水工建筑物计算说明书

水工建筑物课程设计计算说明书前言3第一章 基本资料及数据设计41.1基本资料41.1.1工程概况41.1.2地形地质资料41.2设计数据41.2.1设计参数表41.2.2筑坝材料51.2.2.1防渗料场51.2.2.2堆石料场61.2.2.3反滤过渡料场7第二章 枢纽布置72.1工程等级及建筑物级别72.1.1水利枢纽建筑物组成72.1.2工程规模72.2各组成建筑物的选择及布置82.2.1挡水建筑物92.2.2泄水建筑物92.2.3输水隧洞9第三章 土坝设计93.1坝型选择93.2坝体剖面设计103.2.1坝坡103.2.3坝顶宽度103.2.3坝顶高程103.3确定防渗料及坝壳堆石料的填筑标准133.4大坝防渗体13第四章 渗流计算134.1渗流计算应包括以下内容134.2渗流计算情况选择134.3渗流分析的方法134.4计算断面及公式14第五章 坝坡稳定的计算155.1计算方法155.2滑弧计算17第六章 细部构造设计206.1护坡设计206.2坝顶设计206.2.1坝顶排水206.2.2坝面排水216.2.3坝顶盖面216.3反滤过渡层21第七章 地基处理及两岸的连接227.1土石坝地基处理的目的227.2地基防渗处理227.3坝体与岸坡的连接22结论23总结与体会24参考文献25前言水工建筑物课程设计是一门基础课程，此次课程设计是在我们学习了水工建筑物课程后，为了使我们能够达到学以致用，更好的领会课程的要求而安排的一个重要课程设计，是培养我们综合素质和工程实践能力的一个教学过程。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程通过这次设计，本人在多方面都有所提高，巩固与扩充了水工建筑物等课程所学的内容，掌握设计的方法和步骤，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此次课程设计中，计算量和绘图量都比较复杂。特别是在计算过程中，很多地方都比较容易出错，用Excel工作表计算、CAD绘图可以大大减少这方面的难度，使其变得相对比较容易些。设计中，由于本人水平有限以及所借资料比较陈旧。所以，设计中有很多不足之处，甚至还存在错误之处。这些，望老师给予指正。我们定虚心学习，努力学习。在今后的工作生涯中，一定可以不断地完善自己充实自己。第一章 基本资料及数据设计 1.1基本资料 1.1.1工程概况 XX水库位于云南省某县西北部，弥沙河上游白石江上段老君山河上，其位于横断山脉的中段，金沙江与澜沧江的分水岭地带。流域最高点高程4247m，坝址处为最低点2660m。老君山河发源于老君山路路角，自北向南流经竹坪、锯木厂，锯木厂以下转向西南流经清坪后于龙塘与美水河汇合后为白石江。全流域面积80.6Km2，主河长18.70Km，主河道平均坡降5.22%。水库区地势北部、东部及南部高，西部低，为高山深切割陡坡地形，侵蚀堆积地貌，库区为峡谷地形，两岸坡高而陡，库形条件一般。主要出露三叠系上统古村组（T3w）及印支一燕山期火成岩地层。库区水文地质条件简单，厚层至块状花岩斑岩、石英粉岩赋存裂隙水，属裂隙透水含水岩组，透水性强，主要为中等透水。库区两岸地下水位出露较高，属地下水补给水库。库区内植被较好，库岸无大的坍塌、滑坡、泥石流等不良物理地质现象。但两岸山坡陡斜，冲箐沟发育，岩石风化较强，小型坍塌现象较多。XX水库总库容1200万m3，总供水量1253.4万m3，农业供水870.8万m3，灌溉面积3.7640万亩，工业及乡镇供水382.6万m3。依据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），工程为中型水库，工程等级为等，主要水工建筑物：大坝、溢洪道、输水渠道、输水隧洞级别为3级，施工导流等临时性建筑物级别为4级。 1.1.2地形地质资料地形如坝址区地形图。 1.2设计数据 1.2.1设计参数表设计参数项目第五组枢纽任务灌溉、防洪工程等级正常蓄水位（m）2743.00设计洪水位（m）2745.50校核洪水位（m）2747.60设计下泄洪水流量（m3/s）80校核下泄洪水流量（m3/s）120水库最大吹程（km）4设计风速（m/s）16 1.2.2筑坝材料 1.2.2.1防渗料场防渗料场位于坝址上游左岸箐口坡脚一带，地形坡度1020，相对平缓，老君山公路从其附近通过，距坝址约2km，开采及运输条件便利，该区主要出露地层为三叠系中统上兰组下段浅黄、浅灰白色全强风化泥质粉砂岩夹粉、细砂岩夹泥质粉砂岩，防渗土料为第四系全新统残坡积(Qel+dl)褐红、褐黄色含砂砾石粘土，主要为中、高液限粘土，厚度一般约36m，有用层储量为120万m3，无用剥离量为12万m3，经取样试验，主要物理指标：比重为2.76，粘粒含量为1749.97%，多数在40%以下，有效粒径0.001mm，含有少量砾石，大于5mm粒径含量24.46%，大于2mm粒径含量38.93%，不均匀系数平均137.5，土料颗分包络曲线见下图1，土料塑性指数Ip为10.121.8，大部分在20以内，自由膨率16.88%，最优含水量平均为24.83%，天然含水量平均为23.3%，二者较为接近，最大干容重平均为1.58g/cm3，渗透系数K为2.1710-76.3310-5cm/s；主要力学指标为：土料的压缩系数a1-2=0.247MPa-1，属中压缩性土，内摩擦角小值均值为20.26，粘聚力小值均值为22.82KPa。 1.2.2.2堆石料场堆石料位于坝址上游右岸，堆石料主要为印支燕山期(r5)暗紫色弱微风化细粒花岗斑岩、三叠系上统歪古村组(T3Wb)灰白色弱微风化石英闪长玢岩，坚硬、块度好，力学强度高，有用层厚度约110m，有用层储量865.7万m3，无用剥离量44.2万m3，料场坡脚河道左岸为老君山公路，交通较为便利，距坝址1.2km。经取4组大样试验，主要物理力学指标为：天然密度2.03 g/cm3，比重2.66，含泥量3%，控制干密度2.01g/cm3，孔隙率24.4%，渗透系数K平均为5.0610-2cm/s，压缩系数a0.10.20.011MPa-1，=40，C=0。颗分级配包络曲线如图2。图1 粘土料颗分级配包络曲线图图2 堆石料颗分级配包络曲线图 1.2.2.3反滤过渡料场工程区及附近缺天然反滤过渡料，反滤过渡料场位于白石江支流马登河下游河段流经马登镇处，在剑兰公路以西，距坝址21.5km，交通方便，反滤过渡料为河道冲洪积砂卵砾、砂石层，其母岩岩性主要为紫红色、灰白色石英砂岩，粉、细砂岩及少量深灰色砂质板岩及灰岩，无针、片状颗粒及软弱成分，含泥量较低，为2.2%，级配良好，经取2组样试验，各项指标均能满足要求，储量丰富，总储量约90万m3。该料场质量较好，储量丰富，开采运输条件好，交通方便，只是运距较远，单价偏高，但反滤过渡料通过对采用坝址区附近青灰色灰岩机制与采用马登河天然砂砾料进行单价比较，采用马登河天然砂砾料较为经济，因此，选择马登河天然砂砾料场为反滤料料场，按工程要求筛分选用。第二章 枢纽布置 2.1工程等级及建筑物级别 2.1.1水利枢纽建筑物组成根据水库枢纽任务，该枢纽组成建筑物包括：拦河大坝、溢洪道、输水隧洞、施工导流等临时性建筑物。 2.1.2工程规模根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）以及该工程的一些指标确定工程规模如下：根据水库总库容为1200万m3，在0.1亿1亿m3间，工程等级为等；根据枢纽灌溉面积3.7640万亩，在505万亩间，属等工程。根据规范规定，对于具有综合利用效益的水利水电工程，各效益指标分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水利枢纽为等工程。同时又根据水工建筑物级别的划分标准，等工程中的主要建筑物为3级建筑物，但规范规定对于3级永久性水工建筑物，土石坝坝高超过70m其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。因此建筑物等级应提高一级，即主要建筑物级别为2级，施工导流等临时性建筑物级别为4级。2.2各组成建筑物的选择及布置枢纽布置应做到安全可靠，经济合理，施工互不干扰，管理运用方便。高中坝和地震区的坝，不得采用布置在非岩石地基上的坝下埋管型式，低坝采用非岩石地基上的坝下埋管时，必须对埋管周围填土的压实方法，可能达到的压实密度及其抵抗渗透破坏的能力能否满足要求进行保证。枢纽布置应考虑建筑物开挖料的应用。土石坝枢纽通常包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞输水或引水洞及水电站等，应通过地形地质条件以及经济和技术等方面来确定。根据枢纽布置原则，枢纽中的泄水建筑物应做到安全可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。枢纽布置应满足以下原则：枢纽中的泄水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时，宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物，并经济比较确定。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施，当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时，坝坡也应有防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水流从刷下游坝坡时，应比较调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性，可采取其中一种措施，也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流，应考虑布置排沙建筑物，并在进水口采取放淤措施。溢洪道应选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点，宜选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基，尽量避免淤泥质土和粉砂、细砂地基，必要时应采取妥善处理措施。从地质地形图可知坝体右岸地质条件好，且有天然的土料厂，上下游均有较缓的滩地，两岸岩体较陡，岩体条件好，施工起来枢纽布置应做到安全可靠，经济合理，施工互不干扰，管理运用方便。高中坝和地震区的坝，不得采用布置在非岩石地基上的坝下埋管型式，低坝采用非岩石地基上的坝下埋管时，必须对埋管周围填土的压实方法，可能达到的压实密度及其抵抗渗透破坏的能力能否满足要求进行保证。枢纽布置应考虑建筑物开挖料的应用。土石坝枢纽通常包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞输水或引水洞及水电站等，应通过地形地质条件以及经济和技术等方面来确定。根据枢纽布置原则，枢纽中的泄水建筑物应做到安全可靠、经济合理、施工互不干扰、管理运用方便。枢纽布置应满足以下原则：枢纽中的泄水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时，宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物，并经济比较确定。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施，当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时，坝坡也应有防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水流从刷下游坝坡时，应比较调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性，可采取其中一种措施，也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流，应考虑布置排沙建筑物，并在进水口采取放淤措施。溢洪道应选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点，宜选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基，尽量避免淤泥质土和粉砂、细砂地基，必要时应采取妥善处理措施。从地质地形图可知坝体右岸地质条件好，且有天然的土料厂，上下游均有较缓的滩地，两岸岩体较陡，岩体条件好，施工起来更快捷更经济合理。2.2.1挡水建筑物土石坝对地形地质条件要求低，几乎在所有的条件下都可以修建，且施工技术简单，可实行机械化施工，也能充分利用当地建筑材料，覆盖层也不必挖去，因此造价相对较低，所以采用土石坝拦河。 2.2.2泄水建筑物土石坝最适合采用岸边溢洪道进行泄洪，河流下游向右转，在坝轴线下游500m处山谷，有阶状台地，然而上游左岸200m处也有较宽垭口，岸边山坡也较缓，采用正槽溢洪道，溢流堰可沿岸边等高线布置，溢流前沿长而泄槽较窄，开挖放量小，下游能使泄洪水很快回归河槽。引水渠末端设置圆形渐变段，泄槽不设收缩、弯曲段和扩散段，尾水渠设护袒。成直线布置在左岸的天然垭口。2.2.3输水隧洞为了配合溢洪道宣泄洪水，设置输水隧洞，进口处设在坝轴线上游侧330m出右岸坡缓处，出口为下游400m处山谷。总长800m左右，围岩稳定，洞线长直，为有压隧洞。水流流速较大，采用厚50cm的混凝土衬砌，衬砌纵向接缝采用平接缝，沿水流向横缝采用搭接型式。纵横向分缝距离分别取为10m、20m，缝下设纵横向排水沟，并设有铜片止水装置，在排水沟顶面铺沥青麻片，以防止施工时水泥浆或运用时泥沙堵塞排水沟，各横向排水沟的水流应通过泄槽两侧的纵向排水沟排往下游，纵向排水管设置两排，以保证排水通畅。第三章 土坝设计 3.1坝型选择土石坝选型选择的有关因素很多，其中最主要的是坝址附近的筑坝材料。枢纽大坝采用当地材料筑坝，根据初步勘查，防渗料场位于坝址上游左岸箐口坡脚一带，坡度平缓，开采及运输条件便利。堆石料位于坝址上游右岸，料场坡脚河道左岸为老君山公路，交通较为便利。反滤过渡料场位于白石江支流马登河下游河段流经马登镇处，在剑兰公路以西，该料场质量较好，储量丰富，开采运输条件好，交通方便。碾压式土石坝的形式可在以下三种基本型式中选择： （1）均质坝。坝体主要由一种土料组成，同时起防渗和稳定作用。但均质坝一般只适用于40米以下的低坝。 （2）土质防渗体分区坝。由相对不透水或弱透水土料构成坝的防渗体，而以透水性较强的土石料组成坝壳或下游支撑体。用作心墙的防渗材料开采运输条件便利。 （3）非土质材料防渗体坝。以混凝土、沥青混凝土或土工膜作防渗体，坝的其余则用土石料进行填筑。通过分析，心墙坝心墙位于坝体中间而不依靠在透水坝壳上，其自重通过本身传到基础，不受坝壳沉降影响，依靠心墙填土自重，使得沿心墙与地基接触面产生较大的接触应力，有利于心墙与地基结合，提高接触面的渗透稳定性；使其因坝主体的变形而产生裂缝可能性小，粘土用量少，受气候影响相对较小，粘土心墙冬季施工时暖棚跨度比斜墙小，移动和升高较便利。故认为宜采用粘土心墙坝。3.2坝体剖面设计土石坝的剖面是指坝坡大小、坝顶宽度和坝顶高程。3.2.1坝坡土石坝上游坝坡坡率应比下游坝坡平缓。 （1）上游坝坡：1:2.5 （2）下游坝坡：1:1.5；1:1.75；1:2.0 （3）马道：第一级马道高程为2660+30=2690m,第二级马道高程为2690+30=2720m，马道宽度为2m。3.2.3坝顶宽度本坝顶无交通要求，高坝坝顶可选为1015m,取B=10m 3.2.3坝顶高程坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用情况计算，取其最大值：设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全超高。地震作用引起的沉降和涌浪综合考虑可取2.0m。计算公式如下：坝顶在水库静水位以上的超高式中 y坝顶超高,m； R最大波浪在坝坡上的爬高，m； e最大风壅水面高度,m； A安全加高,m，坝的级别为2级，正常运行情况下的安全加高取1.0m, 非常运行条件（a）情况下的安全加高取0.5m。风壅水面高度 式中e计算点处的风壅水面高度，m； D风区长度，m； K综合摩阻系数,取3.6； 计算风向与坝轴线法线的夹角，=0。平均波浪爬高式中m单坡的坡度系数,若坡角为a,即等于cota，此处m取2.5。 K斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得0.80。 Kw经验系数,查规范得Kw=1。 Rm平均波浪爬高，m。设计波浪爬高值应根据工程等级确定，1级、2级和3级坝采用累积频率为1%的爬高值R1% 。查规范1累积频率下的爬高与平均爬高的比值为2.23。当来波波向线与坝轴线的法线成角时，波浪爬高等于按正向来波计算爬高值乘以折减系数K。=0,K=1.00。波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式 = T=4.438hm L= 式中 hm 平均波高，m； Tm 平均波周期，s； Lm 平均波长，m； D 风区长度，m； Hm 坝前水深，m； W 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v1.5v多，非常运用条件下的各级土石坝采用v=v多。级坝采用v=1.5v多=1.516=24m/s。 为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.2%的坝高。 各个工况的计算结果如下表：计算情况计算项目正常运用情况非正常运用情况设计洪水位正常蓄水位校核洪水位正常蓄水位上游静水位(m)2745.502743.002747.602743.00河底高程(m)2660266026602660坝前水深Hm(m)85.58387.683吹程D(m)4000400040004000风向与坝轴线夹角0000计算风速（m/s）24241616平均波长Lm(m)21.602521.599513.810113.8082 平均波高hm(m)0.7025 0.7024 0.4491 0.4490 护坡粗糙系数K0.800.800.800.80上游坝坡坡脚m2.52.52.52.5经验系数Kw1.01.01.01.0平均波浪爬高Rm1.1574 1.1573 0.7399 0.7398 累积频率1%的爬高值R1%2.5811 2.5807 1.6500 1.6498 安全超高A（m）1.01.00.50.5风浪引起坝前壅高e0.0049 0.0051 0.0021 0.0023 坝顶超高（m)3.5860 3.5858 2.1522 2.1521 坝顶高程（m)2749.1 2746.6 2749.8 2747.2 地震加高（m）0002.0坝高（m）89.186.689.887.2沉降0.2%后坝高(m)89.386.890.087.4沉降0.2%后坝顶高程（m）2749.32746.82749.92747.3 综合考虑最终确定坝顶高程取为2750m，坝高为90m。图3.1最大剖面图 3.3确定防渗料及坝壳堆石料的填筑标准 根据防渗料厂及堆石料厂的资料，防渗粘土料按压实度98%控制，堆石料按孔隙率20%28%控制。 3.4大坝防渗体坝体防渗的结构和尺寸必须满足减小渗透流量、降低浸润线控制渗透坡降的要求，同时还要满足构造、施工、防裂、稳定等方面的要求。土质防渗体断面应满足渗透比降、下游浸润线和渗透流量的要求。应自上而下逐渐加厚，顶部的水平宽度不宜小于3m；底部厚度，斜墙不宜小于水头的1/5,心墙不宜小于水头的1/4。本设计防渗体顶部的水平宽度考虑机械化施工的要求,取4m；实际工程经验提出的允许比降：心墙不宜大于4.0，斜墙不宜大于5.0。土质防渗体顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高，心墙可取0.3m0.6m，取0.6m。土心墙上下游坡度取1:0.3。本设计允许渗透坡降J=4，等于作用水头H与防渗体厚度T的比值。在正常蓄水位时，防渗体顶部高为H1=2743+0.6=2743.6m。T=H/J正常蓄水位时承受的最大水头为：2743.6-2660=83.6m。T=83.6/4=20.9m。所以，防渗体厚度T=83.60.32+4=54.16m20.9m，满足要求。第四章 渗流计算 4.1渗流计算应包括以下内容1.确定坝体浸润线及其下游出逸点的位置，绘制坝体及其坝基内的等势线分布图或流网图；2.确定坝体与坝基的渗流量；3.确定坝坡出逸段与下游坝基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降。 4.2渗流计算情况选择 此次渗流分析计算我们只考虑在正常蓄水位情况下坝的稳定渗流计算。 4.3渗流分析的方法采用水力学法进行土石坝渗流计算，将坝内渗流分为若干段，应用达西定律和杜平假设，建立各段的运动方程式，然后根据水流的连续性求解渗透流速、渗透流量和浸润线等。计算中假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。 4.4计算断面及公式本设计仅对河槽处最大断面进行渗流计算。心墙采用防渗料场的粘土料，渗流系数K为2.1710-76.3310-4cm/s,坝壳料采用堆石料场的沙土料，渗透系数K平均为5.0610-2cm/s，二者相差10-3倍，可把粘土心墙看作相对不透水层，计算时不考虑上游锲形降落水头的作用。通过心墙的渗流量为式中心墙土料的渗透系数，KC=110-5=8.6410-3； q渗流量； H1上游水深，H=83m； h心墙下游浸润线高度； 心墙上、下部的平均厚度，1=4m，2=54.16m，=29.08m。 通过心墙坝壳的渗流量为 式中K为坝壳土料的渗透系数，； L渗流区长度，L=302+301.75+22+301.5-22.08=139.42m； H2下游水深； 联立上述两式，可解得h和q。 所以，h =2.554m，q =1.02m/日。 浸润线方程如下： 下游坝壳的浸润线方程是（0x139.42）： 心墙处的浸润线方程是（0x29.08）： 下游坝壳的浸润线为： x0510152025303540y2.552.512.462.412.362.312.262.212.16x455055606570758085y2.102.051.991.931.871.801.741.671.60x9095100105110115120125130y1.521.451.361.271.181.080.960.830.68x135139.42y0.470.13 心墙处的浸润线为：x0246810121416y83.0080.1077.1073.9770.7167.2963.6859.8655.78x18202224262829.08y51.3746.5541.1634.9627.3916.674.77图4.1浸润线第五章 坝坡稳定的计算由于下游坝壳的浸润线很低，对下游坝坡稳定的影响可忽略不计。由此对选出的危险的滑坡面进行计算，由设计资料可得：坝壳料强度指标：c=0，心墙防渗料强度指标：c=22.82Ka ，5.1计算方法采用考虑条块间作用力的简化毕肖普法计算，具体的计算过程如下：假定圆心和半径画弧。将滑面上的土体分条编号为简化计算，圆心以下的为0号土条：向上游依次为1、2、3.，向下游依次为-1、-2、-3.。计算每个土条所受的力。土条自重以及滑动面的凝聚力，考虑渗透力的作用，对浸润线以下与下游水位以上的土料容重 ，在计算滑动力矩时采用饱和容重，而在计算抗滑力矩时用浮容重；下游水位以下的土料容重仍按浮容重计。计算安全系数。根据以上的作用力，不忽略土条间的作用力，可求得坝坡抗滑稳定安全系数。用简化的毕肖普法计算正常蓄水位且无地震情况的坝坡稳定，根据水工建筑物的相关式子可有： 式中，i土条的编号； 第i条土的重量； 土条底部的扬压力； 土条底面坡角倾角向滑动方向为正； 土条厚度。其中，为土条底部中点在浸线以下的高度。坝壳料：湿容重 饱和容重： 心墙料：湿容重 饱和容重： 查表可知：由于下游坝壳的浸润线的位置很低，被浸润线穿过的土条很少，故可能所有土条重量看成由湿容重确定。5.2滑弧计算滑弧表计算：（滑弧半径R=120m，取滑弧土条宽度b=12m以圆心O为点作地基垂线沿两边取土条向上几位1、2、3,向下取-1、-2）则计算为:土条编号土条高hi (m)孔隙水压力u土条宽bi (m)isinicositaniWisini12.8901240.071.000.0748.17562.3427.7501290.160.990.16289.661464.23311.32012150.260.970.27700.002087.01412.38012210.360.930.381059.992252.65514.09012290.480.870.551632.052562.91613.87012340.560.830.671853.062547.56711.17012420.670.740.901785.732118.1987.8702.58470.730.681.07295.66330.8693.7205.21540.810.591.38312.18334.677976.5114260.421.79图5.1R=120m滑弧表计算：（滑弧半径R=150m，取滑弧土条宽度b=15m以圆心O为点作地基垂线沿两边取土条向上几位1、2、3,向下取-1、-2）则计算为:土条编号土条高hi (m)孔隙水压力u土条宽bi (m)isinicositaniWisini13.2101560.10 0.99 0.11 100.21 767.84 28.23015110.19 0.98 0.19 468.99 1912.14 312.98015170.29 0.96 0.31 1133.37 2944.00 415.99015230.39 0.92 0.42 1865.90 3580.74 516.01015290.48 0.87 0.55 2318.06 3579.07 616.19015360.59 0.81 0.73 2842.03 3662.68 713.41015420.67 0.74 0.90 2679.80 3102.48 88.9906.44500.77 0.64 1.19 883.02 937.19 93.6705.21540.81 0.59 1.38 307.99 319.79 12599.37 20805.94 1.65图5.2R=150m弧表计算：（滑弧半径R=200m，取滑弧土条宽度b=20m以圆心O为点作地基垂线沿两边取土条向上几位1、2、3,向下取-1、-2）则计算为:土条编号土条高hi (m)孔隙水压力u土条宽bi (m)isinicositaniWisini13.8902050.09 1.00 0.09 135.00 1253.33 210.1020120.21 0.98 0.21 836.18 3137.48 313.41020180.31 0.95 0.32 1650.11 4088.53 416.46020240.41 0.91 0.45 2665.90 4980.73 516.75020300.50 0.87 0.58 3334.93 5085.99 613.44020370.60 0.80 0.75 3220.80 4155.18 77.84020450.71 0.71 1.00 2207.51 2522.28 81.4404.25530.80 0.60 1.33 97.31 104.74 14147.74 25328.24 1.79图5.3R=200m由于下游坝壳的浸润线很低，对下游坝坡稳定的影响可忽略不计，由此对选出的其中一个危险的滑坡面进行计算，算出的最小的安全系数F=1.65F=1.3，可知下游坝坡稳定满足要求。第6章 细部构造设计6.1护坡设计由于是粘土心墙堆石坝，而且堆石料场储量较多，离施工场地又近，所以上下游坝坡均采用干砌石护坡。上游护坡上做至坝顶，下做至死水位以下（加设计浪高），厚度约为0.4m，并且设置厚度约为0.2m的混凝土层；下游坝坡上做至坝顶，下做至坝脚，厚度约为0.4m，也设置厚度为0.2m的混凝土层；在马道内侧设轴向排水沟，排水沟断面采用矩形断面，断面尺寸为。6.2坝顶设计6.2.1坝顶排水坝顶为了便于排水，坝顶做成自上游倾向下游的坡，坡度为3%，将坝顶雨水排向下游坝面排水沟。6.2.2坝面排水在下游坝坡设纵横向排水沟。纵向排水沟（与坝轴线平行）设在各级马道内侧。沿坝轴线每隔200m设置1条横向排水沟（顺坡布置，垂直于坝轴线），横向排水沟自坝顶直至坝趾排水沟。纵横向排水沟互相连通，横向排水沟之间的纵向排水沟应从中间向两端倾斜，坡度取0.2%，以便将雨水排向横向排水沟。坝体与岸坡连接处应设置排水沟，以排除岸坡上游下来的雨水。由于缺乏暴雨资料，所以无法用计算的方法确定断面尺寸，根据以往已建工程的经验，排水沟宽度及深度一般采用2040cm。本设计取30cm。排水沟通常采用浆砌石或混凝土预制块。综合考虑选用浆砌石块石。6.2.3坝顶盖面以防止防渗体粘土心墙干裂、冻结和雨水冲蚀，在粘土心墙顶部设置保护层，厚度为80cm，分为两层，上层碎石厚度为50cm，下层砂砾厚度为30cm。6.3反滤过渡层心墙的渗透计算，因为，所以基本上满足要求，不会发生渗透变形。为了使心墙不发生渗透破坏，需要设置反滤层。反滤层的颗粒级配要求：（1） 为了满足滤土要求：查粘土料颗粒级配曲线（图1）得5mm粒径有75%，0.075mm粒径有38%，所以。故有。（2） 为了满足排水要求： 因为，故。 综上所述，厚度。心墙的上游坡和下游坡均按上述规定设置对称的反滤层。因为心墙的渗透变形