得妥垫高防护工程堤型选择和结构设计

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得妥垫高防护工程堤型选择和结构设计

1、工程概况

大岗山水电站位于大渡河中游上段，工程坝址位于四川省雅安市石棉县挖角乡境内。电站采用

坝式开发，水库正常高水位 1130m，死水位 1120m，具有日调节性能。大岗山水电站水库建成

蓄水后，库区高程 1130m 高程以下的房屋、农田将被淹没，居住人口均需搬迁。为了解决移民

安置问题，有关部门确定了位于泸定县得妥乡政府的得妥安置点，得妥安置点垫高防护工程建

设主要任务为电站库区安置点移民造地和提供防洪安全保障。

根据堤线保护范围与对象，并结合河岸地形地质条件及集镇发展总体规划合理安排堤线长度，

得妥安置点堤线总长 916.03m。根据 GB50201-94《防洪标准》、GB50286-98《堤防工程设计

规范》和 CJJ50-92《城市防洪工程设计规范》，鉴于得妥堤防工程防护范围内既有耕地又有居

民点，且包含有部分集镇，防洪标准为 20 年一遇，工程级别为 4级。

2、工程地质条件

Ⅱ得妥安置点建筑布置于大渡河左岸的级阶地上，场地平台长约 1100m，宽约 250m，平台上地

势较为平坦，地形坡度 5°～10°。工程建设涉及到的地层主要有表层耕植土和冲积砾砂、圆

砾、含卵圆砾、松散卵石土、稍密卵石土、中密-密实卵石土及粗砂层。各土层物理力学参数

建议值见表 1。

3、堤型选择

“得妥安置区位于反 S” Ⅱ形河道中部的大渡河左岸的凸向西北向的级阶地上，场地平台长约

1100m，宽约 250m，地势较为平坦，平台高程高于枯水期水面 40m 以上。得妥安置点堤岸多

处于冲刷岸，其岸坡及河滩均更为陡峭。根据地形地质条件，得妥垫高防护工程堤线主要布置

于河岸冲刷垮塌及浸没影响较严重的河岸，全长 916.03m。

本工程建设工期是事关大岗山水电站库区及时移民安置的关键因素之一，它不仅关系到大岗山

能否按期蓄水的问题，也关系到社会稳定与和谐的大问题，因此，结合防护范围、工程投资、

工期等因素，最终确定坡脚设置混凝土重力式挡墙，边坡采用碾压砂卵石填筑。

得妥垫高防护区典型剖面见图1。该方案采用砂卵石碾压回填，水平回填厚度35～40m；边坡

顶部、坡脚部位设置挡墙，边坡顶部混凝土挡墙高度 4m，坡脚部位挡墙高度为 8～10m。为确

保边坡整体稳定安全达到规范要求，在挡墙顶部设置 6层土工格栅，坡脚部位采用 4排土工格

栅，提高填筑体总体结构安全，防洪堤边坡坡比设置为 1:2；坡脚采用抛填 1.5m 厚钢筋石笼防

冲。

4、稳定分析

4.1 堤身稳定控制标准

根据工程技术特性和相关规范要求，防治工程设计安全系数控制标准见表 2。

4.2 堤身稳定分析

4.2.1 计算工况

按GB50286-98《堤防工程设计规范》要求，结合大岗山电站运行工况，需计算各不同设计状

况下边坡稳定情况。

（1）正常情况：

①正常蓄水位 1130.00m 工况；②汛期控制水位 1125.70m 工况；③死水位 1120.00m 工况；④

水位 1125.00m 到1124.00m 的降落工况。

（2）非常情况：

①天然水位工况（完建工况）；②正常蓄水位+地震工况。

4.2.2 设计荷载

（1）土体自重：河道水位以下取浮容重，河道水位至地下水浸润线以下取饱和容重，浸润线

之上取天然容重。

（2）地下水位：因覆盖层透水性较好，勘探地下水位较低，各特征水位地下水位线与江水位

基本持平，向山里略有抬升。

（3）地震：50 年超越概率10%，工程场地基岩水平向峰值加速度为 0.2g，相应地震基本烈度

Ⅷ度。

4.2.3 滑动模式和计算方法

对于覆盖层内部圆弧滑面选用 GB50286-98《堤防工程设计规范》推荐的瑞典条分法进行稳定

分析。边坡稳定计算采用中国水利水电科学研究院《土质边坡稳定分析程序STAB》计算软

件。瑞典圆弧法的表达式为：

式中：W———土条重量；V———分别为作用在土条上的水平和垂直向外力；U———作用

于土条底面的孔隙压力；α———条块底滑面的倾角；b———土条宽度；C′ ′———、准土条底

面的有效应力抗剪强度指标；Mc———水平向外力对圆心的力矩；R———圆弧半径。

4.2.4 天然边坡稳定分析

计算最危险安全系数见表 3，计算简图见图2。

由表3可知，正常蓄水位 1130.00m 高程条件下，天然边坡稳定安全系数达不到规范要求，因

此，应对该边坡进行防护治理。

4.2.5 建堤后边坡稳定计算

本工程是移民安置项目，需防护范围已确定。受防护范围限制，采取削坡的方式难以实现。根

据防护片区实际地形地质条件，并结合相关工程经验，采取开挖换填和土工格栅的治理方式。

（1）开挖换填后稳定性

采用 STAB 软件，对拟定的防洪堤体型进行稳定计算，计算最危险安全系数见表 4，计算简图

见图3。

由表4可知，换填修建防洪堤后，在正常蓄水+地震工况下，边坡稳定安全系数仍达不到规范

要求，因此，应采用相应支护措施对该边坡进行防护。

（2）开挖换填+施加土工格栅条件下边坡稳定计算

因本工程边坡基础均为覆盖层，结合该边坡实际地质情况，参考相关工程类似经验，通过采用

经济性好的土工格栅方案，提高土体综合技术参数，确保边坡整体稳定。防护区坡顶采用 6排

土工格栅，间距 2m，同时为确保边坡中下部稳定，坡脚部位采用 4排土工格栅。计算安全系

数见表 5，计算简图见图4。

由表5可知，通过增加土工格栅支护措施，边坡稳定安全系数可满足规范要求。

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得妥垫高防护工程堤型选择和结构设计1、工程概况大岗山水电站位于大渡河中游上段，工程坝址位于四川省雅安市石棉县挖角乡境内。电站采用坝式开发，水库正常高水位1130m，死水位1120m，具有日调节性能。大岗山水电站水库建成蓄水后，库区高程1130m高程以下的房屋、农田将被淹没，居住人口均需搬迁。为了解决移民安置问题，有关部门确定了位于泸定县得妥乡政府的得妥安置点，得妥安置点垫高防护工程建设主要任务为电站库区安置点移民造地和提供防洪安全保障。根据堤线保护范围与对象，并结合河岸地形地质条件及集镇发展总体规划合理安排堤线长度，得妥安置点堤线总长916.03m。根据GB50201-94《防洪标准》、GB5...

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