【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用情況條件二為 。 （ 1）原壩坡穩(wěn)定分析計(jì)算工況 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）規(guī)定，松園水庫(kù) 抗滑穩(wěn)定 分析對(duì)以下水位組合的工況進(jìn)行計(jì)算： 正常工況： ① 正常蓄水位與下游相應(yīng)的水位的上下游壩坡穩(wěn)定分析； ② 不利 水位與下游相應(yīng)的水位的上 下 游壩坡穩(wěn)定分析； ③ 正常蓄水位 降至死水位 與下游相應(yīng)的水位的上游壩坡穩(wěn)定分析； 非常工況： ① 正常蓄水位與下游相應(yīng)的水位（遇 Ⅷ度地震 ）的上下游壩坡穩(wěn)定分析； ② 不利 水 位與下游相應(yīng)的水位（遇 Ⅷ度地震 ）的 上 下游壩坡穩(wěn)定分析； 松園水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)報(bào)告 12 ③ 正常蓄 水位降至死水位與下游相應(yīng)水位（遇 Ⅷ度地震 ）的上游壩坡穩(wěn)定分析。 壩體穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算采用簡(jiǎn)化畢肖普?qǐng)A弧法，按有效應(yīng)力計(jì)算 。 地震作用力按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL20397)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算軟件采用北京理正公司《理正巖土分析軟件》。按照《小型水利水電工程碾壓土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 (SL18996)的要求，對(duì)大壩最大斷面進(jìn)行不穩(wěn)定滲流期的下游坡和庫(kù)水位降落期的上游壩坡進(jìn)行全面的抗滑穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算。穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算成果如下表 27和 28。 表 27 壩體（ 0+）穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算成果 荷載組合 抗滑穩(wěn)定 安全系數(shù) 規(guī)范規(guī)定 安全系數(shù) 安全性 分級(jí) 上游坡 正常 正常蓄水位、不遇地震 A 不利水位、不遇地震 A 正常蓄水位降至死水位、不遇地震 A 非常 正常蓄水位降至死水位、遇 Ⅷ度地震 A 正常蓄水位、遇 Ⅷ度地震 A 不利水位、遇 Ⅷ度地震 A 下游坡 正常 正常蓄水位、不遇地震 A 不利水位、不遇地震 A 非常 正常蓄水位、遇 Ⅷ度地震 A 不利水位、遇 Ⅷ度地震 A 表 28 壩體（ 0+）穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算成果 荷載組合 抗滑穩(wěn)定 安全系數(shù) 規(guī)范規(guī)定 安全系數(shù) 安全性 分級(jí) 上游坡 正常 正常蓄水位、不遇地震 A 不利水位、不遇地震 A 正常蓄水位降至死水位、不遇地震 A 非常 正常蓄水位 降至死水位、遇 Ⅷ度地震 A 正常蓄水位、遇 Ⅷ度地震 A 不利水位、遇 Ⅷ度地震 A 下游 正常 正常蓄水位、不遇地震 C 不利水位、不遇地震 C 水資源工程系頂崗實(shí)踐報(bào)告 13 坡 非常 正常蓄水位、遇 Ⅷ度地震 C 不利水位、遇 Ⅷ度地震 C 現(xiàn)狀壩坡抗滑穩(wěn)定分析評(píng)價(jià) 由計(jì)算成果可見(jiàn)，上游壩坡在 設(shè)計(jì) 工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)基本都大于規(guī)范值；但壩體 0+ 斷面的正常蓄水位及不利水位時(shí)下游壩坡安全系數(shù)小于規(guī)范值。因此下游壩坡抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，抗滑穩(wěn)定不安全。 除險(xiǎn)加固壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）壩頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大壩壩頂高程為 ，壩軸線長(zhǎng) ，壩頂寬度為 ，壩頂設(shè)計(jì) 厚彈石路面，彈石路面下鋪設(shè) 厚的混合砂墊層，壩頂路面以 1％的斜坡向下游排水。 （ 2）壩坡設(shè)計(jì) 根據(jù)大壩壩坡穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算結(jié)果和結(jié)構(gòu)要求，對(duì)上游壩坡清除原表層破碎砌石、雜物與腐殖土體，依據(jù)設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行修整。 上游壩坡按照坡比 1： 進(jìn)行削坡修整，表面采用 8cm 厚 的 C15 砼預(yù)制防沖面板，面板下設(shè) 20cm 反濾層。 下游坡 0+~0+ 段進(jìn)行削坡整理，坡比為 1:3，坡面植草護(hù)坡，坡腳設(shè)貼坡排水，采用 20cm 混合砂層與 30cm 干砌石做反濾層，貼坡頂高程，下設(shè)排水溝，內(nèi)部尺寸 500500mm；在 0+~0+ 壩段進(jìn)行培厚，放緩至 1:，坡面植草護(hù)坡，坡腳設(shè)混合式排水，下設(shè)排水溝。新建壩頂彈石路面。除險(xiǎn)加固后，大壩壩型為均質(zhì)土壩，壩頂高程為 ，最大壩高，壩 頂寬度為 ，壩軸線總長(zhǎng) 。 （ 3）防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 沿壩軸線對(duì)左右壩肩做帷幕灌漿，以此作為壩肩的防滲體系。帷幕灌漿深入相對(duì)隔水的透水 率 q＜ 10Lu 的弱透水層為 3~5m。兩岸端點(diǎn)應(yīng)與最高庫(kù)水位等高的地下水位相銜接。孔徑 110mm，雙排布置，兩排灌漿孔間距 ，孔距 3m。 （ 4）貼坡排水設(shè)計(jì) 按照滲流計(jì)算結(jié)果，需在 0+~0+ 壩段下游坡腳處設(shè)置貼坡排水，根據(jù)規(guī)范要求貼坡排水體高程比逸出點(diǎn)至少要高 ， 總高 ，頂部寬 ，頂部高程 ，外坡坡比 1:3，外緣為干砌塊石護(hù)面，內(nèi)做混合砂反濾層。 （ 5）混合式排水設(shè)計(jì) 按照滲流計(jì)算結(jié)果，需在 0+~0+ 壩段下游坡腳處設(shè)置混合式排水，貼坡排水總高 ，頂部高程 ，外坡坡比 1:，外緣為干砌塊石護(hù)面，內(nèi)做混合砂反濾層；棱體排水總高 ，頂部高程 ，下游側(cè)外坡坡比 1:，上游側(cè)外坡坡比 1:，材料為粗砂、碎石和塊石。 松園水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)報(bào)告 14 壩坡滲流及抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析 滲流計(jì)算分析 根據(jù)《松園水庫(kù)地質(zhì)勘探報(bào)告》 的分析 ，各種材料的力學(xué)指標(biāo) 與參數(shù)見(jiàn)表 29所示。 表 29 壩體壩基土體參數(shù)指標(biāo) 巖土體類別 天然容重（ KN/m3） 飽和容重（ KN/m3） 凝聚力（ KPa） 內(nèi)摩擦角 （ 176。） 滲透系數(shù)（ cm/s） 壩體土 7105 壩基土 1104 壩基透水層 4103 貼坡排水 19 18 23 105 棱體排水 18 20 0 31 103 滲流分析采用北京理正 公司《理正巖土分析軟件》滲流 公式法 進(jìn)行計(jì)算。 （ 1）計(jì)算工況及斷面 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）規(guī)定，松園水庫(kù)滲流分析對(duì)以下水位組合的工況進(jìn)行計(jì)算： ① 上游校核洪水位與下游相應(yīng)的水位穩(wěn)定滲流期； ② 上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位穩(wěn)定滲流期； ③ 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的水位穩(wěn)定滲流期； ④ 上游校核洪水位降至死水位與下游相應(yīng)的水位非穩(wěn)定滲流期。 綜合松園水庫(kù)地形、地質(zhì)等因素，選取實(shí)測(cè)典型斷面 兩 個(gè)：斷面 1（樁號(hào)0+）、斷面 2（樁號(hào) 0+）。 （ 2）滲透變形計(jì)算 方法 根據(jù)壩體、壩基土體的級(jí)配狀況，確定壩體、壩基可能的滲透變形類型 ； 再根據(jù)壩體、壩基土料的物理性質(zhì)指標(biāo)確定其臨界水力坡降 (Jcr)； 依據(jù)工程特點(diǎn)及重要性，確定相應(yīng)的安全系數(shù)，求出允許水力坡降（ [J]）；結(jié)合壩體的運(yùn)行情況，求出下游壩坡出逸點(diǎn)的出逸水力坡降值（ J），最后采用《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB5028799）附錄 M 中的判別方法進(jìn)行判別。 1）判別土體變形類型 土體不均勻系數(shù) 6010udC d? ， 曲率系數(shù) 23010 60cdC dd? 計(jì) 算得 uC =~5， cC =~， 按不連續(xù)級(jí)配判斷，細(xì)粒含量 ? ?1 100%41cP n??? =~%35% 因此，土的滲透變形為流土型。 水資源工程系頂崗實(shí)踐報(bào)告 15 2）計(jì)算允許水力坡降 流土型臨界水力坡降公式 ? ?? ?11cr sJ G n? ? ?， 根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB5028799）規(guī)定，土的允許水力比降由臨界水力比降除以安全系數(shù) 2求得，即： ? ?2crJJ ? 建議取壩體 ? ， ? ， 則計(jì)算 ? ?? ?/ 1 1 = 0 .9 4scrJ G n? ? ?壩 體 ， ? ? ?壩 體 壩基 ? ， ? ， 則計(jì)算 ? ?? ? 0 3 ???? nGJ scr 壩基 ， ? ? ?壩基J （ 3）滲透變形計(jì)算結(jié)果 1）壩體斷面 1（ 0+）計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2 211。 表 210 各工況下壩體滲流計(jì)算結(jié)果 工況 特征水位（ m） 單寬滲流量（ m3/d） 校核水位 設(shè)計(jì)水位 正常蓄水位 校核水位降至死水位 ─ 表 211 大壩滲透坡降表 計(jì) 算工 況 位置 出逸點(diǎn)坡降 臨界坡降 允許水力坡降 校核洪水位 壩體 壩基 設(shè)計(jì)洪水位 壩體 壩基 正常蓄水位 壩體 壩基 死水位 壩體 壩基 1）校核水位 滲流線 圖 松園水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)報(bào)告 16 圖 21 校核洪水位 滲流浸潤(rùn)線 圖 2）設(shè)計(jì)水位 滲流浸潤(rùn)線 圖 圖 22 設(shè)計(jì)洪水位 滲流浸潤(rùn)線 3）正常蓄水位 滲流浸潤(rùn)線 圖 圖 23 正常蓄水位 滲流浸潤(rùn)線 圖 4）校核水位降至死水位 滲流浸潤(rùn)線 圖 圖 24 校核水位降至死水位 滲流浸潤(rùn)線 圖 由表 2表 21圖 21~圖 24 可知大壩浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)都在下游排水體內(nèi)，滲透坡降值小于允許值，因此大壩滲流穩(wěn)定滿足要求。 2）壩坡斷面 2（ 0+）計(jì)算結(jié)果表 21 213 表 212 各工況下壩體滲流計(jì)算結(jié)果 工況 特征水位（ m） 單寬滲流量（ m3/d） 校核水位 設(shè)計(jì)水位 正 常蓄水位 水資源工程系頂崗實(shí)踐報(bào)告 17 校核水位降至死水位 ─ 表 213 大壩滲透坡降表 計(jì) 算工 況 位置 出逸點(diǎn)坡降 臨界坡降 允許水力坡降 校核洪水位 壩體 壩基 設(shè)計(jì)洪水位 壩體 壩基 正常蓄水位 壩體 壩基 死水位 壩體 壩基 1）校核水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 圖 25 校核洪水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 2）設(shè)計(jì)水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 圖 26 設(shè)計(jì)洪水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 3）正常蓄水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 圖 27 正常蓄水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 4）校核水位降至死水位滲流 浸潤(rùn)線 圖 圖 28 校核水位降至死水位滲流 浸潤(rùn)線圖 由表 21表 21圖 25~圖 28 可知大壩浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)都在下游排水體內(nèi)，松園水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)報(bào)告 18 滲透坡降值小于允許值，因此大壩滲流穩(wěn)定滿足要求。 壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析 大壩為 5 級(jí)建筑物 ，計(jì)算采用北京理正軟件，按有效應(yīng)力計(jì)算。據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021） 的規(guī)定 ，相應(yīng)的壩坡抗滑穩(wěn)定最小允許安全系數(shù)正常運(yùn)用條件為 ，非常運(yùn)用條件一為 ，非常運(yùn)用情況條件二為 。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL2742021)的規(guī)定 ，松園水庫(kù)穩(wěn)定分析計(jì)算工況分為以下幾種： 正常工況： ① 設(shè)計(jì)洪水位穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析； ② 正常水位穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析； ③ 死水位穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析； ④ 校核水位降至死水位不穩(wěn)定滲流時(shí)上游壩坡穩(wěn)定分 析。 非常工況： ① 校核洪水位穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析。 ② 設(shè)計(jì)洪水位遇 Ⅷ度地震 穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析； ③ 正常蓄水位遇 Ⅷ度地震 穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析； ④ 死水位遇 Ⅷ度地震 穩(wěn)定滲流時(shí)上、下游壩坡穩(wěn)定分析； ⑤ 校核水位降至死水位、遇 Ⅷ度地震 不穩(wěn)定滲流時(shí)上游壩坡穩(wěn)定分析； （ 1）壩體斷面 1（ 0+）抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果 1）上游坡正常情況 松園水庫(kù)在非常工況下，上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果見(jiàn)圖 29~圖 212。 ① 設(shè)計(jì)洪水位，不遇地震（ K=） 圖 29 正常 工況設(shè)計(jì)洪水位穩(wěn)定計(jì)算圖 ② 正常蓄水位，不遇地震（ K=） 水資源工程系頂崗實(shí)踐報(bào)告 19 圖 210 正常工況正常蓄水位穩(wěn)定計(jì)算圖 ③ 死水位，不遇地震（ K=） 圖 211 正常工況死水位穩(wěn)定計(jì)算圖 ④ 校核水位降至死水位，不遇地震（ K=） 圖 212 正常工況水位降落時(shí)穩(wěn)定計(jì)算圖 2）上游壩坡非常情況 松園水庫(kù)在非常工況下，上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果見(jiàn)圖 213~圖 217。 ① 校核洪水位，不遇地震（ K=） 松園水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)報(bào)告 20 圖 213 非常工況校核洪水位穩(wěn)定計(jì)算圖 ② 設(shè)計(jì)洪水位，遇 Ⅷ度地震 （ K=） 圖 214 非常工況設(shè)計(jì)洪水位