【大坝加固渗流计算过程案例2400字】

32大坝加固渗流计算过程案例综述1.1防渗加固前渗流计算（1）计算方法渗流分析采用二维有限元分析法（2）计算剖面大坝渗流计算剖面选取坝高最大的剖面，计算中水库上游水位取安全鉴定复核值，下游按无水考虑，水位取下游坝基高程，根据测绘资料取为131.11m。本次计算分析，大坝的断面渗透分区是以地勘报告为基础，并结合原设计资料而确定。坝体可分为三个渗透区，坝基为三个渗透分区，分区详见图1.1。图1.1大坝渗流计算模型图其中，A为坝体心墙填土、B为上、下游坝体代料、C为下游排水体，D为强风化层、E为弱风化岩体、F为坝基覆盖层。（3）计算参数渗流稳定计算参数根据地勘室内土工试验及现场试验成果综合确定，各个材料区的渗透系数取值见表1.1。表1.1大坝渗流计算材料参数表（4）计算工况根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）规定，土坝计算应考虑水库运行中出现的不利条件，需要计算下列水位组合情况：正常运用情况正常蓄水位149.40m，相应下游无水高程为131.11m；设计洪水位151.43m，相应下游无水高程为131.11m；②非常运用情况校核洪水位152.97m，相应下游无水高程131.11m；水位降落期考虑的情况为：计算期内无降雨，水库来水量最小，隧洞闸门全开放水，水库由正常蓄水位149.40m下降至死水位140.60m，计算中考虑下游水位保持不变，为131.11m，水位降落过程见表1.2。表1.2非稳定渗流期水位降落过程（149.40m~140.60m）（5）计算成果及分析通过对砚瓦石水库大坝渗流模型计算，得出该计算断面在正常蓄水位、设计洪水位等情况下的坝体浸润线位置和最大渗透比降及单宽渗流量，主要结果见表1.3，相应的坝体浸润线及等势线图见图1.2～图1.5。表1.3大坝渗流计算成果表图1.2正常蓄水位大坝渗流场示意图图1.3设计洪水位大坝渗流场示意图图1.4校核洪水位大坝渗流场示意图图1.5水位降落（149.40m降至140.60m）大坝渗流场示意图根据心墙粘性土的颗分试验，其渗透变形类型为“流土型”，坝体心墙土层渗透变形允许水力比降为1.0；代料渗透破坏类型为“管涌型”，其允许水力比降为J允许＝0.25～0.30。大坝渗流场分析结果显示：①大坝渗流浸润线示意图显示浸润线靠近坝体上部，出溢点位置较高，不利于坝坡稳定。坝体逸出渗透比降大于允许渗透比降，存在发生渗透破坏的可能。②大坝单宽渗流量0.65～1.22m3/d.m，渗漏量较大。1.2防渗加固后渗流计算（1）计算方法渗流分析采用二维有限元分析法（2）计算剖面大坝渗流计算剖面选取坝高最大的剖面，计算中水库上游水位取调洪方案计算值，下游按无水考虑，水位取下游坝基高程，根据测绘资料取为131.11m。大坝防渗加固后，坝体可分为四个渗透区，坝基为四个渗透分区，见图1.6。图1.6大坝渗流计算模型图其中，A为坝体心墙填土、B上游坝体代料和下游坝体代料、C区为下游排水体，D为强风化层、E为弱风化岩体、F为坝基覆盖层。G为混凝土防渗墙，H为防渗帷幕。（3）计算参数渗流稳定计算参数根据地勘室内土工试验及现场试验成果综合确定，各个材料区的渗透系数取值见表1.4。表1.4大坝渗流计算材料参数表（4）计算工况根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）规定，土坝计算应考虑水库运行中出现的不利条件，需要计算下列水位组合情况：①正常运用情况正常蓄水位149.40m，相应下游无水高程131.11m；设计洪水位151.58m，相应下游无水高程131.11m；②非常运用情况校核洪水位153.18m，相应下游无水高程131.11m；水位降落期考虑的情况为：计算期内无降雨，水库来水量最小，隧洞闸门全开放水，水库由正常蓄水位149.40m下降至死水位140.60m，计算中下游水位保持不变，为131.11m，水位降落过程见表1.2。（5）计算成果及分析通过对砚瓦石水库大坝渗流模型计算，得出该计算断面在正常蓄水位、设计洪水位等情况下的坝体浸润线位置和最大渗透比降及单宽渗流量，主要结果见表1.5，相应的坝体浸润线及等势线图见图1.7～图1.10。表1.5大坝渗流计算成果表计算工况上游水位

（m）下游水位

（m）最大渗透比降下游坝坡逸出比降单宽渗流量m3/d.m心墙代料混凝土防渗墙防渗帷幕坝基正常运用正常蓄水位149.40131.110.270.1535.7312.300.570.051.03设计洪水位151.58131.110.330.1939.4213.280.620.061.32非常运用校核洪水位153.18131.110.300.2240.5313.740.650.071.59水位降落正常蓄水位149.40—死水位140.60131.110.200.1227.598.850.390.051.03图1.7正常蓄水位大坝渗流场示意图图1.8设计洪水位大坝渗流场示意图图1.9校核洪水位大坝渗流场示意图图1.10水位降落（149.40m降至140.60m）大坝渗流场示意图混凝土防渗墙允许水力坡降133。大坝渗流场分析结果显示：大坝浸润线出溢点较低，各部分渗透比降都小于允许渗透比降，单宽渗流量最大为1.59m3/d.m，渗流量较小。综上所述，大坝经防渗加固后渗透情况得到显著改善，满足要求。1.5坝坡稳定计算(1)计算工况根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）的要求，复核计算各种工况的坝坡抗滑稳定安全系数。计算工况有：正常水位、设计洪水位、水位降落和校核洪水位。各工况水位见表1.7。(2)稳定计算方法根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013），土石坝稳定分析采用计及土体条间作用力的刚体极限平衡法（简化Bishop法）。(3)稳定安全系数砚瓦石水库主要建筑物大坝、溢洪道为4级建筑物，根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）的规定，坝坡抗滑稳定最小安全系数（简化Bishop法）：正常运用条件为1.25；非常运用条件I为1.15。(4)计算剖面及参数稳定计算分析剖面取坝高最大剖面，见图1.6。坝体及坝基土层力学指标取地质勘探成果。大坝抗滑稳定计算采用的各种材料力学参数见表1.6。表1.6大坝稳定计算采用的力学指标(5)大坝计算成果及分析计算的大坝上、下游坝坡各工况最小安全系数见表1.9，滑弧位置分别见图1.11～图1.14。表1.7大坝坝坡抗滑稳定最小安全系数计算成果表计算工况上游水位（m）下游水位（m）安全系数上游坝坡下游坝坡正常正常蓄水位149.40131.11/1.712设计洪水位151.58131.11/1.644非常校核洪水位153.18131.11/1.579正常蓄水位降至死水位149.40~140.60131.111.371/计算成果显示：大坝上、下游坝坡抗滑稳定安全系数在正常运用和非常运用条件下分别大于规范规定的1.25和1.15，上、下游坝坡的抗滑稳定满足要求