時間：2023-09-26 10:39:12
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在河流（河段）水電規劃的基礎上，水電工程，特別是大中型水電工程通常要經過預可行性研究階段、可行性研究階段之后，才能進入招標設計和施工圖設計階段。預可行性研究和可行性研究通稱為水電工程前期工作。總結以往特別是最近的經驗，大中型水電前期工作的周期，一般為3～4年，長則6～7年。從水電工程投資大、工期長、涉及面廣、技術復雜的特點而言，必要的前期工作時間和前期工作的投入是確保勘測設計質量和水平的基本要求，是決策準確和提高效率的基本保證。
按照《建筑法》、《建設工程勘察設計管理條例》和《建設工程質量管理條例》以及水利水電工程強制性技術標準的要求，水電工程必須分階段開展設計，循序漸進，充分研究，科學論證，依法決策。預可行性研究階段的任務是，根據水電工程開發任務的要求，初步查明、分析和評價工程建設的基本條件，對工程技術、經濟、資源和環境影響等因素進行初步研究和論證，從市場需求和建設條件角度對工程規模和選址提出初步意見，編制工程預可行性研究報告，供項目法人確立投資項目和政府投資主管部門立項決策使用。可行性研究階段的任務是結合電力市場形勢和發展規劃，具體分析工程建設必要性，工程建設條件，對重大技術、經濟和社會環境等問題進行專題研究，提出解決方案、具體措施和實施計劃，計算工程投資和經濟評價指標，提出工程可行性研究報告，供項目法人投資決策和政府主管部門核準項目開工建設使用。
我認為，大中型水電工程前期工作的兩個階段是必不可少的。貫徹落實《國務院關于投資體制改革的決定》是在貫徹執行《建設工程勘察設計管理條例》和《建設工程質量管理條例》的基礎上，更應該加強水電工程前期勘察設計工作的管理，執行國家強制性技術標準，才能確保水電工程建設質量和安全，規避市場風險，提高投資效益，實行科學決策。為簡化審批程序，縮短前期工作時間，條件較為簡單的中小型水電站的預可行性研究和可行性研究可以考慮合并，但需要在前期工作過程中，加強對工程技術、經濟、環境影響和其他社會問題的研究和決策。
水電工程勘測設計階段性研究報告的審查是政府主管部門、行業主管部門履行部門職責，實行水電工程勘察設計質量管理的基本途徑，是檢查落實工程建設法律法規、方針政策和技術標準的基本手段，是項目法人決策項目進程和啟動下一個設計階段的前提和基礎，是項目立項申請和核準的技術基本條件之一。水電工程前期工作設置預可行性研究報告和可行性研究階段性綜合審查是必要的和適當的。綜合性審查會議有助于與水電工程建設有關的各方，包括政府有關部門，互通信息，交流觀點，統一認識，協調關系和解決問題，有助于明確進一步工作的重點和方向，部署和落實有關任務，共同促進和推動水電工程建設有關工作的進展。
除綜合性審查之外，水電工程還有不少的專項審查審批環節。這些專項審查審批環節過多，是造成水電工程立項程序復雜，手續繁瑣、周期過長、建設成本增大的主要原因。市場經濟形勢瞬息萬變，審批程序繁瑣的確與市場經濟的形勢不協調，容易延誤工程決策，造成工程建設的被動局面，增大投資風險，特別是大中型水電工程，其開工時間、機組發電投產時間，受到枯期、汛期的制約，耽誤一、二月時間，可能就會影響發電工期一年。因此，對于水電工程而言簡化行政審批，簡化立項程序，有關部門轉變政府職能，樹立服務意識，主動服務市場、服務項目、服務項目法人就顯得尤為重要。
目前，水電工程的專項審查包括環境影響和環境保護、水資源利用論證、水土保持方案、勞動安全衛生、場地地震安全性、地質災害評估等，每一項專題審查，還區分若干階段，如大綱的評審，報告書的評審、設計報告的評審，評審后提出意見修改補充，然后復審，再報批和批復，有時還需要等待很長的報批和批復時間，實在是程序復雜，不厭其煩。本人并非一味反對專項審查，但希望合理設置設計審查批復程序，突出重點，提高效率，確保效果，真正起到專項審查的作用，特別是大中型水電工程的專項審查中，切忌本末倒置，喧賓奪主，而應以促進項目的進展，滿足建設要求為出發點。
近些年，河流水電開發規劃設計研究中，通常要求從流域和區域的角度，對水電工程的環境影響、環境保護、水土保持、水資源利用、地質災害等問題進行充分論證，闡述，并且在規劃報告的審查或批復意見中對此有專門的結論和意見。水電前期工作中的環境影響應該以規劃審查意見為基礎，著重于減免不利影響和對策措施的研究，盡量避免重復的評價和審批。我以為簡化設計審批程序，可取消環保、水保、勞動安全工業衛生等的專項大綱評審，通過頒布標準或規范，規定專項設計研究要求，并將專項評審納入階段性綜合審查之中，統一協調，統籌考慮，綜合處理。
建議有關部門按照市場經濟和法制社會建設的要求，從國家利益出發，重新審視和修訂專業部門在水電工程建設上的管理體制和管理程序，按照《國務院關于投資體制改革的決定》的要求，統一到國家綜合管理部門的管理體制和程序上。
2.立項核準和工程建設
按照《國務院關于投資體制改革的決定》，對于企業不使用政府投資建設的項目，一律不再實行審批，區別不同情況實行核準和備案制。企業投資建設實行核準制的項目，僅需向政府提交項目申請報告，不再經過批準項目建議書、可行性研究報告和開工報告的程序。應該申請核準而為未經核準的項目，不得開工建設，項目核準文件的有效期為2年。項目在核準文件有效期內未開工建設，也未事先申請延期的，原項目核準文件自動失效。既要規范操作，又要加快建設，這些規定，給水電工程的前期工作、立項申請、施工籌建和施工準備提出了新的要求。
大中型水電工程的建設周期很長，除前期工作外，施工期少則5～6年，長則7～8年，有的長達10年以上。水電工程的施工分為籌建期、準備期、主體工程施工期和完建期四個階段。從準備期開始至第一臺（批）機組投產發電稱為發電工期，至全部機組投產稱為總工期。工程籌建期一般不包含在總工期之內。
根據有關設計規范和國內工程建設經驗，水電工程籌建期一般應完成的項目包括對外交通、施工用水、用電、場內主干道路（含橋梁）、部分生產生活設施、場地平整和溝水處理工程、通訊和征地移民等工作，水電工程籌建期一般為1年，有的長達2年，且需要投入較大的人力、物力、財力和設備；施工準備期工程項目主要有：施工通道、導流泄水建筑物、導流擋水建筑物、主體建筑物岸坡開挖和支護、截流施工準備，生產生活設施建設等，水電工程施工準備期一般為2年，長的要3年。施工籌建和準備工作不僅項目多、工期長、投資大，而且矛盾集中、問題突出，協調解決難度較大，程序較復雜。
按照水電工程建設慣例，水電工程的開工，是指工程截流，開始進入主體工程施工階段。水電工程項目獲得核準批復之前，必須完成大量的現場施工準備工作，才能確保進入主體工程施工階段后，各項工程施工順利展開，項目之間、工序之間計劃進度合理銜接，從而保證發電工期的實現和按照計劃完成工程建設。
面對水電前期項目儲備不足，而各地要求加快水電開發的這一矛盾，必須正確處理勘察設計、立項核準和工程施工之間的關系，在保證必要的設計周期和前期投入的前提下，合理搭接勘察設計、立項核準和施工準備三者間的時間，從而保證水電工程建設計劃的科學性和可行性。
為了合理銜接項目核準和工程開工建設之間的法律手續，有必要在項目核準之前，設立預核準，類似項目建議書的審批，使獲得預核準后的水電項目，能夠啟動施工籌建和施工準備工作，而不違背基本建設程序。
我認為，項目預核準的基本要求，包括
1）水電站預可行性研究報告通過審查；
2）水電站輸電方案研究報告通過評審；
3）水電站建設征地通過預評審；
4）移民安置去向獲得地方政府同意；
5）環境影響評價報告書通過評審；
6）水土保持方案報告書通過評審。
水電工程預可行性研究報告及其審查意見具有技術法規性質，可以作為可行性研究工作的基礎和啟動其他相關工作的依據。例如，項目法人可依據預可行性研究報告及其審查意見，當地國民經濟發展計劃和工程建設計劃進度安排，及時向當地人民政府申請下達封庫令；項目法人也可根據預可行性研究報告及其審查意見、水電站輸電方案評審意見，委托接入系統設計，從而為可行性研究的機電設備選型、布置以及電氣主接線設計提供依據；此外，以預可行性研究報告及其審查意見為基礎，可以委托建設征地預審；委托編制環境影響報告書；委托編制水土保持方案報告書；委托編制勞動安全和工業衛生預評價報告等等。
水電項目預核準通過后，準許開展施工籌建和施工準備。其間，繼續深入設計研究，完成可行性研究報告以及項目核準手續，待項目核準申請報告書獲得批準，主體工程施工便可開始并順利實施。這種“合理搭接”需要以周密計劃和高效管理為保障，從而有助于保證勘察設計周期，加快工程建設進度，促進國民經濟發展。
3.意見和建議
1）水電是可再生的清潔能源，落實優先開發水電的基本戰略，需要制定相應的優惠政策和簡化行政審批手續，鼓勵和保護投資人水電開發的積極性。
2）政府有關部門在水電開發權管理中，要根據地方經濟發展規劃，特別是電力發展計劃，充分考慮前期工作周期、投入、立項核準和投資風險等問題，合理確定工程建設進度表。
3）條件比較簡單的中小型水電工程，預可行性研究和可行性研究兩個階段可合并為一個階段，或適當簡化，相應有關專業評審、審查和批復以及立項核準等管理程序也要考慮做適當調整。
4）為合理搭接勘察設計、立項核準和施工準備三者間的時間，滿足加快水電開發，降低工程投資的要求，建議大中型水電工程實施預核準制度，通過預核準申請的項目，允許開展施工籌建和施工準備。
中圖分類號：TU996 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0138-03
1 工程概況
三古水庫位于廣寧縣江屯鎮大崗村委會，距縣城38.0km，水庫于1968年建成和投入使用。水庫現最大壩高為4.0m，壩頂長58.0m，壩頂寬2.0m，壩頂高程300.0m，總庫容10.5萬m3，屬小（二）型水庫。大壩為均質土壩，壩坡平均坡率：迎水坡1：1.3，背水坡1：1.6。加固后壩頂高程302.0m，校核洪水位300.84m，相應總庫容14.3萬m3；設計洪水位300.38m，相應設計庫容13.3萬m3；正常蓄水位299.0m，相應正常蓄水庫容7.6萬m3；死水位296.50m，相應死水庫容1.4萬m3。廣寧縣江屯鎮三古水庫工程的主要施工項目有進庫公路開挖、壩體土方填筑、溢洪道工程、反濾體、管理室等。下面我談下以下幾個工序的施工方法：
工序1：進庫公路土石方開挖
施工順序：清除草木測量放線挖掘機挖土自卸汽車棄土。
施工方法：清除雜草、竹木，測量放線，填筑施工道路，機械設備進場，請監理工程師驗線審核。經審核符合要求后才進行施工。
施工過程：該進庫公路主要是土方開挖，但是遇一堅硬大巖石不能用挖掘機開挖。經研究，決定用爆破的手段實現。具體施工方法分析計算如下：
本爆破適合加強拋擲爆破，故爆破作用指數n=r/w>1。設計進庫公路寬度為6米（上圖標注R），所以如擬定漏斗半徑r為5米，藥包埋置深度為4米，那么滿足n=r/w=5/4=1.25>1。查爆破手冊K表值K=1.5kg/m3，那么根據公式：
Q=（0.4+0.6n3）KW3（2-1）
=（0.4+0.6×1.253）×1.5×43
=150.72（kg）
所以解得所需埋設炸藥150.72kg，爆破達預期效果，R為6.2米。
技術措施：
（1）機械開挖時，基底預留15CM用人工修整，其高程、尺寸符合設計圖紙要求。
（2）開挖過程中，先由中軸線分層開挖到底，再挖邊坡。同時測量人員隨時控制開挖深度和邊線，防止超挖或欠挖。
（3）在開挖區內設置足夠的排水設備，排除施工區內積水以保證施工。
（4）主體工程基坑開挖完成后，按水利水電工程技術規范及驗收規程進行檢驗，并請監理工程師進行檢查。
（5）施工排水：在臨時道路旁開挖排水溝，防止地表水流入基坑；土方開挖過程中，為防止基坑積水，擬在坡腳外4米處（左、右）各挖一條排水溝，沿線每隔50米設一個集水井，使水匯流于集水井內，用水泵排出基坑外引入原河道。
（6）質量要求：邊坡符合設計標準；基礎尺寸和高程符合設計和規范要求。開挖測量剖面圖成果自檢后，報監理檢查，簽字認可。
工序2：壩體土方填筑計算
由土料場取樣檢驗得知，土料為中等密實粘土，屬III級土。根據本工程的實際情況，要求開挖填筑強度4500m3/d，每天兩班施工。而施工隊擁有2m3正鏟挖掘機，8噸的自卸車。正鏟每分鐘循環次數為2次（轉角為90?），汽車生產率為65m3/h。
由以上已知條件可以計算得：
（1）經開挖后的土料松散體積：
V=KsV1（式中Ks'為土料的松散系數）
=1.3×4500=5850（Ks'取1.30，根據水利工程施工表6-1查得）
（2）挖掘機生產率，及確定挖掘機的數量：
生產率：2×2×60=240m3/h；
5850÷16（兩臺班）=366m3/h，366÷240=1.52，故取2臺2m3挖掘機施工。
（3）配合一臺挖掘機所需汽車數量n，其總生產率應略大于一臺挖掘機的生產率，即：
Pa≥Pc/n
式中：
Pa——一部汽車的生產率，m3/h
Pc——一部挖掘機的生產率，m3/h
故n=Pc/Pa=240÷65=3.7，取n=4臺，即1臺挖掘機配套4臺汽車。
技術措施：
（1）現場開挖的土料經檢驗合格和向監理工程師批準后方可作回填土料。
（2）施工工藝，表面清理驗基（合格）土料運輸碾壓驗收。
（3）施工方法，采用5T自卸車運到填筑部位，卸土鋪平。
填筑前進行碾壓試驗，壓實質量符合設計規范要求，土料鋪筑時，分為若干直填區或條帶區，按刨毛、鋪料、碾壓次序進行。采用59KW推土機鋪土，鋪土寬度超出設計邊線兩側30CM，厚度為30CM，分層統一鋪蓋，統一碾壓，連續進行，每段作業長150M。
壓路機碾壓時，行走方向與壩堤軸線平行，碾跡搭接寬度：平行軸線為0.5M，垂直軸線為3M，碾壓不到的部位采用蛙式打夯機夯實。雨后，對壓實土面積水排除干凈，鏟除表面，使土料風干，含水率合要求即進行土料填筑施工。
壓實土體不出現松土、彈簧土，光面應一致。
斜坡結合面，坡面經刨毛處理，壓實時跨縫搭接不小于3M。
每填一層土應進行自檢，自檢合格再請監理檢查，合格后方能鋪填新土，以使層間結合緊密。
質量要求：
（1）檢測基土、回填土壓實指標，保證工作面無積木。
（2）按技術規范對土料力學性質進行抽料檢查，并定期檢查土料的含水量。
（3）對填土厚度，壓實度指標，上下層結合連接質量進行檢查。碾壓參數和碾壓成果經監理認可。
（4）用烘干法測定土料含水量，環刀法測定回填土的密實度。每2000M壩堤長抽一個斷面，每個斷面抽二層，每層不少于3個點。
工序3：混凝土施工配合比計算
在混凝土澆筑前14天，將擬采用的混凝土配合比資料提交給監理人審核，資料內容包括材料來源、強度、骨料級配、混合料級配、水灰比、骨料與水泥的比例、坍落度，未經監理人批準，不得改變經批準的混凝土配合比。
已知設計提供的混凝土配合比為C：W：S：G=1.0：0.45：2.5：4.5，水泥用量為300kg/m3。而該水庫施工現場所用的砂和碎石的含水量分別為3%和2%。工地用的出料容量為500升的攪拌機攪拌。試計算施工中拌和一次所需的水泥、砂和碎石的重量。
計算：設計配合比：C：W：S：G=1.0：0.45：2.5：4.5
=300：135：750：1350
由于砂和碎石的含水量分別為3%和2%，所以：
S=750÷（1-3%）=773.2kg
G=1350÷（1-2%）=1377.6kg
W=135-（773.2-750）-（1377.6-1350）=84.2kg
由此可得施工配合比為：
C：W：S：G=300：84.2：773.2：1377.6
即是，
C：W：S：G=1.0：0.28：2.58：4.95
而現在是出料容量為500升的攪拌機攪拌，所以攪拌機完成一次攪拌所需的材料為：
水泥：300×（500升/1000）=150kg
水：84.2×（500升/1000）=42.1kg
砂：773.2×（500升/1000）=386.6kg
碎石：1377.6×（500升/1000）=688.8kg
所以，該工程混凝土施工配合比為1.0：0.28：2.58：4.95，攪拌機攪拌一次所要投入的材料水泥為150kg、水42.1kg、砂386.6kg、碎石688.8kg。
混凝土澆筑要求：（1）混凝土澆筑前，應通知監理單位檢查地基處理、模板、鋼筋、預埋件等是否按施工詳圖規定執行。并做好記錄。征得監理單位同意后方可開始澆筑作業。（2）澆筑前，應清除留在模板表面和預埋材料表面結殼的砂漿或液漿。（3）已澆混凝土表面的清理：
新澆混凝土與老混凝土結合表面，必須人工打毛。施工縫的表面在覆蓋新混凝土或砂漿前，應是干凈潮濕的，并清理干凈所有的乳漿皮、疏松或有缺陷的混凝土、涂層、養護劑及其它雜質。所有施工縫表面，包括老混凝土表面應用氣、水混合射流清洗；混凝土澆筑前要清除干凈表面上的積水。
澆筑：
（1）澆筑混凝土：不合格的混凝土嚴禁入倉，拌好的混凝土不得重新拌和。凡已變硬而不能保證澆筑作業的混凝土必須清除，澆筑混凝土每層厚度不超過50cm。
（2）混凝土澆筑應保持連續性，如因故中止且超過允許間歇時間，則應按工作縫處理。
（3）混凝土澆筑期間如表面泌水較多，應及時清除，并研究減少泌水的措施，嚴禁在模板上開孔趕水，以免帶走灰漿。結構物設計的頂面混凝土澆筑完畢后，應使其平整，高程應符合施工詳圖規定。
（4）澆入倉面的混凝土應隨澆隨平倉，不得堆積。倉內若有粗骨料堆疊時，應均勻地分布于砂漿較多處，不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內部蜂窩。
（5）混凝土工作縫的處理：已澆好的混凝土強度未達到25Kg/cm2前，不得進行上一層混凝土澆筑。混凝土表面應用壓力水、風砂槍和刷毛機等加工成毛面，并清洗干凈，排除積水，方可澆筑新混凝土。
搗實：
（1）每一位置的振搗時間以混凝土不再顯著下沉、不出現氣泡并開始泛漿時為準，應避免振搗過度。
（2）振搗器距模板的垂直距離不應小于振搗器有效半徑的1/2，不得觸動鋼筋及預埋件。澆筑的第一層混凝土以及在兩罐混凝土卸料后的接觸處應加強平倉振搗；凡無法使用振搗器的部位，應輔以人工搗固。
養護：混凝土的養護在澆筑完畢后12～18小時內開始進行，用水養護14天，在干燥、炎熱的氣候條件下，延長至28天。養護用水及材料不能使混凝土產生不良外觀，提供的覆蓋材料應事先得到監理人的同意，不論采取何種養護措施，在拆模前應連續保持濕潤。
工序4：鋼筋代換計算
在溢洪道交通橋鋼筋制安施工中，交通橋主梁受拉鋼筋設計是3?22，但水庫工地缺少這種鋼筋，庫存有足夠的?16鋼筋。設計部門已同意代換，下列計算鋼筋的代換：
（1）設計鋼筋面積：As=（22/2）2×3.14×3根=1140mm2
（2）計劃用6根?16鋼筋代換：
As'=（16/2）2×3.14×6根=1206mm2
代換后鋼筋的面積As'>As，滿足設計及規范要求，但考慮到代換還應滿足構造方面的要求，如鋼筋的間距等，鋼筋的安放與設計也作如下改變：
2 結語
近年全縣的小型水庫進行除險加固工程建設，通過加固工程全縣的水庫的防洪能力和經濟效益得到大大提高。水庫工程的施工工序比較繁多，在施工過程中我們著重抓住重點和關鍵工序，以點帶面。在質量、進度、投資控制三者之間找其平衡點，使整個水庫的施工達到最佳效果。
參考文獻
[1] 水利水電工程爆破施工技術規范.2001.
1工程概況
大寨河一級水電站位于云南省臨滄市大寨鎮，壩段左岸岸坡地形上緩上陡，坡度平均約為34°，上覆第四系崩坡積粉土夾大量孤碎石、塊石，厚5m～8m；下伏地層為印支期全、強風化黑云母二長花崗巖，中粒結構，巖石成分較為復雜，動力作用明顯，溶蝕、包裹及各種變余結構、構造和殘留體發育。風化深度較深，全風化土層發育深度在20m以上。
電站左壩肩和沉砂池邊坡高約35米，由于邊坡土具高壓縮性且有地下水出露，邊坡穩定性較差。邊坡在開挖時由于堆積土體應力釋放，臨空面產生多級裂縫并產生了滑動。初步分析其失穩成因機制:（1）、原邊坡設計的開挖坡比為下1：0.5上1：0.75，偏陡，遠小于邊坡土體自穩休止角，不能滿足工程實際；（2）邊坡在未開挖擾動時處于極限平衡狀態，開挖時臨空面加大，受壓土體收縮，甚至在水與土壓作用下產生流變，邊坡沿該層土體剪出，前緣局部塌滑，并形成上部發生裂縫，土體產生牽引式變形、蠕滑和傾覆。
邊坡的穩定性及其施工加固處理方案對工程而言至關重要，本文運用專業軟件就施工期、運行期及地震作用等多種復雜工況對沉砂池邊坡二維典型剖面的穩定性進行分析，評價邊坡靜力工況下的穩定安全度及建議支護方案的效果。
2計算基本原理
計算分析方法采用剛體極限平衡法對電站沉砂池邊坡進行數值仿真分析，評價邊坡的穩定性及加固方案的合理性。剛體極限平衡分析法是巖土工程中分析邊坡穩定所用到的最廣泛的一種方法，其基本思路是：假定巖土體的破壞是由于滑體內滑面上發生滑動而造成的，滑動體被看成是剛體，不考慮其變形，滑面上巖土體處于極限平衡狀態，并滿足摩爾―庫倫準則。滑面的形狀可以為平面、圓弧面、對數螺旋面或其它不規則面，然后通過由滑裂面形成的隔離體的經歷平衡方程，確定沿滑裂面滑動的可能性大小，即該滑裂面上安全系數Fs的大小。假定不同的滑裂面就可以得到不同的安全系數值，其中安全系數Fs值最小的滑面就是最危險滑動面，其對應的安全系數值即為該邊坡穩定的安全系數值。畢肖普法為邊坡穩定分析常用的方法之一。
根據摩爾－庫倫條件應有
（2-1）
由每一土條豎向力的平衡得
（2-2）
聯合兩式：得出
（2-3）
按滑動體對圓心的力矩平衡
可有
（2-4）
上式右端的Ni需要按式（2-3）進行計算。由于公式兩端均含有Kc，故需要迭代求解。
3計算參數及計算工況確定
3.1計算參數及控制標準
在靜動力計算中，邊坡巖（土）體均采用彈塑性模型，巖土體物理力學參數為在地質專業提出的基礎上進行反演所得，見表1。
表1巖土體物理力學計算參數
巖(土)體 變形模量 泊松比 滲透系數
(cm/s) 容重(g/cm3) 粘聚力(KPa) 內摩擦角(°)
天然 飽和 天然 飽和 天然 飽和
崩坡積層 20MPa 0.375 2×10-3 1.75 1.85 15 11 25 24
沖洪積層 40MPa 0.345 3×10-2 2 2 0 0 25 25
全風化花崗巖 20MPa 0.36 1.6×10-3 1.75 1.90 20 13 26.5 25
強風化花崗巖 0.5-2GPa 0.28 7×10-4 2.50 2.60 250 150 35.0 33.5
弱風化花崗巖 2-5GPa 0.24 8×10-5 2.60 2.65 550 350 42.0 40.0
碾壓回填碎石土
（93%以上壓實度） 2.1 2.2 65 50 30 28
大寨河一級水電站工程等別為Ⅳ等小⑴型工程，根據《水利水電工程邊坡設計規范》（DL/T 5353-2006）規定邊坡穩定分析應區分不同的荷載效應組合或運用狀況，其設計安全系數應不低于規范規定的數值。根據規范，本工程邊坡屬于A類樞紐工程區邊坡，其級別為Ⅲ級，因此，持久工況下設計安全系數應不低于1.15～1.05，計算時采用1.08，短暫工況下安全系數不低于1.10～1.05，計算時采用1.05，偶然工況下安全系數應不低于1.00。
3.2計算荷載及計算工況
邊坡設計需考慮的荷載包括自重、岸邊外水壓力、地下水壓力、加固力、地震作用等。
（1）巖（土）體的自重作用：①在地下水位以上時，巖土體的自重采用天然重度；在地下水位以下時，則應根據計算方法正確選擇。②坡體上的建筑物，包括加固治理結構物，應作為坡體自重計。根據典型剖面的地質剖面圖，在這種地形和構造條件下，構造應力是很難集中的，而且根據初始地應力場反演的回歸分析可以知道該區域內構造應力的量值較低。鑒于此，模型計算時只考慮了自重應力。（2）地下水作用：邊坡各部位孔隙水、裂隙水或層間承壓水的壓力應根據水文地質資料和地下水位長期觀測資料確定。采用地下水最高水位作為持久狀態水位。（3）加固力：加固力指采用加固結構將不穩定巖體（或潛在不穩定巖體，下同）固定到滑動面以下穩定巖體的力。（4）地震作用：電站擋水建筑物為四級，50年超越概率10%的場地地表峰值加速度為0.15g，相應地震基本烈度為Ⅶ度。
4計算模型建立
結合邊坡地質條件，選取典型剖面進行邊坡穩定研究。根據邊坡地質特征及巖土體分層情況，選取沖坡積層、崩坡積層、下伏基巖的全、強、弱風化程度作為分區邊界建立軟件二維剛體極限平衡法計算模型，Slide提供模型的基本框架并將模型的左右邊界和底邊界設置為約束邊界。針對選取典型剖面采用軟件Slide進行邊坡穩定性分析。
5基于當前開挖狀態下邊坡穩定性分析
基于表1的巖（土）體物理力學參數，運用專業巖土分析軟件Rocscience Slide校核當前開挖狀態下邊坡典型剖面的穩定性。圖1給出了Bishop法的計算結果。
從圖1在當前開挖狀態下典型剖面穩定性分析示意圖可以看出，邊坡穩定的安全系數為0.985，根據《滑坡防治工程設計與施工技術規范DZT0219-2006》規定，安全系數介于0.95～1.00之間，邊坡處于整體變形～滑動的區間內，此時的邊坡出現裂縫到滑動的臨界狀態下，并且滑弧的位置與實際邊坡滑動的位置相似，因此，反演的結果和實際較為相符。
圖1當前開挖狀態下典型邊坡剖面穩定計算圖
6重新開挖后邊坡在無支護工況下穩定性分析
在提出建議支護方案之前，需要對重新開挖后邊坡（未施加支護措施）的穩定性有一個大概了解，求解典型剖面開挖后（無支護）的安全系數，以便于支護方案的設計。
根據現場實際條件，邊坡在1391m～1401m間擬按1:1開挖，1401m～1411m之間的開挖坡比為1:1.25，1411m高程以上邊坡的開挖坡比也為1:1.25，開挖無支護計算成果見圖2。
開挖后未采取支護措施的邊坡安全系數為0.923，小于施工期安全系數允許值1.05。邊坡的剪出面較低，和沉砂池底板開挖高程基本一致，滑弧基本穿過坡積層和全風化層。在施工過程中極易發生滑坡現象，開挖過程中必須采取合理的支護措施。
7建議支護方案下邊坡穩定性分析
基于提出的巖土體物理力學參數，針對典型剖面進行建議支護方案下的邊坡穩定性分析。重點研究施工期以及運行期下的邊坡穩定性，驗算是否符合邊坡穩定要求，同時對典型剖面提出最優建議支護方案。
建議支護方案：邊坡掛網噴護C20砼厚15cm；在1411m～1421m邊坡上布設兩排100噸級預應力錨索（錨索間距4米，排距4米），在1401m～1411m間布設5排長錨桿，長度為9m，樁距2.0m，排距2.0m，采用φ25鋼筋。在實際邊坡治理中，錨筋樁端頭設置錨拉板，預應力錨索端頭設置網格梁，這些措施均作為安全裕度考慮，計算模型中不予以考慮。計算結果見圖3，推測最危險滑動面位置在河邊剪出。
從圖3建議支護方案下典型剖面穩定性分析示意圖可以看出，邊坡穩定的安全系數為1.058，符合短暫工況下安全系數不低于1.10～1.05的要求，能滿足施工期的穩定。
圖2施工期無支護邊坡穩定計算圖
圖3建議支護方案工況下邊坡穩定計算圖
8正常運行期邊坡穩定性分析
8.1正常運行期穩定性分析
邊坡按建議支護方案完成邊坡治理后下挖至沉砂池建基面且待沉砂池建筑物澆筑完成后，在沉砂池的混凝土邊墻與坡腳間回填石渣（93%壓實度）至上壩公路。計算結果見圖4，從圖4穩定性分析示意圖看出，邊坡穩定的安全系數為1.211，符合持久工況下設計安全系數應不低于1.15～1.05的要求。
圖4 運行期邊坡穩定計算圖
8.2地震工況下穩定性分析
電站擋水建筑物為四級，50年超越概率10%的場地地表峰值加速度為0.15g，相應地震基本烈度為Ⅶ度。運行期如遇地震，其計算結果見圖5，從圖5穩定性分析示意圖看出，邊坡穩定的安全系數為1.123，符合地震工況下的安全的要求。
圖5 地震工況下邊坡穩定計算圖
9結論
在建議采取建議用錨索、錨筋樁、網格梁支護方案下，電站沉砂池邊坡典型剖面在不同工況下基于Bishop法得到的安全系數均大于規范規定的允許值，能滿足邊坡穩定要求，故建議支護方案是合理可行的。
參考文獻
[1]《大寨河一級電站工程地質勘察報告》 龐崇林等 中水十四局勘察設計院 2007年11月
[2]《大寨河一級電站沉砂池邊坡處理報告》 龐崇林、項國松等中水十四局勘察設計院2010年12月
[3]《水電水利工程邊坡工程地質勘察技術規程》DZ/T5337-2006
[4]《水電水利工程邊坡設計規范》DZ/T5353-2006
作者簡介：
關鍵詞：結構工程計算；結構計算軟件；計算機應用技術；工程計算機制圖
從20世紀八十年代開始，在水利、水電、建筑、公路等各種工程建設的勘察設計工程中，就開始引入了計算機替代人工進行計算的計算機應用技術的應用，但是現在很多剛離校就業的大學生們，完全依賴著計算機，以計算機的計算數據為準，進行工程設計，這對工程建設的安全是極大的威脅。對工程勘察設計工程師進行正確應用計算機技術進行工程勘察設計工作的教育和提醒，是當前應該注意的比較突出的一個問題。
1結構工程中計算機技術應用現狀
隨著計算機硬件技術、軟件技術的高速發展。各種計算機應用程序的開發形成了這一批結構工程師從走出校門，就在計算機上進行結構工程計算、設計。他們不再經歷老一代結構工程師們通過手工計算的過程。甚至迷信計算機，以為計算機是解決工程問題的源泉，簡單地信賴計算機。隨著大量的計算機軟件的開發，但又缺乏對計算機軟件的質量的保證，包括對軟件開發者和其技術支持的技術資質證明；軟件開發商的質量保證、質量控制過程的嚴格評價，軟件中所用技術的理論依據的嚴格評價；簡單和復雜例題測試結果的嚴格評價及其與其他獨立求解結果的比較；等等很多威脅到工程結構安全的問題，被計算機軟件應用的發展所掩蓋了。
在當今世界，計算機的濫用開始日益威脅著公眾的安全，計算機被抬高到了是知識、經驗、思維的替代品。人們越來越愿意相信計算機使他們能對工程作出正確的判斷，而很少有人在想，特別是年輕的結構工程們更很少去想，如果沒有計算機，結構設計工程中需要哪些必要的知識和經驗。大家都相信，解決工程問題的專業知識就是怎樣使用計算機以及計算機本身的專業知識。甚至把使用計算機的能力當成能勝任工作的能力。大量的結構工程師們相信，他們僅僅依靠計算機就可以“解決”工程問題。沒有人認識到高質量的工程只能是淵博的工程理論知識、豐富的工程實踐經驗、以及艱辛的腦力勞動、高質量的設計思想相結合的產物。
在工程結構設計計算中利用計算機自動化技術已有了很嚴重的負面影響，它使年輕的一代結構設計工程師們相信計算機的安全性、知識性和能力。他們變得如此依賴計算機，以至于喪失了不依賴計算機進行計算工作的能力。他們不懂得，計算機不可能記錄有關模型、分析和設計的一些技巧。在現實工程實踐經驗中，工程結構，特別是水利水電工程結構的模型是千差萬別的，計算機不可能識別上千萬種工程設計思想，除了具有快捷的計算速度以外，計算機程序只是一些離散的知識。而真正的工程知識是經驗、直覺、靈感、領悟力、創造力、想象力和“認知”的巨大綜合體，它超越了任何計算機程序和程序員對結構工程的“理解”。
現代工程具有復雜的理論依據、集體的設計思想，依靠計算機是不可能讓人們學習有意義的經驗的。越來越多的工程師們都期盼計算機軟件能將結構工程設計程序完全自動化。希望在解決工程問題時他們只需要區化類型和條件，讓程序自動生成必要的數學模型，完成復雜而重復的分析和設計過程。最后由制圖工具完成設計圖紙。這樣，結構工程唯一的責任就是明確所要解決的問題，然后評價最后的設計“成果”。而對于是否能可靠的檢測特征值，在進行分析時是否用了足夠的模型、狀態，或計算機建立數學模型的理論是否正確，是否符合工程實際的特征，分析結果對工程結構敏感部位是否敏感，計算結果是否在條件允許范圍之內，是否能根據實際的工程結構模型對某些邊界條件進行調整。這些在年輕一代的結構工程師們心中，都變得模糊不清。
很多軟件開發商，在對計算機知識的精通之外，畢竟不是結構工程師，專業技術知識肯定有著各種方面的欠缺。計算機是一種工具，不可能替代人的腦力勞動、人的知識、經驗的積累，計算機能處理大量的信息，但計算機程序是沒有多少工程實際工作經驗的程序員編制的，程序對工程建立的數學模型也不會很完善，在計算中，即使是錯誤的信息，計算機也不可能識別，同樣的都在計算機上顯示給專業技術工程師們。這就要求專業技術工程師們自己能通過專業技術知識的掌握，來控制設計計算中的偏差。
在軟件的實際應用方面，那些只有極少經驗、極少學識、年輕的結構工程師依靠計算機軟件來解決極度復雜的結構分析和設計問題。他們對結構力學基本原理和設計規范的背景知識了解很少。無法判斷程序算法所蘊含的假設和步驟，也無法判斷計算機運算結果的質量。寧愿相信計算機程序產生的任何結果都是正確的，無法懷疑計算機作出的所有結果，以及用獨立的例題校驗結果。
2在工程結構設計計算中正確合理的應用計算機技術
首先，在年輕一代的結構工程師中，應讓他們對工程設計的危險性、對公眾安全的威脅、對工程建筑設計的責任感有一定的認識，結構工程師應該知道，工程結構特性是由結構工程設計的質量決定的。真正的結構工程師，應該不用計算機就能工作，計算機應用技術本身并不是壞事，問題的核心是在結構工程計算中計算機的使用方法，不能濫用計算機。要強調工程實踐中知識、專業技術以及經驗的重要性，了解“為什么”這樣設計才是關鍵。專業的結構工程師應在參加工作的最初一段時間內，對結構工程設計計算進行手工求解，了解手工求解的原理、基本原則和提煉模型、識別計算結果中的錯誤，解決問題的其他方法，判斷計算結果的有效性。對計算機的計算結果應持批評態度，尊重工程實踐經驗，通過工程實踐學習工程設計，強調從那些資深的或有經驗的結構工程師那里學習結構工程設計。不依賴計算機解決工程問題，經常懷疑計算機，在沒有深入的誰以前不使用計算機的結果。在被工程師證實正確之前，假設計算機提供的結果是錯誤的。在用計算機求解之前，必須先知道答案。不崇拜計算機，而崇尚知識和經驗，提倡全面了解工程理論和實踐中的所有經驗。
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引言
隨著我國經濟水平的發展，人民生活水平的不斷提高，社會對住宅商品的需求日趨高漲。這幾年住宅小區項目的開發紅紅火火，設計、生產和管理取得了長足的進步。然而，隨著競爭變得越來越激烈，市場逐漸走向成熟，客戶購房理念也日趨理性，房地產開發商對住宅小區項目開發策化和設計階段越來越重視。以往開發商搞到地皮，找幾個人炒炒更繪出圖紙，建樓賣樓的日子已經一去不復返了。
一、房地產項目設計階段管理的概念
所謂房地產項目設計階段管理，是對房地產進行設計開發整體過程項目管理的重要組成部分，主要由項目管理公司以建設單位或者開發商的身份對房地產項目設計階段所進行的監督和管理工作，能夠有效地保證房地產開發項目的整體設計質量、工程進度以及控制造價。加強房地產項目設計階段管理，能夠及時、快速地發現、解決問題，防止在施工過程中對項目建設的質量、成本造價以及工程進度等方面產生不利的影響，進而有效地避免投資成本資源的浪費。
二、房地產住宅項目工程勘察設計各階段的工作內容及控制要點
1、編制設計任務書
設計任務書的編制工作相當于項目的輸入，所設計好的建筑產品相當于設計的輸出工作，要設計一個好的作品，必須以做好設計輸入為前提條件。對于不同的設計階段，均有不同的所需要設計的內容。在方案的設計階段，任務書的設計主要包括建設單位最高層領導所制定的規劃意見、營銷部門對產品的定位、物業單位與客服部門所提出的客戶建議、開發部門所提供的相關政府意見、預算管理部門制定的成本以及項目現場管理部門所提供的地質勘測報告等內容。在項目設計與施工圖設計的階段，所編制的設計任務書主要包括以往的設計成果、報批階段獲得的反饋建議、預算部門提出的細化成本要求以及項目現場管理部門所提出的相關配套設備的設計要求等內容。設計過程的階段不同，所編制的設計任務書側重點也就不同，因此，要掌握好所編制的任務書的重心。
2、工程勘察階段
（1）工程測量。工程測量的內容包括平面控制測量、高程測量、地形測量等，其中注意平面控制測量的宗地面積數據是否與土地部門提供紅線圖宗地面積數據一致。因此建設單位應在領取土地證之前會同國土及規劃部門核實宗地面積。
（2）工程地質勘察。工程地質測量是為了查明建設地區的工程地質條件，提出建設場地穩定性和地基承載能力的正確評價而進行的工作。
3、設計過程的控制
設計過程的控制是設計意圖得以實現圖紙化的有效措施。大多數工程在設計中缺乏對設計過程的控制，缺乏必要的追蹤，導致設計結果出現不應有的偏差。我認為，做好此環節的工作需要從以下幾點考慮：
（1）過程記錄。在與設計單位的交流過程中，做好每一次設計交底記錄，往來郵件信函的整理記錄，避免同一問題反復出現，也為可能存在的糾紛做好證據材料。
（2）關鍵節點控制。在項目設計階段開始之前，設計部門及公司領導應擬定該設計項目的關鍵節點計劃；在關鍵節點，由設計部門組織檢查工作，如有必要可組織相關部門人員開會參與討論，遇到不確定的問題，應盡快征求規劃部門意見，及時發現解決問題。
（3）日常跟蹤。在項目的設計過程中，設計管理部門應指定專門人員負責項目的追蹤工作，盡量避免出現設計方向的偏差，返工重做的現象。
4、設計成果的評審
設計成果的評審是設計意圖得以實現圖紙化的一項重要手段，是建設單位或開發商對設計成果所進行的最后一次檢驗，此項工作的好壞決定了日后在施工階段出現設計變更及洽商的多少,很多房地產開發單位忽視此項工作或僅僅走過場了之，導致大量的后續工作出現，我認為做好設計成果評審，需要做好以下幾項工作：
（1）評審會的合理組織。合理的組織需要有合理的時間安排，房地產開發項目的專業人才時間都非常寶貴，應在評審會前根據圖紙量的大小提前數日下發圖紙，使從業務部門抽選的評審會成員提前熟悉圖紙，評審時能立即作出判斷。另外應采用有資歷的人員作為評審會主持人，以使大家對評審會給予足夠的重視，在遇到模棱兩可的問題時也可由其當即拍板，避免問題一拖再拖。
（2）參與部門要充分。一般而言，提供設計輸入資料的部門及相關領導均應該參加，以確認輸入時所提供的設計要求在設計圖紙中的體現情況。如有必要，還應邀請外部相關專家參與評審會。
（3）評審紀要詳細。只有對評審紀要認真對待方可提高各部門對評審會的重視程度，還可為日后的分析總結做好足夠的資料積累，每次的評審紀要都應詳細，并要求相關人員簽字確認。
（4）參與部門的充分重視。只有參與部門足夠重視才可能出現良好的評審預期，但參與的部門一般都是比較繁忙的業務部門，這就需要采取措施，避免到會充數的狀態。
四、設計管理的方法
1、推行限行（限量）設計以節約成本
在項目招投標或合同簽署階段，設計尚處于初步設計階段，很多工程量和報價是根據估算和經驗估算而得，因此推行限額設計或限量設計，對于建設單位的投資控制尤為重要，甚至直接決定了項目的贏了指標。
2、推行方案優化以節約成本
在滿足使用功能和設計規范的條件下，推行優化環節是節約成本的重要途徑之一。
3、做好技術基礎工作，保證設計范圍和設計質量
不能陷入“設計管理工作就是設計人員的事情”的誤區，而應該是項目各責任主管單位，部門工作協作的關系。建設單位應該結合大量的工程實踐，做好包括勘察，設計，建設，監理等各單位意見的匯總工作，為設計管理工作創造條件。
4、設計變更的控制
設計變更既可能帶來對建設單位或開發商有利的結果，如減少了建設成本，也有可能帶來對業主不利的結果，如成本的超支。在實際工程中發生設計變更的原因很多，概括起來，主要有以下幾種：
（1）公司領導要求的變更：領導對于設計有了新的要求，想法，這是可能性之一，還有一種情形是領導換屆后新領導對于原有領導的設計要求并不贊成，要求改變。
（2）營銷部門要求的變更：產品的功能設計不符合業主的要求或給業主帶來不便等情況，營銷部門因此提出進行變更。
（3）設計院要求的變更：此類情況多數發生于多邊工程（邊勘察、邊設計、邊施工、邊圖審、邊報批），這是由于工程設計倉促、圖審報建滯后等原因，所導致的施工圖錯、漏、碰、缺、等問題。
（4）施工單位要求的變更：施工單位因材料設備的使用問題而提出的設計變更，如原有材料設備缺貨要使用替代產品，施工單位發現圖紙有缺項，漏項而提出的變更等。
結束語
房地產項目的設計管理工作決定了項目執行的成敗，是項目管理中最為核心的部分。特別需要強調的是，要做好設計管理工作，必須引起公司領導的高度重視，從滿足設計管理的規章制度，考核制度等方面給予充分的完善，為項目管理打下堅實的基礎，創造最為有利的條件。要做好設計管理工作，還需要一線的設計管理尤其是施工單位的技術負責人，總工程師們提供大量的工作實踐資料和他們的切身體會，經驗，對設計管理工作進行質的改變，使設計管理工作更上一個臺階，提高企業的管理水平和社會聲譽，使企業在市場競爭中立于不敗之地。
參考文獻
0 前言
波速測試技術是地震勘探方法之一，也是地球物理勘探技術的一個重要分支，目前已廣泛應用于水利水電工程、石油工程、鐵路工程、冶金工程、工業與民用建筑等眾多巖土工程地質勘察領域，取得了良好的應用效果。
一般來說，波速測試可原位測定壓縮波(P波)、剪切波(S波)和瑞雷面波(R波)在巖(土)體中的傳播速度，從而避免了室內測試所帶來的誤差，它能有效地解決許多地質問題，諸如確定場地土類型、建筑場地類別；提供斷層破碎帶、地層厚度、固結特性和軟硬程度、評價巖(土)體質量等；并可計算工程動力學參數，如動剪切模量、動彈性模量等。本文介紹了波速測試技術的工作原理和野外測試方法，并結合工程實例，說明其應用效果。不妥之處，敬請批評指正。
1 工程概況
北大港水庫位于天津市東南部大港區境內，東臨渤海灣，地貌上屬于海積平原的濱海洼地，隸屬華北平原一部分。該庫地處海河流域的大清河、南運河、子牙河水系，獨流減河下游右岸。水庫自1954年開始建設，1974年對圍堤進行培厚加高加固處理，1976年初步建成，并陸續修建蓄、引、輸、排水配套工程，至1980年建成。水庫蓄水面積150km2，占地面積164km2，設計堤頂高程9.5m（大沽高程，下同），設計最高蓄水位7.0m，相應總庫容5.0×108m3（興利庫容4.41×108m3）。是一座以蓄供水為主，兼有防洪、灌溉、養殖等綜合效益的大（2）型平原水庫，工程等級為Ⅱ類，圍堤及主要穿堤建筑物級別為2級，其余次要建筑物級別為3級。
水庫樞紐工程主要由圍堤、穿堤建筑物（水閘、供水口門等）以及蓄水建筑物（揚水站、尾閘等）組成。其中水庫圍堤為均質土堤，總長54.511km，堤頂設計高程為9.5m，堤頂寬度10m，迎水坡1：3，背水坡上部1：3，馬道以下1：4。主堤前緊接防浪林臺，其邊坡1：8，林臺臺頂寬度28～35m不等，臺頂高程7.5m。在庫內距圍堤堤軸線200～1000m處，筑有防浪堤一道，總長36.048km。
勘探深度20.0m范圍內堤基地層為第四系全新統第一陸相沉積物（alQ43）和第一海相沉積物（mQ42）。其中第一陸相層巖性主要為壤土、粘土、局部夾砂壤土透鏡體，第一海相層巖性主要為粘土、壤土、砂壤土及少量淤泥質壤土。該區地層結構多呈層狀發育，局部呈透鏡體狀分布。地下水位埋深一般為2.1～3.5m，水質多為半咸水～咸水。根據1/400萬《中國地震動參數區劃圖》GB18306—2001，工程區地震動峰值加速度為0.10g，地震動反應譜特征周期為0.40s，按照地震動峰值加速度分區與地震基本烈度對照表，本區地震基本烈度為Ⅶ度。
受水庫管理單位委托，中水北方勘測設計研究有限責任公司勘察院承擔了該工程除險加固地質勘察工作，物探總隊進行了現場波速測試，其主要目的是對水庫圍堤及穿堤建筑場地類別及砂性土液化勢做出判別。
使用儀器為：美國產R24數字化工程地震儀。面波法采用4Hz低頻檢波器接收，單孔法下孔探頭采用三分量檢波器接收。測試所用儀器設備均在計量認證有效期內，現場實施期間性能穩定、工作正常。
2 測試方法與技術
2.1 面波法（1）（2）（3）
面波勘探，也稱彈性波頻率測深，是國內外近幾年發展起來的一種新的淺層地震勘探方法。面波分為瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振動波組中能量最強、振幅最大、頻率最低，容易識別也易于測量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。
人們根據激振震源的不同，又把面波勘探分為①穩態法、②瞬態法、③無源法。它們的測試原理是相同的，只是產生面波的震源不同罷了。目前常使用瞬態面波法進行勘探。
2.1.1 工作原理
面波是一種特殊的地震波，它與地震勘探中常用的P波和S波不同，它是一種地滾波。彈性波理論分析表明，在層狀介質中，拉夫波是由SH波（水平方向S波）與P波干涉而形成，而瑞利波是由SV波（垂直方向S波）與P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介質自由表面附近，其能量的衰減與r-1/2成正比，因此比體波（P、S波∝r-1）的衰減要慢得多。在傳播過程中，介質的質點運動軌跡呈現一橢圓極化，長軸垂直于地面，旋轉方向為逆時針方向，傳播時以波前面約為一個高度為λR（R波長）的圓柱體向外擴散。
在各向均勻半無限空間彈性介質表面上，當一個圓形基礎上下運動時，由它產生的彈性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）計算出來，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是說，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作為勘探方法，其信噪比會大大提高。
綜合分析表明R波具有如下特點：
⑴ 在地震波形記錄中振幅和波組周期最大，頻率最小，能量最強；
⑵ 在不均勻介質中R波相速度（VR）具有頻散特性，此點是面波勘探的理論基礎；
⑶ 由P波初至到R波初至之間的1/3處為S波組初至，且VR與VS具有很好的相關性，其相關式為：
式中：μ為泊松比；
由于第四系地層的泊松比一般為0.37～0.49，故VR=（0.938～0.954）VS，可以認為對土體而言，VR與VS基本相等，其誤差只有5%左右。該關系奠定了R波在測定巖土體物理力學參數中的應用；
⑷ R波在多道接受中具有很好的直線性，即一致的波震同相軸；
⑸ 質點運動軌跡為逆轉橢圓，且在垂直平面內運動；
⑹ R波是沿地表傳播的，且其能量主要集中在距地表一個波長（λR）尺度范圍內。
依據上述特性，通過測定不同頻率的面波速度VR，即可了解地下地質構造的有關性質并計算相應地層的動力學特征參數，達到巖土工程勘察之目的。
2.1.2 測試方法
應用瞬態面波法進行現場測試時一般采用多道檢波器接收，以利于面波的對比和分析。當錘子或落重在地表產生一瞬態激振力時，就可以產生一個寬頻帶的R波，這些不同頻率的R波相互迭加，以脈沖信號的形式向外傳播。當多道低頻檢波器接收到脈沖形振動信號后，經數據采集，頻譜分析后，把各個頻率的R波分離出來，并求得相應的VR值，進而繪制面波頻散曲線。
當選取兩道檢波數據進行反演處理時，應使兩檢波器接收到的信號具有足夠的相位差，其間距x應滿足（λR/3）～λR，即在一個波長內采樣點數要小于在間距x內的采樣點數的3倍，而大于在間距x內的采樣點數的1倍，該采集濾波原則對于不同的勘探深度及儀器分辨率和場地地層特性可作適當調整。
當采用多道檢波數據進行反演處理時，雖然不受道間距公式的約束，但野外數據采集時也應考慮勘探深度和場地條件的影響。一般來說，當探測較淺部的地層介質特性時，易采用小的x值并用小錘作震源以產生較強的高頻信號，即可獲得較好的結果；當探測較深部的地層介質特性時，易采用較大的x值，并用重錘沖擊地面，以產生較低頻率的信號，使其能反映地下更深處的介質信息，達到巖土工程勘察之目的。
震源點的偏移距從理論上講越大越好，且易采用兩端對稱激發，有利于R波的對比、分辨和識別，但偏移距增大就要求震源能量加大和儀器性能的改善。一般來說，偏移距應根據試驗結果選取。就目前的儀器設備條件和反演技術水平，選用偏移距20～40m即可獲得較好的測試結果。
由多道檢波數據反演處理后可得一條頻散曲線，一般把它作為接收段中點的解釋結果。實際上該曲線所反映的地層特性為接收段內地層性質的平均結果，故當探測場地地下介質水平方向變化較大時，只要能滿足勘探深度的要求，盡量使反演所用的接收段減小，以使解釋結果更具客觀實際。
本次工作共布置5條測試斷面，分別位于水庫圍堤樁號2+500、14+000、21+250、28+200及45+970處，同時在相應部位布置了單孔剪切波測試（相應孔號為G01～G05）。因進入第一海相層后縮孔嚴重，除G03、G04孔做了部分鉆孔剪切波測試外（孔深小于12m、11m測段），在全部測試斷面均布置了瑞雷面波測試剖面以代替鉆孔剪切波測試。瑞雷面波測試剖面單一排列長度62m。
面波法采用瞬態瑞雷波探測技術，兩端激發多道接收的完整對比觀測系統，12道接收、道間距2m，經展開排列試驗選擇偏移距20m。錘擊震源。
2.2 單孔法（4）（5）（6）
單孔檢層法，也稱彈性波速度測井，是在一個垂直鉆孔中進行波速測試的一種方法。按照震源和檢波器在鉆孔中所處的位置，可分為①地表激發孔中接收法、②孔中激發地表接收法、③孔中激發孔中接收法、④孔底法等四種測試方法，常用地表激發孔中接收法。
2.2.1 工作原理
以巖(土)體的彈性特征為基礎，通過測定不同巖(土)層的S波、P波的傳播速度，計算巖(土)體的動彈性參數，據此判定巖(土)體的工程性質，為工程設計提供可靠的科學依據。
實測一般采用單孔檢層的地表激發孔中接收法，即地面激發以產生彈性波，孔內由檢波器接收彈性波。當地面震源采用叩板時可正反向激發，并產生S波，利用剪切波震相差1800的特性來識別S波的初至時間。
2.2.2 測試方法
實測通常由震源和記錄儀器組成，叩板震源設置一般距孔口2～7m，平放一塊壓重物的木板，測試孔應位于木板長軸的中垂線上，使木板與地面緊密接觸。木板長2.5～3.0m，寬0.3～0.4m，厚0.06～0.10m，上壓約500～1000kg的重物。當分別水平敲擊木板兩端時，產生彈性波(此時以S波為主)。記錄儀器由井中三分量檢波器和工程地震儀構成，三分量檢波器放置井中某一深度，接收由震源產生的彈性波信號，并通過連接電纜輸送給地震儀，再由地震儀記錄并存儲以備后期數據處理之用，圖1為單孔檢層法測試示意圖。
單孔檢層法測試彈性波時，由于震源板離孔口尚有一定距離，所以計算測段內地層波速時需將彈性波的非縱測線旅行時校正為縱測線旅行時，計算公式如下：
式中：t’—縱測線旅行時(s);
t—非縱測線旅行時(s);
h—測點孔深(m)；
x—震源板距孔口的距離(m)。
由校正后的縱測線旅行時即可求得各測試地層的彈性波速度。
現場測試過程中應注意以下特征：
(1) P波傳播速度較S波速度快，P波為初至波；
(2) 震源板兩端分別作水平激發時，S波相位反向，而P波相位不變；
(3) 檢波器下孔一定深度后，P波波幅變小，頻率變高，而S波幅度相對較大，頻率相對較低。
(4) 最小測試深度應大于震源板至孔口之間的距離，以避免淺部高速地層界面可能造成的折射波影響。
本次鉆孔剪切波測試采用單孔檢層地表激發孔中接收法，使用叩板震源，震源距孔口分別為2.8m、6.5m，孔內測點間距為1.0m，自下而上逐點施測。各點采用正、反向兩次激發。由于第一海相層縮孔嚴重，僅在G03(21+250)、G04(28+200)兩孔實施了部分孔段的剪切波測試(孔深分別為0～12m、0～11m測段)。
轉貼于 3 資料整理與解釋
3.1 面波法
R波在非均勻介質中傳播具有頻散特性，所以不同頻率（波長）的R波具有不同的傳播速度。模型試驗和實測結果表明，當探測的巖土層介質較為均一時，R波的相速度隨深度的加大而按線性增加，只有出現不同介質的分界面時，頻散曲線會出現一個所謂“Z”字型變化，該變化特征是由于地表接收到的波從上一層漏能型波轉入下一層漏能型面波，且此轉折點與兩介質間的界面埋深有密切的關系（一般為相應頻率R波的半個波長），由此可依據實測頻散曲線的“Z”字型變化點來劃分地下巖性變化的分界面。
由野外獲得的面波時程曲線原始記錄，使用SFKSWS軟件進行分析解釋，劃分地層層位求解厚度并計算各層R波速度（如圖2、圖3為實測面波反演解釋結果，圖中標出分層厚度及對應地層面波速度），然后由求得R波速度（VR）后，按公式(1)計算相應地層的S波速度。具體流程為：輸入面波記錄文件顯示和檢查實測曲線數據圈定面波數據窗口在F—K域搜索確定基階面波頻譜峰脊并拾取頻散數據按搜索確定的基階面波頻譜峰脊圈定出基階面波頻譜范圍生成面波頻散曲線地質分層（人工或自動）繪制反演擬合曲線打印輸出面波解釋結果利用式(1)計算對應地層S波速度繪制S波測試成果圖。
3.2 單孔法
在野外實測單孔剪切波測試波形記錄上可直接讀取各測點正、反向激發所獲得的剪切波初至旅行時，由此取得非縱測線各測點的旅行時，按式(2)校正后得到縱測線對應深度旅行時，繪制時距曲線并求取各測試地層的彈性波速度，最后繪制彈性波測試成果圖（見圖4、圖5中的實線為單孔法測試S波速）。
圖4
圖5
3.3 兩種方法測試結果對比
分別在G03、G04鉆孔孔深0～12m、0～11m做了單孔剪切波與地面面波測試的對比試驗(見圖4、圖5，圖中虛線是由R波速換算而得的S波速)，測試結果表明：使用兩種不同方法所測剪切波速度值及其變化規律基本一致。在以下的計算、分析中，所使用的剪切波速度值均由瑞雷面波測試結果換算而得。
3.4 利用波速計算動力學參數
根據實測獲得的彈性波速（剪切波速Vs和壓縮波速Vp）即可計算巖(土)體的動彈性力學參數。計算公式如下：
式中：ρ—介質密度(g/cm3)；
Vp—壓縮波速度(m/s)；
Vs—剪切波速度(m/s)；
μ—泊松比
Ed—動彈性模量(GPa)；
Gd—動剪切模量(GPa)；
轉貼于 4 成果分析
4.1 剪切波速度統計
統計內容包括各測試斷面剪切波速度范圍值和等效剪切波速度，其中等效剪切波速度按式（7）計算，結果見表1。
表1
鉆孔剪切波速度統計成果表
測試孔號
（樁號）
測試深度
(m)
剪切波速度Vs（m/s）
范圍值
等效值
G01( 2+500)
20.0
139～197
169
G02(14+000)
20.0
100～189
151
G03(21+250)
20.0
114～200
154
G04(28+200)
20.0
129～199
168
G05(45+970)
20.0
91～193
142
式中：Vse—土層等效剪切波速度(m/s)；
H0—計算深度（m）
t—剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間（s）。
由表1可知：各測試部位埋深20m范圍內剪切波速度范圍值為91～200m/s，等效值為142～169m/s。
4.2 場地類別判定
按《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）(7)，建筑場地類別應根據土層等效剪切波速度和場地覆蓋層厚度按表2標準判定。等效剪切波速場地類別表中黑體部分為覆蓋層厚度（m）
（m/s）
