營口市三道嶺水庫溢流壩段穩定分析計算

王嬌

【摘要】本文對三道嶺水庫的溢流堰進行穩定計算，計算三種工況：設計水位、校核水位、正常水位加地震。

【關鍵詞】三道嶺水庫；設計水位；校核水位；正常水位；地震；穩定

1、概況

三道嶺水庫位于大清河流域上游支流北窯河上，中型水庫，工程等別為三等，主要建筑物級別為3級。設計洪水50年一遇，校核洪水1000年一遇。設計洪水位21.5m，正常蓄水位20.0m，校核洪水位23.71m。

溢流壩段位于大壩右側，兩孔，全寬24.0m，凈寬20.0m，鋼筋混凝土結構，溢流壩中間設瀝青木板分縫。堰型為克—奧型實用堰，堰頂高程17.0m，設10×3.5m的弧形閘門二扇。

2、參數選取

本次計算參數取值：γ砼 =24KN/m3，γ水=10KN/m3，γ浮=10KN/m3，土壓力系數k=0.3。本次計算取分縫處的一側作為一個整體，進行計算，即計算寬度為12m。場地的抗震設防烈度為8度，設防類別為丙級。

3、計算工況

本次計算分三種工況計算：①設計水位21.5m，下游相應水位9.50m；②校核水位23.71m，下游相應水位10.66m；③正常水位加地震，正常水位20.0m，下游相應水位6.60m。

4、穩定計算

4.1設計水位的荷載分析

上游水位21.5m，下游水位9.50m，各力對上游壩趾A點取矩。壩體自重分解簡圖如圖一，水重、水壓力、揚壓力簡圖如圖二。

4.2校核水位的荷載分析

上游水位23.71m，下游水位10.66m，各力對上游壩趾A點取矩。自重、水重、水壓力、揚壓力等計算簡圖可參照圖一、圖二。

4.3正常水位加地震的荷載分析

上游水位20.0m，下游水位6.60m，各力對上游壩趾A點取矩。正常水位時閘門不開啟，溢流堰不泄水。地震慣性力及動水壓力按照《水工建筑物抗震設計規范》SL203-97，進行計算，其公式如下：

地震慣性力：；動態分布系數：

單位寬度壩面的總地震動水壓力作用在水面以下0.54H處，公式為：

自重、水重、水壓力、揚壓力等計算簡圖可參照圖一、圖二。地震慣性力、動水壓力簡圖如圖三。

4.4計算公式

壩體抗滑穩定計算按照《混凝土重力壩設計規范》（SL319—2005）中的公式6.4.1-1計算，公式如下：

—按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數；

—壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷摩擦系數，取0.7；

—壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪斷凝聚力，取=300kpa

A—壩基接觸面截面積，A=22×12=264m2；

溢流壩基底應力按下列公式計算： ；

4.5壩體穩定計算結果

計算結果，見表4。

參考文獻：

[1].《混凝土重力壩設計規范》（SL319—2005）；

[2].《水工建筑物抗震設計規范》SL203-97；

[3].《三道嶺水庫安全分析綜合評價報告》，營口市水利勘測建筑設計院，2018.05。