大坝加高培厚稳定计算

【摘要】由于大坝正常蓄水位抬高，所以对大坝进行了加高培厚。需要对大坝的稳定计算进行复核。稳定计算采用河床段最大坝体断面。

【关键词】均质土坝；加高培厚；稳定；地震动峰值加速度

引言

近些年来由于供水灌溉量需求日益加大，已建工程扩容项目日见增多。这其中又以土坝居多。盘河水库于1972年6月竣工，同年9月下闸蓄水。由于供水需要，现将大坝进行加高培厚。笔者就抬高后的大坝进行了稳定计算，以论证方案的可行性。

1、盘河水库工程概况

盘河水库位于韩城市北约20km，坝址位于盘龙乡平头村北，是一座以农田灌溉、城镇供水为主兼防洪功能的小（Ⅰ）型水利工程枢纽。坝址以上控制流域面积144km2，多年平均径流量1464万m3。地震烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度0.15g。根据实测的盘河水库库容曲线，增容后的总库容为592.3万m3。经过复核现正常蓄水位604.10m，设计水位605.75m，校核水位607.75m。大坝为均质土坝，坝顶高程608.00m，上游坡比为1：4、1：3.5、1：3.5、1：3、1：3，下游坡比为1：3、1：3、1：3.5、1：2.5，最大坝高57m。

大坝计算断面选取河床段坝体最大断面，根据《碾压式土石坝设L274-2001）相关规定，大坝稳定计算应包括以下3种基本工况进行计算：①稳定渗流期的上、下游坝坡；②正常运用遇地震的上、下游坝坡；③水库水位降落期的上游坝坡。

基于以上三种工况，根据软件计算特点本文将细分为9种小工况进行计算。分别为正常蓄水位时上、下游稳定计算，设计洪水位时上、下游稳定计算，校核洪水位时上、下游稳定计算、水位骤降时上游坝坡的稳定计算以及正常蓄水位+地震时稳定计算程序采用中国水利科学院陈祖煜院士开发的《土质边坡稳定分析程序STAB》进行计算。

2、计算分析

计算模型及节点划分见图1。

经分析坝体不会形成稳定渗流，因此设计洪水位和校核洪水位大坝稳定计算采用的渗流计算结果仍采用正常正常蓄水位下的结果。稳定计算按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）相关的计算原理和有关规定。需要指出的是由于该地区地震烈度设防等级为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.15g，而计算程序采用的缺省值为0.10g。这样在计算时要根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）相关公式计算后，手动输入地震动峰值加速度的值。本文将上下游坝坡最不利工况计算示意图展示出来。

3、计算结果

由计算结果可以看出，大坝安全系数均超过了规范允许最小值。其中水位骤降时上游壩坡面和正常蓄水位+地震作用时的稳定安全系数为大坝上下游面的控制标准。计算结果见表2。由以上分析和计算可以表明本工程采用的加高培厚方案是可行的。

4、结语

目前我国北部及西北部蕴藏着大量的石油、煤炭资源，西部大开发带动了新疆、甘肃、内蒙、陕北等地区的石油化工和煤化工产业的发展，然而这些地区的水资源相对稀缺，为了适应工业的发展，不得不开发利用水资源，修建水库成为必然。水库运行安全是保证人民生命财产安全和促进经济发展的前题。而土坝的稳定计算是工程设计中的核心问题，既保证大坝的安全又可以为优化设计节约工程量提供理论依据。工程设计还应进行充分的计算分析及试验论证，采用合理可靠的工程措施保证水库的安全运行。

参考文献：

[1]碾压式土石坝设计规范SL/274-2001，中华人民共和国水利部，北京：中国水利水电出版社，2002.

[2]水工建筑物抗震设计规范SL/203-97，中华人民共和国水利部，北京：中国水利水电出版社，1997.

[3]钟家驹.土石坝工程[M].西安：陕西科学技术出版社，2008.

作者简介：李佳明（1984-），男，吉林吉林人，本科，陕西省水利电力勘测设计研究院，工程师。研究方向：水利工程设计。