围堰边坡稳定计算

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土石防水围堰计算书

土石防水围堰计算书计算依据：1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20072、《海港水文规范》JTJ 213-98中华人民共和国交通部发布3、《碾压式土石坝设计规范》DLT 5395-2007一、基本参数围堰顶部宽度B(m)： 5 围堰土堤高度H(m)：7围堰外侧水深hw(m)： 6 围堰内侧坡角α(°)：33.69 围堰外侧坡角β(°)：26.57 围堰顶部均布荷载q(kN/m2)：20围堰底面地基土类型：粉砂基础底面与地基土之间的摩擦系数μ：0.3波浪力对围堰产生的倾覆力矩910.46 波浪力P WF(kN/m)：104.67M WF(kN*m)：填土名称页岩土填土的重度γ(kN/m3) 21填土的内摩擦角φ(°)25 填土的粘聚力c(kPa) 15 计算简图土和块石防水围堰_剖面图二、围堰土堤稳定性计算1、围堰土堤边坡按直线滑动法验算稳定性土和块石防水围堰_直线滑动面法受力简图K min1=(W1×cosα1×tanφ+c×L1)/(W1*sinα1)=(555.11×cos22.69°×tan25.00° ＋15.00×17.41)/(555.11×sin22.69°)=2.34≥1.25K min2=(W2×cosα2×tanφ+c×L2)/(W2×sinα2)=(674.28×cos17.57°×tan25.00°＋15.00×20.98)/(674.28×sin17.57°)=3.02≥1.25其中：W i--滑动面上的土体重和围堰顶所受荷载，kN；满足要求！2、围堰土堤抗倾覆稳定验算土和块石防水围堰_抗倾覆验算受力简图围堰土堤重和顶部所受荷载：W=γ×H(2B+H×ctgα+H×ctgβ)/2+q×B=21.00×7.00×(2×5.00+7.00×ctg33.69°+7.00×ctg26.57°)/2+20.00×5.00=2635.53kNk0=(W×b+ E y×a)/( E x×h+M WF+M others)=(2635.53×14.04＋359.92×16.83)/(180.00×2.00＋910.46)=33.89≥1.30满足要求！3、围堰土堤抗整体滑动稳定验算k c=μ×∑Pi/∑Ti=(0.30×2995.45)/(180.00+104.67)=3.16≥1.30其中：∑Pi--围堰土堤对地基土层的竖向作用力总和，kN；∑Ti--围堰土堤各水平力总和，kN；满足要求！三、围堰土堤断面抗剪强度计算土和块石围堰的抗剪切能力来自土体断面上的摩擦力，其强度为Hγμ应大于剪应力：围堰填土土面间的摩擦系数：μ=tanφ= tan25.00°=0.47抗剪切强度：Hγμ=7.00×21.00×0.47=68.55kN/m2剪应力：τ=3/2(H2/2/B)= 3H2/4/B =3×7.002/4/5.00=7.35kN/m2Hγμ=68.55kN/m2≥3H2/4/B=7.35kN/m2满足要求！。

围堰方案

本工程新建驳岸前沿线长度为899m。

驳岸采用L型砼挡墙结构，墙高2.4m，底宽2.5m，基础采用250*250预制方桩，桩长为8、9m，前排桩间距1m, 后排桩间距1.2m，桥一、桥桩长为7m。

根据现场具体情况，为了便于新建驳岸工程的施工，拟采用砂袋围堰，针对砂袋围堰施工特编制此施工方案，施工时严格按照方案各项要求执行。

二、砂袋围堰设计构想围堰的横断面设计，考虑到围堰顶完成后需作为施工阶段的临时便道，故围堰设计宽度为3.5米，滴水湖常年水位标高2. 5~2. 8米，根据现场实测，确定围堰平均标高为3.5米。

考虑叠包时入淤泥厚度0. 3米左右，同时考虑完成后的沉降，再加上滴水湖水域广，东南大风时浪比较高，所以设计叠包高度为最高潮水面以上0.7米设防。

围堰总高度为3米;底宽采用15米，围堰顶宽3.5米。

砂袋围堰分层填筑，共三层。

底层高度1. 2米(预计沉入淤泥内)，中间层高度为1米，顶层高度为0.8米。

砂袋长度根据现场实际情况确定(围堰全长约850)。

为确保围堰的止水性能，围堰迎水面须满铺止水薄膜，薄膜用小砂袋压紧，每隔一层设小砂袋压紧，间距为1. 5m一处，小砂袋尺寸为50*30*20cm。

考虑到新驳岸底面与现有湖底面有一定高差，新驳岸施工时放坡作业面需增大。

所以设计围堰与新驳岸距离为15米，以保证驳岸施工时的放坡作业面与围堰的安全稳固性。

围堰断面面积(平面图、断面图附后)三、围堰参数计算3.1、渗径长度计算计算公式：v=k•i式中：k——渗透系数，cm/s；v=q/A,渗流速度，cm/s；i=h/L,水力梯度；q——单位时间渗流量，cm3/s；A——垂直渗流方向的横截面积cm2；h——水位差，cm；L——渗径长度，cm。

经查询：k=1*10-4，q=1.3cm3/s，A=4*104，h=300cm，（考虑湖底淤泥）V=q/A=0.33*10-4，i=v/k=0.33,L=h/i=9090cm≈10m。

围堰边坡稳定安全系数表

围堰边坡稳定安全系数表1. 引言围堰边坡是指围绕水体或土地的边界而建造的坡道结构，用于保护水体或土地的稳定和安全。

围堰边坡的稳定性对于防止土壤侵蚀、保护生态环境、维护人民生命财产安全具有重要意义。

因此，对围堰边坡的稳定性进行评估和监测是必要的。

围堰边坡稳定安全系数表是一种用于评估围堰边坡稳定性的工具。

它通过计算各种力学参数和地质参数，得出边坡的稳定安全系数，从而判断边坡是否具有足够的稳定性。

本文将介绍围堰边坡稳定安全系数表的编制方法和使用要点。

2. 编制方法围堰边坡稳定安全系数表的编制需要收集和分析大量的地质和力学数据。

以下是编制方法的主要步骤：2.1 收集地质数据首先，需要收集围堰边坡所在区域的地质数据。

包括地质构造、岩性、地下水位、土层分布等信息。

这些数据可以通过地质勘探和地质调查获取。

2.2 确定力学参数根据收集到的地质数据，需要确定边坡的力学参数。

主要包括土壤的内摩擦角、土壤的抗剪强度、土壤的重度等。

这些参数可以通过室内试验和现场观测获得。

2.3 计算稳定安全系数根据确定的力学参数，可以使用合适的稳定性计算方法计算边坡的稳定安全系数。

常用的计算方法包括切片法、极限平衡法和有限元法等。

根据实际情况选择合适的方法进行计算。

2.4 编制稳定安全系数表根据计算结果，将不同条件下的稳定安全系数整理成表格形式。

表格中应包括边坡的地质条件、力学参数和稳定安全系数等信息。

可以根据需要添加其他相关信息，如监测数据和评估结论等。

3. 使用要点围堰边坡稳定安全系数表的使用需要注意以下要点：3.1 数据准确性在编制稳定安全系数表之前，需要确保收集到的地质和力学数据的准确性。

数据的准确性直接影响到计算结果的可靠性和评估的准确性。

3.2 适用性稳定安全系数表应根据具体的地质条件和工程要求进行编制。

在使用时，需要选择与实际情况相符的表格进行评估。

如果没有合适的表格，可以根据已有表格进行适当的修正和调整。

3.3 监测和评估稳定安全系数表只是一种评估工具，不能替代实际的监测和评估工作。

稳定性计算

1、围堰断面边坡安全稳定校核
由于收纳区围堰分为两种，取其中稳定性最差的边坡比为1：1边坡进行安全稳定校核。

（1）、土层参数：围堰采用分层堆积土堤，土质与现场天然土质接近，故计算时采用的是淤泥质土（夹细砂）的力学指标：
（2）、计算围堰的容许高度H，并判断围堰边坡的稳定状态。

根据洛巴索夫的土坡稳定计算图，查得稳定系数N=0.10
由N=C/γH
可得H=10.9/（0.1*16.8）=6.5m〉3m，故判断围堰坡比为1：1的边坡是稳定的。

洛巴索夫的土坡稳定计算图
2、围堰地基承载力校核
鉴于外纳区所在地存在较多积水区域，计算时选用淤泥质土（夹细砂）的力学指标进行，计算时以满载时荷载：
（1）地基承载力：P=γH=16.8*3=50.4Kpa
（2）淤泥质土的设计允许承载力[P]=60 Kpa～90 Kpa
实际作用满载时的荷载P=50.4 Kpa
[P]=60 Kpa～90 Kpa>1.1*P=50.4*1.1=55.44 Kpa，满足要求。

土石围堰计算书

土石防水围堰计算书计算依据：1、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20072、《海港水文规范》JTG 213-98中华人民共和国交通部发布3、《碾压式土石坝设计规范》DLT 5395-2007一、基本参数：二、围堰土堤稳定性验算：1、围堰土堤边坡按直线滑动法验算稳定性K min1=(W1×cosα1×tanφ+c×L1)/(W1×sinα1)=（322×0.95×0.36+12×16.27）/（322×0.31）=3.06＞1.25（安全系数）K min2=(W2×cosα2×tanφ+c×L2)/(W2×sinα2)=（552.95×0.98×0.36+12×15.78）/（552.95×0.19）=3.66＞1.25（安全系数）其中：W1--滑动面上的土体重和围堰顶所受荷载（滑移土层重量+围堰顶部荷载）。

故满足要求！三、围堰土堤抗倾覆稳定验算：由于此围堰由老驳岸和土堤组合而成，故不需要验算其抗倾覆稳定性。

四、围堰土堤整体滑移稳定验算：K C=μ×∑Pi/∑Ti=0.3×899.38/10×4.8=5.62＞1.3（安全系数）其中∑Pi为围堰土堤对地基土层的竖向作用力总和∑Ti为围堰土堤各水平力总和。

满足要求！五、围堰土堤断面抗剪强度计算：土和块石围堰的抗剪切能力来自于土体断面上的摩擦力，其强度为H γμ1应大于剪应力：围堰填土土面间的摩擦系数：μ1=tanφ=0.36剪切力强度：Hγμ1=5×14.9×0.36=26.82KN/㎡剪应力：T=3/2（H2 /2/B）=2.34KN/㎡Hγμ1＞T，故满足要求。

围堰边坡稳定渗流计算书

目录1.计算总说明............................... ..................... .. (2)2.设计基本资料...................... ..................... . (3)3.计算过程 (4)4.计算结果分析与结论...................... ..................... . (5)1、计算总说明1.1 计算目的与要求施工单位对充（吹）填砂取样实验，充（吹）填砂的内摩擦角与原设计计算采用的数值有差异，需用施工单位现场的实验数值对围堰边坡稳定计算进行复核。

根据充（吹）填砂施工单位实验数值，充（吹）填砂采用水下摩擦角16°，水上摩擦角20°进行边坡稳定复核。

由于东、西岸围堰设计断面一致，基础均为中、粗砂，可以采用东、西岸围堰最大断面进行复核，即东岸围堰6-6断面。

1.2 主要计算原则和方法从受力性能上说，袋装砂实质上是一种加筋土坝。

计算采用瑞典圆弧法。

计算采用北京理正边坡稳定分析软件6.0版，边坡稳定分析采用凝聚力C p 模型计算。

p C式中，C p ——拟凝聚力，R f ——单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度；S y——土工合成材料层间距；K p——被动土压力系数。

单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度为30kn。

施工时，根据实际水位，水上土工合成材料层间距为0.7m，水下土工合成材料层间距0.5m，为简化计算，水上、水下土工合成材料层间距均按0.7m计。

砂的内摩擦角水上水下统一按16度计。

C p=30*1.33/2*0.7=28.5kpa。

1.3 主要计算内容根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》，抗滑稳定计算分为正常运用条件和非常运用条件。

正常运用条件计算工况如下：1）临水侧为设计洪水位和防洪高水位，稳定渗流期的背水侧堤坡的稳定；2）设计洪水位和防洪高水位骤降期，临水侧堤坡的稳定。

围堰渗流及稳定计算书(校核)

上游围堰采用土石挡水围堰，堰顶宽8m，最大堰高43m，上游边坡为1:1.8，下游边坡1:1.6，堰身采用复合土工膜防渗，基础采用C20混凝土防渗墙。

下游围堰采用土石挡水围堰，堰顶宽8m，最大堰高14.8m，堰体上、下游边坡均为1:1.6，堰身采用复合土工膜防渗，基础开挖至基岩。

2.计算内容
进行上游围堰的渗流及稳定计算。

3.渗流计算
1）计算工况
（1）正常运用：10年一遇设计洪水位稳定渗流。

2）计算采用参数
围堰渗流计算断面选取河床段最大堰体断面，计算所采用的相关参数见表3-1。

表3-1 围堰渗流计算参数表
3）计算结果
渗流计算结果见表3-2，正常蓄水位等势线图，见图3-1。

表3-2 堰体渗流计算成果表
注：渗漏量为堰体和堰基渗漏量的总和。

图3－1 10年一遇设计洪水位稳定渗流期等势线图
4.稳定计算
1）计算工况
（1）施工期上、下游坡
（2）10年一遇设计洪水位稳定渗流期上、下游坡
2）计算采用参数
计算所采用的相关参数见表4-1。

表4-1 围堰稳定计算参数表
3）计算结果
稳定计算结果见表4-2，见图4-1~4-2。

图4－1 竣工期上游围堰上、下游坡稳定计算结果图
图4－2 稳定渗流期上游围堰上、下游坡稳定计算结果图。

围堰边坡稳定安全系数表

围堰边坡稳定安全系数表（实用版）目录一、引言二、土石围堰边坡稳定安全系数的概念和重要性三、土石围堰边坡稳定安全系数的计算方法和标准四、土石围堰边坡稳定安全系数在实际工程中的应用五、结论正文一、引言随着我国基础设施建设的快速发展，土石围堰在工程建设中被广泛应用。

然而，土石围堰边坡的稳定性问题一直困扰着工程技术人员，因为边坡稳定性直接关系到工程安全和环境保护。

为了确保土石围堰边坡的稳定性，研究土石围堰边坡稳定安全系数具有重要的现实意义。

二、土石围堰边坡稳定安全系数的概念和重要性土石围堰边坡稳定安全系数是指边坡在一定条件下，其抵抗滑动的能力与滑动力的比值。

这个系数可以反映边坡稳定性的相对程度，是评价边坡安全状况的重要指标。

在实际工程中，通过计算和分析土石围堰边坡稳定安全系数，可以预测边坡的稳定性，从而采取相应的措施确保工程安全。

三、土石围堰边坡稳定安全系数的计算方法和标准土石围堰边坡稳定安全系数的计算方法主要包括以下两种：1.库仑公式法：库仑公式是计算边坡稳定安全系数最常用的方法之一，其公式为：K = Σ(Ci / Bi) + Σ(Ci / Hi) - Σ(Fi / Hi)，其中，Ci 表示边坡上的岩土体重力，Bi 表示边坡底部的水平距离，Hi 表示边坡顶部的水平距离，Fi 表示作用在边坡上的外力。

2.极限平衡法：极限平衡法是一种比较简便的计算方法，其原理是假设边坡发生滑动，求解使边坡达到极限平衡状态时的安全系数。

该方法的计算公式为：K = Fs / Fg，其中，Fs 表示边坡上的岩土体重力沿滑动方向的分量，Fg 表示作用在边坡上的外力。

在实际工程中，计算土石围堰边坡稳定安全系数时，需要根据地质条件、工程特点和设计要求选择合适的计算方法，并参照相关标准和规范进行计算。

四、土石围堰边坡稳定安全系数在实际工程中的应用在实际工程中，土石围堰边坡稳定安全系数的应用主要体现在以下几个方面：1.设计阶段：在土石围堰设计阶段，通过计算边坡稳定安全系数，可以合理确定边坡的坡度和高度，以确保边坡的稳定性。

围堰计算书

工程设计证书号：A132019934金庭环岛路B取土区施工围堰计算报告江苏宏鑫路桥建设有限公司2012年02月目录1 工程概况 (1)2 计算依据 (1)3 设计条件 (1)4 钢桩嵌固深度计算 (3)5 排桩结构内力计算 (5)6 围堰挡水的整体抗滑稳定计算 (5)7 土堤坝边坡抗滑稳定计算 (6)1 工程概况本工程围堰是以钢排桩为骨架、结合土堤坝的复合挡水结构型式。

依据相关资料，分别复核验算了钢管（板）桩嵌固深度，钢排桩结构内力，围堰挡水的整体稳定性，土堤坝边坡稳定和渗透稳定性。

2 计算依据（1）围堰设计图（2）岩土工程勘察报告（3）建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99（4）水电水利工程围堰设计导则DL/T 5087-1999（5）堤防工程设计规范GB50286-983 设计条件工程等别及标准按照中华人民共和国能源部水利部《水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89(试行)》的有关规定，本取土工程的围堰工程级别，根据工程保护对象、失事后果、使用年限和工程规模确定。

考虑到本工程的保护面积较大；使用年限一般在1年左右，跨越1个主汛期；围堰一旦失事，将直接影响取土工程和周边沿湖工程的工期，围堰修复及产生的排水费用也较大等情况，本工程围堰建筑物级别选为Ⅳ级。

根据规范，对应本围堰建筑物的类型和级别，设计洪水位标准可取10年一遇洪水即2.37m。

本工程区地震基本烈度Ⅵ度。

围堰断面围堰顶高程、顶宽确定⑴顶高程堰顶高程按设计水位加风壅水高加设计波浪爬高和安全超高确定。

设计水位：2.37m。

设计风速取8级风（17.9m/s）安全超高：按照《施工组织设计规范》的规定，Ⅳ级建筑物，安全超高值为0.5m。

A区围堰：风壅水高及波浪爬高：工程区主风向为东南风，风区长度约5km；堰坡为土坡，坡比为2.5，水域平均水深取1.50m。

经核算风壅水高0.20m，波浪爬高为0.97m，围堰顶高程=2.37+0.20+0.97+0.5=4.04m，设计围堰顶高程为4.10m。

土和块石围堰设计计算书_secret

土和块石围堰设计计算书一.土和块石围堰计算参数如下：围堰顶部宽度为3.00m,围堰土堤高度为12.00m；围堰外侧水深为9.00m；围堰外侧坡角为40.00°，围堰内侧坡角为50.00°；围堰顶部均布荷载为10.00kN/m2；围堰底面地基土类型：软质粘土；土和块石围堰示意图围堰土堤填土参数:填土种类：填土；填土重度：19.00kN/m3；填土内聚力：16.00kPa；填土内摩擦角：27.00°；填土外滑动面倾角：27.87°；填土内滑动面倾角：35.04°.计算中不考虑波浪力的影响！二.土和块石围堰土堤稳定性计算1.围堰土堤边坡可按直线滑动法验算其稳定性，计算式为：其中 W ——滑动面上的土体重和围堰顶所受荷载，kN；α ——滑动面的倾角,(°)；c ——土堤填土的粘聚力，kPa；φ ——土堤填土的内摩擦角,(°)；L ——土堤截面滑动面长度, m.围堰土堤稳定性K1 = (1040.60×cos27.87×tan27.00 ＋ 16.00×25.67) / (1040.60×sin27.87) = 1.81* K1 > 1.25,满足要求！K2 = (873.17×cos35.04×tan27.00 ＋ 16.00×20.90) / (873.17×sin35.04) = 1.39* K2 > 1.25,满足要求！2.围堰土堤整体稳定验算，围堰抗倾覆稳定计算式为：其中 W ——围堰土堤重和顶部所受荷载，kN；E x——静水压力的水平分力,(kN/m3)；E y——静水压力的竖向分力,(kN/m3)；h ——静水压力水平分力的力臂，m；a ——静水压力竖向分力的力臂，m；b ——围堰重和所受荷载的力臂, m；k0——围堰抗倾覆稳定系数.土和块石围堰受力简图k0 = (3492.21×12.91 ＋ 473.01×23.80) / (396.90×3.00) = 47.32* k0 > 1.30,满足要求！围堰抗整体滑动稳定计算式为：其中∑P i——围堰土堤对地基土层的竖向作用力总和，kN；∑T i——围堰土堤各水平力总和,kN；μ ——围堰底面与地基土之间的摩擦系数，m；k c = (0.30×3965.21) / 396.90 = 3.00* k0 > 1.30,满足要求！三.土和块石围堰土堤断面的抗剪强度计算土和块石围堰的抗剪切能力来自土体断面上的摩擦力，其强度为 h应大于剪应力所以土和块石围堰的强度条件是：或者其中 B ——土和块石围堰土堤堤顶宽度，m；——围堰填土容重,kN/m3；——围堰填土土面间的摩擦系数 = tan；h ——围堰土堤的高度, m.抗剪切强度＝ 12.00 × 19.00 × 0.51 ＝ 116.17 kN/m2；剪应力＝ (3/4) × 12.00 × 12.00 / 3.00 ＝ 36.00 kN/m2；* 土和块石堤的抗剪切强度大于剪应力，满足强度条件！。

均质土截流围堰施工安全稳定性验算

３计算分析
要建设内容为河道开挖、直立挡墙加斜坡及灌注排
桩等ꎬ 其中河道拓挖全长２８ｋｍꎬ 边坡比１∶ ３ꎬ 河堤
为保证均质土围堰在高水位状态下的安全稳定
设计高程－３０ｍꎬ 底宽３０ｍꎻ 直立挡墙加斜坡全长
性ꎬ 可从如下几方面分析体系的整体性能ꎬ 即围堰
灌注排桩直径１２ｍꎬ 全长４２６ｍꎬ 墙顶高程４０ｍꎮ
ｍ１
Ｈ
２ｍ１＋１１
ｙ＝
ｈ２０＋２
(７)
(８)
ｑ
ｘ
ｋ
(９)
透性系数ꎬ 根据护面类型查表Ａ１１２￣１取０９ꎻ
Ｈ２１－ｈ０
ｑ
＝
ｋ
２( Ｌ１－ｍ２ｈ０ )
正向来波在单坡上的平均波浪爬高计算表达式
如下:
Ｒｍ＝
ＫΔ Ｋｗ
Байду номын сангаас
１＋ｍ２
Ｌ１＝Ｌ＋ ΔＬ
(５)
ｈｍＬｍ
式中ꎬ Ｒｍ —平均波浪爬高ꎬ ｍꎻ ｍ —单坡的坡度系
数ꎬ 若坡角为 αꎬ 即等于ｃｏｔαꎻ Ｋ Δ —斜坡的糙率渗
(６)
ΔＬ＝
施工方法采用进占法ꎬ 施工机械为１６０型推土机配
定的运行ꎬ 保证河道内施工作业的安全ꎮ
合２２０型挖掘机ꎬ 根据工程地质报告要求选择①１
１工程概况
层土料作为截流围堰填筑材料ꎬ 截流围堰断面形式
如图１所示ꎮ
里下河川东港工程主要由川东港、何垛河、丁
溪河与车路河等河段构成ꎬ 全长９１９５ｋｍꎮ 工程主
平均波长计算表达式如下:
ｇＴ２ｍ２πＨ
＝

围堰渗流及稳定计算书(校核)

上游围堰采用土石挡水围堰，堰顶宽8m，最大堰高43m，上游边坡为1:1.8，下游边坡1:1.6，堰身采用复合土工膜防渗，基础采用C20混凝土防渗墙。

下游围堰采用土石挡水围堰，堰顶宽8m，最大堰高14.8m，堰体上、下游边坡均为1:1.6，堰身采用复合土工膜防渗，基础开挖至基岩。

2.计算内容
进行上游围堰的渗流及稳定计算。

3.渗流计算
1）计算工况
（1）正常运用：10年一遇设计洪水位稳定渗流。

2）计算采用参数
围堰渗流计算断面选取河床段最大堰体断面，计算所采用的相关参数见表3-1。

表3-1 围堰渗流计算参数表
3）计算结果
渗流计算结果见表3-2，正常蓄水位等势线图，见图3-1。

表3-2 堰体渗流计算成果表
注：渗漏量为堰体和堰基渗漏量的总和。

表4-1 围堰稳定计算参数表
3）计算结果
稳定计算结果见表4-2，见图4-1~4-2。

图4－1 竣工期上游围堰上、下游坡稳定计算结果图
图4－2 稳定渗流期上游围堰上、下游坡稳定计算结果图。

水利工程土石围堰稳定性计算

水利工程土石围堰稳定性计算摘要：土石围堰由土石填筑而成，是为水利工程建设施工制造干地环境而修建的临时性围护建筑物。

其安全与否直接影响着主体工程的进展情况和施工人员的生命安全。

依托引水隧洞的土石围堰工程，基于Midas/GTS软件功能，应用渗流理论和有限元强度折减法，计算分析土石围堰的渗流稳定和边坡稳定分析。

关键词：土石围堰；Midas/GTS；稳定性中图分类号：TV551文献标识码：A文章编号：2095-0438（2019）08-0001-03（绥化学院农业与水利工程学院黑龙江绥化152000）一、工程介绍工程位于西南某江河流段，大坝为重力坝，装机容量475MW。

大坝基础高程2018m，坝顶高程2110m，正常蓄水位2080m，最大坝高92m，坝顶长500m，采用坝后式地面厂房。

该水电站采用的是左岸引水隧洞导流。

隧洞口围堰采用土工膜斜墙土石围堰，围堰堰顶高程2800m，最大堰高7.9m，最大挡水水头约为6.2m，堰基采用封闭式砼防渗墙，防渗墙最大深度18m，厚0.8m。

引水隧洞设于库区左岸，为有压隧洞后接竖井及有压隧洞，全长约14.5km，隧洞进口底板高程2096m，开挖断面为马蹄形，出口底板高程1971m，比降2‰，引水流量120m3/s，隧洞口采用土石围堰制造干法施工环境。

综合考虑现场施工进度和计划安排，临时土石围堰设计位置刚好处于距隧洞口10m处，典型二维断面如图所示。

围堰底部宽38.2m，顶部通行宽7m，南侧边坡最大斜率为1：1.5，围堰南侧联通河流，最高水位和最高低水位分别是6.2m和4.8m，如图1-1所示。

图1-1土石围堰剖面图二、影响土石围堰安全的因素（一）渗流。

围堰通常以临时建筑的形式出现在工程中，通常在隧洞施工导流期间给主体工程阻挡洪水而创造所需要的干燥的施工环境[1]。

并且由于土石围堰具有历史悠久、能充分利用当地材料，地基适应性强，造价低，施工简便等优点而成为当今世界大多数国家临时围堰的首选。

双层钢板桩围堰

承台顶标高为+1.2m,低标高为T.3m。

外侧围堰河底标高为-0.9m,内侧围堰河底标高为-0. 5m。

最高水位按+1. 7m考虑。

水的正常流速按1. Om/s考虑。

采用长度为6m的双层钢板桩，钢板桩之间间距为2m,两层钢板桩之间用原状土回填。

钢板桩顶标高为+2. 7m,底标高为-3. 3mo钢板桩用钢管电焊连接为一个整体。

承台开挖至-1. 4m,基坑边坡坡度为1： lo钢板桩围堰的稳定性验算(1)、计算工况选定通过分析施工过程的工艺流程，结合理论知识，可以确定外侧围堰的最不利情况下的工作状况为，围堰内承台基坑开挖己经完成，还未进行封底碗的施工。

此时土压力达到最大，易失稳。

(2)、计算的理论依据及计算模型取1延米长的钢板桩为计算单元体，按板桩墙计算。

通过参考相关计算手册、专业理论教材，确定按悬臂板桩的土压力计算模型来模拟计算，土压力理论采用朗金土压力。

计算时，考虑到此时围堰的第1道围標己经安装，对围堰的安全性有帮助，但在计算过程中，不参与计算，相对保险系数加大。

按悬臂板桩的土压力计算公式来计算钢板桩的最小入土深度及围堰的受力状况、稳定性等。

粉质粘土：主动土压力：Ea- Y zm2 ~2cm被动土压力：Ep- Y z丄+2c丄nr m公式中：Y—土的自重(KN/n?)C—土的粘聚力(kPa )4)—土的内摩擦角Z —计算点距离土而的距离（m ）（3）、计算参数的确定根据设计图纸提供的地质资料得知、主墩附近的详细地质参数取定如下: 粘性土：自重Y =19kN/m 、内摩擦角4）=30°、粘聚力C=11.0KPa 按照朗金土压力理论，查相关计算手册及通过公式计算可得：主动土压力相关系数：m=tan （45°- —）= 0. 577, m 2 = 0. 333 2被动土压力相关系数：丄= tan （45° + —）= 1.732, -4= 3. 000in 2 nr正常水流速度"1 m/s,河水的深度按4. 4m 计算承台底标高-1. 3m,钢板桩长度为6m,顶标高为+2. 7m,底标高为-3. 3m, 主墩位置处河床底标高约为-0. 9m 左右，钢板桩封底万仝底有效入土深度2. 4mo（3）、计算过程1、围堰的滑移验算B-两层围堰之间的间距（m ）oC -为地基土粘聚力。

围堰稳定性计算知识讲解

围堰稳定性计算围堰稳定性计算本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高37.5m，故假定水位标高达到37.5m的最不利情况，还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。

一、参数信息:条分方法：瑞典条分法；坝高高程36m，坝顶宽7m，坝坡为1:3；填筑土料为中粉质壤土，土料指标为：φ=20.1， c=15kpa，湿重度γm=19.5kn/m ³，浮重度γ' =10.5kn/m³，饱和重度γsat=20.5kn/m³。

由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载二、计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。

自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。

将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：1、土条自重，2、作用于土条弧面上的法向反力，3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。

将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。

示意图水位三、计算公式:K=(∑W i2cosa i tgФi+∑C i l i/b)/∑W i1sina i式子中：K --土坡稳定安全系数；c i --土层的粘聚力；l i--第i条土条的圆弧长度；γ --土层的计算重度；θi --第i条土中线处法线与铅直线的夹角；φi --土层的内摩擦角；b i --第i条土的宽度；h i --第i条土的平均高度；h1i --第i条土水位以上的高度；h2i --第i条土水位以下的高度；γ' --第i条土的平均重度的浮重度；q --第i条土条土上的均布荷载；四、稳定计算根据上述原理按一定比例画出坝体横剖面图，采用列表的方法进行计算1、按一定比例绘出坝体横剖面图。

2、确定危险滑弧圆心的范围，详图附后。

3、心o1的铅垂线作为0号土条的中线，向左右两侧量取土条，以左的编号为1，2，3，4，5；以右的编号为-1，-2，各土条的sina i和cosa i值填入计算表中。

围堰抗滑稳定

5.4.9.6围堰稳定计算围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性设施，修建的临时性维护结构。

其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，形成无水的施工场地，开挖基坑，修筑建筑物。

除作为永久建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。

本工程堤防属3级堤防，永久建筑物为3级建筑物，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的规定，临时建筑物为5级建筑物，临时建筑物的洪水标准为20年~10年一遇。

本堤防工程由于堤线较长，工程量较大，因此堤防工程的施工时段为全年.堤上水闸及涵窦工程，由于属小型工程，每座水闸孔净宽只有4m~10m，其工程量较小，为减少围堰工程量，故水闸工程和涵窦工程的施工时段为枯水期(10月~次年4月)。

本工程为堤防达标加固工程，大部分堤段都是在原来的旧堤基础上加高培厚，基本不需要建围堰，对于部分需要围堰的可在枯水期施工，对于高程比较低的其他堤段，如裁弯取直新建堤段和水闸部分，才修建围堰来形成无水施工场地条件。

但是都这些围堰都属于临时建筑物，新建堤防和水闸建好后要拆除。

围堰作了土围堰和膜袋砂围堰这两个方案比较，由于土围堰自重大，沉降量大，且土方运距远，造价高，故放弃土围堰方案。

膜袋砂围堰因自重轻，沉降量小，来源易，单价比土方低3倍以上，故选定导流建筑物型式为膜袋砂围堰方案。

（1）计算断面各水闸施工围堰结构基本相同，围堰河床处清淤并填砂70cm，河床以上用用牛皮砂充填后的膜袋砂分层交错铺设至设计高程，每厚度为0.5~0.7 m。

外围堰顶宽为3.0m，内围堰堤顶宽5.0m，均为单坡对称结构，边坡坡度为1:2，迎水坡面先用粘性土找平，然后依次铺设防渗土工膜和砂垫层，最后采用块石护面。

土工模袋选用高强度聚丙烯编织布（防老化型），单重≥200g/m ,纵横向抗拉强度≥30KN/m。

围堰基础填筑和膜袋砂充填均采用牛皮砂。

内外围堰设计断面图见图5.4.9-24和图5.4.9-25。

围堰边坡稳定计算

围堰稳定性计算（示意）本计算书采用瑞典条分法进行分析计算，因为围堰顶标高****m，故假定迎水面水位标高达到**m的最不利情况，还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体，还假定不考虑土条两侧上的作用力。

一、参数信息:条分方法：瑞典条分法；基坑外侧水位标高：10.50m基坑内侧水位标高：5.50m荷载参数：由于围堰上无恒载，故不考虑外部荷载土层参数：二、计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。

自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。

将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：1、土条自重2、作用于土条弧面上的法向反力3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。

将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足≥1.3的要求。

三、计算公式:Fs=∑{c i l i+[(γh1i+γ'h2i)b i+qb i]cosθi tanφi}/∑[(γh1i+γ'h2i)b i+qb i]sinθi式子中：Fs--土坡稳定安全系数；c i--土层的粘聚力；l i--第i条土条的圆弧长度；γ--土层的计算重度；θi--第i条土中线处法线与铅直线的夹角；φi--土层的内摩擦角；b i--第i条土的宽度；h i--第i条土的平均高度；h1i--第i条土水位以上的高度；h2i--第i条土水位以下的高度；γ'--第i条土的平均重度的浮重度；q--第i条土条土上的均布荷载；其中，根据几何关系，求得h i为：h i=(r2-[(i-0.5)×b i-l0]2)1/2-[r+l0-(i-0.5)×b i]tanα式子中：r--土坡滑动圆弧的半径；l0--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；α--土坡与水平面的夹角；h1i的计算公式h1i=hw-{(r-h i/cosθi)×cosθi-[rsin(β+α)-H]}当h1i≥h i时，取h1i=h i；当h1i≤0时，取h1i=0；h2i的计算公式：h2i=h i-h1i；hw--土坡外地下水位深度；l i的几何关系为：l i={arccos[((i-1)×b i-l0)/r]-arccos[(i×b i-l0)/r]×2×r×π}/360θi=90-arccos[((i-0.5)×b i-l0)/r]四、计算安全系数:将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：计算结论如下：稳定性安全系数Fs=2.426>1.30满足要求!。