2gTmLm=
2π式中：
hm——平均波高，m； Tm——平均周期，s； W——计算风速，m/s； D——风区长度，m； Hm——水域平均水深，m； g——重力加速度，取9.81m/s2； Lm——平均波长，m。
平均波浪爬高Rm参照“规范”附录A.1.12计算，初步拟定水库大坝上游坝坡为m=2.5，故波浪平均爬高按“规范”附录A.1.12式计算：
KKR??wm1?m2hLmm
式中：
K?——斜坡的糙率渗透性系数，护面类型为砌石护面确定K?=0.75；
Kw——经验系数，由风速W、坡前水深H、重力加速度g所组成的无维量
W/gH，查表A.1.12-2得设计条件：Kw=1.00；校核条件：Kw=1.00；
m——斜坡的坡度系数。
最大波浪在坝坡上的爬高设计值R按2级土石坝取累积概率P=1%爬高值R1%计算。根据计算该水库在设计条件下和校核条件下的累积概率P=1%的经验系数Kp值为2.23。
风浪壅高按下式计算：
KW2De?cos?
2gHm式中：
K——综合摩阻系数，计算时一般采用K=3.6×10-6； β——风向与水域中线的夹角；
其他符号同前。
根据以上公式及参数，坝顶超高计算成果见表3.1.1。 表3.1.1 坝顶超高计算成果表
设计 工 况 风速(m/s) 设计(P=1%) 2822.41 24.0 校核2823.33 15.0 (P=0.05%) 水位 (m) 平均 波长 (m) 7.57 11.81 平均 平均波浪设计 风浪壅高 波高 爬高 爬高 （m） (m) (m) (m) 0.25 0.38 0.032 0.85 0.38 0.59 0.012 1.32 安全 加高 (m) 1.0 0.5 坝顶 超高 (m) 1.88 1.84 由于水库所在地区地震基本烈度7°，按《水工建筑物抗震设计规范》（SL293—97），水工建筑物抗震计算的上游水位可采用正常最高蓄水位，地震区的地震涌浪高度，可根据设计烈度和坝前水深，一般涌浪高度为0.5m～1.5m，该水库地震涌浪高度取用1.0m，不考虑地震作用的附加沉陷计算。
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.3条规定，坝顶高程分别按以下运用情况计算，取其最大值：
1、设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高：2822.41+1.88＝2824.29m； 2、正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高：2821.4+1.88=2823.28m； 3、校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高：2823.33+1.84=2825.17m； 4、正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全加高： 2821.4+1.84+1.0=2824.24m。
经计算可以看出该大坝坝顶高程由校核情况控制为2825.17m，取2825.2m。 6.2.2
坝顶宽度
坝顶宽度主要取决于交通需要、构造要求和施工条件，同时还要考虑防汛抢险、防空、防震等特殊需要。根据“规范”规定，坝顶无特殊要求时，高坝的顶部宽度可选用10~15m，中低坝可选用5~10m。该水库挡水大坝坝基高程为2750，根据计算坝高为75.2m，大于70m，属高坝，故综合各方面因素可取该土石坝坝顶宽度为10m。 6.2.3
坝坡与戗道
土石坝的坝面坡度取决于坝高、筑坝材料性质、运用情况、地基条件、施工方法及坝型等因素。一般是参考以建成类似工程的经验拟定坝坡，再通过计算分析，逐步修改
确定。在满足稳定要求的前提下，应尽可能使坝坡陡些，以减小坝体工程量。
根据规范规定与实际结合，上游坝坡上部取2.5，下部取3.0，下游自上而下均取2.50，下游在2800m、2775m高程处各变坡一次。
在坝坡改变处，尤其在下游坡，通常设置1.5～2ｍ宽的马道（戗道）以使汇集坝面的雨水，防止冲刷坝坡，并同时兼作交通、观测、检修之用，综合上述等各方面因素其宽度取为2.0ｍ。 6.2.4
坝体排水
由于本地区石料比较丰富，故采用堆石棱体排水比较适宜，另外采用棱体排水可以降低坝体浸润线，防止坝坡冻涨和渗透变形，保护下游坝址免受尾水淘刷，并可支撑坝体，增加下游坝坡的稳定性。
按规范棱体顶面高程高出下游最高水位1m为原则，校核洪水时下游水位可由坝址流量水位曲线查得为2755.22m，最后取棱体顶面高程为2756.3m，堆石棱体内坡取1:1.5，外坡取1:2.0，顶宽2.0m，下游水位以上用贴坡排水。 6.2.5
大坝防渗体
大坝防渗体的设计主要包括坝体防渗和坝基防渗两个方面。 （1） 坝体的防渗
坝体防渗的结构和尺寸必须满足减小渗透流量、降低浸润线控制渗透坡降的要求，同时还要满足构造、施工、防裂、稳定等方面的要求。该坝体采用粘土斜心墙，其底部最小厚度由粘土的允许坡降而定，本设计允许渗透坡降[J]=5，上游校核洪水时承受的最大水头为73.33ｍ，墙的厚度B﹥73.33/5=14.666ｍ.参考以往工程的经验，斜心墙的顶部宽度取为5ｍ（满足大于3ｍ机械化施工要求），粘土斜心墙的上游坝坡的坡度为1:0.4～1:1.0之间，有资料研究认为，斜心墙向上游倾斜的坡度为1:0.25～1:0.75时较好，本次设计取为1:0.4，下游坡度取为1:0.2，粘土斜心墙的顶部高程以设计水位加一定的超高（超高0.6～0.8m）并高于校核洪水位为原则，最终取其墙顶高程为2823.4ｍ，经计算底宽为19.68ｍ,大于14.666ｍ.墙顶的上部留有1.8m的保护层，并粘土斜心墙顶部向下游倾斜。
（2） 坝基防渗
由坝址处地质剖面图，可知该坝基为砂砾石地基，对砂砾石地基防渗措施主要有开挖截水槽回填粘土、混凝土防渗墙、帷幕灌浆等措施。
从材料来看由于附近粘土材料储量较少，故不适合采用粘土截水槽，又根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274——2001），80m以内的砂砾石地基可采用混凝土防渗墙，由坝址处地质破面图，该坝基河槽段砂砾石最大层厚为32m，因此该坝基河床中部及两岸坡均采用混凝土防渗墙，根据水工建筑物教材，厚度取0.8m，防渗墙伸入坝体防渗体的长度不小于1/10倍坝高，本次设计取7.5m，防渗墙布置在心墙底面中部偏上，根据“规范”规定墙体底部应深入岩基0.5～1.0m，本次设计取0.5m，岸坡混凝土防渗墙底高程沿岸坡逐渐变化。
大坝剖面尺寸设计见图6.1。
正常蓄水位：2821.4m设计洪水位：2822.41m校核洪水位：2823.33m坝顶高程：2825.20m2.51：1051：2.5死水位：2796.0m2800.00m1：2.521：32坝基防渗墙顶高程 2757.50m坝基：2750.0m2875.00m1：2.522756.3m岩基：2718.0m
图6.1 大坝最大坝高处剖面尺寸图
土石坝毕业设计（全）
