【文章內(nèi)容簡介】 ，墻底插入巖基 。在上游 40m處修建防滲墻。 （ 3）接觸防滲： 壩體與土質(zhì)地基及岸坡的連接：清除壩斷面范圍內(nèi)地基與岸坡上的草皮、樹溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第三章 土石壩設(shè)計 12 根、含有植物的表土、蠻石、垃圾及其他廢料，并將清理后的地基表面土層壓實； 清基 1m；壩基與土石壩下游接觸部位設(shè)置反濾層。 壩身與其他建筑物的防滲：防止接觸面的集中滲流，因不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫，以及水流對上游壩坡和壩腳的沖刷危害影響。 排水設(shè)施 （ 1）壩體排水 壩體排水主要形式是棱體排水， 貼 坡排水，壩內(nèi)排水和綜合式排水。 棱體排水：在下游壩腳處用塊石堆成的棱體，可以降低浸潤線，防止壩坡凍脹且有支持壩體穩(wěn)定作用。由于下游無水，棱體寬取 ，頂面高程取 ，根據(jù)施工條件，棱體內(nèi)坡取 1:，外坡取 1:，棱體與壩體及地基間設(shè)置反濾層。 貼坡排水：用堆石或砌石加反濾層直接鋪設(shè)在下游壩坡表面，施工簡單，用料 節(jié)省，施工方便，易于檢修。但不能降低浸潤線。故不作為選擇之一。 壩內(nèi)排水：包括褥墊排水層，網(wǎng)狀排水帶和豎式排水體，下游無水時可以降低浸潤線，但對不均勻沉降適應(yīng)性差，易斷裂，難于檢修。 （ 2）壩基排水 壩基地下有裂隙潛水面，需進行濾土排水。壩址下游做反濾排水溝和減壓井。 土料設(shè)計 本壩中使用黃土狀壤土作為筑壩材料，壩基使用碎石。 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第四章 滲流計算 13 第四章 滲流計算 滲流計算的內(nèi)容 （ 1） 確定壩體浸潤線及其下游逸出點的位置繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢線分布圖或流網(wǎng)圖； （ 2） 確定壩體與壩基的滲流量； （ 3） 確定壩坡逸出段與下游壩基表面的逸出比降，以及不同土層之間的滲透比降； （ 4） 確定庫水位降落時上游壩坡內(nèi)的浸潤線位置或孔隙壓力； （ 5） 確定壩肩的等勢線滲流量和滲透比降。 滲流計算的水位組合 （ 1） 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位； （ 2） 上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)的水位； （ 3） 上游校核洪水位與下游相應(yīng)的水位； （ 4） 庫水位降落時上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。 水力學(xué)法計算滲流 基本假定 （ 1） 壩體土是均質(zhì)的，壩內(nèi)各點在各方向上的滲透系數(shù)相同； （ 2） 滲透水流為二元穩(wěn)定流，屬層流運動，符合達西定律； （ 3） 滲透水流是漸變的，過水?dāng)嗝嫔细鼽c的坡降和流速是常數(shù)。 計算過程 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第四章 滲流計算 14 均質(zhì)土石壩的滲流計算可先假定地基不透水確定壩體的滲流量 1q 和浸潤線；然后再假定壩體不透水 ,計算壩基的滲流量 2q ；最后將 1q 和 2q 相加 ,即可近似地得到壩體和壩基的滲流量。 （ 1）確定浸潤線 不考慮壩基滲透的影響 ,仍用地基不透水情況下的結(jié)果。 當(dāng)下游無水時，浸潤線可近似認為是以排水起點為焦點的的拋物線，如圖41。則排水起點處浸潤線的高度 與排水起點之浸潤線與 x 軸焦點之間的距離 有如下的關(guān)系： ，則浸潤線方程為： 圖 41 下游無水棱體排水的均質(zhì)土壩滲透計算簡圖 根據(jù)邊界條件： ， ，得： 上游三角形 ABE 用高為 ，長為 的矩形來代替，公式為： 式中： n——上游壩坡的坡度， n=。 計算： 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第四章 滲流計算 15 得： 將不同的 x 值代入公式，求的對應(yīng)的結(jié)果如表 41： 表 41 浸潤線計算表格 x 5 10 15 20 25 30 35 y 根據(jù)結(jié)果繪圖 42： 圖 42 土石壩浸潤線 （ 2）確定滲流量 對于下游無水的棱體排水情況，與有褥墊排水的情況相似 ,因地基滲水而使浸潤線稍有下降 ,可近似地假定浸潤線與排水起點相交。由于滲流滲入地基時要轉(zhuǎn)一個 90? 的彎 ,流線長度比壩底長度要增大些。根據(jù)實驗和流體力學(xué)分析 ,增大的長度約為 。這時 ,通過壩體和壩基的滲流量可按下式計算 : 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第四章 滲流計算 16 而當(dāng)?shù)鼗杏蟹罎B墻是，公式需要變?yōu)椋? 式中： __D_Dd________ T ——地基透水層的厚度， m； ——等效長度， m； ， ， 其中： ——截水墻滲透系數(shù)， m/s；； ——地基滲透系數(shù)， m/s；。 〖〗 ^()_D_Dd__； 計算： ； （ m）； ； ； m3/s 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第四章 滲流計算 17 第五章 穩(wěn)定分析 穩(wěn)定計算條件 本設(shè)計中壩型使用均質(zhì)壩，在正常蓄水位穩(wěn)定滲流條件下，采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧法計算下游邊坡穩(wěn)定。壩體使用黃土狀壤土，壩基使用碎石，防滲墻使用鋼筋混凝土。各種材料的物理力學(xué)性質(zhì)見表 51： 表 51 材料的物理力學(xué)性質(zhì) 特性 黃土狀壤土 壩基碎石 鋼筋混凝土 飽和容重（ KN/m3） 天然容重（ KN/m3） 含水量 %～ % 塑性指標 ~ 滲透系數(shù)（ cm/s） 106 1103 107 內(nèi)摩擦角 水上 23176。 水下 15176。 水上 35176。 水下 32176。 凝聚力 c’ （ KN/m2） 水上 20 水下 17 瑞典圓弧法計算原理 假定土坡沿圓弧面滑動，見圖 51， ABCD 為滑動土體， AD 為圓弧滑動面。條分法就是將圓弧滑動體分成若干豎直的土條，計算各土條對圓弧圓心 O 的抗滑力矩與滑動力矩，由抗滑力矩與滑動力矩之比，即穩(wěn)定安全系數(shù)，來判別土坡的穩(wěn)定性。這時需要選擇多個滑動圓心，分別計算相應(yīng)的安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)對應(yīng)的滑動面為最危險的滑動圓。經(jīng)查閱規(guī)范，對于 5 級壩，正常運用條件下壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于 。 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第五章 穩(wěn)定分析 18 圖 51 瑞典圓弧法計算原理圖 瑞典圓弧法計算 （ 1）確定最危險滑動面圓心； 本設(shè)計中使用費倫紐斯法確定最危險滑動面圓心。 ①費倫紐斯提出當(dāng)土的內(nèi)摩擦角φ =0 時，土坡的最危險圓弧滑動面通過坡腳，然后由坡角β或坡度 1:n 查表 52 得出角β 1 以及β 2 。圖 52 中過坡腳 B 和坡頂 C 分別作與坡面和水平面夾角為β β 2 的線 BD 和 CD，得交點 D 即為最危險滑動圓弧圓心。 表 52 β 1及β 2數(shù)值表 ②土的內(nèi)摩擦角φ 0 時，最危險滑動面也通過坡腳，其圓心在 ED 的延長線上，見圖 52。 E 點的位置距坡腳 B 點的水平距離為 ，距坡頂垂直距離為 2H 。φ值越大，圓心越向外移。計算時從 D 點向外延伸取幾個試算圓心 O1， O2…，分別求得其相應(yīng)的滑動穩(wěn)定安全系數(shù) K1， K2…，繪出 K 值曲線可得到最小安全系數(shù)值 Kmin，其相應(yīng)圓心 Om即為最危險滑動面的圓心。 實際上土坡的最危險滑動面圓心位置有時并不一定在 ED 的延長線上，而可能在其左右附近，因此圓心 Om可能并不是最危險滑動面的圓心，這時可以通過Om點作 DE 線的垂線 FG，在 FG 上取幾個試算滑動面的圓心 O1’， O2’…，求得其土坡坡度 坡角 β β1 β2 1: 60176。 29176。 40176。 1:1 45176。 28176。 37176。 1: 33176。44′ 26176。 35176。 1:2 26176。34′ 25176。 35176。 1:3 18176。26′ 25176。 35176。 1:4 14176。02′ 25176。 37176。 1:5 11176。19′ 25176。 37176。 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第五章 穩(wěn)定分析 19 相應(yīng)的滑動穩(wěn)定安全系數(shù) K1’， K2’…，繪得 K’值曲線，相應(yīng)于 K’min 值的圓心 O’min才是最危險滑動面的圓心。 圖 52 最危險滑動面圓心的確定示意簡圖 應(yīng)用到本例中，作圖得圖 53： 圖 53 瑞典圓弧法穩(wěn)定分析 （ 2）以 O 點至坡腳 A 作為半徑 r，作滑弧面 AC； （ 3 ） 將滑 動面 以上 土體豎 直分 成幾 個等 寬土條 ，土 條寬 為 ；； （ 4）計算土條自重： 分別量取浸潤線以上面積 A1，浸潤線以下壩基以上面積 A2，壩基以下面積溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第五章 穩(wěn)定分析 20 A3。 ；浸潤線以上 為飽和容重，浸潤線以下壩基以上 分為兩種：計算滑動力時， 取飽和容重，計算抗滑力時， 取浮容重。 將 沿弧面分解，法向分力為 ，切向分力為。 （ 5）計算各土條底面的長度 ，作用在該土條的抗剪力 ，方向與滑動方向相反。壩基碎石無抗剪力。 （ 6 ） 計 算 抗 滑 力 矩；滑動力矩 。 （ 7）最后可求得邊坡的穩(wěn)定系數(shù)： 根據(jù)以上步驟，制作計算表格，如下： 溫泉水庫樞紐 —— 擋水壩初步設(shè)計（ 213） 第五章 穩(wěn)定分析 21 ①當(dāng) r= 時的計算結(jié)果 b = = ； r= 編號 A1 G1 A2 G2 滑 G2 抗 A3 G3 9 0 0 0 0 8 0 0 7 6 5 4 3