北安市維新水庫(kù)壩體護(hù)坡計(jì)算與壩基滲流分析

楊志剛，孟 紅，曹春頂

(1.黑龍江省水利四處有限責(zé)任公司，黑龍江牡丹江157000;2.湯原縣水務(wù)局，黑龍江湯原154000; 3.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

1 工程概況

北安市維新水庫(kù)位于烏裕爾河一級(jí)支流轱轆滾溝子支流上，在趙光鎮(zhèn)北勝村境內(nèi)，工程距北安市45 km，水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼顧抗旱水源、防洪、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的小(1)型水利樞紐，水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉水田面積133 hm2，養(yǎng)魚(yú)面積9.4hm2，并對(duì)下游2.5 km公路、2個(gè)村屯、850多人以及300 hm2耕地起到一定的防洪保護(hù)作用，水庫(kù)總庫(kù)容213×104m3，水庫(kù)屬小(1)型工程，工程等級(jí)為Ⅳ等工程，主要建筑物為4級(jí)，按10 a一遇洪水設(shè)計(jì)，按50 a一遇洪水校核設(shè)防，地震基本烈度為Ⅵ度，土壩壩型仍采用均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)490 m，選定壩頂寬5.0 m，壩頂設(shè)20 cm厚砂礫石路面，壩頂高程260.5 m，上游壩坡坡比1∶3.5，采用現(xiàn)澆混凝土板護(hù)坡，下鋪10 cm厚砂礫石墊層，其下設(shè)一層土工布，下游壩坡坡比1∶3，采用草皮護(hù)坡，坡腳設(shè)置貼坡式排水，貼坡排水采用塊石護(hù)砌，厚30 cm，下設(shè)碎石墊層厚20 cm及砂礫石墊層厚20 cm，其下設(shè)一層土工布。

2 護(hù)坡設(shè)計(jì)

北安市境內(nèi)無(wú)塊石料場(chǎng)，當(dāng)?shù)厥蟽r(jià)格比較高，對(duì)土壩護(hù)坡采用混凝土護(hù)坡，混凝土護(hù)坡板在浮力作用下穩(wěn)定的面板厚度，按下式計(jì)算:

式中:t為混凝土板厚度，m;b為沿壩坡向板長(zhǎng)，取1.0m;Lm平均波長(zhǎng)，m;ρc為板的密度，2.4 kg/m3;η為系數(shù)，1.0;hp為累計(jì)頻率為1%的波高，m。

設(shè)計(jì)水位時(shí)t=0.15m，校核水位時(shí)t=0.16m，考慮到冬季冰推力及防凍影響，設(shè)計(jì)采取混凝土板護(hù)坡厚度為0.20 m。

3 壩基滲流分析控制

壩基主要受力層為低液限黏土(黑色)、低液限黏土(黃褐色)、低液限黏土，各層土中不存在軟弱夾層，壩基的抗滑穩(wěn)定性好，在勘探深度內(nèi)壩基為低液限黏土，其滲透系數(shù)K =0.82E－06cm/s～16.4E－06 cm/s，其滲透穩(wěn)定性良好，透水地基均質(zhì)土壩壩后地基滲透最大允許比降［J］=0.8。由于地基透水的影響，堤身浸潤(rùn)線降低，透水堤基浸潤(rùn)線方程為:

其壩基滲流計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 壩基滲流計(jì)算成果表

4 結(jié)論

根據(jù)以上計(jì)算成果，該土壩的迎水面采取混凝土板護(hù)坡厚度t=0.20 m;壩后地基滲透比降均小于黏性土的允許滲透比降［J］=0.8，計(jì)算出的X＜［J］，滲流滿足設(shè)計(jì)要求。

［1］吳持恭.水利學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2001.

［2］左東啟.水工設(shè)計(jì)手冊(cè)［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2003.

［3］祁慶和.水工建筑物［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2003.