8.滲流穩(wěn)定分析

8.1主壩

8.1.1滲流分析的必要性

某水庫(kù)主壩壩體為均質(zhì)土壩，建于1953年，當(dāng)時(shí)主要依靠人力挑抬泥土

二真筑而成，填土料來(lái)源于壩址附近全風(fēng)化土及殘坡積土，內(nèi)含大量強(qiáng)風(fēng)化碎

石，土體結(jié)構(gòu)較松散，孔隙比較大，固結(jié)程度低。運(yùn)行五十多年來(lái)，壩體沒(méi)

有滲流觀測(cè)設(shè)施，巡查中發(fā)現(xiàn)：壩外坡及中段曾多處出現(xiàn)漏水點(diǎn)，而且該壩未

做過(guò)滲流穩(wěn)定分析，現(xiàn)狀滲流情況如何，有必要作一定的分析。

8.1.2壩體地質(zhì)情況及滲流指標(biāo)

根據(jù)地質(zhì)資料，浸潤(rùn)線以上土體含水量為26.8%,干容重為14.4KN/m3,

液性指數(shù)為0.18,飽和度為92.0%。土體壓縮系數(shù)平均值0.332MPa",壓縮

模量平均值6.0MPa,粘聚力為16.50kPa,內(nèi)摩擦角平均值15.2°,承載力特

征值為120kPa,滲透系數(shù)平均值K=2.01X103cm/s,屬中等偏強(qiáng)透水性。最

大K值達(dá)4.5IXlO-^So

浸潤(rùn)線以下土體含水量為29.6%,干容重為14.8KN/m3,液性指數(shù)為

0.07,飽和度為93.2%。土體壓縮系數(shù)平均值0.347MPa/，壓縮模量平均值

5.5MPa,粘聚力平均值為17.15kPa,內(nèi)摩擦角平均值13.0°,承載力特征值

為115kPa,滲透系數(shù)平均值K=1.56X10屬中等強(qiáng)透水性。

8.1.3滲流計(jì)算與分析

8.1.3.1滲流及滲潤(rùn)線計(jì)算與分析

1、計(jì)算斷面的確定：

本次滲流及滲潤(rùn)線計(jì)算，主壩采用壩體最大斷面進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算斷面

見(jiàn)圖8-l-lo

2、計(jì)算工況

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SDJ218-84)第7.1.2條規(guī)定并結(jié)合本

次安全鑒定要求以及實(shí)際斷面情況：滲流計(jì)算應(yīng)考慮水庫(kù)運(yùn)行出現(xiàn)的各種不

利組合，其工況有：

Q.上游止常高水位與卜游相應(yīng)水位；

?.上游校核洪水位與下游相應(yīng)水位：

3.上游校核洪水位降落時(shí)與下游相應(yīng)水位；

原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的上、下游水位與本次復(fù)核后的洪水標(biāo)準(zhǔn)如下表8-1-10

表8-1-1斷面洪水位表

分類原設(shè)計(jì)洪水水位復(fù)核后洪水標(biāo)準(zhǔn)

水位(才\、

上游下游上游下游

正常59.5無(wú)59.5無(wú)

設(shè)計(jì)60.45無(wú)60.45無(wú)

校核61.25無(wú)61.25無(wú)

由上表知，復(fù)核后洪水標(biāo)準(zhǔn)的正常、設(shè)計(jì)、校核水位均與原設(shè)計(jì)相應(yīng)水

位一樣，故本次滲流分析計(jì)算水位采用校核洪水位為61.25m,正常高水位為

59.50m進(jìn)行計(jì)算。

3、滲流及浸潤(rùn)線計(jì)算

按均質(zhì)壩計(jì)算。

各工況計(jì)算水位如下：

Q.上游正常蓄水位情況：上游水位59.5m,下游無(wú)水；

?.上游校核洪水位情況：上游水位61.25m,下游無(wú)水；

3.上游校核洪水位降落情況：上游水位61.25m降落至56.25m,卜游無(wú)水;

采用《水利水電工程PC-1500通用程序》進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8-1-2、

8T-3,浸潤(rùn)線見(jiàn)圖8TT?圖8T-3。

表8-1-2正常工況滲流計(jì)算表

已知條件計(jì)算結(jié)果浸潤(rùn)線方程

參數(shù)及單位數(shù)量參數(shù)及單位妲y(m)x(m)

上游平均坡度ml2.7△L(m)4.431.090.00

下游平均坡度m22.4L'(m)6.883.154.00

上游水位Hl(m)10.5L(m)45.6254.328.00

滲流系數(shù)K(cm/s)0.002溢出點(diǎn)高h(yuǎn)0(m)1.095.2312.00

單寬q(cm"2/s)0.226.0116.00

6.6920.00

7.3124.00

表8-1-3校核工況滲流計(jì)算表

已知條件計(jì)算結(jié)果浸潤(rùn)線方程

參數(shù)及單位數(shù)量參數(shù)及單位數(shù)量y(rn)x(m)

上游平均坡度ml1.5△L(m)4.591.470.00

下游平均坡度m22.25L'(m)2.123.734.00

上游水位Hl(m)12.25L(m)49.1255.078.00

滲流系數(shù)K(cm/s)0.002h0(m)1.386.1212.00

單寬q(cnf2/s)0.287.0116.00

7.8120.00

Y

Y

圖8-1-3交刀水庫(kù)主壩滲流計(jì)算結(jié)果圖（驟降工況）

4、滲流量分析

計(jì)算公式：QU

式中Q—壩體總滲流量（cnf/s）。

q一壩體單寬總滲流量q（cm2/s）

1一計(jì)算控制長(zhǎng)度。

主壩滲流計(jì)算結(jié)果匯總表見(jiàn)表8-1-3

表8-1-3主壩滲流計(jì)算結(jié)果表

工況正常水位59.5m校核水位61.25m

項(xiàng)目工況工況

計(jì)算壩長(zhǎng)（m）6565

壩體單寬總滲流量q（cm7s）0.220.30

逸出點(diǎn)到壩趾高度a。（m）3.507.81

逸出點(diǎn)高程（m）52.5056.81

壩體總滲流量Q(cm7s)

1.431.95

(XlO,cm'/s)

壩體每日滲漏量（宿）123.6168.5

從上表滲流計(jì)算結(jié)果來(lái)看，主壩浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)到壩趾高度正常水位下為

3.50m,校核水位下為7.81m。壩體單寬滲流量q（cnf2/sec）較大，壩體每日

總滲漏量正常水位下約為124m3,校核水位下約為168.5m）水庫(kù)水量損失

較大。

8.1.3.2局部滲透穩(wěn)定分析

根據(jù)地質(zhì)資料,土粒的比重為Ps=27.7KN/R土體孔隙比『0.919,孔隙

率n=e/l+e=0.479,因比土體的臨界坡降為：

Jc=言T(1-〃)

\^(0J

[J]=Jc/A

式中Jc——土體的臨界比降；

Ps——土顆粒的密度Ps=27.7KN/m3；

3

Pw——水的密度Pw=10KN/m；

n——土體的孔隙率，n=0.436；

[J]一—土的允許比降；

△——滲流穩(wěn)定安全系數(shù)為1.5?2.0,取△二2.0。

經(jīng)計(jì)算得[J]=0.46lo

土壩下游坡面滲流出口比降J=AH/AL,可近似由下式計(jì)算：

21/2

J=sin0=1/(l+m2)

式中J——滲透坡降；

m2------下游坡率，m2=2.25；

經(jīng)計(jì)算，結(jié)果如表8-1-7,主壩的滲透坡降均不超過(guò)壩體土的允許比降，

壩體的局部滲流是穩(wěn)定的，壩體在穩(wěn)定滲流作用下是安全的，不會(huì)發(fā)生管涌

或流土破壞。

表8?1?7土壩滲流坡降計(jì)算表

土壩下游平均坡率叱印J

主壩2.2523.9600.4610.406<[J]

8.1.4結(jié)論及建議

以上滲流計(jì)算結(jié)果表明:

一、某水庫(kù)的主壩滲流量較大，壩體單寬總滲流量在正常水位工況下達(dá)

到0.0022m3/s,每日漏水量約124m3,對(duì)水庫(kù)造成一定損失，據(jù)水庫(kù)管理所反

映，豐水期巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)，壩后坡的滲水現(xiàn)象確實(shí)較明顯，漏水較大。這與剛

建壩時(shí)由于主要是人工挑抬泥土而成，未經(jīng)密實(shí)粘壓有關(guān)。建議對(duì)主壩進(jìn)行

灌漿處理。

二、正常水位工況的穩(wěn)定滲流期，逸出點(diǎn)到壩趾高度為3.5m,校核水位

下為7.81m°而目前的大壩壩后坡沒(méi)有設(shè)排水棱體或貼坡排水等設(shè)施。由于

滲流量較大，雖然局部穩(wěn)定滲流在允許范圍之內(nèi)，但長(zhǎng)此下去，滲流將會(huì)對(duì)

現(xiàn)后坡造成不良影響。建議對(duì)壩后坡進(jìn)行堆石棱體和貼坡干砌石處理。

8.2副壩

兩處副壩壩線長(zhǎng)約80m,現(xiàn)場(chǎng)察看副壩由一堆堆的小土包堆成，未形成

完整壩面，對(duì)其不作滲流分析，建議重新加固和填筑副壩。

8.3溢洪道滲流分析

某水庫(kù)溢洪道為明渠正堰式溢洪道，從入口至出口總長(zhǎng)約75m,無(wú)明顯滲

流情況。目前發(fā)現(xiàn)，由于溢洪道兩側(cè)與山體接觸部分均未設(shè)有側(cè)墻，底板也

未經(jīng)硬化處理，有塌方和水流沖刷淘空現(xiàn)象。溢洪道邊坡出現(xiàn)塌塌，特別是

溢洪道入口支墩后，是一條交通橫道，漿砌石地面已被沖刷淘刷，影響交通。

建議對(duì)溢洪道底板進(jìn)行硬化處理，塌方邊坡進(jìn)行漿砌石防護(hù)。

8.3輸水涵洞滲流分析

8.3.1基本情況

從現(xiàn)場(chǎng)檢查情況分析。

某水庫(kù)放水涵洞為門(mén)洞形碎結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑寬0.8米，高1.5米，壁厚0.3

米，基礎(chǔ)墊層0.3米碎。經(jīng)2001年進(jìn)洞檢查發(fā)現(xiàn)局部洞壁崩塌，涵洞有滲流

水現(xiàn)象。

某水庫(kù)放水管為無(wú)壓的灌溉放水管，分梯級(jí)斜管和放水涵洞兩部份，放

水斜管布在左壩頭，漿砌石管寬0.50m。放水涵洞為碎結(jié)體，內(nèi)徑寬0.8米，

高1.5米，壁厚0.3米，基礎(chǔ)墊層0.4米碎。經(jīng)檢查，放水管漏水量在r

2L左右，可能屬放水斜管滲流，2001年進(jìn)洞涵洞局部洞壁崩塌，有滲流水現(xiàn)

象。

建議對(duì)放水斜管進(jìn)行處理。對(duì)涵洞進(jìn)行防滲處理。

9.結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

9.1主壩

9.1.1復(fù)核依據(jù)

主壩現(xiàn)狀的壩底高程為49.0m(黃海高程，下同),壩頂高程為64m,最

大壩高15m,壩頂寬5m,壩頂長(zhǎng)度為65m；主壩迎水坡面從死水位至壩頂做

有完整的漿砌石護(hù)坡，坡比由下至上為1:2.5?1:1.5；背水壩坡為草皮護(hù)坡，

做有排水溝，下游坡比由下至上為1:2.25~1:1.75。

原水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)水位與這次安全鑒定復(fù)核結(jié)果見(jiàn)表9-l-lo

表9-1-1水庫(kù)特征水位對(duì)照表單位：m

設(shè)計(jì)階段

原設(shè)計(jì)本次安全復(fù)核備注

水位、洪水標(biāo)準(zhǔn)

正常水位59.5

設(shè)計(jì)水位(p=2%)60.45

校核水位(P=O.2%)61.25

兩次復(fù)核情況均一樣小，決定采用原設(shè)計(jì)值進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全復(fù)核計(jì)算。

9.1.2主壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析

9.1.2.1壩頂高程復(fù)核

1、根據(jù)GB5()2()1?94防洪標(biāo)準(zhǔn)，某水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：

設(shè)計(jì)洪水標(biāo)淮：P二2%；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)：P=0.2%

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)第5.3.3條規(guī)定，壩頂高程

應(yīng)分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取其最大值：

①.設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；

2.正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；

0.校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；

0.正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；

2、基本資料：流域多年平均最大風(fēng)速V=16m/s,吹程D=0.6km。

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000,本工程等別

為5等，主壩為主要建筑物，建筑物級(jí)別為4級(jí)。

3、計(jì)算公式：壩頂高程=2+區(qū)+已+人

其中：Z—正常、設(shè)計(jì)、校核水位（m）

R—設(shè)計(jì)波浪爬高（m）

e—設(shè)計(jì)風(fēng)雍增加高度（m）

A一安全加高，工程等級(jí)4級(jí)，壩建筑物為4級(jí)，。-0.30（校核），

a=0.50（正常）

①風(fēng)雍水面高度計(jì)算

2

kvFQ

計(jì)算公式：

e='2gd

e一計(jì)算點(diǎn)風(fēng)雍水面高度（m）；

k—綜合摩阻系數(shù)，K=3.6X10-6；

F—由計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向量至對(duì)岸的距離（m）,F=80（）米；

d一水域的平均水深，d取18米；

6—風(fēng)向與垂直于堤軸線的法線的夾角。二0°

v一水面上10m處的風(fēng)速，取多年平均最大風(fēng)速，v=16m/s;

6

經(jīng)計(jì)算e=e=3.6X10X⑹'600x1=0002（m）

2x9.8x20

②設(shè)計(jì)波浪爬高R

計(jì)算公式：R=KAKv(hX)i/2/(1+m2)i/2

h=0.0208V5/4DI/3（安得烈揚(yáng)諾夫公式）

入=（）.304VD"2

式中：KA一斜坡的糙率滲透性系數(shù)，取&=0.75；

Kv—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由V/而=2.258,查表得K\,=1.12；

h一堤前波浪的平均坡高（in）；

入一堤前波浪的波長(zhǎng)（m）；

D一吹程（m）,D=60m;

V一風(fēng)速，正常運(yùn)用條件下取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍，

V=1.5X16=24m/s;非常運(yùn)用條件下取多年平均最大風(fēng)速，

V=16m/s;

m一壩坡坡率m=2.8；

經(jīng)計(jì)算：h=1.356m（正常運(yùn)用條件）；h=0.348m（非常運(yùn)用條件）；

入=8.157m（正常運(yùn)用條件）；入=5.438m（非常運(yùn)用條件）；

R=1.249m（正常運(yùn)用條件）；R=0.792m（非常運(yùn)用條件）；

③壩頂高程

設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高=60.45+1.249+0.002+0.5=62.201m

正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高=59.5+1.249+（）.（）（）2+（）.5=61.251

校核洪水位加非常運(yùn)用情況下的壩頂高程=61.25+0.792+0.002+0.3=62.344m

正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高=59.5+0.792+0.002+0.3=60.594m

取最大值，主壩壩頂或防浪墻高程應(yīng)不低于62.344m?，F(xiàn)主壩壩頂高程

為64.0m,滿足壩高要求。

9.1.2.2穩(wěn)定分析斷面及壩體填土各參數(shù)的確定

根據(jù)地質(zhì)資料，選取主壩最大斷面進(jìn)行壩體邊坡穩(wěn)定分析。

本次大壩安全鑒定地質(zhì)勘探于2004年11月進(jìn)行，穩(wěn)定分析采用的壩體

二真土物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)取地質(zhì)試驗(yàn)建議值。主要計(jì)算參數(shù)采用值見(jiàn)表9-l-2o

表9.1.2某主壩填土物理力學(xué)指標(biāo)建議值表

\\^旨標(biāo)含水濕容干容卜?？紫讹柡蛢?nèi)摩滲透

量重重比重比度擦角系數(shù)

土層\

WYYaGseSr6k

及位置\

%KN/m3KN/m3%m/d

素填土

26.819.014.42.770.91992.015.22.01XIg

(浸潤(rùn)線上)

素填土

29.619.214.82.800.88893.213.0

(浸潤(rùn)線下)1.56X10-3

沖洪積

31.219.214.62.730.86698.612.61.00X10-5

粉質(zhì)粘土

進(jìn)行穩(wěn)定分析時(shí)水庫(kù)各特征水位選定為原設(shè)計(jì)和本次復(fù)核水位的較大

值，如下：正常蓄水位59.5m,設(shè)計(jì)洪水位(p=2%)60.45m,校核洪水位

(p=0.2%)61.25m。

9.1.2.3壩坡穩(wěn)定計(jì)算

(一)穩(wěn)定分析的內(nèi)容

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)規(guī)定，穩(wěn)定分析應(yīng)該核算

的三項(xiàng)內(nèi)容為：

1、施工期的上下游壩坡；

2、穩(wěn)定滲流期的下游壩坡；

3、水庫(kù)水位降落期的上游壩坡。

由于某水庫(kù)已于1953年建成，故本次穩(wěn)定分析僅核算第二、三項(xiàng)內(nèi)容。

某水庫(kù)從建成至今，經(jīng)歷的最高一次洪水位為60.46m,比正常蓄水位

59.5m高0.96m,比設(shè)計(jì)洪水位60.45m高0.01m,庫(kù)水位從沒(méi)有達(dá)到過(guò)校核

洪水位，超過(guò)正常蓄水位的情況也很少，且持續(xù)時(shí)間只有2?3天。某水庫(kù)位

于梧州市蒼梧縣石橋鎮(zhèn)，東安江流上游，水庫(kù)集雨面積5.31km2,河長(zhǎng)3.41km,

河道平均坡降0.0362,屬山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，洪水期難以形成穩(wěn)定滲

流。因此，庫(kù)水位在設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位下由于穩(wěn)定滲流引起壩坡不穩(wěn)

定的可能性不大。但本次核算假設(shè)水庫(kù)在正常蓄水位（59.5m）和校核洪水

位（61.25m）情況均能形成穩(wěn)定滲流，對(duì)下游壩坡進(jìn)行穩(wěn)定核算。

出于安全考慮，假定庫(kù)水位從校核洪水位（61.25m）驟降5m時(shí)對(duì)上游

壩坡進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。

（二）穩(wěn)定計(jì)算的方法

本次主壩邊坡穩(wěn)定計(jì)算采用武漢大學(xué)水利水電學(xué)院編寫(xiě)的《多種土質(zhì)邊

坡的滑動(dòng)平衡分析計(jì)算機(jī)程序（SSC）》，用瑞典圓弧法和畢肖普法計(jì)算滑裂

面的最小安全系數(shù)及相應(yīng)的滑弧位置。

（三）穩(wěn)定滲流期下游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算

1、計(jì)算工況：

（1）正常蓄水位（59.5m）,下游無(wú)水時(shí)下游壩坡的穩(wěn)定情況；

（2）校核洪水位（60.45m）,下游無(wú)水時(shí)下游壩坡的穩(wěn)定情況；

2、計(jì)算結(jié)果

兩種工況下，下游壩坡最小安全系數(shù)見(jiàn)表9-1?3,滑弧位置見(jiàn)圖9-1-1、

圖9-l-2o

表9.1?3主壩下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表

園心坐標(biāo)最小安全系數(shù)

結(jié)果上游下游

滑弧瑞典

水位水位畢肖浸潤(rùn)線

XY耳徑圓弧

工況（m）（m）普法

法

正常蓄水位59.5無(wú)水54.72383.50034.0841.0301.032計(jì)算

校核洪水位61.25無(wú)水57.72385.25036.2341.0071.010計(jì)算

交刀水庫(kù)主壩穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果圖（正常工況）

46

圖X-2交刀水庫(kù)主壩穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果圖（校核工況）

(四)上游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算

1、計(jì)算工況：

庫(kù)水位從校核洪水位(61.25m)驟降5m至56.25m時(shí)，上游壩坡的穩(wěn)定

計(jì)算。

2、計(jì)算結(jié)果

在這種工況下，上游壩坡的最小安全系數(shù)見(jiàn)表9?14,滑弧位置見(jiàn)圖9-1?3。

表9?1?4主壩上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表

弧

降前降后園心坐標(biāo)滑最小安全系數(shù)

畢肖

徑

工況水位水位半瑞典浸潤(rùn)線

XY普法

(m)(m)圓弧法

校核

61.2556.2514.73871.75022.7541.0541.058計(jì)算

水位

9.1.3結(jié)論及建議

一、結(jié)論

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000,某水庫(kù)主壩屬

W等4級(jí)建筑物，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SDJ218-84),壩坡抗滑穩(wěn)

定的安全系數(shù)在正常運(yùn)用條件下應(yīng)21.25,在非常運(yùn)用條件下應(yīng)21.2。

1、下游壩坡

從表9-1-3得知，主壩在正常蓄水位和校核洪水位工況下形成穩(wěn)定滲流

時(shí)，下游壩坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值分別為1.03和1.01,均小于規(guī)范要

求的1.25,壩坡不穩(wěn)定。

2、上游壩坡

從表9?1-4得知，庫(kù)水位從校核洪水位(61.25m)驟降5m((56.25m)時(shí),

上游壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)為1.054,小于規(guī)范要求的1.20。

二、建議

從邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果來(lái)看，主壩邊坡在正常水位下已是不穩(wěn)定的，存

在滑坡的危險(xiǎn)。從實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)知，大壩在蓄水至正常水位以下50cm時(shí)，

溢洪道就開(kāi)始泄洪，這對(duì)水庫(kù)蓄水造成一定損失。建議對(duì)主壩進(jìn)行壩坡削坡

和培厚壩處理后，將水庫(kù)水位蓄至正常水位，保證主壩的安全運(yùn)行，使水庫(kù)

發(fā)揮其最大效益。

9.2副壩

共有兩處副壩，地面高程約54.Om。1#副壩壩線長(zhǎng)約38m,2#副壩壩線長(zhǎng)

約47m?，F(xiàn)場(chǎng)察看副壩由一堆堆的小土包堆成，高低不等，實(shí)測(cè)1井副壩壩頂

的最大高程只有60.981m,最低高程只有59.956m,不滿足壩頂高程62.344m

要求；要副壩壩頂?shù)淖畲蟾叱讨挥?8.661m,最低高程只有58.326m,達(dá)不到

正常蓄水位59.5m,影響了水庫(kù)的正常蓄水。兩處副壩均未形成完整的壩面，

局部壩坡在1：1?1:1.5之間，因此，對(duì)其不作穩(wěn)定分析。

結(jié)論與建議：某水庫(kù)兩處副壩均未形成完整壩面，局部壩頂和壩坡不滿

足規(guī)范要求。建議重新加固和填筑副壩。

9.3溢洪道

9.3.1復(fù)核依據(jù)

某水庫(kù)溢洪道為明渠正堰式溢洪道，布置在大壩右側(cè)約65m

的小山坳，寬頂堰后接泄水明渠，建于1954年，由于多年受水庫(kù)

水浸泡、風(fēng)浪沖擊、排洪時(shí)的水流沖刷等因素影響，溢洪道兩側(cè)

山坡塌方十分嚴(yán)重。目前溢洪道進(jìn)口斷面寬為18.4m,堰頂高程

為59.0m,建有六個(gè)小中墩，兩個(gè)小邊墩，除墩以外的有效過(guò)流寬

度為13.1m。距離入口約77m的明泄斷面上，建有3個(gè)攔魚(yú)墩，

渠底高程為57.73m,明渠斷面寬8.9m,除墩以外的有效過(guò)流寬度

為6.4m。水庫(kù)50年一遇設(shè)計(jì)洪水位60.45m,500年一遇校核洪水

位61.25m,正常高水位59.50m,壩頂高程64.00m,設(shè)計(jì)最大下泄流

量85nr7s,溢洪道未尾有消力池。具體尺寸見(jiàn)溢洪道平面及縱斷

面圖。

9.3.2溢洪道的穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算

9.3.2.1溢洪道整體穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算

因溢洪道是在山坳開(kāi)挖出來(lái)，再進(jìn)行防護(hù)，整體是穩(wěn)定的，所以

不進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算和應(yīng)力計(jì)算。

93.2.2溢洪道邊坡的穩(wěn)定計(jì)算

溢洪道兩側(cè)山坡為開(kāi)挖后自然邊坡，由于多年受庫(kù)水浸泡、

風(fēng)浪沖擊、排洪時(shí)的水流沖刷等因素影響，局部邊坡有塌方現(xiàn)象,

現(xiàn)邊坡已基本穩(wěn)定，不再進(jìn)行出邊坡穩(wěn)定計(jì)算。

9.3.3溢洪道泄洪能力計(jì)算

9.3.3.1溢洪道進(jìn)水口段泄洪能力計(jì)算

按寬頂堰計(jì)算

,/23/2

計(jì)算公式：Q=mB(2g)H2

式中Q—流量(m3/s)；

B一溢洪道凈寬(m),13.1m；

比一溢洪道頂作用水頭(m),

校核水位時(shí)H=61.25-59.06=2.19(m)；

g一重力加速度(m/s2),為9.81m/S2;

m一流量系數(shù)，取m=0.353,

經(jīng)計(jì)算，Q=66.36m3/s。小于原設(shè)計(jì)的最大下泄流量85nl7s,

達(dá)不到要求。

9.3.3.2溢洪道中間攔魚(yú)墩段泄洪能力計(jì)算

按寬頂堰計(jì)算，計(jì)算公式與上同。

其中：B一溢洪道凈寬(m),6.4m；

比一溢洪道作用水頭(m),

近視按校核水位時(shí)比二61.25-57.731=3.52(m)；

經(jīng)計(jì)算，Q=72.03m3/s,小于原設(shè)計(jì)的最大下泄流量85m7s,

達(dá)不到要求。

9.3.4下游消能防沖

從巡視中發(fā)現(xiàn)，在水庫(kù)水位低于死水位時(shí)，溢洪道未尾的消

力池仍有一潭水存在，水庫(kù)的溢洪道未尾消力池情況良好。

9.3.5結(jié)論及建議

1、建議對(duì)溢洪道明渠邊坡進(jìn)行漿砌石防護(hù)。

2、從溢洪道進(jìn)水口段泄洪能力計(jì)算可知，目前水庫(kù)溢洪道進(jìn)

水口段的最大泄洪量為66.36m3/s,原設(shè)計(jì)的最大下泄流量85

m：7s,

達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,建議加寬溢洪道，并在加固大壩情況下將溢洪道

堰頂加高到止常高水位59.50m,使水庫(kù)發(fā)揮最大效益。

3、溢洪道中間攔魚(yú)墩段泄洪能力計(jì)算得Q=72.03m%,小于

原設(shè)計(jì)的最大下泄流量85m3/s,達(dá)不到要求，建議對(duì)其加寬處理。

9.4輸水涵洞

9.4.1復(fù)核依據(jù)

某水庫(kù)舊的輸水涵管已進(jìn)行封堵處理，目前運(yùn)行的輸水涵管

建于1977年，位于進(jìn)壩公路邊，距離大壩有一個(gè)山頭相隔。放水

管為梯級(jí)無(wú)壓式斜管隧洞，碎結(jié)構(gòu)。隧洞長(zhǎng)96m,斷面為城門(mén)洞

形，尺寸為0.8mX1.5m（寬義高），進(jìn)口底板高程48.5米，出口

高程48.03m,原設(shè)計(jì)的過(guò)水流量為0.8m3/s。

9.4.2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核有兩方面內(nèi)容：

1）在設(shè)計(jì)過(guò)水能力下洞內(nèi)流速是否在防蝕限制以內(nèi)；

2）隧洞襯砌是否滿足強(qiáng)度要求。

復(fù)核斷面見(jiàn)圖9?4-1。

圖9-4-1交刀水庫(kù)輸水隧洞橫斷而圖

一、過(guò)水能力復(fù)核

1、計(jì)算公式（水利電力出版《小型水電站》）

Q=u3（2gZ）”2

□=1/｛（C+XL/4R）l/2｝箱形）

R=w/x

V二Q/3

式中Q—流量（m3/s）；

u—流量系數(shù)；

人一摩阻系數(shù)；

V一洞內(nèi)流速（m/s）

3—涵洞面積（m2）；

R一水力半徑（m）

x—濕周（m）

L一涵洞長(zhǎng)度（m）；

Zo—作用水頭（m）；

g—重力加速度（m/s2）；

C—局部水頭損失系數(shù)；

2、計(jì)算結(jié)果

輸水涵洞過(guò)水能力復(fù)核結(jié)果為，最大泄水量為8.26m%,

最小泄水量為3.44m%,均比原設(shè)計(jì)的過(guò)水流量0.5m3/s大，滿足

運(yùn)行要求；管內(nèi)的平均流速較小，遠(yuǎn)小于碎防蝕限制流速20m/s,

滿足抗蝕要求。計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表9-4-1。

表9-4-1輸水涵洞過(guò)水能力計(jì)算表

項(xiàng)目名稱單位及計(jì)算式數(shù)量

涵洞長(zhǎng)度Lm96

涵洞寬am0.8

涵洞高bm1.1

涵洞面積⑴m20.88

濕周Xm3.8

水力半徑m0.232

局部水頭損失系數(shù)匚園形LI,矩形1.51.5

摩阻系數(shù)x0.0222

流量系數(shù)uu=l/{(C+XUd),/2)0.513

出口高程m48.03

最低進(jìn)水高程m51.0

正常水位m59.5

設(shè)計(jì)洪水位m60.45

校核洪水位m61.25

最低作用水頭z（）m2.97

正常水位作用水頭Z）m12.42

設(shè)計(jì)水位作用水頭Zom12.75

校核水位作用水頭Zom13.22

最小過(guò)水流量Qm3/s3.44

3

正常水位最大過(guò)水流量Qm/s=u(J*(2gZo)"26.77

設(shè)計(jì)洪水位最大過(guò)水流量Qm3/s7.05

校核洪水位最大過(guò)水流量Qm3/s7.27

最低作用水頭時(shí)洞內(nèi)平均流

m/s3.92

速V

正常水位洞內(nèi)平均流速Vm/sv=Q/37.69

設(shè)計(jì)洪水位洞內(nèi)平均流速Vm/sv=Q/38.0

校核洪水位洞內(nèi)平均流速Vm/sv=Q/38.26

二、隧洞襯砌強(qiáng)度復(fù)核計(jì)算

(1)基本資料

隧洞泥巖容重Y=28KN/n)3,內(nèi)磨擦角50。，B=1.4m,承受

均布山巖壓力(0.1-0.2)yB=0.15X28X1.4=5.88t/m2,不計(jì)側(cè)向

山巖壓力，受均布山巖壓力q按70KN/m2考慮，襯砌C20磅容重

24KN/m3,襯砌彈性模量為23000MPa,圍巖彈抗系數(shù)為800Mpa。

根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SLAT191-96)C20碎的軸心

抗壓和抗拉強(qiáng)度分別為lOOMpa、UMPa。

(2)內(nèi)力計(jì)算

根據(jù)資料采用《隧洞襯砌內(nèi)力計(jì)算程序》計(jì)算結(jié)果如表9.4-2。

表9-4-2襯砌隧洞內(nèi)力計(jì)算表

序