1 工程概況
原水庫為印度一座新建平原水庫，水庫工程等級為Ⅳ，工程規模是小（1）型，主要為印度某新建電廠供水。水庫通過在原自然地面開挖土體并在周圍填筑形成壩體圍繞而成，開挖最大深度為9.75m，筑壩最大高度為2.3m。占地面積約215530m2。水庫設計水位為227.5m，水庫庫底標高為218.30～219.30m，有效水深為8.2m。水庫的設計容量為139.20×104m3。
2 結構布置及材料
水庫四周壩體采用庫體開挖的粉砂碾壓筑壩，壩頂高程為228.3m，最大壩高約10m，圍壩軸線長約1830m，壩頂寬5.0m。壩體上游邊坡采用1:3，下游邊坡采用1:2.5。均質碾壓土壩的護坡內邊坡為預制混凝土板，外邊坡為草皮護坡。圍壩外側坡腳設排水溝，及時排除壩頂及坡面的雨水。
3 防滲結構
3.1 防滲設計方案確定
由于水庫及壩體區域地層基本結構為粉砂、粉土，滲透系數較大，均為相對透水層，經多種方案的經濟、技術比較，以及考慮印度當地材料限制，設計選定鋪設HDPE 土工膜為處理防滲方案，在整個庫底及圍壩的內邊坡鋪設HDPE 土工膜，在壩腳及馬道處設置基座，并將土工膜嵌入基座底部，在壩頂防浪墻底部將土工膜進行澆壓，使水庫區形成封閉的區域，最大程度減少滲漏損失。
3.2 HDPE 土工膜厚度確定
現行確定土工膜厚度的方法有兩種：理論計算法和經驗取值法。理論計算法按薄膜理論，是在假設整塊薄膜均質、完整無損和一定的墊層裂縫形狀大小下，對比理想膜的應力—應變關系，在分別滿足應力和應變的要求安全系數時確定的。通常實用厚度是按經驗確定的。因為理論計算是按理想條件，計算中假設的邊界條件并不真實，而且未考慮膜材實際存在的缺陷和焊縫不可避免的漏失以及鋪設時的損傷等。
因此土工膜厚度的設計除考慮水壓力要求的強度之外，還應考慮暴露、埋壓、氣候、使用壽命、膜材質量和施工質量控制現狀等并按國家現行有關標準的規定確定計算厚度及實際厚度[1]，該工程經綜合分析計算，壩坡防滲層采用1mm 并且雙面加糙的HDPE 土工膜進行防滲。
3.3 防滲體的結構設計土工膜的厚度很薄，容易遭破壞，為了有效保護和提高其在坡面上的穩定性，減小工程在施工過程中，可能對土工
膜產生的損壞，應研究土工膜和土質材料組成的合理復合防滲層，即要求按一定的結構形式鋪設。防滲結構的組成一般為5 層，防護層、上墊層、土工膜、下墊層、支持層[2]。
3.3.1 防護層
為了防御外界水流或波浪沖擊、風化浸蝕、冰凍破壞及遮蔽日光紫外線等需在與外界接觸的最外層設置防護層。根據《碾壓式土石壩設計規范》波浪與護坡計算，計算采用120mm 厚預制混凝土板，并設置排水孔。
3.3.2 上墊層
防護層多是大塊粗糙材料，若直接置于土工膜上，很容易破壞土工膜，故在防護層和下臥土工膜之間需設上墊層作為過渡層。上墊層采用透水性良好的砂礫料，或采用無砂混凝土或瀝青砂漿等；如果防滲材料采用的是復合土工膜，則膜兩側的非織造土工織物可以起保護膜的作用，不必另設墊層。本工程根據實際情況采用40mm 厚無砂混凝土。
3.3.3 土工膜
土工膜是防滲主體，單一土工膜表面光滑，摩擦系數小，鋪在坡面上要考慮下滑的可能性。為此，在可能條件下一般要求采用復合土工膜，其表面的非織造土工織物與土的摩擦系數要比單膜的大得多；由于當地沒有復合土工膜，因此為加大土工膜與相鄰土層的摩擦系數，將單膜加上紋路以增加糙度。
3.3.4 下墊層
下墊層鋪在土工膜的下面，有雙重功能：一是排除膜下的積水、積氣，確保膜的穩定；二是保護土工膜，使其不受支持層的破壞。
3.3.5 支持層
土工膜是柔性材料，必須鋪設在可靠的支持層上，它可以讓土工膜受力均勻，除上述的下墊層外，支持層還可采用級配良好的壓實土層，粒徑應根據膜厚來選擇。對于本工程為碾壓式土石壩，由于其壩面平整，又有較大密實度，可以不專門設置支持層。
3.3.6 膜下排氣措施
在原來干燥的庫盤上鋪設土工膜，水庫蓄水后，水滲入土工膜底部的透水層，將土空隙中的空氣代換出來，氣體對土工膜頂托；蓄水后，如果水庫水位降落，而土工膜底部的滲流不能很快的排出，則滲透水壓將對土工膜頂托以致頂破或漂浮。為防止土工膜被頂破在庫底及壩坡設置連通的排氣盲溝，排除膜底空氣。
由于原水庫壩坡及庫底整平夯實后為粉土、粉砂結構，經過綜合比較分析，原水庫壩坡防滲結構設計自上而下依次為120mm 厚預制混凝土板（設置排水孔）；40mm 厚無砂混凝土；1mm 厚HDPE 防滲膜（雙面加糙）；150mm 厚的粉砂；壓實、平整的壩體。
4 壩坡穩定分析
采用土工膜進行防滲的土石壩，壩坡的穩定分析，既要考慮壩坡的整體抗滑穩定，還要考慮局部抗滑穩定計算既斜坡土工膜與其鄰接土石料接觸面的抗滑穩定。
4.1 整體抗滑穩定
壩坡整體抗滑穩定計算需要考慮正常運行條件、非正常運行條件、正常運行條件與地震，共4 種計算工況：①穩定滲流期②施工期③水位驟降期④正常水位遇地震工況表1 各土層物理力學特性參數及抗剪強度指標
