平面设计的一般流程篇(1)

【关键词】土石坝；水库溢洪道；问题

溢洪道的设计和布置合理与否，不仅直接影响到水库的安全，而且关系到整个工程造价。土石坝一般中小型溢洪道，约占水库枢纽工程造价的25~30%及劳动力的25%，故溢洪道合理的布局和选型，在水库工程设计中是一个比较重要的环节。

1. 常见问题

1.1溢洪道是洪水期间保证水库安全的重要设施，中小型水库由于受工程造价的限制，其设计采用的洪水标准往往偏低、选用洪水数据（洪峰、洪量）偏小，因而必然带来溢洪道设计尺寸偏小，再加上周边岩体风化坍落，往往造成泄流能力不足，因而不能保证安全泄洪。

1.2在布置上，某些工程设计的溢洪道其进出口段离坝身太近，坝肩与溢洪道之间仅有单薄的山脊相隔。进口段如未进行有效的护砌，泄洪时一旦发生冲蚀现象，将危及坝肩安全，有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴，如果发生横流冲刷，更易危及坝脚安全，因此这二种情况均对大坝的运行安全十分不利。

1.3溢洪道设计的平面弯道半径过大和收缩过剧，对泄流十分不利。特别在溢洪道陡坡段布置有弯道时，由于弯道流态、流势剧烈变化，导致二岸产生了水面差，这时凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，大大影响了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或缓流段的过剧收缩，也会发生显著的壅水和流态变化，并对溢洪道衬砌造成冲击，如砌护过高会增加投资，砌护过低了又不安全。

1.4溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当，比较突出的问题是陡坡设计比降过陡。部分溢洪道布置在非岩性山坡上，其底部未做有效的反滤衬砌，致使渗水后易产生滑坡；结构上也不稳定。在横断面设计中，有些工程对两侧山坡开挖坡度注意不够，有的过陡，加上衬砌厚度偏薄，不能满足抗滑抗倾稳定，也易造成坍方和滑坡；平面布置上，存在着上下游断面连接不配套，形成“瓶颈”现象，从而影响了泄洪能力；此外溢洪道末端与河道衔接部分注意不够，导致有的末端高出河床很多，有的末端未做砌护处理，常造成严重冲刷，并向上延伸，直至整个建筑物破坏。

1.5现有水力设计方法尚不够完善，如溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下，由于水力计算中忽略了平流段时进口水位的壅高（即水头损失）。而实际壅高有时较大，不可忽视。有些设计对溢洪道的消能工的设计考虑不够充分，或者型式选择不当，导致消力墙长度和深度均不能满足需要，消能不够充分，致使下游河段发生严重冲刷。

另在侧槽式溢洪道设计中，过去大多采用“扎马林法”进行计算。经多年实践及水工模型试验证明：使用该法计算所确定的水面坡降偏小，导致侧槽深度不够，流量系数减小，使侧堰局部呈现淹没出流，其实际泄洪流量达不到设计要求的泄量，因而对工程是不安全的。

1.6有些工程在结构设计中对泄洪的特点和基础特性考虑不周，溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力、由于急流的掺气和脉动现象十分显著常会产生剧烈的震动；有些溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护，且砌护厚度与边坡砌护高度都不能适应结构稳定要求，因而不能抵御高流速的冲刷；有些非岩基上的溢洪道设计时，底部几乎没有反滤排水设备，极易发生塌滑；有些大面积圬工砼衬砌由于未设伸缩沉陷缝，致使溢洪道衬砌发生一些裂缝，总之这些都使工程安全受至影响。

2. 设计对策

溢洪道设计中掌握的基本资料是否充分与完善，选用的设计标准是否恰当，均直接影响到整个工程的安全及经济，现就有关问题谈一些看法：

2.1规划布局。溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌，即要经济合理又要保证安全。如大坝附近有天然山坳可以布设溢洪道则最为理想，如主坝口子狭窄无法布置正堰则可考虑选择侧槽式溢洪道。其规划布置的主要原则是：基础坚硬均一，线路短，无弯道，出口远离坝体；工程严禁布置在滑坡或崩塌体地上。溢洪道通常有四个主要部分组成：引流段（近口段）、控制段（堰流段）、泄流段（陡坡、急流段）及消能工。

2.1.1引流段（近口段）。为引流平顺其进口形状最好做成喇叭口，为减小损失其长度不宜过长。如因地形所限必须在该段内设置弯道时，则应使弯曲段尽量平缓外、还应使弯道与下游衔接段和出口段尽量远离坝脚，以免冲刷坝脚。引流段截面一般选用梯形或矩形，当流速≤1~2米/秒时一般可不砌护，但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护一定长度，同时在弯道二侧的凹岸亦应砌护，如为坚硬的岩基则可不考虑。

2.1.2控制段（堰流段）。为使泄流均匀，可使近口水流垂直于控制段建筑物；根据地形条件和泄流需要必需设置宽顶堰或实用断面堰，堰宽度可按允许单宽流量选定，岩基上单宽流量为40~70m3/s，非岩基上为20~40m3/s，土基上为20m3/s。除近口段设有引流段外，一般应使堰顶宽度≤3h堰（h堰为堰上水头，单位m）；为使水流平顺，堰口与其上游引流段可采用渐变段连接，其收缩角以12度左右为宜。如堰体较宽则应在其横向设置温度缝与沉陷缝，其间距可按10~15m布设。

2.1.3泄流段（陡坡、急流段）。该段平面均采用直线布置，并尽量避免弯道和设置扭坡顺引流态的急骤变化甚至产生负压；其纵断面设计应因地制宜地根据地形、地质而选用缓坡、陡坡或多级跃水等多种形式；陡坡段应采用均一比降；由于泄水段流速很高，故应尽量布置在岩基上，如为非岩基则该段衬砌厚度应按允许流速与地质条件选择进行设计，一般浆砌石用0.5~1.0m，砼0.2~0.5m，钢筋砼0.15~0.3m（砼与钢筋砼基部还应设0.3~05m厚的浆砌石底砌护），其坡度一般以≤1/2.5为宜。

新鲜岩基上的泄水道，可不砌护；如为松软风化岩石仍须用0.3~0.5m的浆砌石或0.2m厚的砼作砌护，并加设锚固筋；如需大面积砼衬砌则应按地质情况，结合温度变化布置伸缩缝和沉陷缝，两侧边坡可仅设横缝，底部则应设纵横缝，间距一般为8~12m，同时在衬砌底部需敷设排水的反滤料；考虑高速水流掺气的特点，边坡的砌护高度应有适当超高。

2.1.4消能工。在泄水段末端需设置消能工，其具体选择型式可根据地形、地质和水力条件的要求而定，采用多级跃水或溢洪道末端的跃流段应使其泄流方向远离坝脚≥100~150m。对于非岩基上一般均采用底流消能，并在末端设置消力池。如泄流量不大，亦可考虑消力槛形式；如为远驱式水跃，由于极易造成冲刷，此时可考虑采用差动式消力槛形式；在岩基上，如溢洪道尾端有较陡边坎时，采用挑射消能较为有利（但需考虑高空扩散气流及下游冲刷对周围影响），由于这种形式可省去消力池、护坦与海漫等工程，由于其工程量小、造价低，因而常被采用。根据工程实践鼻坎形式以矩形差动式最好，但鼻坎以上陡坡最好做成矩形断面，千万不可作成梯形断面以免需用扭坡与鼻坎衔接。

2.1.5侧槽段（指侧堰深槽式溢洪道）。该段布置应垂直于来水流向，其长度可根据等高线向上游延伸，水流特点是侧向进流，纵向泄流。

侧堰与深槽连接的渐变过渡段，其收缩角应控制在12°左右，其长度一般为槽内水深的3~5倍，其主要作用是避免槽内波动和横向旋滚的水流直接进入陡坡段。

2.2水利计算。为使水力计算与工程特性相一致，故正确选用计算公式十分重要。

2.2.1引流段的水力计算：可采取自下游控制断面向上游反推求水面曲线的方法进行（如查尔诺门斯基方法），引流段进口处端须先计算水位壅高，才能求得泄洪时的正确库水位。

2.2.2控制段的汇流计算：可根据“溢流堰水力计算设计规范”建议的方法计算，同时正确选用流量系数时并使其与选用的堰型相一致。

2.2.3泄流段陡槽水力计算：推求陡槽段水面曲线的方法较多，如陡槽底宽固定不变时，可采用BⅡ型降水曲线或用查尔诺门斯基方法计算；对底宽渐变的陡槽段则可用查氏方法分段详算。

2.2.4消能设施的水力计算：采取底流式消能可以采用A・C:巴什基洛娃图表计算。由于巴氏对各种消能设备的计算方法与步骤均较明确、详细，计算省时又能保证精度；但是我们在选定消能设施的尺寸时应该留有余地，对于一些重要的中型水库其水力计算成果还应通过模型试验加以验证；至于挑射消能计算，目前还未找到一种比较成熟适用的计算方法。

2.2.5侧槽段的水力计算：过去采用的“扎马林法”由于计算时采用了均匀流假定，而实际水流状态是沿程变量流，故不符合适用于均匀流的谢才公式，因而与实际泄流情况有较大出入。

近年来有些水利科技工作者根据水流动量或能量关系而建议采用的水面曲线推算的公式比较符合实际泄流情况，如“西南水工所在《中小型水库侧槽式溢洪道的设计》一书中介绍的公式”、“美国《小坝设计》一书中用的公式”、以及“浙江省《水利科技情报》77年第三期介绍的南斯拉夫哈丁公式”等均与水工模型试验吻合。其中南斯拉夫的哈丁公式又可结合实际验算，计算方法简便、省时，故可供设计参考。由于侧槽内实际的流态十分复杂，故在堰顶对面的岸坡水面要比平均水位抬高5~20%，因此其设计的衬砌的高度、厚度要要考虑上述影响。

由于侧槽式溢洪道在侧向进流时，水流的冲击、掺气和槽内水流波动很大，流态十分复杂，故精确计算十分困难，因此对于重要的大中型水库其侧槽式溢洪道设计需依据水工模型试验来确定其相应尺寸。

2.3结构计算。为保证建筑物安全稳定的结构计算是不可缺少的，除一些护坡及挡土墙的稳定可按一般方法计算外，必须进行陡坡面砌护厚度与消力池底板的稳定分析，而对挑射消能则应进行鼻坎的稳定与基础应力计算。

2.3.1陡坡的护砌厚度应满足滑动安全，设置伸缩缝沉陷缝以后，坡面砌护类似大面积薄板，故对基础应力以及倾复稳定一般可不须计算，其主要控制条件是滑动稳定，作用在护面上的滑动力主要有水流拖泄力、砌体自重顺坡方向的分力及护面凸体（如伸缩缝）产生的阻力；抗滑力则包括砌体自重垂直坡面的分力和水流静压力（需扣除高速水流的脉动压力）、护面上的上举力和渗透压力，其抗滑安全系数应≥1.3~1.5即为安全。

2.3.2消力池底板厚度应满足抗浮稳定要求，由于底板四周边界的约束作用，一般没有滑动问题，因此仅需对其抗浮要求进行稳定计算。作用在底板上的上浮力包括渗透压力、脉动压力、底板上凸出体产生的上举力，以及下游消力池水深与水跃段内压力差。抗浮力包括底板的浮重和底板上的水重，其抗浮安全系数≥1.3~1.5即为安全。

2.3.3挑流鼻坎的尺寸应满足滑动稳定、倾复稳定和允许的基础应力。作用于鼻坎上的向下的垂直力包括鼻坎自重、鼻坎上的水重，挑流曲面离心力的垂直分力；向上的垂直力包括脉动力、渗透压力、鼻坎下游尾部形成的上浮力、以及鼻坎上凸出体产生的上举力。作用于鼻坎的水平推力包括水流的拖泄力，挑流时其鼻坝曲面离心力的水平分力，以及鼻坎上凸出体产生的水平分力。按一般力学方法计算鼻坎的滑动与倾复稳定时其要求抗滑安全系数≥1.3~1.5，抗倾安全系数≥1.5，同时计算上述各力的合力，其作用点应位于基础面中三分点之内，且基础最大与最小应力比值≤3~5，以避免发生不均匀沉陷。

平面设计的一般流程篇(2)

关键词：市政工程；给水管线；排水管线；设计

Abstract: In the municipal water supply and drainage engineering, pipeline design is the important content, analyzes its, can be positive to practice. According to the pipeline drainage engineering design for municipal, launches the discussion. First of all to the pipeline layout, vertical layout, determination of pipe diameter and pipe material selection aspects of the analysis, find out the reasonable design, makes the positive contribution for the construction of the project.

Key words: municipal engineering; water supply pipeline; pipeline design;

中图分类号：TU99文献标识码：A文章编号：

引言

在市政工程建设当中，相关的给排水工程是重点也是难点，而针对于不同地区的情况和实际的特点，相关的设计也会有所不同。一般来讲，管线平面布置、管线竖向布置、管径确定以及管材的选用，是设计当中的重点内容，在设计中对实际情况进行分析和探究，做出恰当、合理的设计方案，这一点也是直接关系到工程建设的质量和效率，所以是非常重要的。

管网的平面布置

在市政给排水工程设计当中，管网的平面布置是一个比较复杂的内容，第一点，由于受到经济及地理位置等因素的影响，在市政给排水工程设计中，更多的对面积的实际利用率进行分析和考虑，这样的情况也就容易导致管线的通过空间较为狭窄，管网布置很受限制；第二点，在市政给排水管线设计中，相关的管线种类繁多，一般来讲有给水、雨水、污水、热力、燃气、电力、电信、绿化等多种管线，同时，还有很多检查井、变压器、灯杆、热交换站等附属设施，而这样的情况，也就容易使管网的平面布置更加困难，更加难以设计出比较合理科学的方案。

所以，根据对以上几点内容的详细考虑，在市政给排水管线设计中，其相关的平面布置应严格遵循以下几点：第一点，应遵循总体规划、专项规划及室外给水设计规范和室外排水设计规范规定来布置管线；第二点，所有的管线布置，都应该在最大程度之上和道路以及相关的建筑物保持平行，这样就可以减少管线的相互交叉；第三点，针对于检查井较多的管线，应该尽量的设置在绿地或者是人行道之下，这样就可以有效的减少路面上检查井的数量；第四点，管线和管线之间，管线和道路相互交叉之时，应尽量避免垂直交叉，第五条，管线与管线之间的净距应严格按相关规范要求执行。根据以上几点原则，可以比较合理的布置出市政管线的平面位置。也可方便施工。

竖向布置

在市政工程管线竖向设计当中，相关的设计规范和原则极为重要，按照具体的要求来进行设计。一般来讲，给排水管线分为以下三种类型：第一种，输送液体的重力流管；第二种，输送气体或者是液体的压力流管；第三种，输送电子信号等相关的导线管。针对市政给排水管线设计中的竖向布置，应严格按相关规范所要求的净距，在最大程度上减少管线埋置深度，在此同时，还需要对已有的管线进行严格的勘察，使设计管线布置更加合理顺畅。

所以，在实际设计中，市政给排水管线竖向布置，首先要将雨水管以及污水管的高程进行认真思考，一般的来讲，这两种管线基本为重力流管，所以在管线布置设计当中，要确保将雨水和污水能靠重力流顺利收集到设计管道内。污水管道埋深由于受地形高差、建筑物排污口及污水处理厂位置及高程的影响，污水收集管网的埋设深度一般较深，会影响工程实际投资，针对这方面，应对其高程予以详细的分析和确定。另外在设计中管线与管线之间发生垂直交叉时一般由压力流管让重力流管。

管线管径的确定

根据上文针对市政给排水管线设计中竖向布置和平面布置的分析，对设计方面有了基本了解和掌握，接下来将对管径的确定进行分析。在市政给排水工程设计当中，应该按照具体的服务对象、服务情况来对其设计流量进行确定，还要进行管网平差计算，而针对于不同的情况之时，相应的计算方式也不同。

第一点，给水管管径的计算，我们可以依据管网分配流量后各个管段的计算流量，得到管径。

我们大家都知道，管径不仅与管段流量有关，而且与管段内流速有关，为了防止管网因水锤现象出现事故，最大的设计流速不应超过3m/s，在输送浑浊的原水时为了避免水中的悬浮物质在水管内积淀，通常流速不得小于0.6m/s，因此，在设计的实际过程中，我们应该根据当地的实地情况，同时考虑到管网的造价以及经营管理费用，来选定合适的流速；当流量一定时，管径与流速的平方成反比，当流速小时，则管径就会很大，此时造价必定增加，这时，水头损失就会很小，水泵所需的扬程就可以降低，水电费就会降低。综上所述，我们常常取经济管径De与经济流速Ve，来获得最优设计。

若发生流量不断变化的情况，依据经验我们可以做如下的设计选择，即一般大管径可以取得较大的平均经济流速，小管径可以取得较小的平均经济流速。如下表：

同时对于管径的计算我们还可以依据用水量确定：管径的总用水量为Q=Q1Q2+Q3+Q4+Q5。其中Q1表示综合生活量定额、居民生活用水定额以及最高变化系数分析确定的综合生活用水；Q2表示生产工艺要求与车间性质确定的生产用水量以及员工用水量；Q3表示现行有关规定确定的消防用水量；Q4表示路面、绿化以及土壤等条件确定浇洒道路与绿地用水量。

第二点，污水管管径的确定，污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差从高向低处流动。为了合理经济的选择管道断面尺寸，目前在排水管道的水力计算中采用均匀流公式，常用的均匀流公式有：

Q=AV式中Q为流量；A为过水断面面积；V为流速。为了保证污水管道的正常运行，在《室外排水设计规范》中对各种因素作了相应的规定

1．设计充满度：是指污水在管道中的水深和管道直径的比值，我国按不满流进行计算，在《室外排水设计规范》中对最大设计充满度有具体规定。

2．设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均流速叫设计流速。污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道，为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过大或过小，应在最大和最小设计流速范围内。根据国内污水管道实际运行情况的观测并参考国外经验，污水管道的最小设计流速定为0.6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当增大。

3．最小管径：在街区和厂区内最小管径为200mm，在公共街道下为300mm。

4．最小设计坡度：在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生淤积。这一点在地势平坦或管道走向与地面坡度相反是尤为重要。因此，将相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度为最小设计坡度。具体规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小坡度为0.003。

第三点，雨水的管径，则应该根据设计的流量以及管线的实际坡度来进行综合性的分析和确定，而一般的来讲，管线的实际坡度方向，则需要尽量的和道路的坡度保持一致，这样就可以达到减小埋置深度的作用和目的，同时，其相应的坡度还需要满足最小坡度设计的要求和规定。其设计流量的计算公式是：Q=ΨqF，在此公式之中，Ψ代表的是径流的系数，q则是代表暴雨的实际强度，F则是代表的汇水的面积。在实际的操作当中，应该根据具体的情况和要求，结合公式对管线的管径进行实际的分析和计算，保证设计的科学性和合理性。

管材的选择

给排水管道是给排水工程中的重要组成部分，在投资比重上占有工程总投资的很大比例，而管材又是构成管网的主要内容，选择给排水管材的基本原则：必须具有足够的强度，以承载外部的荷载和内部的水压，使用性能可靠，维修方便，接管容易，施工方便，使用年限长，内壁光滑，造价低。水质在管道中不会产生二次污染。

目前我国给水管一般有钢管、铸铁管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、聚氯乙烯管、聚乙烯管、玻璃钢夹纱管等管材。

近几年我国常用的排水管材有铸铁管、钢筋混凝土管、聚乙烯双壁波纹管、玻璃钢夹纱管等管材。

具体选用哪种管材要结合当地的土质、经济状况，生产厂家等因素进行管道性价比选，设计时应因地制宜进行经济合理的比选确定。

结束语

综上所述，根据对市政给排水管线设计进行分析，力求加强实际当中的操作和应用，为工程建设作出积极贡献。

参考文献

平面设计的一般流程篇(3)

关键词：排水管道倒虹管工程设计

概述

在市政排水工程设计中，排水管道（包括雨水管道、污水管道以及雨污水合流管道）遇到河道、谷地、以及其他公用管线等障碍物时，经常采用倒虹管的形式避让、穿越，因此，倒虹管的设计成为市政排水工程中的一个重要内容。

常见的倒虹管的型式主要有两种：“多折型”（见图1）和“凹字型”（见图2）【2】。

在《室外排水设计规范》（GB50014-2006）第4.11节倒虹管中，专门对倒虹管的设计作了较为详细的规定。但是在实际工程设计中，不同地区客观条件不同，而不同工程师对规范的理解也并不完全相同，因此在具体工程设计上就存在很多不同之处。本文将结合实际设计经验，对倒虹管的设计进行总结和剖析。

上海地区倒虹管的设计

上海地区河道较多，排水管道设置倒虹管的情况非常常见。对比以上规范条文，在上海地区倒虹管的设计主要有以下特点。

倒虹管一般采用一根。

在上海地区倒虹管一般采用“凹字型”，或者多折型和凹字型结合的“混合型”（见图3）。与“多折型”相比，以上两种型式的倒虹管管道平接于出水检查井，较易于清通，且在管道正常运行时亦可完成清通，因此可以采用一根。

与“多折型”相比，在工程造价方面，“凹字型”和“混合型”进出水井较深，但是可以减少一根管道，同时又易于清通，因此，采用一根“凹字型”或“混合型”的倒虹管并无不妥之处。

倒虹管管径一般与上游管径相同。

倒虹管采用与上游管道相同的管径意味着倒虹管流速不大于上游管道的流速。尤其污水管道，因为一般管道采用非满流设计，而倒虹管为满流，因此理论上，倒虹管段流速远小于上游管道流速。尤其上海地区，因为地势平坦，污水管道坡度一般较缓，流速较低，相应倒虹管流速更低。因此，上海地区倒虹管理论上应该淤塞严重。但实际并非如此，因为倒虹管内流速和冲刷力为一对互为制约的因素，在两种因素的作用下，倒虹管淤积到一定程度后到达平衡状态，不再淤积，因此并不影响正常使用。但个人认为，通过淤积缩小倒虹管管径不如设计上直接采用缩小一档管径，这既可以满足使用，又可以减少工程造价。

倒虹管顶距规划河底一般不小于1m。

上海地区河道较多，根据地方规范，穿越非通航河道，倒虹管管顶距离规划河底不小于1m；穿越通航河道，倒虹管管顶距离规划河底不小于1.5m。

倒虹管一般不设置事故排出口。

在上海地区，很少见到倒虹管设置事故排出口。主要有以下考虑：1.考虑到倒虹管工作的稳定性，一般的重力流排水收集管道，没有必要设置事故排出口；2.对于重要的管道，为保障倒虹管安全运行，可以设置备用倒虹管。

倒虹管进出水井没有特殊设计与一般检查井无异，且进出水检查井不设置闸槽或闸门。

由于 “凹字型”和“混合型”的倒虹管易于清理，因此倒虹管进出水检查井与一般检查井无异；倒虹管只采用了一根，所以也没有设置闸槽及阀门的意义。

倒虹管进水井前检查井设沉泥槽。

倒虹管进水井前检查井设置沉泥槽，可以避免粒径较大的泥沙进入倒虹管。对于“凹字型”和“混合型”的倒虹管，个人认为出水井也应该设置沉泥槽，可用于收集倒虹管清理时排出的泥沙。

自流排河雨水倒虹管，上下游管道标高设计一般不考虑倒虹水头损失。

倒虹管因为管道及检查井内水流转折，因此水头一般直线管道水头损失大。但在上海地区，自流排河的雨水倒虹管，在确定上下游管道标高时，一般不计入倒虹管水头损失。这主要因为上海地区河道水位普遍较高，出水口一般为淹没出流，因此降雨时雨水管一般处于压力流状态，水流的动力来自排水地面与河道水面的高差，在这种状态下，管道坡度已经没有意义，因此，调整倒虹管上下游管道高差一样失去作用。

结论

平面设计的一般流程篇(4)

[关键词]土石坝；中小型水库；溢洪道加固设计

中图分类号：TU522 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0151-01

土石坝中小型水库溢洪道加固设计方案不仅直接影响到水库的安全，而且关系到整个工程造价，合理的溢洪道加固设计方案是中小型水库除险加固设计中一个重要的环节。

一、中小型水库溢洪道设计中存在的问题

1、盲目压缩投资

许多负责人员没有认识到溢洪道设计对于水库设计的重要性，因此，容易压缩该阶段的投资。在中小型水库的建设当中，可能会过多的考虑工程造价的控制，而在溢洪道的设计中设法降低对其的建筑投入，如降低洪水标准、选取数据过低，由此就最终导致溢洪道体积偏小。

2、溢洪道的位置出现问题

一些水利工程在设计溢洪道时没有充分考虑到位置的重要性，有些溢洪道进出口紧连坝身，溢洪道和坝肩相隔的山脊十分单薄，如未对进口段实施有效护砌，一旦在泄洪时出现冲蚀情况，坝身的安全直接受到威胁。另外，有些设计将坝脚位置与陡槽末端位置相连，一旦出现横流冲刷，没有距离进行缓冲，将直接危及到坝脚的安全。

3、溢洪道设计尺寸较小

许多时候，为了节约工程资金，设计人员会缩小溢洪道设计的尺寸，在设计小型水库时常常要考虑到工程的资金消耗，而又必须要使得设计达到建筑工程的标准，在资金和标准的双重压力下，很多设计师常常会将设计尺寸进行改动，缩短尺寸大小，随之引起参考的洪峰与洪量等洪水数据发生异常变化。

二、中小型水库溢洪道的解决方法

1、溢洪道的规划布局

溢洪道工程的规划布局应选择有利的地理位置，兼顾投资与安全。规划布局的原则主要包括几点：基础坚硬均一，流道平直无阻，线路短，出口与坝体保持安全距离；工程避开崩塌或滑坡体。溢洪道通常由引流段、控制段、泄流段和消能工四个部分组成。

（1）引流段

为实现平顺引流，减小损失，引流段的进口形状应为喇叭口且长度不能过长。受地形限制必须建立弯道的引流段，弯道与下游的衔接处与出口端应远离坝脚，且尽量平缓，避免水流冲刷拔脚。矩形或者梯形截面一般是引流段截面的首选，紧接控制建筑物和坝端邻近的范围内要砌护一定长度，一般当水流速度小于1―2m/s时则不需要砌护，除坚硬的基石外，弯道两侧的凹岸也应砌护。

（2）控制段

近口水流应与控制段建筑物垂直，再根据地形条件设置实用断面堰或宽顶堰，以满足泄洪需要。可根据允许单宽流量选定堰宽度，应使堰顶宽度小于或等于3h堰（除近口段布置有引流段外），以达到泄流均匀的目的。为了使水流平顺，应使用渐变段进行堰口和上游引流段的连接，收缩角应控制在12b左右。较宽的堰体可在横向设置沉陷缝和温度缝，可按10m―15m间距布设。

（3）泄流段

泄流段纵断面设计应根据实际的地理条件选择多级跃水、陡坡或缓坡或者等形式；泄流段平面均采用直线布置，并避免设置扭坡与弯道随着流态急骤变化，甚至造成负压；陡坡段则应使用均一比降；泄流段尽量设计在岩基之上，避免高流速冲刷，新岩基可不砌护。布置在非岩基上的泄洪道则应根据地质条件以及允许流速进行衬砌。若布置在松软风化岩石上必须采用0.2m厚的砼或者0.3m―0.5m的浆砌石作砌护，并且加设锚固筋。大面积的混凝土衬砌沉陷缝与伸缩缝则应根据地质条件与温度变化来布置，可在两侧边坡设置横缝，在底部则设置纵横缝，一般间距为8―12m，并在衬砌底部设排水反滤料。边坡砌护的高度应适当增加，防止高速水流出现渗水后产生的冲击。

（4）消能工

消能工一般设置在泄洪段的末端，根据水利条件和地理条件选择型式。溢洪道尾部的跃流段最好能使其泄流方向距离坝脚100m―150m。一般对设置在非岩基上的溢洪道采用底流消能，并在尾部设置消力池。若是远驱式水跃一般使用差动式消力槛形式，消力槛形式则适用于泄洪量较小的情况。

挑射消能一般使用在于设置在岩基上的溢洪道尾部有较为陡峭的边坎，这种消能形式能够省去海漫、护坦以及消力池等工程，并且具有造价低廉、工程量少等优势，在水利建设中被广泛使用。

（5）侧槽段

侧槽段的布置可根据等高线将长度延伸至上游，垂直于来水方向，有侧向进流、纵向泄洪的水流特点，深槽与侧堰连接的渐变过渡段，一般收缩角度以10―15b为宜，长度为槽内水深的3―5倍。起到避免槽内横向旋滚与波动的水流直接流入陡坡段的作用。

2、结构设计

对不同情况，结构设计内容与方法如下：有些中小型水库现状溢洪道存在较大转角的弯道和横向宽度收缩过剧，对泄流十分不利，受限于工程投资，又不能较大地改变现有溢洪道平面布置，但弯道流态、流势剧烈变化，导致二岸产生了水面差，这时凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，大大影响了泄流能力和消能效果；另外陡坡段或缓流段的过剧收缩，也会发生显著的壅水和流态变化，并对溢洪道衬砌造成冲击。因此，在设计两岸边墙时，需进行弯道水面壅高及收缩断面的冲击波计算，合理确定边墙高度。非岩性基础上陡坡护砌，底部需做有效的反滤及排水设施，否则渗水后易产生滑坡，结构上也不稳定。消能型式常采用底流消能，若下泄单宽流量较大，受限于地形条件，可在消力池中增加T型墩，有效减少消力池长度，或在消力池陡坡上增设台阶式消能工。在结构设计中应对泄洪的特点和基础特性考虑周全。溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力，急流的掺气和脉动现象十分显著，常会产生剧烈的震动，因此，需采用较高标号的浆砌石或砼护砌，以抵御高流速的冲刷。导流段进口形状最好做成喇叭口，为减小损失其长度不宜过长，当流速≤1―2m/s时一般可不砌护。控制段与上游导流段宜采用渐变段连接，收缩角以12°左右为宜。非岩基上泄槽段护砌厚度应按允许流速与地质条件选择进行设计，一般浆砌石0.5m―1m，混凝土0.2m―0.5m，钢筋混凝土0.15m―0.3m。新鲜岩基上的泄槽段，可不护砌；松软风化岩石仍须采用0.3m―0.5m的浆砌石或0.2m的混凝土护砌。

3、加固措施选择

土石坝中小型水库溢洪道存在问题较多，按新建标准进行设计，投资较大，因此，只能对影响泄洪安全的部位进行加固，常见的加固措施如下：

没有导流程。中小型水库溢洪道一般没有导流段，根据实际需要确定是否增加导流段。坝肩式溢洪道常在控制段前增设导流段，底板高程稍低于控制段，临坝侧边墙采用圆弧或椭圆型式，墙顶高程沿坝坡变化；山坳式溢洪道一般不另外增加导流段。增加溢流宽度。按照泄洪标准复核控制段规模，若现状溢洪道泄洪能力不满足要求，则需拓宽溢洪道，增加溢流宽度。进口无控制段。对此需增加控制堰。常用的堰型有宽顶堰与实用堰，控制段上、下游地面高程相差不多时，可采用平底宽顶堰；上、下游地面高程相差1―2m时，可采用驼峰堰；上、下游地面高程相差超过2m时，可采用WES型实用堰。坝肩式溢洪道。若临坝侧边墙破损，则必须拆除重建，为控制绕坝渗流，新建边墙可采用扶壁式挡土墙。增设护砌。土基或风化岩基上底板及两岸边坡需增设护砌，局部破损的护砌需修复。少数溢洪道岩石边坡坍塌。可结合地质情况，分别采取喷锚、钻排水孔或修建挡渣墙等处理措施。泄槽底坡变化较多的溢洪道。若单宽流量不大，可维持现有底坡不变，避免较大的土石方开挖；若单宽流量较大，则尽量采用单一底坡。无消能设施的溢洪道。对此种溢洪道若末端为岩石，则无需另建消能设施；若末端为土质冲坑，则需新建消能设施，一般采用底流消能型式。

三、结语

水库溢洪道设计是一项复杂的工程，水库的溢洪道设计直接影响着整个工程在现实使用中是否能达到预期效果，保证其防洪泄洪的作用能够充分发挥，是整个水库设计建设十分重要的一个环节，因此，工程在进行规划设计时，一定要充分投入时间与资金并严格把关。

参考文献

平面设计的一般流程篇(5)

关键词互通式；立交；公路设计；选型；

Abstract: The interchange design is an important part of road design, interchange design should first meet the service function, compliance with industry standards, should also try to be elegant style, and integration with the natural, so that after the completion of the road on abeautiful landscape. In this paper, talk about the interchange design.Keywords Interchange; interchange; highway design; selection;

中图分类号： U412.36 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着我国人民生活水平的不断提高，人民对出行的安全性和舒适性提出了更高的要求。为此，作为交通出行快速动脉的高速公路，其设计也须更加注重出行的安全性和舒适性要求，而其互通式立交作为出入高速公路的节点和转换枢纽，也须从运行的安全性和舒适性要求出发。作为设计人员，应该认真、负责的设计出满足人民出行要求的安全、快捷、舒适的现代化互通式立交工程。

1、概述

互通式立交设计是整个高速公路设计中的重要一环，立交设计的成败，直接影响到全线高速公路的服务水平和运营安全，高速公路互通式立交设计是一个复杂和系统的工程，因此设计人员在立交定型和展线过程中投入的精力往往比较多，一般较多的注重了匝道的设计，而忽视了主线及被交路线性指标是否满足规范要求，主要表现在：①互通式立交范围内的主线平曲线半径、竖曲线半径或纵坡中的某项指标小于极限值，或仅大于极限值而小于一般值，而规范中明确规定\；一般情况下应等于或大于一般值，特殊情况时才可采用极限值。②被交路平纵面指标偏低如果属于大于极限值而小于一般值的情况可以尽量不改；如果属于小于极限值的情况，则应以书面形式报请业主或被交路业主批准，改造互通范围内的被交路，但指标小于极限值的位置若避开变速车道范围也可以尽量不改。

2、互通式立交选型设计

互通式立交的选型设计互通式立交选型设计是建立在交通量、交通组成、设计车速、投资额、用地范围、地形、交通、环境、拆迁可能性、道路相交角度、相交道路的等级及条数、将来的远景发展和收费等相关因素基础上的。另外,分期修建也决定互通式立交型式的合理选择。(1)互通式立交的型式互通式立交的型式分为苜蓿叶型、半苜蓿叶型、环型、喇叭型、定向型、半定向型、菱型7种。

1选型设计应注意的几个问题。

①选定的类型应确保行车安全、顺畅和舒适;

②选型要注意远近结合、全面考虑,要考虑远期提高的需要和可能性;技术条件等因素确定设置位置。

③选择互通式立交型式应符合转换交通量主流向的要求;

④选用的互通式立交型式必须与所在地区的特征、性质相适应,选择互通式立交型式应充分考虑地区规划、地形和地质条件、可能提供的用地范围、周围建筑物和设施分布状况等条件。在满通要求前提下,力求达到合理利用地形、工程运营费用经济合理及与环境相协调:

⑤选型应考虑收费要求;

⑥互通式立交型式的选择应符合一致性要求。互通式立交的出口在某一路段上应保持一致性,而不应采用突变的出口方式,以防给使用者造成不便;

⑦互通式立交造型应从实际出发,工程有利于施工养护及排水。

3、互通式立交的设计要点

互通式立交的详细设计互通式立交的详细设计是在选型设计基础上针对地形、地物、交通量、技术规范等要求对互通式立交匝道布局的进一步深化,是互通式立交设计的参数化和指标化。

1平面线形设计互通式立交平面线形设计,要根据互通式立交的重要性、地形、用地条件等因素确定,并保证车辆能连续安全地运行。互通式立交平面线形的要素主要有直线、缓和

曲线和圆曲线。匝道及其端部,凡曲率变化较大处应缓和曲线,一般缓和曲线采用回旋线。在匝道与匝道、匝道与主要道路拼接处,如采用缓和曲线,要注意回旋线参数要稍大一点,主要是便于超高过渡和适应汽车行驶速度的变化,特别是分流点处更应注意。在反向S型曲线处,选择回旋线参数时注意同超高过渡的协调一致,否则容易形成反超高。此外,匝道平面线形要与其交通量相适应,转向交通量大的匝道平面线形技术指标应高一些;驶出匝道的平面线形技术指标应高于驶入匝道的平面线形技术指标;反向曲线间的两个回旋线,其参数宜相等,不相等时,其比值应小于1.5。

2纵面线形设计纵面线形应与地形相适应,设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形,避免在短距离内出现频繁起伏。互通式立交的纵面线形设计实质是匝道的拉坡,不少设计人员将匝道拉坡范围完全与匝道的线位长度一致起来,这是不合适的。因为这样处理会在车流分合流端部形成剪刀差,路容、排水可能都有问题。拉坡的范围应该以车流分合流端部开始或结束,分合流端部以前的变速车道部分随主线的横坡和纵坡变化而变化。但在具体确定分合流匝道的起点和终点高程以及横坡时要综合考虑主线的纵坡和横坡,匝道在该处的纵坡、横坡不能简单地取主线的纵坡、横坡,这样至少在理论上是不连续的。另外,确定分合流点处的高程、纵坡、横坡时还须注意,当主线为曲线且有超高时,主线外侧变速车道先做成向外的横坡,然后根据变速车道形式向超高过渡,如果是直接式车道,则在变速车道全长范围内过渡,如果是平行式车道则在端部至匝道线位与主线“切点”范围内过渡。确定拉坡范围还应注意,

对于首尾相接的匝道,其拉坡范围应统一考虑。另外在拉坡时还要遵循平、纵配合的设计原则,注意平纵组合,注意线形与自然环境和景观的配合与协调。

3超高及其过渡由于互通式立交范围内的平曲线指标比较低,所以超高不可避免,但超高的取值及过渡需要深入研究。

①匝道超高设计匝道超高设计要充分考虑车辆在匝道上行驶速度经常变化的实际情况,采用不同的超高值。定向匝道跨越主要道路时,往往采用圆曲线最小半径的一般值或介于极限值与一般值之间,相应的超高按规范要求应取值8%以上,在这种情况下,由于定向匝道路基较宽,而且采用桥梁等结构物,没有路基边坡,所以在视觉上往往横向坡度比一般单匝道或土基填筑有边坡的路段横坡大,给驾驶员视觉上造成悬空的感觉,心理压力大,所以最大超高在这些地方宜放缓,收费站附近的超高值应小于匝道计算行车速度所对应的值。接近分流、合流处匝道超高值就应大一些。

②超高过渡段匝道上直线至圆曲线间或两超高不同的曲线间应设置超高过渡段。超高过渡段的设置要根据计算行车速度、横断面的类型、旋轴的位置以及渐变率等因素来确定。

a超高过渡区间。有缓和曲线时,超高过渡在回旋线的全长或部分范围内进行;没有缓和曲线时,可将所需过渡段长度的1/3～1/2插入圆曲线,其余设置在直线上;在有构造物地段,超高过渡应充分考虑桥跨布置,一般过渡范围最好放在桥梁的同一联里,这样可减少构造物处理上的难度;

b反向超高的过渡。为了减少排水上的困难,反向超高的过渡采用较大的超高渐变率是合适的;C超高渐变率的取值。超高渐变率的取值在一般路段只需满足规范要求,但在宽度变化路段则要注意,由于宽度变化,行车道宽度的B值也是变化的。由于容易忽略宽度变化对超高渐变率的“折减”作用,此时超高渐变率似乎满足要求了,但象收费站等宽度变化较大的地方,边部将扭曲得很厉害,如果同时又在反向超高的地方,则排水就成问题了。因

此在宽度变化路段要注意超高渐变率的取值;d超高旋转方式。这里是指过渡范围内行车道

外侧边缘的竖向形状是直线的还是曲线的。一般情况下采用直线方式,但直线方式比较生硬,在过渡段两端有折曲感,所以从美观等因素考虑,采用曲线方式更好。

(4)变速车道的设计变速车道分为直接式与平行式两种,减速车道原则上采用直接式,加速车道原则上采用平行式。当变速车道为双车道时,加、减速车道均采用直接式。一般双车道加速车道也采用直接式,但应注意直接式加速车道应采用较小的流入角度,这对车辆合流较为有利。另外双车道的匝道与主要公路拼接时应注意车道平衡问题,否则当车流量较大时,车流的分流与合流将产生问题。单车道减速车道设计时应注意直接式车道的三角渐变段长度并不一定是规范中的长度,一般来说要比规定的长度长,规范中渐变段长度一般只用于平行式变速车道三角渐变段;出口的起点位置应在主线外侧行车道中心线,且该点开始偏离主线的角度应满足规定的渐变率要求;减速车道的分流点处应设置相应的偏置值;分流点处的曲率半径和回旋曲线参数须满足规范规定的取值要求。

结束语

互通式立交设计最终要达到布局匀称,不能头重脚轻;设计合理。在满足各项指标的要求下,互通式立交线形应综合考虑各种因素,力求达到设计合理,少占地,投资省;线形流畅。做到平面、纵断面、横坡之间各指标的组合合理。

参考文献

【1】刘智春,互通式立交基本型式的特点分析及设计应用武汉工程大学学报2009

平面设计的一般流程篇(6)

关键词：开发项目；水土流失；水土保持；方案编制

引言

随着城市现代化进程的加速，房地产开发项目如雨后春笋在各个城市动工，这样就不可避免地破坏了原有的地貌，使水土流失问题突出，生态环境恶化，人们的安全收到了威胁。因此，房地产开发建设项目水土保持方案编制具有极其重要的作用，制定该方案不仅能能够防止水土流失，更是城市环境建设的重要步骤。

1 工程概况

某改造项目拆迁面积23.00hm2，其中用于开发改造的可建设用地面积16.15hm2。根据《关于划分国家级水土流失重点防治区的公告》、《广东省水土流失重点防治区划分》，工程所在区域属于国家级水土流失重点监督区和广东省“三区”划分中的重点监督区。

2 房地产开发建设项目的特点

2.1 建设地点在城区

房地产项目建设地点一般位于城市市区，与城市发展相一致，符合城市土地利用规划，且大多集中连片，所处位置地势平坦、周边交通便利。在房地产项目建设过程中，往往将建设区域与外界用围墙隔开，这样既可减小项目建设影响范围，也可增加建设过程中的安全性。

2.2 建设工期较短

房地产项目的建设周期一般为3～5年，相对于火电厂、煤矿等建设项目工期较短。该改造项目于2009年12月开工建设，拟于2014年12月完工并交付使用，建设总工期60个月。

2.3总平面布局紧凑

房地产开发建设项目使用土地集中，平面布局均位于施工围墙内，且地形平坦、布局紧凑而简单。该改造项目的平面布局主要有永久建筑区、道路广场区、园林绿化区、施工营造区和临时堆土转运场等，占地面积共计23.00hm2。

2.4挖填土石方量较大

房地产开发建设项目土石方工程主要源于原有建筑物拆迁、地下室基坑开挖、道路管线埋设及园林绿化工程等方面。该改造项目总挖方量约274.30万m3，其中拆除房屋产生建筑垃圾37.50万m3，地下室基坑开挖土方235.10万m3，道路及管线工程开挖土方1.70万m3；总填方量约7.72万m3，其中：地下室内墙及顶板回填土方5.10万m3，管沟回填土方1.00万m3，场地绿化种植土1.62万m3（需外购）；挖填平衡后，总弃方量268.20万m3，其中建筑垃圾37.50万m3，弃土230.70万m3。

2.5周边市政管网完善，不设废土（渣）场

由于房地产开发建设项目选址一般位于市区，所以房地产项目一般不设弃土（渣）场，在需要排弃废土（渣）时，直接运至市政统一的合法渣土受纳场即可。该改造项目，施工用水、用电与相关部门协调后可直接就近接用，满足施工需求。施工产生的建筑垃圾及多余土方全部运至市政指定余泥渣土受纳场集中堆放，运输车辆指定路线行驶，施工出入口设置车辆冲洗设施，并定时洒水保湿等措施加以防护。

3 房地产开发建设项目水土流失特征

3.1 水土流失量小但影响大

城市市政排水系统相对完善，使得降水能够在较短时间内排出，减少了地表径流量，水蚀较轻。与铁矿、火电厂等在野外施工的项目相比，房地产开发建设项目水土流失轻微，水土流失量较少。然而，由于房地产开发建设项目地处市区，对市民的生活、市容市貌影响大，因此需高度重视，认真防治。

3.2人为水土流失比例大

房地产开发建设项目的水土流失主要是人为水土流失，而非自然水土流失。也就是说，房地产开发造成的水土流失主要发生在施工过程中，是由于地下室基坑、道路管线的开挖与回填等造成的。

3.3 项目建成后基本不产生新增水土流失

房地产开发项目建成后，除永久建筑区外，其余全部绿化或者硬化，水土流失量减少，工程运行初期仅园林绿化区存在轻微水土流失。

4 编制水土保持方案应注意的问题

4.1 土石方平衡

土石方量计算准确与否将直接影响到水土流失预测、占地面积计算、取弃料场设置、防治措施布设，以及水土保持投资等多个方面。为此，水保方案时应注意以下几个方面的问题。

（1）建筑垃圾单位换算

拆迁原有建筑物产生的建筑垃圾量一般由建设单位提供，其数量单位为吨，为方便计量，需要将其转换为立方米。该改造项目拆迁工程将拆除旧房屋建筑面积52.42万m2，产生建筑垃圾约60.00万t（房屋拆除工程建筑垃圾量=建筑面积×单位面积垃圾量，砖混结构每平方米1.2t），折合体积约37.5万m3（建筑垃圾密度约为1.6）。

（2）土方量换算

挖方按天然密实体积（自然方）计算，填方按压（夯）实后的体积（实方）计算，而水保监[2008]8号文要求各种土石方均应折算为自然方进行平衡。因此，在摘取项目可行性研究报告中的土石方数据时，需及时了解是否采用了计价方的规则进行计量，若是则应进行相应换算。土石方的松实系数见表1。

摘要：房地产开发建设项目施工进行时会导致工程周围水土流失，对附近居民的生活和市容造成不良影响，因此水土保持方案的编制十分有必要。本文以具体工程为了，在结合房地产开发项目的特点基础上，就房地产开发建设项目水土流失特征及水土保持方案编制的注意问题进行了阐述。

关键词：开发项目；水土流失；水土保持；方案编制

引言

随着城市现代化进程的加速，房地产开发项目如雨后春笋在各个城市动工，这样就不可避免地破坏了原有的地貌，使水土流失问题突出，生态环境恶化，人们的安全收到了威胁。因此，房地产开发建设项目水土保持方案编制具有极其重要的作用，制定该方案不仅能能够防止水土流失，更是城市环境建设的重要步骤。

1 工程概况

某改造项目拆迁面积23.00hm2，其中用于开发改造的可建设用地面积16.15hm2。根据《关于划分国家级水土流失重点防治区的公告》、《广东省水土流失重点防治区划分》，工程所在区域属于国家级水土流失重点监督区和广东省“三区”划分中的重点监督区。

2 房地产开发建设项目的特点

2.1 建设地点在城区

房地产项目建设地点一般位于城市市区，与城市发展相一致，符合城市土地利用规划，且大多集中连片，所处位置地势平坦、周边交通便利。在房地产项目建设过程中，往往将建设区域与外界用围墙隔开，这样既可减小项目建设影响范围，也可增加建设过程中的安全性。

2.2 建设工期较短

房地产项目的建设周期一般为3～5年，相对于火电厂、煤矿等建设项目工期较短。该改造项目于2009年12月开工建设，拟于2014年12月完工并交付使用，建设总工期60个月。

2.3总平面布局紧凑

房地产开发建设项目使用土地集中，平面布局均位于施工围墙内，且地形平坦、布局紧凑而简单。该改造项目的平面布局主要有永久建筑区、道路广场区、园林绿化区、施工营造区和临时堆土转运场等，占地面积共计23.00hm2。

2.4挖填土石方量较大

房地产开发建设项目土石方工程主要源于原有建筑物拆迁、地下室基坑开挖、道路管线埋设及园林绿化工程等方面。该改造项目总挖方量约274.30万m3，其中拆除房屋产生建筑垃圾37.50万m3，地下室基坑开挖土方235.10万m3，道路及管线工程开挖土方1.70万m3；总填方量约7.72万m3，其中：地下室内墙及顶板回填土方5.10万m3，管沟回填土方1.00万m3，场地绿化种植土1.62万m3（需外购）；挖填平衡后，总弃方量268.20万m3，其中建筑垃圾37.50万m3，弃土230.70万m3。

2.5周边市政管网完善，不设废土（渣）场

由于房地产开发建设项目选址一般位于市区，所以房地产项目一般不设弃土（渣）场，在需要排弃废土（渣）时，直接运至市政统一的合法渣土受纳场即可。该改造项目，施工用水、用电与相关部门协调后可直接就近接用，满足施工需求。施工产生的建筑垃圾及多余土方全部运至市政指定余泥渣土受纳场集中堆放，运输车辆指定路线行驶，施工出入口设置车辆冲洗设施，并定时洒水保湿等措施加以防护。

3 房地产开发建设项目水土流失特征

3.1 水土流失量小但影响大

城市市政排水系统相对完善，使得降水能够在较短时间内排出，减少了地表径流量，水蚀较轻。与铁矿、火电厂等在野外施工的项目相比，房地产开发建设项目水土流失轻微，水土流失量较少。然而，由于房地产开发建设项目地处市区，对市民的生活、市容市貌影响大，因此需高度重视，认真防治。

3.2人为水土流失比例大

房地产开发建设项目的水土流失主要是人为水土流失，而非自然水土流失。也就是说，房地产开发造成的水土流失主要发生在施工过程中，是由于地下室基坑、道路管线的开挖与回填等造成的。

3.3 项目建成后基本不产生新增水土流失

房地产开发项目建成后，除永久建筑区外，其余全部绿化或者硬化，水土流失量减少，工程运行初期仅园林绿化区存在轻微水土流失。

4 编制水土保持方案应注意的问题

4.1 土石方平衡

土石方量计算准确与否将直接影响到水土流失预测、占地面积计算、取弃料场设置、防治措施布设，以及水土保持投资等多个方面。为此，水保方案时应注意以下几个方面的问题。

（1）建筑垃圾单位换算

拆迁原有建筑物产生的建筑垃圾量一般由建设单位提供，其数量单位为吨，为方便计量，需要将其转换为立方米。该改造项目拆迁工程将拆除旧房屋建筑面积52.42万m2，产生建筑垃圾约60.00万t（房屋拆除工程建筑垃圾量=建筑面积×单位面积垃圾量，砖混结构每平方米1.2t），折合体积约37.5万m3（建筑垃圾密度约为1.6）。

平面设计的一般流程篇(7)

（一）边坡工程进步和发展

在土木工程生产实践活动中，随着铁路、公路、库区或场地等工程的建设和发展，涉及了大量的边坡工程技术课题，工程技术人员积极应用有关工程地质学、岩体力学、岩土工程学和土力学等学科的知识和成果，积累了丰富的边坡工程经验，在理论和实践两方面都取得了长足的进步和发展。近年来，随着高速公路建设向山区延伸和发展，由于其技术等级较高，且我国山区地形条件困难、地质结构复杂、地质环境背景脆弱，深挖高填十分普遍，边坡工程问题日益突出。同时也遭遇了不少边坡工程失败和损失。

（二）路堑边坡工程设计现状

设计现状有以下特点：具有数量集中、种类较多、性质繁杂、勘查不足等特点，但又存在一定的场区或区段规律；有别于重点复杂的边坡工程设计；缺乏实用的勘察设计工作程序和细则；直接危害公共安全，显著影响工程造价。

（三）福建地区边坡工程问题

福建地区，是我国多山省份之一，俗有“八山一水一分田”之称，山地灾害较为严重。上世纪90年代后期，积极开展山区高速公路建设，不可避免地遭遇路堑高边坡工程技术难题；特别是，由于福建地区一般地层风化深度较大，岩体结构破碎，覆盖层较厚，且江河沟谷发育，不良地质堆积广为分布，在切坡筑路过程中，经常遇到边坡变形和破坏问题，尤以土质路堑边坡或类土质路堑边坡更为严重。

（四）技术路线和实施对策

主要从以下几个方面进行考虑：明确边坡工程实用类型，抽象和归纳边坡工程地质模式，分析和研究其相关变形破坏机制，建立边坡稳定性分析计算方法，提出边坡坡形坡率设计原则和方法，建立相应防护加固工程措施或对策，进行动态设计与信息化施工。

（五）动态设计总体思路

设计总体思路如下：高边坡工程档案（预设计文件、地勘资料），高边坡工程地质调查（地形、地质、地下水等），防护加固工程方案（边坡类型、坡形坡率、稳定性分析计算、防护加固工程对策），现场校对和重点核查，施工图设计与审查，动态跟踪与设计调整，竣工稳定性评价。

二、路堑边坡工程实用分类

共分为以下几类：土质边坡，岩质边坡，二元结构边坡，复合结构边坡。

（一）土质边坡

土质边坡可分为：纯土质边坡（均质或似均质）和类土质边坡(非均质)。

（二）岩质边坡

岩质边坡可分为：岩石边坡，破碎岩石边坡，顺层岩石边坡。

（三）二元结构边坡

二元结构边坡可分为：陡倾接触边坡，缓倾接触边坡，破碎接触边坡。

（四）类土质路堑边坡

类土质路堑边坡可分为：坡残积土边坡，风化土边坡，崩滑流堆积边坡，复杂结构边坡。

三、工程地质模式（坡体结构）

（一）坡残积土边坡工程地质模式

1．坡体结构由上覆坡积土层和下伏残积土层所组成，坡体变形和破坏一般体现上覆坡积层沿下伏残积层的坍滑变形和破坏。这种情况一般其接触界面倾角为25°～30°，如图1。

1．坡体结构由上覆坡积土层和下伏残积土层所组成，坡体变形和破坏一般体现上覆坡积层沿下伏残积层的坍滑变形和破坏。这种情况一般其接触界面倾角为25°～30°，如图1。

2．边坡坡面揭露地层为坡残积层，其下基座为基岩（边坡刷方线以下），组成坡体的坡残积土层，常常发生沿基岩顶面的变形和破坏。在这种情况下，基岩顶面产状一般顺倾坡面，倾角为20°～25°，如图2。

3．边坡主体由坡残积土层及下部风化土层组成，如果设计坡率较陡，或者因为持续暴雨作用，在防护工程不及时的情况下，容易产生局部台阶坍塌变形和破坏，甚至有可能在地下水的长期作用和影响下产生较大规模的滑动变形和破坏，如图3。

（二）风化土边坡工程地质模式

1．边坡开挖切削岩层风化壳，一般为全强风化土层，经常发生风化壳土层依附其下伏相对风化轻微岩层表面的滑动变形和破坏。这种情况，在花岗岩地区或凝灰岩地区较为常见；不均匀风化界面容易形成地下水和粘性物质的聚集，在特定的形态组合下产生变形和破坏，见图4。

2．边坡主体由坡残积层及强风化土层组成，局部夹强至中风化岩体，由于地质构造作用和影响，常见一些强烈风化软弱带，如果其产状倾向坡面，在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其软弱带临空暴露的情况下，极易产生上覆风化岩土体沿其下伏基岩顶面产生较大规模的滑动变形和破坏，见图5。

3．边坡主体由坡残积土层及砂土状强风化层组成，由于其原岩结构面发育，常见一组或多组陡倾角和缓倾角裂面长大贯通，并存在倾向临空的缓倾角结构面，在各不利结构面的组合作用下，经常发生陡缓裂面切割块体沿其下伏缓倾角裂面的变形和破坏，见图6。

（三）崩滑流堆积边坡工程地质模式

1．边坡主体由崩坡积体组成，根据崩塌地质现象的特点与规律，崩坡积体的自然稳定坡角一般为35°～38°，在路堑边坡的开挖过程中，常见其沿稳定坡角面的变形和破坏；或者，依附其堆积界面产生更大规模的滑动变形和破坏，见图7。

2．边坡主体由滑坡堆积体组成，结合滑坡地质现象的特点与规律，在路堑边坡的开挖过程中，常因路堑开挖滑坡中下部，致使滑坡坡脚失去支撑，破坏坡体力学平衡，从而导致滑坡中前部的复活变形和破坏，如不及时采取有效的治理工程措施，甚至引起更大规模的滑动变形和破坏，见图8。

3．边坡主体由泥石流堆积体组成，基于泥石流地质现象的特点，在路堑边坡的开挖过程中，由于泥石流堆积体一般含水量普遍较高，地下水丰富，岩土强度较低，较易产生堑坡变形和破坏，如不及时采取有效的治理工程措施，甚至引起大规模的滑动变形和破坏，即滑坡地质灾害，见图9。

四、变形破坏机制（失稳类型）

主要从以下方面分析：力学基础，园弧或似园弧破坏，平面型破坏，折线型破坏，复合型破坏，其它形式破坏。

（一）力学基础

主要有：岩土性质－重度、摩擦角、粘聚力，极限坡高和极限坡角，不连续面，有效应力定律，非饱和土力学理论。

（二）园弧或似园弧破坏

主要有：均质土坡，坡残积土坡，砂土状强风化，碎块状强风化（碎裂），不良地质堆积体。对于类土质路堑边坡，我们经常发现，如不考虑地质不连续面的存在和影响，其坡体变形破裂面一般呈园弧或似园弧的形状。边坡呈园弧或似园弧破坏一般发生在均质土坡、坡残积土坡、砂土状强风化层、碎块状强风化层（碎裂结构）、以及不良堆积体内部的变形和破坏。

（三）平面型破坏

有两种情况：地质不连续面平行坡面，倾向临空；两个或两个以上不连续面组合，交线倾向临空（楔体破坏）。由于地质不连续面走向大体平行于坡面走向并倾向线路，其倾角小于边坡坡率，且大于其岩土抗剪强度所能维持的稳定坡度，这种情况一般发生平面型破坏。对于具有两个或两个以上的地质不连续面组合的情况，一般是以一组不连续面为主控滑移面，其余为空间控制面，这种情况也可归纳为平面型破坏（在岩质边坡中，常称之为楔体破坏）。

（四）折线型破坏

一般指不利结构面的组合和崩滑流堆积等不良地质介面。在类土质路堑边坡坡体结构中，存在两个或两个以上的地质不连续面，其走向大体平行于坡面且倾向线路，由多个地质不 连续面组成折线型破裂面，其上岩土以此为依附面产生滑移变形和破坏，这种情况下的边坡破坏为折线型破坏。

（五）复合型破坏

分为：平面型和园弧型的复合，折线型和园弧型的复合，崩滑流堆积等不良地质介面。由于边坡物质组成和坡体结构的特殊性和复杂性，单一破坏形式的发生往往较少，或者其规模相对较小，一般的边坡变形和破坏是上述几种基本破坏类型的复合，故称之为复合型破坏。复合型破坏可以简单地归纳为平面型和园弧型的复合和折线状复合形式，崩滑流等不良地质堆积体的变形和破坏，属于复合型破坏。

（六）其它形式破坏

主要表现为风化剥落,流石、流泥和崩塌落石。

五、稳定性分析计算

从以下几个方面来分析：计算模式，计算指标，计算方法和其它问题。

（一）计算模式

计算模式主要有：均匀层状型，基底控制型，结构面组合型和固定滑面型。

均匀层状型当坡体组成地质不连续面相对平缓成层，层内岩土性质比较简单或均匀，这种情况可以抽象为均匀层状型计算模式。其相应边坡变形破坏机理类型为园弧或似园弧破坏，这样即可通过搜索最危险园弧滑裂面计算其边坡稳定系数，见图10。

基底控制型当坡体内部存在某种控制性不连续面时，这个不连续面可以是基岩顶面、不同成因或不同时期堆积界面、差异风化界面、地层层面、断层节理面、以及软弱破碎带控制界面，由于这种控制性地质不连续面的存在，在坡体稳定性分析计算中起决定性或控制性作用，这类边坡可以归纳为基底控制型计算模式。其相应边坡变形破坏机理类型主要体现为平面型破坏，或者平面型与园弧型的复合破坏形式。在具体分析计算过程中，是以基底控制界面为剪出依附面，结合园弧搜索，搜寻最危险滑裂面，从而计算确定边坡稳定系数，见图11。

结构面组合型当坡体内部存在两组或两组以上倾向线路的不利结构面时，其坡体的变形和破坏往往受其结构面组合形态与规律控制，常见有陡倾结构面与缓倾结构面的组合，这类边坡即归纳为结构面组合型计算模式。其相应边坡变形破坏机理类型主要体现为折线型破坏或折线型与园弧型的复合破坏，据此搜索优势滑裂面，计算确定坡体稳定系数，见图12。

图11　基底控制型示意图

固定滑面型对于崩滑流堆积体，由于历史灾害原因存在不良地质界面，或岩土强度薄弱面在路堑边坡开挖过程中，极易沿其不良地质界面产生坡体变形和破坏，而这个面又是固定的，可以借助勘察手段查明，这种情况为固定滑面型计算模式。对于固定滑面型计算模式，其危险滑裂面的确定较为准确，计算过程相对简单，计算结果更为可靠，见图13。

图13　固定滑面型示意图

（二）计算指标

主要有以下计算指标：室内试验指标，现场试验指标，相关经验指标和反算指标。

室内试验指标室内试验是结合边坡工程地质勘查，利用工程地质勘探孔取得原状样或扰动样，通过室内试验的方法，获取边坡岩土基本物理力学指标，求得岩土抗剪强度参数值。

现场试验指标现场试验是在边坡工程现场进行现场大型剪切试验，或者，给合工程地质勘探钻孔进行孔内现场剪切试验，对于软弱地层亦可采用十字板剪切试验，以及其它结构面强度现场试验方法等，从而求得边坡岩土现场试验指标。

相关经验指标在岩土工程勘查设计工作实践中，经验知识是不可或缺的重要内容之一，对于岩土强度指标，可以也应该通过工程地质类比的方法，利用既有工程中类似岩土的相关经验知识和指标数值，类比确定当前面临岩土工程强度指标。

反算指标指标反算是根据给定边坡工程变形性状，判断边坡稳定程度或稳定系数，采用数值反分析方法，经过反算确定边坡岩土主要强度指标。在类土质路堑边坡工程中，极限坡高与极限坡率状态反分析更为实用和可靠。

选择与确定力学性质指标的总体原则：以反算指标为主，有条件结合各种试验指标进行校核，考虑室内试验指标一般偏低，而现场试验指标一般偏高的特点，反算指标介于室内试验指标和现场试验指标之间较为可靠；经验指标一般可以对拟定计算指标进行分析与判断，特别是，当发现反算指标与相关试验指标相冲突时，作为辅助手段，综合分析和判断确定计算指标。

（三）计算方法

主要有极限平衡法（推力传递法、摩根斯吞-普赖斯方法），图解法和工程地质比拟法。用摩根斯吞-普赖斯方法来进行边坡稳定性分析和边坡加固工程检算。

（四）其它问题

主要是指孔隙水压力，边坡渗流场和结构面强度问题。

六、坡形坡率设计原则和防护加固工程对策

（一）坡形坡率设计原则

坡形：台阶式边坡，台阶高度8～12m，完整岩体及顶级缓坡可设至15m左右。对于高边坡，常在坡体中部设置宽平台4～6m。

坡率：微风化岩0.25～0.50，中风化岩0.50～0.75，强风化岩0.75～1.00，坡残积层1.00～1.25，松散软弱土层1.25～1.50。

（二）防护加固工程对策

主要采取以下对策：坡面变形防护，浅表层变形防护，块体变形防护，深部变形防护，坡脚应力集中防护和地表、地下水引排处理。

坡面变形防护微～未风化岩体：岩面喷浆防护0.25～0.50；中～微风化岩体：挂网喷浆防护0.25～0.50；强～中风化岩体：护面墙防护0.50～0.75；全～强风化层：加厚拱型骨架防护0.75～1.00；坡残积层：拱型骨架防护、浆砌片石防护1.00～1.25；松散土层：网格骨架、浆砌片石、植草防护1.25～1.50；绿色防护：人造景观，美化环境和生态工程。

浅表层变形防护下伏中～微风化岩：系统锚杆防护；上覆土层及强风化岩：锚杆框架防护。

块体变形防护以预应力锚杆框架及墩垫防护为主。

深部变形防护以预应力锚索框架及墩垫防护为主。

坡脚应力集中防护以坡脚设桩、墙等支挡结构防护为主，或加厚护面墙工程措施。

地表地下水引排处理对于坡体地下水引排，以仰斜平孔排水引排为主，结合墙背盲沟及结构泄水孔处理，有时还用边坡渗沟、支撑盲沟及重点部位引排等坡体地下水引排工程措施。对地表水引排，一般在路堑边坡堑顶均设有截排水天沟，坡面结合检查梯设急流槽，以及平台侧沟、路堑边沟等组成综合地表排水系统。

七、结语

1．大量工程实践表明，类土质路堑边坡与一般均质土边坡的变形和破坏具有明显的区别和不同。

2．类土质路堑边坡的稳定性分析和防护加固工程设计应基于其变形机制和破坏模式，根据不同的变形机制和潜在破坏模式设计相应的防护加固工程对策。