【正文】 壩壩型選擇的最主要因素是壩址附近的筑壩材料，還有地形地質條件，氣候條件，施工條件，壩基處理，抗震要求等。碾壓式土石壩按壩體的防滲材料和結構，可分為以下幾類：（1）均質壩：整個壩體起防滲作用并保持自身的穩(wěn)定。據(jù)勘察，土料場有豐富的黃土狀壤土，可滿足筑壩材料需求，106cm/s，小于均質壩滲透系數(shù)要求的104cm/s，滿足滲透穩(wěn)定要求。壩址附近兩個料場土料總儲量可滿足大壩對土料用量的要求。（2）斜墻壩：斜墻壩的上游壩坡較緩，防滲體的粘土用量和壩體總工程量大，不經濟。（3）心墻壩：心墻壩的工程量大，施工難度大，對于此工程并不適用。由以上分析，最終確定均質壩方案。根據(jù)規(guī)范SL2742001《碾壓式土石壩設計規(guī)范》，壩頂最小寬度對高壩可選用10～15米，對中低壩可選用5～10米。壩頂高程由水庫靜水位加波浪爬高和壅水面高度及安全加高確定。表31 安全加高規(guī)范值運用情況壩的級別1級2級3級5級正常非常該壩的級別為5級，則正常運行的安全加高A=，非常運行的安全加高A=。非常運用條件下，采用多年平均年最大風速；D——風區(qū)長度，為392m；β——計算風向與壩軸線法線的夾角，風向垂直上游壩面，故β為0o；Hm——水域平均水深，取壩前水深的2/3。正常運用條件下取，本設計采用累計頻率5％時的平均爬高，則非常運用條件下取，根據(jù)規(guī)范得：則（4）壩頂高程計算：表32 壩頂超高正常運用條件103非正常運用條件103①設計洪水位+正常運用條件的②校核洪水位+非常運用條件的③正常蓄水位+非常運用條件的+，根據(jù)規(guī)范，取=。所求壩頂高程是壩體沉降穩(wěn)定以后的數(shù)值。當壩頂上游側設有防浪墻時，則超高指靜水位到防浪墻頂?shù)母卟?，—。?）壩坡土石壩壩坡的坡度取決于壩型、壩高、筑壩的涂土料要求、地形條件及地震情況因素。（2）馬道上游下游均不設置馬道。（1）壩體防滲：壩體自身能夠滿足防滲要求，故不再設置其他防滲體。巖性在水平方向和垂直方向均存在明顯的交替、穿插，透水性變化較大。經分析選用混凝土防滲墻。墻頂插入防滲體2m。（3）接觸防滲：壩體與土質地基及岸坡的連接：清除壩斷面范圍內地基與岸坡上的草皮、樹根、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置反濾層。（1）壩體排水壩體排水主要形式是棱體排水，貼坡排水，壩內排水和綜合式排水。由于下游無水，根據(jù)施工條件，棱體內坡取1:，外坡取1:，棱體與壩體及地基間設置反濾層。但不能降低浸潤線。壩內排水：包括褥墊排水層，網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性差，易斷裂，難于檢修。壩址下游做反濾排水溝和減壓井。第四章 滲流計算 滲流計算的內容（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的等勢線分布圖或流網圖；（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。 水力學法計算滲流（1）壩體土是均質的，壩內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，過水斷面上各點的坡降和流速是常數(shù)。（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果。則排水起點處浸潤線的高度h0與排水起點之浸潤線與x軸焦點之間的距離Lg有如下的關系：h0=2Lg，則浸潤線方程為：y=2h0x+ho2圖41 下游無水棱體排水的均質土壩滲透計算簡圖根據(jù)邊界條件：x=?L+L，y=H1，得：h0=（?L+L）2+H12（?L+L）上游三角形ABE用高為H1，長為?L的矩形來代替，公式為：?L=式中：n——上游壩坡的坡度，n=。由于滲流滲入地基時要轉一個90的彎,流線長度比壩底長度要增大些。這時,通過壩體和壩基的滲流量可按下式計算: q=q1+q2=KH122（?L+L）+K0TH1?L+L+而當?shù)鼗杏蟹罎B墻是，公式需要變?yōu)椋簈=q1+q2=KH122?L+L+K0TH1Les+Les=Ls+?L+Lδ式中：δ ——防滲墻的厚度，m；δ=；T ——地基透水層的厚度，m； Ls——等效長度，m；Ls=δy，y=KsK0，其中：Ks——截水墻滲透系數(shù)，m/s；Ks=109；K0——地基滲透系數(shù)，m/s；K0=1105。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。水上23176。水上35176。凝聚力c’ （KN/m2）水上20水下17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。這時需要選擇多個滑動圓心，分別計算相應的安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)對應的滑動面為最危險的滑動圓。圖51 瑞典圓弧法計算原理圖（1）確定最危險滑動面圓心；本設計中使用費倫紐斯法確定最危險滑動面圓心。圖52中過坡腳B和坡頂C分別作與坡面和水平面夾角為ββ2的線BD和CD，得交點D即為最危險滑動圓弧圓心。29176。1:145176。37176。44′26176。1:226176。35176。26′25176。1:414176。37176。19′25176。表52 β1及β2數(shù)值表②土的內摩擦角φ0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。φ值越大，圓心越向外移。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’…，求得其相應的滑動穩(wěn)定安全系數(shù)K1’，K2’…，繪得K’值曲線，相應于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，；sinαi=nbr=；（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A3。將Gi沿弧面分解，法向分力為N’i=Gicosαi，切向分力為T’i=Gisinαi。壩基碎石無抗剪力。（7）最后可求得邊坡的穩(wěn)定系數(shù)：Kc=MrMs=Gicosαitanφi+ciliGisinαi根據(jù)以上步驟，制作計算表格，如下：①當r=b = = ；r=編號A1G1A2G2滑G2抗A3G390000800765432101234500060007000編號αsin αCos αG總sinαG1tanψ1cosαG2抗tanψ2cosαG3tanψ3cosα前三者之和cl965854745637053004240318021201600001502