大坝安全评价报告.doc

四川省会东县四川省会东县* 大坝安全评价报告大坝安全评价报告 四川省水利电力工程建设监理中心四川省水利电力工程建设监理中心 二二 0 一二年一月一二年一月 批批 准准 何 健 核核 定定 刘双美 审审 查查 张晓波 校校 核核 陈开武 汇汇 编编 卢喜平 编写、计算编写、计算 魏广华 郭翔宇 何 孟 叶家付 张子刚 黄高翔 张居东 伊 兵 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 i 目目 录录 1 大坝安全评价综合概况大坝安全评价综合概况.1 1.1 水库枢纽工程概况水库枢纽工程概况.1 1.1.1 大坝工程1 1.1.2 溢洪道工程2 1.1.3 放水设施2 1.2 枢纽工程安全鉴定的依据枢纽工程安全鉴定的依据 .2 1.2.1 文件与资料2 1.2.2 鉴定的依据2 1.3 大坝安全鉴定过程大坝安全鉴定过程 .3 2 枢纽工程质量评价枢纽工程质量评价.6 2.1 工程地质质量评价工程地质质量评价.6 2.1.1 地形地貌6 2.1.2 地质构造及地震6 2.1.3 地层岩性7 2.1.4 水文地质条件及物理地质现象7 2.1.5 地质质量评价8 2.2 工程病害简述工程病害简述.9 2.3 水库枢纽工程现场检查水库枢纽工程现场检查 .9 2.3.1 大坝存在的病害9 2.3.2 溢洪道存在的病害10 2.3.3 放水设施存在的病害10 2.3.4 白蚁危害10 2.4 工程病害原因分析工程病害原因分析.10 2.5 综合评价综合评价.11 3 大坝运行管理评价大坝运行管理评价.12 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 ii 3.1 大坝运行与维修大坝运行与维修 .12 3.2 溢洪道运行与维修溢洪道运行与维修 .12 3.3 放水设施运行与维修放水设施运行与维修.13 3.4 观测设施及大坝维护、安全监测观测设施及大坝维护、安全监测.13 3.5 大坝运行管理综合评价大坝运行管理综合评价.14 4 防洪标准复核防洪标准复核.15 4.1 流域概况流域概况.15 4.1.1 自然地理概况.15 4.1.2 气象特征.15 4.2 设计洪水设计洪水 .15 4.2.1 设计标准.15 4.2.2 设计暴雨.16 4.2.3 设计洪峰流量16 4.2.4 设计洪水总量及设计洪水过程线16 4.3 水库洪水调节计算水库洪水调节计算 .18 4.3.1 防洪标准.18 4.3.2 基础资料.18 4.3.3 调节方式.18 4.3.4 调洪计算.18 4.4 坝顶高程复核坝顶高程复核 .19 4.4.1 基本参数.19 4.4.2 计算公式.19 4.4.3 计算结果.20 4.5 坝顶宽度复核坝顶宽度复核 .20 4.6 溢洪道泄流能力复核溢洪道泄流能力复核 .21 4.7 防洪标准复核结论防洪标准复核结论 .21 5 渗流安全评价渗流安全评价.26 5.1 渗流安全评价的目的渗流安全评价的目的 .26 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 iii 5.2 大坝渗流分析大坝渗流分析 .26 5.2.1 计算的目的26 5.2.2 渗透系数26 5.2.3 计算的工况26 5.2.4 计算断面、计算方法27 5.2.5 计算结果27 5.2.6 坝体、坝基及坝肩渗漏分析27 5.3 其它建筑物其它建筑物 .28 5.4 渗漏综合评价渗漏综合评价 .28 6 结构安全评价结构安全评价.29 6.1 工程工程结构概结构概况况.29 6.2 大坝坝坡稳定计算分析大坝坝坡稳定计算分析.29 6.2.1 计算分析资料.29 6.2.2 安全系数.29 6.2.3 坝体物理力学指标.29 6.2.4 计算工况30 6.2.5 计算方法及成果.31 6.3 其其他他建筑物建筑物.31 6.3.1 溢洪道.31 6.3.2 放水设施.32 6.4 结构安全评价结构安全评价.32 7 抗震安全复核抗震安全复核.33 7.1 地震基本烈度地震基本烈度.33 7.2 抗震复核抗震复核.33 7.2.1 计算工况.33 7.2.2 计算方法和计算指标.33 7.2.3 计算结果.33 7.3 抗震安全评价结论抗震安全评价结论 .34 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 iv 8 金属结构安全评价金属结构安全评价.35 9 大坝安全综合评价大坝安全综合评价.36 9.1 综合评价综合评价 .36 9.2 建议建议 .36 附图：附图： *枢纽平面布置图 水库大坝横剖面图 水库大坝纵剖面图 水库溢洪道平面布置与剖面图 水库放水涵管平面布置与剖面图 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 1 1 大坝安全评价综合概况大坝安全评价综合概况 1.1 水库枢纽工程概况水库枢纽工程概况 *在会东县会东镇境内，位于会东镇参鱼河上游支沟，水库坝址地理 坐标为东经 1023002，北纬 263700，是一座小型水利工程，总库容 19.0 万 m3，水库上游集雨面积 1.26km2，主河槽长 2.52km，平均坡降 127。该主要承担 会东镇境内农田的农业灌溉用水，兼有防洪、水产养殖等综合效益。灌区内地势较 平坦，土地肥沃，主产水稻、玉米、小麦、烤烟、蚕桑、甘蔗 等，是会东县粮食 经济作物的主产区之一。库区上游植被良好，年均降雨量 1000mm，年均径流深 600mm。枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵管组成。 该工程经会东县水利电力局承担设计，1971 年，经州水电局审批通过，同意工 程动工修建。工程由当地政府组织群众施工，于 1971 年 7 月动工，1972 年 3 月竣 工，完成坝高 18.0m 与溢洪道、放水设施等工程，1973 年 8 月底洪水 将坝顶冲垮， 垮坝的高度基本到达过滤层，1973 年 9 月修复。 现运行管理单位为会东县水务局，下设会东镇水利站。 1.1.1 大坝工程大坝工程 水库大坝为均质土坝，于 1971 年 7 月动工，1972 年 3 月建成。大坝最大坝高 18.0m，坝顶高程 1839.822m，坝顶总长 62.2m，坝顶宽 3.4m，上游坝坡坡比（从上 至下）为 1：1.78、1：2.41，下游坝坡坡比（从上至下）为 1：2.17、1：7.40、1：2.30。正常蓄水位 1836.763m，设计洪水位 1838.09m，校核 洪水位 1838.63m，死水位 1828.28m。 大坝经多年运行，大坝右侧坝脚漏水严重。大坝左坝肩绕坝渗漏严重，坝存在 白蚁危害；坝顶与下游坝面不规整，杂草丛生，灌溉左侧干渠从坝面通过，渗漏水 流严重影响坝体安全。 1.1.2 溢洪道工程溢洪道工程 水库溢洪道位于大坝左侧坝肩，由进口连接段、控制段、明渠段、陡槽段组成。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 2 溢洪道进水连接段为八字型，流水顺畅；控制段堰型为无闸控制开敞式宽顶堰，堰 顶高程 1836.736m，长 23.2m、净宽 2.4m、高 1.2m；明渠段渠分为左明渠和右明渠； 其后接泄水陡槽段，渠底平均坡降 i=0.06。溢洪道设计最大放水流量 9.42m3/s，边 墙与底板为 C10 埋石砼衬砌，最小厚度 0.3m。 根据当地实际条件及本地村民的用水便利，溢洪道尾部未设消力池及边墙衬砌 不尽完整，总体溢洪道及下游尾渠运行良好。 1.1.3 放水设施放水设施 现灌溉放水设施采用卧管和浆砌石无压放水涵卧管放水，卧管尺寸：净宽 0.9m，净高 0.3m，管长 55.00m，管顶高程 2019.70m，管底高程 2001.50m，卧管坡 比 i=0.3，孔径为单排 20cm，垂距 0.3m，条石衬砌且砼包裹，厚 0.3m。涵管管长 44.0m，坡比 i=0.017，进口高程为 2001.5m，出口高程 2000.00m，断面尺寸 0.6m0.5m，为浆砌条石衬砌。 经现场检查，涵卧管运行良好。 1.2 枢纽工程安全鉴定的依据枢纽工程安全鉴定的依据 1.2.1 文件与资料文件与资料 本次安全鉴定是依据水利部颁水库大坝安全鉴定办法文件精神，按水 库大坝安全评价导则 （SL2582000）的要求，结合*工程实际进行的， 主要资料来自于会东县水务局提供的资料、现场检查及地质勘察等成果资料。 1.2.2 鉴定的依据鉴定的依据 水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000 防洪标准GB50201-94 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则SL189-96 水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93 水工建筑物荷载设计规范DL5077 水工建筑物抗震设计规范DL5073 水利水电工程钢闸门设计规范DL/T5039-95 土工试验方法标准GB/T50123 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 3 土工试验规程SL237-1999 溢洪道设计规范SL253-2000 水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范DL/T5019-94 土石坝监测技术规范SL60-94 土石坝安全监测资料整编规程SLl69-96 土石坝养护修理规程SL210-98 水库大坝安全评价导则SL258-2000 中国地震动峰值加速度区划图 （2001） 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 （1984 年版） 水利水电工程地质勘察规范GB50287-99 1.3 大坝安全鉴定过程大坝安全鉴定过程 2011 年 11 月，会东县水务局组织有关设计、地勘、试验单位专业人员按大坝 安全鉴定新标准、新要求进行详查，实测了*大坝的枢纽布置及横断面图。 四川省水利电力工程建设监理中心根据水利部水库大坝安全鉴定办法 （水建管 2003271 号）与水库大坝安全评价导则 （SL2582000）的要求，对会东县 *完成*大坝安全评价报告 ，在此基础上进行*大坝安 全鉴定。表 1-1 *工程特性表 序序 号号指指 标标 名名 称称单单 位位数数 量量备备 注注 一河流特性 1坝址以上集雨面积km21.26 2主河槽长km2.52 3主河槽平均坡降127 4多年平均径流深mm600 二水文气象特征 1多年平均降雨量mm1000 2年最高气温 35.6 3年最低气温 0 4多年风向 WS 5多年平均蒸发量mm2100 6设计洪峰流量m3/s8.52 p5.0 7设计洪量万 m316.10 p5.0 8校核洪峰流量m3/s13.60 p0.5 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 4 9校核洪量万 m324.02 p0.5 三灌区特性 1设计灌面亩225 2有效灌面亩180 现实际 3灌溉时期月37 4灌溉保证率%75 四特征水位及库容 1校核水位m1838.66 p0.5 2设计洪水位m1838.12 p5.0 3正常水位m1836.763 4死水位m1828.28 5总库容万 m319.0 6正常库容万 m317.2 7有效库容万 m318.32 8死库容万 m30.68 五大坝工程 1坝型 均质土坝 2坝顶总长m62.2 3最大坝高m18 4坝顶宽度m3.4有交通要求 5坝顶高程m1839.822 6防浪墙高程m 7坝基高程m1821.822 六溢洪道 1进口形式 开敞式 2堰顶高程 m 1836.763 3堰宽 m 2.4 4校核泄放量m3/s9.424675921校核洪水 5明渠段长m 23.2 七放水设施 1放水形式 涵卧管放水原为竹笼砼管 2放水涵管尺寸 m bh=0.40.45（m ） 断面尺寸 3最大放水量 m3/s 0.5 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 5 2 枢纽工程质量评价枢纽工程质量评价 2.1 工程地质质量评价工程地质质量评价 2.1.1 地形地貌地形地貌 *所处的会东县境内，地处横断山褶皱中山中切割地带地处云贵高原 与横断山脉交界处。东南面金沙江环绕，境内地势西北高而东南低，多山地，少 许丘陵和平坝。大地构造上属康滇地轴之北中段，川滇南北向构造带南段东缘、 德干断裂带中下部东侧。构造形迹以北北东向为主，受后期构造影响，以东西 向构造形迹为主。水库坝址所在处河谷开阔，岸坡较缓。地表分布残坡积块碎石 土，无构造通过；岩体因风化作用裂隙发育，局部岩石存在风化和崩塌。 2.1.2 地质构造及地震地质构造及地震 工程区大地构造位于“杨子准地台”西部，康滇地轴北段西缘与盐源丽江台缘 拗陷东缘，即地轴与拗陷接合部。为盐源弧形构造的东南部，主要构造线为东西 向，兼有北东向构造，断裂构造发育。 工程区处在“川滇地震带”中段“石棉元谋地震带”西侧，历史上，区域破坏 性地震震中主要在西昌冕宁一带（安宁河南北向断裂带上） 。金河箐河断裂和 盐源弧形构造的局部地段亦曾发生过 5.56.7 级地震，上述各断裂带自新生代以来 具有不同的活动性，沿断裂带地震发生频率高，破坏性大，裂度向西侧衰减快， 影响范围小。西昌地震带及丽江地震从历史上有记载以来至今都是我国西南部地 震活动强烈的地带，多次发生强震，工程区属外围西部及东部两强震带的影响波 及区。 据外围强震资料和测区附近地震资料，工程区处在强震波及区，据中国地 震动参数区划图 （GB18360-2001）查得，工程区的地震动峰值加速度 0.15， 特征周期值为 0.45s，相应的地震基本烈度为度。 2.1.3 地层岩性地层岩性 工程区主要出露第四系人工堆积、冲洪积、残坡积和侏罗系益门组（J1y）地 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 6 层，现由新至老分述如下： 第四系人工堆积层（Q4ml）:主要为紫红色、棕红色粉质粘土，稍湿湿， 中等密实状态，切面光滑。为大坝人工填筑土，主要用于作坝体填料，具有防渗 作用。 第四系残坡积层（Q4el+dl）：主要由紫红色粘土、粉土夹砂泥岩碎块、碎 屑组成，干稍湿，粘土、粉土呈硬塑坚硬状。结构松散，稳定性差，分布于 平缓山坡、山顶及山脚，由砂、泥岩全风化作用形成，现大部分为耕地。 第四系冲洪积层（Q4al+p1）：分布于河床、河漫滩和一级阶地。局部组成 物质以卵、砾石为主，卵砾石成分为紫红色砂岩，粒径较均匀，厚度不大；大部 分组成物质为粉土、粉质粘土，紫红色，呈可塑硬塑坚硬状。 侏罗系益门组砂岩、泥岩（J1y）：紫红色、棕红色，干稍湿，泥质、钙 质结构，层理构造。为薄至中厚层石英砂岩与紫红色泥岩互层。其中上部为紫红 色泥岩与粉砂岩互层，下部为紫红色砂岩、砾岩。是工程区出露的主要地层，岩 层产状 SW6634。 2.1.4 水文地质条件及物理地质现象水文地质条件及物理地质现象 工程区水文地质条件简单，地下水按其埋藏和赋存条件可分为松散覆盖层中 孔隙水和基岩裂隙水两大类型。 孔隙水：主要赋存于松散堆积层中，除台地和河床中水量较丰外，其余地段 水量一般较贫乏，受大气降水补给，排泄于沟谷或渗入基岩裂隙中。 基岩裂隙水：主要埋藏于基岩裂隙中，与孔隙潜水具有一定的水力联系，同 样受大气降水补给，以下降泉形式排泄于沟谷或河流。基岩裂隙水含水不均一， 岩体的富水程度和渗透性与地层岩性、地质构造、裂隙发育程度、岩石风化程度 有关。故基岩裂隙水的埋藏条件和水量大小受地形、补给条件、地层岩性和地质 构造的限制，变化较大。 根据水库运行 50 余年与附近的建筑经验、地下水及地表水以往的水质分析资 料，工程区地表水及地下水为重碳酸钙镁型水，对水泥及其中的金属结构不具任 何侵蚀性和腐蚀性。 2.1.5 地质地质质量评价质量评价 *坝址所在处河谷开阔，岸坡较缓，坡度约 25，坝顶处谷宽 150 米。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 7 坝区分布侏罗系益门组砂岩、泥岩（J1y）：紫红色、棕红色，干稍湿，泥质、 钙质结构，层理构造。地表分布第四系全新统残坡积块碎石土，无构造通过；岩 体因风化作用裂隙发育，局部岩石存在风化和崩塌。除岩石风化，区内无其它不 良地质现象，地基土承载力能满足土坝地基的要求，库区两岸无单薄分水岭，两 岸岩体宽厚，不存在向邻谷渗漏问题，坝肩附近未见有冲沟冲刷坝肩，具备较好 的建土坝条件。 *大坝坝基、坝肩、溢洪道与放水设施的地层均为侏罗系益门组砂岩、 泥岩（J1y） ，岩层倾角较缓，岩层中没有发现不利于大坝稳定的大的连通性良好的 节理裂隙发育，岩体力学强度相对较高。因此，该大坝坝基、坝肩与其他建筑物 基础稳定性良好。 由于大坝施工时基础以及接触面处理不到位，填筑土料不均匀。正常水位附 近时，大坝下游坝脚高程 1836.00m 以下存在严重渗漏，坝脚湿润且下游积水成坑。 2.2 工程病害简述工程病害简述 *工程 1971 年 7 月动工兴建，1972 年 3 月竣工，完成现有坝高与溢 洪道等工程。大坝为均质土坝，最大坝高 18.0m，坝顶长 62.2m，坝顶宽 3.4m。 水库由会东县水利电力局承担设计，工程由当政府组织群众施工。建设期资料收 集工作未较好完成，基础资料缺乏，建设期内机械化程度底，施工技术落后；加 之工程建成后运行时间较长，运行维护不够充分，造成工程病害较多。 2.3 水库枢纽工程现场检查水库枢纽工程现场检查 2012 年 01 月会东县水务局组织有关地勘、设计单位对水库进行现场踏勘和 检查，同时组织有关地勘单位对水库进行勘察与取样分析，从坝体病险表现到水 库各项指标，针对*存在的问题进行了系统分析。揭示：大坝经多年运行， 出现后坡中部不均匀沉陷等；大坝坝面不规整，上游浪蚀存在、下游形成台阶与 杂草丛生；下游坝坡坡脚渗漏严重，已经积水成坑。溢洪道尾部无消力设施，受 益洪水流的长期冲刷，尾端已形成陡坎和冲坑。 2.3.1 大坝存在的病害大坝存在的病害 坝顶无防浪墙，大坝防洪能力不满足 200 年一遇校核洪水要求； 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 8 现大坝上游右侧坝坡较陡； 经多年运行，出现前坝浪蚀、后坝中部不均匀沉陷等，同时坝面杂草丛生； 下游面坝脚以下渗漏严重，已经积水成坑等。 2.3.2 溢洪道存在的病害溢洪道存在的病害 溢洪道位于大坝左侧坝肩，进口为开敞式宽顶正堰，其后接泄流明渠、泄水 陡槽，溢洪道两侧边墙与底板采用 C10 埋卵石砼衬砌。溢洪道中部衬砌不完整， 尾部圆弧形边墙不利于尾部消能；未修建消力池，长期冲刷坝后均质土，有垮塌 危险，威胁溢洪道与周边农田安全。 2.3.3 放水设施存在的病害放水设施存在的病害 现灌溉放水设施采用卧管和浆砌石无压放水涵卧管放水。卧管管长 44.00m， 采用厚 0.3m 条石衬砌且砼包裹，涵管管长 44.00m，为浆砌条石衬砌 bh=0.40.45（m）。但放水卧管出口出，沟内乱石沉积叫多。 经现场检查，涵卧管运行基本良好。 2.3.4 白蚁危害白蚁危害 水库位于海拔高程 2000m 以下，白蚁危害普遍存在。大坝发现白蚁的破坏， 沿蚁穴产生渗漏，当时采取临时加固方案。 2.4 工程病害原因分析工程病害原因分析 2.4.1 大坝上游右侧坝坡较陡大坝上游右侧坝坡较陡 根据现场观察与实际测量，大坝上游坝坡高程 1839.822m 以下坝坡坡比（从 上至下）为 1：1.87、1：2.41，坝坡较陡，不利于大坝稳定。 2.4.2 施工碾压质量差施工碾压质量差 大坝为均质土坝，坝体填筑土料为碎石粘土，采用土法施工，均匀性差，抗 渗性能差，同时碾压不密实，因此防渗能力较差，本次揭示坝壳渗透系数大于 10- 4cm/s。坝体迎水面为未进行砌浆，大坝整体结构不稳定，出现局部垮塌现象。 2.4.3 基础清理和处理不足基础清理和处理不足 结合地表地质调查，坝肩为泥质结构，层理构造，节理裂隙发育。坝体填筑 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 9 前，未进行基础灌浆及处理，坝基、坝肩岩层中存在有张性裂隙，同时，坝基与 坝体接触面处理不到位，是造成坝基、坝肩渗漏严重的直接原因。 2.4.4 溢洪道施工不完整、无消力池溢洪道施工不完整、无消力池 溢洪道已经得到过修复，但现状溢洪道边墙衬砌不完整，尾部无消力池，基 岩冲毁严重。 2.5 综合评价综合评价 综上所述，*大坝坝基岩体较完整，现在大坝不存在危及安全的变形， 原地表的覆盖层已基本清除，承载力能满足土坝地基的要求，具备较好的建土坝 条件。但坝基处理不到位，坝体填筑不均匀、碾压不密实导致均质土坝的抗渗性 差，致使坝体下游坝脚及以下位置出现集中渗漏；溢洪道、明渠段、陡槽段为浆 砌石衬砌，设计、施工质量差，未修建消力，导致下游岩体冲刷较严重。因此认 为*工程建筑物质量较差，应予以补强加固。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 10 3 大坝运行管理评价大坝运行管理评价 2012 年 01 月，由会东县水务局、会东县水务局大坝鉴定专家组、* 管理处有关领导和工程技术人员组成现场检查组到*进行现场检查，对大 坝、溢洪道、放水设施等工程中存在的问题进行了认真分析和广泛深入的讨论， 现将水库枢纽工程运行及现场检查情况报告如下。 该工程 1971 年 7 月开工建设，由会东县水利电力局承担设计，由当地政府组 织群众进行施工，1972 年 3 月竣工，完成现有坝高与溢洪道等工程。枢纽由大坝、 开敞式溢洪道、放水涵管组成，现运行管理单位为会东县水务局，下设会东镇水 利站。 3.1 大坝大坝运行与维修运行与维修 水库大坝为均质坝，坝壳填筑土主要由残坡积含碎砾石土层。根据水库灌区 具体情况，年供水能力 19.0 万m3，有效灌溉面积 180亩，水库大坝运行结合水库 防洪与灌溉需要进行。在保证水库不超限蓄水的前提下，汛期末水库蓄水确保来 年灌溉。汛期运行过程中，会东镇水利站管理人员采取巡视手机运行数据，并记 录在案，同时将防洪信息报告给上级主管部门防办。 工程竣工当年即开始投入运行，由于地方资金受限实际情况，该水库未设有观 测设备，水库自投入运行后从未对水库大坝的位移、沉陷等进行过精确观测，故 本次大坝运行情况分析只从大坝当前实际运行情况及调查进行分析。据工程运行 记载水库大坝运行以来，1973 年 8 月底洪水将坝顶冲垮，垮坝的高度基本到达过 滤层，当年 9 月修复。现因水库大坝下游坝脚长时间受水库渗透水的浸泡，坝后 渗漏与局部垮塌现象存在。 3.2 溢洪道溢洪道运行与维修运行与维修 水库原溢洪道位于大坝左侧坝肩，过水宽度 2.4m，系坝肩开挖土渠。进口为 无闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程 1839.822m，接明渠段，末端未设置接消力池。 溢洪道设计放水流量 9.42m3/s，边墙与底板为 C10 埋石砼衬砌。 检查发现，溢洪道基础为侏罗系益门组砂岩、泥岩（J1y）：紫红色、棕红色， 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 11 干稍湿，泥质、钙质结构，层理构造。溢洪道尾部冲毁较为严重形成陡坎，因 资金有限，未作修复处理。 3.3 放水设施放水设施运行与维修运行与维修 现灌溉放水设施为坝下无压涵洞放水，采用拉杆闸门控制。进口高程为 1828.28m，为运行过程中手动操作。井式洞型口径 bh=0.40.45（m），设计放 水流量 0.5m3/s。整条涵管由 C15 砼砌成，现状水库的蓄、放水和下泄洪水设施都 运行比较方便，基本满足水库的运行需要。 3.4 观测设施及大坝维护、安全监测观测设施及大坝维护、安全监测 *管理站现在有管理人员 1 名，管理工作是由当地选一名责任心强的 群众担任，存在处理紧急事故时，经验不足，专业技术知识欠缺等问题。运行中 又无资金维护，道路狭窄，且已部分冲毁，对防洪抢险非常不利，无管理房，存 在安全隐患。根据水库工程管理需要，结合自然地理条件和土地利用情况，划定 工程管理范围和保护范围。 1、工程管理范围 工程管理范围包括工程区和生产、生活区。工程区包括库区、大坝、溢洪道、 放水设施、观测设施、交通设施等；生产、生活区含水库管理站及综合开发设施。 按照水库工程等级，结合当地自然和历史条件，以及土地开发利用情况，经 综合分析确定工程管理范围为：水库库区在校核洪水位以上 2.5m 以内，大坝从坝 脚起向外延伸 50m，坝肩两侧外延各 60m，溢洪道由工程两侧轮廓线向外延伸 36m，其它建筑物从工程外轮廓线向外延 25m。 2、工程保护范围和水库保护范围 工程保护范围：为防止某些特殊人类活动对工程安全的危害。根据水库等 级，结合地形、地质条件、人类活动性质、影响、距离等，划定工程保护范围为： 在工程管理范围外界线外延，主要建筑物 100m，次要建筑物 50m。在工程保护范 围内，严禁从事爆破、打井、钻探、开采地下水及其它可能危及工程安全的生产、 建设活动。 水库保护范围：坝址以上库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之 间的陆地，为水库保护范围。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 12 水库管理所在会东县水务局的领导下制定有各种规章制度。主要工作是： 对枢纽所有项目不定期检查，发现问题及时向上级汇报；工程养护维修；防 汛工作：做到防汛有班子，有值班制度，坚持 24 小时值班，汛前要检查并有书面 报告，汛期值班要有记录，汛末有防汛总结，以及物资准确等等；指标测算。 24 个指标主要反映水库管理所在工程安全、工程运行管理、防汛工作、供水工作、 综合经营发展以及本单位经营效果等方面取得的战绩；工程水费征收。 3.5 大坝运行管理综合评价大坝运行管理综合评价 *的运行，是按审定的洪水调度方案运行的，水库管理站制定的各项 运行规章制度，较为健全和完善，基本落实到位。水库仅有简易的水位和通信设 施，无雨量和水文测报设备；该库无安全观测设施，无管理用房，其安全监测都 是凭经验巡视检查，没有进行数据系统整理。大坝存在局部垮蹋和渗漏现象，危 及大坝安全致使大坝带病运行。因此，大坝运行管理评价为差。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 13 4 防洪标准复核防洪标准复核 4.1 流域概况流域概况 4.1.1 自然地理概况自然地理概况 *位于新云乡参鱼河上游，属于碧落河流域，水库坝址处于东经 102 3002，北纬 263700。总库容 19.0 万 m3，水库上游集雨面积 1.26km2，主河槽长 2.52km，平均坡降 127。是集灌溉、防洪与养殖为一体的小型水库。区域内地 貌上显示了平稳上升和间歇性上升的结构，地形相对高差大，河谷狭窄，河漫滩不 发育，坡地森林较少，地面覆盖为杂草。 4.1.2 气象特征气象特征 流域内有会东气象站，该站有 1959 年至今共 52 年气象观测资料，项目齐全， 资料经整理并刊印，其观测场海拔 1700m。流域属于中亚热带西部湿润季风气候 区。其气候特点是：干湿季分明，年降雨量主要集中于夏、秋两季，蒸发旺盛，气 温年较差小，日较差大， 冬暖无严寒，夏短无酷暑，气候垂直变化大。气温及降 水等气象要素，随着高程的变化而变化。 由于降雨量主要集中在 5 至 10 月，并占全年降雨量的 92%，因此造成河流 汛期与旱季分明。该地区枯水期达 6 个月，即从 12 月至翌年 5 月。大桥河流域， 多年平均降雨量 1000mm 左右，多年平均径流深 600mm，多年平均蒸发量 2100mm（d=20cm）左右。多年平均气温 16.1，多年平均日照数 2322.8 小时， 最多年为 2605.6 小时，最少年为 2019.6 小时，多年平均最大风速为 17m/s。 4.2 设计洪水设计洪水 *属无资料地区，设计洪水由暴雨推求，采用四川省中小流域暴雨洪 水计算手册 （以下简称手册 ）推荐的推理公式法进行。 4.2.1 设计标准设计标准 *总库容 19.0 万 m3，有效库容 18.32 万 m3，最大坝高达到 18.0m，属 小型水利工程。根据水利部 SL2522000水利水电工程等级划分及洪水标准 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 14 的规定，*属 V 等枢纽工程，主要建筑为 5 级，次要建筑物为 5 级，水库 洪水标准与原“三查三定”一致，采用 20 年一遇设计，200 年一遇校核。 4.2.2 设计暴雨设计暴雨 洪水由暴雨形成，河流为山区河流，洪水调蓄能力小、汇聚快，峰顶持续时间 短，过程多为单峰，洪水历时十多小时，最大洪量主要集中在 6h 以内。水库控制 流域内无实测暴雨资料，设计暴雨按四川省中小流域暴雨洪水计算手册 （新版） 中规定值及计算方法确定，根据工程所在流域中心位置，查得相应数据，由 P 型理论频率曲线，利用公式计算得到相应最大 1h、6h、24h 年最大暴雨量，详见表 41。 表 41 设计暴雨成果表 各频率设计值（mm） 时段均值(mm)CVCS/CV P=0.5%P=5.0%P=10% 1/6h12.0 0.35 3.50 27.46 20.04 17.63 1h30.0 0.40 3.50 75.94 53.26 46.04 6h60.0 0.41 3.50 154.88 107.79 92.86 24h84.0 0.35 3.50 192.25 140.26 123.40 *集雨面积仅 1.26km2，流域内暴雨时空变化相对较小，故以设计点暴 雨量代替设计面暴雨量。 4.2.3 设计洪峰流量设计洪峰流量 采用手册推荐的推理公式：推求设计洪峰流量，洪水总量F s Q n 278 . 0 下式：Wp=0.1HTpF 推求。推理公式中有关参数确定如下。 流域特征参数：经本次复核，原设计成果流域参数正确，即 F=1.26km2，L=2.52km，J=127。 产流参数 值：本流域地处川西南山地，相对高差大，地势较陡、切割较 深，植被较好。参照手册确定 =3.6F-0.19，CV=0.23，CS /CV=3.5。 汇流参数 m 值：本流域地处川西南山地，暴雨历时较短，行程洪峰上部尖 瘦，下部肥胖，基流较高。参照手册确定汇流参数 m=0.2210.204。 设计暴雨成果见表 42，有关参数在手册中分析选取。经分析计算，各频 率设计洪峰流量成果见表 43。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 15 4.2.4 设计洪水总量及设计洪水过程线设计洪水总量及设计洪水过程线 设计洪水总量由设计暴雨量按综合分区的暴雨径流关系计算。根据本流域面积 较小、河床坡降较大、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程按单峰考虑，计算式为： Wp=0.1HTpF。其中： 值由四川省水文手册表 57 中查得；HTP为历时 T 的设计暴雨量，公式： HTP=H24PTmp；T 为设计暴雨历时 T=12.8F1/4。由计算 所得 T=21.69T3.0，取 2 3 2 Hgmbq m0.34)。溢洪道泄流曲线见表 45 及图 44。 表 45 溢流堰泄流曲线表 水位（m）1836.7361837.1861837.6361838.0861838.5361838.9861839.436 泄量（m3/s）0.00 1.09 3.09 5.67 8.73 12.20 16.04 4.3.3 调节方式调节方式 调节计算中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库水位为正常蓄水位即堰顶高程 1836.736m，自由泄流，不考虑放水设施参与调洪。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 17 4.3.4 调洪计算调洪计算 根据上述基本资料和调节方式，按 照水量平衡方程，采用试算法逐时段计算泄流 堰下泄流量过程，并据以确定最大下泄流量和最高库水位。调洪计算成果见表 4 6。 表 46 水库调洪计算成果表 频率频率 （%） 堰顶净宽堰顶净宽起调水位起调水位最大泄流量最大泄流量最高库水位最高库水位相应库容相应库容 单位mmm3/sm万 m3 P=0.5%2.4 1836.7639.42 1838.66 19.0 P=5.0%2.4 1836.7635.70 1838.12 16.6 4.4 坝顶高程复核坝顶高程复核 4.4.1 基本参数基本参数 4.4.1.1 洪水位 根据调洪计算成果，水库的设计洪水位为 1838.09m，校核洪水位为 1838.63m。 4.4.1.2 吹程 水面吹程在万分之一航测图上量测测得 D=0.50km。 4.4.1.3 最大风速 根据县气象局观测资料，多年平均最大风速 Vmax=17m/s。 4.4.1.4 安全超高 本工程为 V 等工程，大坝主要建筑物为 5 级。根据碾压式土石坝设计规范 （SL2742001） ，正常运用安全加高 0.50m，非常运用安全加高 0.30m，非常运 用安全加高 1.0m。 4.4.2 计算公式计算公式 坝顶或防浪墙高程=洪水位（Z）坝顶超高（y） ，坝顶超高：y=e+hB+A。因 本工程属于山区水库，满足 W型蓄水工 程，总库容 508 万 m3，该工程经会东县水利电力局承担设计，1976 年 2 月，经州 水电局审批通过，同意工程动工修建，1983 年 5 月竣工，枢纽由大坝、开敞式溢 洪道、放水涵洞组成。 水库大坝实为均值土坝，大坝最大坝高 24.50m，坝顶长 470m，坝顶宽 6.5m，迎水面坡比（从上至下）为 1:2.5、1：2.8、1：3.0，背水面坡比（从上至 下）为 1：1.9、1：2.0、1：1.2（棱体） 。 水库溢洪道位于大坝左侧坝肩，为无闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程 2495.50m，其后接明渠段、陡槽段、消力池，现消力池边墙变形，出现垮塌危险。 灌溉放水设施为坝下无压涵洞放水，采用拉杆闸门控制。 6.2 大坝坝坡稳定计算分析大坝坝坡稳定计算分析 6.2.1 计算分析资料计算分析资料 *大坝横剖面图； 坝体材料物理力学指标见表 61； 6.2.2 安全系数安全系数 大坝为级建筑物，据碾压式土石坝设计规范 （SL274-2001）的要求，采 用计及条块间作用力的简化毕肖普法，相应的坝坡抗滑稳定最小安全系数为： 正常运用条件： K=1.25； 非常运用条件 I ：K=1.15； 非常运用条件：K=1.10。 6.2.3 坝体物理力学指标坝体物理力学指标 根据*工程地质勘察报告中坝体填筑土物性、力学试验成果统计 以及坝基岩体物理力学指标中所提建议值，*大坝筑坝材料的主要物理力 学指标见表 61，底部基岩为第三系红崖子组紫色巨砾岩夹砂砾岩，根据相似工 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 28 程经验，其力学指标如下表 62。 表 61 筑坝材料主要物理、力学计算指标表 指 标 名 称坝体土堆石 比 重Gs-2.76 2.72 含水率 w%16.77 天然密度dg/cm32.08 2.1 饱和度Sr%83.3 孔隙比e-0.55 凝聚力 CkPa36 0 非饱和固结快剪 摩擦角 度24 32 凝聚力 CkPa32 饱和固结快剪 摩擦角 度20 压缩系数(0.10.2)MPaMPa-10.2 压缩模量E(0.10.2)MPaMPa11.0 渗透系数Kcm/s8.3710-48.010-2 允许水力坡降 【J】 -2 表 62 坝基岩体物理力学指标表 重度干抗压强度饱和抗压强度 名称 （KN/m3）（Mpa）（Mpa） 饱和吸水率软化系数 弱风化砂砾岩2545.7128.53.320.62 微风化砂砾岩25.552.441.52.8830.79 6.2.4 计算工况计算工况 根据规范要求和本工程的实际情况，大坝稳定复核计算选择工况如下： （1）上游坝坡 工况 1、正常高水位 2495.50m 形成的稳定渗流期； 工况 2、正常高水位 2495.50m 降至死水位 2473.00m； 工况 3、校核洪水位 2020.66m 骤降至溢洪道堰顶高程再降至死水位 2473.00m。 （2）下游坝坡 工况 1、正常高水位 2495.50m 形成的稳定渗流期； 工况 2、设计洪水位 2020.01m 形成的渗流期； 工况 3、校核洪水位 2020.66m 形成的渗流期。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 29 6.2.5 计算方法及成果计算方法及成果 本工程坝坡稳定计算采用河海大学工程力学研究所土石坝边坡稳定分析系 统(HH-Slope R1.0)中计及条块间作用力毕肖普法进行计算。计算成果见表 63 及图 61。 表 63 坝坡稳定计算成果表 坝坡工况KminK备注 工况 11.381.25正常运用 工况 21.291.25正常运用上游 工况 31.221.15非常运用 I 工况 11.181.25正常运用 工况 21.161.25正常运用下游 工况 31.141.15非常运用 I 由上表可知，计算结论如下：大坝下各种工况的坝坡抗滑稳定安全系数均不 满足规范要求。 2495 2500 2505 2490 2485 2480 2475 2470 2465 2496.70 2489.00 2477.50 2497.50 2487.00 2479.00 1:2.0 1:1.9 1:2.5 1:2.8 1:3.0 位位位位2475.50 位位位位位2496.75 位位位位位2497.13 位位位2482.00 位位位位位位位位位位位位位 理论浸润线 图51 位 位1 Kmin=1.18 位 位2 Kmin=1.16 位 位3 Kmin=14 位 位1 Kmin=1.38 位 位2 Kmin=1.29 位 位3 Kmin=1.22 2471.25 位位位位 1:1.0 1:1.2 2473.70 2474.00 6.3 其他建筑物其他建筑物 6.3.1 溢洪道溢洪道 水库溢洪道位于大坝左侧坝肩，由进口连接段、控制段、明渠段、陡槽段、 消力池组成，控制段堰型为无闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程 2495.50m。明渠段 渠底坡降为 i=1/100，长 75.0m、宽 1.8m、高 1.5m；其后接泄水陡槽长 58.0m，宽 1.8m，渠底平均坡降 i=1/3；其后接消力池长 9.0m，高 3.0m，顶边墙厚 0.3m，末 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 30 端接原河道。溢洪道边墙与底板为 C10 埋石砼衬砌。 1983 年 5 月修建至今，因施工质量较差，消力池测边墙出现变形，存在局部 垮塌现象，各主要部位稳定分析的结果如下： 表 64 溢洪道边墙计算表 抗滑验算抗倾验算 断面组合 KcKKoK 基本组合1.001.121.301.52 陡槽段 特殊组合1.001.081.301.55 基本组合1.001.041.301.25 消力池 特殊组合1.001.001.301.28 从上面的稳定分析成果可以看出：溢洪道陡槽段的抗滑、抗倾稳定系数 K 满 足规范规定的允许安全系数，不存在滑动破坏和倾覆的危险；消力池抗倾稳定系 数 K 不满足规范规定的允许安全系数，存在滑动破坏和倾覆的危险，影响洪水安 全下泄。根据水库大坝安全评价导则结构安全性为 C 级。 6.3.2 放水设施放水设施 现灌溉放水设施为坝下无压涵洞放水，采用拉杆闸门控制。进口高程为 2482.00m，涵洞长 95.0m，为城门洞型，宽 1.0m、高 1.75m（其中：拱高 0.5m） 。 无压涵洞底板、边墙与顶拱为 C15 砼衬砌，衬砌厚度 30cm，现运行稳定。 6.4 结构安全评价结构安全评价 综合该工程大坝、溢洪道及放水设施的结构分析评价，按水库大坝安全评 价导则结构评价之规定，水库工程大坝下游坝坡各种工况下抗滑稳定不能满足 规范要求，溢洪道消力池稳定性不能满足规范要求，存在重大安全隐患，其结构 安全性级别定为 C 级。 凉山州会东县* 大坝安全评价报告 31 7 抗震安全复核抗震安全复核 7.1 地震基本烈度地震基本烈度 根据中国地震动参数区划图 （GB18360-2001）查得，工程区内地震动峰 值加速度为 0.15g，相应的地震动基本烈度为度，故需对大坝进行抗震复核。 7.2 抗震复核抗震复核 根据碾压式土石坝设计规范 （SL2742001）和水工建筑物抗震设计规 范 （DL5073-2000） ，需对水库大坝进行抗震复核。 7.2.1 计算工况计算工况 根据规范要求和本工程的实际情况，抗震稳定复核计算选择的控制性计算工 况如下： 上游坝坡 工况 4、正常高水位 2018.30m+地震； 工况 5、由正常高水位 2018.30m 降至死水位 2001.50m+地震。 下游