5.5.1.4坝基抗渗稳定计算
a）基本资料
坝基上部为卵石层，以卵石为主，含较多砾石、砂和少量粘土，厚度1.2～4.3m，呈松散状态，属强透水性，渗透系数大约为2×10-2cm／s；下部为砾质粘土，含较多灰岩砾石，土体呈软塑状态，土层厚度约0～6.9m，其透系数大约为6×10-5cm／s，属弱透水性。
计算工况：以计算正常蓄水位419.5m来分析坝基渗流稳定。 b）抗渗稳定计算 1) 渗透压力计算
坝基底渗透压力计算采用改进阻力系数法。 (1) 坝的地基有效深度按下式确定：
当L0/S0≥5时 Te=0.5L0 当L0/S0＜5时 Te?5L0
L01.6?2S0式中 Te-----坝的地基有效深度（m）； L0-----地下轮廓的水平投影长度（m）； S0-----地下轮廓的垂直投影长度（m）。
当计算的Te值大于地基实际深度时，Te值按地基实际深度采用。 (2) 分段阻力系数按下式计算：
① 出口段：
S ?0?1.5()2?0.441
T3式中 ζ0-----进、出段的阻力系数； S------齿墙的入土深度（m）；
T------地基透水层深度（m）。
② 内部垂直段：
?y????S??lnctg??1??? ??4?T??2式中 ζy-----内部垂直段的阻力系数。
③ 水平段：
?x?Lx?0.7?S1?S2?
T式中 ζx-----水平段的阻力系数； Lx-----水平段长度（m）；
S1、S2-----进、出口段齿墙的入土深度（m）。 (3) 各分段水头损失值按下式计算： hi??i????i?1n
i式中 hi-----各分段水头损失值；
ζi-----各分段的阻力系数； n-----总分段数。
(4) 进、出口段修正后的水头损失值由下式计算： h0'??'h0 h0??hi
i?1n ?'?1.21???T'?2?12??T??????1
'??S???2???0.059?T?????式中 h0'-----进、出口段修正后的水头损失值；
h0-----进、出口段水头损失值；
?'-----阻力修正系数，当计算的?'?1.0时，采用?'?1.0；
。 T'-----板桩另一侧地基透水层深度（m）(5)经计算结果如下表5.5-3。
表5.5-3
渗透压力计算成果表
进口段 0.525 0.143 内部垂直段 0.147 0.040 水平段 4.9021 1.338 出口段 0.652 0.178 合计 6.23 1.70 阻力系数ξi 水头损失值hi 2) 抗渗稳定性验算
(1) 坝基水平段抗渗稳定性验算 ① 允许渗流坡降值的确定
根据《水闸设计规范》（SL265-2001），砂砾石闸基水平段的允许渗流坡降值由表6.0.4查得为0.22~0.28。
② 水平段渗流坡降值的计算 水平段的渗流坡降值：
J=1.338/24.93=0.05 < 0.22 满足要求。 (2) 坝基出口段抗渗稳定性验算 ① 允许渗流坡降值的确定
首先由下式判断可能发生的渗流破坏形式：
4Pf(1-n)>1.0时，为流土破坏 < 1.0时，为管涌破坏
式中：Pf -----小于df的土粒百分数含量（%）；
df -----坝基土的粗细颗粒分界粒径（mm）； df?1.3d15d85
n ------坝基土的孔隙率；
d15、d85------坝基土颗粒级配曲线上小于含量15%、85%的粒径（mm）。 经计算，4Pf(1-n)>1.0，故可能发生的渗流破坏形式为流土破坏，查《水闸设计规范》（SL265-2001）表6.0.4得砂砾石闸基出口段防止流土破坏的允许渗流坡降值为0.50~0.55。
② 出口段渗流坡降值按下式计算：
'h00.178?0.30 < 0.50 满足要求，不可能发生流土破坏。 J?'? 0.6S式中：J-----出口段渗流坡降值。 5.5.1.5底流消能计算
a) 基本资料
引水坝设计洪水位为423.56m，相应下泄流量485m3/s，相应下游水位423.45m；校核洪水位为423.98m，相应下泄流量580m3/s，相应下游水位423.89m。溢流堰为低堰，堰顶高程为419.5m，消能采用底流消能。
b) 计算条件
按《水利水电工程等级划分洪水标准》(SL252－2000)，并考虑渲泄小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况。因此，该坝的消能防冲设计洪水标准为10％，取10年一遇的洪水标准。
c) 消力池计算 ① 消力池深度
消力池深度按下式计算： d??0hc''?hs'??Z
hcb8?q2 h?(1?3?1)(1)0.25 2b2ghc''c?q2 h?Th??0
2g?23c20c?q2?q2 ?Z? ?2g?2hs'22ghc''2式中 d ----消力池深度（m）；
?0----水跃淹没系数，采用1.05~1.10； hc''----跃后水深（m）；
hc----收缩水深（m）；
?----水流动能校正系数，采用1.0~1.05； q -----过闸单宽流量（m2/s）； ?-----流速系数，取0.95；
b1----消力池首端宽度（m）；
b2----消力池末端宽度（m）；
T0----由消力池底板顶面算起的总势能（m）；
ΔZ----出池落差（m）； hs'----出池河床水深（m）。 ② 消力池长度
消力池长度按下式计算：
Lsj?LS??Lj
Lj?6.9(hc''?hc)
式中 Lsj ----消力池长度（m）；
Ls -----消力池斜坡段水平投影长度（m）；
水电站初步设计报告
