1、中华人民共和国国家标准水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术发布实施国家技术监督局发布目录前言第一篇沟头防护工程范围引用标准基本规定规划设计施工管理第二篇谷坊范围基本规定规划设计施工管理第三篇淤地坝范围引用标准基本规定勘测与规划工程布局与水文计算建筑物设计工程施工工程管理坝地利用附录提示的附录集水面积计算方法附录提示的附录水位淤地面积曲线与水位库容曲线绘制方法附录提示的附录坝体土方量计算方法水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术前言本标准系列共分四项第一项水土保持综合治理规划通则第二项水土保持综合治理技术规范第三项水土保持综合治理验收规范第四项水土保持综合治理效益计算方法本标准是上述系列中的第二项
2、本项标准包括个标准水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术水土保持综合治理技术规范荒地治理技术水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程水土保持综合治理技术规范风沙治理技术水土保持综合治理技术规范崩岗治理技术本标准是包括沟头防护工程谷坊和淤地坝三篇内容本标准的附录附录附录都是提示的附录本标准系列的四项出版后将全部代替年出版的中华人民共和国水利电力部部颁标准水土保持技术规范本标准由中华人民共和国水利部提出并归口本标准负责起草单位水利部水土保持司参加起草单位黄河水利委员会黄河上中游管理局黄河水利委员会农村水利水土保持局长江水利委员会水土保持局松辽水利委员会农田水利处
3、珠江水利委员会农田水利处海河水利委员会农田水利处淮河水利委员会农田水利处本标准主要起草人焦居仁刘万铨范起敬郑新民佟伟力宁堆虎鲁胜力徐传早水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术中华人民共和国国家标准水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术第一篇沟头防护工程范围本篇规定了为制止沟头前进而采取的沟头防护工程的规划设计施工和管理的技术标准本篇适用于我国北方西北东北华北高塬区丘陵区漫岗区和土石山区等沟壑发育沟头前进危害严重地区我国其他沟壑发育沟头前进危害严重地区也可参照使用引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用
4、下列标准最新版本的可能性水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程基本规定沟头防护工程必须在以小流域为单元的全面规划综合治理中与谷坊淤地坝等沟壑治理措施互相配合以收到共同控制沟壑发展的效果修建沟头防护工程的重点位置是当沟头以上有坡面天然集流槽暴雨中坡面径流由此集中泄入沟头引起沟头剧烈前进的地方沟头防护工程的主要任务制止坡面暴雨径流由沟头进入沟道或使之有控制地进入沟道从而制止沟头前进保护地面不被沟壑割切破坏当坡面来水不仅集中于沟头同时在沟边另有多处径流分散进入沟道的应在修建沟头防护工程的同时围绕沟边全面地修建沟边埂制止坡面径流进入沟道沟头防护工程的防御标准是年一遇最大暴雨根据各地不同降雨情况分别采
5、取当地最易产生严重水土流失的短历时高强度暴雨当沟头以上集水区面积较大以上时应布设相应的治坡措施与小型蓄水工程以减少地表径流汇集沟头规划沟头防护工程分蓄水型与排水型两类规划中应根据沟头以上来水量情况和沟头附近的地国家技术监督局批准实施形地质等因素因地制宜地选用蓄水型沟头防护工程当沟头以上坡面来水量不大沟头防护工程可以全部拦蓄的采用蓄水型蓄水型又分两种围埂式在沟头以上处围绕沟头修筑土埂拦蓄上面来水制止径流进入沟道围埂蓄水池式当沟头以上来水量单靠围埂不能全部拦蓄时在围埂以上附近低洼处修建蓄水池拦蓄部分坡面来水配合围埂共同防止径流进入沟道排水型沟头防护工程当沟头以上坡面来水量较大蓄水型防护工程不能完全
6、拦蓄或由于地形土质限制不能采用蓄水型时应采用排水型沟头防护排水型又分两种跌水式当沟头陡崖或陡坡高差较小时用浆砌块石修成跌水下设消能设备水流通过跌水安全进入沟道悬臂式当沟头陡崖高差较大时用木制水槽或陶磁管混凝土管悬臂置于土质沟头陡坎之上将来水挑泄下沟沟底设消能设施设计蓄水型沟头防护工程设计来水量按式计算式中来水量沟头以上集水面积年一遇最大降雨量径流系数围埂断面与位置围埂为土质梯形断面埂高根据来水量具体确定顶宽内外坡比各约围埂位置应根据沟头深度确定一般沟头深以内的围埂位置距沟头围埂蓄水量按式进行计算式中围埂蓄水量围埂长度回水长度埂内蓄水深地面比降沟头围埂蓄水量示意图见图当来水量大于蓄水量时应在围埂
7、上游附近建修蓄水池蓄水池位置必须距沟头以上如地形条件允许也可在第一道围埂上游加修第二道乃至第三道围埂排水型沟头防护工程设计设计流量按式进行计算水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术图沟头围埂蓄水量示意图式中设计流量年一遇最大降雨强度沟头以上集水面积径流系数跌水式沟头防护建筑物由进水口按宽顶堰设计陡坡或多级跌水消力池出口海漫等组成其设计技术要求按执行悬臂式沟头防护建筑物主要用于沟头为垂直陡壁高情况下由引水渠挑流槽支架及消能设施组成施工蓄水型沟头防护工程施工围埂式沟头防护根据设计要求确定围堰一道或几道位置走向作好定线清基沿埂线上下两侧各宽左右清除地面杂草树根石砾等杂物开沟取土筑埂分层夯实埂体干容重达
8、沟中每修一小土土当防止水流集中围埂蓄水池式沟头防护根据设计要求确定蓄水池的位置形式尺寸进行开挖施工技术按中有关章节执行排水型沟头防护工程施工跌水型沟头防护按执行悬臂型沟头防护用木料作挑流槽和支架时木料应作防腐处理挑流槽置于沟头上地面处应先挖开地面深长宽各约埋一木板或水泥板将挑流槽固定在板上再用土压实并用数根木桩铆固在土中保证其牢固木料支架下部扎根处应浆砌料石石上开孔将木料下部插于孔中固定扎根处必须保证不因雨水冲蚀而动摇浆砌块石支架应作好清基坐底逐层向上缩小消能设备筐内装石应先向下挖深然后放进筐石管理汛前检查维修保证安全渡汛汛后和每次较大暴雨后派专人到沟头防护工程巡视发现损水土保持综合治理技术规
9、范沟壑治理技术毁及时补修围埂后的蓄水沟及其上游的蓄水池如有泥淤积应及时清除以保持其蓄水量沟头沟边种植保土性能强的灌木或草类并禁止人畜破坏第二篇谷坊范围本篇规定了为制止沟底下切而设置的谷坊工程的规划设计施工管理的技术标准本篇适用于有沟底下切危害的沟壑治理地区包括土石山区丘陵区高塬区漫岗区等基本规定谷坊工程必须在以小流域为单元的全面规划综合治理中与沟头防护淤地坝等沟壑治理措施互相配合以收到共同控制沟壑侵蚀的效果谷坊工程主要修建在沟底比降较大或更大沟底下切剧烈发展的沟段其主要任务是巩固并抬高沟床制止沟底下切同时也稳定沟坡制止沟岸扩张沟坡崩塌滑塌泻溜等谷坊工程在制止沟蚀的同时应利用沟中水土资源发展林果
10、牧生产和小型水利做到除害与兴利并举谷坊工程的防御标准为年一遇最大暴雨根据各地降雨情况分别采用当地最易产生严重水土流失的短历时高强度暴雨规划选定谷坊类型根据谷坊的建筑材料分土谷坊石谷坊植物谷坊三类确定谷坊位置通过沟壑情况调查选沟底比降大于的沟段系统地布设谷坊群用手水准或水平仪测出其比降绘制沟底比降纵断面图根据沟底比降图从下而上初步拟定每座谷坊位置一般高下一座谷坊的顶部大致与上一座谷坊基部等高见图谷坊坝址要求口小肚大工程量小库容大沟底与岸坡地形地质土质状况良好无孔洞或破碎地层没有不易清除的乱石和杂物取用建筑材料土石柳桩等比较方便谷坊间距计算下一座谷坊与上一座谷坊之间的水平距离按式计算式中谷坊间距谷
11、坊底到溢水口底高度水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术图谷坊布设示意图原沟床比降谷坊淤满后的比降不同淤积物质淤满后形成的不冲比降见表表淤积物粗沙夹石砾粘土粘壤土沙土比降对不适于修谷坊局部沟段的处理比降特大以上或其他原因不能修建谷坊的局部沟段应在沟底修水平阶水平沟造林并在两岸开挖排水沟保护沟底造林地设计土谷坊设计土谷坊坝体断面尺寸应根据谷坊所在位置的地形条件参照表进行表坝高顶宽底宽迎水坡比背水坡比注坝顶作为交通道路时按交通要求确定坝顶宽度在谷坊能迅速淤满的地方迎水坡比可采取与背水坡比一致溢洪口设计土谷坊的溢洪口设在土坝一侧的坚实土层或岩基上上下两座谷坊的溢婚口尽可能左右交错布设对沟道两岸是平地沟
12、深小于的沟道坝端没有适宜开挖溢洪洪口的位置可将土水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术坝高度修到超出沟床坝体在沟道两岸平地上各延伸并用草皮或块石护砌使洪水从坝的两端漫至坝下农林牧地或安全转入沟谷不允许水流直接回流到坝脚处设计洪峰流量计算按中式计算土质溢洪口断面尺寸计算土质溢洪口其下紧接排洪渠按明渠流计算式中溢洪口断面面积设计洪峰流量相应的流速溢洪口底宽溢洪口水深溢洪口边坡系数明渠式溢洪口断面示意图见图流速按式进行计算图明渠式溢洪口断面示意图式中流速水力半径渠底比降谢才系数水力半径按式进行计算式中水力半径溢洪口断面面积溢洪口断面湿周溢洪口断面湿周按式进行计算各值意义同式谢才系数按式进行计算式中谢才
13、系数糙率土质渠一般取左右上述计算过程中与为不定式关系需通过试算求解实际工作中应根据各地具体条件先求得等值再假定不同的溢洪口断面尺寸分别算得相应的等值结合已定的值最后求得适合的值石谷坊设计坝体断面尺寸有两种情况见图阶梯式石谷坊一般坝高顶宽迎水坡背水坡坝顶过水深一般不蓄水坝后年淤满重力式石谷坊一般坝高顶宽为坝高倍为便利交通迎水坡水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术图石谷坊断面示意图背水坡此类谷坊在巩固沟床的同时还可蓄水利用质量要求较高需作坝体稳定分析有关技术参照各地小型水利工程手册或规范执行溢洪口尺寸石谷坊的溢洪口一般设在坝顶采用矩形宽顶堰公式计算式中设计流量溢洪口底宽溢洪口水深流量系数一般采用植
14、物柳杨谷坊设计多排密植型在沟中已定谷坊位置垂直于水流方向挖沟密植柳杆或杨杆沟深杆长埋深露出地面每处谷坊栽植柳或杨杆排以上行距株距埋杆直径柳桩编篱型在沟中已定谷坊位置打排柳桩桩长打入地中排距桩距用柳梢将柳桩编织成篱在每两排篱中填入卵石或块石再用捆扎柳梢盖顶用铅丝将前后排柳桩联系绑牢使之成为整体加强抗冲能力施工土谷坊施工定线根据规划测定的谷坊位置坝轴线按设计的谷坊尺寸在地面划出坝基轮廓线清基将轮廓线以内的浮土草皮乱石树根等全部清除挖结合槽沿坝轴线中心从沟底至两岸沟坡开挖结合槽宽深各填土夯实填土前先将坚实土层探松以利结合每层填土厚夯实一次将夯实土表面刨松再上新土夯实要求干容重如此分层填筑直到设计坝高
15、开挖溢洪口并用草皮或砖石砌护石谷坊施工定线和土沟床清基要求与土谷坊相同岩基沟床清基应清除表面的强风化层基岩面应凿成向上游倾斜的锯齿状两岸沟壁凿成竖向结合槽水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术砌石根据设计尺寸从下向上分层垒砌逐层向内收坡块石应首尾相接错缝砌筑大石压顶要求料石厚度不小于接缝宽度不大于同时应做到平稳紧满砌石顶部要平每层铺砌要稳相邻石料要靠紧缝间沙浆要灌饱满柳谷坊施工桩料选择按设计要求的长度和桩径选生长能力强的活立木埋桩按设计深度打入土内注意桩身与地面垂直打桩时勿伤柳桩外皮牙眼向上各排桩位呈品字形错开编篱与填石以柳桩为经从地表以下开始安排横向编篱与地面齐平时在背水面最后一排桩间铺柳枝厚
16、桩外露枝梢约作为海漫各排编篱中填入卵石或块石靠篱处填大块中间填小块编篱及其中填石顶部作成下凹弧形溢水口编篱与填石完成后在迎水面填土高与厚各约柳谷坊断面示意图见图图柳谷坊断面示意图管理暴雨中应有专人到谷坊现场巡视如有险情及时组织抢修每年汛后和每次较大暴雨后及时到谷坊现场检查发现损毁等情况及时补修坝后淤满成地应及时种植喜湿耐淹经济价值较高的用材林果树或其他经济作物柳谷坊的柳桩成活后可利用其柳枝在谷坊上游淤泥面上成片种植柳树形成沟底防冲林巩固谷坊治理成果第三篇淤地坝范围本篇规定了沟道小流域中淤地坝工程的勘测规划工程布局水文计算各项建筑物的设计施工工程管理和坝地利用等技术要求本篇适用于我国西北华北东北
17、黄土区我国其他地区在沟壑治理中凡是沟中筑坝有拦泥淤地作用的包括我国南方的拦沙坝可参照使用本标准中的淤地坝以辗压式均质土坝为主凡涉及水坠法筑坝的设计施工等问题本篇只作某些原则性的规定具体内容参见水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性水土保持综合治理规划通则水土保持综合治理效益计算方法水坠坝设计及施工暂行规范水土保持治沟骨干工程暂行技术规范基本规定淤地坝的分类根据淤地坝的坝高库容淤地面积等特点分为小型中型大型三类小型淤地坝一般坝高库容万万淤
18、地面积修在小支沟或较大支沟的中上游单坝集水面积以下建筑物一般为土坝与溢洪道或土坝与泄水洞两大件可采用定型设计中型淤地坝一般坝高库容万万淤地面积修在较大支沟下游或主沟上中游单坝集水面积建筑物少数为土坝溢洪道泄水洞三大件多数为土坝与溢洪道或土坝与泄水洞两大件大型淤地坝一般坝高以上库容万万淤地面积以上修在主沟的中下游或较大支沟下游单坝集水面积或更多建筑物一般是三大件齐全淤地坝与治沟骨干工程的关系由国家投资支持修建的水土保持治沟骨干工程其坝高库容淤地面积等指标与大型淤地坝相似当其库容淤满时也与坝地同样种植生产此时其管理利用等技术应按本标准要求执行有的大中型淤地坝根据坝系规划中的防洪调控要求经过体坝加高
19、库容增大改作以防洪为主的治沟骨干工程其有关技术应按规定执行勘测及规划基本原则淤地坝建设必须以小流域为单元全面系统地进行坝系规划与坝址勘测然后分期分批实施坝系规划与坝址勘测必须建立在小流域水土保持综合调查的基础上通过综合调查全面了解流域内的自然条件社会经济情况水土流失特点水土保持现状同时着重了解沟道情况包括各级沟道的长度比降有代表性的断面土料石料分布状况等参见中第章的有关规定坝系规划与坝址勘测应反复研究逐步落实首先通过综合调查对全流域提出坝系的初步规划再对其中的骨干工程和大中型淤地坝逐个查勘坝址根据坝址落实情况对坝系规划进行必要的调整和补充最后对选定的第一期工程进行具体勘测为搞好工程布局和设计创
20、造条件坝系规划坝系规划应以完整的小流域为单元从支沟到主沟从上游到下游根据不同沟段的地形水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术和比降全面系统地布设大中小型淤地坝同时在适当位置布设小水库和治沟骨干工程总体布局要求如下根据沟道地形分别布署大中小型淤地坝拦泥淤地种植生产要求除地形不利的沟段外尽可能地将坝布满在泉水露头或有其他蓄水条件的沟段布置少量小水库存蓄清水发展灌溉和水产养殖在具控制作用的沟段布置少量治沟骨干工程拦蓄暴雨洪水保护沟中其他坝库安全生产在作出上述坝系平面布置的基础上应进行实施的具体安排要求如下根据流域内洪水泥沙情况选定第一期工程要求实施过程中全流域的淤地坝小水库治沟骨干工程三者合理分布协调
21、发展保证三者的作用都能充分发挥要求新修的淤地坝尽快淤平种地一般小型年中型与大型年少数可达年小水库应避免或减轻泥沙淤积延长使用年限治沟骨干工程应有较大库容能真正起到保护其他坝库安全生产的作用根据沟道不同的集水面积分别布置不同的淤地坝及其实施顺序集水面积的计算方法见附录提示的附录集水面积以下的小支沟淤地坝的修建顺序是先从沟口或下游开始修建第一座坝淤平种地时再修其上第二座在拦泥淤地过程中可保护第一座安全生产第二座淤平种地时再修其上游的第三座如此依次向上推移直到把全沟修完集水面积或更大的支沟淤地坝的修建顺序是一般应从上游向中下游依次修坝其坝高库容等技术指标应依次逐渐加大也可在中游和下游同时各修一座中型
22、以上淤地坝淤平以后逐步向上推移修坝并在上中游适当位置选一坝址作为治沟骨干工程以保证坝地安全生产集水面积的主沟淤地坝的修建顺序是一般应在其上游和两岸支沟各坝建成之后再建中下游的淤地坝一般为大型以减轻洪水泥沙负担降低工程造价要求单坝控制区间净面积在以下工程规模应按大型淤地坝考虑并于即将淤平前年在坝库上游的主沟或主要产洪支沟选适当位置修治沟骨干工程以保证坝地安全生产在沟中有常流水或泉水集中露头处选适当位置修建小水库蓄水利用同时应在其上游修淤地坝或治沟骨干工程暴雨中拦蓄洪水泥沙澄清后放清水进水库存蓄以延长水库寿命提高水库利用率当沟中原有零星分布的坝库平面布局不合理时应通过坝系规划进行调整根据洪水泥沙泉
23、眼和常流水分布情况有的淤地坝需改建为小水库有的大中型淤地坝应加高为治沟骨干工程以达到充分合理利用水土资源保证工程安全当流域内有几个不同的行政单元乡村时进行坝系规划和实施必须全流域统一规划统一部署统筹协调统一指挥不能各自为政影响全局应避免不同行政单位在主沟中同时各自新建一连串大型淤地坝使洪水泥沙不能集中利用各坝多年不能淤平种地受益每坝各蓄半库水水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术一坝失事造成连锁反应垮坝增加防洪抢险负担坝库勘测选定坝址口小肚大沟道比降较缓同时应选在支沟分岔的下方和沟底陡坡跌水的上方以求修坝工程量小库容大淤地多坝端岸坡应有开挖溢洪道的良好地形和土质或基岩两岸岸坡不应大于不应有集流洼
24、地或冲沟不应有陷穴泉眼等隐患要求土质坚硬地质构造稳定最好是黄土下面为红胶土或基岩以节省溢洪道衬砌的工程量和投资坝址附近有良好的筑坝材料土料石料和料场而且采运容易交通施工方便采用水坠法筑坝时土场应紧靠坝址并有一定高度坝址附近应有充足的水源施工期间能提供比坝体冲填土方量大一倍的水量应尽量缩小库区淹没损失避免淹没村庄公路矿井大片耕地和其他重要建筑物坝址测量小型淤地坝可在坝轴线位置用手水准皮尺花杆量得坝轴线处的沟道断面包括沟底宽度和两岸坡度量到高出设计坝高以上如坝轴上下游坝体范围内两岸岸坡有较大变化时应在有变化处增测个断面大中型淤地坝应测绘的坝址地形图测图范围应高出最终坝高以上同时应标出土石料场的位置
25、库区测量小型淤地坝用手水准皮尺花杆测出库区沟底比降和平均宽度根据坝轴线处的设计淤泥面高度测算出库区未来淤泥面的长度和平均宽度用淤泥面长度与平均宽度相乘算得淤地面积用长度与平均宽度平均高度相乘算得淤泥库容对于坝高库容等接近中型的小型淤地坝参照附录中具体测量库区绘制坝高库容与坝高淤地面积关系曲线大中型淤地坝测绘的库区地形图测图范围应高出最终坝高以上根据地形图参照附录中绘制坝高库容与坝高淤地面积关系曲线对于接近小型的中型淤地坝参照附录中进行测量和绘制关系曲线建筑材料勘测调查坝址附近筑坝材料土料石料的位置分布高度厚度储量物理力学性质上坝距离等必要时应进行坑探或槽深如采用水坠法施工还需了解水源和电源情况
26、工程布局与水文计算工程布局根据淤地坝的类型和流域的洪水泥沙情况在坝址处具体部署土坝溢洪道泄水洞反滤体等建筑物确定其位置形式和规模小型淤地坝对集水面积小洪水量小而历时短大部无常流水坝地淤平较快坝库常不蓄水的工程布局一般只设土坝与溢洪道或土坝与泄水洞两大件溢洪道应布设在岸坡基础地质水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术较好的一侧以减少衬砌工程量大中型淤地坝集水面积和洪水量较大大部沟中有常流水的一般应有土坝溢洪道泄水洞三大件对淤积进度较缓蓄水时间较长的则应增设反滤体坝型一般采用均质土坝若坝址处下部是窄而深的基岩沟床可采取先修重力浆砌石坝或堆石坝坝高与基岩沟床齐平等基岩沟床淤平后一般只需一年在其上正式修
27、均质土坝在沟中石料缺乏洪水峰高量小地区经过具体计算论证可采取高坝大库容用泄水洞排洪不设溢洪道的两大件工程布局方式溢洪道布设溢洪道应布设在完整坚硬的基岩或土基上避开破碎岸坡滑坡体和断层具体位置不应靠近坝体进水口距坝肩应不小于出水口距下游坝脚不小于以保证坝体安全当坝址上游有较大支沟汇入时溢洪道应尽量布设在有支沟一侧的岸坡上以便直接排泄支沟洪水有利于坝地防洪保收泄水洞布设泄水洞应布设在基岩或均匀而坚实的土基上泄水洞方向应与坝轴线垂直泄水洞出口高程应能满足库区排水灌溉和防碱的要求平面位置应布设在灌溉用水一侧出口处的消力池应布设在坝体以外以保证坝体安全淤地坝泄水洞的进口一般应采用卧管式并尽可能布设在溢洪
28、道同侧以保证暴雨洪水中放水时安全方便同时坝地淤成后不致在地中形成一道深槽影响耕作水文计算设计洪水标准与淤积年限根据坝型确定设计洪水标准与淤积年限见表表淤地坝设计洪水标准与淤积年限项目单位淤地坝类型小型中型大二型大一型库容洪水重现期设计年校核年淤积年限年注大型淤地坝下游如有重要经济建设交通干线或居民密集区应根据实际情况适当提高设计洪水标准洪水总量与洪峰流量计算根据当地不同条件分别采取不同方法对大型和接近大型的中型淤地坝一般应采用两种以上方法进行计算并将其结果进行综合分析选定各种方法都应以设计频率的暴雨为基础根据流域面积大小分别确定设计频率下不同的设计暴雨历时一般常用流域面积较大的采用较长的历时以
29、设计暴雨控制洪水总量合理确定造峰历时控制洪峰查阅图表法当小流域所在的省地区或县各级水利部门已有水文手册时应按照各类淤地坝的设计频率和已确定的暴雨历时查阅手册中相应的暴雨洪峰模数与洪量模数乘以坝库以上集水面积即得水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术式中设计洪峰流量设计洪水总量洪峰模数洪量模数坝库以上集水面积用设计暴雨推算设计洪水洪水总量按式进行计算式中洪水总量暴雨量集水面积径流系数和值可查阅当地或相邻同一类型区的气象站水文站水保站资料有的还需根据原始资料进行频率分析后求得洪峰流量根据集水面积和流域形状研究确定洪水汇流速度与洪水历时用概化三角形面积关系式求得洪峰流量洪水总量为三角形的面积洪水历时为
30、三角形的底洪峰流量为三角形的高见图图洪量洪峰洪水历时的关系式中洪峰流量洪水总量洪水历时式中的关键性计算参数是洪水历时包括涨水历时与退水历时应根据有关观测资料和经验数值分析研究确定用推理公式计算洪峰流量式中洪峰流量洪峰径流系数汇流历时内平均降雨强度集水面积单位换算系数流域年均输沙量计算式中年均输沙量年均侵蚀模数坝库以上集水面积水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术分析坝库以上水保措施对洪水泥沙的影响在进行坝库水文计算时如其上游已有其他坝库或集水面积上已有不同程度的水土保持措施则应考虑其减小洪峰洪量和年输沙量的作用对关系式和中的和等参数给予适当调整具体要求如下如设计坝库上游有其他坝库且能全部拦蓄洪水
31、泥沙则从设计坝库的集水面积中减去其上游坝库的集水面积再进行前述各项计算如上游坝库不能全部拦蓄洪水泥沙则应在上述计算基础上再增加上游坝库排出的洪水泥沙对集水面积上现有水土保持措施减少地表径流和土壤侵蚀作用的计算参见建筑物设计土坝设计坝高确定式中坝体总高拦泥坝高滞洪坝高安全超高坝体总高由拦泥坝高滞洪坝高安全超高三部分组成见图图坝高组成示意图拦泥坝高确定根据不同坝型确定拦沙库容式中拦沙库容年均来沙量年均排沙量淤积年限年泥干容重从坝高库容曲线上查得拦泥坝高水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术根据溢洪道泄水洞设计排洪量中含沙量情况确定平均排沙量滞洪坝高确定根据不同坝型大中小规定频率的洪水设计标准与校核标
32、准确定洪水总量与洪峰流量据此设计溢洪道最大排洪量并求得与最大排洪量相应的溢洪道最大过水深度即为滞洪坝高在坝高库容曲线上查得拦泥库容以上与滞洪坝高相应的滞洪库容要求与来洪量和排洪量相协调当淤泥面有一定比降一般时实际滞洪库容比从曲线上查得的数值偏小计算应根据当地具体情况给予调整减小约左右安全超高的确定坝高为时安全超高取坝高为时安全超高取坝高时安全超高坝体断面的确定坝顶宽度不同坝高和不同的施工方法分别采取不同的坝顶宽度见表表不同施工方法与不同坝高的坝顶宽度单位施工方法坝高碾压施工水坠施工注坝顶宽度不得小于如因交通需要坝顶宽度可适当增加上下游坝坡一般淤地坝由于蓄水时间较短可不作坝体稳定分析当淤地坝加高
33、改作治沟骨干工程后由于蓄水时间较长需作坝体稳定分析根据满足稳定要求的坝体断面来决定上下游坝坡参见不同坝高和不同施工方法分别采取不同的上下游坝坡见表表不同坝高与不同施工方法的坝坡比施工方法坝坡类别与坝体土质坝高碾压施工上游坝坡下游坝坡水坠施工沙壤土轻粉质壤土中粉质壤土重粉质壤土注水坠施工上下游坡比相同根据坝体土质不同而取不同坡比水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术坝高超过时从下向上每坝高应设置一条马道宽一般应在马道处变坝坡上陡下缓水坠施工过程中冲填泥池的边埂断面与坝体断面和施工质量有关规定如下边埂外坡应与坝体上下游坡比一致边埂内可采用或倒土时的自然安息角左右边埂高度应高出冲填层边埂宽度根据坝体高
34、度与土质分别规定见表表不同坝高不同土质的边埂宽度单位坝体土质坝高沙壤土轻粉质壤土中粉质壤土重粉质壤土坝体土方计算小型淤地坝坝体范围内两岸岸坡与坝轴线处岸坡基本一致并采取所述坝址测量法按简易长宽相乘法计算坝体土方量见附录提示的附录中大中型淤地坝用所述方法测量坝址地形的应采用等高线包围面积法计算坝体土方量见附录提示的附录中有的中型淤地坝如坝体范围内两岸岸坡与坝轴线处岸坡一致的也可采用小型淤地坝的测量和方法计算坝体土方量坝体分期加高设计根据淤地坝的特点在坝内库容淤满后在淤泥面上加高土坝坝体可大大节约土方工程量坝体分期加高分以下两种情况在设计上各有不同要求新建土坝一次设计分期加高建坝时一次设计到最终坝
35、高但坝体分两期或三期施工完成第一期坝体高度按最终坝高的左右设计利用泄水洞和临时溢洪道不衬砌排洪第一期坝高淤平后在坝前淤泥面上加高坝体同时改变溢洪道进口高程泄水洞进口必须采取卧管式并按最终坝高设计和施工相应的平洞长度与进口高程加高到最终坝高时设置永久性溢洪道采用此法必须岸坡有开挖临时溢洪道和分期改变溢洪道进口高程的条件一般是在坝库设计中只有土坝与泄水洞两大件的情况下采用旧坝加高沟中原有坝库淤满后为了扩大淤地面积或改作治沟骨干工程提高拦洪能力进行坝体加高由于泥沙淤积使坝址库区地形都发生了变化应根据变化后的地形重新绘制坝高库容曲线并据此确定坝高和设计坝体断面加高坝体的土方量与总坝高原坝高与新加高的坝
36、体计算土方量相比可节省三分之二以上但溢洪道与泄水洞等建筑物都需根据坝体加高后的情况进行改建水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术溢洪道设计不同的坝型大中小在不同条件下分别采取不同的溢洪道设计明渠式溢洪道小型淤地坝和接近小型的中型淤地坝在集水面积和排洪量不大的条件下一般采用明渠式溢洪道溢洪道断面形式根据不同地基条件采用不同形式岩石或粘重的红胶土类地基采用矩形断面壤土类地基采用梯形断面中型淤地坝如溢洪道断面较大可作成复式断面底部常过水的小断面作好石方衬砌上部不常过水的大断面不衬砌溢洪道断面尺寸根据设计洪峰流量和溢洪道明渠比降糙率等有关因素确定见中各条规定计算陡坡式溢洪道大型淤地坝与接近大型的中型淤地
37、坝以及淤地坝加高作治沟骨干工程等集水面积和排洪量都较大一般采取陡坡式溢洪道陡坡式溢洪道结构组成宽顶堰陡坡式溢洪道由进口段陡坡段出口段三部分组成进口段包括引水渠渐变段溢流堰出口段包括消力池渐变段和尾水渠见图图陡坡式溢洪道结构示意图陡坡式溢洪道各部分设计要求与计算公式参见泄水建筑物设计基本要求一般淤地坝的泄水建筑物要求在淤地过程中和坝地淤成以后能及时排除坝内清水和洪水以利于坝地种植只有土坝和泄水洞两大件而没有溢洪道的坝库要依靠泄水洞及时排除库内洪水以保证坝库安全和坝地保收水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术淤地坝在未淤满以前如兼有蓄水灌溉作用的其泄水建筑物应能满足及时放足灌溉用水的需要设计流量设计
38、流量按式进行计算式中设计流量设计频率的一次洪水总量不同要求下排完洪水的时间值的确定坝地上种有高杆作物需要保收的要求排完洪水坝库内没有种庄稼要求排掉洪水保坝的要求能将库内洪水排完上述两种情况中有溢洪道的同时考虑溢洪道的排水量没有溢洪道的由泄水洞单独排水泄水建筑物各组成部分的设计要求泄水建筑物由进口段输水段出口消能段三部分组成见图图泄水建筑物结构示意图进口段一般采用分级卧管形式并尽可能与溢洪道同侧由于地形限制等原因可采用竖井形式卧管布设在土坝上游岸坡坡度管顶高度应超出库内最高洪水位卧管用浆砌料石作成台阶每个台阶高差每台阶设个放水孔孔径水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术根据放水流量大小具体确定第一
39、放水孔尽量设在坝高的以下卧管末端与涵管或涵洞连接处设消力池输水段涵洞形式有方形涵洞拱形涵洞和圆形涵洞三种根据各地不同条件因地制宜采用涵洞位置应与坝轴线正交比降由浆砌料石方形与拱形或预制钢筋混凝土管圆形作成涵洞一般为无压管道洞内水深不应超过洞高的断面宽长不得小于高度不得小于沿涵洞长度每需砌筑一道截水环厚伸出管壁外层如涵洞采用圆形预制管则需设置半圆形管座厚度最小处不得小于其下铺设厚灰土层出口消能段如涵洞出口位置较低可直接下连消力池如涵洞出口位置较高则需修一段引水渠连接陡坡陡坡末端连接消力池泄水建筑物各部分具体设计技术泄水建筑物各部分具体设计技术参照中有关规定执行反滤体设计设置反滤体的坝型一般小型淤
40、地坝淤积很快蓄水时间短可不设反滤体大中型淤地坝和淤地坝加高作治沟骨干工程的坝内蓄水时间较长蓄水位较高应设反滤体排水反滤体的形式见图棱体式作为下游坝坡的趾部与坝体开始填筑时同步进行修砌斜卧式可在下游坝坡下部作成后铺砌在下游坝坡的趾部棱体反滤层斜卧式反滤层注为或图反滤体两种形式示意图反滤体的材料由三层材料组成最里层紧贴土质坝体为粗沙中间层为砾石最外层为干砌块石反滤体的尺寸不同坝高的反滤体尺寸不同见表水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术表不同坝高下的反滤层尺寸项目坝高反滤体高度棱体式顶宽外坡比内坡比底宽斜卧式砂层厚碎石层厚块石层厚顶宽工程施工施工准备施工场地准备包括选好土石料场确定运送土石路线修筑交
41、通道路架设输电通讯线路安装机泵修建堆放物资炸药水泥施工工具的临时仓库等施工定线根据规划设计图纸将土坝溢洪道泄水洞等各项建筑物的位置用测量工具逐项落实到地面并用打桩等方法予以确定清基包括土坝溢洪道泄水洞位置范围内的坝基与岸坡土质沟床清基要求将浮土杂物等全部清除清除深度按浮土杂物深度而定一般要求以上沿坝轴线位置开挖结合槽梯形断面底宽深边坡回填均质黄土按夯实标准压实石质沟床清基如岩石基础与坝体直接结合时先清除表层覆盖物再进行开挖将强风化层全部除掉以开挖到设计要求为原则岩坡清除后不应成台阶状如岩石有裂隙断层裂隙水等现象应用箱填堵塞法或水玻璃掺水泥等方法严格处理或作导滤槽将裂隙水引到坝外削坡要求坝体与岸
42、坡连接处的坡度要求土质岸坡不陡于岩石岸坡不陡于其他要求坝基为黄土台地时除削坡外应预作湿陷处理坝库有长期蓄水要求的坝基应作截流防渗处理土坝施工本篇只对辗压式土坝施工的技术作出规定关于水坠坝施工的技术要求可参照执行水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术取土要求土料取用坚持先低后高先近后远先易后难的原则做到高土高用低土低用缩短运距最终坝高以下的坝端严禁取土运土道路应尽量布置成循环形式往来路线分开避免陡坡和急转弯土壤含水量应达到设计要求含水量较低的料场应提前洒水或灌水铺土要求坝基为粘性土时应先采取措施使坝基表面含水量控制在设计要求范围内然后铺土压实若为砂性土基时应先将坝基表面洒水压实然后再铺土填筑的土料
43、要求均质不含腐殖质土石块大土块冻土块或草根树枝等其他杂质土料含水量要求在一般不低于铺土应平行于坝轴方向呈条形延伸条形间横向接缝应错开厚度应均匀宽度应一次铺够避免接缝人工夯实铺土厚应不超过机械履带碾压铺土厚度羊角碾碾压铺土厚度连续铺土压实的坝面需适当洒水湿润并钩皮刨毛以利上下层结合越冬压实的坝面必须将冻层面挖开运走冬季停工的土坝坝面应铺一层松土压实要求坝体压实应根据土料性质含水量和压实工具事先进行试验确定铺土厚度与夯碾次数干容重标准数值一般要求不低于在施工期间每压实一层均需取样测定干容重和含水量大中型淤地坝应尽量使用机械碾压采取进退错距法两次错车碾迹重叠沿坝轴方向进行用档低速碾压人工夯实使用石夯
44、铁夯和混凝土夯夯具重量要求采取梅花套打法夯迹应重合土坝整坡土坝施工期间每夯压升高一层应按设计坡比随时进行整坡要求整个坝坡均匀一致溢洪道施工溢洪道过水断面必须按设计的宽度深度边坡施工同时要严格掌握溢洪道底高程不能超高或降低土质山坡开挖溢洪道时过水断面边坡不小于过水断面以上山坡不小于在断面变坡处要留一平台宽左右溢洪道上部的山坡应开挖排水沟以保证安全溢洪道开挖的土方应尽量利用上坝在施工顺序安排上要和土坝施工相应进行岩石山坡上开挖溢洪道应沿溢洪道轴线开槽再逐步扩大到设计断面不同风化程度岩石的稳定边坡比为弱风化岩石微风化岩石用浆砌石衬砌溢洪道时按执行泄水洞施工泄水洞施工包括卧管涵洞消力池等涵洞工程应按涵
45、洞涵管等不同类型及在坝体内外不同位置采用不同方法进行施工浆砌石涵洞施工砌石时土质基础不坐浆岩石基础应清基后坐浆水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术侧墙砌筑应先确定中线和边线的位置砌筑有斜面和侧墙时应在其周围用样板挂线砌石方法按和执行起拱脚端应与水平成一定角度在涵台沿未砌到拱线之前就应将石块逐渐砌成倾斜状态以使起拱线的斜度满足要求外层预留的沟缝槽砌筑拱圈时应以拱的全宽和全厚同时由两端起拱线处对称向拱顶砌筑相邻两行拱石砌缝应错开错距不得小于必须保持拱的平顺曲线形状应待砂浆强度能承受静荷载的应力时才能拆除支撑架涵洞两侧及顶部应用粘土回填以上方能用大夯夯实两侧要求平衡填高干容重要求大于坝体设计值靠近洞
46、壁部位填粘土含量不应小于并用大锤夯捣使回填土料挤满每个砌石缝隙填土夯实时应在洞管壁上洒水以利结合预制混凝土涵管施工管座砌筑应根据预制涵管每节的长度在两端接头处预留接缝套管位置管座应采用或的支撑预制管必须由一端向另一端套装接头缝隙应用沥青麻刀填塞预制管如为平接必须套有管箍管箍与管之间用水泥石棉粉砂浆填实管壁附近应用小木夯分层打实当填土超过管顶以上后再用大夯或机械压实浆砌料石或块石施工在溢洪和泄水各部构件施工中大部分需作浆砌料石或块石施工此外在某些特殊情况下需在沟中修建浆砌料石重力坝的其施工主体也由浆砌料石完成基础处理地基开挖应清除强风化岩石按设计挖到弱风化或微风化基岩上基岩边坡必须保证稳定顺河流
47、方向的基面不能挖成向下游倾斜岸坡开挖清除表面的覆盖物并使利用的基岩面平整坡度要符合设计要求浆砌石坝坝基范围内的断层破碎带或软弱夹层应根据所在的部位形状宽度组成物的性质及对坝体安全的影响采取处理措施一般对规模不大而倾角较陡的断层破碎带采用在表面加混凝土塞的方法处理混凝土塞的深度一般为破碎带宽度的倍若断层破碎带伸出坝基以外时应延长处理段到坝体以外倍的处理深度石料与沙浆准备料石尺寸应基本一致长宽厚浆砌前应将砌石表面的泥污水锈等洗刷干净砂浆配制必须按设计的配合比调和稠度应适中过干不易捣实过稀降低质量砂浆配合比例见表表砂浆配合比例参考值砂浆名称砂浆标号水泥标号体积配合比每立方米砌体材料消耗量水泥砂石灰水
48、泥砂子石灰片石水泥砂浆水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术续表砂浆名称砂浆标号水泥标号体积配合比每立方米砌体材料消耗量水泥砂石灰水泥砂子石灰片石混合砂浆白灰砂浆砌石要求镶面石要一顶一顺间隔排列上下层镶面石的竖缝应错开以上腹石需错开石块长度的砌石缝宽与石料形状有关粗料石为块石为片石为左右迎水面镶面石应用号水泥砂浆砌筑背水面面石可用号混合砂浆砌筑填腹石可用号白灰砂浆砌筑表面勾缝宜用号水泥砂浆水泥砂浆砌石体应进行洒水养护洒水次数根据气温风力而定表面用草袋覆盖使砌体经常保持湿润状态暂不加砌的至少需养护正在砌筑的表面严禁敲打震动砌筑方法应用挤浆法先在基础表面铺一层厚的砂浆将石料放在砂浆上用脚踩或锤击使之
49、紧密结合然后给竖缝灌灰浆至缝深后向缝内挤片石并用铁锤捣实使砂浆与石块紧密结合干砌块石施工砌体要分层进行层间竖缝要错开每层以大石块为骨干大面朝下不平稳部位应用小石块垫稳不得有松动石块层面应经常用厚薄不同的石块调整高度以便始终保持各层呈基本水平上升砌体应表里一致不得以大块石砌外缘而内填碎石或河卵石外砌石块要互压以上并用大块石封顶冬季施工一般土石工程不应在以下进行施工如利用白天温度较高施工而夜间气温降到以下时施工中应采取防寒措施土坝冬季施工要求取土场尽量选择在背风向阳处采用立面开挖实行挖装运铺压流水作业不留间歇防冻结冻土禁止上坝尽可能采用爆破松土机械碾压方法施工夜间施工时应铺一层虚土次日夯碾限制土壤含水量一般砂壤土含水量不大于轻中粉质壤土及粘土不大于浆砌石或混凝土工程冬季施工可采用以下措施加热法混凝土施工需有预热设施先用热水拌合再对骨料预热石块温度保持在以上砂浆温度保持在以上暖棚法棚内温度保持在以上掺料法在砂浆里掺入食盐或氯化钙安全施工爆破施工必须按照爆破安全规程进行并确定各项安全距离见表水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术表爆破施
