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【摘 要】结合水库除险加固的工程实例，对水库除险加固中大坝的安全稳定进行探讨，确保水利工程目标的顺利实现。
【关键词】土坝;防渗
1.工程概况
大顶子水库位于桦甸市苏密沟乡大顶子村，距大顶子屯200m，水库始建于1958年，1975年竣工。1976年进行配套，修建泄洪输水洞，设计标准为30年一遇设计，200年一遇校核。水库总库容为139万m3，正常高水位为346.84m，相应库容为82.3万m3。水库灌溉面积为310ha。是一座以防洪、灌溉为主，结合养鱼等综合利用的小（1）型水库。
2.工程设计
2.1土坝设计
坝顶高程的确定
（一）基本资料
正常蓄水位：346.84m；设计洪水位：346.91m(P=3.33%)；校核洪水位：348.74m(P=0.33%)
（二）坝顶超高的计算
坝顶超高计算依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001公式：
d=R+e+a
式中：d—坝顶超高，以m计；R—波浪沿坝坡爬高，以m计；e—最大风壅水面最大高度，以m计；A—坝顶安全加高，以m计，设计情況a=0.5，校核情况a=0.3
（1）采用莆田试验站公式计算波浪的平均波高和平均波周期
a、平均波高hm
公式：
式中：hm—平均波高，m；Tm—平均波周期，s；W—计算风速，m/s；D—风区长度，m；Hm—水域平均水深，m；g—重力加速度，取9.81m/s。
b、平均波长 Lm
公式：
式中：Lm—平均波长，m；H—坝坡迎水面前水深，m；c、平均波浪爬高 Rm
公式：
式中：Rm—平均波浪爬高，m；m — 单坡的坡度系数；K△—斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型，由表A.1.12-查得K△=0.75；Kw—经验系数，由表A.1.12-2查得
由于该工程等级为4级坝，故采用累积频率为5%的爬高值R5%
（2）风壅水面高度e
公式：
式中：e—计算点处的风壅水面高度，m；D—风区长度，m；W—库面风速（m/s）；K—综合摩阻系数，取3.6×10-6；
β—计算风向与坝轴线法线的夹角，为30.81°。
（三）坝顶高程的计算
由前面坝顶超高的计算结果加相应各种计算情况下水位，正常高水位时坝顶高程349.00m，设计洪水时坝顶高程348.72m，校核洪水时坝顶高程349.97m。
由以上计算可知，坝顶高程应以校核洪水位情况下计算的坝顶高程做为设计坝顶高程。大坝现状高程为349.86～350.16m，计算坝顶高程349.97m，本次设计确定坝顶高程为350.00m，对现有坝顶进行平整。
2.2坝顶及坝坡设计
（一）坝顶设计
大顶子水库坝顶高程确定为350.00m，根据现状实际情况确定坝顶宽为3m，坝顶采用20cm厚砂石路面，两侧设路缘石，尺寸150mm×600mm×500mm。
（二）坝坡设计
（1）护坡设计
根据《碾压式土石坝设计规范》规定，砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球形直径和厚度按下面公式计算：
当 时 ；当时
经计算，护坡块石厚度为0.21m，坝前坡采用250mm厚干砌块石护坡，上游坡坡比为1:2.5，块石下层设200mm碎石垫层和一层无纺布（400g/m2）。
（2）防渗设计
坝体出溢点比较高采用贴坡排水体，防止坝坡土发生渗透破坏，保护坝坡免受下游波浪淘刷，易于检修。贴坡排水体高程为342.00m，平台宽为2.5m，边坡为1:3，采用400mm厚块石、200mm厚卵石及一层无
1、盖重厚度计算：
式中：
Ja-x—表层土在坝下坡脚点渗透比降；Gs—表层土的土粒比重；n1—表层土的孔隙率；K—安全系数；t1—表层土的厚度；γ—排水盖重层的容重；γw—水的的容重；
经计算t=1.63m，偏于安全考虑设计取平均2.0m做为盖重厚度。
2、盖重长度计算：
式中：
Xr—相对不透水铺盖的等效长度；t—铺盖厚度；K—安全系数；t1—表层土的厚度；γb—人工盖重体的浮容重；
经计算lb=16.4m，偏于安全考虑取盖重长度20m。
2.3土坝渗流稳定计算
（一）坝体及坝基渗漏量计算
a.计算断面：选定大坝桩号0+077和0+131做为计算断面。
b.计算方法：采用北京理正公司软件设计研究所编制的《渗流分析程序》进行电算。采用有限单元法。
经计算：水库年渗漏量为27.40万m3，多年平均径流总量为255.9万m3，占水库径流总量的10.71%。
（二）渗流稳定计算
（1）坝体渗流稳定计算公式：
式中：H1－上游水位（m）；
H2－下游水位（m）；L－渗径长度（m）。经计算，J等于0.14和0.08均小于J允＝0.15。
贴坡排水处理后，通过计算可知坝体填筑风化料允许比降为0.15，故实际渗透比降小于允许渗透比降，故坝体不存在渗透破坏问题。
3.结论
大坝除险加固完成后，现在水库在良好的运行当中，给当地群众提供了便利的水源，解决了农民的后顾之忧。
【关键词】土坝;防渗
1.工程概况
大顶子水库位于桦甸市苏密沟乡大顶子村，距大顶子屯200m，水库始建于1958年，1975年竣工。1976年进行配套，修建泄洪输水洞，设计标准为30年一遇设计，200年一遇校核。水库总库容为139万m3，正常高水位为346.84m，相应库容为82.3万m3。水库灌溉面积为310ha。是一座以防洪、灌溉为主，结合养鱼等综合利用的小（1）型水库。
2.工程设计
2.1土坝设计
坝顶高程的确定
（一）基本资料
正常蓄水位：346.84m；设计洪水位：346.91m(P=3.33%)；校核洪水位：348.74m(P=0.33%)
（二）坝顶超高的计算
坝顶超高计算依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001公式：
d=R+e+a
式中：d—坝顶超高，以m计；R—波浪沿坝坡爬高，以m计；e—最大风壅水面最大高度，以m计；A—坝顶安全加高，以m计，设计情況a=0.5，校核情况a=0.3
（1）采用莆田试验站公式计算波浪的平均波高和平均波周期
a、平均波高hm
公式：
式中：hm—平均波高，m；Tm—平均波周期，s；W—计算风速，m/s；D—风区长度，m；Hm—水域平均水深，m；g—重力加速度，取9.81m/s。
b、平均波长 Lm
公式：
式中：Lm—平均波长，m；H—坝坡迎水面前水深，m；c、平均波浪爬高 Rm
公式：
式中：Rm—平均波浪爬高，m；m — 单坡的坡度系数；K△—斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型，由表A.1.12-查得K△=0.75；Kw—经验系数，由表A.1.12-2查得
由于该工程等级为4级坝，故采用累积频率为5%的爬高值R5%
（2）风壅水面高度e
公式：
式中：e—计算点处的风壅水面高度，m；D—风区长度，m；W—库面风速（m/s）；K—综合摩阻系数，取3.6×10-6；
β—计算风向与坝轴线法线的夹角，为30.81°。
（三）坝顶高程的计算
由前面坝顶超高的计算结果加相应各种计算情况下水位，正常高水位时坝顶高程349.00m，设计洪水时坝顶高程348.72m，校核洪水时坝顶高程349.97m。
由以上计算可知，坝顶高程应以校核洪水位情况下计算的坝顶高程做为设计坝顶高程。大坝现状高程为349.86～350.16m，计算坝顶高程349.97m，本次设计确定坝顶高程为350.00m，对现有坝顶进行平整。
2.2坝顶及坝坡设计
（一）坝顶设计
大顶子水库坝顶高程确定为350.00m，根据现状实际情况确定坝顶宽为3m，坝顶采用20cm厚砂石路面，两侧设路缘石，尺寸150mm×600mm×500mm。
（二）坝坡设计
（1）护坡设计
根据《碾压式土石坝设计规范》规定，砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球形直径和厚度按下面公式计算：
当 时 ；当时
经计算，护坡块石厚度为0.21m，坝前坡采用250mm厚干砌块石护坡，上游坡坡比为1:2.5，块石下层设200mm碎石垫层和一层无纺布（400g/m2）。
（2）防渗设计
坝体出溢点比较高采用贴坡排水体，防止坝坡土发生渗透破坏，保护坝坡免受下游波浪淘刷，易于检修。贴坡排水体高程为342.00m，平台宽为2.5m，边坡为1:3，采用400mm厚块石、200mm厚卵石及一层无
1、盖重厚度计算：
式中：
Ja-x—表层土在坝下坡脚点渗透比降；Gs—表层土的土粒比重；n1—表层土的孔隙率；K—安全系数；t1—表层土的厚度；γ—排水盖重层的容重；γw—水的的容重；
经计算t=1.63m，偏于安全考虑设计取平均2.0m做为盖重厚度。
2、盖重长度计算：
式中：
Xr—相对不透水铺盖的等效长度；t—铺盖厚度；K—安全系数；t1—表层土的厚度；γb—人工盖重体的浮容重；
经计算lb=16.4m，偏于安全考虑取盖重长度20m。
2.3土坝渗流稳定计算
（一）坝体及坝基渗漏量计算
a.计算断面：选定大坝桩号0+077和0+131做为计算断面。
b.计算方法：采用北京理正公司软件设计研究所编制的《渗流分析程序》进行电算。采用有限单元法。
经计算：水库年渗漏量为27.40万m3，多年平均径流总量为255.9万m3，占水库径流总量的10.71%。
（二）渗流稳定计算
（1）坝体渗流稳定计算公式：
式中：H1－上游水位（m）；
H2－下游水位（m）；L－渗径长度（m）。经计算，J等于0.14和0.08均小于J允＝0.15。
贴坡排水处理后，通过计算可知坝体填筑风化料允许比降为0.15，故实际渗透比降小于允许渗透比降，故坝体不存在渗透破坏问题。
3.结论
大坝除险加固完成后，现在水库在良好的运行当中，给当地群众提供了便利的水源，解决了农民的后顾之忧。