1、壩體滲流與穩定計算依據：碾壓土石壩設計規范SL274-2001 8.3節豐鎮例： 4.1加高3m（格東壩、南壩，格南壩）壩坡穩定安全計算分析4.1.1 計算工況根據火力發電廠設計技術規程（DL500094）、碾壓式土石壩設計規范（SL274-2001），結合灰壩的具體情況，灰壩的穩定分析中應核算以下工況的壩坡穩定性：灰水位1209.00m，下游水位1200.00m，計算下游壩坡穩定。4.1.2 計算方法與計算參數指標的選取（1）計算方法按照碾壓式土石壩設計規范（SL274-2001），土壩采用依據剛體極限平衡原理的圓弧滑動法進行穩定分析。計算同時采用了不計條塊間作用力的瑞典圓弧法和計及條塊間作

2、用力的簡化畢肖普法。穩定滲流期的下游壩坡穩定采用有效應力法計算，水庫水位降落期的上游壩坡穩定采用總應力法計算。土體抗剪強度可用有效應力法按下式確定：式中： 土的有效應力；、土的有效內摩擦角和粘聚力。在庫水位降落期，土體的抗剪強度用總應力法按下式確定：式中： 、用不排水剪的內摩擦角和粘聚力。（2）計算參數上游灰水位1209.00m，對應下游水位1200.00m；計算采用的相關材料物理力學指標見表4-1表4-1 計算采用的物理力學指標項 目干容重（kN/m3）濕容重（kN/m3）飽和容重（kN/m3）粘結力（kN/m2）內摩擦角(°)壩體土17.317.521.02021庫區灰 24.0

3、030固結灰15.720.050354.1.3 浸潤線計算采用均質壩浸潤線計算原理進行計算。經計算得浸潤線方程為：4.1.4 計算方案和計算結果根據壩體各部分填土性質，進行各土層劃分（見圖4-1），計算中對可能的弧頂、弧腳位置進行了組合，各種組合方案見表4-2，計算工況下各方案的計算結果見表4-2，通過計算得到最危險的劃弧（見圖4-2）。相對而言較為危險的劃弧的具體計算結果見附錄14。表4-2 下游壩坡計算方案組合表上游計算方案12345678910弧腳范圍1-41-41-41-41-41-41-45-65-65-6弧頂范圍15-1614-1513-1412-138-96-74-515-161

4、4-1513-14計算方案11121314151617181920弧腳范圍5-65-65-67-87-87-87-811-1211-1211-12弧頂范圍12-138-96-715-1614-1513-1412-1315-1614-1513-14表4-3 下游壩坡各方案計算結果方案弧腳弧頂滑弧半徑抗滑穩定安全系數瑞典法畢肖普法11-415-1647.0811.5961.61021-414-1547.0801.5971.61131-413-1438.6761.6231.63741-413-1440.4631.6181.63451-412-1353.5571.6611.67261-48-943.5

5、511.6461.66471-46-77.1651.6721.66585-615-1619.8651.7461.84395-614-1522.6331.7431.868105-613-1431.2591.7391.832115-612-1319.7411.7401.840125-68-913.281.7561.840135-66-79.9371.7561.840147-815-1614.5872.0022.168157-814-1514.5872.0022.168167-813-1414.5872.0022.168177-812-1314.5872.0022.1681811-1215-165.

6、8491.9961.9761911-1214-155.8491.9961.9762011-1213-145.8491.9961.97616圖4-1下游坡穩定計算土層劃分圖圖4-2下游坡最危險滑弧圖4.1.5 計算成果分析按照火力發電廠設計技術規程（DL500094），級土石壩壩坡抗滑穩定最小安全系數值下游坡為1.15（基本情況）和1.0（特殊情況）。計算結果表明，灰壩斷面在水位為1209.00m時，下游坡的抗滑穩定安全系數滿足規范要求。4.2格北壩加高2.5m壩坡穩定安全計算分析4.2.1 計算工況根據火力發電廠設計技術規程（DL500094）、碾壓式土石壩設計規范（SL274-2001），結

7、合灰壩的具體情況，灰壩的穩定分析中應核算以下工況的壩坡穩定性：灰水位1209.50m，下游水位1200.00m，計算下游壩坡穩定。4.2.2 計算方法與計算參數指標的選取按照碾壓式土石壩設計規范（SL274-2001）及修改和補充規定，土壩采用依據剛體極限平衡原理的圓弧滑動法進行穩定分析。計算同時采用了不計條塊間作用力的瑞典圓弧法和計及條塊間作用力的簡化畢肖普法。具體計算原理同上。上游灰水位1209.50m，對應下游水位1200.00m；計算采用的相關材料物理力學指標見表1表4-4 計算采用的物理力學指標項 目干容重（kN/m3）濕容重（kN/m3）飽和容重（kN/m3）粘結力（kN/m2）內

8、摩擦角(°)壩體土17.317.521.02021庫區灰 24.0030固結灰15.720.050354.2.3 浸潤線計算采用均質壩浸潤線計算原理進行計算。經計算得浸潤線方程為：4.2.4 計算方案和計算結果根據壩體各部分填土性質，進行各土層劃分（見圖4-3），計算中對可能的弧頂、弧腳位置進行了組合，各種組合方案見表4-5，計算工況下各方案的計算結果見表4-6，通過計算得到最危險的劃弧（見圖4-4）。相對而言較為危險的劃弧的具體計算結果見附錄。表4-5 下游壩坡計算方案組合表計算方案12345678910弧腳范圍0-10-10-10-10-11-101-101-101-101-10

9、弧頂范圍21-1420-2119-2018-1915-1621-1420-2119-2018-1916-17計算方案111213141516171819弧腳范圍1-1010-1510-1510-1510-1510-1518-1918-1918-19弧頂范圍15-1621-1420-2119-2018-1915-1621-1420-2119-20表4-6 下游壩坡各方案計算結果方案弧腳弧頂滑弧半徑抗滑穩定安全系數瑞典法畢肖普法10-121-14128.1041.8721.84320-120-21128.1091.9071.89430-119-20128.1041.8521.85740-118-1

10、9116.401.7521.73950-115-16123.0021.8451.71561-1021-1433.5311.3471.37871-1020-2135.3061.3511.37781-1019-2021.8181.3381.37791-1018-1930.2571.3491.376101-1016-1718.5041.3071.386111-1015-1629.7181.4261.4041210-1521-1416.5541.5271.6261310-1520-2110.0521.4201.5711410-1519-2029.8641.4441.5721510-1518-1917.

11、8741.5201.6811610-1515-1617.8791.5911.7881718-1921-145.1862.9232.9721818-1920-215.1862.9232.9721918-1919-200.7002.9232.972圖43下游坡穩定計算土層劃分圖圖44下游坡最危險滑弧圖4.2.5 計算成果分析按照火力發電廠設計技術規程（DL500094），級土石壩壩坡抗滑穩定最小安全系數值下游坡為1.15（基本情況）和1.0（特殊情況）。計算結果表明，灰壩斷面在水位為1209.50m時，下游坡的抗滑穩定安全系數滿足規范要求。五、泄水建筑物原灰場利用排水井排除灰水。隨著灰水面的升高，

12、原排水井的高程不滿足要求，需要加高。同時，由于在灰庫內加高，排水井位置需向灰庫內移動50m。本次加高灰壩，仍然采用排水井，其結構形式與原來一致。同時，利用管道將本次新建的排水井與原排水井相連，并對原排水井沖洗，保證排水通暢。六、壩基承載能力校核與壩基沉降變形的計算6.1 壩基承載能力的校核壩基粉煤灰的抗剪強度參數為：30°，C10KPa。根據規范及有關公式可估算壩基的承載力。1.利用太沙基公式計算對于本工程，D0，因30°，查表得NC=30，NB18，則：Pv10×30+18×3×12.90648.3kPa648.3Pa是極限承載力，如取安全系

13、數為3，則容許承載力為216.1kPa。壩基的實際最大壓應力為46.41kPa，因此，壩基是足夠安全的。2.按規范推薦的公式計算根據國家標準“建筑地基基礎設計規范GBJ7-89”推薦的公式：fVMb·r·b+MdR0d+Mc·CK對于本工程，d=0，因30°，查表得Mb1.9，M07.95，則fV1.9×14.6×3+7.95×10162.7KPa162.7KPa為規范根據土的抗剪強度確定的地基承載力設計值。本壩基最大的壓應力P46.41kPa，遠小于壩基承載力的設計值，因此是安全的。6.2 壩基沉陷變形的計算根據設計剖面，

14、取計算剖面簡圖如圖6-1。圖6-1 沉降計算簡圖6.2.1 施工期沉降計算（1）壩軸線M點下垂直剖面先計算基底壓力：。該剖面壩基粉煤灰厚度有6.5m，不同深度的附加應力見表6-1。表6-1 M點下壩基內的附加應力條形荷載（x/b0.5）三角形荷載（x/b1.25）Zx12x2（KPa）Z（m）Z/bKZx1 (Kpa)Z（m）Z/bKZTx2（Kpa）1.50.50.81938.011.50.250.0723.3444.69310.54925.4830.50.1577.2940.066.52.20.26812.446.51.10.1808.3529.14（2）A點下垂直剖面該剖面粉煤灰層厚6.

15、5米，其不同深度的附加應力見表6-2。表6-2 A點下壩基內的附加應力條形荷載（x/b0）三角形荷載（x/b1）Zx1x2（KPa）Z（m）Z/bKZx1 (Kpa)Z（m）Z/bKZTx2（Kpa）1.50.50.47922.231.50.250.42319.6441.87310.40918.9830.50.35416.4335.416.52.20.25111.656.51.10.23610.9522.6（3）B點垂直剖面該剖面粉煤灰層厚6.5米，其不同深度的附加應力見表6-3。表6-3 B點下壩基內的附加應力條形荷載（x/b1）三角形荷載（x/b1）Zx1x2（KPa）Z（m）Z/bKZx

16、1 (Kpa)Z（m）Z/bKZTx2（Kpa）1.50.50.47922.231.50.250.42319.6441.87310.40918.9830.50.35416.4335.416.52.20.25111.656.51.10.23610.9522.6（4）C點垂直剖面該剖面粉煤灰層厚6.5米，其不同深度的附加應力見表6-4。表6-4 C點下壩基內的附加應力深度Z（m）Z/bKZTZ(Kpa)1.50.250.25711.9330.50.26112.116.51.10.2149.93（5）D點下垂直剖面該剖面粉煤灰層厚6.5米，其附加應力見表6-5。表6-5 D點下剖面地基附加應力深度Z

17、（m）Z/bKZTZ(Kpa)1.50.250.0492.2730.50.0763.536.51.10.1567.242、沉降變形的計算采用平均附加壓力法，沉陷量用下式計算：ms1，據國內幾個灰庫粉煤灰的試驗資料，取ES=6.7812.132。（1）M點的下沉陷量M點下壩基粉煤灰層厚6.5米，其沉陷量計算結果見表6-6。表6-6 M點壩基沉陷的計算深度Z（m）附加應力z（KPa）附加應力平均值ep（KPa）沉陷量Si（cm）ES=6.78 MpaES=12.132 Mpa1.544.6945.551.010.56340.0642.380.940.526.529.1434.601.791.003

18、.742.08（2）A點下沉陷量A點下壩基粉煤灰層厚6.5米，其沉陷量計算結果見表6-7。表6-7 A點地基沉陷量的計算深度Z（m）附加應力z（KPa）附加應力平均值ep（KPa）沉陷量Si（cm）ES=6.78 MpaES=12.132 Mpa1.541.8744.140.980.55335.4138.640.850.486.522.6029.011.500.843.331.87（3）B點壩基沉陷量B點下壩基粉煤灰層厚6.5米，其沉陷量計算結果見表6-8。表6-8 B點壩基沉陷的計算深度Z（m）附加應力z（KPa）附加應力平均值ep（KPa）沉陷量Si（cm）ES=6.78 MpaES=12

19、.132 Mpa1.541.8744.140.980.55335.4138.640.850.486.522.6029.011.500.843.331.87（4）C點壩基沉陷量C點下壩基粉煤灰層厚6.5米，其沉陷量計算結果見表6-9。表6-9 C點壩基沉陷的計算深度Z（m）附加應力z（KPa）附加應力平均值ep（KPa）沉陷量Si（cm）ES=6.78 MpaES=12.132 Mpa1.511.9315.800.350.20312.1112.020.270.156.59.9311.020.570.321.190.67（5）D點壩基沉陷量D點下壩基粉煤灰層厚6.5米，其沉陷量計算結果見表6-10

20、。表6-10 D點壩基沉陷的計算深度Z（m）附加應力z（KPa）附加應力平均值ep（KPa）沉陷量Si（cm）ES=6.78 MpaES=12.132 Mpa1.52.271.140.030.0133.532.900.060.046.57.245.390.280.160.370.21綜上計算可知，上游壩腳地基沉陷是很小的，約0.20.4cm。子壩中間條形荷載地基沉陷基本是均勻的。整個地基最大沉陷差約3cm，因此不存在明顯的部均勻沉陷問題，子壩整體是安全的。6.3 灰壩運行后期沉降量計算當灰場運行到限制堆灰高程（1209.00m高程）后，上述D、A、B的沉降值不能太大，為此進行了校核。先計算基底

21、壓力，1、附加應力的計算（1）堆灰引起的D點下壩基內的附加應力該剖面粉煤灰層厚6.5米，x/b=1.0。其附加應力見表6-11。表6-11 堆灰引起的D點下剖面地基附加應力深度Z（m）Z/bKZTZ(Kpa)40.80.28510.935.51.10.2369.0591.80.1646.29（2）堆灰引起的A點下壩基內的附加應力該剖面粉煤灰層厚6.5米，x/b= -0.2。其附加應力見表6-12。表6-12 堆灰引起的A點下剖面地基附加應力深度Z（m）Z/bKZTZ(Kpa)40.8005.51.10.1184.5391.80.1234.72（3）堆灰引起的B點下壩基內的附加應力該剖面粉煤灰層厚6.5米，x/b= -0.8。其附加應力見表6-13。表6-13 堆灰引起的B點下剖面地基附加應力深度Z（m）Z/bKZTZ(Kpa)40.8005.51.10.0170.6591.80.0582.222、堆灰后沉降變形的計算（1）堆灰后D點沉降變形計算結果見表6-14。表6-14 堆灰后D點壩基沉陷的計算深度Z（m）附加應力z（KPa）附加應力平均值ep（KPa）沉陷量Si（cm）堆灰前、后總沉陷量Si（cm）ES=6.78MpaES=12.132MpaES=6