引论：我们为您整理了13篇水利水电工程抗震设防标准范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
一）颗粒分析的试验方法
依据土体的颗粒组成不同，在颗粒分析中采用的方法不同，可分为：筛析法（>0.075mm的土）、密度计法（
二）土体岩性定名
依据土体的粒径组成，当粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%的土，定名为碎石土；粒径大于2mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土；粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10 的土，应定名为粉土；结合液塑限的成果可能定名粘性土：当塑性指数（Ip）介于10（不含）～17（含）的土定名为粉质粘土，Ip大于17的定名为粘土。
此外除按颗粒级配和塑性指数定名外，土的综合定名还应有相关的规定。
三）多年冻土
多年冻土是一种特殊性土，在高寒地区普遍存在，是不可回避的一个问题。
土体的颗粒组成不同，岩性不同，冻土的分类、冻胀和融沉分级也不同，总含水量不同，其平均融沉系数、融沉等级、融沉类别不同，最终确定的冻土类型也不同，其物理力学性质的表现也不同，对不同专业的勘察要求也各有侧重，对其上的不同各类的建筑物也应根据行业特点区别对待。
四）冻胀性评价
水利水电工程勘察中
工民建勘察中岩性为碎（卵）石、砾、粗、中砂（
粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时为不冻胀；碎石类土当充填物大于总质量的40%时，冻胀性按充填物土的类别进行判定；碎石土、砾砂、粗砂、中砂（
五）原位测试仪器的选择
有些原位测试仪器在适用上条件宽松，只要地点合适，各种土层均可进行；有些仪器适用条件比较苛刻，有的适用于粗粒土而不适用于细粒土，如动探触探试验；有的适用于细粒土而不适用于粗粒土，如标准贯入试验等，特别是十字板剪切试验、静力触探试验、螺旋板载荷试验在地下水位高，土层饱水的细粒土层中更能发挥其独特的作用。
六）土的腐蚀性评价
由于粗粒土的具大孔隙性、强透水性强，毛细水上升高度小，不利于盐份的富集，一般腐蚀性较小，在工民建的勘察中在有经验的地区，一般不取样分析评价，认为其腐蚀性微；细粒土恰恰相反应取样分析评价。
七）天然密度测定
粗粒土的天然密度采用灌水法或灌砂法；细粒土的测定采用环刀法。
八）土体状态的确定标准
碎石土的密实度采用重型动力触探试验确定其状态为松散、稍密、中密、密实等；砂土的密实度采用标准贯入试验确定其状态为松散、稍密、中密、密实等；粘性土的状态采用液性指数确定为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑等。
九）土的类型划分和剪切波速范围
土体的类型和土体的剪切波速在没有进行波速测试时，可通过土体的颗粒分析，确定其定名，在建筑物等级为丙类、丁类时可采用规范推荐的数据进行确定，进而确定场地土类型和场地类别，为设计提供地质依据。
十）地基土抗震承载力调整系数
依据不同的岩性，在进行建筑物设计时，在进行非状工况计算时，需按照岩土名称和性状确定地基土体的抗震承载力调整系数。
十一）地震液化评价
地震液化的评价决定地震发生时建筑物的安全，其危害性和破坏性也是最大的，应当在工程勘察和设计中引起高度重视，在从国家标准和行业标准两个方面进行表述。
（一）国标《建筑抗震设计规范》（GB50011―2010）的判定方法
饱和的砂土或粉土（不含黄土），在初判时可依据土体中粘粒含量和地震设防烈度判定是否有液化的可能，对可能发生液化的土体依据标准贯入锤击数和颗粒组成计算临界锤击数，通过与实际锤击数的比较判定其注化的可能性，并可进一步计算钻孔的液化指数，划分地基的液化等级，并采取对应的抗液化处理。
（二）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）判定方法
1）土的液化判定工作可分初判和复判两个阶段。在初判中需通过土体级配曲线确定大于5mm、小于0.005mm的粒径组含量，再结合地震设防烈度判定其液化的可能性；在复判中也需要确定土体的粘粒含量，依据相关公式计算其临界值，再做出最终的判定。
十二）渗透变形判定（多用于水利水电专业）
土的渗透变形特征应根据土的颗粒组成、密度和结构状态等因素综合分析确定，宜分为流土、管涌、接触冲刷、接触流失四种。其中的不均匀系数、粗细颗粒的区分粒径、接触冲刷中的D10、d10、接触流失中：不均匀系数介于0～5（含）时的D15、d85，不均匀介于0～10（含）时的D20、d70、临界水力比降的确定都是依据土体的级配曲线。
十三）土体渗透系数的粗略估算
在《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）中依据土体的级配曲线提供了一个近似计算土体渗透系数的公式： ，这个公式表明土体的渗透性是其固有的性质，主要是由土体的内部结构决定的（此方法在新版的规范中已删除，但可作参考）。
十四）天然建筑材料
在《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》第二章“术语、符号”中，提出24个术语，多数都是与土体的颗粒分析有关的，在天然建筑材料，更显出颗粒分析的份量了。
在本规范中按砂砾料、土料、碎（砾）石类土料、槽孔固壁土料、块石料五大类；不同类型的料的取样要求不一样（数量、规格等），取样数量不一样、取样重量不一样，试验项目也不一样，在记录上要求所记的内容也不一样，评价的内容和方法也不一样。
参考文献
1）《岩土工程勘察规范》
2）《建筑地基基础设计规范》
3）《土工试验方法标准》
4）《建筑抗震设计规范》
5）《水利水电工程地质勘察规范》
篇2
1 、工程概况
浍庙节制闸闸位于新杨河上，为原浍庙闸的拆除重建工程，该闸控制规模为中型，工程等别属Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，抗震设防烈度为7度。
本工程闸组成枢纽工程的主要建筑物有浍庙闸、浍庙闸水下部分、公路桥、桥头堡、启闭机房等建筑物及取水建筑物等。
——水下部分：
垫层：闸室、上下游翼墙底板采用100mm厚C10素砼垫层。块石护坡、护底
采 100mm 厚碎石垫层。
闸室底板：现浇钢筋砼结构，砼强度等级C25，抗渗等级为W4，抗冻等级为
F50。
闸墩：现浇钢筋砼结构，砼强度等级C25，抗渗等级W4，抗冻等级为F50。
上下游翼墙：现浇钢筋砼底板，砼强度等级C25。
护底、护坡：M7.5水泥砂浆砌块石为300厚，干砌块石为300厚，回填土
采用壤土回填，应分层填筑、夯实，压实度不小于0.9。
——公路桥、检修桥：
公路桥：现浇钢筋砼闸室顶板砼强度等级C30，设计标准公路-Ⅱ级。公路桥
两侧设钢筋砼护栏。
公路桥铺装层：公路桥铺装层为C30防水砼，两侧排水。
检修桥：现浇钢筋砼闸室顶板靠上游侧设金属栏杆为´48钢管焊制。刷防锈漆一度，银粉漆二度。
——桥头堡、启闭机房：
桥头堡一侧为楼梯间，另一侧为设备间，上下设备间之间设室内楼梯；现浇
框架结构，梁柱板砼强度等级为C25。
墙身：为填充墙，采用M5.0混合砂浆砌承重粘土空心砖。
楼面：水泥砂浆楼面、楼梯。
屋面：现浇C25防水砼屋面，结构找坡2.5％，坡向上游侧，采用有组织排
水，落水管管径DN100设在上游侧。
内墙及顶棚：混合砂浆粉刷，满批石灰膏，白色乳胶漆二度。
外墙粉刷：混合砂浆底晴雨漆二度，各部位颜色，根据供货品种与设计人员
协商定。
按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),有关拦河水闸的等别,应根据其过闸流量确定。下面就来谈谈各部分建筑物设计要求。根据设计规范来完成。
2、 浍庙闸的设计
2.1闸门形式比较由于地震设防烈度为7度,而且有较深厚的软弱地基,因此建筑物的选型必须考虑结构简单,对抗震有利,对减小地基应力有利，洪及控制闸门均为钢筋砼结构，重约24KN，配QL-50-SD手电两用螺杆启闭机。防洪闸门启闭行程2.1m，控制闸门启闭行程3.6m。启闭机应按《水利水电工程启闭机设计规范》（SL41-93）及《水利水电工程启闭机制造安装及验收规（DL/T5019-94）执行。
2.2上部结构布置
浍庙闸布置了公路桥、桥头堡、启闭机房等，交通桥除为枢纽运行管理之用外,还考虑与公共交通道路结合，上游护砌段：因考虑交通要求，布置1×6m农用交通桥一座。公路桥两侧设钢筋砼护栏。
2.3闸顶高程
闸顶高程(交通桥面高程)应按照《水闸设计规范》(SL265-2001)4·2·4,设计洪水位时安全超高的下限值为1.0m,校核洪水位时安全超高下限值为0.7m。按上述要求,考虑到交通桥的梁底应高出校核洪水位0.5m以上及梁高。
3、建筑物设计
涵洞：洞身浇筑前预铺C10砼垫层100厚，涵洞为C25钢筋砼结构。泵室
段底板及涵洞底板顶部高程为19.70m。
翼墙：采用M10浆砌块石重力式挡土墙。
上游护砌段：因考虑交通要求，布置1×6m农用交通桥一座。
进水池：M10浆砌块石底板300厚，下铺碎石垫层100厚。
出水池：长5m，M10浆砌块石底板300厚，下铺碎石垫层100厚。
下游护砌段：长5m，M7.5浆砌块石300厚碎石垫层100厚。
启闭台：C25钢筋砼结构。
检修便桥：面板为C25现浇钢筋砼150厚，栏杆为钢管栏杆。
大堤护砌：浆砌块石300厚，碎石垫层100厚。
厂房及启闭机房：
（1）建筑部分
设计标高：厂房室内地面标高23.60m；启闭机房室内地面标高24.88m。
屋面：厂房为结构板上做水泥膨胀珍珠岩1:10最薄处30厚，找2%坡，振捣密实，表面抹光；1:2水泥砂浆找平层20厚；上做二毡三油防水层，撒绿豆砂。
楼面：主厂房及启闭机房为100厚结构板，20厚水泥砂浆整体面层。
外粉：1:3水泥砂浆打底，白水泥白石屑粉面,檐口贴紫红色小波瓦。
内粉：墙面及天棚为混合砂浆粉面，乳胶漆二遍。
（2） 结构部分
钢筋：I级钢筋用φ表示，II级钢筋用φ表示。
砼等级：除标明外均为C25砼。
墙身：M5混合砂浆砌Mu10机砖。为保证工程质量和抗震要求：严禁干砖
墙和直搓；砖墙转角和柱与砖墙接触处每八皮砖设置2φ6拉结钢筋。
门窗过梁：洞口采用钢筋砼过梁。 圈梁在转角、丁字、十字交叉处应设
2φ12拉结筋。
4、设备配套
4.1机组选用2台350ZLB-1125型轴流泵，叶片安装角度+2o，n=1470r/min，
配套Y200L-4,30kW,380V,1500r/min立式电机2台。
4.2主厂房内起吊设备选用1t单轨手动葫芦1台。
4.3拦污栅
（1）拦污栅操作运用
拦污栅为排涝进水拦污栅，排涝进水拦污栅设在泵站进水池处；当涵洞处于自流排涝时，拦污栅提起，当泵站抽排时，拦污栅放下拦污。
（2）拦污栅设计
拦污栅所用材料及予埋滑道均为Q235。焊缝二级。工字横梁与槽钢立柱连接焊缝高度h×b=6×6㎜，其他为4㎜。
（3）栅体及予埋件外露部分表面均喷锌防锈，喷锌厚不小于0.12㎜，外涂厚0.05㎜环氧云铁防锈漆作封闭涂料，再涂0.08㎜厚氯化橡胶铝粉漆作面漆。
4.4 排涝拦污栅为二扇。起吊拦污栅选用1T环链手拉葫芦。
5、电气部分
供电方式：采用10kV架空线路供电，导线规格为LGJ-35。
电气主接线：电机Y200L-4, 30kW电机两台。选用S11-125/10型变压器作
为主变。高压侧设户外跌落式熔断器。电动机电压母线为单母线接线方式。
防雷接地：在厂房顶装有避雷带并利用钢筋混凝土柱内钢筋与厂房接地网可
靠连接。本站接地网由厂房钢筋混凝土底板构成自然接地网，接地电阻值不应
大于4Ω，若满足不了要求，应另人工敷设接地网。电气设备的外壳和底座均应
与接地网可靠连接。
照明：厂房采用长寿荧光灯为主光源，四周辅以壁灯照明。
防火:站区地面建筑物、厂房均应设置消火栓；低压配电室配置手提式卤代
烷灭火器及其它灭火材料；所有穿越电缆孔洞的电缆，应在孔洞两侧各2m的区
段上，涂刷防火涂料以防止窜燃。防火涂料应按厂家说明书规定使用；所有的
电缆孔洞，包括盘柜下的孔洞，在电缆敷设完毕后，应进行封堵。堵料施工中，
先要用有机堵料DFD裹住电缆，以利电缆的更换和散热，然后在其周围塞满无
机堵料SFD，堵料的厚度不小于10cm。对于较大的电缆孔洞，在满足以上施工
要求下，空洞的中间部位可配合岩棉使用。
6、控制运用
（1)当外河水位高于内河水位21.80m，防洪闸门关闭，处于防洪状态。
（2）当外河水位低于21.70m,内河水位高于外河水位，控制段闸门提至上层，
防洪闸门开启，处于自由排涝状态。
（3）当外河水位高于21.80m，内河积水不能自流排水时,控制段闸门封闭下
层，防洪闸门开启，开动机组，处于抽排状态。
7、工程定位
泵站定位放样时应由设计单位设计人员参加，以便现场作适当调整。
8、其它
1．因无地质勘探资料，地基承载力标准值暂按150kPa设计，地基开挖后
篇3
1工程等级及标准
1.1工程等级
拟建工程由重力式挡水坝、溢流坝、等组成，水电站总库容3846.58×104m3，装机容量24MW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)和《防洪标准》(GB50201－94)的规定，该工程规模为中型工程，工程等别为Ⅲ等，挡水坝、溢流坝、河床式电站厂房为3级建筑物。
1.2设计标准
1.2.1防洪设计标准
根据《防洪标准》(GB50201－94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)的规定。对于本工程选定方案挡水重力坝最大坝高为30.8m，上下游水头差为11.5m。按关于山区、丘陵区的水利枢纽工程的重力坝、溢流坝、河床式电站厂房洪水标准为：校核洪水标准采用500年一遇（P=0.2%），设计洪水标准采用50年一遇（P=2%）；泄水建筑物消能防冲的设计洪水标准为30年一遇（P=3.3%）；变电站、进厂交通等非挡水部分的校核洪水标准为100年一遇（P=1%）；设计洪水标准为50年一遇（P=2%）。
对于比选方案面板堆石坝方案，按关于山区、丘陵区的水利枢纽工程的堆石坝、溢洪道洪水标准为：校核洪水标准采用1000年一遇（P=0.1%），设计洪水标准采用50年一遇（P=2%）；引水式电站厂房校核洪水标准为100年一遇（P=1%）；设计洪水标准为50年一遇（P=2%）；溢洪道消能防冲建筑物的防洪标准与重力坝方案相同。
1.2.2抗震设计标准
根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306－2001）和《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306－2001），本区地震动峰值加速度值＜0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度。
2挡水建筑物坝顶高程确定
按《水工建筑物抗冰冻设计规范》（GB/T50662-2011）中有关规定，坝顶超高按常规设计。
2.1风速
风速采用项目区所在地区气象台测站1957年~1990年4月~11月实测风速进行统计，根据坝轴线走向，分别选取5个风向(WSW、W、WNW、NW、NNW)进行统计。
计算风速：正常运用情况下采用重现期为50年的年最大库面风速，非正常运用情况采用多年平均年最大风速。坝前风速计算值采用如下：
正常情况：υ=15.94m/s（正常蓄水位和设计洪水位时）；
非常情况：υ=9.35m/s （校核洪水位时）。
2.2风区长度及水域平均深度
库区水域虽狭长细窄，但库区水面宽度仍大于12倍波长，因此风区长度采用计算点至对岸的直线距离。
风区内水域平均水深Hm沿风向作出地形剖面图求得，计算水位与相应设计情况下静水位一致。
2.3计算公式
根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）中的规定以及本次调洪成果对坝顶高程进行计算，坝顶高程为水库静水位与超高之和，即校核洪水位、设计洪水位和正常蓄水位情况下分别加相应的坝顶超高确定坝顶高程。坝顶与水位的高差由下式确定：
Δh=h1%+hz+hc
式中：Δh—— 防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；
h1% —— 波高（m）；
hz—— 波浪中心线至正常或校核洪水位的高差（m）；
hc—— 坝体安全超高（m）；
其中波浪高h的计算采用官厅水库公式：
式中：υ0 —— 计算工况下的相应风速 (m/s)；
D —— 吹程 (m)；
Lm—— 平均波长 (m)。
波浪中心线至水库静水位的高度按下式计算：
式中：H —— 挡水建筑物迎水面前的水深 (m)。
坝顶高程计算成果见表1。
坝顶高程计算成果表
表1单位：m
由计算结果知，坝顶高程由校核洪水位控制，计算坝顶高程为450.46 m。但考虑到溢流坝顶的工作桥净跨为10.0m，为保证桥体钢轨下的大梁（估算1.3m高）不影响泄洪，工作桥梁底须高于校核洪水位，由此确定坝顶高程为450.8m。
3 挡水坝设计
挡水建筑物坝型为混凝土重力坝，左岸挡水坝段桩号坝0+000 ~ 坝0+058.95m，右岸挡水坝段桩号为坝0+194.45 m ～坝0+ 212.7m，两岸挡水坝段总长为77.15m。
挡水坝坝顶高程为450.8m，坝顶不设防浪墙，坝顶宽度为6.0m，最大坝高为29.85m。坝顶路面以1%坡度向上游倾斜，以便排除坝顶集水，考虑到安全因素，坝顶上、下游侧设有栏杆。坝体上游面折坡点高程为440.8m，折坡点以上铅直，折坡点以下坝坡为1：0.2，下游折坡点高程为440.8m，折坡点以上铅直，折坡点以下坝坡为1：0.6。下游坝脚竖直高度2.0m。
坝底上游坝踵设1.5m深、1.75m底宽的梯形齿槽。坝体内设置帷幕灌浆和排水廊道，廊道为城门洞形，宽3m，高4m。廊道上游壁距上游坝面3m，底板混凝土最小厚度3m，底板高程随坝基面上升，升至高程442.57m从下游坝面拐出。
为及时排出坝体内的渗透水，在坝体内防渗面板下游每隔3.0m设置一根直径15cm的竖向排水管，渗透水通至廊道再排出坝体。坝体每隔20m左右设横缝，缝内设一道橡胶止水。
重力坝混凝土分3区：坝上游表面防渗抗裂Ⅰ区混凝土厚2.0m，强度等级C25，抗冻等级F300；坝内低热Ⅱ区混凝土及坝基础低热抗裂Ⅲ区混凝土（厚2.0m），强度等级C20。
4坝肩处理
由于右坝肩基岩岩面坡度较陡，为了满足该坝段沿坝轴线方向的稳定要求，坝肩基岩面开挖成台阶状以增强坝肩的纵向稳定性。
两坝肩坝顶高程以上进行开挖削坡处理，根据地质勘察成果，土质边坡削坡的坡度为1：1.75~1：1.5，岩石为1：1~1：0.75。
5坝体抗滑稳定计算
坝体抗滑稳定计算主要核算坝基面滑动稳定，荷载组合分为基本组合和特殊组合两类，分别采用抗剪公式和抗剪断公式计算。荷载组合见表2。
挡水坝荷载组合
表2
抗滑稳定采用抗剪强度计算公式：
式中： K—— 抗剪强度计算公式的抗滑稳定安全系数；
∑W —— 作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值；
∑P—— 作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值；
f —— 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数。
抗滑稳定采用抗剪断强度计算公式：
式中：K′ ——抗剪断强度计算公式的抗滑稳定安全系数；
f’、C —— 滑动面抗剪断摩擦系数及抗剪断凝聚力；
A —— 基础面受压部分的计算面积；
ΣW ——作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值；
ΣP ——作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值。
计算断面选取最大坝高断面进行计算，抗滑稳定计算成果见表3。
挡水坝抗滑稳定计算成果表
表3
从表中计算结果数值可以看出，挡水坝抗滑稳定满足规范要求。
6 坝基应力计算
挡水坝坝基地基应力计算采用材料力学公式计算；
式中：∑W —— 作用于单位宽度坝段上所有垂直力的代数和；
∑M —— 所有荷载（外力）对于坝基截面形心的力矩代数和；
B —— 坝底宽度。
计算结果见表4。
挡水坝坝基应力计算成果表
表4
弱风化安山岩地基允许承载力为3.8MPa，由表8.1.4计算结果得出，坝基地基承载力小于允许值，并且大于零，均满足规范要求。
参考文献
篇4
随着计算机的飞速发展和广泛应用以及有限元理论的日益完善,ANSYS等大型通用有限元分析软件被日益广泛地应用到水利水电工程结构设计中。ANSYS软件作为一个大型通用有限元分析软件,可以对结构在各种外荷载条件下的受力、变形、稳定性及各种动力特性做出全面分析。
根据《水工建筑物抗震设计规范》 (DL5073-2000) ,设计烈度为7、8、9度的1、2、3级的混凝土重力坝需要进行抗震设计。
云南省水利资源丰富,是水利大省,同时,也是地震多发区,很多电站的坝址区设计地震烈度≥7度,因而在水利工程设计中,抗震设计是不可忽视的部分。
一、结构的地震作用效应的计算方法
目前结构抗震设计规范所提到的结构的地震作用效应的计算方法有动力法和拟静力法两类。其中动力计算方法又包括:底部剪力法、振型分解反应谱法及时程动力分析法。
时程动力分析法是将表示地面加速度的地震波a0(t)直接输入结构的动力方程,求解结构振动时的位移x(t)。时程动力分析法在理论上比较精确,但也比较复杂。特别是目前结构抗震设计规范未对时程动力分析法所得结果的处理以及设计标准做详细规定。
振型分解反应谱法及底部剪力法都是动力法中的反应谱法,即按标准反应谱、考虑地震时的地面加速度a0(t)所引起的结构自身的加速度动力反应,并以作用在结构上的地震惯性力来表示,把动力问题转化为静力问题处理。振型分解反应谱法是综合考虑了结构在不同振型时的地震反应,而底部剪力法则只考虑结构的第一振型(基本振型)时的反应,是一种简化计算方法。
拟静力法是将结构的重力作用、设计地震加速度与重力加速度的比值、给定的动态分布系数三者乘积作为设计地震力的静力分析方法。在确定地震作用后,将其作为静力荷载施加于建筑结构,与静力荷载作用的情况一样进行结构分析。
根据《水工建筑物抗震设计规范》 (DL5073-2000) ,工程抗震设防类别为甲类(场地基本烈度≥6度的1类壅水建筑物)时,地震作用效应的计算需采用动力法。目前采用振型分解反应谱法进行水工建筑物抗震设计相对简单易行,是采用最多的动力计算方法。
二、振型分解反应谱法
根据结构动力学的基本求解理论可得多自由度体系的弹性动力方程为:
(1)
对于无阻尼外荷载的自由振动问题,阻尼项和外力均为0,于是,动力方程改为:
(2)
由于弹性体的自由振动总可以分解为一系列的简谐振动的叠加,为了确定弹性体的自由振动的固有频率及相应的振型,可以考虑如下的简谐振动的解:
(3)
其中{g}是位移{x(t)}的振幅列向量,它与时间t无关,?棕是固有频率,将公式(3)代入公式(2)可得:
(4)
于是,要找如公式(4)的简谐振动就要转为?棕2和非零向量{g},使其满足公式(2)。这就是广义特征值问题。求得的?棕就是振动的固有频率,{g}就是给出的相应的振型。
三、振型分解反应谱法在的ANSYS中的实现
根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000),除了窄河谷中的土石坝和横缝经过灌浆的重力坝外,重力坝、水闸、土石坝均可取单位宽度或单个坝(闸)段进行抗震计算。本文以某混凝土重力坝非溢流坝段典型剖面为例,介绍混凝土重力坝振型分解反应谱平面有限元计算过程。本工程基本设计烈度为8度,设计地震加速度为0.2g(重力加速度g=9.81m/s2)。
(一)模型及边界条件
在ANSYS软件中,采用振型分解反应谱法进行结构的地震计算时,所有材料的非线性特性均失效,因而对于平面分析,可采用Plan42单元进行计算;另外,除材料自重外,所有外加荷载均不参与计算,因而,计算模型不施加外荷载。
材料参数:采用线弹性模型,需要输入坝体混凝土及基岩的容重和弹性模量,在此,坝体混凝土的动态弹性模量采用静态弹性模量的1.3倍,而基岩的动态弹性模量与静态弹性模量相同。
计算范围:取坝体上、下游以及底面基岩均取约1.5倍坝高进行计算,基岩仅考虑弹性,因而采用无质量单元。
边界约束条件:基岩上下游边界和底部边界均施加法向约束。
单元类型:坝体采用平面四节点单元(plane42),考虑坝体纵缝不进行灌浆,坝体按平面应力问题进行计算,基岩按平面应变问题进行计算;考虑坝体上游面的动水压力,采用单质点质量单元(mass21)。
(二)模态分析
根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000),一般情况下,水工建筑物可只考虑水平向地震作用,设计烈度为8、9度的1、2级重力坝等壅水建筑物应同时计入水平向和竖向地震作用。当同时计算水平向和竖向地震作用效应时,总的地震作用效应也可将竖向地震作用效益乘以0.5的遇合系数后与水平向地震作用效应直接相加。
1.各阶振型和频率计算。采用ANSYS计算软件中的模态分析选项:antype,modal。用子空间法提取前10节模态:modopt,subsp,10。求解后用ansys后处理模块post1即可得出前十阶振型和频率。
考虑水平向地震时,地震加速度采用设计地震加速度ah,用考虑上游面动水压力的计算模型(满库模型)进行模态分析,提取前十阶振型和各阶频率。
考虑竖向地震时,地震加速度采用设计地震加速度的2/3,即av=2an/3,用不考虑上游面动水压力的计算模型(空库模型)进行模态分析,提取前十阶振型和各阶频率。
2.反应谱谱值计算。《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)给出的设计反应谱见图1:
其中,对于混凝土重力坝,?茁max=2.0,一类场地Tg=0.2s。
由上节所述反应谱计算所得各阶振型求出前十阶周期,查设计反应谱,得出各阶反应谱值,作为下一阶段反应谱分析的输入数据。
本算例典型坝段各阶自振频率和反应谱值见表1:
(三)反应谱分析及模态扩展
分别将水平地震作用和竖向地震作用下模态分析得出的坝体各阶频率和反应谱谱值输入,进行反应谱分析,并进行10阶模态扩展,得出各阶反应谱分析结果。
设置分析类型为反应谱分析:antype,spectr。
设置地震作用方向:sed,x,y,z;其中x,y,z为分析开关,考虑该方向的地震作用时设置为1,不考虑该方向地震作用时设置为0。
输入各阶频率:Freq,f1,f2,……,f9;Freq,f10;其中f1～f10为坝体第1～第10阶频率。
输入各阶频率所对应的反应谱谱值:Sv,0.05,d1,d2,……,d9;Sv,0.05,d10,其中d1～d10为坝体第1～第10阶反应谱谱值。
进行模态扩展:expass,on;mxpand,10,yes,0.005
(四)合并模态
对各阶模态响应进行平方根组合,得到反应谱分析结果。将竖向地震作用的反应谱分析结果乘以0.5,并与水平地震作用叠加,得坝体动力分析结果。
用平方根法合并模态:srss,0.05,disp。
求解后读取模态合并结果文件file.mcom。即可得水平向或竖向的反应谱分析结果,又post1后处理模块可得出坝体各节点应力状态及位移状态。
四、计算结果的处理
由于任何水工结构都不可能仅受地震荷载作用,要完整考虑坝体的受力状态,通常考虑正常运行工况与地震工况的组合。由于振型分解反应谱法计算所得结果仅为坝体内某点在相应地震烈度的作用下的最大可能应力及位移,不计应力和位移的方向,因而需考虑动、静应力及位移的叠加。本文介绍了目前常用的最不利组合原则和全拉全压原则两种目前最常用的原则。
(一)最不利组合原则
按最不利组合原则组合静态反应和动态反应得到综合反应。
综合位移组合原则为:对于坝体同一结点,如果x轴方向(y轴方向和z轴方向相同)静态位移为正值时,就把x轴方向动态位移作为正值与静态位移进行叠加;如果x轴方向(y轴方向和z轴方向相同)静态位移为负值,就把x轴方向动态位移作为负值与静态位移进行叠加。静动态荷载作用下的综合位移,按照此原则进行组合最为不利。
综合应力组合原则为:对于坝体同一结点,如果静态某一应力分量为负时,该部位的动态相应应力分量数值小于其静态应力分量的绝对值时,把动态相应应力分量作为负值与静态应力分量进行叠加;其他条件下(包括静态某一应力分量为负时,该部位的动态相应应力分量数值大于其静态应力分量的绝对值和静态应力分量为正时两种情况)把动态应力分量作为正值与相应静态应力分量进行叠加。静、动态荷载作用下的综合应力按照上述原则进行组合对坝体的抗拉和抗压强队安全最为不利,在此称应力组合原则为“强度最不利应力叠加原则”。
最不利组合原则考虑了位移和强度在不同情况下使用不同的组合原则,理论上比较科学。但采用此方法需对结构每个节点的各方向应力及各方向位移一一进行判断,分别计算,计算较为复杂。
(二)全拉全压原则
全拉全压原则先将所用应力均看作是正值(拉)与静力状态下各节点的应力进行迭加,得出静+动的计算结果,然后将所有应力均看作是负值(压),与静力状态下的各结点应力进行迭加,得出静-动的计算结果,将两套迭加成果均列出来进行分析比较。同样,位移也采用同样的方法进行处理。
全拉全压原则计算时只需将反应谱计算结果与静力状态计算结果直接计算较为简便。
图2为由全拉全压法求得的坝体竖向位移等值线图,图3为坝体第一主应力等值线图。
五、结语
由于地震作用的复杂性和不可预见性,地震高烈度区混凝土重力坝的抗震设计、计算方法仍在实践中不断发展。作为设计人员,往往希望采用相对简单易行、计算成果可以指导设计的计算方法。本文简要介绍了混凝土重力坝抗震动力分析中最常用的动力计算方法――振型分解反应谱法的分析过程,并以某混凝土重力坝典型非溢流坝段为例,介绍了该计算方法在大型有限元软件ANSYS中的应用,介绍了计算结果的两种常用处理方法,对一般大、中型混凝土重力坝进行快速抗震分析有一定的参考价值。
参考文献
[1]中华人民共和国电力行业标准.水工建筑物抗震设计规范(DL 5073-2000)[S].北京:水利水电出版社,2000.
篇5
电光村水库位于塘厦镇林村，属石马河支流。水库于1957年10月动工，1960年2月竣工，按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水位校核，控制集雨面积4.0km2，总库容306万m3，为小（1）型水库，兼有防洪、灌溉和备用供水等综合功能。水库正常蓄水位为42.70m（85高程，下同），设计洪水位为45.01m，校核洪水位为45.73m。
枢纽工程主要包括大坝、输水涵管和溢洪道三部分。
经过五十多年运行及多次维修加固，根据相关规范要求参照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）对工程质量、运行管理、防洪标准、结构安全、渗流安全、金属结构安全等方面进行复核评价，并在此基础上进行大坝安全综合评价。
2、大坝运行管理评价
（1）大坝运行：水库调度运用合理，水文测报及通信设施完备，各项规章、制度基本落实齐全。
（2）大坝维修：水库自投入运行以来，经过多次整修加固，主要对主坝及溢洪道进行维修加固。迎水坡、背水坡坡面及输水涵管现出现不同程度老化，破坏。
（3）大坝安全监测：水库大坝安全监测设施不完善，无位移、变形、渗流量等监测设施。
（4）综合评价：水库大坝及时得到维修，基本处于正常可运行状态。但大坝检查观测设施配备不够完善，总体上在运行管理方面有不足。
综上所述，大坝运行管理的综合评价为较好。
3 、安全分析与评价
3.1 工程质量评价
对大坝的设计、施工、历次除险加固和地质勘探室内土工实验等资料的分析，同时结合现场检查和外观检测，对现状工程质量评价如下：
（1）大坝为均质土坝，坝顶及迎水面采用混凝土护面。坝体整体无变形、位移；坝顶无明显裂缝、塌陷、异常变形等，防浪墙无破损、错动、开裂；迎水面砼护坡下部受库水冲刷、浪蚀剥蚀严重，局部出现较大裂缝；坝后草皮护坡，无鼠洞、蚁穴等安全隐患。大坝坝体填土渗透系数平均值为4.5×10-4cm/s，属弱～中等透水，坝体存在渗漏的可能性较小。坝基土渗透系数平均2.2×10-5cm/s，属弱～微透水，为坝基渗漏良好隔水层。坝基各岩土层承载力值可满足要求，大坝存在沉陷的可能性较小。
（2）溢洪道：溢洪道建于大坝右坝肩，现场可见溢洪道整体无倾斜、沉陷，底板无开裂、淤塞及渗水等现象；上下游两侧砌石挡墙无较大变形、松动及坍塌等现象。。
（3）输水涵管：输水涵管布置于大坝左端，管径0.80m，采用钢筋混凝压力圆管，进口控制采用塔式结构。控制塔及工作桥外观效果较好，未见明显裂缝、倾斜等不安全因素，启闭设备工作正常。
鉴于上述分析评价，大坝坝体填筑土料基本满足规范要求，其压实度较高，发生坝体渗漏的可能性较小。坝底清基情况较理想，为坝体提供了良好的承载，有利于大坝的整体稳定。
大坝工程质量评定为合格。
3.2 防洪标准复核
鉴定时进行库区水下地形测量及主要建筑物测量。通过复核，水库防洪标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，校核库水位45.73m，相应库容万306.1m3；设计库水位45.01m，相应库容269.2万m3；正常蓄水位42.7m，相应库容170.5m3；汛期限制水位42.7m，相应库容170.5m3；死水位35.64m，相应库容14.3万m3；调洪库容135.6万m3；兴利库容156.2万m3。
现状坝顶高程均满足防洪要求，溢洪道满足设计泄洪要求。
综上所述，电光村水库大坝防洪安全评价为A级。
3.3 大坝渗流安全分析
渗流计算取坝轴线中部实测横断面，运用二维有限单元法，将渗流场离散成有限个单元体，根据边界水头值，按渗流有限元基本计算方程，求得各点水头值，从而求得整个渗流场的水头分布。
（1）计算表明：大坝在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位、正常蓄水位骤降至死水位工况下，理论浸润线较合理，逸出高度低于排水棱体顶部，渗水经下游反滤体由砌石棱体排出，发生渗透破坏的可能性很小。
（2）根据岩土试验结果判别，坝体填土可能发生的渗透破坏形式为流土，临界水力坡降Jcr=1.5～1.8，允许水力坡降J允许=1.5/2～1.8/2=0.75～0.9。根据渗流计算结果，校核洪水位形成稳定渗流场的情况下，大坝坝体渗流逸出段最大水力坡降J=0.39
水库大坝的渗流安全性分级评定为A级。
3.4 土坝稳定分析
水库已于1960年建成投入使用，鉴定不进行施工期的上、下游坝坡稳定计算。工程区抗震设防烈度为Ⅵ度，可不进行抗震安全复核。大坝结构安全复核主要对大坝进行稳定分析。
结合本水库运行情况，稳定分析内容包括以下工况：①上游最不利水位38.80m（1/3大坝坝高水位）稳定渗流期的上游坝坡；②上游正常蓄水位42.70m形成稳定渗流期的上、下游坝坡；③上游设计洪水位45.01m形成稳定渗流期的上、下游坝坡；④上游校核洪水位45.73m形成稳定渗流期的下游坝坡；⑤正常蓄水位42.70m降至死水位35.64m时上游坝坡的稳定。坝体渗流场采用渗流计算所获得的成果。
根据坝坡稳定理论计算结果，大坝在正常、非常运行工况下，坝坡稳定安全系数均大于规范要求值，现场检查亦未发现明显裂缝及位移等现象，其结构安全性分级评定均为A级。
3.5 溢洪道结构安全复核
溢洪道底板、顶板无变形、塌陷，两侧浆砌石挡土墙无倾斜、松动及垮塌等现象，局部有开裂及露钢筋。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》3.2.4，“山区、丘陵区水利水电工程的永久性建筑物消能防冲设计的洪水标准，可低于泄水建筑物的洪水标准，根据泄水建筑物的级别按表3.2.4确定，并应考虑在低于消能防冲设计洪水标准时可能出现的不利情况。”电光村水库溢洪道为4级建筑物，消能工程的洪水标准取20年一遇，对应的洪水位为44.44m，下泄流量为19.3m3/s。经计算，溢洪道消力池深度和长度均满足规范要求，消能工复核满足规范要求。
溢洪道结构安全性分级评定为A级。
4、结论及意见
4.1 结论
本次电光村水库大坝安全评价根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）规定，对水库大坝及附属建筑物进行分项安全性等级评定。综合各项安全性评价结论，水库大坝工作状态基本正常，虽然存在一些问题，但可以通过加大维护力度并加强监控的前提下保证大坝安全运行，因此水库大坝安全性综合评价为二类坝。
4.2 建议
（1）水库大坝安全性综合评价为二类坝，大坝应在加强监控条件下运行，同时应尽早采取措施对水库大坝存在的问题进行处理。
（2）建议拆除存在裂缝的迎水坡，重新浇筑，缩短坡面分缝距离。为了美化环境和确保坝坡土体的稳定性，建议挖除背水坡的杂草并种上草皮。
（3）对大坝迎水坡下部、溢洪道箱涵、输水涵管工作桥混凝土碳化不满足原设计砼抗压强度标准值的部位进行加固改造，以确保安全。
（4）加强大坝运行管理的规范化、制度化建设。
参考文献
篇6
一.前言
水闸加固施工技术是水利工程施工中的重要组成部分，加固方案要体现先进性、科学性和经水闸加固济性的原则，从勘测、设计、施工、管理等各方面，重视采用病险水闸水闸加固除险加固新技术、新方法、新材料、新工艺。 针对水库除险加固改造工程金属结构设计进行深入的研究和探讨。
二.病险水闸的现状分析
1.建筑物结构老化损害严重。混凝土结构设计强度等级低，配筋量不足，造成大量混凝土碳化、开裂、松散、脱落、钢筋锈蚀等损害。
2.闸门锈蚀、启闭设施和电气设施老化。金属闸门和金属结构锈蚀，启闭设施和电气设施老化、失灵或超过安全使用年限，无法正常使用。
3.水闸抗震不满足规范要求。处于地震设防区的水闸，原设计未考虑地震设防或设计烈度偏低，结构不满足抗震要求。
4.上下游淤积及闸室磨蚀严重。多泥沙河流上的部分水闸因选址欠佳或引水冲沙设施设计不当，引起水闸上下游河道严重淤积，影响泄水和引水，闸室结构磨蚀现象突出。
5.闸基和两岸渗流破坏。闸基和两岸产生管涌、塌坑、冒水、滑坡等现象，发生渗透破坏。
6.管理设施问题。大多数病险水闸存在安全监测设施缺失，难以满足运行管理需求。
7.防洪标准偏低。防洪标准偏低造成超标准泄流、闸前水位超高甚至洪水漫溢。
8.防渗铺盖、翼墙、堤岸护坡损坏，管理房年久失修房、防汛道路损坏、缺乏备用电源和通除险加固讯工具等问题。
9.闸室稳定不满足规范规定的要求。闸室的抗滑、抗倾、抗浮安全系数以及基底应力不均匀系数不满足规范要求，沉降、不均匀沉陷超标，导致承载能力不足、基础破坏，影响整体稳定。
10.闸下消能防冲设施损坏。闸下消能防冲设施损毁严重，不适应设计过闸流量的要求，或闸下未设消能防冲设施，危及主体工程安全。
三.以案例对水库除险加固改造工程金属结构设计进行分析
1.黑河三道湾水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县境内，是黑河水能规划的第六座梯级电站，距张掖市约150km。工程于2005年5月正式开工建设，2009年5月竣工发电。
工程的主要任务是发电，采用引水式开发。本电站由泄洪系统、引水发电系统及发电厂区三部分建筑物组成。电站总装机容量112MW，单机容量2×45＋22MW。本工程为中型三等工程。
黑河三道湾水电站在泄洪系统、引水发电系统等建筑物上布置金属结构设备共计有闸门、拦污栅13扇，闸、栅槽埋件14套，启闭、检修设备10台(套)，金属结构设备工程量约1556t。
本电站水库各特征水位分别为：校核洪水位：2372.41m，设计洪水位：2368.21m，正常蓄水位：2370.00m。
2 泄洪系统金属结构设计
泄洪系统由1孔正常溢洪洞、1孔非常溢洪洞和1孔泄洪排沙洞组成。在正常溢洪洞前设工作闸门1扇。为运行后维修工作闸门、埋件和水道考虑，工作闸门前设1扇叠梁检修闸门；在非常溢洪洞前设工作闸门1扇。因非常溢洪洞不经常工作，故不设检修闸门，如需检修工作闸门时，将水库水位放至堰顶以下进行检修；在泄洪排沙洞进口设工作闸门1扇。为预防工作闸门发生事故时无法闭门，导致水库放空，在工作闸门前设事故检修闸门1扇。泄洪系统所有工作闸门均由液压启闭机操作，一门一机；正常溢洪洞叠梁检修闸门由1台坝顶单向门机配自动抓梁操作；泄洪排沙洞事故检修闸门由1台固定卷扬式启闭机操作。
泄洪系统各闸门均以正常蓄水位2370.00m做为设计荷载进行结构设计。各闸门构件强度计算中考虑了地震动水压力荷载，以预留不大于20％的强度裕度的方法来保证构件的强度安全。
3.引水发电系统金属结构设计
引水发电系统在大坝右岸，发电洞全长约9316 m，后接发电厂房。在引水进水口的水道上设一道一字排列的3孔潜孔式拦污栅，栅后水道渐收窄，至竖井处设1扇潜孔式事故检修门。事故检修门可在洞中有事故时切断水流，避免事故扩大，在检修期为检查、检修洞身提供条件。
4.金属结构及电气设施更新改造
针对黑河三道湾水库金属结构及电气设施老化严重的问题，更换泄洪洞及灌溉洞进、出13共4扇钢闸门，配合闸门更换，凿除门槽二期混凝土重新浇筑。更换两洞进口闸门配电及操作设备，增加两洞出口闸门配电及操作设备。主要完成10kV架空线路0.7km，安装75kVA变压器l台，低压配电屏1面，动力配电箱1面，电力电缆(VV1kV3x25+1xlO)20m，电力电缆(VVlkV2xl0)360m，照明电线(BVV0.5kV2x4)150m等。
5 金属结构设计总结及评价
黑河三道湾水电站工程金属结构设备中的闸门、拦污栅及埋件设计遵循的规范为《水利水电钢闸门设计规范》(SL74―95)。启闭机、清污机要求制造厂按照《水利水电工程启闭机设计规范》(SL41―93)进行设计制造。
承担该工程所有金属结构设备的制造厂具有水利水电工程闸门生产许可证并有多年工程使用的实例。
金属结构设备中的闸门、拦污栅设计已在前面作了介绍，构件设计、校核荷载两种工况均满足规范的要求。按平面结构体系的方法进行计算，闸门的结构设计是安全的，经济合理的。泄洪系统、发电系统的闸门设计考虑了各种泄洪工况，能满足水工建筑物在泄洪时水道控制的各项要求。按规范要求闸门不得承受静冰压力，故泄洪系统的正常溢洪洞、非常溢洪洞工作闸门冬季应采取人工开凿冰沟的方法，使闸门与冰层隔开。正常溢洪洞叠梁检修闸门平时隐藏存放在门机交通桥下专设的门库内，设计构思巧妙、紧凑，节省工程投资。
四.除险加固的对策
综上所述, 为了能进一步了解病险库的现状, 为以后的治理提供可靠的依据, 必须抓住西部大开发、国家支助投入这个良好机遇。按国家的统一布置, 做好如下工作: 1.在原始资料方面
主管部门应统揽全局,做好如下几个方面的工作:认真做好水库的安全鉴定工作水库的安全鉴定是水库除险加固的最基础的工作, 是水库进行安全分类的依据。首先, 水库安全鉴定应符合《大坝安全鉴定》和国家现行有关规范、标准的规定; 其次, 水库的安全鉴定, 应由水库管理单位按上述规定和相关的程序进行鉴定并上报备案。
2.做好水库除险加固规划编制工作
在水库安全鉴定的基础上, 针对水库存在的主要问题, 按照先急后缓、重点突出的原则, 做好三、四类水库的除险加固规划, 做到有计划、分期分批进行除险加固。
3.积极筹措资金, 分期分批完成除险加固对中、小型水库进行除险加固, 除积极争取国家支助投资外, 还应采取“政府投资, 群众投工, 用足用好水利基金”的方式, 并落实好配套资金。同时, 加强施工管理, 严格落实“三制”, 保工程质量。在目前这种情况下, 一方面要抓住机遇,争取国家支助, 另一方面要加强施工管理, 调动一切尽可能的技术力量, 加大前期工作力度和投入, 建议简化和压缩中间的咨询、审查、审批环节, 为方案实施赢得宝贵的时间。
4.在设计施工方面
应积极采用新技术、新材料、新工艺, 努力提高除险加固科技水平针对拦河坝、溢洪道、放水洞存在的不同问题,采取科学、经济、合理的方法进行除险加固; 积极采用新技术、新材料、新工艺, 努力提高除险加固科技水平。拦河坝上游护坡翻新时, 建议死水位以下采用抛石护坡, 坡比1∶3.0～1∶4.0; 死水位以上采用钢砼框格干砌石护坡。
坝体、坝基防渗采用砼、复合土工膜等技术可靠, 防渗效果好的材料和方法防渗。坝体内软弱夹层含水量高、干容重小、抗剪强度低、承载力小, 对坝体稳定不利; 当软弱夹层分布范围不大, 埋藏较浅, 宜全部清除; 当软弱夹层较薄, 能在短时间内固结的, 可不必清除, 坝坡也不一定放缓; 若软弱夹层分布范围较大、埋藏较深, 可用坝体灌水泥粘土浆, 并设置砂井排水, 促使软弱夹层固结。
五.结束语
通过对病险水库进行除险加固，消除了头屯河水库运行中的安全隐患，充分发挥了水库的设计供水效益，为农业生产提供灌溉水源，也为人民生活用水和工业用水提供水源，同时为防御洪水灾害发挥了重要作用，为本区域的经济发展做出了重要贡献。
参考文献：
[1]刘志林．小型水库土石坝的除险加固措施[J]．技术与市场，2011年05期．
[2]满广生.水闸设计及闸室结构设计研究[J].科技资讯，2012.
[3]李红斌．浅谈如何做好中小型水库除险加固工程项目建设管理[J]．水利建设与管理，2009年10期．
篇7
随着土力学、土工试验及大型土石方施工机械、岩土理论、计算技术的发展，土石坝得到进一步扩大，成为当今世界坝工建设中发展最快的一种坝型。
一. 土石坝简介
（一）土石坝的特点。
1.土石坝之所以得到如此广泛的应用和迅速发展，与其自身优势性密不可分：
（1）土石坝的主要建筑材料的、是土石料，可以就地取材，筑坝材料来源直接、方便；
（2）土石坝适应地基变形的能力较强，在各种坝型中，对地基要求最低；
（3）构造简单，施工容易掌握，工作可靠，使用年限也比较长；
（4）运用管理和维修加高均较方便；
（5）在交通不便、而当地又有足够土石料的山区，土石坝往往是一种经济的坝型。
2.土石坝应用中的特点、缺陷
（1）土石料是透水的，在水库蓄水后水的压力及各种荷载下，坝体和坝基将产生渗流。在渗流影响下，易产生渗透变形。渗流也会使浸润线下土体的有效重量降低，内摩擦力和黏聚力减小。这些对坝体稳定很不利。
（2）在上下游水面附近及其变动区内，坝坡将会受到冲蚀和淘刷，以致产生局部失稳。以外，雨水的冲刷也可能降低坝体的稳定性。
（3）在坝体自重和各种荷载作用下，坝体会产生不同程度的变形（沉降），过大的不均匀沉陷会导致坝体开裂或使防渗体结构遭到破坏。
此外，土石坝极易因气温骤变而产生不利的影响，动物（如白蚁）在坝身内筑造洞穴而形成集中渗透通道，地震区的坝体会在地震力作用下产生裂缝和坍滑。
（二）土石坝的类型。
1.土石坝的类型很多。常根据坝高、施工方法、土料的配置及防渗体材料的运用来进行分类。
按土石坝的高度可分为：高坝（坝高大于70m），中坝（坝高在30m至70m之间），低坝（坝高低于30m）
按施工方法可分为：碾压式土石坝、抛填式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等，其中碾压式土石坝应用最广泛。
按土料在坝体中的配置和防渗体所用的材料又可分为均质坝和非均质坝。
2.这里主要对均质坝和非均质坝进行论述
（1）均质坝的坝体主要由一种材料组成，同时起防渗和稳定作用，不再另设专门的防渗体。均质坝的结构简单，施工方便，当坝址附近有合适的土料且坝高不高时可优先采用。
（2）非均质坝的坝体各部位是用不同的材料填筑的。
1）心墙坝 坝体的中间部分用透水性的材料做成防渗体（心墙），防渗体的两侧坝体则用透水性较大的材料做成支撑体。心墙位置设在坝体中间的称为心墙坝，稍向上游倾斜的称为斜心墙坝。
2）斜墙坝 坝体的上游部分用透水性小的材料做成防渗体，下游的部分用透水性较大的土料填筑。斜墙坝的斜墙支撑在坝体上游面，施工干扰较心墙坝小，但斜墙坝的抗震性能和适应不均匀沉陷的能力不如心墙坝。
3）组合式坝 坝体由多种土料建筑而成。
二、土石坝事故原因的简要分析
我国已建成的8.6万座大、中、小型水利水电工程中，水库大坝90%以上为土石坝。据资料统计，土石坝漫顶和坝体失稳是土石坝失事的两个主要原因。在大坝失事事故中，土石坝所占比例高达70.5%，而溃坝事故中，土石坝最多。例如1979年水利部统计的资料显示1959年以来至1979年20年中，土石坝溃坝2925座，堆石坝溃坝17座，而混凝土坝仅有1座溃坝。
（一）漫顶失事事故。
1.溃坝失事原因（漫顶失事占事故总数的51.5%）
（1）由于泄洪能力不足而失事
（2）由于洪水超设防标准而漫顶
2.质量问题失事原因（质量问题失事事故总数的38.5%）
（1）由于坝体渗漏而失事
（2）由于坝体滑坡而失事
（3）由于坝体滑坡而失事
（4）由于溢洪道渗漏而失事
（5）由于输水洞渗漏或其质量问题而失事
3.管理不当失事原因（管理不当失事占事故总数的4.2%）
（1）由于超蓄而降低防洪标准而失事
（2）由于维护运用不良而失事
（3）由于无人管理而失事
4.其他失事原因占事故总数的4.6%
（二）非溃坝事故类型主要包括裂缝事故、渗漏事故、管涌事故、滑坡塌坑事故、护坡破坏事故、冲刷破坏事故、气蚀破坏事故及白蚁打洞事故等类型。
（三）土石坝安全现状。
当前我国土石坝存在的安全问题主要有：工程标准低、质量差、资金投入不足、加固监督迟缓、运行管理不完善、水库工程效益差，对小型水库的安全管理重视不够等几个方面。
结语：我国是世界上拥有土石坝数量最多的国家之一。已建水库是提高江河防洪标准，利用水资源和改造环境，发展国民经济的重要手段。水库是国家和人民的宝贵财富。我国现有的土石坝在防洪兴利方面发挥了重大的作用，对保障经济建设和人民生命财产安全具有重要意义。另一方面应注意到已建的土石坝还有很多安全问题，时造成大坝事故和失事的潜在根源，应该尽力的予以消除。
[参考文献]
[1]麻荣永.土石坝风险分析方法及应用.科学出版社.2004.162-174
篇8
1．1钻探及测试方法《建筑工程地质钻探技术标准》中针对不同的地质条件对钻探、取样方法有确具体的要求。在一些软土层中，不能直接采用重锤夯击法．应采用薄壁取土器静压取得．否则将会造成原状土样的试验指标相差很大．造成各种物理力学指标对应协调性差。
1．2现场编录内容不准确各个单位编录人员的水平参差不齐．有些甚至是没有任何经验的个体户在做现场编录．造成土层定名，划分不准确．与静力触探等原位测试结果出入很大：钻杆累计长度不准确，使土层分层界限划分有误。
1．3分析与建议从业人员素质过低是上述问题产生的原因．因此勘察单位的人员要熟练掌握不同岩土层适宜的钻探、取土方法、各种原位测试的设备标准、操作规程．把握住勘察过程中各个环节，从而获得真实可靠的第一手资料。
2．地层的划分
查明场地土层的类别、深度和分布是工程地质勘察的重要任务对岩土体的划分最根本的是把握其性质变化．在变化中区分差异．差异就是岩土层划分的依据岩土层的定名及类别划分一般首先考虑按时代、成因划分，然后按工程特性的差异性划分．定名则相对是次要的，为岩土的定性分析、定量评价提供依据。
3．地下水的勘察
在工程地质勘察报告中．水文地质条件始终是一个极为重要的问题。地下水是岩土中重要的组成部分．直接影响岩土体的工程特性．同时．场地地下水的变化又会反作用于建筑物。工程地质勘察中关于地下水存在以下几方面问题。
3．1地下水类型判定勘察报告中应明确场地地下水的类型(上层滞水、潜水、承压水)，并与周边场地情况对比参考，分析地下水的影响。例如若将上层滞水误定为潜水，就会使设计者在深基坑支护中过多的考虑地下水对支护结构的不利影响。
3．2现场试验现场抽水试验、注水实验、压水试验、渗水试验等都是根据各个工程需要和场地条件选择进行的。重要工程或有特殊要求的工程勘察项目应进行专门的水文地质勘察试验工作，查明相应水文地质参数。当场地存在多层地下水时．应分层量测水位及水文地质参数。水文地质参数不准确．则进行地基土承载力评价、基坑支护与降水、地下水抗浮等岩土工程设计或验算时将会出现偏差．导致设计方案或风险过大或偏于保守。3-3腐蚀性在各含水层的水质相差较大或浅部地下水受到污染后．应对建筑材料影响范围内的水、土分层分片进行腐蚀性一评价，如仅按混合水的水质结果评价，则可能导致腐蚀性评价结果错误。
4．地震液化评价
地震液化评价受多种条件限制．如地下水位取值、黏粒含量取值所在不同行业中由于采用不同规范等、最终判定结果往往不同。
4．1判别公式例如《建筑抗震设计规范’中公式与《水利水电工程地质勘察规范>的公式．是两个完全不同公式，是从各自工程特性给出了判别公式．但在实际工作中，特别是水利工程中若采用‘避筑抗震设计规范》中公式是不正确的。
篇9
中图分类号： S611 文献标识码： A
前言：根据自己多年的工作经验，本文对水工建筑物的可靠性设计问题进行了深入的探讨，
在分项系数极限状态方法中各分项系数不仅可以区别各类随机不确定性的不同程度，且引入了表征工程经验的结构系数yd。因而显然要比单一安全系数法更为合理。
1结构的可靠性设计
任何工程结构的设计都要辩证地考虑安全和经济的平衡。其中安全是工程结构设计的首要前提，不安全就无从谈经济了。但安全的评价尺度需要与国情和结构的特性相关联，是一个相对的概念，涉及到对结构的可靠性估计，这实质上是工程结构的能力在其工作寿命期限内能满足规定的功能目标要求。工程结构的能力以其对施加于其上的各种作用的抗力表征；而功能目标的需求则以其作用效应表征。但无论是作用及结构的作用效应，或是结构的材料性能和抗力都存在着不确定性，因而设计中结构的能力总要较其需求有一定的安全度。结构通过可靠性设计衡量其能力大于需求的程度。
如所周知，不确定性一般包括随机性、模糊性和不确知性，相对于随机性的不确定性，后两者也可统称为非随机不确定性。实际工程结构承受的作用及其材料性能都具有一定的随机变异性，而从作用到作用效应及从材料性能到结构抗力的了解和认识，是一个不断深化的过程，存在着相当的非随机不确定性，是不能统计的。工程界传统上是以一个总的安全系数来评价工程结构可靠性的。安全系数的内涵是综合考虑了随机性和非随机性的不确定性，主要是依据工程实践经验确定其取值的。特别是如大坝这类复杂的水工建筑物，迄今，工程实践经验仍是确定其安全系数取值的主要依据。
2可靠度和安全系数
工程结构的极限状态是区分其是否可靠的标志。与工程结构安全有关的是其承载力的极限状态。极限状态是通过功能函数描述的。虽然在实际工程中，功能函数常为复杂的非线性函数，且抗力尺和作用效应5都含有多个随机变量，可靠度分析的计算相当复杂，为便于对基本概念进行描述，取功能函数最简单的线性表达式Z=R—S，其中R、S分别为结构的抗力和作用效应。这样的简化，并不影响对其本质的阐述。显然，当Z
基于概率理论的可靠度分析之所以得以兴起，主要在于对以随机不确定性为主的结构，能同时考虑抗力R和作用效应S的发生概率，给出功能函数Z
如前所述，安全系数包含了不可统计的非随机不确定性因素。诸如，从作用到作用效应的转换、从试件的强度到结构抗力的转换、以及可能存在的设计中的人为差错、地基查勘中未被查明的隐患等，这些因素都只能依据工程经验确定。所以基于概率理论的可靠度分析对这些不可统计的非随机不确定性因素是不能适用的。
3单一安全系数向分项系数的“转轨套改”
3．1两种分项系数极限状态方程的本质差异
虽然可靠度设计和转轨后的多安全系数法都是以分项系数极限状态方程表征的，但两者间可归纳如下所列本质差异：
(1)转轨后的分项系数中引入了考虑非随机不确定性因素影响的结构系数yd，而可靠度设计中只能考虑抗力和作用效应的随机不确定性，这是两者之间最为本质的差异。
(2)转轨后的抗力和作用效应的分项系数yR和yS是分别针对其以一定分位值表征的标准值和代表值的；而在可靠度分析方法中，作用效应的分项系数yR和yS是针对抗力和作用效应的均值的。在一般情况下，两种方法中的抗力和作用效应的分项系数是并不相同的。而在一些文献中，在探讨可靠指标和安全系数的关系时，常忽略了两者所针对的抗力和作用效应值的差异。因此，把以分项系数表征的多安全系数法混同于可靠度分析方法，正是源于上述这些概念上的混淆。在计人结构系数yd的情况下，仍要求按可靠度方法确定抗力和作用效应的分项系数，实际也是难以推行的。
3．2向分项系数“转轨”的内涵
由于从传统的单一安全系数K向以分项系数表征的多安全系数转轨，目前分项系数的取值仍需由安全系数套改，因此，实际上只是将安全系数K拆分为考虑抗力和作用效应从标准值到设计值的随机变异性的分项系数yR和ys、以及考虑非随机不确定性因素的结构系数yd三者的乘积。因而就安全标准的设置而言，两者并无本质差异。但分项系数法4使工程人员更清楚了解安全系数K的内涵中包含的各个因素的性质及其在总的安全裕度中所占有的比重，且能根据不同作用产生的作用效应及构成抗力的不同因素之间随机变异性的差异，对相应的分项系数进行适当调整。
3．3水工建筑物设计中作用分项系数的特点
在重大的建筑物设计中，作为主要作用的水荷载，其在不同工况下的相应设计水位，就已经考虑了相应的洪水发生概率，可以通过工程具有的控制水位的可靠设施，加以人为调度，因而可以视为定值。另一个主要作用是结构的自重荷载，对大体积坝体而言，其尺寸和容重的随机变异性也是很小的，同样可以视为定值。其余的具有一定随机变异性的作用，如坝基的渗透压力，由于坝基地质条件的复杂和系统观测数据资料所限，很难进行概率分布和统计参数的计算分析；又如温度作用，与气候条件、人工调度方式、库水中泥沙含量等因素有关，也很难用统计理论进行分析而提出准确的统计参数。所以，把这些作用作为随机变量，实际上也是有一定困难的。
3．4《水工建筑物抗震设计规范》中分项系数的取值
《水工建筑物抗震设计规范》涉及到几乎所有主要的水工建筑物。规范中对其地震作用的地震动峰值加速度的设防水准规定：一般工程应依据《中国地震动参数区划图》确定；而对地震基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程，以及地震基本烈度为7度及7度以上地区的坝高超过150m的大型工程，应依据专门的场址地震危险性成果评定。在考虑地震作用的偶然设计状况中，《水工建筑物抗震设计规范》根据已有试验资料，给出了大坝混凝土的抗压强度的动态标准值。
4结语
(1)水工建筑物的设计中，从传统的单一安全系数方法向以分项系数极限状态方程表达的多安全系数方法的“转轨”是更为合理、也完全可行的。目前通过两者的“套改”，在结构安全水准的设置上并无本质差异。
(2)现行的分项系数极限状态方程方法实质上属于国际上广泛采用的多安全系数法，与目前尚不具备条件被采用的可靠度设计方法并不相同。
(3)澄清对现行向分项系数极限状态方程方法“转轨套改”中诸多概念上的混淆，有利于其推广应用和对可靠度设计方法作为工程设计趋势的发展前景的促进。
(4)各部门对水工建筑物统一采用现行的分项系数极限状态方程方法，并不存在实质。这样也有利于我国在国际承担愈益增多的水利水电工程建设任务。
参考文献：
[1]吴世伟．结构可靠度分析[M]．北京：人民交通出版社，1986．
篇10
Abstract: Combining with Mengquan reservoir project defects and hidden troubles, the paper puts forward the problems of engineering for reinforcement design scheme. The paper also puts spillway, the tailrace, engineering observation, housing renovation, electrical, metal structure project construction problems reinforcement. The practice proves that this engineering reinforcement effect is good, effective playing their flood control, irrigation, and other comprehensive benefits.
Key Words: reservoir dam, problems, reinforcement, good effect
1. 工程概况
孟圈水库坐落在青龙县境内的青龙河支流南河上,坝址位于河北省秦皇岛市青龙县青龙镇孟家铺村附近。水库坝址以上控制流域面积23km2，加固后设计总库容162.4万m3，是一座以防洪、灌溉为主兼顾养殖等综合利用的小（1）型水库。水库于1970年8月动工兴建，初建时未经设计，直至1973由青龙县水电局补做设计，1974年水库主体工程完工投入运用。
水库枢纽工程主要由拦河坝、溢洪道和放水洞等组成。拦河坝坝型为圆弧型等半径浆砌石单曲拱坝，混凝土心墙防渗，坝顶高程121.5m（为假定高程系统，以下同），最大坝高22.5m，坝顶长125.6m，宽2.0m，上游侧设有高1.0m的浆砌石防浪墙；坝顶中心线圆弧半径60m，中心角120°。溢洪道为无闸门控制的坝顶实用溢流堰，位于拦河坝中部主河槽部位，堰顶高程117.0m，进口宽50m。放水洞位于拦河坝左侧，为埋设在坝内的φ80cm的钢管，进口底高程101.5m，出口采用手动闸阀控制，并设阀门室。
2. 工程除险加固前存在问题
孟圈水库建成运用30年来，在防洪、灌溉及养殖等方面发挥了较为明显的效益。但由于水库属“三边”工程，存在着影响大坝安全的问题。
（1）渗漏问题
坝体渗漏严重，主要原因是施工质量差，浆砌石中水泥砂浆缝隙充填不实，加之反复的冻融破坏，以及坝体内渗透水流的侵蚀，使砂浆与砌体分离，导致砌体之间的缝隙不断加大，渗漏越来越严重，水库运行存在极大的安全隐患。
（2）右坝肩与山体结合处，岩石开挖不彻底，风化岩没有清除干净。
（3）在校核洪水位工况时，拱冠梁上游的拉应力在111.54m、106.54m、101.54m处均超出允许拉应力值（10kg/cm2），不能满足规范要求。
3. 针对工程地质情况确定处理措施
坝址区内存在的主要工程地质问题：坝基渗漏、坝体渗漏等。
坝基中部及左侧基岩透水率均小于5Lu，渗漏性较小，仅在右侧MQZ03孔基岩顶部透水率较大，达36.7Lu，属中等透水，推测该部位坝体浆砌石和基岩接触面漏水。
大坝坝体为人工砌筑浆砌石，根据钻孔注水试验，渗透系数（k）平均值为1.72×10-3cm/s，属中等透水。根据安全鉴定报告所述，该水库属于“三边”工程，浆砌石砌筑质量差，砌石缝中的砂浆填塞不饱满，坝体防渗结合面处理不彻底，目前主要是右侧坝体渗漏严重。
针对上述问题，本次除险加固主体工程为坝基、坝体防渗处理，处理方案采用上游面浇筑混凝土防渗面板。
4、工程设计标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）划分，属小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物按4级设计。根据《防洪标准》（GB50201-94）,确定水库的设计标准为50年一遇洪水，校核标准为300年一遇洪水。孟圈水库库区地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度Ⅵ度区，根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL5073-2000）,建筑物的地震设计烈度为6度。
5、工程的除险加固设计
5.1 拦河坝加固设计。
拦河坝为圆弧形等半径浆砌石单曲拱坝，坝顶上游侧设浆砌石防浪墙，防渗体为混凝土心墙，拦河坝中部主河槽部位为坝顶式溢流堰，堰上无交通设施。拦河坝加固主要项目包括上游混凝土防渗面板和坝顶改建。
（1）上游混凝土防渗面板
首先将拦河坝上游坝脚处覆盖土和基岩进行开挖，并对坝体上游面进行清缝、凿毛，冲刷干净后进行混凝土面板浇筑。混凝土面板在坝顶处厚50cm，坝基处厚1.5m，面板基础深入弱风化岩深度不少于1.0m；非溢流坝段面板坡度为1:0.294，溢流坝段1:0.127。面板与原坝体间采用Φ20锚筋连接，锚筋间距1.0m，梅花型布设，锚筋与面板钢筋网焊接。溢流坝段结合溢流堰混凝土拆除重建，将上游混凝土防渗面板与新建溢流堰混凝土一起浇筑形成整体。上游面板混凝土等级为C25W6F200，采用聚丙烯纤维混凝土；混凝土面板分块浇筑，共设置横缝5道，横缝采用预留宽缝形式，内设插筋，待面板混凝土达到稳定温度后，进行宽缝二期混凝土浇筑，二期混凝土采用微膨胀混凝土。
（2）坝顶改建
坝顶浇筑厚10cm的混凝土护面，并对防浪墙采用厚2cm水泥砂浆抹面处理；坝顶下游侧增设钢管栏杆。
坝顶护面混凝土浇筑前，首先对表面进行凿毛清理，再浇筑厚10cm的混凝土（C20F200）路面，采用单侧向下游排水，坡度1.5%。
5.2 溢洪道工程。
工程主要包括堰面混凝土拆除重建、坝顶增设人行便桥和下游防冲刷处理。
（1）溢流堰改建
首先将现有溢洪道堰面凿除，露出原浆砌石坝体；在结合面上布设φ20锚筋，单根长2.0m，间距0.75m，梅花型布置；将浮渣清理后用水冲洗干净，再浇筑混凝土堰面，堰面混凝土采用聚丙稀纤维混凝土，等级C25W6F200，聚丙烯纤维掺加量为1kg/m3；将新建溢流堰混凝土与上游贴面混凝土浇筑成整体。
改建后溢洪道仍为开敞式实用堰，堰面曲线段采用WES幂曲线。
（2）堰顶人行便桥
为便于工程管理，在溢洪道顶增设人行便桥，为保证泄洪安全，桥底按高于校核洪水位不小于0.75m考虑。新建人行便桥中心线位于半径60.5m的圆弧上，分5跨布置，上部结构采用5×9.92m普通钢筋混凝土连续空心板，桥面总宽为2.2m。连续空心板采用满堂支架现浇方式进行施工，连续板混凝土强度等级为C30，板厚0.5m，采用一板四孔，开孔直径均为0.34m。便桥共设2道改性沥青伸缩缝，分别设置在桥台处。桥面采用C40W4混凝土铺装，铺装内设Φ8间距10cm钢筋网，桥梁两侧设置钢管栏杆。支座采用GYZ 150×35mm板式橡胶支座和GYZF4 150×37mm四氟滑板支座两种形式。
（3）坝体下游防冲处理
目前溢洪道下游坝体防冲面板下部掏刷严重，形成部分临空面，为保证坝体安全，对掏空部位进行清淤并开挖至基岩，再采用M7.5浆砌石回填密实。
5.3 放水洞工程。
主要配合金属结构更新改造，将出口阀门室和闸阀支墩拆除重建，拆建阀门室面积20m2，其基础和新建闸阀支墩形成整体，采用混凝土结构，混凝土等级C20F200。
5.4工程观测。
观测项目主要包括：拦河坝坝顶垂直和水平位移观测、拦河坝坝基渗流压力观测、绕坝渗流观测以及库水位观测。
渗流压力观测采用测压管，在断面桩号分别为0+30和0+90下游坝基处，各布设1个坝基渗流压力观测点，并在左右坝肩下游各设两个绕坝渗流测点。拦河坝坝顶垂直位移观测采用水准测量，在溢洪道两侧台阶和中墩各设置1个垂直位移测点，拦河坝两端各设1个起测基点，埋设在稳固的基岩上；坝顶水平位移观测采用前方交会法测量，测点布设同垂直位移测点，工作基点设两个，校核基点设一个，布置在坝体下游两岸岸坡基岩上；水位观测采用水尺，分别在溢洪道左、右两侧各布置1个测点。
5.5房屋建筑工程。包括水库管理用房及放水洞出口阀门室。
放水洞出口阀门室建筑面积20m2，采用坡屋顶，新建管理用房建筑面积90m2，兼做防汛值班室。结构类型为一层砖混结构，基础为条形基础，屋顶为油毡瓦混凝土现浇坡屋顶，墙体材料为承重页岩砖，外饰面采用米黄和橙色的外墙涂料。
5.6电气改造设计要点。为满足防洪度汛需要，针对水库电气设施存在的问题，对新建管理房、放水洞出口阀门室和拦河坝坝顶进行配电照明设计，防雷接地及过电压保护系统设计，以满足防洪度汛需要。
（1）照明设计
对于工程管理用房、阀门室和坝顶增设照明设计, 坝顶和阀门室照明电源引自距管理处200m的0.4kV线路处引接至新建管理用房照明箱，再从照明箱以0.4KV的电缆埋管线路引至坝上照明、以220V的电缆埋管线路引至阀门室。
（2）防雷接地及过电压保护设计
为防止雷电对电气设备及对人身危害，在管理用房顶设防雷带。为防护感应雷进袭波，在进线终端杆上装设氧化锌避雷器。在管理用房等设有用电设备的建筑物内，按照规程规范要求均作必要的室内接地网，接地电阻不应大于4Ω，应满足规范要求。
5.7金属结构改造设计要点
改建后的放水洞结合拦河坝坝上游混凝土贴面，进口埋设钢管，将放水洞延长，钢管前端设拦污网，出口设置 1个暗杆手动闸阀，闸阀直径￠800mm，手动操作，密封面材料为铜合金，闸阀自重1797kg。闸阀前端通过伸缩节、钢管和放水洞原有钢管相连，闸阀后通过伸缩节与一段钢管相连，钢管末端即为放水洞出口。钢管总长3.3m，直径￠800mm，钢管重约1.3t。
闸阀采用喷锌+涂料进行防腐，涂料采用环氧云铁防锈底漆，面漆采用超厚浆型环氧沥青防锈漆，以达到长效防腐目的，防腐面积20m2。
6. 结论
通过分析该工程的隐患所在,依据规范对大坝坝坡稳定、渗透稳定性进行了分析，在拦河南工程、溢洪道工程、放水洞工程施工中严格按施工填筑参数控制压实质量、铺筑厚度、材质级配等各项指标。工程加固后至今运行良好,故实践证明其所采取的除险加固措施取得了较好效果，值得推广。
参考文献
篇11
1、工程概况
烟岗水电站工程位于四川省凉山州木里县境内，是雅砻江中游右岸一级支流――鸭嘴河水电梯级的第二级水电站。首部枢纽工程位于烟岗峡谷进口处，距木里县公路里程76km，距西昌市公路里程330km，其上游约8km处为该河段水电梯级的第一级水电站―布西水电站。烟岗水电站厂房位于鸭嘴河河口上游的雅砻江的右岸山坡2515m高程处，其尾水接第三级水电站―跑马坪水电站的前池，烟岗厂房距首部枢纽公路里程12km。本工程开发任务为发电，兼顾环境生态用水。
工程由首部枢纽、引水发电洞、压力埋管、电站厂房及尾水渠等主要建筑物组成。总工期36个月。工程静态总投资82311.61万元，总投资91721.61万元。
烟岗水电站采用引水式开发，装机容量120MW，多年平均发电量5.32亿kW.h。
电站主厂房全长54.76m，宽21m，最大高度20.4m。厂房与开关站结合地形条件布置，左侧为安装间，与主机间同宽；主厂房内2台发电机组呈一字形排列。电站于2012年10月正式并网发电。
2、主厂房屋顶设计方案比选
2.1钢网架结构方案
钢网架结构的特点是，施工速度快，安装、维修容易，安全系数高，且可以解决机电安装急需保温的困难。钢网结构比较固定，一般由三部分组成：厂顶网架、网架支撑以及屋面。在材料选择上，屋面采用彩钢夹芯板，檩条采用冷弯溥壁型钢。
2.2钢筋混凝土方案
钢筋混凝土结构在工业与民用建筑中得到了广泛的应用，其主要优点是作为承重构件，其承载力大，施工技术成熟，抗震和防火等方面的性能优越。采用钢筋混凝士框架结构，稳定性可以得到很好的保证。钢筋混凝土梁板结构经历了两个阶段，传统的做法是薄腹梁或混凝土屋架加大型槽型板，后来随着预应力技术的成熟，一些技术公司开发出雁型板项目。值得强调的是屋面板要有保温层、防水以及保护等功能。
2.3房屋方案的比选
为了选出更为合理的方案，应对两种方案的优缺点进行比较。笔者根据工程 的实际情况，主要对以下几个方面做了比较：
施工工期：钢网结构施工工期短，且不受天气的影响，即使是在寒冷的冬季，混凝土无法施工的情况下，钢网仍可进行。且预制构件的施工周期长，养护周期长。
施工人员费用：钢网结构主要的构件厂家已经事先设计好了，电站只需要安装即可，施工时间大大缩短，因此，施工人员费用也比混凝土结构便宜。
工程造价：施工以及装修等工作完成以后，按实际的覆盖厂房面积，经过计算知钢网结构每平米综合造价比混凝土结构节省投资30-40%。
构件制作：钢网结构所需的钢管、螺栓、锥头、板材以及檩条等构件均由设计厂家按要求制作，只需将构件运到现场安装即可完成；混凝土结构方案需要浇注梁以及面板，为了保证预制施工质量，需要事先平整夯实及硬化预制场地[2]，特别是在场地受限的水电站工程中，场地条件有时无法保证。
影响因素：钢网架结构施工非常简便，吊装安全并且工作量小，混凝土用量也很少，质量控制比较容易。混凝土结构材料较多，施工受外界条件影响大，尤其冬季施工，加大了施工难度，混凝土质量因而不能很好的保障，准备工作量也非常大。
综合以上几个重要因素的考虑，钢网结构优势非常明显，同时为避免梁板吊装对机电安装造成较大的干扰，确保机组可以按期投产发电，设计最终采用空间钢网架结构方案。
3、钢网结构设计
3.1 结构形式
钢网结构采用正放四角锥网架。支撑形式：下弦支承。节点类型：螺栓球节点网架。平面尺寸大小为38.42m×17m，投影面积共计653.14m2。
3.2 设计依据
荷载标准值：上弦恒载为0.30kN/ m2，上弦活载为0.50k N/ m2，下弦恒载为0.1kN/ m2，基本风压为0.35kN kN/ m2，抗雪压载荷为0.50k N/ m2。设防抗震烈度为6度，场地属于Ⅱ类建筑场地。
3.3 材料选择
选用Q235B钢制作的钢管，采用高频焊接钢管的焊接方式。螺栓螺钉选用40Cr钢，材质应符合《合金结构钢技术条件》GB3077要求，高强螺栓应满足《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB1288的规定，其性能等级为10.90s。选用45号钢制作的螺栓球，材质应符合《优质碳素结构钢钢号及一般技术条件》GB699的规定。选用Q235B钢制作的封板锥头，钢管直径超过76时必须采用锥头，连接焊缝海外锥头的任意截面与连接的钢管强度要等同，厚度应保证变形以及强度的要求。选用Q235钢制作的套筒，杆件与截面等同。选用E43焊条对Q235钢与Q235钢进行焊接，选用E50焊条对Q235钢与45号钢进行焊接。采用75mm厚彩钢夹芯板作为屋面板材，采用冷弯薄壁型钢制作檩条。
3.4 加工技术要求
网架杆件需要对氧化皮以及锈蚀等污物进行清除后才可加工。网架的构件（包括杆件、螺栓球、、支座高强螺栓等）需要在专业的厂家定制，并且还得有检验合格证明，对于球以及螺栓的加工，则由厂家按机械行业标准选购或自行加工，但要满足受力和材质要求。焊缝需满足规定标准，构件焊接要达到同等强度，。
3.5 安装以及涂装技术
要求支承面预埋钢板必须保持水平，安装位置准确。，相邻支座高差不超过5mm，最高与最低高差不超过10mm，位移量不超过5mm。对所有构件须都需要作防锈处理，出厂前以及安装后都要涂灰色防锈漆。为了保证使用年限，涂装前需要进行除锈，除锈参考《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等极》GB8923中的Sa2等级，不能低于这个除锈等级。涂装时的环境湿度以及温度，除其产品的特殊要求外，相对湿度不应超过85%，温度应在5D38℃之间。不应在涂装构件的表面出现结露，涂装后4小时内应避免雨淋。荷载必须作用在节点（螺栓球）上，严禁在杆件上悬挂重物，杆件不承受横向荷载。
4、结束语
网架结构的组成比较规则，施工起来方便，厂房屋面结构采用钢网架比采用钢筋混凝土梁、板结构费用小，建设工期短，质量更易于控制，并且对周围环境影响小。因此，在水电站工程中应大力推广应用。
参考文献
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0前言
随着我国综合国力的不断提升，经济建设的日益繁荣，对电力资源的需求日趋紧张，中小型水电资源的开发利用，对缓解我国电力资源的需求紧张局面起到了不可替带的重要作用。为此加强对水电工程建设的地质灾害危险性评估工作，更加科学、合理、有效地开发利用水利资源，更好地保护人类生存环境，有着至关重要的作用。本文以辽宁省凤城市石桥水电站工程建设地质灾害危险性评估为例，浅谈一下地质灾害危险性评估在水电工程建设中的应用。
1工程建设概况
石桥水电站工程是一座无调节的径流式水电站，采用水力自控翻板闸坝型，坝址以上控制流域面积为4839km2，水电站正常蓄水位46m，总库容4001万m3，电站总装机容量9600kW，电站多年平均发电量为2136万kw.h，年利用小时数为2225h，工程建设永久占地8.1095hm2。工程枢纽建筑物由左岸电站厂房、冲沙闸、水力自控翻板闸等组成。枢纽工程等别为Ⅲ等，永久性水工主要建筑物（拦河坝、冲沙闸、电站厂房等）的级别为3级，永久次要水工建筑物级别为4级，临时性水工建筑物级别为5级，属较重要建设项目。
2 工程建设区地质环境条件
2.1水文气象
工程建设区气候属北温带湿润的季风型大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。所处爱河流域多年平均气温8.1℃，12月至翌年2月平均气温在0℃以下，1月最冷。区内降水量充沛，多年平均降水量1021.3mm，降水量年际变化较大，降雨量在年内分配极不均匀，雨量多集中在夏季7、8两月，占全年57%左右。流域内多年平均蒸发量1237.2mm，5月份相对湿度小，气温上升快，风速大，是蒸发量最大时期，11-3月为结冰期，蒸发量最小。流域内冬季受西伯利亚冷空气南下及地形影响，最多风向为NNW，初霜期一般在9月下旬，终霜期一般在5月上旬。流域内降雪期长，初雪期最早在10月21日，最晚终雪日在4月29日。流域内累年极端最高地面温度63.7℃，累年极端最低地面温度-37.5℃，最大冻土深度为138cm。
坝址区多年平均径流总量为25.35亿m3，多年平均流量为80.38m3/s。20年一遇设计洪峰流量为11400 m3/s，100年一遇校核洪峰流量为16700 m3/s。
爱河流域植被覆盖情况较好，上游森林覆盖率达80%以上，水土保持状况良好，是辽宁省的少沙河流，年均入库泥沙体积为63.7万立方米。
2.2地形地貌
工程建设区地貌属辽东低山丘陵区，坝址位于草河与爱河汇合口下游2.6km左右峡谷段上，周围山丘高程均在300m以下，地形坡度一般在17°左右。左岸地形较完整，山丘多北东向展布，最高丘顶约为230m～262m，右岸地形较破碎，除近岸地段见有293m两山丘连绵成帐外，其它地带最高仅121m，多为高50m～70m，宽3km～4km的破碎分水岭。两河汇合处地表平坦开阔，阶地有两级，漫滩多存留于堆积岸，其后为丘陵，两侧山体多北东向延展（见照片1）。
2.3地层岩性
工程建设区内地层除新生界第四系外，侵入岩大面积分布，是构成库区与坝址区的唯一地层。
第四系主要分布于水系两侧、山间洼地和山麓地带，呈条带状展布，厚度不等，主要有砂卵石、粉质土、耕植土及局部崩积物等；侵入岩主要有前震旦纪辉长岩、燕山晚期二长花岗岩、晚侏罗系花岗斑岩及晚侏罗系花岗岩。前震旦纪辉长岩主要分布于坝址两侧坝端；燕山晚期二长花岗岩主要分布于库区上游右岸处；晚侏罗系花岗斑岩主要分布于库区上游右岸处；晚侏罗系花岗岩主要分布于库区上游。
2.4构造
工程建设区主要构造为新华夏系压性断裂，大部分在早元古代混合岩、印支期花岗岩及燕山期花岗岩中通过，总体走向北东约20°～30°，倾向南东。总体上工程建设区从区域上看库区及坝址区没有大的断裂构造通过，从断裂的走向看，局部断裂构造从深部有可能通过库区，因此工程建设区内地质构造不甚发育，未见有大的断裂构造存在，工程建设区内地质构造较简单。
2.5地震
工程建设区地震区划属华北地震区，海城-丹东-朝鲜西海岸北西向地震带和鸭绿江北东向次级地震带交汇处，重力梯度和地壳厚度有一定变化，区域地震活动主要受鸭绿江断裂带活动影响。据现有地震资料记载，工程建设区内没有发生过破坏性地震，地震活动性微弱。工程建设区基本地震加速度值为0.05g，动反应谱特征周期为0.35s，抗震设防烈度为Ⅵ度，区域地壳稳定性较好，属于区域相对稳定的地区。
2.6水文地质特征
工程建设区地表水系较发育，根据区内地下水的赋存形式和运移特点等因素，将工程建设区内地下水分为两种类型，即第四系松散层类孔隙水和基岩裂隙水。
第四系松散层类孔隙水，主要分布于河谷、漫滩、坡麓及沟谷地带，赋存于第四纪松散堆积物中，受大气降水及地表水的补给，径流、排泄条件好，水交替作用强烈。地下水位随季节变化及大气降水变化显著，含水层厚度不均变化较大，由坡顶至沟谷厚度逐渐增大。
基岩裂隙水，主要赋存于燕山晚期二长花岗岩及晚侏罗系花岗斑岩和花岗岩等基岩裂隙和风化裂隙中，其含水性受岩石的风化程度及成岩时的孔隙、裂隙的空间大小所控制，主要受季节性降水及松散含水层补给，含水性较弱，富水性不均，受出露部位、地形切割程度的影响，往往以短途径流、点状泉等方式排汇。
2.7岩土工程地质特征
工程建设区内岩土工程地质特征主要按库区、坝址工程区、电厂尾水渠工程区进行说明。
（1）库区工程地质特征
石桥水电站库区河谷成U字型，两侧阶地有两级，山体多南北向延展。左岸坝址线地势陡峭，岩石面积较大；右岸坝址线为低缓丘陵区，植被发育，覆盖层较厚。
库区基岩均为侵入岩，其中二长花岗岩主要分布于坝址两端；花岗斑岩主要分布于库区上游右岸处；花岗岩主要分布于库区上游右侧低山处；少量辉长岩分布于坝址两侧坝端。
库区第四系地层以粉土、粉细砂、砂卵石为主，主要分布于河床两侧河漫滩与沟谷及Ⅰ、Ⅱ级阶地上。砂卵石厚度一般为5.0m左右；粉细砂一般在3.0-4.0m左右。
库区内未发现较大的断裂构造，右岸及左岸均未见通往库外的断层。
库区两岸，新鲜岩石坚硬完整稳固，但沟谷冲蚀地带及表层岩石风化较强烈，其承载力相对较低，岩土体工程参数与坝址工程区基本一致。
（2）坝址工程区工程地质特征
坝址区第四系松散堆积物分为耕植土层，分布于右坝端；细砂层分布于河床左侧与左岸山丘之间的台地上；卵石层主要分布于河床右侧河漫滩，岩石成分为花岗岩、石英岩等，磨圆度较好。
坝址区基岩均为侵入岩，主要为二长花岗岩，分两期侵入，广泛出露于坝址区，是坝基的主要岩体。坝址区未见断层通过，坝基岩体二长花岗岩发育有三组节理，节理面大多闭合-微张，泥质-岩屑充填，结构面起伏粗糙。
坝址区强风化岩层较薄，多为弱风化岩石，两岸坝端岩层风化浅，河漫滩处风化较深。第四系以下基岩顶面为强风化岩，其中最大厚度2.3m，最小厚度0.5m。坝址左坝端岩石为弱透水，河漫滩段岩石为中等透水，右坝端岩石透水性为弱透水-中等透水，应对整个坝基岩体尤其河漫滩段坝基基础进行帷幕防渗处理。
（3）电厂、尾水渠工程区工程地质特征
电厂区第四系主要为冲洪积细砂和山麓堆积物，电厂厂基岩性有辉长岩和二长花岗岩，强风化岩体破碎，弱风化岩体较为完整，厂区内无断层，地基承载力为3000～1000KPa；尾水渠区第四系主要为冲洪积细砂，基岩有辉长岩和二长花岗岩，上游段有弱风化岩，下游段有强风化岩。整个电厂、尾水渠岩体透水性均为弱透水。
2.8人为工程活动的影响
工程建设区原始地貌保持较好，地表植被较发育，人为工程活动主要表现为河谷区Ⅰ、Ⅱ级阶地的农业种植，县乡间便道的建设、引水工程的建设、村居民区建设及小规模的采石、采砂活动，人类工程活动对地质环境的影响较小，工程建设区人为工程活动一般。
3 地质灾害危险性现状
经实地调查，工程建设区内潜在地质灾害类型主要有崩塌、滑塌、滑坡、泥石流。
3.1崩塌、滑塌
在库区左岸坝址工程区、电厂尾水渠工程区边坡多见岩体，坡脚见有倒石堆及崩落块石，由于地形坡度较陡，岩体长期遭受自然风化剥蚀，在强降水入渗、地震、人工不合理削坡等激发因素的作用下或某一主导因素的作用下，均存在倾倒式或滑落式崩塌的危险隐患，其危险性小。
3.2滑坡、泥石流
在库区两岸边坡地带，小型溪流沟谷较为发育，河谷阶地及山坡农业耕作地带植被破坏较重，坡面水土流失现象较多，加上区内其它工程建设切坡扰动土体现象，使得本区在雨季特别是暴雨季节，沿河两岸部分沟谷、斜坡地段有小型滑坡、泥石流的发生，给工程建设带来潜在危险，因此，在丰水期洪水的冲击下，区内有滑坡、泥石流的危险隐患，其危险性小。
4 地质灾害危险性预测
工程的建设和运营，将对库区及周边地带内的地质环境条件产生影响，特别是水文地质条件、岩土体原有的力学平衡状态将发生改变，可能引发或加剧的地质灾害，主要表现为崩塌、滑坡、泥石流、库岸坍塌、滑塌、浸没、水库渗漏、坝基坝肩渗漏等问题。
4.1枢纽建筑区
（1）崩塌、滑塌
在坝址左右两岸的枢纽建筑工程区，由于工程建设人工开挖边坡，形成高陡边坡，尤其在左侧坝肩枢纽工程切坡地带可能引发小型岩土体崩塌、滑塌，给工程建设带来危险，并对本区地质环境条件和自然生态环境造成不同程度的破坏，随着工程建设的实施，人类工程活动的增强，在自然及人为等因素激发下，两侧边坡及人工切坡地带均有可能发生小面积的崩塌、滑塌，其发生的可能性和危险性中等。
（2）坝基渗漏、坝肩绕坝渗漏
在坝址区，由于坝基岩体透水率多以中等透水为主，局部岩段较为破碎，岩体完整性较差，可能发生坝基渗漏；在右坝肩由于工程地质条件、地形、地貌相对左岸较差，可能发生坝肩绕坝渗漏，应根据坝基及坝肩透水性分带特征及基岩透水性特点，在大坝施工过程中，应对坝基深厚覆盖层及下伏岩体做防渗墙和防渗帷幕，否则水库蓄水后易产生坝基渗漏、坝肩绕坝渗漏，其发生的可能性和危险性中等。
4.2库区
（1）库岸坍塌、滑坡
水库蓄水后，水位抬升，水文地质条件发生改变，地表及地下水径流条件发生变化，并对库区两岸边坡地带的岩土体进行浸润，在静水压力、动水压力、坡体自重应力、强降水等自然和人为工程活动因素的作用下，库区两岸边坡地带可能发生库岸坍塌、滑坡，其发生的可能性和危险性中等。
（2）泥石流
库区所处流域水系较发育，库区周边有多条溪流沟谷、冲沟存在，沟谷、坡麓及坡谷地带多为农业耕地，对地表植被造成一定破坏，尤其在库区左岸坝肩上游有一较大冲沟存在，沟内有人工扰动土体及多处水塘存在，该沟区亦是工程建设的砂石骨料加工区，工程施工势必加大对沟内岩土体的扰动，增加松散物源，在雨季强降水入渗、冲沟水流的冲刷及自身重力和暴雨突发引发山洪等人为和自然因素的激发作用下，在沟谷中均可能引发小型坡面泥石流和溪沟泥石流，其发生的可能性和危险性中等。
（3）水库渗漏
库区岩性单一，均为侵入岩，没有碳酸盐岩分布，岩体透水性弱，水库两侧与邻谷分水岭山体宽厚，无低矮单薄分水岭和低邻谷，地下水分水岭高程远大于正常蓄水位，无穿越库区分水岭通向库外的断裂构造，水库封闭条件较好，不存在向邻谷产生永久性渗漏问题，故水库渗漏发生的可能性和危险性小。
（4）水库泥沙淤积
库区所处流域植被覆盖情况较好，上游森林覆盖率达到80%以上，水土保持状况良好，但流域悬移质输沙量年际间变化较大，年内分配极不均匀，主要集中在汛期，约占全年的99%。由于库区所处流域上游，山地面积大，流域内山高坡陡，河道比降较大，属于少沙河流中推移质沙量高产区，因此推移质及库区塌岸和泥石流等所产生沙量占悬移质的比值较一般地区高，年均入库泥沙体积约为63.7万m3，故水库发生泥沙淤积可能性和危险性中等。
（5）水库淹没及浸没
电站正常蓄水后，库区及周边地下水位抬高，对位于正常蓄水位附近的第四系松散堆积层如一、二级阶地等，可能产生浸没问题，但因库区周边松散堆积物质多为砂土、碎块石土、卵砾石土等，透水性较好，库区周边阶地上的耕地，因库水抬升受毛细管作用，局部可能产生浸没现象，但分布范围较小，受水库浸没影响不大，库区发生淹没及浸没的可能性和危险性中等。
（6）水库诱发地震
工程建设区地震活动微弱，库区及周边无可溶岩分布，不存在规模宏大的活动性断裂构造，局部断裂未与库区发生直接的水力联系，电站水库蓄水后存在水库诱发地震的可能性和危险性小，但应对坝址工程区进行监测设置，确保坝体等枢纽工程与水库的安全。
5 地质灾害防治措施
5.1崩塌、危岩、落石等灾害防治措施
工程建设中应采取如绕避、刷坡清除、镶补勾缝、加固支档、修筑拦石墙、排水沟、预应力锚索、架设安全防护网、采用安全坡率法施工等有效安全防护措施，应严格控制爆破用药量，采取预爆破措施来保护基岩不受损害，发现危石应及时清除或支撑加固，对影响斜坡稳定性的岩体空洞、裂隙应及时进行镶补勾缝，要拦截疏导斜坡地表水和地下水，作好边坡及其以外集水面积内的排水和防渗体系。对区内的永久性边坡地带，尤其是左岸枢纽工程区的岩质边坡，必须修筑永久性安全防护治理设施，保证边坡安全稳定，雨季应加强坡体稳定监测，及时发现隐患，采取科学防护措施，保证人员和财产不受损失。
5.2边坡失稳、滑坡的防治措施
工程建设中及工程建成后，区内高边坡段应采用台阶及适当放缓边坡坡度、全断面边坡防护，或采用下挡上护措施，必要时可采用预应力锚索加固手段；低边坡段，可采用坡面防护，下设挡墙、脚墙的防护措施；同时上述地段尚应做好防、排水工程，避免地表水渗入岩土体内。斜坡地带，在坡积层上填方加载时，可能会导致坡积层沿下伏基岩面滑动，可采取路堤挡土墙、路肩墙进行防治，挡墙基础宜置于基岩中一定深度，确保坡体稳定而不危害工程，并做好坡体稳定的监测和预警工作。
5.3泥石流灾害防护措施
加强对区内沟谷溪流、河流的综合治理，工程建设所需砂石料要科学合理堆放，禁止随意乱堆乱弃，特别是严禁在主沟槽内堆积存放，尽量少占压河床，并加强导流工程设施建设，采用恰当的工程防护措施如固稳、挡储、排导等，生物防治措施如封山育林等方法，控制地表径流，防止坡面侵蚀，消除泥石流灾害的发生，在雨季强降水期应加强对可能发生泥石流沟谷的监测和预警工作。
5.4水库坍岸的防护措施
石桥水电站蓄水后，将对库区两岸分布的岩土质坡体及松散坡积物堆积体产生浸润剥蚀，在边坡防护中，应采用干砌片石护坡、挡墙、抛石或干砌片石与挡墙相结合的库岸防护或路基防护措施，同时对抬高农田分布的地段采取永久防护堤等工程措施和种草、植树等生物措施，严格禁止一切破坏岸坡的人类工程活动。
5.5坝基渗漏、坝肩绕坝渗漏的防治措施
坝基工程建设基面为弱风化二长花岗岩，对坝址、坝肩区引起坝基渗漏、坝肩绕坝渗漏的透水岩段，建议采用帷幕灌浆至隔水岩层的方式处理，确保坝基及枢纽工程的绝对安全。
6 结论与建议
6.1结论
工程建设区地质环境条件复杂程度中等。现状条件下的地质灾害类型有崩塌、滑塌、滑坡、泥石流。人类工程活动一般，对本区自然地质及生态环境造成的破坏程度较小。现状条件下地质灾害的发育程度属弱发育，危险性小。
随着工程建设区枢纽工程、库区等各项人为工程活动的实施及自然激发因素的影响下，将破坏该区现有岩土体的稳定平衡条件及地表植被等自然生态环境，可能引发崩塌、滑塌、滑坡、泥石流等地质灾害，其发生的可能性中等，危险性中等。工程建设本身可能遭受崩塌、滑塌、滑坡、泥石流等地质灾害的危险性中等。
6.2建议
（1）加强地质灾害的监测、预警和防治，科学合理规划，提高思想认识，做到以预防为主，"防"、"治"相结合的方针，加强地质环境保护，尽量减轻工程建设对地质环境的不利影响，尽可能避免引发和加剧地质灾害的发生。
（2）坝基及边坡开挖中要注意施工方法，做好安全防护，边坡要控制在安全坡角内，全面进行坝基及坝肩防渗帷幕灌浆，施工时应尽量避开雨季，以防突发性地质灾害的发生。
（3）电站主体工程施工开挖，要采取工程防护措施，在坝基、坝肩高边坡开挖地段，应确定合理的开挖坡比，进行边坡防护及布设截排水设施等，防止边坡发生渗透变形与滑塌，保证施工安全，同时布置必要的边坡变形监测措施。
（4）工程建设过程中，应采取工程措施和生物措施相结合的原则，做好施工区、库区及周边地区的水土流失防治工程，对库区及冲沟、河道进行治理，避免滑坡、泥石流等地质灾害的发生，对库区及周边地区要进行绿化、美化工作。
（5）工程建设及运营期，应"统一规划，合理布局"，体现人与自然的和谐统一，最大限度地减少对自然生态环境的破坏和影响，坚决做到"谁开发谁保护，谁破坏谁治理"，最终实现经济效益、社会效益与环境效益的和谐统一。
7结束语
随着我国电力事业的快速蓬勃发展，我们更应着力强地质灾害评估工作在电力工程建设中的应用，确保电力工程建设安全可靠运行，保证国家和人民生命财产不受损失，做到人与自然环境的和谐统一。因此，在进行地质灾害危险性评估时，要有充分的前瞻性，既要认识历史灾害过程，又要充分考虑地质灾害的潜在危险。
参考文献
［1］《地质灾害防治条例》[M]，中华人民共和国国务院令第394号.
［2］《关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》[S]，中华人民共和国国土资源部令[2004]69号.
［3］《关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》[S]，辽宁省国土资源厅发[2004]198号.
［4］《辽宁省建设项目地质灾害危险性评估技术要求》[S]，辽宁省国土资源厅发[2004]198号附件
［5］《地质灾害灾情评估理论与实践》[M]，中国建筑设计研究院专业技术培训资料，2006.
［6］《辽宁省建设项目地质灾害危险性评估管理办法》[S]，辽省国土资源厅发[2007]42号.
［7］《凤城市石桥水电站工程可行性研究报告》[R]，辽宁省水利水电勘测设计研究院，2011.
篇13
根据统计，我国450个城市中有3/4处于地震区，而其中大中城市的4/5以上均在地震区。以此，为了抗御和减轻地震灾害，有必要进行建筑结构的抗震分析与设计。我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中明确规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
地震时由于地面运动使原来处于静止状态的结构受到动力作用，产生强迫震动。我们将地震时地面加速度振动在结构上产生的惯性力称为结构的地震作用。结构的地震反应是一种动力反应，其大小不仅与地面运动有关，还与结构自身动力特性如：自振周期、振型和阻尼等有关。结构动力学着重研究结构对于动荷载的响应（如速度、位移、加速度、内力等时间的历程），以便确定结构的承载能力和动力学特性，或为改善结构的性能提供依据。因此，在房屋抗震减震方面，结构动力学既是抗震设计的基础，又是减震隔振的理论依据。
一、结构抗震验算
各类建筑结构的抗震计算应遵循以下原则：
1. 一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各个方向的水平地震作用应由该方向的抗侧力构件承担；
2. 有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用；
3. 质量和刚度分布明显不对称的结构，应考虑双向水平地震作用下的扭转影响，其他情况，可采用调整地震作用效应的方法考虑扭转影响；
4. 8度和9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。
为了贯彻实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准设防目标，抗震规范规定进行下列内容的抗震验算：
1. 对各类钢筋混凝土结构和钢结构进行多遇地震作用下的弹性变形验算；
2. 对绝大多数结构进行多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏。
3. 对甲类建筑、位于高烈度区和场地条件较差的建筑、超过一定高度的高层建筑、特别不规则建筑、采用隔震消能减震设计的结构等进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。
在多遇地震作用下，满足抗震承载力要求的结构一般处于弹性工作阶段，不受损坏，但如果弹性变形过大，将会导致非结构构件的破坏。因此，规范对除砌体结构、厂房外的各类钢筋混凝土结构和钢结构要求进行多遇地政作用下的弹性变形验算，对其楼层间的最大弹性层间位移要求符合下式：
式中
――多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；计算时，除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形；应计入扭转变形；钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度；
h――计算楼层层高；
――弹性层间位移角限值。
除部分符合条件的单厂建筑、6度区的建筑（建造于IV类场地上较高的高层建筑除外）记忆生土房屋和木结构房屋外，其他建筑结构都要进行结构构件承载力的抗震验算。验算公式为：
式中
S――结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；
R――结构构件承载力设计值；
γRE――承载力抗震调整系数。
在罕遇地震作用下，地面运动加速度峰值是多遇地震的4～6倍。因此，多遇地震下处于弹性阶段的结构，在罕遇地震烈度下将进入弹塑性阶段，结构构件接近或达到屈服，此时，结构已没有足够的强度储备。为抵抗地震的持续作用，要求结构有较好的延性，通过发展塑性变形来消耗地震能量。因此，对某些处于特殊条件下的结构，还需要验算其在罕遇地震作用下的弹塑性变形。
二、多层和高层钢筋混凝土房屋的抗震
多层和高层钢筋混凝土房屋是我国工业和民用建筑中最常用的结构形式，根据建筑功能要求不同，其常用的结构体系有框架结构、抗震墙结构、框架抗震墙结构和筒体结构等形式。与砌体结构相比，钢筋混凝土结构一般具有较好的抗震性能。
多层和高层钢筋混凝土建筑不同的抗震结构体系具有不同的性能特点，在确定结构方案时，应根据建筑使用功能要求和抗震要求进行合理选择。一般来说，结构抗侧移刚度是选择抗震结构体系要考虑的重要因素，特别是高层建筑的设计，这一点往往起控制作用。
框架―抗震墙结构体系的特点是克服了纯框架结构刚度小和纯抗震墙结构自重大的缺点，发挥了各自的优点长处。具有抗侧刚度较大，自重较轻，结构布置较灵活，结构的水平位移较小的优点，抗震性能较好。该结构适用于办公写字楼、宾馆、高层住宅等。抗震墙结构体系的特点是自重大，侧向刚度大，地震作用大，空间整体性好，但布置不灵活。抗震墙结构适合于住宅等建筑。
三、多层砌体结构抗震
砌体结构的主要承重及抗侧力构件是墙体，砌体结构的承重体系应优先选用横墙或纵横墙共同承重方案。结构承重体系中纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上窗间墙宽度宜均匀。房屋的平、立面布置应尽量简单、规则，避免由于不规则使结构各部分的质量和刚度分布不均是质量中心与刚度中心不重合而导致震害加重。
多层砌体建筑随着层数和高度的增加，房屋的破坏程度加重，倒塌率增加。因此对房屋的层数和总高度都有规范限制。房屋高宽比指房屋总高度与建筑平面最小总宽度之比，随着高宽比的增大，房屋易发生整体弯曲破坏。多层砌体结构房屋不作整体弯曲验算。因此，对于房屋的高宽比也应根据规范设计，还有砌体抗震横墙的间距，房屋局部尺寸以及结构材料都要符合规范。
四、小结
《建筑抗震设计规范》适用于抗震设防烈度为6、7、8、9度地区的建筑工程的抗震设计及隔震消能减震设计，目标为“小震不坏，中震可修，大震不倒”，而且根据建筑物使用功能的不同，建筑物的结构不同，多层和高层钢筋混凝土结构、多层砌体结构等，对建筑物的抗震设防类别及其设防标准进行了划分。但设计规范的科学依据只能是现有的经验和资料，目前对地震规律性的认识还很不足，随着科学水平的提高，地震可能不再是威胁。■
参考文献
[1] 祝英杰，谷伟.《结构抗震设计》. 北京大学出版社. 北京，2009.10
[2] 张耀军，庄金钊.《建筑结构抗震设计》. 中国水利水电出版社. 北京，2013
