32大壩加固滲流計算過程案例綜述1.1防滲加固前滲流計算（1）計算方法滲流分析采用二維有限元分析法（2）計算剖面大壩滲流計算剖面選取壩高最大的剖面，計算中水庫上游水位取安全鑒定復核值，下游按無水考慮，水位取下游壩基高程，根據(jù)測繪資料取為131.11m。本次計算分析，大壩的斷面滲透分區(qū)是以地勘報告為基礎，并結(jié)合原設計資料而確定。壩體可分為三個滲透區(qū)，壩基為三個滲透分區(qū)，分區(qū)詳見圖1.1。圖1.1大壩滲流計算模型圖其中，A為壩體心墻填土、B為上、下游壩體代料、C為下游排水體，D為強風化層、E為弱風化巖體、F為壩基覆蓋層。（3）計算參數(shù)滲流穩(wěn)定計算參數(shù)根據(jù)地勘室內(nèi)土工試驗及現(xiàn)場試驗成果綜合確定，各個材料區(qū)的滲透系數(shù)取值見表1.1。表1.1大壩滲流計算材料參數(shù)表（4）計算工況根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL189-2013）規(guī)定，土壩計算應考慮水庫運行中出現(xiàn)的不利條件，需要計算下列水位組合情況：正常運用情況正常蓄水位149.40m，相應下游無水高程為131.11m；設計洪水位151.43m，相應下游無水高程為131.11m；②非常運用情況校核洪水位152.97m，相應下游無水高程131.11m；水位降落期考慮的情況為：計算期內(nèi)無降雨，水庫來水量最小，隧洞閘門全開放水，水庫由正常蓄水位149.40m下降至死水位140.60m，計算中考慮下游水位保持不變，為131.11m，水位降落過程見表1.2。表1.2非穩(wěn)定滲流期水位降落過程（149.40m~140.60m）（5）計算成果及分析通過對硯瓦石水庫大壩滲流模型計算，得出該計算斷面在正常蓄水位、設計洪水位等情況下的壩體浸潤線位置和最大滲透比降及單寬滲流量，主要結(jié)果見表1.3，相應的壩體浸潤線及等勢線圖見圖1.2～圖1.5。表1.3大壩滲流計算成果表圖1.2正常蓄水位大壩滲流場示意圖圖1.3設計洪水位大壩滲流場示意圖圖1.4校核洪水位大壩滲流場示意圖圖1.5水位降落（149.40m降至140.60m）大壩滲流場示意圖根據(jù)心墻粘性土的顆分試驗，其滲透變形類型為“流土型”，壩體心墻土層滲透變形允許水力比降為1.0；代料滲透破壞類型為“管涌型”，其允許水力比降為J允許＝0.25～0.30。大壩滲流場分析結(jié)果顯示：①大壩滲流浸潤線示意圖顯示浸潤線靠近壩體上部，出溢點位置較高，不利于壩坡穩(wěn)定。壩體逸出滲透比降大于允許滲透比降，存在發(fā)生滲透破壞的可能。②大壩單寬滲流量0.65～1.22m3/d.m，滲漏量較大。1.2防滲加固后滲流計算（1）計算方法滲流分析采用二維有限元分析法（2）計算剖面大壩滲流計算剖面選取壩高最大的剖面，計算中水庫上游水位取調(diào)洪方案計算值，下游按無水考慮，水位取下游壩基高程，根據(jù)測繪資料取為131.11m。大壩防滲加固后，壩體可分為四個滲透區(qū)，壩基為四個滲透分區(qū)，見圖1.6。圖1.6大壩滲流計算模型圖其中，A為壩體心墻填土、B上游壩體代料和下游壩體代料、C區(qū)為下游排水體，D為強風化層、E為弱風化巖體、F為壩基覆蓋層。G為混凝土防滲墻，H為防滲帷幕。（3）計算參數(shù)滲流穩(wěn)定計算參數(shù)根據(jù)地勘室內(nèi)土工試驗及現(xiàn)場試驗成果綜合確定，各個材料區(qū)的滲透系數(shù)取值見表1.4。表1.4大壩滲流計算材料參數(shù)表（4）計算工況根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL189-2013）規(guī)定，土壩計算應考慮水庫運行中出現(xiàn)的不利條件，需要計算下列水位組合情況：①正常運用情況正常蓄水位149.40m，相應下游無水高程131.11m；設計洪水位151.58m，相應下游無水高程131.11m；②非常運用情況校核洪水位153.18m，相應下游無水高程131.11m；水位降落期考慮的情況為：計算期內(nèi)無降雨，水庫來水量最小，隧洞閘門全開放水，水庫由正常蓄水位149.40m下降至死水位140.60m，計算中下游水位保持不變，為131.11m，水位降落過程見表1.2。（5）計算成果及分析通過對硯瓦石水庫大壩滲流模型計算，得出該計算斷面在正常蓄水位、設計洪水位等情況下的壩體浸潤線位置和最大滲透比降及單寬滲流量，主要結(jié)果見表1.5，相應的壩體浸潤線及等勢線圖見圖1.7～圖1.10。表1.5大壩滲流計算成果表計算工況上游水位

（m）下游水位

（m）最大滲透比降下游壩坡逸出比降單寬滲流量m3/d.m心墻代料混凝土防滲墻防滲帷幕壩基正常運用正常蓄水位149.40131.110.270.1535.7312.300.570.051.03設計洪水位151.58131.110.330.1939.4213.280.620.061.32非常運用校核洪水位153.18131.110.300.2240.5313.740.650.071.59水位降落正常蓄水位149.40—死水位140.60131.110.200.1227.598.850.390.051.03圖1.7正常蓄水位大壩滲流場示意圖圖1.8設計洪水位大壩滲流場示意圖圖1.9校核洪水位大壩滲流場示意圖圖1.10水位降落（149.40m降至140.60m）大壩滲流場示意圖混凝土防滲墻允許水力坡降133。大壩滲流場分析結(jié)果顯示：大壩浸潤線出溢點較低，各部分滲透比降都小于允許滲透比降，單寬滲流量最大為1.59m3/d.m，滲流量較小。綜上所述，大壩經(jīng)防滲加固后滲透情況得到顯著改善，滿足要求。1.5壩坡穩(wěn)定計算(1)計算工況根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL189-2013）的要求，復核計算各種工況的壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。計算工況有：正常水位、設計洪水位、水位降落和校核洪水位。各工況水位見表1.7。(2)穩(wěn)定計算方法根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL189-2013），土石壩穩(wěn)定分析采用計及土體條間作用力的剛體極限平衡法（簡化Bishop法）。(3)穩(wěn)定安全系數(shù)硯瓦石水庫主要建筑物大壩、溢洪道為4級建筑物，根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL189-2013）的規(guī)定，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)（簡化Bishop法）：正常運用條件為1.25；非常運用條件I為1.15。(4)計算剖面及參數(shù)穩(wěn)定計算分析剖面取壩高最大剖面，見圖1.6。壩體及壩基土層力學指標取地質(zhì)勘探成果。大壩抗滑穩(wěn)定計算采用的各種材料力學參數(shù)見表1.6。表1.6大壩穩(wěn)定計算采用的力學指標(5)大壩計算成果及分析計算的大壩上、下游壩坡各工況最小安全系數(shù)見表1.9，滑弧位置分別見圖1.11～圖1.14。表1.7大壩壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)計算成果表計算工況上游水位（m）下游水位（m）安全系數(shù)上游壩坡下游壩坡正常正常蓄水位149.40131.11/1.712設計洪水位151.58131.11/1.644非常校核洪水位153.18131.11/1.579正常蓄水位降至死水位149.40~140.60131.111.371/計算成果顯示：大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在正常運用和非常運用條件下分別大于規(guī)范規(guī)定的1.25和1.15，上、下游壩坡的抗滑穩(wěn)定滿足要求