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　　石庙子水库工程位于重庆市合川区三汇镇元寨村境内，坝址座落于渠江水系大沔溪支流代鳌沟上。工程由水库枢纽工程、灌区工程两大部分组成，是以农业灌溉和场镇供水为主，兼有灌区农村人畜饮水等综合效益的Ⅲ等中型水库工程。拦河坝为沥青混凝土心墙石渣坝（图 1），大坝建筑物级别为 3级，设计洪水标准重现期为 50 年，校核洪水标准重现期为 1 000 年.水库正常蓄水位为 280.50 m ,设计洪水位为 281.15 m ,校核洪水位为 282.68 m ,死水位为 268.00 m .坝顶轴线长 323.30 m ,最大坝高 43.8m ,坝顶高程 282.80 m ,宽 8.0 m ,坝顶上游侧设防浪墙，防浪墙顶高程 284.00 m 满足防洪要求，下游侧设防护栏杆。沥青心墙轴线位于坝轴线上游侧 2.05m 处，为便于施工控制，心墙厚度采用阶梯状，上部厚 50 cm ,下部厚 70 cm （不含扩大段）.大坝上游坡设两级马道，一级马道以上采用预制混凝土块护坡，以下采用干砌块石护坡；下游坝坡设三级马道，坝坡采用混凝土格构草皮护坡，心墙下游高程 248.00 m 以下设水平排水褥垫同坡脚排水棱体形成整体排水系统.

　　大坝左岸与上坝公路连接，右岸与溢洪道控制段连接.根据坝体结构要求，坝体从上游向下游依次分为：上游坝壳石渣料区、过渡料区、心墙防渗料区、过渡料区、下游坝壳石渣料区和堆石排水区。

　　2 计算参数。

　　计算参数根据类似工程经验以及本工程选定料场的岩石物理力学性质室内试验资料确定。坝体各填筑区材料物理力学参数。

　　3 分析原理和方法。

　　基于刚体极限平衡分析原理，采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法和考虑条块间作用力的简化毕晓普法分别对大坝在正常蓄水位（280.50 m）、校核洪水位（282.68 m）、正常蓄水位（280.50 m）骤降至死水位（268.00 m）、蓄水期遇地震和施工期等 5 种工况时的上、下游坝坡的稳定性计算分析，并对以上两种计算方法的结果进行分析对比。本次计算分析采用南京水准科技有限公司编制的 Auto Bank 7.4 进行，各工况下的计算方案。

　　4 坝坡稳定性分析。

　　4.1 坝坡稳定安全系数。

　　经过计算，各个工况下的安全系数计算结果见表 3.根据计算结果可以看出，虽然简化毕肖普法和瑞典圆弧法都是以刚体极限平衡理论为基础，都是以圆弧面作为假设滑动面，但是毕肖普法计算的指标要比瑞典圆弧法计算的指标高出6.8%（平均指标），这是由于简化毕晓普法考虑了条块间法向作用力，而瑞典圆弧法则没有考虑条块间作用力.根据碾压式土石坝设计规范规定的各个计算工况下安全系数允许值，各个计算工况下坝坡的稳定安全系数 Fs 值均满足要求。

　　4.2 施工（竣工）期坝坡稳定性。

　　竣工期坝坡稳定性主要受坝体填筑材料和坝坡坡比影响.由于坝体填筑材料为泥岩、泥质粉砂岩等石渣料，在碾压填筑过程中极易破碎泥化，考虑到上游孔隙水的影响，因此上游坝坡相比下游坝坡要更缓.根据计算结果显示，上游坝坡 Fs 相比下游坝坡 Fs 也要更大，危险滑弧位置更深。施工（竣工）期，上、下游坝坡危险滑弧位置图。

　　4.3 水位骤降对坝坡稳定影响。

　　水位骤降主要是在工程检修或极端运行情况下，库水位由正常蓄水位降落至死水位时对上游坝坡产生的稳定不利影响。在水库蓄水后，水体对坝体的影响主要来自于以下两点：①坝体上游坝坡受库内水体的侵蚀、软化作用；②水体对上游坝坡产生的静水压力、浮托力和浪压力等力学作用。针对石庙子水库大坝，由于坝体采用填筑材料为泥岩、粉砂岩石渣料，且上游坝坡坡度较缓，上游库水位的静水压力沿垂直坡面挤压坝坡，产生指向坝坡的推力，且坝坡自下而上大部分被淹没，淹没部分伴随着水体入渗而产生浮力作用，有效地抵抗了潜在滑坡的自重，极限平衡法计算时浸润线以下填筑的石渣坝体采用浮重度，上游坝坡整体稳定性显著提高，Fs较竣工期提高约 12%.当库水位由 280.50 m 骤降至268.00 m 死水位时，坝体表面的水压荷载已卸掉，由于坝体土石具有一定的持水性，坝体内浸润线高于外坡的水位，因此具有较高的孔隙水压，同时受指向库内的渗透力作用，使得上游坝坡更易产生滑动.

　　库水位下降后，潜在滑坡上部所受浮力消失，自重增大，坝坡下滑力较抗滑力显著增大，不利于坝坡整体稳定，上游坝坡 Fs 较蓄水期约降低 6.6%.水位骤降工况下，上、下游坝坡危险滑弧位置。

　　4.4 蓄水期地震对坝坡稳定影响。

　　地震作用对于大坝坝坡稳定性的影响主要表现在以下两方面：一是地震荷载诱发超静孔隙水压力增大，降低有效应力，从而降低坝坡土石体的抗剪能力；二是地震惯性力的作用增大了土压力，改变了土体的应力状态。本工程坝址区位于四川盆地东部边缘，处于合川向斜的东南翼与华蓥山基底大断裂带的北西侧，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震加速度为0.05 g.本文计算地震力采用拟静力法，结合极限平衡理论来计算坝坡抗震安全系数。

　　计算结果表明，地震作用对于石庙子沥青混凝土心墙石渣坝的整体稳定性有较大不利影响，使得坝坡有发生惯性失稳的可能性.根据对计算结果安全系数进行对比，地震作用时上游坝坡 Fs 要比正常蓄水期上游坝坡Fs 降低了 9.9% .由于本工程所在区域构造稳定性较好，且抗震计算结构能够满足规范要求，可以认为石庙子水库沥青混凝土心墙石渣坝抗震性能较好，因地震诱发大坝整体破坏失稳的可能性较小，不会出现严重破坏。蓄水期遇地震工况，上游坝坡危险滑弧位置。

　　5 结语。

　　本次计算分析是基于南京水准科技有限公司开发的 AUTO Bank 软件，采用刚体极限平衡原理对石庙子水库大坝坝坡进行了稳定计算分析，计算结果表明在各工况下的安全系数均满足规范要求，且采用计条块间作用力的毕晓普法计算更为合理.
本工程填筑坝体所采用的石渣料多为侏罗系中统沙溪庙组泥岩，岩质强度相对较低，裸露及遇水极易风化和侵蚀，建议在施工期和运行期应采取相应的措施加以防护.

　　参考文献：
　　[1]SL 274- 2001,碾压式土石坝设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2002.
　　[2]卢廷浩。土力学[M].南京：河海大学出版社，2002.
　　[3]姚爱军，薛廷河。 复杂边坡稳定性评价方法与工程实践[M].北京：科学出版社，2008.

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