枫珠湖主坝施工图设计计算书

1 计算说明

本计算说明书为**县***水库除险加固工程施工图设计阶段主坝设计计算说明书。本次计算的目的为验算设计对主坝所采用的各项加固处理措施的合理性。本次主坝施工图设计计算主要内容有：主坝渗流稳定计算，主坝坝坡稳定计算，坝顶高程复核及上游砼预制块护坡厚度计算。本次施工图设计主坝渗流计算采用理正岩土计算软件（5.21版）的渗流分析计算软件，该软件可采用有限元法求解出主坝渗流场渗流水头并计算出主坝渗漏流量。坝坡抗滑稳定计算采用理正岩土计算软件（5.21版）的边坡稳定分析软件，该软件可采用计及条块间作用力的简化毕肖普法进行边坡稳定计算，符合《碾压土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。

2 基本资料

2.1 工程概况

***水库位于鄱阳湖东岸，所在水系为信江下游西大河的枫珠支流，坝址座落在**县三塘乡枫珠村，地理座标为东经116º30′05″，北纬28º39′16″，距县城约40Km。水库坝址以上集雨面积为7.0Km2，正常蓄水位19.12m(黄海高程系统，下同)，设计洪水位（P＝5％）19.78m，校核洪水位（P＝1％）19.98m，总库容1210万m3。水库设计灌溉面积1.5万亩，实际灌溉面积0.8万亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、蓄涝、养殖等综合效益的中型水库。

水库于1960年11月动工兴建，1961年开始受益，至1962年初步完工，以后在1965～1980年间由当地政府组织劳力先后六次对水库进行续建配套，至1980年达到现状工程规模。枢纽主要建筑物由主坝、副坝、溢洪道、灌溉涵管、灌溉放空涵管和提水泵站组成。

主坝为均质土坝，实测坝顶高程20.8～21.2m，最大坝高7m；坝顶宽6～6.6m，坝顶长760m。上游坝坡为堆块石护坡，坡比为1:2.0～1:2.9。下游坝坡为草皮护坡，设一条马道，马道高程18.8～19.4m，宽1.7～2.2m，马道以上坡比为1:1.64～1:2.58，马道以下坡比为1:1.73～1:2.58。

副坝位于主坝右端山凹处，距主坝约110m，为均质土坝，实测坝顶高程19.5～20.5m，最大坝高3.8m；坝顶宽6.0～6.6m，坝顶长180m。上游坝坡坡比为1:1.37～1:2.68，下游坝坡坡比为1:2.54～1:3.11。提水泵站建在***水库副坝中部地段，电排站治涝标准采用10年一遇三日暴雨末排至作物耐淹水深，装机容量为3×155kw，设计排涝流量为4.275m3/s，该电排站将腾溪垸的内涝水排往水库，利用***水库蓄涝。

溢洪道位于主坝左端坝头处。进口泄洪涵闸为城门洞形，共2孔，总长12.5m，闸底高程16.12m；涵洞单孔宽2.2m，边墙高1.1m，拱矢1.1m，除顶拱及底板为砼外其余均为浆砌石；闸门为平面木闸门，配备5T手动螺杆式启闭机2台。涵洞后接314m长的梯形断面泄槽，泄槽沿坝左山坡布置，实测渠底高程15.94～15.55m，

底宽3.1～6.8m，两侧边坡1：0.2～1：1.8，整个泄槽土体裸露，未作衬护。泄槽末端为1988年兴建的钢筋砼箱型结构防洪涵闸，闸底高程15.93m，箱涵设于腾溪堤中，过流断面为2.1m×2.3m×2孔，长34m，箱涵在外河侧设置两扇平面钢筋砼闸门，配备手动螺杆式10T启闭机2台。

灌溉涵管位于主坝左端，泄洪涵闸右侧。涵管断面为城门洞形，底宽0.8m，侧墙高0.8m，矢高0.4m，涵管底板及拱圈为砼，边墙为浆砌红条石，涵身长56m，进口底高程15.34m，出口底高程15.23m，坡度为0.002。进口安装平面木闸门，配备2.5T手动螺杆式启闭机1台。灌溉涵管控灌面积0.9万亩。

灌溉放空涵管建在距副坝右端约988m处的岭前村，为预制砼圆管，内径0.8m，涵身长30m，管壁厚度为0.1m，进口设一扇平面木闸门，配备2.5T手动螺杆式启闭机1台，闸底高程14.15m。闸前接长约160m，宽约2m的进水渠。灌溉放空涵管控灌面积0.6万亩。

***水库地理位置重要，下游有三塘乡6个村委会25000人，15000亩农田和信瑞联圩，水库一旦失事，后果严重。

2.2 设计基本资料

2.2.1 主坝级别及其设计标准

***水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用效益的中型水利工程，水库总库容1210万m3，灌溉面积1.5万亩，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的规定，本工程属III等工程。***水库的主要永久建筑物主坝、副坝、溢洪道、灌溉涵、灌溉兼放空涵均为3级建筑物。主坝设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。本次加固初设阶段审批确定的与主坝设计有关的几个特征水位为：水库正常蓄水位19.12m；水库设计洪水位19.78m；水库校核洪水位19.98m；水库死水位15.34m。根据主坝级别及规范要求，主坝坝坡抗滑稳定安全系数采用简化毕肖普法时：正常工作工况K≥1.30；非常工作工况K ≥1.20。

2.2.2 设计采用的技术规范和文件

本次主坝除险加固初步设计计算采用的主要技术规范和文件资料：

1.《防洪标准》GB50201—94；

2.《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000；

3.《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001；

4.《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129—2001；

5.《江西省**县***水库枢纽工程工程地质勘察报告》（上饶市水电设计院，200

6.2）；

6.《**县***水库工程质量检测报告》（上饶市水利工程质量检测站2005.11）；

7.《江西省**县***水库除险加固工程初步设计报告》（上饶市水电设计院，2006.6）及其相关审批文件。

3 计算过程及结果分析与结论

3.1 主坝渗流计算

根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001的规定，土坝的渗流计算应考虑水库运行中出现的各种不利工况。***水库设计正常蓄水位19.12m，设计洪水位为19.78m，校核洪水位为19.98m。

根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001的规定结合***水库有具体情况，确定***水库主坝渗流计算的工况为：

1、上游正常蓄水位19.12m与下游相应的最低水位；

2、水库设计洪水位19.78m与下游相应的水位；

3、水库校核洪水位19.98m与下游相应的水位；

4、库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。

***水库在主坝左岸布置了一条溢洪道。通过该溢洪道，可以迅速将水库校核洪水位降落至正常蓄水位。由于泄洪较快，水库水位降落一般在1～3天内完成，造成主坝浸润线往往还来不及变化，继续维持原高水位的浸润线，此时对主坝上游坝坡稳定最为不利。考虑水库降落速度快，为工程安全计，本次复核水库水位自校核洪水位降落至正常蓄水位时上游坝坡稳定计算直接采用校核洪水位的浸润线，故不再单独计算水库水位自校核洪水位降落至正常蓄水位的非稳定渗流工况。

***水库的正常蓄水位为19.12m，死水位为15.34m，两者水位差3.78m，差距较小。为工程安全计，本次复核水库水位自正常蓄水位降落至死水位时上游坝坡稳定计算直接采用正常蓄水位的浸润线，故不再单独计算水库水位自正常蓄水位开始降落的非稳定渗流工况。

本次设计根据勘探的地基情况，选取的主坝典型断面为最大坝高的0+391断面（地勘Ⅲ-Ⅲ断面）作为主坝渗透稳定计算典型断面。断面各分区土体的渗透系数指标见表3.1—1。

主坝的渗流计算采用理正岩土计算软件（5.21版）的渗流分析计算软件，该软件基于二维稳定—非稳定渗流理论，可采用有限元法求解渗流场并计算渗漏流