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1、中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T02392004泥石流灾害防治工程设计规范1 总则1.1 泥石流灾害防治的基本程序第1.1.1条 泥石流防治程序是指泥石流灾害防治项目从决策、勘查、可行性研究、工程设计、施工到竣工验收全过程中的各个阶段及其先后次序。为保证获得最佳的社会效益、经济效益和环境效益，泥石流灾害防治应遵循下列基本程序。第1.1.2条 工程勘查 主要根据设计阶段和泥石流灾害体及其防治区域，进行测量、测绘、测试、勘探、试验、鉴定、研究与综合分析评价工作。目的是为防治工程设计和施工提供科学依据。第1.1.3条 可行性研究 通过初步勘查、监测、稳定性分析，危害性评估等工作，对是否需要进行
2、防治、以及防治的范围和重点区域，防治工程方案的选定等，提出可行性分析，上报各省(直辖市、自治区)国土资源厅和国务院国土资源部，作为领导机关决策的依据。第1.1.4条 立项与编制设计任务书 根据可行性研究报告，区别泥石流灾害项目的重要性、危害性与规模，按地质灾害防治项目的批准权限，提出立项报告。立项批准后，应立即组织编写设计任务书。第1.1.5条 工程设计 包括初步设计和施工图设计，主要是编制适应这两个阶段的设计说明书、工程图件和工程概、预算。第1.1.6条 工程施工 是实现设计文件的重要阶段，应做到计划、设计、施工三个环节互相衔接，投资、工程内容、施工图纸、设备材料、施工力量五个方面落实，保证
3、全面完成设计文件的内容及要求。第1.1.7条 竣工验收 检查施工单位是否按设计文件、施工合同完成任务，同时还要移交固定资产、交付给当地政府或专职单位使用和维护管理。1.2 石流灾害防治工程设计的特点第1.2.1条 非标准设计，不同类型的泥石流灾害有不同的特点，防治工程设计对每个泥石流的治理范围、采取的方案和措施是互不相同的。所以，泥石流灾害防治工程设计属非标准设计，必须对每个泥石流进行具体的针对性设计。第1.2.2条 风险性设计 泥石流是不良的复杂地质体，为非均质、各向异性介质，物理力学参数是随机变量，变异性大；其次，防治工程承受来自泥石流体和外界的各种荷载，不仅自身应具有足够的抗形变和破坏的
4、能力，而且还要求下伏的地质体也具有优良的性质；另外，泥石流灾害防治工程迄今还是一门不严谨、不完善、不成熟的科学技术。因此，泥石流灾害防治工程设计受诸多不确定因素的影响，必然存在着相当大的风险性，要求在施工过程中加强检验和监测，根据检测资料适时进行设计变更，以使设计能更接近实际，保证工程质量和安全，提高工程效益。第1.2.3条 应急设计 泥石流灾害具有较高的发生频率，其发生往往具有突发性。为了防止泥石流灾害的发生或减轻其危害程度，在泥石流发生前后开展的防治工程设计，不少情况下具有应急设计的特点。此种情况下，通常是边勘查、边设计、边监测、边施工。第1.2.4条 综合防治的重要性 单一的防治工程措施
5、有时难以承受来自泥石流灾害体的外界的荷载，从而导致工程失效。因此，针对每个泥石流的特点，在不同部位采取不同的措施，进行综合防治是非常重要的。即使工程投资不能一次到位，也应在防治方案的基础上，进行分解，采取分期、分步实施的办法进行综合防治。1.3 泥石流灾害防治工程设计的基本要求第1.3.1条 应以少的投资、短的工期，达到设计服务(使用)期内安全运行，并满足所有预定功能。即在设计服务(使用)期内在预定功能、安全性和耐久性、工期和投资的经济性三个方面达成要求。具体而言，应满足以下要求： (1)在特殊荷载组合条件下，防治工程仍能保证地质灾害体的整体稳定性，不致造成)危及人员生命等重大的地质灾害。 (
6、2)在正常荷载组合条件下，防治工程应保证地质灾害体无明显的破坏，不会造成危及建筑物安全的地质灾害。 (3)泥石流灾害防治工程的永久性工程的设计服务(使用)期一般可按50年考虑，特殊工程应进行专门论证。 第1.3.2条 应充分收集与工程设计相关的气象、水文、地形、地质、水文地质等资料，作为防治工程设计的依据。同时，应考虑到场地可能发生的自然地质灾害(如暴雨、洪水、崩塌、滑坡等)和工程建设可能引起的新的地质灾害，对这些灾害应在勘察、评价、预测的基础上，采取有效的预防措施。 第1.3.3条 应在室内和野外试验的基础上，进行统计分析，算出各项参数的平均值、标准差和变异系数，确定其标准值。同时，结合类似
7、工程的经验参数，进行对比分析后，合理的选取设计值。 第1.3.4条 应定性和定量分析相结合。两种分析都应在详细占有资料的基础上，运用成熟的理论和行之有效的新技术和新方法，进行充分论证，并宜提出多方案进行比较。 第1.3.5条 应注意与当地社会、经济和环境发展相适应，与市政规划、环境保护、土地管理和开发相结合，并在安全、经济、适用的前提下尽量做到美观。 第1.3.6条 泥石流灾害防治方法要点： (1)以流域为单元进行生物措施与工程治理相结合的综合治理。根据泥石流活动的时、空特点，采用不同的防治工程，以减轻或化解泥石流的成灾因素。 (2)在形成区以抑制泥砂产生为主，阻滞泥沙输移，常用的措施有：恢复
8、植被、建造多树种多层次的立体防护林、坡面截水沟、沟谷区的拦沙坝、导流堤、护岸、护底工程等。 (3)在流通区和泥石流通过地段以疏导为主，保证流路通畅。主要措施是导流和护岸、护底、清障。在地形较好的地区，则采用可靠的拦挡措施，以达到减沙、减势、控制水沙下泄量、控制流量的效果。拦挡工程有：实体重力坝和格栅坝、停淤场、导流堤、坝下的护岸、护底等。 (4)对规模巨大、势能大的泥石流，宜采取避让措施或防冲措施。如平面绕避改道、立面绕避(渡槽、明峒渡槽、高桥、大跨、沟底隧道等)。 (5)利用停淤、分流化解泥石流水、沙集中的矛盾。主要措施有停淤场、分流导流工程。 (6)改建或迁移防护设施。 (7)视地形条件，
9、在堆积区停淤减沙或停淤束水攻沙，增大搬运能力，使泥沙顺利直接排入大河。 (8)汇入大河段，应加大大河排沙能力，稳定主流切割扇缘，降低泥石流沟侵蚀基准面。采取的主要工程措施为导流堤、挑流坝等。1.4 泥石流灾害防治工程设计的依据和基础资料 第1.4.1条 设计工程师进行泥石流灾害防治工程设计工作必须有法定的依据。主要包括：(1)可行性研究报告；(2)设计任务书；(3)工程勘察报告等。第1.4.2条 泥石流防治工程设计的基础资料应满足各设计阶段的要求。主要包括以下方面：(1)地形资料：地形图及平面，、高程控制；(2)气象水文资料：气温、降雨、冻结深度、暴雨；水文、流量、淹没、冲淤等；(3)防治工程
10、勘察资料：地质体的类型、年代、成因、产状、分布：岩土的工程性质及变异性；地质构造的性质、展布及对工程的影响；自然或人为不良地质现象及对工程的影响；地下水类型、水位及埋深、动态、补给排泄条件及地层渗透系数；水与土对建筑材料的腐蚀性：地震基本烈度，地震动参数；特殊岩土的测试与评价；(4)其它资料：施工场地的水、电、交通条件：排水、排污条件；对噪声、振动的限制；防治工程勘察、设计及施工的地方经验；地方的材料及劳务价格；防治工程影响范围内的城镇建设发展规划图等。第1.4.3条 防治工程设计在执行本规范时，尚应参照执行国家、行业、部门现行的规范、规程、标准及指南、手册(附录6)。2 基本规定与设计标准2
11、.1 泥石流灾害防治工程设计阶段及其主要任务第2.1.1条 泥石流灾害防治工程可分为防治工程、治理工程和应急治理工程三类。第2.1.2条 防治工程应按三阶段设计，即可行性方案设计、初步设计和施工图设计；治理工程宜按两个阶段设计，即初步设计和施工图设计。第2.1.3条 应急治理工程可按一阶段设计，即根据现场勘查：立即进行施工图设计，视情况也可边勘察、边设计、边施工、边监测。第2.1.4条 可行性方案设计阶段，应根据防治目标，对多种设计方案进行全面的技术与经济论证，提出优化的推荐设计方案。此阶段的设计文件应提出相应的设计方案图纸，设计论证说明。第2.1.5条 初步设计阶段应对泥石流灾害影响范围的防
12、治任务进行科学合理的分解，并对各单元项目确定设计要求与边界、实现目标的可行性、工程的实现步骤和有关工程参数，编制出相应的完整的工程图纸、监控测量方案，设计说明书及工程概算。第2.1.6条 施工图设计阶段应对初步设计图进行扩充，使之满足实施的需要：对监测方案应给出准确的布点位置及要求，以利于定位实施；编制工程预算及设计说明书。第2.1.7条 在泥石流灾害工程安全等级为三级和四级的情况下，可将可行性方案设计与初步设计合并，编制能达到初设要求的可行性方案设计。第2.1.8条 各阶段的设计图表一般包括平面图、剖面图、结构详图，以及工程项目一览表、计算成果表、材料统计表、概、预算表等。第2.1.9条 各
13、阶段的设计说明书一般应阐述下列内容：工程目的及任务来源；设计依据；设计的基础资料和基本数据；防治工程设计标准；设计方案；计算；施工注意事项；检验与监测；概、预算：工程效益分析。计算书一般作为存档备查技术文件，可不对外提交。其内容应包括计算公式(或数学模型)、计算参数的选取、计算结果及评价等。2.2 泥石流灾害防治工程安全等级标准第2.2.1条 泥石流灾害防治工程安全等级的划分，宜采用以受灾对象及灾害程度为主、适当参考工程造价的原则，进行综合确定。第2.2.2条 根据泥石流灾害的受灾对象、死亡人数、直接经济损失、期望经济损失和防治工程投资等五个因素，可将泥石流灾害防治安全等级划分为四个级别(表2
14、1)。2.3 泥石流灾害防治工程设计标准第2.3.1条 泥石流灾害防治工程设计标准的确定，应进行充分的技术经济比选，既要安全可靠，也要经济合理。第2.2.2条 泥石流灾害防治工程设计标准，应使其整体稳定性满足抗滑(抗剪或抗剪断)和抗倾覆安全系数的要求(表2-2)。第2.2.3条 泥石流拦挡坝坝体与坝基应具有足够的强度，坝体内或地基的最大压应力不超过筑坝材料的允许值，最小压应力。心不允许出现负值。3 荷载分析与计算表21 泥石流灾害防治工程安全等级标准地质灾害防 治 工 程 安 全 等级 一 级 二 级 三 级 四受灾对象省会级城市地、市级城市县级城市乡、镇及重要居民点铁道、国道、航道主干线及大
15、型桥梁隧道铁道、国道、航道及中型桥梁、隧道铁道、省道及小型桥梁、隧道乡、镇间的道路桥梁大型的能源、水利、通讯、邮电、矿山、国防工程等专项设施中型的能源、水利、通讯、邮电、矿山、国防工程等专项设施小型的能源、水利、通讯、邮电、矿山、国防工程等专项设施乡、镇级的能源、水利、通讯、邮电、矿山等专项设施一级建筑物二级建筑物三级建筑物普通建筑物死亡人数100010001001001010直接经济损失(104元)10001000500500100期望经济损失(104元年)10001000500500100防治工程投资(104元)10001000500500100表中的一、二、三级建筑物是指GBJ789规范
16、中一、二、三级建筑物表22 泥石流灾害防治主体工程设计标准防治工程安全等级降雨强度拦挡坝抗滑安全系数栏挡坝抗倾覆安全系数基本荷载组合特殊荷载组合基本荷载组合特殊荷载组合一级100年一遇1.251.081.601.15二级50年一遇1.201.071.501.14三级30年一遇1.151.061.401.12四级10年一遇1.101.051.301.103.1 重力式实体拦挡坝第3.3.1条 作用于拦挡坝的基本荷载有：坝体自重、泥石流压力、堆积物的土压力、过坝泥石流的动水压力、水压力、扬压力、冲击力等。(1)坝体自重取决于单宽坝体体积和筑坝材料重度，即： (3.11)一般浆砌块石坝的可取24KN
17、/m3。(2)泥石流竖向压力包括土体重Ws和溢流重 。土体重是指拦挡坝溢流面以下垂直作用于坝体斜面上的泥石流体积重量，重度有差别的互层堆积物的应分层计算。溢流重是泥石流过坝时作用于坝体上的重量，按下式计算： (3.12)式中：为设计溢流体厚度(m)； 为设计溢流重度(KN/m3)。(3)作用于拦挡坝近水面上的水平压力有水石流体水平压力、泥石流体水平压力，以及水平水压力。 (3.13)式中: 浮砂重度；为干砂重度；为水位重度；为孔隙率；为水石流体堆积厚度；为浮砂内摩擦角。也采用朗肯主动土压力计算： (3.14)式中： 为泥石流重度；为泥石流体泥深；为泥石流体内摩擦角(一般取值410)。按下式计算
18、： (3.15)式中： 为水体的重度；为水的深度。(4)过坝泥石流的动水压力为。为过坝泥石流水平作用在坝体上泥石流动压力，按下式计算： (3.16)式中： 为泥石流的平均流速(m/s)；g为重力加速度，g9.8m/s2；为泥石流的重度。(5)作用在迎水面坝踵处的扬压力按下式计算： (3.17)式中： 为扬压力(kPa)；为坝上游水深(m)；为坝下游水深(m)；B为坝底宽度(m)；K为折减系数，可根据坝基渗透性参见有关规范而定。(6)冲击力包括泥石流整体冲压力和泥石流中大块石的冲击力。泥石流整体冲击力用下式计算： (3.18)式中： 为泥石流整体冲击压力(kPa)； 为泥石流重度(kN/m3)；
19、为泥石流流速(m/s)；g为重力加速度(m/s2)，g9.8m/s2； 为建筑物受力面与泥石流冲压方向的夹角(度)； 为建筑物形状系数，圆形建筑物，矩形建筑物，方形建筑物。若受冲击工程建筑物为墩、台或柱时，泥石流大块石冲击力计算公式为： (3.19)式中：为泥石流大块石冲击力(kPa)；E为工程构件弹性模量(kPa)；J为工程构件截面中心轴的惯性矩(m4)；L为构件长度(m)；V为石块运动速度(m/s)；W为石块重量(kN)；g为重力加速度(取g=9.8m/s2)； 为块石运动方向与构件受力面的夹角。若受冲击建筑物为坝、闸或拦栅等，按下式计算： (3.110)式中符号意义同上。 第3.1.2条
20、 对于水石流，作用于拦挡坝上的荷载组合应如下考虑： (1)空库过流时，作用荷载有：坝体自重、水石流土体重、溢流体重、水平水压力、过坝水石流的动水压力、水石流水平压力以及扬压力 (未折减)，以及与地震力的组合。 (2)未满库过流时，作用荷载有：坝体自重、土体重、溢流体重、水石流水平压力、水平水压力、过坝水石流的动水压力和扬压力(考虑了折减)，以及与地震力的组合。 对于泥石流，作用在拦挡坝的荷载组合，只将水石流产生的水平压力换为泥石流的。在满库过流计算时应分层考虑。 空库运行时，拦挡坝的稳定性最差，坝后淤积越高，拦挡坝稳定性越好。 第3.1.3条 拦挡坝的稳定性验算应包括以下三个方面：(1)抗滑稳
21、定性验算 (3.111)式中： 为抗滑安全系数，可根据防治工程安全等级及荷载组合取值；为垂直方向作用力的总和(kN)；为水平方向作用力的总和(kN)。(2)抗倾覆验算 (3.112)式中：为抗倾覆安全系数，可根据防治工程安全等级及荷载组合取值；为抗倾力矩的总和(kNm)；为倾覆力矩的总和(kNm)。(3)地基承载力应满足下式： (3.113)其中： 式中：为最大地基应力(kN)；为最小地基应力(kN/m2)；为垂直力的总和(kN)；B为坝底宽度(m)；为偏心矩；为地基容许承载力。(4)坝身强度计算，可按结构力学公式计算。3.2 排导工程第3.3.1条 排导槽的基本荷载包括结构自重、土压力、泥石
22、流体重量和静压力、泥石流的冲击力。特殊荷载为地震力。基本荷载组合：结构自重、土压力、设计情况下的流体重量和流体静压力、泥石流的冲击力。特殊组合：结构自重、土压力、校核情况下的流体重量和流体静压力、泥石流的冲击力、地震力。第3.3.2条 排导槽在设计中，必须满足：(1)整体式框架结构和全断面衬砌结构应具有足够的刚度，设计荷载作用下地基有足够的承载力。(2)验算挡土墙在设计荷载作用下，抗滑、抗倾和地基承载力应满足设计要求。(3)验算倾斜的护坡厚度和刚度，避免由于不均匀沉陷变形和局部应力而折断、开裂。验算砌体和下卧层之间的抗滑稳定性应满足设计要求。(4)验算最大冲刷深度，槛基不得悬空外露，槛基埋深应
23、为槛高的1/21/3。同时，槛顶耐磨层的耐久性满足使用年限。(5)结构的顶冲部位应具有较好的抗冲击强度。泥石流的抗冲击力按式3.19计算。第3.3.3条 渡槽的基本荷载包括结构自重、填土重量及土压力(进、出口段槽体)、泥石流体重量和静压力、泥石流的冲击力。特殊荷载为地震力和温度荷载引起的结构附加应力。基本荷载组合：结构自重、土压力、设计情况下的流体重量和流体静压力、泥石流的冲击力。特殊组合：结构白重、土压力、校核情况下的流体重量和流体静压力、泥石流的冲击力、地震力、温度荷载引起的结构附加应力。第3.3.4条 渡槽为一空间结构，其纵、横方向结构与受力均不相同。计算时选不同的结构计算单元，既作纵、
24、横向结构总体计算，又分别计算侧墙、底板、肋箍、拉杆、腹拱、竖墙、立柱、拱墩、基础等的强度、抗裂性以及稳定性等。上述计算可参照同类结构的计算方法进行。4 泥石流防治工程设计4.1 一般规定第4.1.1条 治理的目的是控制泥石流发生和发展，减轻或消除对被保护对象的危害，使被保护流域恢复或建立起新的良性生态平衡，改善环境。第4.1.2条 必须在防治工程设计前，按国土资源部地质灾害调查方法规定的内容查清泥石流活动的规律、频度、发展趋势和危害性的条件下，进行有针对性的治理设计。第4.1.3条 在用地规划中，严格按泥石流河沟危险区划限制新建、扩建项目，提高危险区内建筑物设防标准。将减灾、防灾工作做在规划设
25、计阶段。在泥石流流域内，对泥石流从形成区、流通区到堆积区宜分别采用以恢复植被、截水、护坡、拦挡、排导和防护等工程为主的治理措施。第4.1.4条 对处于重要城镇或交通线上方，且坡降比较陡的有较强活跃性的泥石流沟，中途不宜多用高坝拦截工程，以免积少成多，酿成大祸。而应当加强上游沙源、水源治理，中游拦挡、停淤、减沙、减势和下游的排导停淤、护岸工程。第4.1.5条 泥石流肪治应遵循以下原则：(1)全面规划，综合治理，突出重点，减轻和防止灾害发生。(2)坚持以防为主，防、治结合，除害兴利的方针。(3)结合实际，做到经济上合理，技术上可靠。第4.1.6条 根据被保护对象，选择不同的防治工程类型，并按其重要
26、性选择设计标准。第4.1.7条 泥石流防治工程设计主要参数选取和计算：(1)泥石流体重度：采用称重法或体积比法测定。在无实验条件的情况下，可根据泥石流易发程度(N)查(N1+)对照表获得，见附录6(27)。(2)泥石流流速 (4.11)式中： 为固体物质重度；为计算断面的平均泥深： 为泥石流水力坡度；为泥石流沟床的糙率系数；为泥石流泥砂修正系数(见表61)。表61 泥石流重度、泥石流固体物质重度与泥石流泥沙修正系数对照表1.31.41.51.61.71.81.92.02.12.22.32.40.2720.4000.5560.7501.0001.3301.802.503.676.0013.002
27、.50.2500.3640.5000.6670.8751.1401.502.002.754.006.502.60.2310.3330.4540.6000.7781.0001.281.672.203.004.332.70.2140.3080.4160.5450.7000.8901.121.431832.403.25(3)泥石流流量计算：现场形态调查法： (4.12)式中：为泥石流过流断面面积；为泥石流流速。雨洪计算法： (4.13)式中：为清水洪峰流量。按所在地区省水利厅印发的水文手册中计算公式计算。为泥石流流量修正系数，可按下式计算获得： (4.14) D为堵塞系数，可查表62获得。表62 泥
28、石流堵塞系数D查阅表堵塞程度严重堵塞中等严重堵塞轻微堵塞无堵塞D值2.52.51.51.51.11.0(4)湾道超高H： (4.14)式中：B为泥面宽；R为主流中心弯曲半径。(5)实测获得沿程泥砂级配及河床表面巨石的三轴向尺寸。4.2 排导槽第4.2.1条 排导槽是一种槽形线性过流建筑物，其作用是即可提高输沙能力、增大输沙粒径，又可防止河沟纵、横向的变形。将泥石流在控制条件下安全顺利地排泄到指定的区域。第4.2.2条 排导槽纵向轴线布置力求顺直与河沟主流中心线一致，尽可能利用天然沟道随弯就势。出口段与主河应锐角相交。第4.2.3条 排导槽纵坡设计最好采用等宽度一坡到底。必须设计变坡、变宽度的槽
29、段，两段纵坡的变化幅度不应太大，并应做水力检算。第4.2.4条 根据泥石流流量、输沙粒径选择窄深式排导槽断面性状为宜。常用断面形状有梯形、矩形和V型三种，也有复合型，见图4.21。第4.2.5条 根据流通段沟道的特征，用类比法来计算排导槽的横断面积，应满足如下公式： (4.21)式中： 为排导槽的宽度(m)； 为流通区沟道宽度(m)； 为排导槽纵坡降()； 为流通区沟道纵坡降()； 为流通区沟道泥石流厚度； 为排导槽设计泥石流厚度。a.梯形 b.矩形 c.V形图4.21 泥石流排导槽横断面形状图第4.2.6条 排导槽的深度可按下式计算确定(图4.22a)： (4.22)式中： 为排导槽深度(m
30、)； 为设计泥深(m)； 为排导槽安全超高(m)，一般取0.50.10m。排导槽弯道段，深度还应考虑泥石流弯道超高，按下式计算(图4.22b)： (4.23)式中：为排导槽弯道深度(m)； 为泥石流道超高(m)， 根据式(415)计算获得。第4.2.7条 排导槽进口段平面可做成喇叭形渐变段，排导槽中心线与河沟主流中心线一致。排导槽宽度与原河沟宽度收束比应在1/3以下，出口端与大河交角。45，出口端沟底标高宜在大河高洪水位上，以防止大河顶托造成末端淤积影响排导槽正常使用。进、出口段均应做水力检算第4.2.8条 泥石流排导槽一般采用侧墙加防冲肋板和全衬砌两种结构。肋板与墙基砌成整体，肋板顶部一般与
32、式实体拦挡坝和格栅坝两种，格栅坝又可以分为刚性格栅坝和柔性格珊坝两种。第4.3.1.2条 拦挡坝具有以下功能：(1)拦载水沙，改变输水、输沙条件，调节下泄水量和输沙量；(2)利用回淤效应，稳定斜坡和沟谷；(3)降低河床坡降，减缓泥石流流速，抑制上游河段纵、横向侵蚀；(4)调节泥石流流向。第4.3.1.3条 为保障下游安全，在同一个河段内建造的拦挡坝不应少于3座，每座坝的调节能力不宜大于1/3。第4.3.1.4条 建造拦挡建筑物的先期或同时，应开展流域内植被工程治理，以延长泥库寿命。第4.3.1.5条 拦挡坝坝址的选择应避开泥石流的直冲方向，多设在弯道的下游侧面，以充分发挥弯道的消能作用。第4.
33、3.1.6条 泄流口应与下游沟道中安全流路的中心线垂直。第4.3.1.7条 过坝流量、沙量和沙石粒径，应根据下游安全输水、输沙要求，逐级向上分配，确定应建坝的座数。4.3.2 重力式实体拦挡坝 第4.3.2.1条 溢流坝段居中，尽量使非溢流坝段成对称结构布置。溢流口宽度取决于设计下泄流量的大小，按溢流坝水力计算决定。溢流口中心线与下游沟道Hd10 qc30Hd1030 qc1530 (4.3.21)Hd30 qc15第4.3.2.2条 排泄孔尽可能成排布置在溢流坝段，孔数不得少于2个，多排布设时应作品字形交错排列。一般取：单孔孔径： D(24.5)Dm孔间壁厚： Db(11.5)Dm式中： D
34、m为过流中最大石块粒径。第4.3.2.3条 排泄道进口段轴向力求与主河流向一致，或取小锐角相交，交角。30，引水段应布置成上宽下窄、圆滑渐变的喇叭形，底坡If5080。第4.3.2.4条 利用多年累计库容量或回淤纵坡法计算设计坝高。第4.3.2.5条 非溢流坝坝顶高于溢流口底的安全超高按下式确定。 (4.3.22)式中：是根据坝的不同等级设计所需的安全超高，一般取0.51.0m；Hc为溢流坝段的泥深。第4.3.2.6条 坝顶宽b按构造要求，且低坝坝面宽度b不小于1.5；高坝坝顶宽度b不小于3；当有交通及防灾抢险等特殊要求时，b应大于4.5m。第4.3.2.7条 坝底部宽度Bd按实际断面型式通过
35、稳定性计算确定，详见图4.3.21。第4.3.2.8条 坝的设计需进行结构计算，主要包括抗滑稳定、抗倾稳定、坝基应力和坝体应力等。可参照土力学、坝工结构计算方法及其相关规范进行。第4.3.2.9条 坝下消能防护工程包括副坝、护坝等，其结构型式如图4.3.22。大多数拦挡坝采用副坝消能。副坝与主坝重叠高度H，按下式计算确定： (4.3.23)式中： 为拦挡坝坝顶到冲刷坑底的高度(m)； H为副坝重叠高度(m)；Hc为溢流口上泥深(m)。主、副坝间的距离L，按下式确定：L(1.52)(+Hc) (4.3.24)式中： L为主、副坝间距。若副坝高出河底较高，在下游还应再设第二道副坝。4.3.3 格栅
36、坝第4.3.3.1条 格栅坝可分为刚性格栅坝和柔性格栅坝两种，刚性格栅坝又可以分为平面型和立体型两种。其材料主要有钢管、钢轨、钢筋混凝土构件。柔性格栅坝材料主要为高弹性钢丝网。不适用于细颗粒的泥流、水沙流等泥石流河沟。第4.3.3.2条 格栅坝的特点：(1)拦、排兼容，充分利用下游河道固有输沙能力，保证下游河道稳定。(2)有选择的拦畜，改变上、下游堆积组构和坝体受力条件。(3)延长泥库寿命，充分发挥工程经济效益。(4)可以实现工厂化生产，节省圬工量，施工周期短。第4.3.3.3条 格栅坝类型主要见图4.3.31。第4.3.3.4条 格拦间距及孔口尺寸受以下几个条件控制：(1)过坝的设计流量；(
37、2)过坝的允许石块粒径。第4.3.3.5条 切口坝的顶部布置齿状溢流口，切口采用窄深的梯形断面、矩形断面或三角形断面。切口的宽度b应满足如下条件：b/Dm123b/Dm21.5 (4.3.31)其中：Dm1为中小洪水可挟带的最大粒径；Dm2为大洪水可挟大的最大粒径；b为断面宽度。切口的深度(h)通常取h/b=12。切口的密度范围为，其中B为溢流口宽度。第4.3.3.6条 钢索网络坝宜设在流通区域减速区。网格体的高度应由下式计算HdHm+H+HL (4.3.32)式中：Hm为泥石流最大龙头高(m)； H为泥石流的冲起高度(m)；HL为泥石流的淤积厚度(m)；Hd为网格坝的高度(m)。网口大小按如
38、下关系设计： (4.3.33)式中：b为网孔宽度(m)，一般网孔为正方形。钢索在河床上的敷设长度可按下式计算： L(1.52.0)HdL (4.3.34)式中：L为钢索在河床上的敷设长度；Hd为网格体的高度。网格体钢丝索的设计按泥石流作用于格栅坝的冲击力来计算。第4.3.3.7条 桩林布置在间歇发生、暴发频率较低的泥石流沟沟道中，下游。一般沿垂直向布置两排或多排桩，纵向交错成三角形或梅花形，桩间距为：b/Dm1.52 (4.3.35)式中：b为桩的排距和行距：Dm为泥石流最大粒径。地面外露部分桩高h为： h(24)b，且3mh8m。桩基应埋在冲刷线以下，且埋置深度不应小于总长度的1/3。桩体采
39、用钢轨、钢管或组合钢构件或钢混桩体，用挖孔或钻孔的方法施工。桩体的受力分析与结构设计，类同悬臂梁，可参见相关规范。4.4 停淤场第4.4.1条 泥石流停淤场应选在沟口堆积扇两侧的凹地或沟道中下游宽谷中的低滩地。第4.4.2条 停淤场一般由拦挡坝、引流口、导流堤、围堤、分流墙或集流沟及排水或排泥浆的通道或堰口等组成。第4.4.3条 拦挡坝位于停淤场引流口下游，通常用圬工或混凝土结构，按重力式拦挡坝进个第4.4.4条 固定式引流口可与拦挡坝连成一体，也可采用与坝分离的型式。采用圬工开敞式溢流堰或切口式溢流堰引流，按重力式断面设计。第4.4.5条 导流堤与泥石流的接触面，应采用斜坡式圬工防扩面层，厚
41、稳定性系数为1.01.5，土堤的边坡稳定性系数1.02.0。堤前应作冲刷计算，确定埋深。4.5 渡槽第4.5.1条 泥石流渡槽适用于泥石流暴发较频繁，高含沙水流、洪水或常流水交替出现，有冲刷条件的沟道。第4.5.2条 设置渡槽处应有足够的高差，进、出口顺畅，基础有足够的承载力并具有较高的抗冲刷能力。第4.5.3条 对于处在急剧发展阶段的泥石流沟，或由崩塌、滑坡、阻塞溃决等成因形成的泥石流沟。只有在上游已经或有可能采取措施论证使泥石流发育得到控制时，或者有立面条件时，允许采用渡槽。第4.5.4条 按设计标准流量计算获得的断面面积，增大30作为验算满槽过流能力的校核依据。第4.5.5条 渡槽和泥石
42、流沟应顺直、平滑地连接，渡槽进口不得布置在急弯上且进口以上需有1020倍于槽宽的直线引流段。第4.5.6条 渡槽进口段一般采用上宽下窄的梯形或圆弧形状的喇叭口型，连续渐变。渐变段长L(510)Bf(Bf为槽宽)，且L20m，渐变段扩散角815。第4.5.7条 槽身应为均匀的直线段，在跨越障碍物时，跨越后应延伸长度L(11.5)Bf。第4.5.8条 应按设计最大流量计算获得的横截面积加上计算裕度和安全超高得到渡槽的设计横断面尺寸。第4.5.9条 断面应采用竖墙式矩形或陡墙(边坡坡比n0.5)窄深式梯形，槽底做成圆弧形或纯角三角形。渡槽的宽深比按下式计算： (4.51)式中：为断面宽深比；Bc为底
43、宽；Hc为流深；n为梯形或矩形的边坡坡长，矩形断面时，nO。第4.5.10条 渡槽跨端基础一般采用整体连续式条形基础、支承墩、柱或排架等支承方式。两端条形基础的形状、尺寸、构造和基底标高应对称。基础埋深不小于被跨越建筑物的基底标高，并应满足抗冲刷、抗冻融的要求。基础应置于坚固的基岩或密实坚硬的石质土上，否则，地基应作加固处理。第4.5.11条 渡槽进、出口段和槽身应设置沉降缝和伸缩缝。若槽身长度超过40m，可按20至30m一段划分伸缩缝，分缝需作防渗处理。第4.5.12条 渡槽进、出口段边墩应采用重力式结构并设置槽底止推墩台。第4.5.13条 渡槽的底部和侧壁过流面应作防冲击磨损处理，一般增加
44、5lOcm厚的耐磨保护层。第4.5.14条 计算槽底纵坡的公式为：(1)对水石流 (4.52)式中：If为渡槽槽底纵坡：Da为石块平均粒径(m)；Hc为平均泥深(m)。或参照表4.51选用If。表4.51 Hc/D90与纵圾的关系Hc/D901.52.53.54.55.5纵坡范围()24.621.421418.018.014814.811.411.48.0纵坡中值()23.019.516.513.010.0注：Hc为平均泥深(m)，D90为按石块个数计90小于或等于该粒径(m)。(2)对泥石流和泥流IbIf1.5 (4.53)式中： Ib为沟道相应段的天然沟床纵坡； If为渡槽槽底纵坡。第4.
45、5.15条 排导槽纵坡设置受上、下游地形条件所限制者，其纵坡值可采用等于或略大于相应沟段的纵坡值。第4.5.16条 排导槽纵坡设置受上、下游地形条件所限，其纵坡必须小于相应沟段的纵坡者，其纵坡J应不小于K1JL，即：JK1JL (4.54)式中：Kl可取0.850.9，对于槽底较平整光滑者可取其中较小的值。4.6 沟道整治 第4.6.1条 拦挡坝固床稳坡工程是紧靠滑坡或沟岸不稳定段的下游修建拦挡坝，利用其挡畜的泥沙淤埋滑坡剪出口或保护坡脚，使沟床岸坡达到稳定。这类工程拦挡坝的设计详见4.3。第4.6.2条 拦挡坝的坝高由下式确定(图4.61)：HdLsIb+hs-LsIs (4.61)式中：H
46、d为沟底以上拦挡坝的有效高度(m)，Ls为上游坡需要掩埋处距拦挡坝顶上游侧的距离(m)；Ib为沟床原始纵坡()；Is为淤积纵坡，一般取Is为1/2Ib3/4Ib；hs为沟底以上需要淤埋的深度(m)。第4.6.3条 护坡工程一般采用不低于M7.5的水泥砂浆砌石沿槽冲刷，坡脚进行表面护砌，见图4.62，护坡高度不低于设计最高泥位。内壁坡度一般与岸坡平行，迎水坡度略缓，护砌厚度在顶部一般不小于50cm，底部不小于lOOcm，埋入基础深度应大于冲刷深度，且不小于lOOcm。第4.6.4条 年限在10年以下的临时性护坡可采用石笼护坡，见图4.63。石笼应沿流向卧置，直径不小于40cm，下部直径增至lOO
47、cm，基础埋置深度不小于冲刷深度，且不小于一个石笼的直径，石笼垒置高度一般不大于500cm。第4.6.5条 护底铺砌多采用水泥砂浆砌块石铺砌，砂浆标号不低于M7.5，铺砌厚度不小于0.5m，见图4.64。在非重要的沟段也可采用干砌块石，用丁砌法铺砌，厚度不小于0.5m,见图4.65。第4.6.6条 肋板一般采用M1O号水泥砂浆砌块石或C15混凝土，在重要地段采用钢筋混凝土。其宽度不应小于lm，埋深应超过冲刷线，并不小于1.5m，顶面与河底平或不超过河底0.5m，必要时可埋设竖肋。肋板应垂直于河流布设，间距一般为河底宽的23倍，见图4.66。4.7 坡面治理第4.7.1条 坡面治理工程主要用于泥
48、石流沟形成区的治理，包括削坡工程、挡土工程、排水工程、等高线壕沟工程和水平台阶工程等。第4.7.2条 削坡工程用来修整不稳定坡面以减缓坡度，削坡后上部坡比11左右，下部坡比11.5左右，新坡面应即时修建被覆工程。第4.7.3条 排水工程的主要形式为排水沟。排水沟一般在沟谷上游形成主、支沟排水网。主沟布置应沿沟谷两侧与沟谷走向一致，排水沟应防渗。第4.7.4条 排水工程沟槽坡降应控制在0.5左右，不超过1。沟槽流速控制在2m/s以内。沟槽陡缓交界处应作消能、水跃处理。第4.7.5条 等高线壕沟工程中，壕沟的容积要足以容纳由壕沟间坡面流出的雨水量。第4.7.6条 水平台阶工程主要为梯田。在坡面31
50、的需要。应选择根系深而发达、固土能力强、寿命长的植物，同时所选择的植物要与栽植地的气候条件相适应。第4.8.4条 植被工程包括乔木的培植、灌木的培植、草本植物的培植、竹的培植、活木桩、树枝地、边、埂灌木篱笆和生物谷坊等基本类型，设计时需要多种基本类型有机地结合在一起构成植被工程方案。5 防治工程监测设计5.1 一般规定第5.1.1条 监测工作的任务是对泥石流灾害体进行变形监测、施工安全监测和防治效果监测。达到以下目的：(1)形成立体监测网；(2)监测灾害体的变形动态，对变形发展趋势作出预测；(3)施工过程中进行跟踪监测，超前预报，确保施工安全；(4)反馈设计、指导施工；(5)检测防治效果。第5.1.2条 监测设计应根据以下技术规范：国家水准测量规范、国家三角测量和精密导线测量规范、大地变形测量规范、水工建筑物观测工作手册。第5.1.3条 监测仪器应考虑以下原则：仪器可靠性高，具有长期的稳定性：具有足够的量程、量测精度和较高的灵敏度：现场使用方便，操作简单：仪器不易损坏，尤其是长期监测仪器应具有防风、防雨、防腐、防潮、防震、防雷电干扰等与环境相适应的性能。5.2 泥石流防治工程监测第5.2.1条 应
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