郭磊

[摘 要] 以某小型水庫為基本研究對象，通過某公司滲流有限元分析法來對壩體進行滲流分析，了解不同工況情況下的單寬滲流量、浸潤線位置、滲透比降等信息，之后采用瑞典圓弧法對壩體進行穩(wěn)定分析，計算出大壩上游、下游的壩坡抗滑安全系數(shù)，使小型水庫大壩穩(wěn)定設(shè)計符合相關(guān)標準要求。

[關(guān) 鍵 詞] 小型水庫；大壩；穩(wěn)定性；分析計算

[中圖分類號] TV62+1 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）02-0141-01

在新的歷史時期怎樣完善小型水庫建設(shè)成為相關(guān)人員需要思考和解決的問題。在實際的水庫施工建設(shè)中，受建筑物級別低、設(shè)計標準不符合規(guī)范、實際施工等因素的影響，小型水庫管理建設(shè)過程中面臨一些不利因素，小型水庫工程建設(shè)發(fā)展安全問題頻發(fā)，影響了水庫發(fā)展建設(shè)的總體收益。

一、某小型水庫實際情況

某小型水庫是一座以防洪、灌溉為主要的綜合水利工程，小型水庫大壩是均質(zhì)土壩，上游是干砌塊石護坡，水庫溢洪道布置在大壩的右邊，緊緊靠著大壩，是一種開敞式溢洪道。水庫放水的位置在水庫的右岸口，一共有六個放水孔位，涵管是人工隧道，進出口是漿砌石結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用的時候沒有啟閉設(shè)施，經(jīng)過綜合分析比較、權(quán)衡之后決定在大壩的上游壩坡上鋪設(shè)復(fù)合型土工膜，同時做好相應(yīng)的加固處理。

二、小型水庫大壩滲流分析

（一）基本資料

（1）水文基礎(chǔ)資料。徑流量計算采用新編制的徑流深等值線圖，洪水情況根據(jù)當?shù)睾樗髁拷?jīng)驗公式進行計算。（2）測量資料和地質(zhì)資料。采用當?shù)厮娍睖y設(shè)計院的數(shù)據(jù)信息繪制地形圖以及大壩橫斷面圖。

（二）大壩滲流計算工況

按照碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范的要求，在進行大壩滲流操作的時候需要對水文組合情況進行復(fù)核，具體內(nèi)容包括：（1）正常工作情況下，設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期。（2）正常水位的穩(wěn)定滲流期。（3）非常時期的工作情況，也就是在水位出現(xiàn)突然降低時的非穩(wěn)定滲流期，同時還需要對洪水位穩(wěn)定滲流期進行核實計算。

（三）大壩允許滲透的坡降計算

結(jié)合小型水庫大壩體積、壩基土體的級別配置情況，確定壩體、壩基可能出現(xiàn)的滲漏變形類型，之后結(jié)合壩體、壩基涂料的物理性質(zhì)、各類指標等確定小型水庫大壩臨界水力的坡降，結(jié)合工程特點和工程開展重要性確定相關(guān)安全系數(shù)，求解得出能夠被允許的水力坡降，結(jié)合壩體的運行情況計算出下游壩坡出逸點情況，并進行相應(yīng)的判別操作。

1.判別土地類型

孔隙直徑法判別計算如（1）所示，根據(jù)公式計算之后應(yīng)用孔隙直徑法判斷得到的管涌類型是滲透變形。

三、小型水庫大壩的穩(wěn)定計算

通過滲流分析之后發(fā)現(xiàn)斷面是小型水庫大壩主要河槽段的最大壩高斷面，小型水庫大壩結(jié)構(gòu)計算斷面圖具體如圖一所示。將小型水庫大壩結(jié)構(gòu)計算斷面圖上的各個計算重要節(jié)點導(dǎo)入相應(yīng)的軟件中，應(yīng)用滲流有限元分析法進行計算，具體結(jié)果如下所示：在647.35 m正常水位下穩(wěn)定滲流期水位下的大壩流網(wǎng)圖如圖二所示。根據(jù)圖二發(fā)現(xiàn)，小型水庫大壩的出逸點高程是627.508 m，單寬滲流量是每天0.16097 m3，壩體出逸點的滲透坡降是0.17，壩址區(qū)的滲透坡降是0.1，壩基滲透坡降是0.35.再將這個小型水庫大壩和其他工況比較分析之后發(fā)現(xiàn)，計算得到的水力坡降都要比能夠允許的滲流坡降小，大壩的浸潤線逸出點在棱體排水內(nèi)，壩體和壩基滲流穩(wěn)定情況滿足相關(guān)要求。

四、小型水庫大壩的抗滑結(jié)論分析

應(yīng)用北京理正軟件，按有效應(yīng)力計算方式對不計塊之間作用力的瑞典圓弧法進行計算，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)壩坡抗滑被允許的安全系數(shù)在正常運用時候的條件是1.25，非常運用條件的情況是1.10。應(yīng)用碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范方法進行計算，假設(shè)小型水庫土坡在失穩(wěn)破壞時，滑動面是一個圓弧面，在計算的時候?qū)⒖赡馨l(fā)生滑動面以上的土地劃分為多個鉛直土條，計算出產(chǎn)生滑動的作用力S和抗滑力T，穩(wěn)定安全系數(shù)k=T/S。

綜上所述，應(yīng)用北京理正軟件分析計算小型水庫大壩穩(wěn)定性是成功的，通過計算為水庫除險加固大壩穩(wěn)定分析計算工況的選擇和確定提供了重要支持，為庫區(qū)淤積下大壩穩(wěn)定分析計算提供了重要支持，提升了工程建設(shè)的工作效率。

參考文獻：

[1]張家榮.基于SLOPE/W的某小型水庫初設(shè)壩坡穩(wěn)定復(fù)核[J].水利與建筑工程學(xué)報，2016，14（1）：178-183.

[2]李振偉.東柏澗水庫除險加固設(shè)計及方案比選[D].河北工程大學(xué)，2015.