三百梯水库除险加固工程设计论文 73页

.-毕业设计（论文）计算书题目市三百梯水库除险加固工程设计学院专业水利水电工程学生学号指导教师.可修编.nn.-目录目录I第1章调洪演算11.1.确定工程等、级别11.1.1.工程等、级别确定11.2.推理公式法推求设计洪水21.2.1.基本资料21.2.2.水库坝址设计洪峰流量计算21.2.3.洪水总量计算51.2.4.洪水过程线71.2.5.分期洪水91.3.水库调洪计算91.3.1.调洪演算基本原理91.3.2.水库水位~库容关系曲线101.3.3.水库水位~下泄流量关系曲线101.3.4.调洪计算成果121.3.5.调洪演算表格171.4.坝型选择17第2章坝顶高程及横剖面的确定172.1.计算原理182.2.计算过程192.2.1.正常工况192.2.2.设计工况212.3.3.校核工况232.3.4.计算结果252.3.坝体横剖面确定262.3.1.坝顶宽度262.3.2.确定坝上、下游坡26第3章渗流安全评价263.1.渗流计算应包括以下容273.2.渗流计算应包括以下水位组合情况273.3.渗流计算273.3.1.渗透系数的确定273.3.2.水库特征水位283.3.3.计算方法283.3.4.正常蓄水工况渗流分析293.3.5.设计工况渗流分析31.可修编.n.-3.3.6.校核工况渗流分析333.3.7.理正软件计算结果353.3.8.渗流变形分析46第4章大坝稳定计算464.1.计算方法474.1.1.计算原理474.1.2.计算工况484.1.3.基础资料484.1.4.安全系数494.1.5.理正软件上游坝坡计算结果494.1.6.理正软件下游坝坡计算结果534.1.7.上下游坝坡稳定计算结果56第5章溢洪道计算575.1.计算原理585.2.溢洪道泄槽水力计算585.2.1.溢洪道泄流能力计算585.2.2.溢洪道泄槽水力计算595.3.计算过程615.4.溢洪道护砌高度的确定64.可修编.n.-第1章调洪演算1.1.确定工程等、级别1.1.1.工程等、级别确定三百梯水库是一座以农业灌溉为主，兼有农村居民点供水、防洪以及养殖等综合效益的水库。坝址以上集雨面积1.56km2，水库总库容32.26万m3（复核后成果）介于10万m3和100万m3之间；设计灌溉面积914亩，有效灌面593亩，小于5000亩灌溉面积。由规DL5180-2003可知，参照表1.1、表1.2，该水库工程规模为小（二）型水利工程，工程等别为Ⅴ级，主要建筑物为5级水工建筑物，次要建筑物为5级水工建筑物。洪水标准为20年一遇设计，200年一遇校核。设计洪水频率为5%，校核洪水的频率为0.5%。表1.1水利水电工程分等指标工程级别工程规模水库总库容（108m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kW)Ⅰ大（1）型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大（2）型10～1.0重要～～～重要～Ⅲ中等1.0～0.1中等～～～中等～Ⅳ小（1）型0.1～0.01一般～～～一般～Ⅴ小（2）型0.01～0.001　＜5＜3＜0.5　＜1.可修编.n.-表1.2永久性水工建筑物的级别工程级别永久性建筑物级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ551.2.推理公式法推求设计洪水1.2.1.基本资料表1.3流域特征值计算成果断面流域面积F(km2)河道长度L(km)河道比降J(‰)坝轴线1.562.2024.551.2.2.水库坝址设计洪峰流量计算由《省中小流域暴雨洪水计算手册》进行计算。流域特征值系数，带入数值计算得，汇流系数计算，带入数值计算得，表1.4水库流域暴雨参数表利用资料时段（小时）均值（mm）CVCSkp(0.5%)kp(5%)查手册1/615.100.351.232.291.67140.000.411.442.581.80672.000.451.582.791.882498.000.491.723.001.97璧山县气象台1/615.000.351.232.291.67140.100.431.512.681.84675.500.461.612.841.90.可修编.n.-2499.100.431.512.681.67按照《省中小流域暴雨洪水计算手册》中的公式分别计算在各时段的暴雨，计算结果如下：表1.5暴雨计算表时段（小时）P=5%P=0.5%H(mm)1/625.2234.581.0072.00103.206.00135.36200.8824.00193.00294.001/625.0534.351.0073.78107.476.00143.45214.4224.00165.50265.59按照《省中小流域暴雨洪水计算手册》进行试算确定暴雨雨力S及指数n，计算如下：（1.1）（1.2）（1.3）（1.4）（1.5）（1.6）（1）假定从n1开始试算，计算可得：当P=5%时，计算如下：.可修编.n.-（1.7）（1.8）（1.9）（1.10）当部分汇流条件下，τ>τ0（1.11）由推理公式算得最大流量Q：（1.12）按照上面（1）的步骤依次试算次得出最大流量如下：由此可得当P=5%时最大流量为按照《省中小流域暴雨洪水计算手册》进行试算确定暴雨雨力S及指数n，计算如下：（1.13）（1.14）（1.15）（1.16）（1.17）.可修编.n.-（1.18）（1）假定从n1开始试算，计算可得：当P=0.5%时，计算如下：（1.19）（1.20）（1.21）（1.22）当部分汇流条件下，τ>τ0（1.23）由推理公式算得最大流量Q：（1.24）按照上面（1）的步骤依次试算次得出最大流量如下：由此可得当P=0.5%时最大流量为1.2.3.洪水总量计算以单峰洪水为设计依据，由《手册》得单峰洪水历时T计算公式为：（1.25）故暴雨参数n3的计算公式为：当P=5%时，计算如下：（1.26）.可修编.n.-当P=0.5%时，计算如下：（1.27）暴雨参数Sp的计算公式为：当P=5%时，计算如下：（1.28）当P=0.5%时，计算如下：（1.29）因为T=14.31<24小时，故设计暴雨量计算公式：（1.30）当P=0.5%时，计算如下：（1.31）根据《手册》“附表3-1省小流域暴雨径流关系综合成果表”本片区值选用径流系数α：α=0.85(P=5%)、α=0.89(P=0.5%)从而得设计洪水总量公式为：当P=5%时，计算如下：（1.32）当P=0.5%时，计算如下：（1.33）同理可按照璧山县气象站参数计算，其计算成果如下：表1.6洪水计算成果表（推理公式法)资料及项目频率P(％)查《手册》参数计算结果璧山县气象站参数计算结果洪峰流量Qp（m3/s）洪水总量W(万m3)洪峰流量Qp（m3/s）洪水总量W(万m3).可修编.n.-5.024.1422.4322.2820.750.539.8235.3534.7531.10从上表分析比较，查《手册》暴雨资料推求的洪水较大，璧山气象站暴雨资料推求的洪峰较小，当P=0.5%时，查《手册》暴雨资料推求的洪峰流量比壁山气象站暴雨资料推求的洪峰流量大。查《手册》暴雨资料是通过分区综合的，是经省专门审查和长江忇作片审查验收，并由水电部批示：“在无实测流量资料系列的地区，可作为今后中小型水库进行安全复核，及新工程设计计算的依据”。为了保证本水库工程的防洪安全，应选取较大值，故采用查《手册》暴雨资料推求的洪水成果。即P=0.5%时洪峰流量为39.82m3/s，P=5.0%时洪峰流量为24.14m3/s。1.2.4.洪水过程线根据上述推求的设计洪峰流量Qp及设计洪水总量Wp，计算设计洪水过程概化矩形历时Tp计算公式为(P=5%):（1.34）由（1.35）（1.36）计算出Qt'和t，再加入基流量（1.37）即得设计洪水流量过程线Qt~t。同理当p=0.5%时：（1.38）由（1.39）.可修编.n.-（1.40）计算出Qt'和t，再加入基流量（1.41）即得设计洪水流量过程线Qt~t。表1.7单峰洪水过程线P=5%单峰洪水过程线p=0.5%单峰洪水过程线xtyQ0QtxtyQ0Qt00.00000.0480.0480000.0480.0480.110.2840.050.0481.2550.110.2720.050.0482.0390.150.3870.10.0482.4620.150.3710.10.0484.0300.20.5160.20.0484.8760.20.4940.20.0488.0120.2450.6320.40.0489.7040.2450.6050.40.04815.9760.3150.8130.60.04814.5320.3150.7780.60.04823.9400.41.0320.80.04819.3600.40.9880.80.04831.9040.4951.2770.950.04822.9810.4951.2230.950.04837.8770.61.54810.04824.1880.61.48210.04839.8680.71.8060.950.04822.9810.71.7290.950.04837.8770.8152.1030.80.04819.3600.8152.0130.80.04831.9040.9852.5410.60.04814.5320.9852.4330.60.04823.9401.2353.1860.40.0489.7041.2353.0500.40.04815.9761.644.2310.20.0484.8761.644.0510.20.0488.0122.15.4180.10.0482.4622.15.1870.10.0484.0302.586.6560.050.0481.2552.586.3730.050.0482.0393.859.93300.0480.0483.859.51000.0480.048.可修编.n.-图1.1流量洪水过程线1.2.5.分期洪水根据本工程流域周边水文测站分布情况分析，距本工程流域较近、面积相差不大、气候等因素较接近的是双石水文站，故选择双石水文站为设计参证站。主汛期洪水直接采用全年设计洪水成果，汛前、汛后过渡期和枯水期，根据双石水文站实测流量资料，按年最大值不跨期独立选样法，得到各分期时段洪峰流量系列，经频率分析计算，得双石水文站各分期设计洪水，然后按水文比拟法换算到三百梯坝址，面积比指数汛前、汛后期取0.67次方，枯水期取1，三百梯坝址各分期设计洪水成果见表1.8。表1.8三百梯坝址各分期设计洪水成果分期P(%)2%5%10%20%4月3.32.31.50.910月5.23.32.11.111-3月2.51.71.20.711-4月3.42.51.81.21.3.水库调洪计算1.3.1.调洪演算基本原理水库调洪计算采用水量平衡方程式，即：.可修编.n.-（1.42）式中，Q1、Q2分别为计算时段初、末的入库流量(m3/s)；为计算时段中的平均入库流量(m3/s)，等于(Q1+Q2)/2；q1、q2分别为计算时段初、末的下泄流量(m3/s)；为计算时段的平均下泄流量(m3/s)，等于(q1+q2)/2；V1、V2分别为计算时段初、末水库的蓄水量(m3/s)；为V1和V2之差(m3)；为计算时段(s)。1.3.2.水库水位~库容关系曲线由已知条件可得：表1.9水库水位～库容关系曲线成果项目单位成果水位M334335336337338339面积万m22.332.683.063.493.844.14库容万m37.7710.2813.1516.4220.0924.08项目单位成果水位M340341342343344345面积万m24.515.135.666.246.757.33库容万m328.4033.2238.6244.5751.0658.10图1.2水库水位~库容关系曲线.可修编.n.-1.3.3.水库水位~下泄流量关系曲线由已知条件可知，溢洪道堰型为：为正堰开敞式溢流，堰顶厚1.7m，泄流宽度6.0m，堰高1.10m。流量系数m按照《水力计算手册》第二版中实用堰流量取值，m＝0.38。泄流量按堰式流公计算：式中：b——泄流宽度，m；——堰上水头，m；——淹没系数，自由出流取1由以上公式计算出泄流曲线见表1.10。表1.10泄流曲线表水位（m)堰上水头（m）下泄流量（m3/s)338.7100.000338.910.20.903339.110.42.555339.310.64.694339.510.87.226339.71110.099339.911.213.276340.111.416.729340.311.620.439340.511.824.389340.71228.565340.912.232.955340.112.437.549340.312.642.339.可修编.n.-图1.3水库水位~下泄流量关系曲线1.3.4.调洪计算成果由“表1-5”可得设计与校核各时段洪水流量与时间的对应关系，填入“表1-9”中第（1）、（2）栏中；平均入库流量等于两相邻时间段入库总流量的一半，填入第（3）栏中；第（4）栏中的水位为试算水位，自己假设可得；堰上水头等于试算水位与堰顶高程之差，填入第（5）栏中，由已知条件可得，流量系数m=0.38;下泄流量由计算可得，结果分别填入第（6）、（7）栏中；时段平均下泄流量等于相邻两时段下泄流量与坝顶泄流三者总和的一半，填入第（8）栏中；时段库水量变化等于入库流量与时段平均下泄流量之差乘以该时间段，填入第（9）栏中；水库存水量等于前一时段水库水量与库水量变化之和，填入第（10）栏中；对应的水库水位可由该时段水库的库容查水库水位~库容关系曲线插得，填入第（11）中；将计算所得的水库水位与假设的试算水库水位相比较，二者之差填入第（12）栏中；当二者相差较小时，试算结束，否则便一直重复上述试算过程，直到二者相差较小时为止。取其中最大的水库水位，即为所求的设计或校核洪水位。最大洪水位对应的下泄流量(薄壁堰泄流和坝顶泄流之后)即为所求的设计或校核洪水下泄流量。调洪演算计算数据如下表(P=5%):.可修编.n.-表1.11调洪演算计算数据（P=5%）（1）时间t(h)（2）入库洪水流量(m3/s)（3）时段平均入库流量(m3/s)（4）水位（m）（5）堰上水头（m)（6）流量系数0.000.048338.7100.380.281.2551.859338.810.10.380.392.4623.669338.910.20.380.524.8767.290339.160.450.380.639.70412.118339.360.650.380.8114.53216.946339.560.850.381.0319.3621.171339.761.050.381.2822.98123.585339.961.250.381.5524.18823.585340.061.350.381.8122.98121.171340.161.450.382.1019.3616.946340.171.460.382.5414.53212.118339.891.180.383.199.7047.290339.761.050.384.234.8763.669339.520.810.385.422.4621.859339.330.620.386.661.2550.652339.120.410.389.930.0480.024338.910.20.38（7）下泄流量（m3/s)（8）时段平均下泄流量Q(m3/s)（9）时段库水量变化(m3)（10）水库存水量（m3)（11）水库库水位（m)（12）差值0.000229229338.7100.3190.1601737230966338.820.010.9030.6111134232100338.9103.0491.9762468234568339.1605.2924.1713319237886339.35-0.017.9146.6036739244626339.56010.8669.3909288253913339.75-0.0114.11412.4909785263699339.950.0115.84114.9788397272096339.05-0.01.可修编.n.-17.63316.7374118291689340.16017.81617.725-833290856340.180.0112.94515.381-5145285712339.88-0.0110.86611.906-10717274995339.770.017.3629.114-20484254510339.51-0.014.9306.146-18322236188339.340.012.6513.791-13991222196339.1200.9031.777-20684201512338.910图1.4流量~时间关系曲线(P=5%)图1.5水位~时间关系曲线.可修编.n.-表1.12调洪演算计算数据（P=0.5%）（1）时间t(h)（2）入库洪水流量(m3/s)（3）时段平均入库流量(m3/s)（4）水位（m）（5）堰上水头（m)（6）流量系数00.048338.7100.380.2722.0391.044338.910.20.380.3714.033.035339.110.40.380.4948.0126.021339.370.660.380.60515.97611.994339.570.860.380.77823.9419.958339.771.060.380.98831.90427.922339.971.260.381.22337.87734.891340.171.460.381.48239.86838.873340.371.660.381.72937.87738.873340.571.860.382.01331.90434.891340.772.060.382.43323.9427.922340.782.070.383.0515.97619.958340.281.570.384.0518.01211.994339.821.110.385.1874.036.021339.520.810.386.3732.0393.035338.940.230.389.510.0481.044338.720.010.38（7）下泄流量（m3/s)（8）时段平均下泄流量Q(m3/s)（9）时段库水量变化(m3)（10）水库存水量（m3)（11）水库库水位（m)（12）差值0.000245959338.7100.9030.452580246539338.9102.5551.729465247004339.1105.4153.985902247905339.3708.0546.7352102250007339.57011.0229.5386490256497339.780.0114.28412.65311544268040339.97017.81616.05015939283979340.170.可修编.n.-21.60019.70817869301849340.36-0.0125.61823.60913572315421340.57029.86027.7397312322732340.77030.07729.968-3094319638340.78019.86724.972-11137308501340.290.0111.81015.839-13855294646339.8207.3629.586-14581280065339.5201.1144.238-5139274926338.9400.0100.5625437280363338.730.01图1.6流量~时间关系曲线(P=0.5%)图1.7水位-时间关系曲线（P=0.5%）.可修编.n.-表1.13水调节计算成果计算工况频率P(%)最高库水位(m)最大库容(万m3)最大下泄流量(m3/s)设计5340.1629.1717.63校核0.5340.7732.2729.861.3.5.调洪演算表格表1.14主要工程特性表指标名称单位特性数值备注洪水多年平均径流深mm－集雨面积Km21.56河道长度Km2.20河道比降‰24.55设计洪峰流量m3/s24.14P=5%校核洪峰流量m3/s39.82P=0.5%特征水位及库容设计洪水位m340.16校核洪水位m340.77正常蓄水位m338.71死水位m329.50总库容万m332.26正常库容万m324.61.4.坝型选择三百梯水库大坝为砂壤壤土均质坝.可修编.n.-第2章坝顶高程及横剖面的确定2.1.计算原理由主要工程特性表1.3可知，该水库设计洪水位为340.17m，校核洪水位为340.77m。根据《碾压式土石坝设计规》SL274-2001，坝顶在静水位以上的超高按以下公式计算：（2.1）式中：—坝顶超高，m；—最大波浪在坝坡上的爬高，m；—最大风雍水面高度，m；—安全加高，m，按表2.1确定为0.50m。非常运行条件（a）适用于山区、丘陵区；非常运行条件（b）适用于平原区、滨海区。表2.1安全加高A值单位(m)坝的级别1234、5设计（正常运行）1.501.000.700.50校核非常运行条件（a）0.700.500.400.30非常运行条件（b）1.000.700.500.30由《碾压式土石坝设计规》可得：（2.2）—设计风速，m/s；采用多年平均年最大风速12m/s。—风区长度，m，取0.3km；—综合摩阻系数，取3.6×10-6；—计算风向与坝轴线法线的夹角，取0°；—水库水域的平均水深，m对于陆峡谷水库，当、时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式，按以下两式计算：.可修编.n.-（2.3）（2.4）式中—当时，为累积频率5％的波高，m；当时，为累计频率10％的波高，m。平均波浪爬高计算公式如下：m取2.7。（2.5）式中—平均波浪爬高，m；—单坡的坡度系数；—斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型确定，工程采用混凝土板，查规表A.1.12-1，取=0.90；—经验系数，由,查规表A.1.12-2确定的数值；2.2.计算过程2.2.1.正常工况正常蓄水位338.71m。根据《碾压式土石坝设计规》SL274-2001，坝顶在静水位以上的超高按以下公式计算：（2.6）式中：—坝顶超高，m；—最大波浪在坝坡上的爬高，m；—最大风雍水面高度，m；—安全加高，m，按表2.1确定为0.50m。非常运行条件（a）适用于山区、丘陵区；非常运行条件（b）适用于平原区、滨海区。表2.2安全加高A值单位(m).可修编.n.-坝的级别1234、5设计（正常运行）1.501.000.700.50校核非常运行条件（a）0.700.500.400.30非常运行条件（b）1.000.700.500.30（2.7）—设计风速，m/s；采用多年平均年最大风速。—风区长度，m，取0.3km；—综合摩阻系数，取3.6×10-6；—计算风向与坝轴线法线的夹角，取0°；—水库水域的平均水深，m,为m(m)对于陆峡谷水库，当、时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式，按以下两式计算：（2.8）（2.9）式中—当时，为累积频率5％的波高，m；当时，为累计频率10％的波高，m。平均波浪爬高计算公式如下：由于马道上下段坡度不一样，需要折算：（2.10）式中—平均波浪爬高，m；—单坡的坡度系数；—斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型确定，工程采用混凝土板护坡，查规表A.1.12-1，取=0.90；.可修编.n.-—经验系数，由,查规表A.1.12-2,取；从而h为累积频率的波高。(m)，查规表A.1.8查得值为1.95，则得平均波高。从而可得：(m)(m)由规：设计波浪爬高值应根据工程等级确定1级，2级，3级坝采用累积频率为1%的爬高值，4,级，5级坝采用累积频率为5%的爬高值。，查规表A.1.13得，。(m)(m)(m)2.2.2.设计工况设计洪水位340.16m。根据《碾压式土石坝设计规》SL274-2001，坝顶在静水位以上的超高按以下公式计算：（2.11）式中：—坝顶超高，m；—最大波浪在坝坡上的爬高，m；.可修编.n.-—最大风雍水面高度，m；—安全加高，m，按表2.1确定为0.50m。由规可得：（2.12）—设计风速，m/s；采用多年平均年最大风速12m/s。—风区长度，m，取0.3km；—综合摩阻系数，取3.6×10-6；—计算风向与坝轴线法线的夹角，取0°；—水库水域的平均水深，m,为m(m)对于陆峡谷水库，当、时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式，按以下两式计算：（2.13）（2.14）式中—当时，为累积频率5％的波高，m；当时，为累计频率10％的波高，m。平均波浪爬高计算公式如下：m取2.7。（2.15）式中—平均波浪爬高，m；—单坡的坡度系数；—斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型确定，工程采用混凝土板护坡，查规表A.1.12-1，取=0.90；—经验系数，由,查规表A.1.12-2,取；.可修编.n.-从而h为累积频率的波高。(m)，查规表A.1.8查得值为1.95，则得平均波高。从而可得：(m)(m)由规：设计波浪爬高值应根据工程等级确定1级，2级，3级坝采用累积频率为1%的爬高值，4,级，5级坝采用累积频率为5%的爬高值。，查规表A.1.13得，。(m)(m)(m)2.3.3.校核工况校核洪水位340.77m。根据《碾压式土石坝设计规》SL274-2001，坝顶在水库静水位以上的超高按以下公式计算：（2.16）式中：　y—坝顶超高，m；R—最大波浪在坝坡上的爬高，m；—最大风雍水面高度，m；—安全加高，m，按上表1确定为0.3m。由规可得：.可修编.n.-（2.17）—设计风速，m/s；取12m/s；—风区长度，m，取m；—综合摩阻系数，取3.6×10-6；—计算风向与坝轴线法线的夹角，取0°；—水库水域的平均水深，m，为m。(m)对于陆峡谷水库，当、时，波浪的波高和平均波长可采用官厅水库公式，按以下两式计算（2.18）（2.19）式中—当时，为累积频率5％的波高，m；当时，为累计频率10％的波高，m。平均波浪爬高计算公式如下：m取2.7；（2.20）式中—平均波浪爬高，m；—单坡的坡度系数；—斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型确定，工程采用混凝土板，查规表A.1.12-1，取=0.90；—经验系数，由,查规表A.1.12-2,取；∈20～250，从而h为累积频率5％的波高。.可修编.n.-(m)，查规表A.1.8查得值为1.95，则得平均波高。从而可得：(m)(m)由规：设计波浪爬高值应根据工程等级确定1级，2级，3级坝采用累积频率为1%的爬高值，4级，5级坝采用累积频率为5%的爬高值。，查规表A.1.13得，。(m)(m)(m)2.3.4.计算结果根据SL-2001《碾压土石坝设计规》5.3.3坝顶高程由下面几个方面来确定：正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高：m，取；设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高：m，取m；校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高：m，取m；坝顶高程计算成果如下表：表2.3坝顶高程计算成果表工况风速风壅高度安全加高波浪爬高超高水库水位坝高m/sMmmmmm正常120.001370.50.3810.882338.71339.59设计120.001220.50.3810.882340.16341.05校核120.001160.30.3810.682340.77341.46由表2最终确定大坝坝顶高程为341.46m。.可修编.n.-经计算，取正常工况和设计工况和校核工况下的较大值作为坝顶高程的计算成果，即设计坝顶高程为341.46m，目前现有大坝坝顶高程为341.56m，现状大坝坝顶高程比设计坝顶高程高0.1m,本次整治工程不需降低坝顶高程，维持原坝顶高程341.56m。2.3.坝体横剖面确定2.3.1.坝顶宽度按《碾压土石坝设计规》SL247-2001规定,坝顶宽度取决于构造；有无交通要求和人防条件，同时考虑防汛抢险、抗震、人防等需要。如无特殊要求，高坝(坝高大于70m)的坝顶宽度可选用10m-15m，中、低坝可选用5m-10m。该坝最大坝高为14.42m，坝顶宽度采用5m。坝顶硬化基层为100mm厚C10砼垫层，表层为200mm厚C25砼。2.3.2.确定坝上、下游坡拟定坝坡的基本原则是：在满足坝坡稳定性的同时，使坝坡尽可能陡，以减少工程量和工程投资；当上游库水位迅速降落时，上游石渣坝壳将产生对边坡不利的渗透力，所以在其他条件相同的情况下，上游坝坡通常要缓于下游坝坡0.20～0.50。土石坝的坝坡取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基条件、施工方法及坝型等因素，一般参照已建成类似工程经验拟定坝坡，再经过计算分析逐步修改确定。在满足稳定要求的前提下，应尽可能使坝坡陡些，以减少坝体工程量。上游坝坡上段坡比1：2.2，下段坡比1：3.5，变坡处高程为336.84m；下游坝坡上段坡比1：2.18，下段坡比1：2.74，变坡处高程为335.38m。按《碾压土石坝设计规》SL247-2001规定，马道宽度按照用途确定，一般不小于1.5m。因此在下游变坡处设1.5m宽的马道。.可修编.n.-第3章渗流安全评价3.1.渗流计算应包括以下容确定坝体浸润线及其下游出逸点的位置，绘制坝体及其坝基的等势线分布图或流网图；1.确定坝体与坝基的渗流量；2.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；3.确定库水位降落时上游坝坡的浸润线位置空隙压力；4.确定坝肩的的等势线、渗流量和渗透比降。3.2.渗流计算应包括以下水位组合情况1.上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；2.上游设计水位与下游相应的水位；3.上游校核水位与下游相应的水位；3.3.渗流计算3.3.1.渗透系数的确定结合《壁山县三百梯水库土工物理力学试验报告》及土工试验规程，根据现场勘探取芯情况，提出本工程坝体和坝基渗透系数建议值，见表3.1。表3.1三百梯水库坝体土（岩）材料渗透系数建议值部位小值（cm/s）大值（cm/s）坝体砂质粘土5.6×10-53.6×10-4坝基泥岩13.9(Lu)62.2（Lu）其渗流稳定分析计算得渗透系数分别都取坝体砂质粘土和坝基泥岩的平均值。其坝体土渗透系数和坝基泥岩渗透系数计算如下：坝体.可修编.n.-（3.1）坝基（3.2）3.3.2.水库特征水位表3.2主要主要特征水位列表正常蓄水位(m)338.71设计洪水位(m)340.16校核洪水位(m)340.77坝顶高程（m）341.56坝底高程（m）327.143.3.3.计算方法采用水力学方法进行渗流分析计算根据大坝轴线工程地质剖面图可知透水坝基的深度为.可修编.n.-，根据《水力学》第五版P223可知，当土石坝位于透水地基上，若坝基与坝体的渗流系数不同，可按照下式换算为相同渗透系数的土层，然后进行渗流分析：所以换算后等效透水地基厚度为：（3.3）由于大坝上游和下游坝坡上段和下段坡率均不相同，按照《碾压式土石坝设计规》对坝坡坡率按照下式进行换算：（3.4）上游坝坡坡率：（3.5）下游坝坡坡率：（3.6）3.3.4.正常蓄水工况渗流分析表3.3主要参数表格.可修编.n.-等效地基厚度Td18.48H130.05B12.02m12.70m22.43h111.57h20.00主要参数计算如下：下游无水表3.4正常工况逸出高度试算表正常工况试算逸出高度计算LX计算H2计算D计算A计算逸出高度误差2.642.917621.084.174154859-7.203381272.5542750621.7586514492.543.160620.984.193884264-7.1211795912.576861089-3.074443572.443.403620.884.213260236-7.0394073322.599387775-8.3078239382.343.646620.784.232287404-6.958058872.621857638-13.993810342.243.889620.684.250970316-6.8771286792.644273218-20.19423722.5942.941921.074.176143838-7.1951416162.5565364071.2920306242.5842.966221.064.17812924-7.1869063072.5587971350.8218164582.5742.990521.054.18011107-7.1786753382.561057250.3479669082.5643.014821.044.182089333-7.1704487042.563316755-0.1295607262.5543.039121.034.184064033-7.1622263972.56557565-0.6108098142.5443.063421.024.186035176-7.1540084142.56783394-1.0958244082.56543.0026521.0454.181100647-7.174561482.5621870790.1096655462.56443.0050821.0444.181298455-7.1737388382.5624130260.0618944582.56343.0075121.0434.181496228-7.1729162392.5626389670.014086332.56243.0099421.0424.181693965-7.1720936842.562864903-0.0337588812.56143.0123721.0414.181891667-7.1712711722.563090832-0.0816412182.562943.00775321.04294.181516003-7.1728339822.5626615610.0093034782.562843.00799621.04284.181535778-7.1727517252.5626841550.004520256.可修编.n.-2.562743.00823921.04274.181555553-7.1726694682.562706749-0.0002633372.562643.00848221.04264.181575327-7.1725872122.562729342-0.005047302由试算表格可知：逸出高度为：2.5628m渗流量q计算：渗径L计算：渗流比降J计算：渗流流速V计算：浸润线方程：图3.2正常蓄水工况浸润线示意图.可修编.n.-3.3.5.设计工况渗流分析表3.5主要参数表格等效地基厚度Td18.48H131.5B12.6m12.70m22.43h113.02h20.00主要参数计算如下：下游无水：表3.6设计工况逸出高度试算表设计工况试算逸出高度计算LX计算H2计算D计算A计算逸出高度误差3.337.301621.785.189028007-6.3779235643.467372903-5.0719061593.437.058621.885.1704599-6.4587142673.440265432-1.1842774133.536.815621.985.151506812-6.5399727223.4130779412.4834873863.4936.839921.975.153419606-6.5318256313.415800382.1260636193.4836.864221.965.1553285-6.523683283.418521991.7666094873.4536.937121.935.161031833-6.4992845953.4266818830.6758874543.4436.961421.925.16292518-6.4911611333.4294002120.3081333823.4336.985721.915.164814654-6.4830423763.432117728-0.0617413393.43936.9638321.9195.163114301-6.4903490463.4296720.2712416453.43836.9662621.9185.163303384-6.4895370053.429943780.2343286843.43736.9686921.9175.163492428-6.4887250123.4302155520.197394483.43636.9711221.9165.163681434-6.4879130663.4304873160.1604390133.43536.9735521.9155.163870401-6.4871011673.4307590710.1234622663.43436.9759821.9145.164059329-6.4862893153.4310308190.086464219.可修编.n.-3.43236.9808421.9125.164437069-6.4846657513.431574290.0124041513.43136.9832721.9115.164625881-6.483854043.431846013-0.0246579073.431936.98108321.91195.164455952-6.4845845783.4316014620.0086989073.431836.98132621.91185.164474834-6.4845034063.4316286350.0049934493.431736.98156921.91175.164493717-6.4844222333.4316558070.0012877773.431636.98181221.91165.164512598-6.4843410613.43168298-0.0024181083.431536.98205521.91155.16453148-6.484259893.431710152-0.006124207由试算表格可知：逸出高度为：3.4317m渗流量q计算：渗径L计算：渗流比降J计算：渗流流速v计算：浸润线方程：图3.3设计工况浸润线示意图.可修编.n.-3.3.6.校核工况渗流分析表3.7主要参数表格等效地基厚度Td18.48H132.12B12.85m12.70m22.43h113.64h20.00主要参数计算如下：下游无水:表3.8校核工况逸出高度试算表校核工况试算逸出高度计算LX计算H2计算D计算A计算逸出高度误差3.235.870621.685.764214726-5.6208412474.093663026-27.926969583.335.627621.785.748283743-5.6984278444.064804734-23.175901043.435.384621.885.731984924-5.7764613634.035868104-18.702003053.934.169622.385.644773669-6.1735753013.8898894070.2592459813.834.412622.285.662997804-6.0932025243.919269335-3.1386667113.8934.193922.375.64661412-6.1655161083.892831796-0.0727968083.8734.242522.355.650282954-6.1494123843.898713619-0.7419539863.8634.266822.345.652111349-6.1413678393.90165306-1.0790948283.8534.291122.335.653935738-6.1333281613.904591526-1.4179617073.8434.315422.325.655756126-6.1252933443.907529019-1.7585681943.8334.339722.315.657572521-6.1172633793.910465543-2.1009280063.89734.1768922.3775.645326227-6.1711570293.8907722270.1598094123.89634.1793222.3765.645510333-6.1703510363.8910664810.1266303663.89534.1817522.3755.645694398-6.1695450933.8913607250.0934345383.89434.1841822.3745.645878423-6.1687391983.8916549590.060221913.可修编.n.-3.89334.1866122.3735.646062408-6.1679333523.8919491830.0269924793.89234.1890422.3725.646246352-6.1671275553.892243397-0.0062537773.89134.1914722.3715.646430256-6.1663218073.892537601-0.0395168693.892734.18733922.37275.646117595-6.1676916083.8920374480.0170203693.892634.18758222.37265.64613599-6.1676110273.892066870.0136959963.892534.18782522.37255.646154385-6.1675304473.8920962910.0103714543.892434.18806822.37245.646172779-6.1674498683.8921257130.0070467453.892334.18831122.37235.646191173-6.1673692893.8921551340.0037218673.892234.18855422.37225.646209566-6.167288713.8921845550.000396823.892134.18879722.37215.646227959-6.1672081323.892213976-0.002928394由试算表格可知：逸出高度为：3.8922m渗流量q计算：渗径L计算：渗流比降J计算：渗流流速v计算：浸润线方程：图3.4校核工况浸润线示意图.可修编.n.-3.3.7.理正软件计算结果(1)正常工况计算项目：渗流问题有限元分析7------------------------------------------------------------------------[计算简图]分析类型:稳定流[坡面信息]上游水位高:11.570(m)下游水位高:0.000(m)上游水位高2:-1000.000(m)下游水位高2:-1000.000(m)坡面线段数5水平投影(m)竖直投影(m)138.93414.42025.0000.000315.017-6.18041.5000.000520.024-8.240[土层信息]坡面节点数=7编号X(m)Y(m)00.0000.000-138.93414.420-243.93414.420-358.9518.240-460.4518.240-580.4750.000-631.24011.570.可修编.n.-附加节点数=5编号X(m)Y(m)1-5.0000.0002-5.000-10.00030.000-10.000485.475-10.000585.4750.000不同土性区域数=2区号土类型KxKyAlfa节点编号(m/d)(m/d)(度)1粘土0.180000.180000.000(0,-5,-4,-3,-2,-1,)2中砂0.329000.329000.000(-5,0,1,2,3,4,5,)[面边界数据]面边界数=4编号1,边界类型:已知水头节点号:0----6节点水头高度11.570---11.570(m)编号2,边界类型:可能的浸出点节点号:-2----3编号3,边界类型:可能的浸出点节点号:-3----4编号4,边界类型:可能的浸出点节点号:-4----5[点边界数据]点边界数=1编号1,边界类型:已知水头节点编号描述:-5节点水头高度0.000(m)[计算参数]剖分长度=1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化)=0.100%最大的迭代次数=30[输出容]计算流量:流量计算截面的点数=2编号X(m)Y(m)142.00020.000242.000-20.000画分析曲线:.可修编.n.-分析曲线截面始点坐标:(0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标:(30.000,0.000)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------渗流量=0.82984m3/天浸润线共分为1段第1段X(m)Y(m)31.23911.57031.24211.56832.69710.69032.79510.64633.05410.57534.26010.21535.4629.94735.7759.87335.9719.83637.0029.62037.8219.47238.3769.37239.8279.12640.3799.03540.9678.94442.1338.75843.3328.57543.6558.52443.9918.47345.3418.26846.2888.12347.3847.95648.5307.78048.9907.70949.6777.60150.4807.47651.2357.35651.8607.25752.1367.21253.4736.99453.5546.981.可修编.n.-53.7176.95354.6446.80155.2326.70156.0336.56556.5096.48357.5656.29857.6646.28058.9106.06059.9965.87160.1415.84660.5075.78161.4585.61661.5925.59461.7545.56663.0285.34163.7545.20764.4045.08765.0824.96265.3834.90566.7214.64567.0754.57767.5334.48568.1394.35968.7064.24469.0054.18169.3884.09670.0093.96370.8193.78171.8833.52871.8903.52771.9283.517(2)设计工况计算项目：渗流问题有限元分析5------------------------------------------------------------------------[计算简图].可修编.n.-分析类型:稳定流[坡面信息]上游水位高:13.020(m)下游水位高:0.000(m)上游水位高2:-1000.000(m)下游水位高2:-1000.000(m)坡面线段数5坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)138.93414.42025.0000.000315.017-6.18041.5000.000520.024-8.240[土层信息]坡面节点数=7编号X(m)Y(m)00.0000.000-138.93414.420-243.93414.420-358.9518.240-460.4518.240-580.4750.000-635.15413.020附加节点数=5编号X(m)Y(m)1-5.0000.0002-5.000-10.00030.000-10.000485.475-10.000585.4750.000.可修编.n.-不同土性区域数=2区号土类型KxKyAlfa节点编号(m/d)(m/d)(度)1粘土0.180000.180000.000(0,-5,-4,-3,-2,-1,)2中砂0.329000.329000.000(-5,0,1,2,3,4,5,)[面边界数据]面边界数=4编号1,边界类型:已知水头节点号:0----6节点水头高度13.020---13.020(m)编号2,边界类型:可能的浸出点节点号:-2----3编号3,边界类型:可能的浸出点节点号:-3----4编号4,边界类型:可能的浸出点节点号:-4----5[点边界数据]点边界数=1编号1,边界类型:已知水头节点编号描述:-5节点水头高度0.000(m)[计算参数]剖分长度=1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化)=0.100%最大的迭代次数=30[输出容]计算流量:流量计算截面的点数=2编号X(m)Y(m)142.000-15.000242.00025.000画分析曲线:分析曲线截面始点坐标:(0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标:(30.000,0.000)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------渗流量=0.94316m3/天.可修编.n.-浸润线共分为1段第1段X(m)Y(m)65.4116.19965.2156.24265.1826.24964.2386.44763.5356.58963.2446.65162.9466.71162.1196.87561.4257.00560.8817.11360.2857.21859.5147.37458.9257.49357.7077.75057.3987.82057.1647.87056.3498.03655.9528.11754.7318.35554.6358.37454.5608.38953.9058.51453.1888.65353.0328.68252.0818.86351.3758.99550.7889.10449.9969.25049.2169.39448.6819.49247.7409.66446.8829.81946.5969.87045.68010.03845.25910.11545.13010.13943.94910.357.可修编.n.-43.61410.42142.43410.64341.96210.73440.89310.95039.99311.14839.76011.20038.46611.52338.40011.53938.37011.54837.30211.83736.83312.00536.18412.24935.15413.020（3）校核工况计算项目：渗流问题有限元分析5------------------------------------------------------------------------[计算简图]分析类型:稳定流[坡面信息]上游水位高:13.640(m)下游水位高:0.000(m)上游水位高2:-1000.000(m)下游水位高2:-1000.000(m)坡面线段数5坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)138.93414.42025.0000.000315.017-6.18041.5000.000520.024-8.240.可修编.n.-[土层信息]坡面节点数=7编号X(m)Y(m)00.0000.000-138.93414.420-243.93414.420-358.9518.240-460.4518.240-580.4750.000-636.82913.640附加节点数=5编号X(m)Y(m)1-5.0000.0002-5.000-10.00030.000-10.000485.475-10.000585.4750.000不同土性区域数=2区号土类型KxKyAlfa节点编号(m/d)(m/d)(度)1粘土0.180000.180000.000(0,-5,-4,-3,-2,-1,)2中砂0.329000.329000.000(-5,0,1,2,3,4,5,)[面边界数据]面边界数=4编号1,边界类型:已知水头节点号:0----6节点水头高度13.640---13.640(m)编号2,边界类型:可能的浸出点节点号:-2----3编号3,边界类型:可能的浸出点节点号:-3----4编号4,边界类型:可能的浸出点节点号:-4----5[点边界数据]点边界数=1编号1,边界类型:已知水头节点编号描述:-5节点水头高度0.000(m)[计算参数].可修编.n.-剖分长度=1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化)=0.100%最大的迭代次数=30[输出容]计算流量:流量计算截面的点数=2编号X(m)Y(m)142.000-15.000242.00025.000画分析曲线:分析曲线截面始点坐标:(0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标:(30.000,0.000)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------渗流量=1.00556m3/天浸润线共分为1段第1段X(m)Y(m)63.0297.17962.3087.33361.4127.51661.2007.56160.3667.71959.9797.80458.9448.02958.6098.10557.7748.31357.1178.46656.7318.55156.0368.70455.3878.84254.8668.95454.4499.04253.4999.24153.1989.30352.2109.50752.0579.53851.9819.55450.7529.806.可修编.n.-49.9229.97449.33010.09549.25610.11048.98110.16547.86410.39247.48210.46946.39310.68946.07010.75545.12710.94644.39811.09843.79411.22242.70511.46042.58211.48642.25511.56541.58411.71941.28511.78840.96211.87740.13012.08439.52712.26239.11612.38038.62612.57237.44712.99136.82913.640表3.9渗流计算成果表工况试算法计算成果（单宽流量m2/d）理正软件计算成果（单宽流量m2/d）误差(%)正常蓄水位0.7520.830-0.104校核洪水位0.9280.943-0.016设计洪水位1.0151.0060.0093.3.8.渗流变形分析（3.7）（3.8）.可修编.n.-式中：—土粒比重，＝2.71；n—土的孔隙率，n＝0.428；KB—流土安全系数，此处采用1.50。经计算，大坝允许渗透比降[J]=0.98，各工况最大渗透比降为J=0.207<[J]=0.99，可知满足渗透稳定要求，不会发生流土破坏。通过以上计算结果表明，大坝渗流稳定满足规要求。.可修编.n.-第4章大坝稳定计算4.1.计算方法4.1.1.计算原理本设计稳定分析采用简单条分法——瑞典圆弧法。该法基本假定土坡失稳破坏可简化为一平面应变问题，破坏滑动面为一圆弧形面，将面上作用力相对于圆心形成的阻滑力矩与滑动力矩的比值定义为土坡的稳定安全系数。计算时将可能滑动面上的土体划分成若干铅直土条，略去土条间相互作用力的影响。图4.1瑞典圆弧法计算简图下游坝坡有渗流水存在，应计入渗流对稳定的影响。在计算土条重量时，对浸润线以下的部分取饱和容重，对浸润线以上的部分取实重（土体干重加含水重）。假设土条两侧的渗流水压力基本上平衡，则稳定安全系数的综合简化计算公式为：.可修编.n.-（4.1）其中：——土条编号；——土条重量；——作用于土条底部的孔隙水压力；——分别为土条宽度和其沿滑裂面的坡角；——有效抗剪强度指标;S——产生滑动的作用力；——抗力。表4.1坝体安全系数表坝的级别IIIIIIIV、V正常运用条件1.501.351.301.25非常运用条件I1.301.251.201.154.1.2.计算工况根据水工建筑物教材的要求，稳定渗流期校核两种工况的上下游坝坡稳定：正常运用条件和非正常运用条件I，对于设计洪水位的上下游坝坡，其浸润线和水位均处于正常和校核条件之间，在坝体尺寸和材料相同的情况下，正常和校核满足要求，设计即满足要求。4.1.3.基础资料表4.2三百梯水库坝体土物理力学指标建议值土类湿容重y(kN/m3)干容重rm(kN/m3)渗透系数k(cm/s)非饱和固结快剪饱和固结快剪C(kpa)φ(度)C(kpa)φ(度)坝体土19.819.35.00×10-513.219.399.216.12.可修编.n.-表4.3三百梯水库大坝基岩物理力学指标建议值岩土名称天然容重浮容重抗剪断强度KN/m3KN/m3聚力(MPa)摩擦角(°)坝基砂岩24.614.90.5344.1.4.安全系数三百梯水库大坝为5级建筑物，坝坡抗滑稳定计算采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法，根据《碾压式土石坝设计规》(SL274-2001)相关规定，本水库坝坡抗滑稳定最小安全系数如表4.4。表4.4坝坡抗滑稳定最小安全系数表计算部位建筑物等级正常运用情况非常运用情况大坝坝坡51.151.054.1.5.理正软件上游坝坡计算结果（1）校核工况图4.1校核工况边坡示意图.可修编.n.-图4.2校核工况边坡圆弧面示意图滑动安全系数:1.462********************滑面信息*******************土条总数:37圆心半径(m):(20.445,24.034)R=24.434********************土条信息*******************第1个土条:[几何信息]左上点坐标(m):(8.046,2.980)左下点坐标(m):(8.046,2.980)右上点坐标(m)：(9.046,3.350)右下点坐标(m):(9.046,2.422)土条尺寸:宽度=1.000m,底部长度=1.145m土条面积:0.464m2土条底部倾角:-29.151度[物理信息]土条底部:C=10.000kPa,φ=25.000度[受力信息]土条自重:W=(9.185kN,-11.899m)土条底部:法向力=(125.239kN,0.000m),切向力=(7.832kN,24.434m)土条左侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN土条右侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN水平静水压力:大小=38.788fkN,力臂=20.870fm竖向静水压力:大小=104.727kN,力臂=-11.899m孔隙水压力:大小=125.239kN.可修编.n.-（2）设计工况图4.3设计工况边坡示意图图4.4设计工况边坡圆弧面示意图滑动安全系数:1.447********************滑面信息*******************土条总数:39圆心半径(m):(21.165,24.714)R=24.988********************土条信息*******************第1个土条:[几何信息]左上点坐标(m):(8.526,3.158)左下点坐标(m):(8.526,3.158)右上点坐标(m)：(9.520,3.526)右下点坐标(m):(9.520,2.605)土条尺寸:宽度=0.994m,底部长度=1.138m土条面积:0.458m2土条底部倾角:-29.079度[物理信息].可修编.n.-土条底部:C=10.000kPa,φ=25.000度[受力信息]土条自重:W=(9.066kN,-12.142m)土条底部:法向力=(115.343kN,0.000m),切向力=(7.860kN,24.988m)土条左侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN土条右侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN水平静水压力:大小=35.636fkN,力臂=21.373fm竖向静水压力:大小=96.216kN,力臂=-12.142m孔隙水压力:大小=115.343kN（3）正常工况图4.5正常工况边坡圆弧面示意图图4.6正常工况边坡示意图滑动安全系数:1.421********************滑面信息*******************.可修编.n.-土条总数:40圆心半径(m):(20.445,26.156)R=26.258********************土条信息*******************第1个土条:[几何信息]左上点坐标(m):(8.078,2.992)左下点坐标(m):(8.078,2.992)右上点坐标(m)：(8.992,3.330)右下点坐标(m):(8.992,2.527)土条尺寸:宽度=0.914m,底部长度=1.025m土条面积:0.367m2土条底部倾角:-26.977度[物理信息]土条底部:C=10.000kPa,φ=25.000度[受力信息]土条自重:W=(7.269kN,-11.909m)土条底部:法向力=(90.340kN,0.000m),切向力=(7.216kN,26.258m)土条左侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN土条右侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN水平静水压力:大小=28.457fkN,力臂=22.996fm竖向静水压力:大小=76.834kN,力臂=-11.909m孔隙水压力:大小=90.340kN4.1.6.理正软件下游坝坡计算结果（1）校核工况图4.7校核工况边坡示意图.可修编.n.-滑动安全系数:1.140********************滑面信息*******************土条总数:41圆心半径(m):(18.178,27.878)R=29.061********************土条信息*******************第1个土条:[几何信息]左上点坐标(m):(5.143,1.905)左下点坐标(m):(5.143,1.905)右上点坐标(m)：(6.108,2.262)右下点坐标(m):(6.108,1.442)土条尺寸:宽度=0.966m,底部长度=1.071m土条面积:0.396m2土条底部倾角:-25.595度[物理信息]土条底部:C=10.000kPa,φ=25.000度[受力信息]土条自重:W=(7.843kN,-12.552m)土条底部:法向力=(23.759kN,0.000m),切向力=(9.394kN,29.061m)土条左侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN土条右侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN水平静水压力:大小=6.469fkN,力臂=25.800fm竖向静水压力:大小=17.465kN,力臂=-12.552m孔隙水压力:大小=23.759kN（2）设计工况图4.8设计工况边坡示意图.可修编.n.-滑动安全系数:1.180********************滑面信息*******************土条总数:43圆心半径(m):(17.304,28.920)R=30.322********************土条信息*******************第1个土条:[几何信息]左上点坐标(m):(4.224,1.565)左下点坐标(m):(4.224,1.565)右上点坐标(m)：(5.216,1.932)右下点坐标(m):(5.216,1.112)土条尺寸:宽度=0.992m,底部长度=1.090m土条面积:0.407m2土条底部倾角:-24.524度[物理信息]土条底部:C=10.000kPa,φ=25.000度[受力信息]土条自重:W=(8.051kN,-12.584m)土条底部:法向力=(22.828kN,0.000m),切向力=(9.484kN,30.322m)土条左侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN土条右侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN水平静水压力:大小=6.186fkN,力臂=27.178fm竖向静水压力:大小=16.701kN,力臂=-12.584m孔隙水压力:大小=22.828kN（3）正常工况.可修编.n.-图4.9正常工况边坡示意图滑动安全系数:1.214********************滑面信息*******************土条总数:45圆心半径(m):(14.637,32.924)R=34.651********************土条信息*******************第1个土条:[几何信息]左上点坐标(m):(1.894,0.701)左下点坐标(m):(1.894,0.701)右上点坐标(m)：(2.864,1.061)右下点坐标(m):(2.864,0.334)土条尺寸:宽度=0.970m,底部长度=1.037m土条面积:0.352m2土条底部倾角:-20.720度[物理信息]土条底部:C=10.000kPa,φ=25.000度[受力信息]土条自重:W=(6.977kN,-12.258m)土条底部:法向力=(21.216kN,0.000m),切向力=(8.543kN,34.651m)土条左侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN土条右侧:法向力=0.000kN,切向力=0.000kN水平静水压力:大小=6.044fkN,力臂=32.049fm竖向静水压力:大小=16.319kN,力臂=-12.258m孔隙水压力:大小=21.216kN.可修编.n.-4.1.7.上下游坝坡稳定计算结果表4.5稳定分析结果表计算工况安全系数Kmm备注计算值规值上游坡1正常蓄水位1.4211.15满足规要求2设计洪水位1.4471.15满足规要求3校核洪水位1.4621.05满足规要求上游坡4正常蓄水位1.2141.15满足规要求5设计洪水位1.1801.15满足规要求6校核洪水位1.1401.05满足规要求从表4.5中知道：上游坝坡的稳定在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水均能满足设计规要求；下游坝坡的稳定均满足规要求。说明该水库在降缓上游坝坡和下游坝坡以后，结构安全已能满规定要求。.可修编.n.-第5章溢洪道计算5.1.计算原理泄流能力计算根据SL253-2000《溢洪道设计规》附录A宽顶堰泄流能力的公式进行计算。（5.1）式中：Ｑ—流量，m3/s；B—总净宽，m；m—流量系数m按照《水力计算手册》第二版中实用堰流量取值，m＝0.38。—记入行近流速的堰上水头，m；—闸墩侧收缩系数，可按照A.2.1中实用堰侧收缩系数取用，这里取；5.2.溢洪道泄槽水力计算5.2.1.溢洪道泄流能力计算(1)校核工况堰顶上最大水头=校核洪水位堰顶高程=340.77-338.71=2.06m由（《水力学》第二版）中可知常采用的设计水头=(0.75-0.95)，取=0.80=1.648m上游堰高由溢洪道平剖图读得：=1.244m，从而为低堰，行进流速：行进流速水头：.可修编.n.-则由原资料已知，m=0.38,,=(2)设计工况堰顶上最大水头=设计洪水位堰顶高程=340.16-338.71=1.45m由（《水力学》第二版）中可知常采用的设计水头=(0.75-0.95)，取=0.80=1.16m上游堰高由溢洪道平剖图读得：=1.244m，从而为低堰行进流速：行进流速水头：则由原资料已知，m=0.38,,=表5.1溢洪道泄流能力计算成果工况设计工况校核工况设计下泄流量(m3/s)17.6329.86最大可下泄流量(m3/s)18.3631.01由上表可知，溢洪道泄流能力满足要求。.可修编.n.-5.2.2.溢洪道泄槽水力计算泄槽水面线按校核情况流量，溢洪道水面曲线的推求采用分段求和法试算水面曲线，计算公式如下：（5.2）（5.3）式中：-分段长度，m；、-分段始末断面水深，m；、-分段始末断面平均流速，m/s；、-流速分布不均匀系数，取1.05；-泄槽底坡角度，（）；-泄槽底坡，；-分段平均摩阻坡降；-泄槽槽身糙率系数，查附录表A.7；-分段平均流速，，m/s；-分段平均水力半径，,m。当泄槽水流表面流速达到10m/s左右时，将发生水流掺气现象而使水深增加。掺气水深的计算公式为（5.4）式中：h和分别为泄槽计算断面的水深及掺气后的水深(m)；ζ为修正系数，一般取1.1~1.4，流速大者取大值；v为不掺气情况下泄槽计算断面的流速(m/s)。泄槽水面线计算结果见表5.4。其中溢洪道边墙各段起末高程、各槽段长度、各槽段的底宽由所给资料的溢洪道平剖图读得。泄槽水流一般为急流，其纵坡i大于临界坡度ik，对矩形断面泄槽，本工程溢洪道为矩形断面，宽为b=6m，则，；.可修编.n.-临界水深：（5.5）临界坡度：（5.6）才系数：（5.7）式中：q—泄槽的单宽流量，m2/s；α—动能修正系数，取为1；g—重力加速度，9.8m/s2；—相应临界水深时的水力半径，m；—糙率，取0.025。5.3.计算过程校核工况：==由于该泄槽上游接宽顶堰，由《溢洪道设计规SL253-2000》可知，起始计算断面定在泄槽首部，水深h1取用泄槽首端计算得临界水深hk。.可修编.n.-通过计算得：设计工况：==由于该泄槽上游接宽顶堰，由《溢洪道设计规SL253-2000》可知，起始计算断面定在泄槽首部，水深h1取用泄槽首端计算得临界水深hk。通过计算得：临界水深和临界坡降ik，具体见下表5.2。表5.2溢洪道泄槽一段临界水深和临界底坡计算计算情况Q(m3/s)BkqhkAkXkRkCkik校核29.8664.9801.3608.1608.7200.93639.560.00915设计17.6362.9400.9605.7607.920.7337.930.00893i=0.193>ik，故泄槽一段属急流，按陡槽计算。泄槽水面线根据能量方程，用分段求和法计算。陡槽段1为一段断面为矩形，宽6m，长22.225m，i=0.193。校核水位时，ik＝0.00915；设计水位时，ik＝0.00893。i=0.193>ik，属陡坡急流按陡槽非均匀流计算。（1）一段末端水深（正常水深m）采用试算法，具体计算见下表：表中仅推到陡槽段1末端，若推到正常水深时，陡槽长已超过设计长度，这是不实际的。.可修编.n.-表5.3溢洪道泄槽一段水面曲线计算计算Qbi假设校核流量水深状况校核29.8660.1930.592.46.80.35342.03365.49528.77329.8660.1930.622.616.870.3842.55266.84729.36729.8660.1930.632.6046.8680.37942.53767.49829.65329.8660.1930.6432.5986.8660.37842.52367.95829.855计算△Lh1h2V1v2R1R2RviJ实际△L22.1121.3680.6433.6387.7400.9400.5300.7355.6890.1930.02822.2250.98423.0431.3680.6333.6387.8620.9400.5230.7315.7500.1930.02822.2250.98424.1151.3680.6233.6387.9880.9400.5160.7285.8130.1930.02922.2250.98424.7311.3680.6133.6388.1190.9400.5090.7245.8780.1930.03022.2250.984续表5.3经试算，校核洪水位时，h0=0.643m。按照表5.3依次试算各泄槽段的校核流量水深，其水面线成果见表5.4表5.4溢洪道水面曲线计算成果表计算断面校核流量水深(m)底宽（m）流速(m/s)边墙高（m）长度（m）比降（i）槽底高程（m）边墙高程（m）堰起62.32920338.71341.039末1.36863.642.095338.71340.805陡槽段1起1.36863.642.09522.2250.193338.71340.805末0.64367.741.5334.42335.92陡槽段2起0.64367.741.59.6650.318334.42335.92末0.58868.471.5331.35332.85陡槽段3起0.58868.471.53.7380.626331.35332.85末0.51269.721.500329.01330.510陡槽段4起0.51269.721.5009.6620.132329.01330.51末0.70167.11.8327.73329.53.可修编.n.-陡槽段5起0.70167.11.86.5230.287327.73329.53末0.63467.853.3325.86329.16消力池起0.63467.853.380325.86329.16末2.50361.993.3325.86329.16尾渠槽段起2.04962.432.121.230.03327.06329.16末1.09964.531.8326.42328.225.4.溢洪道护砌高度的确定计算溢洪道水面线上为确定边墙高度、边墙及衬砌底板的结构设计和下游消能计算提供依据。水流沿泄槽下泄，流速沿程增大，水深沿程减小，即水流的空化数沿程递减。于是水流经过一段流程之后，就会产生水流空化现象。（1）边墙高度计算公式：（5.8）（5.9）式中：h—不掺气时水深；—当流速大于7～8m/s时掺气增加水深，m；△—安全超高，设计时取1.0，校核时取0.7，m；H—边墙高度，m。—修正系数，这里取表5.5溢洪道陡槽段1边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+002.01.368629.863.6400.72.072—20+007.51.184629.864.2000.71.883—30+013.01.002629.864.9700.71.704—40+18.50.823629.866.0500.71.525—50+024.20.643629.867.740.050.71.39.可修编.n.-由表5.5可知，陡槽段1的边墙始端高度为2.095m，末端高度为1.50m，因此该段边墙满足要求。表5.6溢洪道陡槽段2边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+024.20.643629.867.740.050.71.392—20+027.40.624629.867.980.050.71.373—30+030.60.606629.868.210.050.71.364—40+033.90.588629.868.470.050.71.34由表5.6可知，陡槽段2的边墙始端高度为1.50m，末端高度为1.50m，因此该段边墙满足要求。表5.7溢洪道陡槽段3边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+033.90.588629.868.470.050.71.342—20+035.10.563629.868.840.050.71.313—30+036.40.537629.869.270.050.71.294—40+037.60.512629.869.720.050.71.26由表5.7可知，陡槽段3的边墙始端高度为1.50m，末端高度为1.50m，因此该段边墙满足要求。表5.8溢洪道陡槽段4边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+037.60.512629.869.720.050.71.262—20+040.80.575629.868.660.050.71.333—30+044.10.638629.867.800.050.71.394—40+047.30.701629.867.100.050.71.45.可修编.n.-由表5.8可知，陡槽段4的边墙始端高度为1.50m，末端高度为1.80m，因此该段边墙满足要求。表5.9溢洪道陡槽段5边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+047.30.701629.867.100.050.71.452—20+049.50.679629.867.330.050.71.433—30+051.60.656629.867.590.050.71.414—40+053.80.634629.867.850.050.71.38由表5.9可知，陡槽段5的边墙始端高度为1.80m，末端高度为3.30m，因此该段边墙满足要求。表5.10溢洪道消力池段边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+053.80.634629.867.850.050.71.382—20+056.51.257629.863.9600.71.963—30+059.11.880629.862.6500.72.584—40+061.82.503629.861.9900.73.20由表5.10可知，消力池段的边墙始端高度为3.30m，末端高度为3.30m，因此该段边墙满足要求。表5.11溢洪道尾渠槽段边墙高度计算计算情况断面里程(m)计算水深(m)B(m)Q(m3/s)流速v(m/s)hb=vh/100(m)Δ(m)H(m)校核水位1—10+061.82.049629.862.4300.72.752—20+068.91.732629.862.8700.72.433—30+076.01.416629.863.5100.72.12.可修编.n.-4—40+083.11.099629.864.5300.71.80由表5.11可知，尾渠槽段的边墙始端高度为2.10m，末端高度为1.80m，因此尾渠槽段始端边墙高度不满足要求，末端边墙高度满足要求。结论：本工程溢洪道边墙除尾渠槽段的始端不满足要求外，其余段均满足要求。将泄水槽渠尾段砌石边墙高度调整为2.8m，末端仍保留1.8m。.可修编.n.-.可修编.