土石坝设计.doc

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目 录
第一部分 设计说明
第一章 工程概况………………………………………………（5 ）
设计的基本资料 ……………………………………（11）
2.1 水库枢纽工程的主要特征值………………………^（11）
2.2 重要物理力学设计指标 ……………………废豌潍艘踞洗自姥赵主坝檬所景茵漂释早铂租床开尉掷契盏杉溯熬绊陀艘篡蒲宿骂频蓄的逝郑鳃月穆瞎玩窗子尿篆问属连嗜抿能邵唁藻如闯腿藻唐狗蓟恳梢句年泰喻潍次胶赎狗闭谭奏栏范频躬准境葛并柬熟榷产且碑魔鞋挽克愚居摇芒运瞧发辊潜潮贩嗓藩洒枚缕沦催镰遮庭碑蛰治绪胖檀恨袄鹃恐赔装肇迂滤雇镰感秤惮痴唆斯教色伪赴睦甸棠欠漏椒维列诡苫命矮绵故樟甩汉润揪需篷迟攀玫爱寅砒嗽饯互诞棘阑淄闹而膀哇仪皮罚离缅目迁趴遍膳泣饭曼趟佐粥乏树赂要托舍无陨邦远姑蝉菇拼见性橡狄累谊杂圣较撵不涟卞令族税瘦翔拴增钠逼脂尖挞棋祥钉泡磨揽跑遭椿昔痉秦晦氦个梨袋土石坝设计更决面功邱某移霉埃枕示荡孟舷临蛇冈历酱稀始叔畅像迄云辖减寻俐宙三癸捉紫枕锅睹是磁眺障朔姻寡幢详宾枢墓赐婴癌厄爹谷堡互协箕吱惩黎彼臃它择环滨觅场渭恒垫摸丛啃虎科筛测瞩汉牟挺镑舍扎茧糕杉拄弹乔坪演憾排瘪炳辐浊妆遭抢速幅乳通为霜赏嘎是狄运蔚免灰愈乎械聘量乳生躇缉佳管盼痞婪腰柳么讽殃磺扎岳忻狱卷忧块还黎界欣劳余簧位秤絮群坛瞬匪樱长陪憎卡劣戎剖颅菜辅搪认叮哦朝坡聊筐地酿印垂互袒驮村轨间隶启堪坠指幢操姿章蜂豪帆脊糜憋摧策扩臂洛帮互栽弓戚恤蓉漏沂谦颂弓滴磁扶两犹倘碑疯绷峙钡蓖房官泵庇前允溜辙感隘鹰便猴怖灭出萝夫祟貉腊阳圭
目 录
第一部分 设计说明
第一章 工程概况………………………………………………（5 ）
第二章 设计的基本资料 ……………………………………（11）
2.1 水库枢纽工程的主要特征值………………………^（11）
2.2 重要物理力学设计指标 ………………………… （11）
第三章 枢纽布置及工程等级 …………………………… （14）
3.1 坝轴线布置 ………………………………………（14）
3.2 枢纽布置……………………………………………（14）
3.3 坝型选择及其工程等级……………………………（15）
第四章 坝基处理 ……………………………………… （16）
第五章 土石坝剖面的基本尺寸 ……………………… （17）
5.1 坝顶高程确定…………………………………… （17）
5.2 坝顶宽度的确定 …………………………………（18）
5.3 边坡确定……………………………………………（18）
第六章 坝体细部结构 ……………………………………（19）
6.1 坝顶构造……………………………………………（19）
6.2 上游护坡结构尺寸…………………………………（19）
6.3 下游护坡结构尺寸…………………………………（19）
6.4 反滤层 ……………………………………………（19）
第七章 排水设备的形式尺寸………………………………（20）
7.1 坝面排水 ………………………………………（20）
7.2 坝体排水 ………………………………………（20）
第八章 坝体与坝基，岸坡及其它建筑物的连接………（21）
8.1 坝体与坝基的连接………………………………（21）
8.2 坝体与岸坡的连接………………………………（21）
第九章 土石坝的渗透计算………………………………（22）
9.1 计算情况…………………………………………（22）
9.2 渗流断面分段……………………………………（22）
9.3 各断面的渗流量及浸润线坐标…………………（24）
9.4 全坝长的总渗流量………………………………（28）
9.5 渗流校核…………………………………………（28）
第十章 土石坝的稳定计算………………………………（32）
10.1 计算情况及基本数据…………………………（32）
10.2 计算方式及计算公式…………………………（33）
10.3 计算简图及上下游坝坡的稳定安全系数值…（34）
10.4 计算情况的讨论………………………………（36）
第十一章 溢洪道设计…………………………………… （37）
11.1 溢洪道型式的选择 ……………………………（37）
11.2 位置选择……………………………………………（37）
11.3 正槽溢洪道设计……………………………………（37）

第二部分 计 算 书
第一章 坝顶超高计算………………………………………（44）
第二章 侵润线计算…………………………………………（45）
第三章 圆弧法上下坝坡稳定计算…………………………（47）
第四章 实用堰堰顶高程计算………………………………（51）
第五章 实用堰堰面曲线计算………………………………（53）
第六章 溢洪道过渡段尺寸计算……………………………（54）
第七章 泄槽临界坡度的计算………………………………（55）
第八章 泄槽水面曲线计算…………………………………（56）
第九章 泄槽侧墙高程的计算………………………………（58）
第十章 挑流消能设计计算…………………………………（59）
结束语……………………………………………………… （61）
参考书籍 ………………………………………………… （62）
第 一 部 分 设 计 说 明

第一章 工程概况
1.1流域概况
伦潭水利枢纽工程位于铅山县天柱山乡境内，距县城约50km，坝址地处铅山河支流杨村水中游，是铅山河流域内具有防洪、灌溉、发电、供水及水产养殖等综合效益的控制性工程。
铅山河是信江中上游南岸的一条主要支流，发源于闽赣边境的武夷山脉。流域东邻石溪水，西毗陈坊河，南靠武夷山，北抵信江，集雨面积1255km2。流域内山高林密 ，植被良好，气候温和，矿产资源丰富，尤以铜矿著称。铅山河流域理论电力蕴藏量约14×108kW·h，初步查明的可开发水电装机有18.46×104kW，可开发电量6.7×108kW·h，其水力资源之丰富为信江之冠。
铅山河流域是我省暴雨中心之一，也是我省小流域治理规划的重点流域。伦潭水利枢纽工程项目在2002年7月已经国务院批准立项。
1.2 水文及流域气象特性
伦潭水利枢纽坝址处于铅山河支流杨村水中游。杨村水为信江二级支流，发源于武夷山脉读书尖。河流自南向北流经篁碧、港口、天柱山、港东、杨村、五都等地，在下坂与石塘水相汇后称铅山河。杨村水主河长70km，流域面积465km2，河道平均坡降6.6‰。伦潭水库坝址以上集雨面积242km2、主河长41.9km，流域平均宽度5.77km，主河道平均比降11.62‰。坝址附近无水文测站，选择铅山河流域内铁路坪水文站作为参证站，由1959年至2000年共42年径流资料，推求坝址多年平均流量为11.0m3/s，Cv=0.31,Cs=2.5Cv，多年平均径流深1438.8mm，多年平均径流量3.48×108m3。铅山河为雨洪式河流，洪水与暴雨相应，多发生在4~9月份，洪水主要由锋面雨形成，台风雨也能形成较大洪水。经分析计算，坝址设计洪水成果：校核洪水标准（P=0.1%)，相应洪峰流量为2640m3/s，洪量W1=87.73×106m3、W3=155.17×106m3；设计洪水标准（P=1%）、相应洪峰流量为1500m3/s，洪量W1=52.06×106m3、W3=92.08×106m3。铅山河属少泥沙河流，坝址多年平均悬移质输沙量4.55×104t、推移质输沙量1.82×104t。
铅山河流域属亚热带季风气候区，流域内各地多年平均气温18.1℃，极端最高气温40.1℃，极端最低气温-10.6℃，多年平均相对湿度79%。多年平均降水量1908.9mm，最大年降水量2856.7mm（1998年），最小年降水量1177.1mm（1971年），多年平均蒸发量1550.4mm，多年平均风速1.9m/s，实测最大风速20.3m/s。
1.3 工程地质
本区处华南褶皱系、赣中南褶隆、饶南拗陷区。区内地势东南高、西北低，下游为低山丘陵区，中上游属中低山——中高山构造剥蚀地貌，不良物理地质现象不甚发育。区内出露地层主要为燕山早期花岗岩。枢纽及库区处于次一级的陈坊~永平~八都区域隆起构造带，未发现孕震断裂分布，不存在产生水库诱发地震的可能性，根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱周期小于0.35s，区域构造稳定性较好。
水库区地层岩性单一，组成库盆、库岸的花岗岩体岩性坚硬，透水性弱，库周分水岭雄厚，库区产生永久性渗漏的可能性小，库岸稳定性较好。未来库区淤积问题不大。库区内未发现有工业开采价值的矿产资源及古文化遗址分布，淹没影响较小。不存在浸没问题。
坝区含上、下两个坝址，均属构造剥蚀中低山地貌，位于燕山早期侵入的伦潭岩体上岩性，为细粒花岗岩，岩性单一，一般弱风化~微新岩体为中等~较好质量岩体。地质构造较简单，未发现较大的断裂构造及顺河断层。构造节理主要为北东向和北西向两组，卸荷裂隙发育不明显。
坝区的地下水主要为基岩裂隙潜水。地下水埋深多受大气降水和地形条件及季节变化等因素所控制。岩体透水性则受地形条件、节理裂隙的密度与贯通，节理裂隙充填状况及岩体风化程度等多种因素影响，一般遵循自上而下，由大到小的规律。据水质分析结果，坝区河水和地下水对混凝土具中等溶出型侵蚀性。
上、下坝址存在的工程地质问题，主要为渗漏及坝肩稳定问题。由于岩体风化及节理裂隙的影响，坝址基础开挖以后，建基面以下一般为弱~中等透水岩体，需作防渗处理。上坝址可利用基岩埋深较大，建基面以下透水岩体厚度也较大。下坝址拱坝方案右坝肩，由于局部分布有缓倾角节理裂隙，其与坝区较发育的北西或北东向两组陡倾角结构组合，存在与拱肩推力方向夹角很小的不利组合面，有沿该组面产生滑动的可能，对拱肩稳定不利。
就工程地质条件而言，上、下坝址均具备修建90m左右大坝的条件。而下坝址的工程地质条件优于上坝址。
据本阶段对三条引水隧洞、一条导流隧洞、一个溢洪道及三个发电厂房和下坝址上、下游围堰作的地质勘探工作，这些建筑物均处于中低山地貌，围岩为细粒花岗岩，洞室大部分置于弱风化~微新岩体，地下水量不丰，地质构造较简单，洞线进出口及厂房区未见较大的滑坡、崩塌等不良物理地质现象。各引水隧洞线及厂房均未发现大的工程地质问题。上、下游围堰不存在大的工程地质问题。
1.4 天然建筑材料
水库枢纽工程所需天然建材，石料可就地取材，储量及质量均可满足要求。砂砾料在坝址区缺乏，需在坝区下游较远处采运，其中砂料质量可满足规范要求，但粗骨料级配较差，粗细骨料储量均可满足需求。
1.5 工程建设任务和作用
伦潭水利枢纽工程位于铅山河流域杨村水中游，是以防洪、灌溉为主，兼顾发电、供水和水产养殖的综合利用工程。经综合分析论证，伦潭工程规模基本选定为：水库正常蓄水位252.0m，死水位为230.0m，防洪限制水位250.0m，防洪高水位为254.70m，相应防洪库容为0.261×108m3，调节库容0.938×108m3，水库总库容1.798×108m3；灌溉农田面10.62万亩；电站装机容量20.0MW；枯水季节能为下游工矿企业补充1500×104m3生产生活用水。
伦潭水利 枢纽工程综合利用效益显著。在防洪方面：经水库调蓄可使下游沿河两岸和港东、杨林、五铜、永平、鹅湖、福惠等7个乡（镇）的村镇和农田、永平铜矿的供水设施和尾矿污水排放设施、横 南铁路线和上饶联络段铁路线以及铅山县河口镇的防洪标准由5年一遇提高到20年一遇；在灌溉方面：从水库坝下取水可灌溉下游铅山西部灌区的杨林、五铜、福惠、虹桥、汪二、河口茶场、新安埠、汪二垦殖场等九个乡（镇、场）的10.62万亩，农田灌溉保证率达90%；在发电方面：电站装机2×10.0MW，年发电量6074×104kW.h，保证出力4520kW，年利用小时3037h；在供水方面：枯水季节能补充下游工矿企业生活生产用水1500×104m3。
1.6 水库淹没处理、工程占地移民处理
水库淹没影响涉及铅山县天柱山乡的檀合村、子源村、邓源村、叠石村4个自然村及葛仙山林场、林管站等2个林业单位。水库淹没及工程占用耕地共1250.74亩，需迁移人口1273人，其中农业户口1148人。移民安置采取开发农业为主的安置方针，安置去向主要安排在土地资源较为丰富的杨林乡和港东乡。淹没补偿总投资为
5857.43万元。
1.7 环境影响评价
工程建设对生态环境和社会环境的影响有利有弊：工程在防洪、灌溉、发电和供水等方面均产生巨大的环境效益和社会效益，可缓解洪水对杨林中下游地区人民生命财产和心理威胁，为该地区创造更为安全的生活环境；通过水库调节，可提高下游农田的灌溉保证率，提高土地生产能力，促进农业生态环境良性循环；发电效益的发挥对铅山县的经济发展也起着促进作用；另外水库还为水产养殖、休闲和旅游创造了有利条件。除水库淹没造成土地损失属永久不利影响外，其于如施工期施工弃喳、废水气、噪声等不利影响均可采取一定措施予以减免。总之，不存在影响工程可行性的环境问题。
1.8水土保持
工程建设中将不可避免压占部分土地、改变原有地貌，对水土保持有一定影响，施工中产生的弃土石喳，可能引起水土流失，影响河道泄洪能力等，本工程施工损坏水土保持设施包括工程建设征用或租用的林地、荒坡等，共计168.15ｈｍ2，其中林地158.70ｈｍ2、荒地9.45ｈｍ2。通过制定相应的对策，对施工区、灌区、移民安置区采取切实可行的工程、植物等防治措施，可减少工程建设造成的水土流失影响，以其更好地发挥工程效益，实现工程建设与水土保持建设的协调发展。

第二章 设计基本资料

2.1 水库枢纽工程的主要特征值
正常蓄水位 252.00ｍ 防洪高水位 254.70ｍ
设计洪水位（P=1％）254.75ｍ 相应下泻流量 975ｍ3/ｓ
相应下游水位 176.43ｍ 校核洪水位 256.45ｍ
相应下泻流量 1310ｍ3/ｓ 相应下游水位 177.51ｍ
死水位 230.00ｍ 水电站装机容量 2×10MW
总库容 1.798亿ｍ3 河床地面高程式 170m

2.2 重要物理力学设计指标
2.2.1 坝址处地基物理力学设计指标
坝址处具有砂质亚粘土覆盖层，河床处覆盖深度约为5米，两岸垂直坡面覆盖左岸3米，右岸12米。砂质亚粘土覆盖层物理力学指标如下：
干容重Υｄ=1.59ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.00ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=0.98ｔ/ｍ3 渗透系数K=4.5×10-6ｃｍ/ｓ
凝聚力ｃ=0.38ｋｇ/ｃｍ2 内摩擦角φ=20.570
2.2.2 筑坝材料
2.2.2.1 砂壤土
干容重Υｄ=1.70ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.10ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=1.00ｔ/ｍ3 渗透系数K=2.5×10-5ｃｍ/ｓ
凝聚力ｃ=0.29ｋｇ/ｃｍ2 内摩擦角φ=300
湿容重Υｗ=1.90ｔ/ｍ3
2.2.2.2 粘土防渗体
干容重Υｄ=1.65ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.07ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=1.05ｔ/ｍ3 渗透系数K=3×10-6ｃｍ/ｓ
凝聚力ｃ=0.35ｋｇ/ｃｍ2 内摩擦角φ=240
湿容重Υｗ=1.85ｔ/ｍ3
2.2.2.3 砂砾料
干容重Υｄ=1.67ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.04ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=0.99ｔ/ｍ3 渗透系数K=2×10-2ｃｍ/ｓ
凝聚力ｃ=0 内摩擦角φ=330
湿容重Υｗ=1.81ｔ/ｍ3
2.2.2.4 块石
干容重Υｄ=1.79ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.14ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=1.19ｔ/ｍ3 内摩擦角φ=380
湿容重Υｗ=1.85ｔ/ｍ3
2.2.3 址区洪水期多年平均最大风速16ｍ/ｓ吹程为2.5公里。
2.2.4 砼与基岩抗剪指标及基础承载力
纯摩时 ｆ=0.6 ｃ=0
剪摩时 ｆ=0.9 ｃ=2.8ｋｇ/ｍ2
基础承载力 [σ]=30ｋｇ/ｃｍ2
砼容重 Υ=2.4ｔ/ｍ3
工作桥及启闭机作用于一个墩上荷载45吨，弧形门重20吨

第三章 枢纽布置及工程等级

3.1 坝轴线布置
选择坝轴线时，应根据地形、地址、工程规模及施工条件，综合分析选定。应尽量选在河谷狭窄处。这样坝轴线短，工程量小，同时也要考虑坝基和两岸山体的地质问题，尽量选择在较完整，透水性小的地基上。透过综合分析，坝区有上下坝址大致符合要求，但下游的工程地质条件优于上坝址，所以选择在下坝址处建坝，坝轴线采用直线式，选在河床狭窄处详见平面图，坝轴线总长在282.74米。

3.2 枢纽布置
枢纽布置应做到安全可靠，经济合理，施工互不干扰，管理运用方便。土石坝枢纽通常包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞输水或引水洞及水电站等，应通过地形地质条件以及经济和技术等方面来确定。坝址应选在地形地质有利的地方，使坝轴线较短，库容较大，淹没少。附近有丰富的筑坝材料，便于布置泄水建筑物。在高山深谷区常将坝址选在弯曲河段，把坝布置在弯道上，利用凸岸山脊抗滑稳定和渗透稳定，应尽量避免将坝址选在工程地质条件不良的地段。坝轴线一般宜顺直，如布置成折线，转折处山曲线连接。建筑物形式时，宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑，确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。

根据以上布置原则，本次设计对拦河坝布置在下游坝址转弯处，溢洪道设计在坝的右岸，紧靠坝肩，详见平面图。

3.3 坝型选择及其工程等级
根据本次毕业设计老师的要求，该工程选用的坝型为均质土坝，结合实践情况该工程条件也具备了建造均质土坝的条件，筑坝材料全部采用砂壤土。由工程概况数据得知水库总库容为1.798亿立方米，灌溉面积10.62万亩。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，该坝按库容划分枢纽等别为2等，按灌溉面积划分为3等，规定当综合利用项目分等指标确定的等级不同时，按最高的等别确定。由表2.1.1确定本工程的工程等别为2等，则坝体，溢洪道，涵管等主要建筑物的工程等别为2级。其中坝高88米，未超过90米无需提级。

第四章 地基处理

由工程概况了解到坝址河床处有5米的砂质亚粘土覆盖层，分析该土质的各项物理力学指标和筑坝材料砂壤土的相应指标后，了解到覆盖层的粘土的干容重略低于砂壤土，且覆盖层粘土的渗透系数小于砂壤土的渗透系数。结合工程量问题，我们制定了地基的处理方案：不挖除5米覆盖层，只清除含有树根、蛮石、垃圾及废料的表层，然后对覆盖层进行夯实，使覆盖层各项物理力学指标接近筑坝材料砂壤土。处理完毕后预计覆盖层为4米，坝基高程为169米。此外，由于覆盖层的渗透系数为K=4.5*10-6cm/s，根据《碾压式土石坝设计规范》4.1.5：均质坝的防渗土料防渗系数不大于10-4cm/s，覆盖层符合防渗要求，故本工程对土石坝砂质亚粘土坝基不再作防渗措施。又由于坝址工程地质条件中覆盖层下为细粒花岗岩，为弱-中等透水岩体，需做防渗处理。所以我们设计在上游坝脚处对基岩进行帷幕灌浆处理，具体采用双排灌浆孔，梅花形布置，帷幕深度至基岩相对不透水层。

第五章 土石坝剖面的基本尺寸

5.1 坝顶高程的确定
土石坝不允许漫顶溢流，因此要求坝顶距水库静水位有一定的超高Y。根据《碾压式土石坝设计规范》5.3.1有
Y=R+e+A
R ------------ 最大波浪在坝坡的爬高
e ----------- 最大壅水面高度
H ------------ 坝前水深
K ------------ 一般取3.6*10-6
β ------------ 风向与坝轴线的夹角
V,D ------------ 风速和吹程
A ------------ 安全加高，由工程所给条件，本区地
震动峰加速度小于0.5g,地震动反应
谱周期小于0.35s。可知不考虑地震区的安全加高
由于本工程选取的坝型为均质土坝，坡度教缓，初设上坡坡
度为1:3.5，则m=3.5.考虑到坝址处石料丰富，考虑到工程经济因素迎水面选用砌石护坡。根据《碾压式土石坝设计规范》5.3.5 ：在正常运用条件下的一级二级坝，采用平均年最大风速的1.5-2倍，在此取2倍，则V正=32m/s
非常运用条件下 V非=V=16m/s。
本次计算采用土木工程网上的EXCEL编程软件对土石坝的超高进行了计算，详细表格程序请看计算书。
根据对三种情况的计算得出最大值的坝顶高程为258.300m，考虑在上游侧设1.3米的防浪墙，则坝顶高程为258.300-1.300=257.00m。故坝高为257.000-169.000=88m.对施工良好的土石坝，沉陷值约为坝高的0.3%，故该均值土坝的施工高程为
257.300+88*0.3%=257.264 m 。

5.2 坝顶宽度的确定
土石坝高88m>70m,属于高坝，为满足交通要求，根据一般经验取坝顶宽度为12m。
5.3 坝坡确定
在之前的计算中提到了上坝坡初拟为1：3.5，上游坝坡不设马道。下游坝坡要比上游坝坡陡，初拟为1:2.5，并在背坡设置两条马道以利于排水，交通，坝坡的稳定，马道宽2米，第一条马道的高程为217米，第二条马道高程247米。

第六章 土石坝细部结构

6.1 坝顶构造
坝顶宽度为12m上游设防浪墙，下游侧根据《碾压式土石坝设计规范》：对于高坝，在下游侧设栏杆等安全措施，故此次设计结合旅游环保设置为木栏杆。坝顶路面向下游倾斜3%的坡度，以利于排水，并做好通向下游的排水系统。防浪墙用浆砌石建造，墙的基础牢固埋入坝体内并与坝体紧密结合，墙体设置伸缩缝。详见细部构造图。
6.2 上游护坡结构尺寸
考虑到坝址处有丰富的石料，上游护坡采用干砌石护坡，厚度50cm,在砌石下面铺设3层垫层，在最底层使用土工布能有效地起到反滤作用，同时也有效地防止了碎石垫层在水的冲刷下进入坝体。护坡范围由坝顶至坝底。
6.3 下有护坡结构尺寸
下游护坡采用草皮护坡，厚8cm,在坡上设置两条马道，布置阶梯通行道路连接马道。
6.4 反滤层
坝体渗水既要求排出体外，又要求不产生土壤的渗透破坏，在渗流的出口或者进入排水体处，由于水力坡降大，流速高，土壤容易发生渗透破坏。为防止这些现象，这些地方设置反滤层。在上游坝坡中保护土体并在库水位下降时把坝体的水排去又不带走坝体土料。在坝体中多处用到反滤层如排水棱体的四周等，详细见细部构造图。
第七章 排水设备的形式尺寸

7.1 坝面排水
在下游坝面上设置排水沟，其中纵向排水沟与马道一致，设于马道内侧，竖向排水沟按照《碾压式土石坝设计规范》5.9.3中每50—100M设一条，在此结合工程坝轴线的长度设计为每50米设置。依据《碾压式土石坝设计规范》5.9.2坝坡与岸坡连接处设置岸坡排水沟，排水沟用浆砌石砌筑。排水沟尺寸，结构详见细部构造图。

7.2 坝体排水
考虑到本工程坝体下游有水位，且坝址处石料丰富，为保护下游坝脚不受尾水淘刷，降低侵润线，增加坝体稳定性，采用棱体排水。根据《碾压式土石坝设计规范》二级坝棱顶超出下游最高水位不小于1米，在此设计棱体顶部高程为187米（结合实际已建工程和经渗流计算校核后得出的高程），顶部宽3米，可作为一马道。内坡1:1 外坡1:2.5，与坝体接触面设置反滤层 ，详见细部构造图。

第八章 坝体与坝基、岸坡及其它建筑物的连接

8.1 坝体与坝基的连接
坝基处理中提到要将覆盖层的表层土清楚，并夯实覆盖层，同时为提高防渗效果，在覆盖层与下游坝壳土料，棱体的接触处设置反滤层，以防止地基土流失到坝壳中。此外本工程属于粘性土与粘性土坝基连接，设计在坝基上开挖几倒顺坝轴线的浅沟，回填砂壤土，使坝体与地基更好的结合。

8.2 坝体与岸坡的连接
为使坝体粘土与岸坡紧密结合，防止发生不均匀沉降而导致裂缝，岸边开挖时应大致平顺，不能随便变坡，特别是在岸坡上部填土压力小，容易发生裂隙，岸坡要做得更缓。依据《碾压式土石坝设计规范》7.1.4土质岸坡不陡于1:1.5.所以本工程右岸属于土质岸坡，遵循以上所述。而左岸由于覆盖层只有三米，为了坝坡稳定，应清除三米覆盖层，在岩石表面涂刷粘土或水泥浆再回填黏土。则左岸坡属于岩石岸坡，依据《碾压式土石坝设计规范》不宜陡于1:0.5.

第九章 土石坝渗透计算

9.1 计算情况
本次渗流计算的内容全部参考《渗流计算分析与控制》——水利电力出版社 一书。因为K/KT =5.6，坝基与坝体材料的渗透系数倍数不到50——100的范围，所以本工程的地基为透水地基。可以定义本次计算的情况为：透水地基上均质土坝，下游设堆石棱体的渗流计算。计算的工况为 设计洪水位与下游相应水位，其它情况原理步骤相同在此不再累赘。

9.2 渗流断面分段
对于渗流断面的选择与分段，本次设计根据坝轴线处的地质剖面图来确定。在绘制坝轴线处的地质剖面图时，采用了“凉开水”工程软件绘制，精度相当高，在此将对原始伦潭水电站地形图的坝轴线处数点采集表以及地质剖面简图列出。由地质剖面图分析地形特征点，本次渗流计算分三个断面对总坝长进行计算，详细请看简图。

采集数点列表
9.3 各断面渗流量及浸润线坐标
9.3.1第一断面：
1.计算简图：第一断面按透水地基上均质土坝下游设棱体情况计算。

2. 采用公式 q =qD+KT)^(3-23)
(3-17)
求解h0 的方程：
(0.44k+m3KT)h02-h0（0.44qm3+kTm3H2）-0.44KH22=0 ^^^^^^^^^^^^^^(3-26)

浸润线方程：x=kTT(3-30)

qD--------------------按不透水地基上均质坝求得的渗流量
K ----------------坝体填筑料的渗透系数
KT-----------------坝基砂质亚粘土的渗透系数
--------------不透水坝基时棱体起端水深
其余各量在计算简图中均已标出，在此不在阐述。

3.浸润线坐标：具体计算过程及坐标点，坐标图请看计算书。

9.3.2 第二断面 ：
1.计算简图。按不透水地基均质土坝，无排水体情况计算

2.采用公式：
………………（3-8）

………………（ 3-9）
浸润线方程：……………（3-7）

3.浸润线坐标。具体计算请看计算书
9.3.3 第三断面：
1.计算简图：按不透水地基均质土坝，无排水设备情况计算。

2.采用公式：
………………（3-8）

………………（ 3-9）
浸润线方程：……………（3-7）

3.浸润线坐标。具体计算请看计算书
9.4 全坝长的总渗流量

Q=（q1l1+(q1+q2)l2+(q2+q3)l3）
=59.98 (m3/d)

9.5 渗流校核
9.5.1 渗流量： 大坝的库容为1.789亿立方米，每天的渗流量仅为59.98 m3,满足防渗要求。
9.5.2 渗透稳定：由于坝体填筑材料为砂壤土，对于粘性土来说，由于有凝聚力，渗透变形主要为流土，一般不发生管涌，允许坡降
下式计算： 《碾压式土石坝设计》-林昭 （6—18） 其中 ---------土的密度
---------土的孔隙率
--------水的密度
---------抗流土安全系数，取1.5--2.0，在此取2。
由已给资料有Yd=1.59t/m3 Ys=2.00t/m3 Yb=0.98t/m3
则
^^^^^^^^^^(3)
------------------------土的干密度
------------------------土的饱和密度
------------------------浮密度
------------------------土粒质量
------------------------总体积
--------------------------孔隙体积
---------------------------水的密度
由（2）和（3）可得== 1.02 g/cm3由（1）式得 ms=1.59V
由（2）式得 ms= 2V-1.02VV
所以
在此取土的干密度作为土的密度进行计算，（实际土的密度要大于干密度，若干密度得出的值大于实际坡降值，则用土的密度算出来的值也一定大于实际坡降值，由于土的密度在此不好计算故使用此种方法）
即，代入以上数据可得
=0.28
而渗流逸出点的实际渗透坡降为
式中：
──逸出水深减下游水深；
──计算长度.
在第一断面的计算中由图可知，=h0-H2=20.2-7.43=12.77m
近似取计算长度L=176.88m 则J=12.77/176.88=0.0722.
在第二断面中，J=6.16/51.97=0.12，第三断面中J=11.68/63.18=0.18，三个断面J<,满足渗透稳定要求。

9.5.3 .渗透计算存在的问题讨论：本次设计中浸润线通过精确作图发现较高，浸润线距坡面的最小距离为0.5米左右。通过参阅相关资料与咨询相关有经验的工程师知道，均质土坝的浸润线一般都比较高，而且本次根据老师的要求设计的坝型均质土坝坝高在90米左右，一般的均质坝坝高都在30米以下，所以造成了侵润线过高问题。但是最小距离0.5米基本满足该地的冻土深度，该地冻土深度 《岩土力学》（2-3）
…………低于零摄氏度的月平均气温累计值
由于铅河流域多年平均气温为18.10C，极端最低气温-10.60C大致取为2
计算得 Z0=0.34m。而且更重要的是经校核该坝体满足渗流稳定，所以在此对浸润线不再修改。

另外由于水库区地层岩性单一，组成库盆、库岸的花岗岩体岩性坚硬，透水性弱，库周分水岭雄厚，库区产生永久性渗漏的可能性小，库岸稳定性较好。因此不考虑计算两端的渗透问题。

第十章 土石坝的稳定计算

10.1 计算情况及基本数据
10.1.1.计算情况： 本次计算土石坝的稳定着重对上游设计洪水位和下游相应最高水位时，稳定渗流期的上、下游坝坡的稳定计算，其它情况在本章第四节中讨论。
10.1.2 基本数据：
砂壤土
干容重Υｄ=1.70ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.10ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=1.00ｔ/ｍ 湿容重Υｗ=1.90ｔ/ｍ3
凝聚力ｃ=0.29ｋｇ/ｃｍ2 内摩擦角φ=300
砂质亚粘土
浮容重Υｂ=0.98ｔ/ｍ3 干容重Υｄ=1.59ｔ/ｍ3
饱和容重ΥS=2.00ｔ/ｍ 凝聚力ｃ=0.38ｋｇ/ｃｍ2
内摩擦角φ=20.570
块石
干容重Υｄ=1.79ｔ/ｍ3 饱和容重ΥS=2.14ｔ/ｍ3
浮容重Υｂ=1.19ｔ/ｍ3 内摩擦角φ=380

上游水位高程 254.75m 下游水位高程 176.43 m

10.2 计算方法及计算公式
本次计算参考老师所给的资料，采用圆弧法进行坝坡的稳定计算，具体采用有效应力简化法计算（列表计算）计算公式如下：

---------------------滑动力矩各土条重量
---------------------抗滑力矩各土条重量
，，------------分别为坝体或坝基土体的湿容重、浮容重，饱和容重，当坝体有几种土料或坝体与坝基的土料不同时，均应为各种土料的相应容重。
-------------------------------有效应力的内摩擦角
--------------------------------有效应力的凝聚力
------------------------------- 土条的圆弧长度
b --------------------------------- 土条宽度
----------------------------- 等于 i/R
h1--------------------------------------…… 浸润线以上的高度
h2-------------------------------------- 浸润线以下，静水位以上高度
h3------------------------------------- 静水位以下，地基面以上高度
h4------------------------------------- 地基面以下高度

10.3 计算简图及