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(fù)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(chǔ)，并結(jié)合原設(shè)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(fēng)化層、E為弱風(fēng)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(shè)計規(guī)范》（SL189-2013）規(guī)定，土壩計算應(yīng)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(yīng)下游無水高程為131.11m；設(shè)計洪水位151.43m，相應(yīng)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(fēng)化層、E為弱風(fēng)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(shè)計規(guī)范》（SL189-2013）規(guī)定，土壩計算應(yīng)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(yīng)下游無水高程131.11m；設(shè)計洪水位151.58m，相應(yīng)下游無水高程131.11m；②非常運用情況校核洪水位153.18m，相應(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)計規(guī)范》（SL189-2013）的要求，復(fù)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(shè)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(shè)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(shè)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(xué)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(xué)參數(shù)見表1.6。表1.6大壩穩(wěn)定計算采用的力學(xué)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(shè)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