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1、松樹水庫主壩除險加固施工設計及效果分析摘要：作為水利工程中最重要的構筑物之一，主壩對保護水利工程安全和防洪起著重要的作用，尤其是在水量巨大的情況下，主壩的防洪作用更為突出。此外，主壩還能蓄積大量的水資源，從而可為農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領域提供豐富的水資源。為此，本文以遼寧松樹水庫工程為例，主要就主壩的施工設計方面展開了討論。關鍵詞：松樹水庫工程；主壩；除險加固施工設計；施工效果1工程概況松樹水庫除險加固工程中的主壩相關設計參數(shù)詳見表1。表1主壩相關設計參數(shù)項目加固長度/m最大壩高/m壩頂高程/m設計洪水位/m校核洪水位/m平均
2、最大風速/m/s水面吹程/m參數(shù)值30334.87117.71114.45116.62149602主壩加固施工設計2.1壩頂高程設計壩頂高程可由下面公式確定:式中：y為壩頂超高，m；R為壩坡上最大破浪爬高，m；e為最大風壅水面高度，m；A為安全加高，m。2.1.1波浪爬高R計算：①平均波高確定公式為：式中：W為平均最大風速，取其1.5倍，m/s；為平均波周期，s；g為重力加速度。②平均波長：式中：Tm為平均波周期；H為水域平均水深。③波浪爬高：式中：Rm為平均波浪爬高，m；m為斜坡坡率，取值為2.5；k△為斜坡滲透性
3、系數(shù)；kw為經(jīng)驗系數(shù)。其中，計算結果詳見表2。表2計算結果表計算參數(shù)及成果計算工況及土壩計算部位設計洪水位和正常運用條件校核洪水位和非常運用條件計算風速W/m/s2114吹程D/m960960水域平均水深Hm/m19.8821.33平均波高hm/m0.3190.204平均波周期Tm/s2.5062.007平均波長Lm/m9.7986.283斜坡糙率滲透性系數(shù)k△0.7750.775經(jīng)驗系數(shù)kw1.021.00坡度系數(shù)m2.52.5平均波浪爬高Rm/m0.520.33hm/H0.0160.01Rp/Rm1.962.55
4、波浪爬高Rp/m1.020.832.1.2風雍水面高度e計算：式中：e為風壅水面高度，m；D為風區(qū)長度，m；K為綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；W為計算風速，m/s；β為計算風向與壩軸線法線的夾角，取值為130。具體結果見表3。2.1.3安全加高在校核洪水位情況下，A為0.30m；在設計洪水位情況下，A為0.50m。具體結果見表3。表3計算成果表計算工況波浪爬高RP(m)風壅水面高度e(m)安全加高A(m)地震安全加高(m)超高Y(m)設計洪水位和正常運用條件1.010.0040.5001.51校核洪水位和非常運用
5、條件0.710.0020.3001.01此外，土壩其他情況的壩頂高程計算結果見表4。表4壩頂高程計算成果表土壩計算部位計算工況水位（m）計算壩頂超高（m）計算壩頂高程（m）實測壩頂高程（m）主壩設計洪水位和正常運用條件114.451.51115.96117.71校核洪水位和非常運用條件116.621.01117.63117.71由表4知，松樹水庫計算壩頂高程為117.63m＜117.71m，因此，原壩頂高程符合設計要求，故可不需要防浪墻。由于壩頂還要修筑道路，考慮到清基和碎石鋪筑等情況，該壩頂高程最終確定為117.9
6、6m。2.2壩體及壩基滲流計算和滲透穩(wěn)定性分析2.2.1浸潤線計算松樹水庫采用粘土心墻壩作為主壩，整個壩體位于不透水地基上，壩體建有貼坡排水設施，壩體下游無水。此外，壩體和壩基的滲透系數(shù)分別為6.0×10-3㎝/s和1.3×10-5㎝/s。壩型及結構尺寸如圖1所示。圖1壩體浸潤線示意圖浸潤線計算公式：式中：h為粘土心墻的下游水深度，m；K為壩殼土壤的滲透系數(shù)；K3為粘土心墻土壤的滲透系數(shù)。h1為浸潤線在下游坡逸出點的高度，m；L為下游壩腳至坐標軸Oy的距離，m；H為壩前水頭，m；K為壩體土壤的滲透系數(shù)；K3為心墻土壤
7、的滲透系數(shù)；t為水面距壩頂?shù)母叨?，m。計算結果見表5。表5主壩浸潤線X校核洪水位(m)510152027.95設計洪水位(m)510152027.95正常高水位(m)510152027.95Y校核洪水位(m)0.831.171.441.661.96設計洪水位(m)0.791.121.371.581.87正常高水位(m)0.711.001.221.411.672.2.2滲透流量計算壩體滲透流量可由如下公式確定：式中：q為壩體單寬流量，m3/s；結果分析：①當正常高水位為114.45m時，滲流量為0.12m3/d·m。②
8、當設計洪水位為116.62m時，滲流量為0.14m3/d·m。③當校核洪水位為110.30時m，滲流量為0.16m3/d·m。由上可知，校核水位情況下，壩基及壩體滲漏流量為0.16m3/d·m，該壩全年總滲透量為0.98萬m3，占水庫總水量的0.11%。由于滲透量較小，不會對水庫的正常運行造成影響，因此，對壩基及壩體可不采取防滲處理。2.2.3
