北安市維新水庫壩體護坡計算與壩基滲流分析

楊志剛，孟 紅，曹春頂

(1.黑龍江省水利四處有限責任公司，黑龍江牡丹江157000;2.湯原縣水務局，黑龍江湯原154000; 3.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 工程概況

北安市維新水庫位于烏裕爾河一級支流轱轆滾溝子支流上，在趙光鎮北勝村境內，工程距北安市45 km，水庫是一座以灌溉為主，兼顧抗旱水源、防洪、養魚等綜合利用的小(1)型水利樞紐，水庫設計灌溉水田面積133 hm2，養魚面積9.4hm2，并對下游2.5 km公路、2個村屯、850多人以及300 hm2耕地起到一定的防洪保護作用，水庫總庫容213×104m3，水庫屬小(1)型工程，工程等級為Ⅳ等工程，主要建筑物為4級，按10 a一遇洪水設計，按50 a一遇洪水校核設防，地震基本烈度為Ⅵ度，土壩壩型仍采用均質土壩，壩長490 m，選定壩頂寬5.0 m，壩頂設20 cm厚砂礫石路面，壩頂高程260.5 m，上游壩坡坡比1∶3.5，采用現澆混凝土板護坡，下鋪10 cm厚砂礫石墊層，其下設一層土工布，下游壩坡坡比1∶3，采用草皮護坡，坡腳設置貼坡式排水，貼坡排水采用塊石護砌，厚30 cm，下設碎石墊層厚20 cm及砂礫石墊層厚20 cm，其下設一層土工布。

2 護坡設計

北安市境內無塊石料場，當地石料價格比較高，對土壩護坡采用混凝土護坡，混凝土護坡板在浮力作用下穩定的面板厚度，按下式計算:

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

設計水位時t=0.15m，校核水位時t=0.16m，考慮到冬季冰推力及防凍影響，設計采取混凝土板護坡厚度為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，壩基的抗滑穩定性好，在勘探深度內壩基為低液限黏土，其滲透系數K =0.82E－06cm/s～16.4E－06 cm/s，其滲透穩定性良好，透水地基均質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，堤身浸潤線降低，透水堤基浸潤線方程為:

其壩基滲流計算成果見表1。

表1 壩基滲流計算成果表

4 結論

根據以上計算成果，該土壩的迎水面采取混凝土板護坡厚度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，計算出的X＜［J］，滲流滿足設計要求。

［1］吳持恭.水利學［M］.北京:高等教育出版社，2001.

［2］左東啟.水工設計手冊［S］.北京:中國水利水電出版社，2003.

［3］祁慶和.水工建筑物［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.