郭磊

[摘 要] 以某小型水庫(kù)為基本研究對(duì)象，通過(guò)某公司滲流有限元分析法來(lái)對(duì)壩體進(jìn)行滲流分析，了解不同工況情況下的單寬滲流量、浸潤(rùn)線位置、滲透比降等信息，之后采用瑞典圓弧法對(duì)壩體進(jìn)行穩(wěn)定分析，計(jì)算出大壩上游、下游的壩坡抗滑安全系數(shù)，使小型水庫(kù)大壩穩(wěn)定設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

[關(guān) 鍵 詞] 小型水庫(kù)；大壩；穩(wěn)定性；分析計(jì)算

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

在新的歷史時(shí)期怎樣完善小型水庫(kù)建設(shè)成為相關(guān)人員需要思考和解決的問(wèn)題。在實(shí)際的水庫(kù)施工建設(shè)中，受建筑物級(jí)別低、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不符合規(guī)范、實(shí)際施工等因素的影響，小型水庫(kù)管理建設(shè)過(guò)程中面臨一些不利因素，小型水庫(kù)工程建設(shè)發(fā)展安全問(wèn)題頻發(fā)，影響了水庫(kù)發(fā)展建設(shè)的總體收益。

一、某小型水庫(kù)實(shí)際情況

某小型水庫(kù)是一座以防洪、灌溉為主要的綜合水利工程，小型水庫(kù)大壩是均質(zhì)土壩，上游是干砌塊石護(hù)坡，水庫(kù)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(kù)放水的位置在水庫(kù)的右岸口，一共有六個(gè)放水孔位，涵管是人工隧道，進(jìn)出口是漿砌石結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用的時(shí)候沒(méi)有啟閉設(shè)施，經(jīng)過(guò)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(shí)做好相應(yīng)的加固處理。

二、小型水庫(kù)大壩滲流分析

（一）基本資料

（1）水文基礎(chǔ)資料。徑流量計(jì)算采用新編制的徑流深等值線圖，洪水情況根據(jù)當(dāng)?shù)睾樗髁拷?jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。（2）測(cè)量資料和地質(zhì)資料。采用當(dāng)?shù)厮娍睖y(cè)設(shè)計(jì)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(jì)算工況

按照碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，在進(jìn)行大壩滲流操作的時(shí)候需要對(duì)水文組合情況進(jìn)行復(fù)核，具體內(nèi)容包括：（1）正常工作情況下，設(shè)計(jì)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(shí)期的工作情況，也就是在水位出現(xiàn)突然降低時(shí)的非穩(wěn)定滲流期，同時(shí)還需要對(duì)洪水位穩(wěn)定滲流期進(jìn)行核實(shí)計(jì)算。

（三）大壩允許滲透的坡降計(jì)算

結(jié)合小型水庫(kù)大壩體積、壩基土體的級(jí)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(biāo)等確定小型水庫(kù)大壩臨界水力的坡降，結(jié)合工程特點(diǎn)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(yùn)行情況計(jì)算出下游壩坡出逸點(diǎn)情況，并進(jìn)行相應(yīng)的判別操作。

1.判別土地類型

孔隙直徑法判別計(jì)算如（1）所示，根據(jù)公式計(jì)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(kù)大壩的穩(wěn)定計(jì)算

通過(guò)滲流分析之后發(fā)現(xiàn)斷面是小型水庫(kù)大壩主要河槽段的最大壩高斷面，小型水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)計(jì)算斷面圖具體如圖一所示。將小型水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)計(jì)算斷面圖上的各個(gè)計(jì)算重要節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入相應(yīng)的軟件中，應(yīng)用滲流有限元分析法進(jìn)行計(jì)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(kù)大壩的出逸點(diǎn)高程是627.508 m，單寬滲流量是每天0.16097 m3，壩體出逸點(diǎn)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(gè)小型水庫(kù)大壩和其他工況比較分析之后發(fā)現(xiàn)，計(jì)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(rùn)線逸出點(diǎn)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(kù)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(jì)算方式對(duì)不計(jì)塊之間作用力的瑞典圓弧法進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)壩坡抗滑被允許的安全系數(shù)在正常運(yùn)用時(shí)候的條件是1.25，非常運(yùn)用條件的情況是1.10。應(yīng)用碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范方法進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)小型水庫(kù)土坡在失穩(wěn)破壞時(shí)，滑動(dòng)面是一個(gè)圓弧面，在計(jì)算的時(shí)候?qū)⒖赡馨l(fā)生滑動(dòng)面以上的土地劃分為多個(gè)鉛直土條，計(jì)算出產(chǎn)生滑動(dòng)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(jì)算小型水庫(kù)大壩穩(wěn)定性是成功的，通過(guò)計(jì)算為水庫(kù)除險(xiǎn)加固大壩穩(wěn)定分析計(jì)算工況的選擇和確定提供了重要支持，為庫(kù)區(qū)淤積下大壩穩(wěn)定分析計(jì)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(xiàn)：

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

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