坝体稳定计算书

1 坝顶高程及护坡计算

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）,坝顶高程等于水库静

水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。

计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平

均年最大风速的倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s 计算。主坝风区长度为886m西营副坝风区长度为200m马尾副坝风区长度为330m

采用公式法进行计算。

坝顶超高计算

根据《碾压式土石坝设计规范》SL274— 2001，坝顶在水库静水位的超

高应按下式计算：

y=R+e+A 式中：R――最大波浪在坝坡上的爬高（m；

e —最大风壅水面高度（m ；

A安全超高（m,对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m,校

核工况时A=0.4m；

加固前坝顶超高的计算

1.2.1计算参数

各大坝计算采用的参数见表121.1 —2。

表 121.1

主坝加固前波浪护坡计算参数表

1.2.2加固前坝顶高程复核

各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1〜2

从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高

程取17.39m,小于现状防浪墙顶高程~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的

西营副坝加固前波浪护坡计算参数表

主坝加固前坝顶高程计算成果表

表 121.2

要求。

从表1.2.2.2 可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝

顶高程取17.125m,西营副坝现状坝顶高程~17.75m,无防浪墙，现有坝顶高 程不完全满

足现行规范要求。

马尾副坝，实际上是一个浆砌石防洪墙，墙后有约 ~3.0m 宽的土坝，浆

砌石防洪墙顶高程为16.50 m ，小于校核洪水位，所以现有坝顶高程不满足现 行规范要求。

加固后波浪护坡的计算

1.3.1计算参数

各大坝上游护坡加固后计算参数见表

1.3.1.1 ~ 3。

西营副坝加固前坝顶高程计算成果表

表 122.2

表

主坝加固后波浪护坡计算参数表

1.3.2加固后坝顶高程复核

各坝坝顶高程计算成果见表1.3.2.1〜3

从表1.3.2.1可以看出，设计工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高

马尾副坝加固前波浪护坡计算参数表

主坝加固后坝顶高程计算成果表

表 121.3

表 1.3.2.1

程取17.70m,小于加固后防浪墙顶高程17.80m,满足现行规范的要求。

高程取17.121m ，小于加固后坝顶高程17.20m,满足现行规范的要求。

表1.3.2.3

马尾副坝加固后坝顶高程计算成果表

从表1.3.2.3 可以看出，校核工况下二副坝坝顶高程最大，所以坝顶

高程取17.226m ,小于加固后坝顶高程17.30m,满足现行规范的要求。

1.3.3护坡计算

西坑水库各大坝均采用砼护坡加固，面板厚度 t 按下式计算:

7m 2

1

w

m

式中n ――系数，对整体式大块面板取，对装配式护面板取; h p ――累积频率为1%勺波高，m b ――沿坝坡向板长，m

西营副坝加固后坝顶高程计算成果表

表 1.322

从表1.3.2.2 可以看出，校核工况下一副坝坝顶高程最大，所以坝顶

t 0.07 h p 详

p c -- 板的密度，t/m 3

,

L m 平均波长。

根据新疆水利水电程序集中《波浪护坡计算程序 —5》的计算结果，各 坝砼护坡面

板厚度见下表:

2.坝坡渗流及稳定分析

计算原理和方法

根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274— 2001)，坝体抗滑稳定复核采用 简化毕肖普法。稳定渗流期应用有效应力法计算，施工期和库水位降落期应 同时用有效应力法和总应力法，以较小的安全系数为准。

简化毕肖普法计算公式为：

W V sec ubsec tg / c /bsec 1/1 tan tan /

/ K

W V sin M c /R

式中：W-―土条重量;

V――垂直地震惯性力(向上为负，向下为正) u ――作用于土条底面的孔

隙压力；

条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角; b ――土条宽度;

土条底面的有效应力抗剪强度指标;

Mc ——水平地震惯性力对圆心的力矩; R --- 圆弧半径。

静力计算时，地震惯性力应等于零。若采用总应法，孔隙压力

u=0,其 相应

的抗剪强度指标采用总应力强度指标。坝体土条条块重量及孔隙压力的

砼护坡厚度计算成果表 表 133.1

单位：m

计算等均应按《碾压式土石坝设计规范》(SL274— 2001)附录执行。

计算工况

本次坝坡渗流及稳定分析，按以下七种工况考虑：

⑴上游为正常蓄水位13.50m和相应下游水位的上、下游坝坡；

⑵上游为设计洪水位15.23m和相应下游水位的上、下游坝坡；

⑶上游为校核洪水位16.17m和相应下游水位的上、下游坝坡；

⑷施工期完建期的上、下游坝坡。

⑸库水位从正常蓄水位13.50m降至死水位时的上游坝坡;

⑹库水位从校核洪水位16.17m降至正常蓄水位13.50m时的上游坝坡;

⑺上游为正常蓄水位13.50m遇地震时的上、下游坝坡。

其中⑴⑵两种工况属于正常运用条件，⑶⑷⑸⑹四种工况属于非常运用条件I ，⑺工况属于非常运用条件II 。

计算断面选择和计算参数选取

本次设计根据坝体高度、长度、地质条件的不同，主坝选择了两个计算断面，两个副坝各选择了一个计算断面，总 4 个断面进行渗流和抗滑稳定计算复核。各土层地质参取均采用地质报告成果，详见表 2.4.2.1

计算结果及分析

2.4.1渗流计算

渗流计算采用河海大学工程力学研究所编写的“水工结构有限元分析系统

Autobank (网络版) ”进行，计算方法采用有限元法。主坝渗流出逸坡降、渗流量计算成果见表：