北安市维新水库坝体护坡计算与坝基渗流分析

杨志刚，孟 红，曹春顶

(1.黑龙江省水利四处有限责任公司，黑龙江牡丹江157000;2.汤原县水务局，黑龙江汤原154000; 3.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 工程概况

北安市维新水库位于乌裕尔河一级支流轱辘滚沟子支流上，在赵光镇北胜村境内，工程距北安市45 km，水库是一座以灌溉为主，兼顾抗旱水源、防洪、养鱼等综合利用的小(1)型水利枢纽，水库设计灌溉水田面积133 hm2，养鱼面积9.4hm2，并对下游2.5 km公路、2个村屯、850多人以及300 hm2耕地起到一定的防洪保护作用，水库总库容213×104m3，水库属小(1)型工程，工程等级为Ⅳ等工程，主要建筑物为4级，按10 a一遇洪水设计，按50 a一遇洪水校核设防，地震基本烈度为Ⅵ度，土坝坝型仍采用均质土坝，坝长490 m，选定坝顶宽5.0 m，坝顶设20 cm厚砂砾石路面，坝顶高程260.5 m，上游坝坡坡比1∶3.5，采用现浇混凝土板护坡，下铺10 cm厚砂砾石垫层，其下设一层土工布，下游坝坡坡比1∶3，采用草皮护坡，坡脚设置贴坡式排水，贴坡排水采用块石护砌，厚30 cm，下设碎石垫层厚20 cm及砂砾石垫层厚20 cm，其下设一层土工布。

2 护坡设计

北安市境内无块石料场，当地石料价格比较高，对土坝护坡采用混凝土护坡，混凝土护坡板在浮力作用下稳定的面板厚度，按下式计算:

式中:t为混凝土板厚度，m;b为沿坝坡向板长，取1.0m;Lm平均波长，m;ρc为板的密度，2.4 kg/m3;η为系数，1.0;hp为累计频率为1%的波高，m。

设计水位时t=0.15m，校核水位时t=0.16m，考虑到冬季冰推力及防冻影响，设计采取混凝土板护坡厚度为0.20 m。

3 坝基渗流分析控制

坝基主要受力层为低液限黏土(黑色)、低液限黏土(黄褐色)、低液限黏土，各层土中不存在软弱夹层，坝基的抗滑稳定性好，在勘探深度内坝基为低液限黏土，其渗透系数K =0.82E－06cm/s～16.4E－06 cm/s，其渗透稳定性良好，透水地基均质土坝坝后地基渗透最大允许比降［J］=0.8。由于地基透水的影响，堤身浸润线降低，透水堤基浸润线方程为:

其坝基渗流计算成果见表1。

表1 坝基渗流计算成果表

4 结论

根据以上计算成果，该土坝的迎水面采取混凝土板护坡厚度t=0.20 m;坝后地基渗透比降均小于黏性土的允许渗透比降［J］=0.8，计算出的X＜［J］，渗流满足设计要求。

［1］吴持恭.水利学［M］.北京:高等教育出版社，2001.

［2］左东启.水工设计手册［S］.北京:中国水利水电出版社，2003.

［3］祁庆和.水工建筑物［M］.北京:中国水利水电出版社，2003.