水泵型號為KQSN250-N6，揚程為54m。加壓泵站平整后室內地面高程為60.2m，采用單層單列式布置，單層式磚混結構，機組間距為4.0m，寬6.5m，長19.0m，為了滿足水泵檢修的要求，在泵房內設一臺2.0t電動葫蘆。

3、機電及金屬結構

3.1 水機設備

清湖鎮水廠供水日變化系數為1.3，由于供水的重要性，加壓泵站考慮設置四臺水泵，三臺工作一臺備用。

根據供水工程要求，加壓泵站供水流量為900m3/h，單臺水泵流量為382 m3/h，供水揚程為48.24m，三臺工作一臺備用。從“水泵系列型譜”擬選水泵型號及參數：KQSN250-N6，H=54m，Q=382m3/h，n=1480r/min，水泵吸入口徑250mm，吐出口徑DN=150mm、必需汽蝕余量2.9m，電機功率90kW，泵重511kg。

3.2 電氣工程

清湖水廠的動力負荷均采用0.4kV電壓供電，1回10kV電源進線引接于附近的10kV線路線路，設降壓變壓器一臺，型號為S13-500/10，額定電壓比為10±5%/0.4kV；0.4kV電壓母線設2面GCS型成套低壓開關柜，1面GCS型成套無功自動補償柜，1面ZX-2動力箱。另設1臺400kW柴油發電機組接于0.4kV電壓母線上作為備用電源。

3.3 金屬結構

為了能將絮凝沉淀池底沉積物快速有效排出，在絮凝沉淀池上配備1臺吸泥機（移動臺車式）。

凈化系統各建筑物的埋件、埋管及閥門等算入各建筑物的水處理設備內，輸、配水管網的金結算入相應的管附件內。

4、結語

陸川縣清湖水庫集中供水工程是新建項目，工程任務是解決清湖鎮區及鎮區周邊村屯的用水問題，現狀（2012年）52630人，遠期（2030年）70643人。工程設計從清湖水庫取水，經輸水管道引至規劃水廠，凈水處理采用常規工藝，經加壓后通過配水管網向用戶供水。本工程項目實施后，將為清湖鎮區、以及鎮區周邊村屯提供豐富干凈的水源，促進了地區經濟快速發展，具有明顯的社會效益。經過論證，技術可行，經濟合理，對環境無不良影響。

參考文獻：

篇（3）

水利工程關乎社會民生，在新時期人均物質生活水平顯著提升背景下，對于工程設計提出了更高的要求。作為水利工程中重要組成部分，水庫溢洪道工程質量高低將直接影響到水庫的安全，尤其是在汛期和泄洪期，盡可能降低安全因素帶來影響。在水庫溢洪道工程設計中，需要充分把握水庫溢洪道的設計布局、水庫溢洪道水力計算和結構計算，提出設計合理性，提升我國水力工程建設質量。由此看來，加強水庫溢洪道工程設計研究十分關鍵，對于后續工作開展具有一定參考價值。

1水庫工程中常見的問題

1．1洪水期間的問題

在水庫溢洪道工程中，洪水期間出現的問題十分嚴重，作為保障水庫安全的基礎設施，水庫溢洪道所起到的作用十分突出。但是由于造價不合理，水庫設施不完善，所以在水庫溢洪道設計標準上存在一定的不合理性，洪水數據偏小，這就導致后續設計的溢洪道尺寸不合理，難以滿足實際要求。尤其是水庫溢洪道運行條件較為惡劣，長期受到水體和風體的影響，巖石風化現象十分嚴重，致使水庫溢洪道的泄洪能力偏低，在洪水期間為水庫安全埋下了嚴重的安全隱患。

1．2水庫溢洪道布置和設計問題

在水庫溢洪道布置和設計方面，由于距離大壩進出口太近，所以壩肩和溢洪道之間的距離過于單薄。加之進出口并未建立專門的護砌，所以一旦發生洪水事故很容易造成壩肩崩塌，埋下嚴重的安全隱患。在水庫溢洪道設計中，由于平面彎道過大，收縮性較強，洪水期間對于水庫的泄洪能力帶來不同程度上的影響，尤其是水庫溢洪道布置的彎道大多數是在下坡處。水流流式不斷變化，兩岸水面差距十分明顯，水庫凹岸的水面不斷提升，并且水流流速較快。這種現象將導致延平直段由于水流流速和沖擊力較大發生拆沖現象，影響到水庫整體的泄洪能力，帶來的影響十分深遠。如果水庫緩流處收縮過于強烈，可能產生較為明顯的流態變化情況，進而對溢洪道砌面產生嚴重的沖擊力，工程施工難度更大。也正是由于水庫投入資金限制性較大，如果砌筑高度較高，相應的需要投入大量的資金費用，在一定程度上對水庫泄洪能力和安全產生直接的影響。

1．3水庫溢洪道工程設計方法不合理

由于水庫溢洪道工程設計涉及內容較廣，在平面和剖面設計中可能存在不同程度上的缺陷，進而影響到溢洪道陡坡設計缺陷和不足的出現。主要是由于水庫溢洪道布設具有非山坡性特點，所以底部并未進行充分的反濾砌筑防護，可能出現不同程度上滲漏水現象，進而發生嚴重的滑坡事故，對水庫安全帶來嚴重的破壞和影響。與此同時，在設計中由于重視程度不高，邊坡的厚度不均勻可能產生嚴重的滑坡事故，進而對水庫泄洪能力產生影響，帶來較大的沖刷力。由此可以看出，當前我國水庫溢洪道工程設計中還存在一系列缺陷和不足，除了上述問題以外，還包括一些結構基礎和泄洪能力上的缺陷，可能出現水流沖擊力較大，水庫砌筑防護裂縫漏水，影響到工程的建設安全，還有待進一步完善和創新。

2水庫溢洪道的設計規劃

2．1水庫溢洪道的設計布局

在水庫溢洪道工程設計中，需要結合當地的地形、地貌和水文條件，保證經濟投入合理性，后續施工活動可以安全有序進行。如果水庫附近有山，建設水庫溢洪道是合理的，如果施工區域較為狹窄，水庫溢洪道可以選擇側槽式進行施工，有助于提升水庫溢洪道泄洪能力。水庫溢洪道設計布置中，主要是在堅硬平面上，盡可能的縮短線路距離，避免彎道的出現。同時，出口與壩體之間的距離越遠越好，這樣可以有效避免后續滑坡或泥石流對水庫溢洪道帶來破壞。(1)進口段。一般情況下，進口段的形狀為喇叭形，這樣是為了降低損失和地形因素限制，根據實際情況適當的設置彎道。設置的彎道盡可能保證平緩，避免受到較強的沖刷影響;溢洪道壩面設計為梯形或是四邊形，水流速度在1s/h以下，可以不適用砌護墻。反之，如果與附近建筑物在一定范圍內連接，可以適當的增加切護長度和厚度。(2)控制段。為了保證洪水期間泄洪能力，水流速度均勻，應該保證進口水流和建筑物保持垂直，根據地形條件有針對性的設置控制斷面，確定泄洪流值。一般情況下，巖基單寬流量大概在50m3/s以上，除了一些小型水庫進水口設置引流以外，水庫溢洪道的寬度應該控制在3h以下。如果斷面寬度較大，布設間距應該控制在10m～15m之間。(3)陡坡和急流段。在陡坡和急流段的設計中，可以選擇直線法，進而避免坡體和彎道產生的流態負壓問題。故此，在水庫溢洪道設計中需要因地制宜，根據具體的地形、地貌和水文條件來確定引流形式。(4)消能段。陡坡和急流段的尾端需要安設一個效能裝置，結合溢洪道地形和地質條件有針對性選擇裝置型號。在溢洪道末端選擇多級躍流形式，促使水庫的泄流方向可以控制在壩角的100m～150m左右。但是，對于消能工具的選擇，如果是非巖基的消能工具，絕大多數情況下是采用底流效能方式，末端配置消能池。水庫洪流階段，池流量處于一個較為平穩的階段，可以選擇消能檻形式來滿足實際需要。水庫洪流是遠驅式，可能對砌護帶來嚴重的沖刷作用。針對此類情況下，可以選擇差動式消能裝置，水庫溢流道末端坡度較陡情況下，應用挑射效能模式作用更為突出，還可以有效避免消能池的使用，降低工程量和資金投入，提升工程建設經濟效益。

2．2水庫溢洪道水力計算

(1)進口段水力計算。進口段水力計算主要是選擇查爾諾門斯基法，從下游控制面反推上游控制斷面的水面曲線變化情況，并且得出具體的數位高度，確保泄洪時水庫的水位計算結果精準度。(2)陡坡和急流段的水力計算。陡坡和急流段的水力計算方法較為多樣化，可以采用b2型降水曲線方法進行計算。(3)消能工具水力計算。在水庫溢洪道底流式效能設備計算時，通過巴什基洛娃圖方法進行計算，步驟簡單，可以更快的得到計算結果，保證計算結果精準度，降低計算時間。一般情況下，在溢洪道建設中，更多的選擇尺寸較大的消費設備，所以想要獲得準確的水利工程效能情況，應該建立模型進行試驗分析，得出更加準確的結果。(4)側槽段的水利計算模式。在溢洪道側槽段水力計算中主要是通過扎馬林法，這個計算模式中將將流假定值是均勻的，但是實際情況下確實動態變化的，所以只能計算得出一個模糊結果，與實際情況存在一定的差異。尤其是近些年來，水利工程的水流量和能量關系的計算不斷深化，計算方法也在不斷創新，在了解池流情況基礎上，由于側槽式溢洪道水流內進沖擊力較大，所以導致水流的流態變得更加復雜，計算難度較高。

2．3水庫的結構計算

為了保證水庫建筑物結構穩定性和安全性，這就需要在結構計算中能夠選擇合理的計算方法，除了對于坡面擋土墻的計算以外，還要對其他方面內容進行詳細計算和分析。在陡坡砌護厚度計算中，主要是為了保證互動安全，設置可伸縮沉陷縫，避免洪水期間砌護體受到影響坡向發生變化，加劇阻力。

3結語

綜上所述，水庫溢洪道工程設計中，作為水利工程中重要組成部分，設計合理與否將直接影響到工程整體建設質量，這就要求設計人員充分把握水庫溢洪道的設計布局、水庫溢洪道水力計算和結構計算，提出設計合理性，提升我國水力工程建設質量。

參考文獻:

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中圖分類號：TV文獻標識碼： A

1工程概況

南河水庫是延安黃河引水工程的反調節水庫，其主要任務是對延安黃河引水工程在黃河泥沙超限、生態流量受限和引水工程前段檢修情況下起反調節作用，另外還具有防洪、攔沙及延川縣城事故應急供水功能。

水庫總庫容2824萬m3，為Ⅲ等中型工程，主要建筑物大壩為2級，其它建筑物為3級，次要建筑物為4級。主要建筑物防洪標準按50年一遇設計，1000年一遇校核。

樞紐主要由大壩、導流泄洪洞、輸水洞等三部分組成。大壩為均質土壩，導流泄洪洞布置在右岸，為明流洞，前期滿足施工導流，后期改建為永久泄洪洞，全長525.2m，最大泄量248m3/s。

2導流泄洪洞布置及型式選擇

本工程導流泄洪洞主要功能是施工導流、放空水庫和泄洪，其布置原則為：

1）根據壩址處地形地質條件，選擇合理的導流泄洪建筑物軸線位置；

2）泄洪設施盡可能做到與施工期的導流建筑物相結合，以減少工程投資；

3）在布置導流、泄洪洞時，應兼顧考慮到水庫放空的要求。

根據地形、地質條件，在大壩右岸，岸坡在壩肩部位略微凸起，具有布置順直隧洞的條件，而且壩肩處基巖頂高程滿足泄洪洞布置要求，隧洞洞身圍巖為強～弱風化砂巖夾泥巖，圍巖類別為Ⅲ、Ⅳ類圍巖，圍巖厚度及高度均滿足成洞條件。因此，按照以上布置原則，結合本工程的實際情況，選擇將導流泄洪洞布置在右岸。為了減少工程投資，將導流洞和泄洪洞結合布置，并兼顧水庫放空。

（1）進口高程的比選

導流泄洪洞進口的高程既要滿足導流的要求又要滿足水庫永久泄洪的要求。從施工導流方面考慮，導流洞進口高程越低，相應導流洪水標準下圍堰投資越小，但同時還應考慮到進出口的地形、地質條件以及出口下游消能防沖要求；從安全的角度考慮，洞子宜布置于基巖中，同時應滿足洞頂圍巖覆蓋厚度和成洞條件；從水庫防淤積方面考慮，應確保泄洪進口不被淤積堵塞；從水庫放空方面考慮，進水口高程越低越好；從施工工期及投資方面考慮，進口高程越高，圍堰高度越高、工程量增加，圍堰布置越困難，工期不易保證。

綜上所述，本次設計對導流泄洪洞進口采用同一進口和“龍抬頭”的型式兩種方案的布置進行了比較，通過比較，采用同一進口，臨建工程量較省、投資少，施工干擾小，壩體填筑不受洪水影響，填筑強度低，工期易保證；采用龍抬頭型式，臨建工程量大、投資大，且施工繁瑣，后期完工后需對前段導流洞下閘封堵同時導流洞由于地形及泄洪洞布置影響，平面布置S彎道，洞內流態相對較差。

因此，采用同一進口，結合地形條件，進口高程確定為795.0m。

（2）導流、泄洪洞洞徑比選

導流、泄洪洞采用同一進口單洞型式，洞徑必須同時滿足導流和泄洪功能。

1）導流洞洞徑

本工程采用土石圍堰，材料成本較低，圍堰高低對工程投資變幅不大。而隧洞投資受洞徑變化幅度較大，因此從控制投資的角度考慮，在滿足隧洞施工斷面和工程各建筑物布置的條件下，應盡量縮小導流洞的洞徑而提高圍堰的高度，而導流洞洞徑不起控制作用。

2）泄洪洞洞徑

泄洪洞洞徑的大小，主要影響到水庫泄洪時庫水位的高低，對壩體高度有直接影響，洞徑越小，壩高越高。為此初擬三個隧洞斷面（B×H）：3.5m×4.5m、4.0m×5.2m、5.0m×6.6m，在正常蓄水位相同的前提下，通過調洪確定不同的大壩壩高分別是75m、74m、73m，結合隧洞和大壩投資進行了綜合分析比較，選擇洞徑4.0×5.2m相對比較合適。

（3）導流泄洪洞出口消能型式比選

導流泄洪洞的出口處基本正對原主河槽，圍巖為強～弱風化T3h砂巖夾泥巖，屬極不穩定的V類圍巖，從地形上看，同時具備修建底流消能和挑流消能建筑物的條件，但是必須做好出口洞臉的防護。

1）底流消能

根據地形條件盡可能的將消力池座落在完整基巖上。其優點是和下游河道銜接順暢，對周圍邊坡建筑物影響較??；但缺點是池底板較低，池內水無法排出，分縫、排水孔底板下部等部位，在冬季存在凍脹問題，且工程量大，造價相對較高。

圖1 底流消能設計圖

2）挑流消能

根據出口處地形、地質條件，盡可能將出口挑坎座落在完整基巖上。其優點是工程量小，造價相對較低；缺點是出口采用挑流消能有一定的霧化現象，可能會對右岸邊坡造成影響，需采取保護措施。

圖2 挑流消能設計圖

通過比較上述兩種消能方案，選擇挑流消能。

綜上，導流泄洪洞進口底板高程為795.00m，放水塔為岸塔式布置；洞身長448m，采用圓拱直墻型斷面，尺寸（B×H）為4.0×5.2m，洞底比降為1：30，襯砌厚度采用0.5~0.7m；出口采用挑流消能，挑坎高程777.30m，挑射角挑角34.458°

3水力計算

（1）泄流能力計算

導流泄洪洞泄流能力根據不同洞前水深，分別按底坎為寬頂堰的堰流和壓力孔流計算，堰流和壓力孔流的臨界值按下式計算：

〉0.65為堰流

〈 0.65為孔流

式中：―孔口高度；

―孔口前水深（m）。

（2）洞內水面線推求

1）不考慮摻氣洞內水面線計算

根據《水工隧洞設計規范》（SL279-2002），按校核洪水下泄流量248.2m3/s推算最高水面線。通過能量方程，經計算泄洪洞洞內水流為C2型壅水曲線，計算結果見表1。

2）考慮摻氣后洞內水深計算

深孔閘門后，洞內無壓流的流速較大，水流摻氣水深計算采用下面公式：

ha=h/β

β=1/(1+K×V2/gR)

式中：ha―摻氣后的水深；

h、v、R―分別為摻氣前的水深、流速及水力半徑；

K―普通砼取0.004~0.006，取0.005。

摻氣后水深計算結果見表1。

表1導流泄洪洞洞內水面線

在校核洪水泄量下，洞內最大摻氣水深為3.79m，洞身斷面直墻高度4.0m，凈空面積占隧洞斷面面積的21.7％，滿足《水工隧洞設計規范》（SL279-2002）規定的高速水流無壓隧洞摻氣水面以上的凈空要求。

（3）出口消能計算

導流泄洪洞出口消能型式采用挑流消能，洪水標準為30年一遇洪水，下游水面高程根據導流洞出口處的水位流量關系曲線查算。

根據《溢洪道設計規范》（SL253―2000），挑距按下面公式計算：

L=（V12sinθcosθ+V1cosθ(V12sin2θ+2g（h1×cosθ+ h2）)0.5）/g

式中：L―挑距（m）

θ―挑流水舌水面出射角，（°）

V1―坎頂平均流速（m/s）

h1―挑流鼻坎末端法向水深（m）

h2―鼻坎坎頂至下游河床高程差（m）

經計算，當30年一遇洪水時，下泄流量244.04m3/s時，挑距L=74.053m。

沖刷深度按下列公式進行估算

T=K×q0.5×Z0.25

式中：T―自下游水面至坑底最大水墊深度（m）

q―鼻坎末端斷面的單寬流量（m/s）

Z―上、下游水位差（m）

K―綜合沖刷系數， K=1.1~1.8

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1、引言

城鎮供水工程隨著科技的進步和居民生活質量的提高，管道供水較傳統渠道引水的優越性日益顯著。在有利于工程經營管理、方便實用、安全衛生、節水環保、用水保證率高等方面具有明顯的優勢。祿豐縣城自來水大滴水引水工程管道全長22.34Km，所用管徑為DN600mm和DN500mm預應力鋼筋混凝土管材；德鋼至石門水庫引水工程管徑采用DN800mm預應力筋混凝土管材，管道全長2.68Km。上述工程啟用至今，從經濟、安全、適用和效益的角度來分析都是比較科學合理的。

2、管材的選擇

在輸配水管道安裝工程中使用的管材可分為金屬管和非金屬管兩類，常見的金屬管有鑄鐵管、鋼管、球墨鑄鐵管等，非金屬管有塑料管（PVC管、PE管、PP管），自應力鋼筋混凝土管，隨著管材生產工藝和各種新型材料的廣泛應用，逐步創新生產了預應力鋼筋混凝土管、預應力鋼筒混凝土管、UPVC管、玻璃鋼塑料復合管、玻璃鋼管被廣泛地應用到工程實踐中。

因城鎮供水直接影響居民的健康質量，其供水安全、管材對水的質量是否存在二次污染和工程自身的經濟效益的優劣，成為了工程首先考慮的問題。管道供水工程投資中管材投資比例占工程總投資份額最大，實踐證明管道工程設計中，科學合理選擇管材是決定項目能否發揮正常功能，有利于施工和進度，以及工程效益最大化的關鍵。

因管材生產材料、技術及生產工藝的不同和差異。同一管徑和長度的管道相比：從材料性能來看管材不易斷裂；管道自重相對較輕、安裝更簡單快捷；安裝后內外承壓力及安裝的密閉性更好；抗腐蝕性能較優、管內壁不易結垢；從水力性能來看能實現更大的供水流量，從綜合安裝維護造價來看有著更加優越的性價比，則可認為是選擇了比較理想管材。

城鎮引水管材大多選用管徑范圍在Φ300―Φ1200 mm之間，工作壓力多為0.2―1.2 Mpa之間的管材，就目前情況來看非金屬管在小管徑和易埋設的條件下較為經濟實用，壓力管道管徑范圍在Φ20―Φ700 mm之間，是“以塑代鋼”的適宜選擇；由下面方案進行比較，非常清楚地看出，在供水安全、衛生，施工占地少，管道施工適應性好的前提條件下，鋼筋預應力混凝土管和鋼筒混凝土管工作壓力在0.4―1.6 Mpa之間，相對管徑偏大的管材選擇上較其它管材更具優勢。鋼筒混凝土管與預應力鋼筋混凝土管相比，除價格偏高以外，在安裝管徑大，施工地質條件復雜的情況下優勢明顯；玻璃鋼管管材根據模擬實驗資料顯示，在用含大量泥砂的水裝入管材內，經30萬次旋轉后，檢測管內壁磨損深度，經表面硬化處理的鋼管為0.48mm，玻璃鋼管僅為0.21mm，所以玻璃鋼管不僅糙率小，且更為耐磨。從實例講，由深圳至香港的供水工程，供水管道長50公里，分別用兩條內徑為2.2m和1.7m玻璃鋼管道，從1965年使用至今仍完好無損，故工作壓力在0.4―1.6 Mpa之間，供水高差有限的情況下，以是一種良好的生活飲用水管道工程措施選擇。

（4）總水頭損失計算

可根據管線測量成果按式（8）計算，也可根據式（9）、（10），按經驗局部水頭損失的a倍8%～12%來計算，以可根據不同管材管道計算經驗公式進行計算。

即：h=hf+ahf

一般管材管徑均為定型尺寸，為達到充分利用自然水頭，優化工程設計及投資的目的，里程較長的管道經常會設計成不同管徑和管材混合安裝在同一管道上使用，計算時根據上述公式及不同管材水力特性反復試算，直到符合設計要求。

4、方案比較

管道引水工程措施應用范圍，通常地形復雜、區域跨度大，溝渠難配套和維護困難，有一定的供水自然落差；項目供水保證率要求高，有供水衛生考慮的。然后就是選用管材的經濟、性能對比了，方案及投資比較以當時（2000年）祿豐地區市場價格為準，管徑Φ500 mm、工作壓力1.0 Mpa管材方案及投資比較如下。

（其中管材價含運費）

由上表和參與我縣多項引水工程的設計及施工實踐經驗來看，在工作壓力設計為1.0 Mpa以下管材使用范圍內預應力鋼筋混凝土管有較好的經濟實用性；而作壓力設計為1.0～2.0 Mpa使用范圍內鋼筒混凝土管和玻璃鋼管優越性能比較顯著。

5、預應力鋼筋混凝土管道設計及施工

（1）預應力鋼筋混凝土管因自重大、質脆，在運輸裝卸、安裝過程中需小心以防斷裂。

（2）安裝時一般400～700 mm管徑的借轉角度不大于1.5°，400～700 mm管徑的借轉角度不大于1.0°。管槽底坡在1：1～1：0.5之間應考慮使用鋼管安裝，管槽底坡比1：0.5陡的應考慮修改管線和設計方案。

（3）在跨河，借轉無法解決管道轉向的和管槽底坡較陡的應使用鋼結構彎頭或直管安裝，同時使用砼鎮墩。所用管材鋼結構承、插口應根據預應力鋼筋混凝土管承、插口尺寸制作，與預應力鋼筋混凝土管連接止水則正常使用橡膠圈，根據祿豐縣城大滴水引水工程施工經驗證明設計考慮鋼管部分易腐蝕而將混凝土鎮墩澆筑至與鋼結構彎頭連接的預應力鋼筋混凝土管頭50cm處，導致管道試壓和運行期間有部分預應力鋼筋混凝土管在靠近鎮墩30cm處斷裂。而德鋼引水工程施工時，經過與設計方協商，把設計變更為鋼結構彎頭和直管承、插口露出鎮邊緣30～50cm，并做好該部位的防腐蝕措施，從而解決了預應力鋼筋混凝土管靠近鎮墩30cm處斷裂的問題。鋼筒混凝土管則兼備了鋼管和預應力鋼筋混凝土管的優點，但價格比預應力鋼筋混凝土管高。預應力鋼筋混凝土管的斷裂，在不影響結構損壞的條件下，一般采用鋼結構抱箍配合石棉自應力水泥及107膠水混合物塞填維修，養護24小時后可進行壓水實驗。

6、預應力鋼筋混凝土管道壓水實驗的幾點建議

管道工程中壓水實驗是檢驗管材質量和安裝質量最直接有效的方法，但已是施工中最不安全的環節，目前就此問題相關資料多有不詳并缺乏實踐操作的有關資料和經驗論述。

（1）管道安裝過程中應盡量仔細認真檢查管材質量和止水膠圈安裝質量，以此最大限度減少管道壓水實驗次數，因壓水過程不但有一定的危險，而且耗時費力。如果因此導致管道損毀，維修費用也很高。

（2）壓水實驗堵頭位置的選擇應先根據工作壓力和管徑大小先計算壓水實驗時堵頭承受的總壓力，一般用實驗壓力的1.2～1.5倍來計算。堵頭位置選擇原則為：管段地勢相對高處，一般不宜選擇在地勢低洼積水的地點；除堵頭處安裝壓力表以外，管道最低處附近應安裝壓力表；堵頭設置在易取水處，但該處要地質條件要好，干燥易排水，管槽及管線相對平緩順直，做到盡量利用地形條件降低堵頭處因壓水實驗承受的總壓力。為降低管道試壓成本可在距離管口0.6～0.8米處設置兩層以上方木（邊長0.25米以上），受力面方木豎置以管槽，根據試壓管徑大小設1.2cm厚度鋼板與千斤頂便于調整堵頭與試壓管道承、插口的距離，與夯土堆接觸的方木則橫置，整個堵頭基礎低于管槽基礎，保證壓水實驗的安全。一般試壓管段長度選擇1.5公里左右較為合理，可根據堵頭較理想的安置位置酌情增減試壓管段長度，因管段試壓長度與管道修復的經濟合理性和管道壓力穩壓階段單位時間內壓力下降值有直接的關系。

（3）試壓前已安裝好的管道兩側土要回填夯實，管道夯實的覆土厚度應大于管承口的0.5倍，堵頭鋼構件上應設置配套進水管、壓力表、補排氣閥及配套球閥，加壓時一般在正三角形位置上布置三個千斤頂，故堵頭一般要用鋼肋加固，靠近堵頭的3根預應力管應采用比設計工作壓力大1.2～1.5倍的管材，并用土完全夯實覆蓋，防止因爆管而造成工作人員傷亡。試壓前將水充滿管道，將管道地形高程相對較高處加壓至0.1～0.2 Mpa，利用補排氣閥將管道內空氣排出，在此條件下養護3天。

（4）壓水實驗時0～1.2 Mpa工作壓力可采用多節泵加水增壓，壓水每增加0.2～0.4 Mpa壓力可停止加壓30分鐘，其間試壓管段工作區內應禁止人畜進入，嚴防發生安全事故。用方木與夯土堆建成的堵頭支撐在管道加壓過程中會產生位移和變形，應根據情況用安裝好的千斤頂不斷調整鋼構件堵頭與管道承或插口的距離，保證堵頭處止水膠圈始終保持在密封狀態，另外試壓工作時應配齊必要的對講通訊設備，保證整個工作現場通暢的協調與溝通。

篇（6）

引言

臺山核電廠淡水水源工程的新松水庫位于臺山市赤溪鎮的曹沖河，水庫距臺山市約60km，距臺山核電廠約15km。壩址距新臺高速浮石立交出口約28km，距西部沿海高速都斛出口約18km，現有外部交通條件較好。臺山核電廠淡水水源工程通過在曹沖河建設水庫，用輸水管道將淡水輸送至核電廠淡水廠，擬建進庫道路連接水庫壩址與臺山核電廠的進場道路。目前，從舊赤溪鎮到水庫壩址，只有一條長約8km的簡易泥結石道路可走。但該現有簡易道路等級低，平面彎道多、轉彎半徑小、會車時錯車困難，不能滿足本工程施工期與運行管理期的交通使用要求，故須對進庫道路進行配套建設。

1進庫道路技術標準的確定

1.1道路等級標準的確定

進庫道路是臺山核電廠淡水水源工程的專用道路。經過對樞紐日常交通量的分析，對于設計水平年，預計對外交通道路的雙向通行交通量小于1000輛/日。雙車道四級道路可滿足本工程施工高峰期的最大交通量?？紤]工程的建設規模、重要性和施工期車輛交通情況，根據規范要求，結合當地實際情況，經綜合分析，進庫道路按四級公路標準設計。

1.2路線主要設計指標確定

進庫道路按四級公路標準設計，設計速度為20km/h，設兩車道，路面寬為6.0m，每側土路肩寬為0.5m，路基寬7.0m。根據交通量組成與項目交通量、地質條件及主體工程施工的具體特點，施工期間行駛施工運輸車輛較多，故采用高級路面。汽車荷載等級按公路等級采用公路-Ⅱ級，并采用施工運輸車輛的實際最大荷載（約50t）進行復核。路基設計洪水頻率參照《公路路基設計規范》（JTGD30-2004）的規定，路基設計洪水頻率為1/25。

1.3道路橫斷面結構型式

進庫道路路面結構：采用水泥混凝土路面。路塹挖方邊坡根據地質報告資料，按巖體風化程度不同來選取相應的開挖坡比值。挖方邊坡高度大于10m時，采用分級邊坡，第一級邊坡高度為8m，其余每級均為10m。路堤填方邊坡填筑坡比值根據路基填料種類、地形等條件而定。第一級邊坡坡比采用1:1.5，第二級至起其坡比采用1:1.75。地面橫向坡度較陡路段在路堤下方設置擋墻，其中涵洞則與擋墻結合。

2進庫道路路線方案設計比選

2.1選線原則

選擇路線方案進行初步設計時需要充分利用地形、地勢，盡量少出現回頭彎；

選擇地質穩定、水文地質條件好的地帶通過，避開軟基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段，避免穿過密集居民區、村莊；少占耕地、少拆遷，多利用山地，有條件的地方結合現有道路，使路線總里程較短、地形坡度較平緩、轉彎舒順；減少開挖量，避開高邊坡等地段，減少水土流失；結合主體工程建筑物布置。

2.2路線方案布置

根據以上選線原則，及道路技術標準的約束，結合核電廠規劃進場道路、主體工程建筑物布置及現場地形等具體情況，本階段初步擬定設計了2條進庫道路路線方案，其示意圖見圖2.2-1。

圖2.2-1進庫道路路線方案示意圖

路線1：從核電廠規劃進場道路東陽村南曹沖小學附近接入，經約0.2km海邊蝦蟹塘邊后，沿曹沖河約2.2km，繞過新松村沿曹沖河約1.5km，經西坑，沿山邊爬坡約0.8km至水庫壩址左壩頭，經大壩沿庫邊0.9km至輸水隧洞進口。該路線全長約5.6km，其中0.2km為海邊路，3.7km為原河邊村路改造，1.7km為新建山邊公路。

路線2：從核電廠規劃進場道路南陽村南附近接入，經約0.2km海邊蝦蟹塘邊后，沿原村路約1.4km至山邊村，過村后沿山邊小路0.8km，沿山邊爬坡約0.7km至水庫右岸埡口，沿庫邊經0.65km至壩址右壩頭；另從埡口修支路0.25km至輸水隧洞進口。該路線全長約4.0km，其中0.2km 為海邊路，2.2km為原村路改造，1.6km為新建山邊公路。

依據確定的道路技術標準根據選線原則對兩個路線布置方案在已有1：2000地形圖上進行設計并計算路面工程、路基土石方工程、路基防護工程等主要工程的工程量并形成工程量清單，對各路線方案估算其投資。

各路線方案特性見表6.5-1，各路線方案估算投資比較見表6.5-2。

表2.2-1進庫道路路線方案特性表

2.3路線比選

由表2.1-1及表2.2-1可知：

從布置上看，路線1和路線2均有局部海邊道路連接核電廠進場道路，距核電廠均較遠，并需要進行軟基處理。其中路線1沿曹沖河邊，目前現有道路高程在3m～4m之間，曹沖河10年一遇洪水位高程為6.8m，25年一遇洪水位高程為8.0m，路面高程需加高5m左右，且需要按堤防標準建設，涉及水利設施等其他復雜問題；路線2長度最短，并利用現有的村路，線路較順暢；從征地移民上看，路線1需要征用路邊田地，路線2需要拆除少量房屋；從施工條件上看，路線2最短，但道路施工有可能受當地村民交通影響；從投資上看，路線2投資最少，比路線1少1810萬元；綜上所述，路線1的其中一段經過曹沖河邊，其路面需按堤防的防洪標準進行加高，征用農田較多，涉及水利設施等其他復雜問題；路線2的路線需穿過村莊，但結合主體建筑物布置最合理，長度最短，路線較順暢，投資最少。經綜合比較后，推薦路線2為進庫道路的首選方案。

3 結語

臺山核電廠淡水水源工程進場道路外部交通條件較好，道路功能特殊，在明確道路的功能后由確定的道路技術標準，按照基本選線原則擬定設計出2條進庫道路路線方案，通過方案比較發現路線2對結合主體建筑物布置最合理，長度最短，路線較順暢，投資最少是符合本道路工程投資和運輸效率的路線設計方案。

篇（7）

中圖分類號：X731文獻標識碼： A

前言：隨著鐵路路網覆蓋率的逐漸擴大，各種復雜困難的工程設置條件和環保理念的貫徹對鐵路選線提出了更高的要求。鐵路各類工程修建技術的發展水平與線路方案的選擇密切相關。一方面，線位的選擇直接影響工程總量，進而影響項目的整體投資和社會經濟效益；另一方面，各類工程的當前修建技術水平決定了該項工程的修建難度與可實施性，反過來影響線路方案的合理性。因此，通過實例對兩者之間的相互影響進行分析，有助于準確把握鐵路工程選線的科學性和合理性、提高選線工作效率。

1、蘭新鐵路天山隧道群歷次選線思路變化

1.1蘭新鐵路基本概況

蘭新鐵路東起甘肅省蘭州市，西至新疆維吾爾自治區烏魯木齊市，后延伸至阿拉山口，全長2000余km。該線始建于20世紀50,60年代，90年代初實施了增建二線工程，進入21世紀以來，又分段實施了提速改造工程。其中大山至達坂城段線路通過大山白楊河峽谷，峽谷間溝谷發育，地形條件困難，工程量較大。由于歷次工程建設年代跨度較大，其線路位置的選擇和工程設置差異明顯，集中反映了不同時期的選線理念和工程修建技術特點，具有較普遍的代表性。圖1為白楊河峽谷區(局部)各時期線位與工程設置變化示意。

1.2I線選線方案及存在問題

I線于1962年建成，其線路最小曲線半徑為300m。線路蜿蜒于溝谷間，以總長度4458m的12座短隧道穿越峽谷。限于當時修建技術水平，各隧道長度基本不超過1000m;跨越溝谷間也主要以高填深挖的路基工程通過，沒有一處采用橋梁工程;甚至為節省建筑材料，在跨越2條沖溝處，僅設置了1座片石混凝土拱涵。該線建成后，存在隧道偏壓、雨季排水不暢、鋼軌磨損和道床變形等問題，造成運營部門需長期投入大量人力、物力進行養護維修和監測。以當前的設計理念來衡量，本段采用的線路方案是十分不合理的。但機械設備短缺、隧道施工進度慢、通風難，橋梁設計施工體系不完備、施工難度大，鋼材、水泥等建筑材料極度匾乏是當時真實外部環境的體現。在如此簡陋的技術條件下，I線的選線最大限度地降低了工程建設的難度，節省了稀缺的建筑材料，有效控制了工程投資和工期，實現了工程技術水平與選線的合理結合，及時解決了新疆與內地沒有鐵路通道的問題。因此其選線與工程設計實際上是一個成功的范例。

1.3II線的選線和工程設置

II線工程于1995年建成。經過30余年的發展，普通橋梁的修建技術已很成熟，不再成為選線的制約因素，鋼材、水泥等建筑材料供應也較為充足。雖隧道修建的機械化程度有了明顯提高，但長隧道施工、運營通風技術仍處于探索階段，工程投資也較常規橋梁高，限制了長隧道的普遍使用。II線選擇在I線左側(靠河側)，仍以12座短隧道(總長度計5002m)穿過峽谷左岸山區，跨越溝谷不再采用高填路基工程，轉而采用橋梁工程，同時得益于隧道工程技術在處理偏壓、淺埋等方面的進步，隧道位置選擇有更大的自由度，線路最小曲線半徑增大至400m。由于各類工程修建技術的進步，II線的線路條件較I線有較大改善，建成后基本未發生各類病害，橋涵、隧道、路基等固定設備技術狀態良好，運營養護成本明顯降低。因此，選線設計很好地平衡了各類工程的技術難度、工程數量和工程投資，滿足了當時經濟發展對提高蘭新鐵路運輸能力的要求。

1.4 提速改造

提速改造工程于2006年建成通車。提速改造平面最小曲線半徑加大至2800m，線路位置選擇在I線右側(靠山側)通過，以連續3座總長度計8879m的雙線隧道穿越山體，其中最長隧道達4002m。3座隧道之間以15m以下高度的填方路基通過，并設大孔徑涵洞排水。線路標準和各項工程可靠性得到了很大的提高。在線路允許速度從70一80km/h提高到200km/h的同時，明顯降低了運營養護費用，實現了運營質量和效益的同步提高。

2、青藏鐵路關角隧道選線變化情況

2.1 既有線現狀

青藏鐵路西格段東起青海省西寧市，西至格爾木市，全長800余km，是目前青藏高原對外聯系的唯一鐵路通道。20世紀50一60年代開始分段修建，歷經26年于1984年建成通車，90年代末分段進行了提速改造，之后又實施了增建二線工程。其中天峻至烏蘭段線路通過關角山，高山及山麓邊緣丘陵地帶溝谷發育，且北西向中吾農山―青海南山斷裂帶在關角隧道附近穿越線路，對工程影響較大。由于越嶺地段落差達320m，為爭取高程，線路選擇主要以隧道工程通過關角山，不同時期隧道長度的設置具有較典型的代表性。既有線最小曲線半徑為300m，線路以總長度計5044m的6座中、短隧道穿越峽谷，僅關角隧道長4010m，其余隧道基本不超過400m；橋梁工程以8m長梁橋為主，未采用24m以上大跨度橋梁工程；同時為節省投資大量利用回頭曲線進行展線，以低填淺挖的路基工程通過。

2.2增建二線工程的改進

增建二線工程于2008年開工建設。二線工程在既有線左側以2座長32.605km的單線隧道取直穿越關角山，不再采用展線方式適應地形。該隧道建成后將成為世界最長的鐵路隧道。由于長大隧道施工技術的成熟和運營通風、排水技術的完善，不再控制選線，隧道長度的設置有了更大的靈活性。

3、蘭合鐵路跨越劉家峽水庫橋梁結構形式的采用

3.1總體情況

蘭州至合作鐵路是連接隴海、西寧至成都鐵路通道的重要組成部分。線路全線位于甘肅省境內，行經蘭州市、臨夏回族自治州和甘南藏族自治州，地處黃土高原與青藏高原的過渡地帶，地震烈度為8度區，地形、地質條件復雜且差異性較大。其中永靖至考勒段線路需跨越著名的劉家峽水庫，兩岸滑坡、坡面溜坍、水庫坍岸等不良地質發育，橋梁工程艱巨且技術難度大，屬復雜、艱險山區，選線難度很大，故對跨越劉家峽水庫段線路方案進行了研究。

3.2跨越水庫橋梁形式的選擇

根據勘察，橋位處因長期的水流切蝕，水庫水位的升降，岸坡松散物質被水流帶走，而堅硬的巖石不易風化，多部地段風化厚度較小，部分坡腳新鮮巖石出露。經歷了長期的地質構造、地震、風化等作用，水庫建成40多年來，堅硬巖石形成了陡立的岸坡，岸坡基本穩定。位于劉家峽水電站大壩上游4.2km、距挑河入河口2km處的折達公路橋資料顯示，該處谷底最低約為1622m，水庫蓄水后，庫底已淤積到約1690m的高程，淤積高68m。橋址處受劉家峽水庫庫區回水影響，水中設墩施工難度很大，跨越庫區橋梁以單孔一次跨越為宜。經過對主跨橋梁結構形式多方案比選論證，主橋采用100m+180m+100m連續剛構，主墩墩高達105m。該橋建成后將是我國單線鐵路高烈度地震區最大跨度連續剛構橋，橋式受力合理、新穎美觀且易與橋址周圍環境融為一體。

4、結束語

由蘭新鐵路大山隧道群選線的普遍性及青藏鐵路關角隧道、蘭合鐵路跨越劉家峽水庫選線的典型性可見，鐵路工程選線和工程修建技術水平是相輔相成的。工程選線一般應盡量考慮不同時期各類工程技術的水平，在保證實現鐵路運輸功能的前提下，盡可能平衡線路條件、工程條件、工程造價、建設工期、建筑材料等各方面因素，以安全可靠為原則，保證項目順利建成。為保證線路方案的合理性，鐵路專業設計人員應積極了解掌握各類工程技術的最新發展和變化，確保各項工程具備可實施性。

參考文獻:

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關鍵詞： 山區；庫岸；路基穩定性；預測評價

Key words： mountain；reservoir bank；roadbed stability；prediction and evaluation

中圖分類號：U418.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）20-0202-03

3 常見坍岸預測方法討論分析

3.1 庫區岸坡地質環境較為復雜，現有相關坍岸預測方法對水庫預測時結果往往誤差較大。

類比圖解法是常用普遍應用的方法，可對均質土質岸坡或巖質岸坡的坍岸進行預測。佐洛塔寥夫、卡丘金和平衡剖面等這三種方法可用于均質岸坡，這三種方法應用于南方山區河谷型水庫的坍岸預測，得出的結果和實際有時存在較大的差距。佐洛塔寥夫法考慮了沖蝕土可組成堆積淺灘環境，而實際預測過程較為復雜，且結果不理想。平衡剖面法需要相關觀測數據和試驗曲線，并繪制平衡斷面，然后進行分析。動力法以一定的物理理論為基礎，但建立關系方程需要相當數量的觀測樣本。兩段法對于南方山區的峽谷型水庫比較適合，在各類巖質的岸坡中具有很要的預測結果。

3.2 對比以上坍岸預測方法的優缺點，我們認為一種新的山區河谷型庫岸坍岸預測方法――平衡圖解法較為可行。

平衡圖解法的基本思路是考慮坍塌土體部分與堆積部分和流失量的體積平衡，通過預測坍岸最終形成的平衡坡面確定坍岸計算的圖解法。

預測步驟如下：① 編制預測位置的地形、地質剖面圖；② 畫出水庫正常高水位線、水庫排洪水位線（P=20%洪水頻率）、正常低水位線（調度低水位）；③ 由正常高水位向上畫出毛細水上升高度線（h1），毛細水位上升高度值可取為0.5m；④ 由水庫排洪水位線向上，標出洪水沖刷影響線，影響深度（h2）值可取為0.5m；⑤ 標出正常低水位線；⑥ 在正常低水位線選取α點，該點位于原坡面線與正常低水位線交點上；⑦ 由α點向上繪出沖磨蝕坡面線，與水庫排洪水位線交于b點；其穩定坡度β1可根據實地調查和類比水庫統計以及實驗獲得；⑧ 由b點作水下坡面線，和正常高水位毛細水上升高度線相交于c點；其穩定坡度β2視岸坡巖性而定；⑨ 由a點向下作水下堆積坡面線，與原坡面線相交于e點；其穩定坡角β3由岸坡巖土體水下停止角選??；⑩ 繪制水上岸坡坡面線c-d；坡角β4據自然坡角確定；c點作豎直線向上交原坡面線于m點。

檢驗原坡面坍塌面積A1與水下堆積面積A2之比p，如大于1.1，則向水中移動α點并按上述步驟重新作圖，如小于1，則向岸坡移動α點并按上述步驟重新作圖，直至1

水庫庫岸的坍岸規模預測，主要依據國內同類型水庫蓄水后不同巖類庫岸再造的實際資料和目前庫區洪枯水位帶的坍岸情況進行類比，并采用圖解法確定坍岸寬度，具體作法是，以大量統計分析常年洪枯水位變幅帶不同結構和不同組成物質岸坡的穩定坡角作為水下穩定坡角（α），以洪水位以上穩定的岸坡坡角作為水上坡角（β），然后采用圖解法初步預測其坍岸范圍。

3.3 以冷清公路庫岸邊坡坍岸預測為例

土石混合體土樣取自冷清公路庫岸路基邊坡現場，混合體中的碎石主要是灰巖和砂巖、細粒土為粉質粘土。隨機取出5份土樣進行篩分，篩分后百分含量的平均值見表1。首先確定水下穩定坡角α和水上穩定坡角β，再結合具置的地質剖面，作圖求出坍岸的寬度S。

試驗采用巖石結構面直剪儀，其尺寸大小為250×250×250mm，粒徑最大值取40mm。儀器由水平加壓系統和垂直加壓系統組成。在塑限附近取四個含水量9%、14%、18%和23%來進行試驗。

本試驗所有試樣采用垂直荷載為200kPa的壓力進行制樣。每個試驗用了三個試件，三個試件在垂直荷載為100kPa、200kPa、300kPa下剪切。

根據以上提出的圖解法和參數，即可進行冷清公路路基庫岸邊坡坍岸的范圍規模預測，從而得出工程處治方案。該圖解法在預測庫岸坍塌的過程中數據易于獲得，實用性較強，具有較好的操作性。

4 結論

本文通過討論庫岸坍岸的預測方法，得出以下結論：

①庫岸坍岸是一種復雜的地質問題，影響因素較多，現有的預測方法由于參數的局限性，各有其自身的適用范圍，但對于較為復雜地質條件下的庫岸坍岸問題不能進行有效的預測。

②本文綜合現有的庫岸坍岸預測方法得出庫岸預測方法―平衡圖解法，以冷清公路路基庫岸邊坡坍岸為例，運用圖解法進行分析，獲得數據較為方便，適用范圍較廣，操作方法較為實用。

③在山區庫岸坍岸的預測過程中，影響因素較多且各影響因素的作用不盡相同，對每個影響因素進行權重分析將是進一步研究的重點工作。

參考文獻：

[1]柴波，等.紅層水巖作用特征及庫岸失穩過程分析[J].中南大學學報，2009（04）：1092-1098.

[2]DZ /T0219-2006，滑坡防治工程設計與施工技術規范[S].

[3]紅河谷冷墩至清水河二級公路庫岸邊坡穩定風險評價、庫岸再造規律與病害治理技術（報告），2011，08，23.

[4]邵振臣，等.麗寧新團至大東岔口路段滑坡穩定性分析[J].低溫建筑，2015，12：128-130.

篇（9）

前言：隨著我國社會主義市場經濟的健康發展和建設事業的進步，各項大型工程日益增多，其中一部分項目設計對水系的穿越，導致了新時期河道管理范圍的擴大，根據水利部7號文件，河道管理范圍內的建設項目應進行防洪評價的精神，在實際工作中一般采用編制防洪評價報告的形式進行事前評估，事中檢測和事后檢查?！逗拥拦芾矸秶鷥冉ㄔO項目防洪評價報告編制導則》是防洪評價報告編制人員的主要行為準則，《導則》設計內容廣泛，要求具體，運算細致，但是由于實際工作中由于一些原因造成有些比較關鍵的問題被忽視。在此，有必要針對對幾種常見的河道管理中防洪建設評估進行深入了解，在具體的現實條件下進行分析，進而提出防洪評價時應注意的事項，力求避免對建設項目施工和使用、防洪設施建設和人民群眾生命與財產安全的隱患。

1.防洪評價對道橋施工時堤防的的要點

1.1 橋墩對堤防的影響

道橋的跨水系施工和建設會引起的水系水位升高、泥沙淤積、徑流改變等情況，因此道橋施工前應該高度重視堤防的防洪評價。水利部《導則》要求：“項目建設對堤防、護岸及其他水利工程和設施的影響分析”；“對可能影響現有防洪工程安全的建設項目，應根據滲透穩定復核、結構安全復核、抗滑穩定安全復核等計算結果，進行影響分析”，在實際的防洪評價工作中，為避免不良影響的產生，應重點強調橋墩的布置，特別是堤頂和臨水坡的布置，監督、指導建設單位對橋墩進行調整，適應防水提。避免強行要求增大道橋跨度，增加工程項目的設計難度，增大建設項目的投資的不良后果。如果現實中橋墩位置很難改變，應指導施工單位對堤防工程進行相應加固，采取相應的措施。

1.2 對防滲堤的評價要點

在道橋跨水系施工中，應重點對防滲堤的影響進行評價。首先，為防止項目施工對防滲工程的破壞，應重點對道橋項目在迎水坡采取防滲措施進行檢查、監督和評估，推薦采取堤坡襯砌鋪設防滲土工模等方式進行防滲處理；其次，重點進行堤身防滲的檢查和評估，例如：在檢查和評估中督促施工方采用堤頂垂直鋪塑、混凝土截滲墻和封堵漏水層等措施，截斷堤身滲透通道；最后，注意防滲平臺建設的檢查、監督和評估，通過延長背水坡滲徑長度，降低滲透比。充分了解施工工段的地質構造，明確判斷：道橋施工對不透水層的破壞，施工是否造成滲漏管道，行洪時期防滲的特殊要求，防止管涌和水土保持等方面。

2.防洪評價對輸油(水、氣)管線穿越河道的評估

由于輸油(水、氣)管線河道工程的特點，評估中應重點強調對管道施工的有效管理。首先，通過可續、合理和有余量地計算出徑流的沖刷值，進而確定管道距河底距離，檢查和評估管道深度河槽沖刷深度的相對距離；其次，通過對施工工段地質和土層的調查，掌握強透水層的實際分布情況，避免河水在強透水層中沿著管道形成滲漏通道。最后加強對管道進出口的防滲處理，重點在于進出口的充填和灌漿監理。

3.防洪評價對行蓄洪區內建設項目的要點

3.1 行蓄洪區建設項目防洪評價的出發點是正確處理洪水和建設項目的關系，充分評價洪水對建設項目產生的影響和建設項目對防洪產生的影響。

3.2 對新建或規劃修建的高速鐵路、高速公路等穿越蓄滯洪區的路基與橋梁結合方案進行防洪評價。一般是分析分洪時對水流流向、流速的影響，分析橋孔過水寬度是否滿足分洪的需要。由于蓄滯洪區面積相對較大，路基及橋墩的建設對蓄滯洪庫容影響很小。評價時，大多重視對分洪滯洪的影響，而容易忽略滯洪后對蓄滯洪區退水的影響。蓄滯洪區內地形一般較復雜，低洼地形多，對于公路鐵路路基段，應分析其地形，盡量不影響退水時間，不但應在排水溝渠位置布置過水涵洞，而且對于沒有排水溝渠的洼地在路基設計時也應留出排水通道。蓄滯洪區內的建設項目應避免與蓄滯洪區內的安全建設相矛盾，如果能夠與安全建設相結合為最佳。利用部分蓄滯洪區建設水庫，評價的主要內容為對蓄滯洪區滯洪容積的影響，分析水庫庫容所占滯洪容積的比例、減少的滯洪水量或抬高的滯洪水位等。影響評價應對不同的分洪情況分別進行：大洪水時，滯洪面積大，水位高、水量多，其水庫所占的比例相對小，防洪影響也相對??；而當發生中等洪水需要分洪時，分洪水量少，水庫所占的比例相對大，特別是蓄滯洪區內建設的水庫，多選在低洼處，少占地、少搬遷，也正是分洪時首先運用的區域，小水時不淹沒的地區水庫修建后變為淹沒區，增加了淹沒機率、滯洪損失及各項費用。防洪評價時，應對工程建設前后不同分洪情況下的淹沒范圍及損失進行對比分析。

4.防洪評價對洪水期建設項目施工的要點

在跨水系的工程施工中，由于施工周期長，工作量大，加之我國氣候特點，在進行防洪評價時必須充分考慮洪水期建設項目的施工問題。分析建設項目在運行期和施工期的防洪設計，建設項目防御洪澇的設防標準與措施是否適當，設防標準是否滿足現狀和規劃要求，并對其所采用的防洪、排澇措施是否適當進行分析評價。水利設計人員在實際的工作中應對防洪評價做出客觀、實際和科學的結論，對洪水期各種不利影響因素進行適當的分析，為施工單位提供建設建議。

結束語：

總之，為適應我國當前經濟社會的快速發展，各項涉水基礎設施建設逐漸增多的情況，為維護涉水工程建設非法占用水域面積和對行洪安全、周邊水利工程及其他設施的不利影響，相關部門要對涉水工程建設高度關注，嚴格按照有關水法和規范規定，實行一個工程一評價，嚴把防洪影響評價關，審批關，力從源頭上維護涉水工程建設對水域和周邊事物的不利影響。

參考文獻：

[1] 余建星，王宏偉，王永功，吳崇禮．大型橋梁防洪影響評估方法研究[J]. 自然災害學報．2005, (04) .

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篇（10）

中圖分類號：U213.1+3 文獻標識碼：A

概述

巖腔是山區道路建設過程中經常遇到的工程地質問題，它的穩定性影響著道路結構的安全。

陳洪凱等認為陡崖上軟硬巖石之間的差異風化作用是危巖鏈式演化的源動力， 巖腔內泥巖存在壓裂風化，并影響著危巖的疲勞壽命長短。

對巖腔的處理一般來講，主要是根據巖腔地質狀況和基礎荷載條件進行綜合分析，進而通過經驗類比方法做出定性判斷，對巖腔的處理方法具體分析和研究的方面目前很少。

本文依托實際工程，詳細闡述了重慶某待建主干路巖腔段工程處理措施的提出與比選，為其他類似工程提供借鑒。

1 工程概況

某待建主干路所在K1+060～K1+120段右側分布有一現狀水庫，水庫南北長200m，東西寬約60m，水庫與路線間有一陡巖，高差達21.70m，主要由砂巖、泥巖組成。由于差異風化作用在道路K1+077～K1+114處下方形成一個大巖腔，巖腔縱深達16.0m，橫寬約37m，巖腔高度2.0～8.0m，由于巖腔的存在，必然對上部新填路基有較大影響。

本處原始路線支持擋結構位于巖墻頂板卸荷影響范圍（頂板高×tg（45°+φ/2））內，如不進行處理，肯定存在很大風險。而大范圍改線對規劃和用地影響較大，因此必須對其采取相應工程處理措施確定工程安全。

2 充填砼方案

砂巖、泥巖常分布于重慶地區，砂巖一般屬于較軟巖，泥巖屬于極軟巖，浸水后抗壓強度差異較大。該巖腔所處地質巖層為砂巖、泥巖，巖層風化性差異較大，巖質穩定性較差。

王方杰等對巖腔進行了有限元分析，認為巖腔的存在一方面降低了地基的穩定安全系數，另一方面造成了路基的不均勻變形，因此建議設計時要對巖腔進行填充處理。

本方案考慮在巖腔底部挖臺階，并形成逆坡，臺階寬度不小于2m，臺階高不小于0.5m，以增加底部摩擦力。采用C20片石砼澆筑回填加固巖腔，同時在路肩處設置衡重式路肩擋墻，擋墻高約8～17m，對基礎承載力要求為0.3～0.8Mpa。

本方案存在以下特點：首先，在巖體上挖臺階較為困難，大體積混凝土澆筑時施工控制要求高，在巖腔內部不易密實；其次，原巖腔處于砂巖、泥巖、砂巖交界處，澆筑混凝土后與原始巖土體結合情況不明，如膠結不好，易形成軟弱面或破裂體；第三，橫斷面上擋墻高度較高，對基礎承載力要求高，如巖腔施工未能有效控制，擋墻基礎的穩定性將受到嚴重影響。

3 分級放坡方案

鑒于上述方案的一些問題，提出了分級放坡方案：首先，炸除巖墻頂部巖體，并清理干凈巖腔內殘留物，從而消除巖腔這一不利結構。在水庫內用拋石擠淤方式清除不良土，后按1：1.5，1：1.75，1：2.0的坡率放坡，并進行土石方回填。對高填方（>10m）進行強夯處理，在坡腳設置浸水護腳進行防護，護腳置于基巖上。

本方案從結構上變巖腔為填方放坡，從而物理上消除了這一結構。從一個陡坡支護問題變為高填方問題，道路左側為巖體，不對填方產生滑坡推力。邊坡下部為水庫，地形較平緩，對水庫進行拋石擠淤增強基礎強度，有利于填方溫度。

本方案為多級填方，由于地形影響，導致占地較大，所需邊坡防護、強夯處理等工程量亦較大。

4 技術經濟比較

上述兩個方案的技術經濟比較如下：

對于巖腔的處理方案應結合技術方案進行選擇，通過比較，兩個方案總建安費用相差不大。

充填方案為封填巖腔并修筑支擋結構，片石混凝土量為封填巖腔量、衡重式擋墻工程量之和。充填方案占地面積較小，對施工技術要求高，同時支擋結構較高，存在一定技術風險；放坡方案為破除巖腔頂板后自然放坡，受地形影響，需占用水庫用地約3500m2，邊坡防護面積較大。

綜合兩者考慮，整體建安費用相差不超過5%，但放坡方案技術風險小，成型后通過邊坡綠化，可營造良好景觀效果，而充填方案支擋較高，不利于景觀效果。最終選用放坡方案作為推薦方案。

結語

本文通過對重慶某代建主干路巖腔段處理方案的經濟技術對比，選擇炸除巖腔+放坡作為最終處理方式。

充填巖腔作為一種處理方式，相對放坡方案節約用地，但施工要求高、技術風險高。放坡方案占地較大，但景觀效果好，技術風險低。

巖腔工程的具體處理措施，需綜合考慮施工難易、工程造價、占地、景觀等因素，選擇出合理方案。

參考文獻