小型水库大坝渗流及坝坡稳定安全评价

摘要 ：根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》（水建管[2003]271号），大坝实行定期安全鉴定制度，大坝安全评价是安全鉴定的一个程序;本文以某小型水库为例，着重对其渗流及坝坡稳定安全进行评价。

关键词 ：小型水库 斜墙坝 渗流 安全评价

1. 工程概况

该水库是一座以防洪、灌溉为主兼顾养殖的小（2）型水库，坝址以上控制流域面积1km2，总库容46.32万m3。水库设计防洪标准为20年一遇设计、200年一遇校核。水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水洞三部分组成。

大坝为粘土斜墙坝，坝顶高程17.8m，斜墙顶高程16.8m，坝顶长280.0m，最大坝高16.8m，坝顶宽2.4m。上游坝坡坡比为1：2.5，干砌石护坡;下游坝坡坡比为1：1.5、1：2.0，无护砌;下游坝脚设有排水棱体。

溢洪道位于大坝左岸，为岸边正槽开敞式，堰顶高程15.2m，堰顶净宽18.5m。

放水洞位于大坝右岸，洞身为混凝土圆管，进口底高程8.5m，管径0.4m。

2. 渗流安全评价

2.1 渗透指标选取及特征水位

坝体斜墙及粘土截水槽渗透系数为2.0×10-5cm/s，下游侧坝体土渗透系数为4.0×10-4cm/s;坝基全风化砂砾岩渗透系数为5.0×10-3cm/s，强风化砂砾岩渗透系数为5.0×10-5cm/s。

本次复核的特征水位见表1。

2.2 计算方法及结果

大坝渗流采用河海大学水工结构有限元分析系统（AutoBANKv5.0）进行计算。坝体浸润线计算成果见图1、图2。

2.3 渗透稳定计算

大坝渗透坡降按下式计算：

式中：――渗流逸出处的水头损失 m;

――渗径长度，m。

经计算，粘土斜墙最大渗流坡降J分别为0.28、0.26、0.27，小于允许渗透坡降[J]=0.35，粘土斜墙渗透稳定满足要求。

坝体土最大渗流坡降J分别为0.11、0.12、0.12，小于允许渗透坡降[J]=0.25，坝体土渗透稳定满足要求。

坝基最大渗流坡降J分别为0.18、0.19、0.19，小于允许渗透坡降[J]=0.25，坝基渗透稳定满足要求。

经计算，坝体及坝基渗透稳定满足要求。

3. 坝坡稳定安全评价

3.1 计算方法及安全系数

坝坡稳定计算采用瑞典圆弧法，计算程序采用河海大学土石坝稳定分析系统（HH-SLOPEr1.2），正常运用工作条件安全系数1.15，非正常运用工作条件安全系数1.05。

3.2 物理力学参数

坝体斜墙土γ湿=19.7kN/m3，γ浮=10.4kN/m3，水下Ccq=15kPa， Φcq=19°;下游侧坝体土γ湿=19.0kN/m3，γ浮=9.9kN/m3，水下Ccq=12kPa， Φcq=18°;坝基全风化砂砾岩γ湿=22kN/m3，γ浮=12kN/m3，水下Ccq=0， Φcq=29°，强风化砂砾岩γ湿=24kN/m3，γ浮=14kN/m3。

3.3 计算成果

上、下游坝坡最危险滑弧位置分别见图3、图4;坝坡稳定计算成果见表2。

经计算，上游坝坡安全系数满足规范要求，下游坝坡安全系数不满足规范要求。

4.结语

综合上述专项性评价，根据水利部颁发的《水库大坝安全鉴定办法》、《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），该水库坝体及坝基渗透稳定满足要求，但下游坝坡安全系数不满足规范要求，工程存在较严重安全隐患，建议对下游坝坡加固处理。

参考文献：

[1] SL274-2001，碾压式土石坝设计规范[S].

[2] SL258-2000，水库大坝安全评价导则[S].

[3] 李炜.水力计算手册（第二版）[M].北京：中国水利水电出版社，2006：318～328.