水库除险加固计算书

一、设计洪水计算（一） 、洪水标准张背山水库总库容 10.3 万 m3（加固后） ，挡水建筑物为均质土坝 2 座：主坝坝顶长 31m，最大坝高为 7m，坝顶平均高程为 55m，坝宽平均为 3m，上游坡比 1：1.8，下游坡比 1：2.6；副坝坝顶长 17.5m，最大坝高为 6.8m，坝顶平均高程为 55.8m，坝宽平均为 4m，上游坡比 1：1.5，下游坡比 1：1.8。依据防洪标准 （GB50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000）的规定，张背山水库属小型水库，工程等别为等，主要建筑物级别5 级，次要建筑物 5 级，设计按 20 年一遇洪水标准设计，200 年一遇洪水标准校核，消能工按 10 年一遇设计。 （二） 、基础数据张背山水库控制集雨面积 0.11km2，径流河长 0.53km ，河床比降 0.054。因水库没有径流观测资料和实测降雨资料，故洪水计算按广东省暴雨径流查算图表查算，其中暴雨参数采用广东省水文局 2003 年编制的广东省暴雨参数等值线图 。张背山水库集雨区域位于东江中下游，为 4 号区，主要暴雨参数列表 1-1。区域主要暴雨参数表 表 1-1T（时间）项目1 6 24 72点雨量均值 Ht（mm） 52 74.5 124.3 191.4变差系数 Cv 0.30 0.37 0.37 0.42雨量点面系数 t 1 1 1 1P=10% 1.4 1.5 1.5 1.56P=5% 1.56 1.71 171 1.82KPP=0.5% 2.06 2.38 2.38 2.63（三） 、计算及成果本次设计的洪水采用广东省暴雨径流查算图表及使用手册和广东省水利电力厅粤水电总字199212 号文（关于广东省暴雨径流查算图表部分参数修改的通知）计算，本次计算采用广东省推理公式计算。张背山水库集雨区域地理参数：集雨面积 0.11km2，干流河长 0.53km，干流坡降 0.054，集雨区域平均高2程为大于 100，土壤渗透性中等，植被较好。汇流参数：推理公式采用：查推理公式法（1998 年修订）汇流参数 m 关系图上的大陆区线，m0.85。分别计算水库 10 年一遇、20 年一遇和 200 年一遇的设计洪水。详细计算见附件设计洪水电算稿，计算成果列于表 1-2。设计洪水计算成果表 表 1-2频率 重现期(年) 洪峰流量（M 3/s） 洪水总量(万 m3）P=10% 10 3.6 4P=5% 20 4 4.4P=0.5% 200 5 6.0二、水库调洪演算（一） 、确定调洪原则张背山水库溢洪道位于副坝右侧,现溢洪道宽 2.30m，底高程为 54.00m 的无坎宽顶堰。本次除险加固工程的调洪原则拟恢复原溢洪道宽 2.30m，底高程54.00m 进行计算。本次调洪采用原溢洪道控制形式亦为无闸控制的开敞式溢洪道，在水库调洪时亦按无限泄要求的方式，起调水位按最不利情况(库水位平溢洪道堰顶)考虑。（二） 、确定泄流参数1、现状泄流参数的确定张背山水库溢洪道位于副坝右侧,按以上确定的调洪原则进行调洪，溢洪道底宽为 2.30m，堰顶高程为 54.00m。溢洪道控制段堰坎厚度与水深之比大于2.5 小于 10，库水位由水库下降至泄槽由缓流过渡道急流，无坎宽顶堰流量系数取 0.35。2、加固后泄流参数的确定结合溢洪道现状，对溢洪道进口段的宽度和纵坡进行修整，溢洪道控制段长 5m，宽 2.30m，堰顶高程为 54.00m，泄槽底坡为 1/2.6，库水位由水库降至3泄槽由缓流过渡到急流，控制段堰坎厚度与水深之比大于 2.5 小于 10，为宽顶堰堰流，流量系数按无坎宽顶堰取为 0.35。3、水库水位库容由于本次设计没有对库区进行库容测量，查博罗县水务局水库档案资料得张背山水库调洪库容曲线，结果见表 2-4。水库水位与库容关系 表 2-4水位(m) 49 50 51 52 54 55相应库容(10 4m3) 2.6 3.7 4.8 6.2 9.1 10.7（三） 、调洪演算结果调洪演算采用广东省水利厅推广使用的调洪演算 TH3微机程序，分别计算水库 10 年一遇、20 年一遇和 200 年一遇设计洪水的调洪演算。详细计算见附件中水库调洪演算电算稿，计算成果列于表 2-5。调洪演算成果表 表 2-5项目工况洪水重现期（年）最高水位 （m）相应库容 （10 4m3）最大泄量 （m 3/s）备注10 54.42 9.8 1.420 54.59 10.1 1.9加固前200 54.79 10.3 2.510 54.42 9.8 1.420 54.59 10.1 1.9加固后200 54.79 10.3 2.5三、溢洪道水力计算（一） 、基础资料张背山水库溢洪道建于 1958 年，本次加固工程在原溢洪道处重建溢洪道，根据以上水库调洪演算成果，溢洪道的下泄能力按 20 年一遇设计工况设计，下泄流量 1.9m3/s，按 200 年一遇校核工况校核，下泄流量为 2.5m3/s；下游消能防冲按 10 年一遇洪水标准设计，设计流量按最大下泄量 1.4m3/s 进行消能防冲计算。4（二） 、溢洪道陡坡水面线和侧墙高度计算加固后溢洪道为开敞式宽顶堰，采用 C20 砼边墙及 C20 砼护底，溢洪道进口段高程为 54.00m，底宽 2.3m，底板为 C20 砼基础，厚 50cm；堰控制段、泄槽及消力池为 C20 砼护底，底板为 50mm 厚，底宽 20m，泄槽底坡为 1/2.6，消力池底板高程为 48.0m，海漫段为矩形浆砌石，初始高程为 48.50m，底坡为1/200。溢洪道水面线计算设计洪水标准为 20 年一遇，最大泄流量为 1.9m3/s，校核洪水标准为 200 年一遇，最大泄流量为 2.5 m3/s。陡坡水面线计算采用省厅推广使用的微机程序陡坡水面线计算 DP-3 ，详细计算见陡坡水面线计算电算稿，计算成果列于表 3-1。渗气水深计算：hb=(1+V/100)*h式中 h，h b泄槽计算断面的水深及渗气后的水深，m;v不渗气情况下泄槽计算断面的流速，m/s；修整系数，可取 1.0 到 1.4m/s，流速大的取大值；根据计算可以知道渗气后的水深，见下表 3-1。陡坡水面线计算成果表 表 3-1陡坡始端水深（m）陡坡末端水深（m）水深 渗气后水 深 水深 渗气后水 深20 0.424 0.43 0.137 0.15200 0.51 0.52 0.165 0.18从表 3-1 的计算成果可知，设计工况下溢洪道陡坡始端水深 0.43m，陡坡末端 0.15m；校核工况下溢洪道陡坡始端水深 0.51m，陡坡末端 0.18m；根据规范设计工况下安全加高 0.8 m，校核工况安全加高 0.5m，取两者中较大值，因此取陡坡始端为 1.23m，陡坡末端 0.95m。（三） 、消能防冲计算溢洪道消能形式采用底流消能，消能工设计洪水标准为 20 年一遇，设计流量 1.4m3/s。采用省厅推广使用的微机程序陡坡水面线计算 DP-3计算得进项目重现期5水渠陡坡段始端水深为 0.346 米，流速 5.41m/s，换算为静水位为 54.35 m。底流消能计算采用省厅推广使用的微机程序斜坡消力池水力计算 XL-1 ，详细计算见电算稿。经计算，消力池长 4.5m，消力坎高 0.3m，第二共轭水深为0.98 米。取消力池长度 4.5m，消力坎高度 0.5m，消力池两边边墙高度取 1.8米。（四） 、结构计算（1） 、溢洪道边墙溢洪道进水渠延长的侧墙采用混凝土浇筑，混凝土重度 =23KN/m 3；具体尺寸见下面图,迎水坡为垂直坡，背水坡为 1:0.5；墙背土等效内摩擦角取=35，填土重度 =18KN/ m3,填土表面坡角为 0，填土对侧墙的摩擦角取=/2=17.5；侧墙基底摩擦系数 f=0.35；简图如下：抗滑稳定安全系数EaxGKs式中 G挡土墙自重（KN） ；Ea土压力（KN） ；基底摩擦系数，取 0.35。6抗倾稳定安全系数 yEaxGKl 21式中 G挡土墙自重（KN） ；Ea土压力（KN） ；采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序G9 挡土墙稳定与应力计算程序 ，详细计算见电算稿，根据计算结果抗倾稳定系数为 13.5 大于 1.5，抗滑稳定系数为 3.36 大于 1.3，因此挡土墙稳定满足要求。（2） 、消力池底板溢洪道消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求，分别按下面公式计算，并取其最大值。抗冲 Hqkt1式中： t 消力池底板始端厚度（m） ；闸孔泄水时的上、下游水位差（ m） ；消力池底板计算系数，可采用 0.150.20（m） ；本次计算取 0.20；1k经过计算：抗冲力 t 374mm；本工程取 500mm0.2145.38.1厚底板。（3） 、海漫长度海漫长度 ；HqKsLpLp 为海漫长度；qs 为消力池末端单宽流量；Ks 为海漫长度计算系数；取 8。经过计算取海漫长度为 15 米。四、坝顶高程复核计算张背山水库挡水建筑物为均质土坝 2 座：主坝坝顶长 31m，最大坝高为77m，坝顶平均高程为 55m，坝宽平均为 3m；副坝坝顶长 17.5m，最大坝高为6.8m，坝顶平均高程为 55.8m，坝宽平均为 4m。因主副坝的坝型相同，所处的地形相识，因此其坝顶高程参照主坝取用。现按碾压式土石坝设计规范 SL274-2001 （以下简称规范 ）第 5.3 条的规定及有关计算公式复核大坝的高度，其坝顶超高按规范第 5.3.1 条确定，公式如下：Y=R+E+A式中：Y坝顶超高，米；R最大波浪在坝坡上的爬高，米；E最大风壅水面高度，米；A安全加高，米。（一） 、风向与风速在万分之一地形图上作大坝坝轴线的库内侧法线。八个方位角中与大坝法线偏离最小的方向为东北方向。因此，大坝风浪计算采用的风向为东北风方向。由于博罗县气象局未对各个风向的风速作统计，仅提供年平均最大风速13.7m/s（没有分风向） ，故水库大坝的西南风按 13.7m/s 进行换算。气象站风速仪离地面高度为 5.0，根据水工设计手册第 4 卷 P4-12 表 17-4-2表17-4-4 和图 17-4-2，考虑仪器地面高度，气象站台隐蔽情况和地形高低进行换算成库面 10 米高处的风速。气象台离地面 10 米高处的风速：V10=KVp 查表 17-4-2 k=1.1=1.113.7=15.07m/s陆地风速换算成库区风速查表 17-4-3,气象台站隐蔽系数 k1=1.8查表 17-4-4,气象台所在地的地形高低系数 k2=1.1，则k1.k2=1.81.1=1.98, 由 k1.k2 和 V10 查图 17-4-2 得多年库面平均最大风速为 w10=21.93m/s.采用值:大坝库面上空 10 米高处的多年平均最大风速为 21.93m/s。8本工程的大坝为 5 级坝，计算波浪爬高的设计风速：正常运用条件下采用多年平均最大风速的 1.5 倍，即为 32.90m/s；非常运用条件下采用多年平均最大风速， 即为 21.93m/s。（二） 、吹程逆风向作主射线，主射线与坝轴线法线的夹角 =2；并作坝前不同方向的吹程线，相邻风向吹程线的夹角为 8,不同风向吹程 Di，夹角 i 及计算过程见表 4-7，等效风区长度 De 为 69 米。等效风区长度计算表 表 4-1I项目5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 合计Di (m) 24 30 134 131 145 65 54 53 54 57 61i -40 -32 -34 -16 -8 0 8 16 24 32 40Cosi 0.767 0.848 0.914 0.961 0.990 1.000 0.990 0.961 0.914 0.848 0.767 9.96DiCos2i 14 22 92 121 142 65 53 49 45 41 36 680De (m) DiCos 2i/Cosi 69（三） 、水域平均水深及坝前水深大坝最大坝高 7 米，坝趾高程 47.8 米，库区平均高程 48 米，水域平均水深及坝前水深如下表 4-2。水域平均水深及坝前水深表 表 4-2工况 项目 洪水位（m）水域平均水深（m）坝前水深（m）设计 54.59 6.59 6.79校核 54.79 6.79 6.99（四） 、其他计算数据根据规范规定和工程经验,其他计算数据取值如下:坡高累积概率值取5%，爬高累积概率取 5%，斜坡坡度系数为 3.0，混凝土护坡沿坡向板长为 3 米，水容重为 1 吨/m 3，块石容重 2.5 吨/m 3，砼护面糙率及渗透系数取 0.9，砌石护面糙率及渗透系数取 0.8，砼容重取 2.3 吨/m 3，护坡结构系数取 0.075，综合摩阻系数取 3.610-6。9（五） 、坝顶超高波浪护坡计算采用水利部“水利水电工程 PC-1500 程序集（88 版） ”的微机程序K-5 波浪护坡计算程序改进 windows 版(惠州市水利局提供)。计算成果：（风浪爬高、同壅水面高）列于表 4-3，详细计算见附件波浪护坡计算电算稿。坝的安全加高在设计工况下取 0.5m，在校核工况下取 0.3m。详细计算见电算稿，坝顶超高的计算成果列于表 4-3。坝顶高程复核计算成果表 表 4-3 项目工况静水位（m）风浪爬高（m）风壅水面高（m）安全加高（m）坝顶超高（m）坝顶高程（m）设计 54.59 0.92 0.00 0.5 1.42 56.01大坝校核 54.79 0.71 0.00 0.3 1.01 55.8根据规范第 4.4.3 条的规定，坝顶高程取较大值，即 56.01m,现状主坝坝顶高程为 55.0m，副坝现状坝顶高程 55.8m，故本工程主、副坝需要加高，坝顶高程为 56.01。五、土坝渗流计算（一） 、计算内容及计算工况坝体浸润线计算选用坝体实测最大断面及设计最大断面进行计算。因实测最大断面较不规则 ，对其进行适当的概化，以利于计算。坝体浸润线的计算内容为：、确定坝体浸润线的位置；、确定坝下游坡溢出点的位置。参照水库的实际运行情况及广东省人大议案小型水库除险加固工程设计报告编制指引 （以下简称编制指引 ）的要求，确定以下计算工况：工况一：水库正常蓄水的坝体稳定渗流浸润线；工况二：库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位坝体上游坝坡非稳定渗流浸润线；10工况三：库水位在 1/3 坝高附近坝体稳定渗流浸润线（土坝上游坝坡陡于下游坝坡者） 。（二） 、计算及计算结果1、主坝加固前浸润线计算张背山水库主坝现状最大坝高 7m，坝顶高程 55.0m，坝顶平均宽 3.00m，坝上游坡加权平均坡度为 1：1.8，下游坡加权平均坡度为 1：2.6。在计算中，坝体按均质坝考虑，坝基按不透水地基考虑，坝下游按无水考虑。工况一：水库正常蓄水的坝体稳定渗流浸润线。水库加固前正常蓄水位为 54.00m，坝前水深为 6.0m，坝体渗透系数取大值平均值 2.310-4cm/s。浸润线计算采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序K2 土坝渗流计算程序 。详细计算见电算稿，经计算，坝下游坡溢出点的高度为 1.753m，坝体浸润线曲线见表 5-1。主坝现状坝体正常蓄水位稳定渗流浸润线 表 5-1x 0 2 4 6 8 10 12 14 16.64y 5.05 4.78 4.48 4.17 3.84 3.47 3.05 2.57 1.75工况二：库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位坝体上游坝坡非稳定渗流浸润线。水库设计水位为 54.59m，按正常泄洪降至正常蓄水位 54.00m，库水位下降速度 v 查水库调洪演算电算稿得 0.83m/d，坝体渗透系数 k 取小值平均值。查水利电力出版社出版的水工设计手册第十五章“渗流计算”可知计算库水位下降时土坝浸润线位置，可按比值 k/(v)的指标来确定。给水度 按申斯基经验公式计算，计算公式如下：7k 1.0 式中：坝体土的给水度；k坝体渗透系数，m/d。经浸润线的位置按水工设计手册的谢斯塔可夫公式计算，详细计算见电算稿。坝体浸润线曲线见表 5-2。主坝现状坝体设计水位降至正常蓄水位非稳定渗流浸润线 表 5-211x 8.45 12.45 16.45 20.45 24.45 28.45 32.45y 6 5.99 5.52 4.86 4.08 3.09 1.58工况三：库水位在 1/3 坝高（50.33m）坝体稳定渗流浸润线水库库水位在 1/3 坝高（50.33m） ，坝前水深为 2.33m，坝体渗透系数取大值平均值 2.310-4cm/s。浸润线计算采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序K2 土坝渗流计算程序 。详细计算见电算稿，经计算，坝下游坡溢出点的高度为 0.213m，坝体浸润线曲线见表 5-3。主坝坝体 1/3 坝高处稳定渗流浸润线 表 5-3x 0 4 8 12 16 20 20.646y 1.849 1.662 1.452 1.205 0.893 0.378 0.2132、副坝加固前浸润线计算张背山水库副坝现状最大坝高 6.8m，坝顶高程 55.8m，坝顶平均宽 4.00m，坝上游坡加权平均坡度为 1：1.5，下游坡平均坡度为 1：1.8。在计算中，坝体按均质坝考虑，坝基按不透水地基考虑，坝下游按无水考虑。工况一：水库正常蓄水的坝体稳定渗流浸润线。水库加固前正常蓄水位为 54.00m，坝前水深为 6m，坝体渗透系数取大值平均值 4.010-4cm/s。浸润线计算采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序K2 土坝渗流计算程序 。详细计算见电算稿，经计算，坝下游坡溢出点的高度为 1.251m，坝体浸润线曲线见表 5-4。副坝现状坝体正常蓄水位稳定渗流浸润线 表 5-4x 0 2 4 6 8 10 12 14 16.15y 4.90 4.61 4.30 3.96 3.59 3.18 2.71 2.13 1.25工况二：库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位坝体上游坝坡非稳定渗流浸润线。水库设计水位为 54.59m，按正常泄洪降至正常蓄水位 54.00m，库水位下降速度 v 查水库调洪演算电算稿得 0.83m/d，坝体渗透系数 k 取小值平均值。查水利电力出版社出版的水工设计手册第十五章“渗流计算”可知计算库水位下降时土坝浸润线位置，可按比值 k/(v)的指标来确定。12给水度 按申斯基经验公式计算，计算公式如下：7k 1.0 式中：坝体土的给水度；k坝体渗透系数，m/d。经浸润线的位置按水工设计手册的谢斯塔可夫公式计算，详细计算见电算稿。坝体浸润线曲线见表 5-5。副坝现状坝体设计水位降至正常蓄水位非稳定渗流浸润线 表 5-5x 6.75 10.75 14.75 18.75 22.75 26.75y 6 5.86 5.37 4.65 3.75 2.53工况三：库水位在 1/3 坝高（50.33m）坝体稳定渗流浸润线水库库水位在 1/3 坝高（50.33m） ，坝前水深为 1.33m，坝体渗透系数取大值平均值 4.010-4cm/s。浸润线计算采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序K2 土坝渗流计算程序 。详细计算见电算稿，经计算，坝下游坡溢出点的高度为 0.213m，坝体浸润线曲线见表 5-6。副坝坝体 1/3 坝高处稳定渗流浸润线 表 5-6x 0 4 8 12 15.129y 1.013 0.868 0.694 0.457 0.0623、主坝加固后浸润线计算主坝加固后，坝顶高程 56.01m，坝顶宽 5.0m，坝上游坡平均坡度为1：2.8，下游坡平均坡度为 1：2.6。在计算中，坝体按均质土坝考虑，坝基按不透水地基考虑，下游按无水考虑。工况一：水库正常蓄水的坝体稳定渗流浸润线。水库加固前正常蓄水位为 54.00m，坝前水深为 6.0m，坝体渗透系数取大值平均值 2.310-4cm/s。浸润线计算采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序K2 土坝渗流计算程序 。详细计算见电算稿，经计算，坝下游坡溢出点的高度为 1.118m，坝体浸润线曲线见表 5-7。主坝坝体正常蓄水位稳定渗流浸润线 表 5-7x 0 4 8 12 16 20 22.918y 4.577 4.185 3.751 3.261 2.682 1.937 1.11813工况二：库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位坝体上游坝坡非稳定渗流浸润线。水库设计水位为 54.59m，按正常泄洪降至正常蓄水位 54.00m，库水位下降速度 v 查水库调洪演算电算稿得 0.83m/d，坝体渗透系数 k 取小值平均值。查水利电力出版社出版的水工设计手册第十五章“渗流计算”可知计算库水位下降时土坝浸润线位置，可按比值 k/(v)的指标来确定。给水度 按申斯基经验公式计算，计算公式如下：7k 1.0 式中：坝体土的给水度；k坝体渗透系数，m/d。经浸润线的位置按水工设计手册的谢斯塔可夫公式计算，详细计算见电算稿。坝体浸润线曲线见表 5-8。主坝加固后坝体设计水位降至正常蓄水位非稳定渗流浸润线 表 5-8x 14.25 18.25 22.25 26.25 30.25 34.25 38.25 42.25 46.25y 6 6.14 5.85 5.41 4.89 4.32 3.65 2.83 1.634、副坝加固后浸润线计算张背山水库副坝加固后最大坝高 7.01m，坝顶高程 56.01m，坝顶平均宽5.00m，坝上游坡加权平均坡度为 1：2.8，下游坡平均坡度为 1：2.6。在计算中，坝体按均质坝考虑，坝基按不透水地基考虑，坝下游按无水考虑。工况一：水库正常蓄水的坝体稳定渗流浸润线。水库加固前正常蓄水位为 54.00m，坝前水深为 6m，坝体渗透系数取大值平均值 4.010-4cm/s。浸润线计算采用水利部“水利水电工程 PC1500 程序集（88 版） ”中的微机程序K2 土坝渗流计算程序 。详细计算见电算稿，经计算，坝下游坡溢出点的高度为 0.86m，坝体浸润线曲线见表 5-9。副坝加固后坝体正常蓄水位稳定渗流浸润线 表 5-9x 0 4 8 12 16 20 20.989y 3.824 3.461 3.054 2.585 2.009 1.178 0.86工况二：库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位坝体上游坝坡非14稳定渗流浸润线。水库加固前设计水位为 54.59m，按正常泄洪降至正常蓄水位 54.00m，库水位下降速度 v 查水库调洪演算电算稿得 0.83m/d，坝体渗透系数 k 取小值平均值。查水利电力出版社出版的水工设计手册第十五章“渗流计算”可知计算库水位下降时土坝浸润线位置，可按比值 k/(v)的指标来确定。给水度 按申斯基经验公式计算，计算公式如下：7k 1.0 式中：坝体土的给水度；k坝体渗透系数，m/d。经浸润线的位置按水工设计手册的谢斯塔可夫公式计算，详细计算见电算稿。坝体浸润线曲线见表 5-10。副坝加固后坝体设计水位降至正常蓄水位非稳定渗流浸润线 表 5-11x 11.88 15.88 19.88 23.88 27.88 31.88 35.88 39.88 41.88y 5 5.12 4.88 4.47 3.98 3.4 2.71 1.77 1.01六、大坝稳定分析计算（一） 、计算内容、计算工况及计算方法土坝稳定的计算内容是计算土坝在各种运行工况下，坝体的稳定安全系数最小值，进而分析坝体在相应运行工况的安全状况。根据水库的实际情况及编制指引的要求，确定以下计算工况：工况一：正常蓄水位稳定渗流条件下的下游坝坡；工况二：库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位的非稳定渗流上游坝坡；工况三：库水位在 1/3 坝高附近时的稳定渗流上游坝坡（土坝上游坝坡陡于下游坝坡者） 。以上计算工况按碾压式土石坝设计规范（SL2742001） 的规定均属于正常运用条件，本水库大坝工程等级为 4 级，坝坡抗滑稳定最小安全系数为1.25。15本工程除险加固设计的坝坡稳定分析计算方法采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法，根据碾压式土石坝设计规范（SL2742001） 第 8.3.11 款的规定，采用此种方法计算坝坡抗滑稳定安全系数时，最小安全系数应减少 8，即1.15。张背山水库大坝稳定分析计算选用断面同浸润线计算选用的断面，且浸润线采用相应工况下计算所得的浸润线。在计算中采用省水利厅推广使用的微机程序土坝坝坡稳定计算分析程序TB62 。（二） 、计算及计算结果1、主坝加固前坝坡稳定分析主坝现状最大坝高 7m，坝顶高程 55.0m，坝顶宽 3.00m，坝上游坡加权平均坡度为 1：1.8，下游坡平均坡度为 1：2.6。工况一：水库正常蓄水位 54.00m，下游无水，形成稳定渗流，下游坝坡的稳定；工况二：库水位从设计洪水位 54.59m，按正常泄洪降至正常蓄水位54.00m，下游无水，形成非稳定渗流，上游坝坡稳定；工况三：库水位从 1/3 坝高（50.33m） ，下游无水，形成稳定渗流，上游坝坡稳定。根据核工业赣州工程勘察院对大坝坝体填筑土的取样分析成果，现将设计采用的坝体材料的物理力学指标列于表 6-1。坝体材料物理力学指标（设计采用值） 表 6-1项目坝体 湿容重（t/m 3） 饱和容重（t/m 3） 浮容重（t/m 3）内摩擦角（度）粘聚力 C（t/m 2）主坝 1.87 1.93 0.93 11.8 1.83在设计采用的物理力学指标中，坝体填筑土的抗剪强度指标（C、）采用小值平均值（慢剪指标） ，容重采用算术平均值。且计算过程中，将在浸润线以下土层的内摩擦角 按工程经验减小 2 度。坝基土层按坝体土考虑。加固前主坝坝坡稳定分析计算详见电算稿，计算成果见表 6-2。加固前主坝坝坡稳定分析计算成果表 表 6-216坝体计算工况计算部位计算最小安全系数 kmin规范最小安全系数k成果分析工况一 下游坡 1.195 1.15 安全工况二 上游坡 1.11 1.05 安全主坝工况三 上游坡 1.117 1.15 不安全从主坝加固前坝坡稳定分析计算成果来看，主坝的坝坡抗滑稳定安全系数上游坡不满足规范要求。2、副坝加固前坝坡稳定分析副坝现状最大坝高 6.8m，坝顶高程 55.8m，坝顶宽 4.00m，坝上游坡加权平均坡度为 1：1.5，下游坡平均坡度为 1：1.8。工况一：水库正常蓄水位 37.00m，下游无水，形成稳定渗流，下游坝坡的稳定；工况二：库水位从设计洪水位 38.14m，按正常泄洪降至正常蓄水位37.00m，下游无水，形成非稳定渗流，上游坝坡稳定；工况三：库水位从 1/3 坝高（50.33m） ，下游无水，形成稳定渗流，上游坝坡稳定。根据核工业赣州工程勘察院对大坝坝体填筑土的取样分析成果，现将设计采用的坝体材料的物理力学指标列于表 6-3。坝体材料物理力学指标（设计采用值） 表 6-3项目坝体 湿容重（t/m 3） 饱和容重（t/m 3） 浮容重（t/m 3）内摩擦角（度）粘聚力 C（t/m 2）副坝 1.91 1.99 0.99 10.4 1.22在设计采用的物理力学指标中，坝体填筑土的抗剪强度指标（C、）采用小值平均值（慢剪指标） ，容重采用算术平均值。且计算过程中，将在浸润线以下土层的内摩擦角 按工程经验减小 2 度。坝基土层按坝体土考虑。加固前副坝坝坡稳定分析计算详见电算稿，计算成果见表 6-4。加固前坝坡稳定分析计算成果表 表 6-4坝体计算工况计算部位计算最小安全系数 kmin规范最小安全系数k成果分析17工况一 下游坡 0.752 1.15 不安全工况二 上游坡 0.67 1.05 不安全副坝工况三 上游坡 0.655 1.15 不安全从副坝加固前坝坡稳定分析计算成果来看，副坝的坝坡抗滑稳定安全系数均均不满足规范要求。3、主副坝加固后坝坡稳定分析主坝加固后，坝顶高程 56.01m，坝顶宽 5.0 米，上游坡平均坡度为1：2.8，下游坡平均坡度为 1：2.6； 副坝加固后，坝顶高程 56.01m，坝顶宽5.0 米，上游坡平均坡度为 1：2.8，下游坡平均坡度为 1：2.6。按编制指引的要求，坝坡稳定分析需计算工况一、工况二。工况一：水库正常蓄水位 54.00m，下游无水，形成稳定渗流，下游坝坡的稳定；工况二：库水位从设计洪水位 54.59m 按正常泄洪降至正常蓄水位54.00m，下游无水，形成非稳定渗流，上游坝坡稳定；主副坝原状坝体的填筑土的物理力学指标设计采用值同加固前，大坝培厚土层的设计压实度取 0.95，其物理力学指标设计值采用原则：抗剪强度指标（C、）采用小值平均值（慢剪指标） ，考虑试验与实际的误差，抗剪强度指标降低 10，再乘以压实度，容重采用算术平均值乘以压实度。根据核工业赣州工程勘察院对张背山水库料场土取样分析成果，及以上设计值的取用原则，现将坝体培厚土层的物理力学指标列于表 6-7。坝体培厚土层物理力学指标（设计采用值）表 6-7项目坝体 湿容重（t/m 3） 饱和容重（t/m 3） 浮容重（t/m 3）内摩擦角（度）粘聚力 C（t/m 2）主副坝 1.89 1.94 0.94 12.91 4.01在设计采用的物理力学指标中，坝体填筑土的抗剪强度指标（C、）采用小值平均值（慢剪指标） ，容重采用算术平均值。