毕业论文-伦潭水利枢纽工程土石坝设计说明书.doc

南 昌 大学（11 水工毕业设计）说明书周小日2015 年 1 月 日目录第一章 工程概况1第二章 设计的基本资料及水库工程特性1第一节 设计的基本资料1第二节 水库工程特性4第三章 工程等别及枢纽布置5第一节 工程等别及建筑物的级别5第二节 枢纽布置6第四章 坝工设计7第一节 坝型的选择7第二节 坝的断面设计81. 坝顶高程82、坝顶宽度103、坝坡104、防渗体设计115 、排水设备11第三节 土石坝的渗流计算12第四节 土石坝坝坡稳定分析及计算184.1 设计说明184.2 .稳定计算19第五节 土石坝细部构造设计4351 坝顶435.2 护坡435.3 排水体455.4 坝体与坝基防渗设计465.5 土石坝土料的选择46第六节 地基处及裂缝处理48参考文献50心得51南昌工程学院毕业设计陶小伟第一章 工程概况伦潭水利枢纽工程位于铅山县天柱山乡境内，距县城约 50km，坝址地处铅山河支流 杨村水中游，是铅山河流域内具有防洪、灌溉、发电、供水及水产养殖等综合效益的控 制性工程。铅山河是信江中上游南岸的一条主要支流，发源于闽赣边境的武夷山脉。流域东邻 石溪水，西毗陈坊河，南靠武夷山，北抵信江，集雨面积 1255km2。流域内山高林密 ， 植被良好，气候温和，矿产资源丰富，尤以铜矿著称。铅山河流域理论电力蕴藏量约14108kWh，初步查明的可开发水电装机有 18.46104kW，可开发电量 6.7108kWh，其水力资源之丰富为信江之冠。 铅山河流域是我省暴雨中心之一，也是我省小流域治理规划的重点流域。伦潭水利枢纽工程项目在 2002 年 7 月已经国务院批准立项。第二章 设计的基本资料及水库工程特性第一节 设计的基本资料一、水文气象伦潭水利枢纽坝址处于铅山河支流杨村水中游。杨村水为信江二级支流，发源于武 夷山脉读书尖。河流自南向北流经篁碧、港口、天柱山、港东、杨村、五都等地，在下 坂与石塘水相汇后称铅山河。杨村水主河长 70km，流域面积 465km2，河道平均坡降 6.6。伦潭水库坝址以上集雨面积 242km2、主河长 41.9km，流域平均宽度 5.77km， 主河道平均比降 11.62。坝址附近无水文测站，选择铅山河流域内铁路坪水文站作为 参证站，由 1959 年至 2000 年共 42 年径流资料，推求坝址多年平均流量为 11.0m3/s， Cv=0.31,Cs=2.5Cv，多年平均径流深 1438.8mm，多年平均径流量 3.48?08m3。铅山河 为雨洪式河流，洪水与暴雨相应，多发生在 49 月份，洪水主要由锋面雨形成，台风雨 也能形成较大洪水。经分析计算，坝址设计洪水成果：校核洪水标准（P=0.1%)，相应 洪峰流量为 2640m3/s，洪量 W1=87.73?06m3、W3=154.17?06m3；设计洪水标准 （P=1%）、相应洪峰流量为 1500m3/s，洪量 W1=52.06?06m3、W3=92.08?06m3。铅 山河属少泥沙河流，坝址多年平均悬移质输沙量 4.55?04t、推移质输沙量 1.82?04t。铅山河流域属亚热带季风气候区，流域内各地多年平均气温 18.1，极端最高气温 40.1，极端最低气温-10.6，多年平均相对湿度 79%。多年平均降水量 1908.9mm， 最大年降水量 2856.7mm（1998 年），最小年降水量 1177.1mm（1971 年），多年平均蒸 发量 1550.4mm，多年平均风速 1.9m/s，实测最大风速 20.3m/s。二、工程地质1南昌工程学院毕业设计陶小伟本区处华南褶皱系、赣中南褶隆、饶南拗陷区。区内地势东南高、西北低，下游为 低山丘陵区，中上游属中低山中高山构造剥蚀地貌，不良物理地质现象不甚发育。 区内出露地层主要为燕山早期花岗岩。枢纽及库区处于次一级的陈坊永平八都区域隆 起构造带，未发现孕震断裂分布，不存在产生水库诱发地震的可能性，根据 GB18306-2001中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度小于 0.05g，地震动反 应谱周期小于 0.35s，区域构造稳定性较好。水库区地层岩性单一，组成库盆、库岸的花岗岩体岩性坚硬，透水性弱，库周分水 岭雄厚，库区产生永久性渗漏的可能性小，库岸稳定性较好。未来库区淤积问题不大。 库区内未发现有工业开采价值的矿产资源及古文化遗址分布，淹没影响较小。不存在浸 没问题。坝区含上、下两个坝址，均属构造剥蚀中低山地貌，位于燕山早期侵入的伦潭岩体 上岩性，为细粒花岗岩，岩性单一，一般弱风化微新岩体为中等较好质量岩体。地质 构造较简单，未发现较大的断裂构造及顺河断层。构造节理主要为北东向和北西向两组， 卸荷裂隙发育不明显。坝区的地下水主要为基岩裂隙潜水。地下水埋深多受大气降水和地形条件及季节变 化等因素所控制。岩体透水性则受地形条件、节理裂隙的密度与贯通，节理裂隙充填状 况及岩体风化程度等多种因素影响，一般遵循自上而下，由大到小的规律。据水质分析 结果，坝区河水和地下水对混凝土具中等溶出型侵蚀性。上、下坝址存在的工程地质问题，主要为渗漏及坝肩稳定问题。由于岩体风化及节 理裂隙的影响，坝址基础开挖以后，建基面以下一般为弱中等透水岩体，需作防渗处 理。上坝址可利用基岩埋深较大，建基面以下透水岩体厚度也较大。下坝址拱坝方案右 坝肩，由于局部分布有缓倾角节理裂隙，其与坝区较发育的北西或北东向两组陡倾角结 构组合，存在与拱肩推力方向夹角很小的不利组合面，有沿该组面产生滑动的可能，对 拱肩稳定不利。就工程地质条件而言，上、下坝址均具备修建 90m 左右大坝的条件。而下坝址的工 程地质条件优于上坝址。据本阶段对三条引水隧洞、一条导流隧洞、一个溢洪道及三个发电厂房和下坝址上、 下游围堰作的地质勘探工作，这些建筑物均处于中低山地貌，围岩为细粒花岗岩，洞室 大部分置于弱风化微新岩体，地下水量不丰，地质构造较简单，洞线进出口及厂房区 未见较大的滑坡、崩塌等不良物理地质现象。各引水隧洞线及厂房均未发现大的工程地质问题。上、下游围堰不存在大的工程地质问题。三、筑坝材料及其物理力学性质（一）水库枢纽工程所需天然建材，石料可就地取材，储量及质量均可满足要求。 砂砾料在坝址区缺乏，需在坝区下游较远处采运，其中砂料质量可满足规范要求，但粗2南昌工程学院毕业设计陶小伟骨料级配较差，粗细骨料储量均可满足需求。 （二）重要物理力学设计指标 （1）坝址处地基物理力学设计指标坝址处具有砂质亚粘土覆盖层，河床处覆盖深度约为 5 米，两岸垂直坡面覆盖左岸 3 米，右岸 12 米。砂质亚粘土覆盖层物理力学指标如下：干容重=1.59/3 饱和容重誗=2.00/3浮容重=0.98/3 渗透系数 K=4.510-6/凝聚力=0.38/2 内摩擦角?20.570（2）筑坝材料 1.砂壤土干容重=1.70/3 饱和容重誗=2.10/3浮容重=1.00/3 渗透系数 K=2.510-5/凝聚力=0.29/2 内摩擦角?300湿容重=1.90/32、粘土防渗体干容重=1.65/3 饱和容重誗=2.07/3 浮容重=1.05/3 渗透系数 K=310-6/凝聚力=0.35/2 内摩擦角?240湿容重=1.85/3 3、砂砾料干容重=1.67/3 饱和容重誗=2.04/3 浮容重=0.99/3 渗透系数 K=210-2/凝聚力=0 内摩擦角?330湿容重=1.81/3 4、块石干容重=1.79/3 饱和容重誗=2.14/3 浮容重=1.19/3 内摩擦角?380 湿容重=1.85/3 5、址区洪水期多年平均最大风速 16/，吹程为 2.5 公里。 （三）砼与基岩抗剪指标及基础承载力 纯摩时 =0.6 =0 剪摩时 =0.9 =2.8/2基础承载力 骫=30/2砼容重=2.4/33南昌工程学院毕业设计陶小伟工作桥及启闭机作用于一个墩上荷载 45 吨，弧形门重 20 吨四、水库的运用要求伦潭水利枢纽工程位于铅山河流域杨村水中游，是以防洪、灌溉为主，兼顾发电、 供水和水产养殖的综合利用工程。经综合分析论证，伦潭工程规模基本选定为：水库正 常蓄水位 252.0m，死水位为 230.0m，防洪限制水位 250.0m，防洪高水位为 254.70m， 相应防洪库容为 0.261?08m3，调节库容 0.938?08m3，水库总库容 1.798?08m3；灌 溉农田面 10.62 万亩；电站装机容量 20.0MW ；枯水季节能为下游工矿企业补充1500104m3 生产生活用水。伦潭水利 枢纽工程综合利用效益显著。在防洪方面：经水库调蓄可使下游沿河两岸 和港东、杨林、五铜、永平、鹅湖、福惠等 7 个乡（镇）的村镇和农田、永平铜矿的供 水设施和尾矿污水排放设施、横 南铁路线和上饶联络段铁路线以及铅山县河口镇的防 洪标准由 5 年一遇提高到 20 年一遇；在灌溉方面：从水库坝下取水可灌溉下游铅山西 部灌区的杨林、五铜、福惠、虹桥、汪二、河口茶场、新安埠、汪二垦殖场等九个乡（镇、 场）的 10.62 万亩，农田灌溉保证率达 90%；在发电方面：电站装机 2?0.0MW，年发 电量 6074?04kW.h，保证出力 4520kW，年利用小时 3037h；在供水方面：枯水季节能 补充下游工矿企业生活生产用水 1500?04m3。第二节 水库工程特性正常蓄水位 252.00 防洪高水位 254.70 设计洪水位（P=1） 254.75 相应下泻流量 9753/ 相应下游水位 176.43 校核洪水位 256.45 相应下泻流量 13103/ 相应下游水位 177.51死水位230.00水电站装机容量210MW总库容1.798 亿3河床地面高程170m4南昌工程学院毕业设计陶小伟第三章 工程等别及枢纽布置第一节 工程等别及建筑物的级别该水库总库容为 1.798108m，电站装机容量为 2104kw。按照水利水电枢纽工 程等级划分及设计标准，综合考虑水库总库容,防洪效益,灌溉面积,电站装机容量,工程 规模, 查教材水工建筑物表 1-1分等指标工程工程水库库容防洪灌溉面积电站装机等别规模容量保护城市保护农田（亿 m3 ）（万亩）及工矿区（万亩）（万 kw）特别重要一大（1）型10的城市、工50015075矿区二大（2）型101重要城市、500100150507525工矿区三中型10.1中等城市、10030505252.5工矿区四小（1）型0.10.01一般城市、3050.52.50.05工矿区五小（2）型0.010.50.050.001工程等别永久性建筑物的级别临时性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物123234345455555该工程等别为等，工程规模为大（2）型，主要建筑物为 2 级，次要建筑物为 3 级， 临时性建筑物为 4 级。永久性水工建筑物洪水标准:正常运用(设计)洪水重现期 100 年;非常运用(校核) 洪水 重现期 2000 年。永久性水工建筑物的洪水标准：永久性挡水建筑物和泄水建筑物正常洪水（设计时） 的重现期为 100 年，非常运用洪水（校核时）的重现期为 2000 年；水电站厂房正常与 非正常运用洪水标准分别为 50 年和 500 年；临时性水工建筑物采用洪水标准为 2030 年。5南昌工程学院毕业设计陶小伟第二节枢纽布置一、布置原则选址的原则：(1) 首先，应尽量选择地形上最有利的坝址，如坝轴线较短，河谷较窄，便于布 置泄水建筑物等。 (2) 坝址与地质条件是影响坝址选择的最重要因素之一。 (3) 坝址附近的建筑物分布情况，影响到坝址的选择。 (4) 水库区的淹没情况也是选择坝址的重要因素。 (5) 坝址还必须结合河流规划统一考虑。 (6) 施工条件也是选择坝址的因素之一。 (7) 水库及水利枢纽的管理条件也应在选择坝址时予以应有注意。 (8) 施工工期长短也影响着坝址的选择。 综合以上所有因素充分进行调查研究，权衡利弊，综合考虑选定坝址。 在所有的坝型中，土石坝由于基础面积较大，承担的应力较低，对地基要求较低。二、坝址的选择根据设计基本资料工程地质分析，坝区含上、下两个坝址，上、下坝址均未发现较 严重的地质问题，两处坝址均有条件建设 90m 左右的大坝，而下坝址的工程地质条件优 于上坝址。故大坝选于下坝址。三、坝轴线选择为了较好地利用两岸的山体，坝轴线选在-，断面上。6南昌工程学院毕业设计陶小伟第四章坝工设计第一节 坝型的选择坝型选择关系到整个地形的工程量、投资的工期，除筑坝材料是坝型选择的主要因 素外，还要根据地形地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理方案、抗震要求等各种 因素进行研究比较，最后选定技术上可靠、经济上合理的坝型 工程中主要的坝型有重力坝、拱坝、土石坝，现对各种坝型进行比较：1、重力坝 重力坝基本形状呈三角形，上游面铅直或稍微倾向上游，坝底与基岩固结，建成挡水后依靠自重维持稳定。 重力坝的优点：筑坝材料强度高，耐久性好，抵抗洪水漫顶，渗漏冲刷，地震破坏等的能力强；对地质、地形条件适应性强，一般建与基岩上；重力坝可做成溢流 的，也可在坝内设置泄水孔，枢纽布置紧凑；结构作用明确；施工方便。缺点：由于坝体剖面尺寸往往由于稳定和坝体拉应力强度条件控制而做的较大， 材料用量多，坝内压应力较低，材料强度不能充分发挥，且坝底面积大，因而扬压力也 较大，对稳定不利；因坝体体积较大，施工期混凝土温度收缩应力也较大，为防止温 度裂缝，施工时对混凝土温度控制的要求较高。2、拱坝 拱坝是三面固结与基岩上的空间壳体结构，拱向上游凸出，且不设永久性分缝。 拱坝的优点：具有双向传力的性能；拱是推力结构；拱坝具有较高的超载能力；拱坝轻韧，富有弹性而整体性好，借助岩基对地质功能的吸收，它又具有较强的 抗震能力。缺点：拱坝是不设永久性横缝的整体朝静定结构，设计时需计入温度变化和地基 位移对坝体应力的影响；拱坝体形复杂；设计施工难度大，对施工质量、筑坝材料 强度和防渗要求，以及对地形地质条件及地基要求均较高。3、选用土石坝 土石坝是指由当地土料石料或土石混合料填筑而成的坝。土石坝的优点：就地取材，与混凝土相比，节省大量水泥，钢材和木材，且减少 了筑坝材料远途运输费用；对地质地、形条件要求较低，任何不良地基经处理后也均 可筑土坝；施工方法灵活，技术简单，且管理方便，易于加高扩建。缺点：不允许坝顶溢流，所需溢洪道或其他泄水建筑物与造价往往很大，；在 河谷狭窄，洪水流量大的河道上施工导流较混凝土坝困难；采用粘性土料施工受气候 条件影响较大。本设计中，伦潭水库的防护坝地处山区交通条件差，公路标准低，运输不方便，如7南昌工程学院毕业设计陶小伟从外运入筑坝材料，工程投资大大增加，因此不运用重力坝。拱坝应力分布均匀，不利 于发挥材料强度，节省工程量，但对地质和地形要求严格，通常要求对称均匀，因此地 形不对称，且地形地质条件也不甚好，如采用拱坝。坝体相对条件差，不利于坝体强度 稳定，设计施工复杂。因此不宜选拱坝，伦潭水库防护坝因当地土料、沙砾料、石料丰 富，可就地取材，节省大量运输费用，并且综合考虑土坝与其他坝型相比具有的特点， 最终选择土石坝。影响土石坝坝型选择的因素很多，其主要的是坝址附近的筑坝材料，还有地形与地 质条件、气候条件、施工条件、坝基处理、抗震要求等。通过对各种因素进行比较，选 定技术上可行，经济上合理的坝型。由于坝址处雨水多，黏土施工较为困难，故也不易采用厚心墙坝和厚斜墙坝。沥青 混凝土具有极佳的防渗性能及适应变形能力。故本设计采用沥青混凝土斜墙坝。第二节 坝的断面设计土石坝剖面的基本尺寸包括:坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡，防渗体与排水体的形式与尺寸等。1. 坝顶高程为防止库水浸溢坝顶，坝顶水库静水位以上应有足够的波浪超高。碾压式土石坝 设计规范，（SDJ218-84）规定，其值按下式计算：Y=R+e+A （4-1） e=KV2D*cos/2gH (4-2)坝顶2静水位2图3-1坝顶超高计算简图式中：e 风沿水面吹过所形成的水面升高 即风壅水面超出库水位的高度，m8南昌工程学院毕业设计陶小伟R 自风壅水面算起的波浪沿倾斜坝坡爬升的垂直高度，简称波浪爬高，m D 水库吹程，km 或 mH 沿水库吹程方向的平均水域深度，初拟时可近似取坝前水深，mk 综合摩阻系数，其值变化在（1.55.0）10-3 之间。计算一般取 3.610-3 0 D 以 km 计）或 3.610-6 （D 以 m 计） v 计算风速，m/s 正常运用条件下的、级坝采用v （1.52.0）v多（多 年平均最大风速），正常运用条件下的 、级坝采用v 1.5 v多 ，非常运用条件下的各级土石坝采用v v多 。风向与坝轴线的夹角，（1） =0A 安全加高，见表 3.1 正常 A=1.5 非常 A=1.0表 4.1堤 顶 级 别堤顶类型及运用情况1234、5安 全 超 高土坝、土堤正常1.51.00.70.5非常1.00.70.50.3混 凝 土 闸正常0.70.50.40.3坝、浆砌块非常0.50.40.30.2石闸坝1.1.正常运用情况下计算坝顶高程1.9mV 22 1.9 3.8mh 254.75 -170 84.75mD=2.5kmVsVseKV 2 Dcos3.6 10-3 3.8 3.8 2.50.0000782gH2 9.81 84.75波浪爬高R 0.45R设 m -1 n-0.651R设 0.0166V 4 D3式中：m = 3.0 n = 0.0155 A = 1.0(查表)则 R设 = 0.1195 mR = 0.218mY 正常=R+e+A =0.218+0.000078+1=1.218=1.22m 坝顶高程 Y高 =252+Y正常 =254.75+1.22=255.97 m1.2. 非常情况下计算坝顶高程非常运用情况下的坝顶超高计算公式与正常情况下的一样，所不同的是风速来用 多年平均最大风速 V= 20.3m s ，坝前水深 H= 254.75-170=86.45m9南昌工程学院毕业设计陶小伟eKV 2 Dcos3.6 10-320.3 20.3 2.50.002186 m2gH29.81 86.4551R设 0.0166V 4 D3 = 0.9708m = 3.0 n = 0.0155R= 0.45R设 m -1 n-0.6 = 1.77 mA = 0.5 （查表）Y非常=R + A + e = 1.77 + 0.5 + 0.002 = 2.272 m坝顶高程Y高= 256.45 + Y非常 = 258.722 m综上所述，坝顶高程取二者中最大值 Y= 258.722 m ，考虑到上游设置 1.2m 的防浪 墙，坝顶高程最终为 258.722-1.2=257.522 m，取 257.6 m， 防浪墙高程为 258.8m ， 坝 高为 257.6-170=87.6 m2、坝顶宽度坝顶宽度取决于施工、构造、运行、抗震与防洪等要求。 如坝顶设置公路或铁路时，应按交通要求确定。特殊要求时，高坝最小顶宽 10m15m， 中低坝为 5m10m。对心墙或斜墙坝还需要满足其墙顶和两侧反滤层的布置要求，在寒 冷地区，还应使心墙或斜墙至坝面的最小距离大于冻土层厚度，以防防渗体冻坏，本设计坝高为 87m，属于高坝且坝顶有交通要求，坝顶宽度为 10m。3、坝坡土石坝边坡的大小取决于坝型、坝高、筑坝材料、菏载、坝基性质等因素，且直接 影响到坝体的稳定和工程量大小。1 由于石料在饱和状态下抗剪强度低于水位下降时渗流力指向上游对上游坝坡稳 定不利，既土石坝相同时，上游坡比下游坡为缓； 2 从坝型上看，上游坝坡较下游为缓； 3 从荷载情况上，为适应向底部逐渐增加色特征，坝坡上陡下缓，故土石坝上、 下游坡一般做成变坡时，由上至下逐渐放缓，相邻坝坡率差为 0.250.5,若坝基较弱 时，最后一级坝坡宜缓以利于坝坡稳定。 综上所述，对拟坝坡时，坡度一般为 1:2.01:4.0，上游面坝坡从坡顶向下分别 在高程为 230m,210m,190m.变坡坝坡为：1：2.75，1：3.0，1:3.25，1：3.5。下游面 在 210m,190m,变坡处设宽为 2m 马道，坝坡为 1：2.5，1：2.75，1：3.0。在 178.51m 设置棱体排水。见图 4-2 10南昌工程学院毕业设计陶小伟高程190.005.1:3高程210.0025.1:3高程230.001:3坝顶高程257.601:2.75高程170.00图4-21:2.5高程210.001:2.75高程190.001:3高程178.514、防渗体设计本设计采用沥青混凝土防渗体，它是有一定级配的碎石或卵石、沙、石料和沥青按 一定比例配合并加热搅拌均匀的混合物，经滩铺、碾压达到一定密度变形成防渗体。坝体防渗采用沥青混凝土斜墙，墙顶高程取 257m，顶宽不小于 0.5m，本设计取1m，底部厚度为 1/80 的坝高，取 87.6/80106.8=1.1m，上游坡 1：2.5，下游坡 1：2.0。5 、排水设备土石坝防渗体采用沥青混凝土，虽然渗透系数很小，但仍会有一定的渗水，在坝体 下游侧设置排水设备，其作用是控制和引导渗流安全的排出体外，降低坝体浸润线和孔 隙水压力，增强坝坡稳定保护下游坝坡免受冻涨破坏，排水体由块石及其流层组成，要 求其具有充分地排水能力，不堵塞，以保证坝体和坝基不发生渗透破坏，并且便于观测 和检修。设计采用棱体排水，初拟定坝顶高程为 178.51，棱体排水顶宽根据观测及施工的需 要确定，一般不小于 1-2m，本设计取 4m，棱体内坡由施工条件确定，一般为 1:11:1.5， 本设计取 1:1.5，外坡根据坝基抗剪强度和施工条件确定，一般为 1:1.51:2.0，本设计取1:2.0。11南昌工程学院毕业设计陶小伟5 . 1:11:2堆石体图3.3第三节土石坝的渗流计算3.1 设计说明 3.1.1 土石坝渗流分析的任务 土石坝的剖面尺寸初步拟定后，必须进行渗流分析和稳定分析，为确定经济可靠的 坝体剖面提供依据，渗流分析的主要任务是： 确定坝体浸润线和下游溢出点的位置，为坝体稳定计算和排水体选择提供依据； 计算坝体与坝基的渗流量，以计算水库渗漏损失，和确定排水体尺寸；计算坝体与坝基的渗流溢出处的渗透坡降，以验算其渗透稳定性。3.1.2 渗流分析的工况渗流计算时，应考虑水库运行中出现的不利条件，一般需考虑计算下列几种工况： 上游正常蓄水位 252.0m 与下游相应最低水位 176.43m，此时坝内渗流的坡降最大，易产生渗透变形； 上游校核洪水位 256.45m 与下游相应最高水位 177.51m，此时坝内浸润线最高， 渗流也最大；分析时，常根据河谷地形情况，选若干、单宽坝坡，按二元渗流问题考虑，坝坡桩号为 0+038、 0+068、0+098、0+128、0+158、0+188、0+235、0+280。3.1.3 渗流分析的方法土石坝渗流分析的方法有公式计算法（流体力学法、水力学法、有限单元法）流 网法和 电模拟法，本设计采用水力学法，水力学法建立在一些基本假定上，是一种近 似解法，只能求得过水断面上渗流要素的平均值，但其计算简单，且精度一般可以满足12南昌工程学院毕业设计陶小伟工程要求。3.2 渗流计算3.2.1 基本假定 坝体土料为均质，坝体内任一点在各方向上的渗透系数相同且为常数； 渗流二元稳定层流，流动运动符合达西定律：V=KJ（V 为渗透流速，K 为渗 透系数，J 为渗透坡降）0 渗流为渐变流，任意过水断面上各点的坡降和流速相同。 3.2.2 水力学分析方法 选择水力学方法解土坝渗流问题。根据坝内各部分渗流状况的特点，应用达西定律近似 解土坝渗流问题，计算假定任一铅直过水断面内各点渗透坡降均相等。 斜墙与截水槽的单宽渗流量为：q KH 2- h 2+ K TH- h110 2 sin101斜墙与截水槽下游坝体与坝基的单宽渗流量为：h 22 - H 22h - H2q2 K+ K T T2( L - m 2 H 2 )L + 0.44T式中：K0 、K 、KT 分别为防渗体、坝壳材料、河床质砂卵石的渗透系数；、 1 斜墙与截水槽的平均厚度，m； 斜墙的倾角，（。）；m2 下游坡坡率。由水流连续条件q1 q2 联立求解上两式可求得h A22 + A1 A3 - A2A1式中K0KA+1sinL - m2 H2AK 0T+K T T21L + 0.44TKH 2KH201A+3sinL - m 2 H 2假设：+2K 0TH1+2K T TH21L+ 0.44T不考虑防渗体上游侧坝壳损耗水头的作用； 由于砂石料渗透系数较大，防渗体又损耗了大部分水头，逸出水位与下游水位相差不是 很大，认为不会形成逸出高度；13南昌工程学院毕业设计陶小伟对于岸坡断面，下游水位在坝底以下，水流从上往下流时由于横向落差，此时实际上不 为平面渗流，但计算仍按平面渗流计算，近似认为下游水位为零。由于河床冲积层的作 用，岸坡实际上不会形成逸出点，计算时假定浸润线末端为坝址。计算简图图 渗流计算简图3.3 总渗流量计算总渗流计算时，一般是根据地形和地基，透水层分布情况，将坝体沿坝轴线分成若 干曲边坝段，见图 4-1，先计算各坡交界处的坝体单宽渗流量，然后按下式计算全坝的 总渗流，：Q1q l + (q + q)l+ + (q+ q)l+ ql（4-5）21 1 1 22n-2n-1n-1n-1n式中： l1 ,l2 , ln 各坝段长度 mq1 , q2 qn-1 各坝段交界处的坝体单宽流量m3(s.m)表 3-1 稳定渗流期渗流计算成果表 上游=252m 下游=176.43m编桩号L TH HK0K KTm A1A2A3hqL号1 2 0+0000130.52.58.41.438.07.080+1.1222.0.050050200.0010-110-457 4565510-510-610-610-810-8014南昌工程学院毕业设计陶小伟22940.52.52.3.54.282.31.070+1.260.150100332. 8. 010-110-428 595377510-510-610-710-710-70530170.522.52.2.64.378.42.170+1.8.04.5.755.8501504075.5910-110-410-5510-610-710-5410-7501.36192