楊志剛,孟 紅,曹春頂
(1.黑龍江省水利四處有限責(zé)任公司,黑龍江牡丹江157000;2.湯原縣水務(wù)局,黑龍江湯原154000; 3.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,哈爾濱150080)
北安市維新水庫(kù)位于烏裕爾河一級(jí)支流轱轆滾溝子支流上,在趙光鎮(zhèn)北勝村境內(nèi),工程距北安市45 km,水庫(kù)是一座以灌溉為主,兼顧抗旱水源、防洪、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的小(1)型水利樞紐,水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉水田面積133 hm2,養(yǎng)魚(yú)面積9.4hm2,并對(duì)下游2.5 km公路、2個(gè)村屯、850多人以及300 hm2耕地起到一定的防洪保護(hù)作用,水庫(kù)總庫(kù)容213×104m3,水庫(kù)屬小(1)型工程,工程等級(jí)為Ⅳ等工程,主要建筑物為4級(jí),按10 a一遇洪水設(shè)計(jì),按50 a一遇洪水校核設(shè)防,地震基本烈度為Ⅵ度,土壩壩型仍采用均質(zhì)土壩,壩長(zhǎng)490 m,選定壩頂寬5.0 m,壩頂設(shè)20 cm厚砂礫石路面,壩頂高程260.5 m,上游壩坡坡比1∶3.5,采用現(xiàn)澆混凝土板護(hù)坡,下鋪10 cm厚砂礫石墊層,其下設(shè)一層土工布,下游壩坡坡比1∶3,采用草皮護(hù)坡,坡腳設(shè)置貼坡式排水,貼坡排水采用塊石護(hù)砌,厚30 cm,下設(shè)碎石墊層厚20 cm及砂礫石墊層厚20 cm,其下設(shè)一層土工布。
北安市境內(nèi)無(wú)塊石料場(chǎng),當(dāng)?shù)厥蟽r(jià)格比較高,對(duì)土壩護(hù)坡采用混凝土護(hù)坡,混凝土護(hù)坡板在浮力作用下穩(wěn)定的面板厚度,按下式計(jì)算:
式中:t為混凝土板厚度,m;b為沿壩坡向板長(zhǎng),取1.0m;Lm平均波長(zhǎng),m;ρc為板的密度,2.4 kg/m3;η為系數(shù),1.0;hp為累計(jì)頻率為1%的波高,m。
設(shè)計(jì)水位時(shí)t=0.15m,校核水位時(shí)t=0.16m,考慮到冬季冰推力及防凍影響,設(shè)計(jì)采取混凝土板護(hù)坡厚度為0.20 m。
壩基主要受力層為低液限黏土(黑色)、低液限黏土(黃褐色)、低液限黏土,各層土中不存在軟弱夾層,壩基的抗滑穩(wěn)定性好,在勘探深度內(nèi)壩基為低液限黏土,其滲透系數(shù)K =0.82E-06cm/s~16.4E-06 cm/s,其滲透穩(wěn)定性良好,透水地基均質(zhì)土壩壩后地基滲透最大允許比降[J]=0.8。由于地基透水的影響,堤身浸潤(rùn)線降低,透水堤基浸潤(rùn)線方程為:
其壩基滲流計(jì)算成果見(jiàn)表1。
表1 壩基滲流計(jì)算成果表
根據(jù)以上計(jì)算成果,該土壩的迎水面采取混凝土板護(hù)坡厚度t=0.20 m;壩后地基滲透比降均小于黏性土的允許滲透比降[J]=0.8,計(jì)算出的X<[J],滲流滿足設(shè)計(jì)要求。
[1]吳持恭.水利學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2]左東啟.水工設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2003.
[3]祁慶和.水工建筑物[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2003.