【正文】 處的地質條件確定壩基防滲 的 處理方案。 此壩址處屬 于 巖石地基，壩址區(qū)地層以玄武巖為主，但有 20m 左右的沖積層。 混凝土防滲墻方案，材料省、 工期短、 防滲效果好，對于透水層較深 的壩基 是比較合適的， 最后 決定采用這種方案。 上部則要與心墻連接 ，插入防滲體 倍的壩高，設計為 7m。材料 與施工條件確定。混凝土標號一般采用 C8C15，防滲標號為 S6S8 允許水 力坡降一般為 80100。 貼 坡排水結構簡單，用料少，便于維修，但不能降低 浸潤 線，且易因 冰凍 失效 ，適用于浸 潤線較低的中等高 度 壩 和 下游無水的中小型工程的均質壩 。 褥墊 排水對地基不均勻沉陷的適應性差，易斷裂，維修困難，所以單獨采用這種型式的不多。 斜心墻 土 石壩剖面圖 41 土石壩剖面圖（單位 m） 第五章 土石壩滲流計算 概述 （一） 土石壩滲流分析任務 滲流計算的任務是： 以 確定壩體和壩基的滲流量 為基礎，來 確定壩坡逸出段，判斷其滲透穩(wěn)定性。 石料的選擇 （ 1） 就近取材并且 開采 運輸方便 ， 筑壩材料以靠近 壩 為宜，但從壩 身考慮 ， 一般 距壩腳為 300500m 范圍內(nèi)的土石料不容許開采。 （ 3）可 用土石料的儲蓄，在初步設計 階段 不得小于工程設計需要量的 23 倍 。 應 有一定的可塑性， 黏料 （ 粒 徑） d＜ ， 含量 為 15%30%， 或塑性指數(shù) =1017的 中，重壤土及黏粒含量為 30%40%， 或 =1720 的 黏土 填 筑，防滲體較適宜，為滿足以上要求選 3下粒區(qū)的土料 =14， 黏料 d≤ 的含量為 %，滲透 系數(shù) 為 3 scm/106? 。 分析工況 （ 1） 上游正常蓄水位與下游相應最低水位， 這 時 ， 壩內(nèi)滲流的坡降最大， 易產(chǎn)生滲透變形 。 （ 3）上游 校核 洪 水位與下游 相應 最高水位， 這 時，壩內(nèi)浸潤線高 ， 滲 流 量 大 。 2 滲流 為二元穩(wěn)定層流，滲流運動符合 達 西定律 ： v=kJ（ v為 滲 透流 速， k為 滲透系數(shù)， J 為滲透坡降 ）。 （ 二 ） 基本公式： 選擇 用 水力學方法解土 石 壩滲流問題 ，依 據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀 況的特點，將壩體分為若干段，應用達西定律 法 近似解土壩滲流問題，計算假定任 一鉛直過水斷面內(nèi)各點滲 透 坡降相等。透水 地基上筑有混凝土防滲墻。通過防滲體滲 流量： 221 2 11 ( ) ( )2 ??????k H H k H HqTB S in D (式 51) 通過防滲體后的流量： 221 1 1 1 12 1( ) ( )2 0 . 4 4???? ?Tk H T k H TqTL L T (式 52) 聯(lián)立， 21 qq? 斷面 對河床中間 斷面 11 以及 左右岸坡各斷面 22， 33三個 典型斷面 進行 計算， 左右 岸 典型斷面 應該在 壩軸線處，壩高為最大壩高的一 半 ，并且能反映防滲措施。 1K =3 scm/106? ， 2K =2 scm/102? ， ? =， d= 2m h， ?cot =，?sin =， ??? sin2 22111 ? hHkq =， )(2 22222 hd Hhkq ??? 注：式中 h 為心墻后水深， m； δ 為心墻平均厚度。 總滲流量的計算 滲流計算斷面將壩體沿著壩軸線分成了 四 段曲邊壩段，各個曲邊壩段長度分別為： 、 、 、 。所以，本設計對校核洪水位情況進行總滲流量的計算 ,計算如下 : )qqq)((21 4333222111 LLLqqLqQ ??????? ）（ mQ /(21 346 ?? ????????????? ））（）（ 分析 土石壩的滲透變形形式及判別 判別土體 的滲透變形形式（滲透變形形式的判別方法按《水利水電工程 地質 勘察規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行 ， 壩殼沙礫料選 4上的沙礫料，土體的不均勻系數(shù)為 大于 20， 滲透變形為管涌粘土心斜 心 墻，細粒含量大 于 35%，且孔隙 填充 飽滿， 滲透變形形式為流土 。 由 滲流計算結果匯總表得知，校核洪水位時，逸出水深 h最大 ，滲流量 q 最大，故此時逸出點滲透坡降最大。 沙礫壩殼滲透穩(wěn)定分析 粘土心墻之后的沙礫壩殼，由于水頭部分在防滲體內(nèi)損耗了，以及壩殼滲透坡降 及滲透速度很小，所以發(fā)生滲透破壞的可能性不大，在防滲墻與粘土心墻的接觸 面按允許坡降估計問題不大。 第六章 穩(wěn)定分析計算 對土石壩進行穩(wěn)定分析的目的，是通過計算壩體剖面的穩(wěn)定安全度來確定壩的經(jīng)濟剖面。 如果 壩基內(nèi)有軟弱夾層， 還 有可能發(fā)生塑性流動。 土 石壩穩(wěn)定分析 可以對 壩體及地基在各種不同的工作條件下可能發(fā)生的失穩(wěn) 形式，檢驗其穩(wěn)定性，并經(jīng)反復修改確定出經(jīng)濟斷面。 圓弧法主要用于黏性土壩坡如均質壩，厚斜墻壩，厚心墻壩等的穩(wěn)定計算（有事也用于非黏性土質壩） 直線或折線滑動面法適用于無黏性土壩坡（如心墻壩或斜墻壩 )的上下游壩殼以及斜墻連同上游保護層一起滑動時的穩(wěn)定計算。 工況 1：施工期上、下游 壩坡的穩(wěn)定驗算；（非常應用） 工況 2：穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡的穩(wěn)定驗算；（正常應用） 工況 3：水庫水位驟降時上游壩坡的穩(wěn)定驗算：（正常應用） 工況 4：庫水位為正常蓄水位且地震情況下，上下游壩坡穩(wěn)定驗算；（非常應用） 下表為規(guī)范所要求的壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)。考慮前三種情況為非常應用條件Ⅱ。翻閱 《 SL2742021 碾壓式土石壩設計規(guī)范》、《水工建筑物》、《土力學》 《水力學》 等參考 文獻 ，假 定 壩坡失穩(wěn)滑動 僅發(fā)生在砂礫壩殼中，粘土心墻不隨同壩殼一起滑動 。 FiQ i←←←←P iP i1圖 61 邊坡穩(wěn)定計算簡圖 本設計以折線法為基礎采用編程的方式來進行土石壩壩坡穩(wěn)定分析，計算程序流程圖及源程序代碼見附錄。假設滑動面 上 的三點 A、 D、 C 滑動面不會切到心墻。其他字母如圖所示。計算時先假設不同大小的安全系數(shù) Fs，依據(jù)第一條土塊的平衡條件中求出 P1，再求出第二塊的 P2，看求出是否滿足 P1=P2的要求， 如果 不平衡則重新假定安全系數(shù)。多次計算求 Fs，最后取最小值 ，最小值對應的滑動面即為最危險滑動面。 （ 62） G1G2PPR1R2??????? 圖 62 穩(wěn)定計算圖 計算程序流程圖 本程序采用 VB 編程，根據(jù)滿足判斷條件 P1=P2，并且安全系數(shù)小于上次取出安全系數(shù)，取出新安全 系數(shù)，直至得到最小的安全系數(shù)，并給出危險滑動面 A、 B、 C、D的坐標。 （ 2） 穩(wěn)定滲流期（設計洪水位） 水位 58m，坡度 1: 3 時，滑坡面折點坐標為 ( 177， 57)，安全系數(shù)為 。 （ 4） 正常蓄水位加地震 時 水位 ，坡度 1: 3 時，滑坡面折點坐標為 ( 176， )，安全系數(shù)為 。 （ 2）校核洪水位 水位 ，坡度 1: 時，滑坡面折點坐標為 ( 163， )，安全系數(shù)為 。 通過程序運行計算以上幾種工況下的上下游壩坡的最不利工況和最不利位置的最小安全系數(shù)，計算成果見下 表 上下游壩坡的最小安全系數(shù) Fs 部位 組合情況 最小安全系數(shù) Kmin 上 游 施工期水位在 1/3 壩高處 穩(wěn)定滲流期 坡 水位驟降到死水位 2796 正常蓄水位 +地震 下 游 坡 穩(wěn)定滲流期 校核洪 水位 正常蓄水位 +地震 土壩的主要建筑物等級為Ⅱ級，依據(jù)規(guī)范可知土石壩壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)Fs 需要滿足以下條件：正常運用條件下 Fs 不小于 ，非常運用條件Ⅰ時 Fs 不小于 ，非常運用條件Ⅱ時 Fs 不小于 。 因此 ，可 適當 考慮壩坡加陡以減少工程量。 第七章 土石壩的細部構造 首先， 壩頂上設置黃泥灌漿的碎石路面， 壩頂坡度取 2%， 方 便壩頂 頂 面排水。 最后 在其下游側設置尺寸為 25cm 25cm、 10m 布置一道的混凝土樁 來 代替欄桿 并且在與下游壩坡連接處設置長 4m，深 1m的 護肩 。 本設計 工程壩基防滲 采用 的是 黏土斜心墻 方案， 黏土斜心墻的上游跟下游 需 設置兩道反濾層以便更好的防滲。 砼防滲墻與防滲體、地基的具體連接布置見圖 72。堆石棱體內(nèi)坡取 1:1，外坡取 1:，頂寬 。 排水體與壩體、壩基之間設置一層反濾層。 本設計中，為了匯集雨水需要在 在壩坡設置橫向排水溝 ， 為了防止雨水 沖 刷，在壩坡岸坡與壩坡交接處必須設置岸坡排水溝 ，馬道 ， 馬 道取 ，它們 起到匯集雨水的作用。上游為干砌石護坡，不用設置壩面排水，在下游壩面設置壩面排水。 壩表面為土砂砂礫石等材料時應設專門護坡堆石壩，可采用堆石材料中的粗顆粒料或超徑石做護坡。 （ 2） 干砌石。 （ 4） 預制或現(xiàn)澆的混凝土或鋼筋混凝土板。 2． 下游護坡： （ 1） 干砌石。 （ 3） 草皮。 以上是上下游護坡的各種形式。 護坡的 選定 范圍應按以下要求確定。 Gmax=3~4G50(Gmax 為最大塊石料重量，γ k 為石塊的容重 )。 (71) 錯誤 !未找到引用源。 式中： D—— 石塊的換算球形直徑； Q—— 石塊的質量； D50—— 石塊的平均粒徑； Q50—— 石塊的平均質量； T—— 護坡厚度； kt—— 隨坡率變化的 系數(shù)按表查得，見《碾壓土石壩設計規(guī)范》表 ； ρ k—— 塊石密度； ρ w—— 水的密度 hp—— 累積頻率為 5%的波高，重要工程累積頻率可適當提高。 上游坡采用砌石層厚 ，下設 碎石墊層以防水流淘刷；下游壩面直接鋪上草皮作為護坡。上游護坡的布置見圖 77。 （ 2） 監(jiān)控大壩的安全、掌握其運行規(guī)律。 （ 4） 根據(jù)長期監(jiān)測資料，檢驗工程設計的正確性。 （ 2） 選擇具有可靠、耐久、經(jīng)濟、適用的監(jiān)測設施，在此前提下力求先進，各觀測設施并可以相互校核驗證。 （ 4） 復雜典型的地形地質條件或特殊部位，如壩肩及基巖斷層帶、壩基覆蓋層最深處、承壓含水層等，應加設監(jiān)測設施。應盡可能保證觀測監(jiān)測時有良好的交通及照 明條件，保證惡劣氣候條件下仍能進行必要項目的觀測，確保證施工期和運行期的正常觀測。 監(jiān)測設計的要求 （ 1） 規(guī)劃布置臨時性和永久性觀測站時，應加大投資力度，綜合的規(guī)劃布置，避免施工破壞和干擾，必要時可設置專門的觀測站和觀測廊道，并且把臨時性監(jiān)測設施與永久性檢測設施相結合，發(fā)揮更好的作用。 （ 3） 在初期蓄水時，應首先制定詳細的監(jiān) 測工作計劃安排，包括監(jiān)測設施完成形象面貌，巡視檢查要求，觀測頻次，觀測精度，觀測簡報等。 （ 4） 應對 1級、 2級土石壩應進行初期蓄水期的監(jiān)測反饋分析。 （ 6） 應確保對大壩運行期的巡視檢查要求，觀測頻次，觀測精度，資料整編分析等。 地震監(jiān)測設置的要求 （ 1） 對工程設計地震烈度為 7度及其以上地區(qū)的 1級、 2級壩 ，經(jīng)過研究討論，應進行壩體強震反應監(jiān)測。 （ 3） 宜在壩體及壩基中抗震敏感部位，設置必要的動應力和動孔隙壓力等監(jiān)測設備。 （ 2） 內(nèi)容：監(jiān)測設備的布置、安裝埋設、測讀等有無按照有關土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)定進行，土石壩有無裂縫、異常變動、剝落、滑動、隆起、塌坑、雨淋溝、散浸、積雪不均勻融化、冒水、滲流、流土、管涌、護面或護坡是否損壞，排水系統(tǒng)是否通暢，繞 壩滲水是否異常等。 資料整編的重點是查證原始觀測數(shù)據(jù)的正確性與準確性，進行觀測物理量計算，填好觀測數(shù)據(jù)記錄表，點繪觀測物理量過程線圖，考察觀測物理量的變化，初步判斷是否存在變化異常值。 在整個觀測過程中，均應及時對各種觀測數(shù)據(jù)進行檢驗和處理，建立數(shù)據(jù)庫，采用 適當?shù)臄?shù)學模型結合巡視檢查資料進行分析，重點是對土石壩的安全性態(tài)作出評