NBT 10139-2019 水电工程泥石流勘察与防治设计规程.pdf

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  • 3.0.3泥石流防治设计宜分为防治方案设计和施工图设计两个

    1首先应开展初步调查;对工程场址有影响或需进行防治 的泥石流沟应开展专门勘察;对需要治理的泥石流沟应开展治理 工程勘察。 2在专门勘察成果的基础上,应进行防治方案比选;在治 理工程勘察成果的基础上,应对选定方案开展治理工程设计和施 工图设计。 3勘察设计步骤可根据泥石流发育特征和防治需求合并 开展。

    1初步调查应对可能危害规划建设场地及建(构)筑物、 人员安全的沟谷进行调查,判别是否为泥石流沟;初步评价泥石 流发育和可能危害程度:对是否需要开展泥石流专门勘察提出 意见。 2专门勘察应在泥石流初步调查的基础上,查明泥石流发 育的自然地理、地质环境,以及泥石流的形成条件、发育特征和

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    特征参数;分析泥石流危害,论证泥石流防治的必要性;为工程 场地选址、选线、布置进行地质评价,并提出泥石流防治方案与 措施建议。 3治理工程勘察应在专门勘察的基础上:查明治理工程区 工程地质条件,复核设计所需的泥石流特征参数,提供岩土体物 理力学参数污水处理标准规范范本,进行工程地质分析评价

    1应根据泥石流特性、地形地质条件、水文条件、影响对 象及危害程度拟定防治方案,综合考虑治理效果、施工和运行维 护条件、投资等因素进行比选,选定防治方案。 2在选定防治方案的基础上,确定治理工程建筑物位置 型式等:编制施丁组织设计方案;确定泥石流预警监测内容和布 置,编制防治工程概算;提出治理工程运行维护要求。 3施工图设计应结合现场条件,对治理工程建筑物进行详 细设计。

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    4.1.1初步调查应收集区域气象水文、地质、地袭、泥石流活 动历史以及已有泥石流勘察设计、防治和研究成果等资料。 4.1.2初步调查应调查泥石流沟地理位置、流域形状、流域面 积、支沟发育情况、泥石流沟的坡降、高差等地形地貌特征。初 步划分泥石流形成区、流通区和堆积区。 4.1.3初步调查应调查泥石流沟地层岩性、地质构造、物理地 质现象、水文地质等基本地质条件;初步判别易崩、易滑、破碎 地层和松散物源的位置、分布、方基、稳定状况等。 4.1.4初步调查应了解人类活动对形成泥石流的影响情况。 4.1.5初步调查应了解建(构)筑物和居民分布以及泥石流防 治措施现状。

    4. 2 专门勘察内容

    4.2.1专门勘察水文气象资料收集宜符合下列要求: 降雨型泥石流宜收集当地年降雨量、降雨强度、降雨 过程。 2 冰川型泥石流宜收集冰驾融化产生的流量特征及气温变 化等。 3溃决型泥石流宜收集冰湖、堰塞湖溃决而外泄的最大流 及地下水活动情况

    4.2.2专门勘察应调含沟谷厉史泥石流发育情况、人类T程活

    动对泥石流影响及已有泥石流防治工程类型、规模、

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    4.2.5专门勘察应查明泥石流形成区、流通区的范围、平部面 形态,沟坡的稳定性,形成泥石流的固体物质来源、物质组成、 颗粒级配及其启动条件,不稳定及潜在不稳定物源量,分析沟道 堵塞状况。泥石流物源的确定置符合本规程附录A的规定。 4.2.6专门勘察应查明泥石流堆积区的分布、形态、规模、扇 面坡度、物质组成、层次结构、植被、新老堆积扇的组合登置及 与主河(主沟)的关系,堆积体的变化,堆积扇上沟道排泄能 力及沟道变迁,主河堵溃后上、下游的灾害。

    等泥石流流体特性,提出泥石流重度、流速、峰值流量、一次泥 石流总量、冲击力、冲起高度、弯道超高等特征参数。

    4. 3治理工程勘察内容

    4.3.1治理工.程勘察应查明治理工程区的地形地貌、地层岩性、 地质构造、物理地质现象、水文地质等基本地质条件。 4.3.2治理T程勘察应结合治理T程布置,复核泥石流流体性 质、运动特征和规模等特征参数。

    理工程所需的岩(土)体物理力学参数

    勤察,天然建筑材料勘察宜符合现行行业标准《水电水利工程天 然建筑材料勘察规程》DL/T5388的有关规定。

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    5.1.1 泥石流初步调查宜采用资料收集、遥感和现场调查等 方法。 5.1.2泥石流专门勘察、治理T程勘察应采用工程地质测绘 勘探及现场测试等方法

    5.2.1泥石流调查宜从地方志、科技文献等收集有关资料。

    5.2.1泥石流调查宜从地方志、科技文献等收集有关资料。 5.2.2泥石流调查宜收集已有遥感影像资料进行泥石流初步解 译,并开展现场调绘。

    5.2.3泥石流调查宜访问当地居民,了解沟谷泥石流活动历史

    调查范围应为全流或。 2调查线路宜从堆积扇的水边线开始,沿沟调查至分水岭。 3应现场调查确定历史泥石流的洪痕、泥位、堆积物特 征等。 4现场调查可采用无人机航摄、拍照、录像等手段:

    5.3.1平面地质测绘比例尺应根据泥石流规模、影响对象重要 性、地形地质条件和勘察步骤确定;泥石流各分区的地质测绘比 例尺宜符合下列规定: 1在专门斯察时,泥石流形成区、流通区和堆积区比例尺

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    宜采用1:5000~1:50000。 2治理工程布置地段比例尺宜采用1:500~1:5000。 5.3.2专门勘察纵剖面测绘比例尺宜采用1:5000~1:10000, 典型地段横剖面比例尺宜采用1:500~1:1000。 5.3.3治理工程勘察纵、横剖面比例尺宜采用1:500~ 11000。 5.3.4工程地质测绘除应符合本规程第5.3.1~~5.3.3条外,还 宜符合现行行业标准《水电工程地质测绘规程》NB/T10074的 有关规定。

    5.4.1勘探工作应在地质测绘的基础上进行,勘探方法应根据 勘探目的、岩土特性和综合利用的原则确定。 5.4.2专门勘察时,助探宜用坑、槽、并等方法;对影的主 体工程选址、选线的泥石流沟宜对堆积扇区和拟布置治理工程的 地段采用钻孔、物探等勘探方法

    1拦挡工程主勘探线勘探点间距宜为10m~50m,勘探点 不宜少于2个;钻孔孔深应深入持力层以下5m~10m。 2排导槽主勘探线斯探点间距算为50m~100m,探点不 宜少于2个,横剖面勘探点间距宜为20m~50m。 5.4.4勘探除应符合本规程第5.4.1~5.4.3条外,还应符合现 行行业标准《水电水利工程物探规程》DL/T5010、《水电工程 钻探规程》NB/T35115和《水电水利工程坑探规程》DL/T 5050的有关规定。

    5.5.17 初步调查时可在堆积区内取代表性试样进行颗粒级配 试验。

    5.5.1初步调查时可在堆积区内取代表性试样进行颗

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    5.5.2专门勘察时宜取代表性样品进行重度、粗大颗粒粒径、 颗粒级配等泥石流流体特性参数试验,试验组数不宜少于6组。 5.5.3治理工程勘察时宜针对拦挡T程、排导T程地基进行重 力触探试验,或取样进行土体比重、重度、颗分、含水量、压缩 模量、渗透系数、抗剪强度等物理力学性质试验,其中主要土体 物理性质试验组数不宜少于6组,力学性质试验组数不宜少于 3组。

    5.5对影响集中居住区和临时生产作业区的泥石流沟,宜开 雨量观测

    5.5.5对影响集中居住区和临时生产作业区的泥石流沟,

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    6.1.1具有下列特征之一的沟谷,应判别为泥石流沟:

    1沟口分布有堆积扇且堆积物质通常无磨圆,堆积混杂, 分选性差,颗粒大小悬殊。 2沟道内存在历史泥石流残留体、泥痕、超高堆积物、擦 痕及建(构)筑物掩埋的残体。 3经调查访尚历史上曾经发生过泥石流的沟谷。 6.1.2对无历史泥石流发育特征的沟谷,应根据沟内不稳定物 源量、纵坡坡降、雨强等进行潜在泥石流沟的判别,

    5.2.1泥石流按水源成因可分为暴雨泥石流、冰川融水泥石流 和溃决泥石流,泥石流水源成因分类应符合表6.2.1的规定。

    和溃决泥石流,泥石流水源成因分类应符合表6.2.1的规定

    表6.2.1泥石流水源成因分类

    6.2.2泥石流按流域地貌特征可分为沟谷型泥石流、沟

    石流、坡面型泥石流,泥石流地貌特征分类应符合表6.2.2的 规定。

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    表6.2.2泥石流地貌特征分类

    5.2.3泥石流按暴发频率可分为高频泥石流、中频泥石流、低 频泥石流,泥石流暴发频率分类应符合表6.2.3的规定。

    6.2.3泥石流按暴发频率可分为高频泥石流、中频泥石流

    6.2.3泥石流按暴发频率可分

    5.2.4泥石流按流体性质可分为黏性泥石流和稀性泥石流,泥 石流流体性质分类应符合表6.2.4的规定。

    6.2.5泥石流按·次性暴发泥石流总量或洪峰流量规模可分为 持大型、大型、型和小型,泥右流次性暴发规模分类应符合 表 6. 2. 5 的规定

    表6.2.5泥石流一次性暴发规模分类

    6.3.1泥石流特征参数应根据试验和计算确定,宣包括重度、 流速、峰值流量、一次泥石流总量、冲击力、冲起高度、弯道超 高。泥石流特征参数的确定应符合本规程附录C的规定。 6.3.2泥石流重度应在地质宏观定性分析的基础上选用现场调 查试验法、形态调查法、现场颗分试验法等确定。对多种计算方 法确定的泥石流重度:应结合泥石流运动特征,综合确定不同沟 道断面处的泥石流重度;并应计算不同频率泥石流重度。 .3.3泥石流流速应根据不同油区不同类型和不周性质的泥

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    石流特点,结合现场调查和历史资料选国相应的公式证

    1对无法获得比较清晰泥痕断面且沟道易堵塞的泥石流沟, 泥石流流量应按雨洪修整法确定。 2对于具有沟道顺直、断面变化不大、无阻塞、无回流、 上下沟槽无冲淤变化、具有清晰泥痕的沟段,泥石流流量应按形 态调查法确定。 6.3.5一次泥石流总量和固体物质总量宜采用计算法或实测法 进行计算

    6.3.6泥石流冲击力应根据被冲击的建(构)筑物受力类型

    6. 4 泥石流发育程度评价

    6.4.1泥右流发育程度评价宣采用易发程度评分方法或三要素 评价法判别,也可采用两种方法综合判定。当采用两种方法综合 判定时,发育程度判定结果宜取较高等级,泥石流发育程度等级 划分应符合表6.4.1的规定。泥石流发育程度评价应符合本规程 附录D的规定。

    表6.4.1泥石流发育程度等级划分

    1宜进行单沟泥石流最大影响范预测。 2应根据10%、5%、3.33%、2%和1%等不同频率下 次性泥石流冲出总量、堆积区地形条件和泥石流特性预测相应的

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    1评价拦挡建筑物的地基承载力和抗变形能力、抗滑和抗 倾稳定条件及边坡稳定条件等。 2评价排导槽的地基工程地质条件和边坡稳定条件。 3评价泥石流排导洞的围岩稳定性和进出口边坡稳定条件。 4提出治理工程措施建议。

    7.0.1泥石流治理工程等别应根据泥石流发育程度和危害程度 综合确定,泥石流治理工程等别应按表7.0.1的规定确定。

    表7.0.1泥石流治理工程等别

    7.0.3根据表7.0.2确定的四等、五等治理.工程设防标准,在 影响集中居住区和临时生产作业区时,可提高一等。 7.0.4对影响1级主体建筑物或大于600人的集中居住区的泥

    7.0.3根据表7.0.2确定的四等、五等治理.工程设防标准,在

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    石流治理工程的设防标准应专门论证

    随治理工程的设防标准应专门论证。

    表7.0.5泥石流治理工程建筑物级品

    8.1.1泥石流防治T下程应在勘察的基础上,遵循沟域统筹、以 防为主、防治结合的原则。 8.1.2主体工程、施工临时T程及集中居住区工程等应避让泥 石流影响区,当无法避让时,应先防治,后使用。 8.1.3泥石流防治宜包括非工程措施和工程措施。非工程措施 宜包括避让、工程监测与预警等,工程措施宜包括固源、排导、 拦挡、停淡等。

    8.1.5泥石流治理工程建筑物抗震设计宜符合现行行

    8.2.1治理工程方案布置应对治理工程的建筑物位置、

    8.2治理工程方案布置

    8.2.1治理工程方案布置应对治理工程的建筑物位置、主要建 筑物型式进行技术经济比较,选定建筑物布置与型式。

    1对物源主要集中于中、上游形成区,且形成区璀积大量 不稳定物源的流域,宜采用上游稳坡、中游拦挡、下游排导相结 合的方案。

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    2当物源上游具备布置拦挡和排导建筑物地形地质条件时, 宜采用截流排水为主的方案。 3对沟道坡降较缓,具有开阔、平缓的沟谷滩地,宜采取 设置停淤场和辅助排导治理方案,停淤场应具备清淤条件。 4对沟床相对较宽,沟道基本顺直、长度较短,纵坡降能 满足泥石流顺畅流动要求时,宣采取排导槽布置方案。当不具备 排导槽地形条件时,可布置泥石流排导洞。 5对沟床纵坡降较陡、建项库容有限、物源区冲刷揭底和 岸坡侧蚀严重的沟段,宜采用固床护坡方案

    8.2.3排导工程布置应符合下列规定:

    1当沟道坡降大于50%,地形条件有利于泥石流排导时, 宜优先采用排导槽, 2排导工程过流断面底宽宜与天然沟道宽度相当。 3 排导工程宜布设于泥石流沟的流通区和堆积区。 4 泥石流防治布置应以排导为主,尽量顺应自然沟道。 5当需要跨越公路等永久建筑物时,可采用渡槽,渡槽布 置应满足立体交叉的净空要求:进出口顺畅。

    8.2.4拦挡工程布置应符合下列要求

    1拦挡坝宜布置于泥行流沟的流通区或形成区~流通区.衔 接部位。 2拦挡坝坝址宜选择在具备建坝成库地形地质条件的沟段 项轴线宜按直线布置,并与流体主流线方向垂直。 3应根据设计拦淤总量确定拦挡项级数和坝高。 4宜根据泥石流特点、地形地质条件、料源条件、施丁.条 件等选定拦挡工程坝型。

    不应小于设防标准一次泥石流固体物质总量。停淤场底部纵比降 宜取泥石流停淤比降的0.8倍~1.2倍;泥石流停淤比降宜根据 堆积扇的平均坡度确定。排水布置方案可采取明渠、隧洞引流或

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    8.2.6泥石流固床护坡工程宜布置在沟道及岸坡的不稳定地段, 狭窄陡峻的沟段宜采用护底护坡布置。

    8.3物源稳固工程设计

    8.3.1物源稳固宜采用水石分离、护底固床、工程或植物护坡 等措施。

    1肋板宜垂直于沟道布置,间距宜为沟底宽的2倍~3倍 宜采用浆砌块石或混凝土,其宽度不宜小于1.0m,助板理深应 超过沟床冲刷深度,并不宜小于1.5m。 2谷坊坝宜垂直于沟道布置,间距宜为10m~25m,宜采 用浆砌块石或混凝土,截面形式宜采用梯形断面,顶宽宜为 1.0m~1.5m.上游侧宜高出沟床1.0m~l.5m,下游侧宜嵌人 沟床1.5m~2.5m,上游坡比宜采用1:0.50~1:0.75,下游 坡比宜采取1:0.05~~1:0.10,可设溢流口与泄水孔,谷坊项 下游可回填大块石防冲。 3浆砌块石的砂浆标号不应低于M7.5,浆砌块石铺砌厚 度不宜小于0.5m。

    1对松散物源较集中的沟段可采用工程护坡措施。 2对可能存在坡脚被冲刷及岸坡珊塌的小型失稳岸坡,宣 采用浆砌石、格梁、铅丝笼及于砌石护坡等措施,护坡高度应大 于设计最高泥位,基础理深度应在冲刷线以下。 3边坡设计宜符合现行行业标准《水电水利工程边坡设计 规范》DL/T5353的有关规定,

    8.3.4植物护坡设计应符合下列要求:

    1水土流失严重、浅层土体稳定性差的地段,可采用植笔 护坡措施。

    2应选择根系深而发达、固土能力强、寿命长,与栽植区 的气候、土壤条件相适应的植物,

    1排导槽平面布置宜分为进口段、急流段和出口段三部分 进口段应为上游宽下游窄的喇叭口形,急流段应按等宽度的直线 形布置,出口段宜靠近交汇大河的主流线布置。 2排导槽纵坡宜与泥石流沟流通段的沟床纵坡基本一致, 稀性泥石流排导比降不宜小于30%。黏性泥右流排导纵坡不宜 小于80%。 3排导槽流速不应大于排导槽允许防冲刷流速,出口段具 备条件时可适当变健。 4排导槽横断面应满足设计标准泥石流的过流能力,横断 面面积应按最大流量和充许防冲刷流速计算确定。排导槽宽度不 宜小于2.0倍沟床固体颗粒最大粒径,并应复核排导槽深度。断 面型式可采用梯形、矩形、三角形、弧形、复式。 5排导槽深度复核宜按下式计算:

    式中: L防冲肋板间距(m)

    H,H2 LS II.

    8.4.2渡槽设计应符含下列规定

    1渡槽宜由进口连接段、槽身、出口段三部分组成。进口 连接段宜采用上宽下窄的梯形或圆弧孤形状的喇叭口形,连续渐 变,槽身段应为等断面直线段,出口段应与槽身连接成直线。 2渡槽的纵坡不应小于原沟床的坡度或泥石流运动的最小 坡度,纵坡的确定宜符合下列规定: 1)稀性泥石流纵坡宜按下式计算:

    给排水管理D? I,=0.59 H.

    式中:1,一一月然沟床纵坡(%。)。 3渡槽横断面尺寸应按设计最大流量计算,并宜考虑安全 超高及相应的扩大宽度。 4泥石流渡槽常用的结构型式可分为拱形及槽形染式渡槽 两种,应具体根据地形条件、基础条件、施工材料及施工难度综 合选定。 5渡槽结构计算宜符合现行行业标准灌溉与排水渠系建 筑物设计规范》SL482的有关规定

    ,4.3泥石流排导洞设计应筹合下

    1当无条件布置排导槽时宜采用泥石流排导洞机械标准,洞线宜选 在岩石较坚硬、地质构造较简单、体较完整、施工和交通方便 的地段。

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    8.5.1拦挡工程宜采用重力式拦挡坝、格栅坝等坝型。 8.5.2重力式拦挡坝坝体结构设计应符合下列规定: 1项体结构应满足抗滑、抗倾覆稳定及结构应力等方面的 要求,断面型式宜采用梯形。 2溢流坝段坝高宜采用回淤纵坡法确定:溢流项坝顶以上 设计过流泥深可按水力学堰流公式估算或按T.程经验确定。非溢 流项段高度应等于溢流项高与设计过流泥深及相应标准的安全超 高三者之和。 3坝底部宽度应根据实际断面型式通过稳定性分析确定: 坝顶宽度应根据运行管理、交通、防灾抢险的需要综合确定,坝 顶宽度不宜小于1.5m。 4坝身应布置泄水孔,可布置一层或多层。单孔面积宜为 0.4m~1.0m,泄水孔净间距不宜小于1.5m。 5坝体材料可采用混凝土或浆砌石,材料设计宜符含现行 行业标准混凝土重力坝设计规范》NB/T35026和《砌石坝设 计规范》SL25的有关规定。

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