四川大学本科毕业设计 总岗山水库枢纽病害整治工程设计
hm?0.0018v?gD?2g??v2????0.45=0.104m
lm—平均波长 lm=2:5hm=250.104=2.6m 因此平均波浪爬高为：
Rm?K?KV1?m2hmLm?0.75?11?3.020.104?2.6?0.123m
由于hm=0.104m，H=34.2m，hm/H=0.00304，三级大坝采用累积频率为1%的爬高值，查表得R/Rm=2.23，所以得R=0.274m
2) 计算风壅水面高度e：
e?Kv0D2gHm2cos?
式中： K——为综合摩阻系数,取k=3.6×10-6；
v0——为计算风速，该坝为3
级坝，故计算风速取多年平均风速的1.5倍，多年平均
风速为1.0m/s，故v01.01.5=1.5m/s
D——为风区长度，取400m；
Hm——为坝前水域的平均水深，Hm=691.66-679.72=11.94；
?——为计算风向与坝轴线的法线间的夹角, 由于风的方向垂直坝面取0°
则本设计的最大风壅高度为：
e?3.6?10?6?1.52?4002?9.8?11.94?cos0??1.38?10?5m
3) 安全超高hc：按III级坝和正常运用情况查表得hc=0.7m。 综上所述，正常运用情况下的坝顶超高为 △h=0.274+0.7+0.0000138=0.974m 1.4.5 计算副坝非常运用情况下的坝顶超高
非常运用情况下的坝顶超高计算公式与正常情况下一样，所不同的是风速采用多年平均最大风速v=1m/s，坝前水深H=692.54-660=32.54m
1) 计算波浪爬高R：K△=0.75~0.80，采用0.75；取g=9.8m/s2，求得无维量
vgH?1.09.8?32.54?0.682，查表得经验系数Kw=1；取风向与坝轴垂线的夹角
为0°，折减系数KB=1；初拟坝坡m=3.0；吹程D=400m，则平均波高为：
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平均波长为
hm?9.8?400?0.0018????29.81.0?1.02????0.45?0.0761m Lm?25?0.0761?1.90m 将以上各值代入Rm式得
Rm?K?KV1?m2hmLm?0.75?11?3.020.0761?1.90?0.0902m
根据hm=0.0761m、H=32.54m得hm/H=0.0761/32,54=0.00234,查表得R/Rm=2.23，则R=0.0902, Rm=2.23×0.0928=0.201m。
2）再按下式计算风壅水高度e：
e?3.6?10?6?1.52?4002?9.8?11.94?cos0??6.13?10?6m
3）安全超高hc：按Ⅳ级坝和非常运用情况查表得hc=0.4m。正常运用情况下的坝顶超高为
△h=0.2011+0.4+0.00000613=0.6011m
1.4.6副坝坝顶高程复核
表1.4.6 副坝坝顶高程计算成果表
P (%) 1.0 0.1 Z洪 (m) 691.66 692.54 e (m) 1.46.15R (m) 0.274 0.201 A (m) 0.7 0.4 Y (m) 0.974 0.601 ? 所需Z坝顶现Z坝顶 （m） （m） 692.634 5.12地震沉降后高程（m） 693.41 693.66 6693.141
由表1.4.6知，总岗山水库副坝现所需坝顶高程为693.141m，副坝实际坝顶高程为693.41m，满足国家《防洪标准》（GB50201-94）防洪要求。
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2渗流安全评价
2.1主坝渗流计算分析
2.1.1目的
（1）确定坝体浸润线在正常水位情况下的位置和逸出点的高度，为校核坝坡稳定计算提供必须的资料。
（2）计算坝体的渗流量。
（3）计算坝体粘土的渗透坡降J，确定渗流稳定状态。 2.1.2渗透系数
主坝为均质土坝，坝体土渗透系数采用地勘报告中的建议值，具体数值见表2.1.2。
表2.1.2 主坝渗透系数表 单位：cm/s
部位 坝体土 坝基土 抛石（夹粉土） 渗透系数 2.53×10-4 6.6×10-4 3.5×10 -32.2主坝渗流运行分析
2.2.1渗流分析的方法
坝体渗流计算
1）土石坝渗流计算的目的
1、确定坝体浸润线及其下游出逸点； 2、确定坝体与坝基的渗流量；
3、确定坝坡出逸段与下游坝基表面的出逸坡降；
4、确定水库水位降落时上下游坝坡内的浸润线位置或孔隙压力； 5、确定岸坡绕渗的渗流量和渗透比降。 2）渗流计算的基本假定
1、由于地基的渗透系数很小，所以可以视为不透水地基层；
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2、坝体为粘性土取其渗透系数K＝2.53×10-4cm/s，可假定上游浸润线位置与水库相同，下游浸润线高度为h0。
3、下游设有棱体排水，且下游无水，因此可假设浸润线为以排水起点为焦点且通过水面与y轴交点的抛物线。
4、土体中渗流流速不大且处于层流状态，渗流服从达西定律。
3）计算工况
根据水库的水位特征值和运行情况，对正常水位、设计洪水位及校核洪水位情况下做了稳定渗流计算和非稳定渗流计算，计算工况如下：
工况一：正常水位689.7m 形成的稳定渗流期； 工况二：上游设计水位691.66m 形成的渗流情况； 工况三：上游校核水位692.54m形成的渗流情况；
工况四：正常水位689.7m降落至死水位时形成的非稳定渗流情况； 工况五：设计水位691.66m降落至死水位时形成的非稳定渗流情况； 工况六：校核水位692.54m降落至死水位时形成的非稳定渗流情况。 4 ）渗流分析的方法
采用水力学法进行土石坝渗流计算，应用达西定律和杜平假设，建立各段的相应的方程式，然后根据水流的连续性求解渗透流量和浸润线等。
1、单宽渗流计算公式：
q?k?H221?h02L22?
h0?△L?L?H1—L
m11?2m1H1
式中： q ——单位宽度渗流量;
k——坝体渗透系数，0.017m/d；
L——计算长度；
h0——排水起点处浸润线的高度；
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H1——坝前水深：正常水位时为689.7—660=29.7m； 设计水位时为691.66—660=31.66m； 校核水位时为692.54—660=32.54m； m1——上游坝坡系数，取3.0； 2.2.2计算过程
稳定渗流情况： 工况一：计算简图如下
由公式可得：△L=12.729m 由图可知 ： L=72.425m 浸润线起点x坐标 =89.1(m) 浸润线终点x坐标 =163.962(m) 所以 h0=1.192m q=1.718(m3/d.m) 将数据代入浸润线方程
L?y?h02h022?x
按该式绘制浸润线：在96.343—163.962之间假定一系列的x值，求得一系列的y值，列于下表，将表中的x、y值绘于断面图上，并连成曲线便为土坝浸润线。
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