水库大坝安全综合评价.doc

仅供参考整理安全管理文书水库大坝安全综合评价 日期：_ 单位：_第 1 页 共 17 页水库大坝安全综合评价1.1综述1.1.1工程概况罗竹山水库位于南流江流域武利江支流红岭河，距浦北县城65km，离白石水镇政府1.5km，地理位置东经1091740，北纬220610。水库枢纽工程于1957年11月动工兴建，1958年2月建成。工程是以灌溉为主，兼有防洪功能的综合利用的水利工程。水库集雨面积0.52km2，多年平均降雨量1700mm。流域内为丘陵地貌，植被茂盛。历年平均气温22，极端最高气温为37.5，极端最低气温为1.8。罗竹山水库设计灌溉面积4000亩，保护下游3km长209国道，保护下游人口2500人和3000亩耕地，水库失事直接到白石水圩镇的安全。本次复核罗竹山水库总库容135万m3，根据防洪标准（GB50201-94），本次安全评价的洪水标准为：50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。水库正常蓄水位64.8m，死水位52.0m。复核的设计洪水位为65.5m，校核洪水位为65.72m。水库规模为小（1）型，枢纽工程等别为等，主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。1.1.2工程布置罗竹山水库枢纽工程由主副坝各一座及溢洪道、放水涵管组成。主副坝为均质土坝：本次实测主坝坝顶高程为66.6m，坝顶长度为107m，坝顶宽度为2.1m，最大坝高为17.8m。大坝上游坝坡死水位以上为浆砌石护坡，上游坡比为1:2.85、1:2.0。下游坡为草皮护坡，60.07平台以上坡比为1:1.6，平台以下1:2.2。坝基防渗型式为截水槽，下游坝脚设堆石棱体作为排水设施，棱体顶高程54.54m，宽2.4m，棱体上游坡比为1:1.0，下游坡比为1:1.5。副坝现状实测坝顶高程67.24m，最大坝高11.44m，坝顶长度62.4m，坝顶宽度为8.7m，坝顶通车。大坝上游坡比1:2.3，下游坡比1:1.8，上下游坡均为草皮护坡，坝基防渗型式为截水槽。（2）溢洪道布置靠近副坝在右岸山坳，枢纽工程建成时开挖土渠顶高程64.8m，宽3m，长90m，溢洪道底和边破未有抗冲措施，也没有流消能工程措施。溢洪道目前已填高作为公路。（4）罗竹山水库主副坝各设1座穿坝灌溉放水涵，设计灌溉引水流量0.5m3/s，均为砖砌方涵：主坝放水涵进口高程52m，涵管长74m，过水断面宽600mm，高800mm；副坝放水涵进口高程57m，涵管长40m，过水断面宽300mm，高500mm。放水涵控制设备为梯级斜管，梯级级差250mm，每级1孔，放水孔孔口尺寸250mm。1.1.3工程建设及加固情况2000年，浦北县水利局根据水文复核成果和工程险情提出了水库的加固方案，但由于资金没有落实一直没有实施，工程带病运行至今。1.1.4工程运行及管理情况1、运行管理罗竹山水库没有专门管理机构，由白石水镇水利站兼管，隶属浦北县水利局。白石水水利站职工员仅1人，不定期负责水库及有关设施的管理维护。管理机构不完善，没有制定水库运行调度规程，也没有制定工程管理制度。人员配置不足，没有制定调度人员岗位职责和操作规程。2、防洪和兴利调度在确保防洪安全的前提下，充分发挥水库的综合效益。本着合理开发和利用水资源，使水库调度工作正规化、规范化的原则，考虑到水库工程现状，科学的、合理地编制调度规程，用以指导水库的综合利用，使有限的水资源发挥其经济效益。非汛期大坝运行主要根据来水量和灌溉用水进行调度；由于罗竹山水库没有设置防洪限制水位，汛期调度只能根据钦州市防汛抗旱指挥部下达的水库控制水位，利用放水涵提前降低水位，水库高水位时溢洪道自由溢流。由于限制水位运行，罗竹山水库溢洪记录不多，没有溢洪记录资料。3、大坝安全监测由于建设资金、技术力量所限，罗竹山水库仅设有水位观测设施，未设有沉陷、位移、浸润线、渗流量观测设施，溢洪道、放水涵也未设有任何观测设施，不符合水库工程管理通则（SLJ702-81）和土石坝安全监测技术规范（SL60-94）必测项目的要求。1.1.5工程特性表罗竹山水库工程特性表见表1.1。表1.1水库工程特性表序号名称特征值原注册登记本次鉴定一地理特征1所在地点浦北县白石水镇新圩村浦北县白石水镇新圩村2所在河流南流江流域武利江支流南流江流域武利江支流3经纬度东经1091740北纬220610东经1091740北纬2206104基本地震烈度度度5设计地震烈度6度6度6高程基准面度度二建设情况1设计单位浦北县水利局浦北县水利局2施工单位浦北县水利局浦北县水利局3开工日期1957年11月1957年11月4竣工日期1958年2月1958年2月三水文1坝址以上流域面积0.52km20.52km22多年平均降雨量1700mm1700mm续表1.1水库工程特性表序号名称特征值原注册登记本次鉴定3多年平均径流量76.7万m376.7万m34设计重现期50年50年雨量435mm（24h）379mm（24h）洪峰流量21.8m3/s11.05m3/s洪水总量17.7万m317万m35校核重现期500年500年雨量626mm（24h）533mm（24h）洪峰流量31.4m3/s16.66m3/s洪水总量27.3万m325万m3四水库1调节性能年调节年调节2设计洪水位65.70m65.53校核洪水位66.0m65.724正常高水位64.8m64.8m5汛期限制水位6死水位52.0m52.0m7总库容136万m3135万m38其中（1）调洪库容20.2万m314万m3（2）兴利库容112.5万m3112万m3（3）死库容3.3万m33.3万m3（4）已淤积量五大坝1坝型均质土坝均质土坝2坝顶高程设计66.6m66.6m实际66.6m66.6m3最大坝高设计17.8m（主坝）10.8m（副坝）17.2m（主坝）10.8m（副坝）实际17.8m（主坝）10.8m（副坝）17.2m（主坝）11.44m（副坝）4坝顶长度设计114m（主坝）80m（副坝）114m（主坝）80m（副坝）实际114m（主坝）80m（副坝）107m（主坝）62.4m（副坝）续表1.1水库工程特性表序号名称特征值原注册登记本次鉴定5坝顶宽度设计3m（主坝）、3m（副坝）实际3m（主坝）、3m（副坝）2.38m（主坝）、8.7m（副坝）6坝基防渗型式截水槽截水槽六正常溢洪道特征1堰型宽顶堰无溢洪道（填高改为公路）2堰宽3m3消能形式无消能工程措施无消能工程措施七放水涵管1型式砖砌梯级放水涵砖砌梯级放水涵2断面尺寸0.60.8m（主坝方涵）0.30.5m（副坝方涵）0.60.8m（主坝方涵）0.30.5m（副坝方涵）3进口底高程52m（主坝）57m（副坝）52m（主坝）57m（副坝）4闸门型式预制钢筋混凝土盖板预制钢筋混凝土盖板5设计流量0.5m3/s0.5m3/s6启闭设备人工控制梯级放水人工控制梯级放水八工程效益1防洪设计实际人口：2500人，公路3km，耕地3000亩人口：2500人，公路3km，耕地3000亩2灌溉设计4000亩4000亩有效4000亩4000亩最大实灌3500亩3500亩供水量续表1.1水库工程特性表序号名称特征值原注册登记本次鉴定九下游情况1河道安全泄量泄洪直接影响白石水镇泄洪直接影响白石水镇2城镇名称浦北县白石水镇浦北县白石水镇距离1.5km1.5km3铁路名称距离4公路名称209国道209国道距离3km3km5耕地3000亩3000亩6人口2500人2500人十绿化1应绿化面积2已绿化面积续表1.1水库工程特性表序号名称特征值原注册登记本次鉴定十一管理保护范围十二确权土地面积十三工程运用1最高洪水位2发生日期3最高蓄水位4发生日期5年最大供水量6发生年份7水污染情况十四大坝监测1主要监测项目2主要监测仪器名称及数量3最大渗水量4最大沉降量十五管理情况1主管部门浦北县水利局浦北县水利局2管理机构白石水镇水利站白石水镇水利站3管理职工人数114固定资产原值5运行管理费6大修理费7折旧费8水费收入9电费收入10多种经营收入万元1.2本次安全评价工作简况1.2.1组织领导罗竹山水库1957年动工兴建，由于没进行全面的地质勘测工作，设计深度和标准偏低，也没有完全按设计施工，受当时施工技术水平等条件的限制，施工质量也存在诸多问题。工程建成运行49年来，多次发生险情，由于地方财政困难，工程几次除险加固都无法实施，水库长期带病运行。为确保水库大坝安全运行根据水库大坝安全鉴定办法（水建管2204271号）规定，广西壮族自治区水利厅负责组织对罗竹山水库大坝安全评价工作，并成立了现场检查专家组，制定安全评价工作计划和现场检查大纲，确定安全评价文件由钦州市水利电力勘测设计院承担。1.2.2工作安排1、现场安全检查根据水库大坝安全评价导则（SL258-2200）及水库大坝安全鉴定办法（水建管2204271号）的有关规定，钦州市水利局于2007年1月成立了现场安全检查组，并组织专家进行现场检查。现场安全检查组本着实事求是的态度，按照现场检查大纲的要求，收集和整理前期勘察、设计、施工与运行的有关资料，对水库的管理机构、管理设施、运行调度规程、监测设备、大坝坝体、溢洪道、输水涵管、金属结构及启闭机、防汛公路等进行了全面系统的检查。2、地质勘察为进一步了解水库工程各建筑物的实际地质、地形情况，本次安全评价组织单位委托钦州市水利电力勘测设计院对罗竹山水库补充了必要的地质勘察和试验工作。地质勘察在收集、整理、分析前期资料的基础上，针对水库大坝存在的主要问题，对各建筑物的工程质量、地质条件进行了全面勘察，并进行了相应的现场和室内工作，并提出相应的地质报告。本次地质勘测主要完成的工作量见表1.2.1。表1.2.1罗竹山水库安全评价阶段勘察工作量表序号工作内容单位工作量备注1测量5等水准km1.82测量主、副坝，溢洪道地形图km20.0623测量主、副坝，溢洪道断面图km1.34测量进库公路等断面图km2.15地质测绘主坝、溢洪道平面地质测绘km20.0626勘探钻探m/孔107.9/77原位测试标准贯入次188取样原状土样件14扰动土样件19试验钻孔注水试验段183、大坝安全评价报告本次大坝安全评价出版了钦州市浦北县罗竹山水库大坝安全评价报告。1.3现场安全检查现场安全检查组本着实事求是的态度，采用现场查勘和座谈讨论的方式对水库的运行管理机构、管理设施、运行调度规程、监测设备、大坝坝体、坝基、溢洪道、放水设施、金属结构及启闭设备、防汛抢险公路等进行检查。1.3.1防洪调度罗竹山水库没有水库调度规程、调度人员岗位和操作规程等。水库没设有专用的防洪限制水位，库水位在正常蓄水位以下时利用放水涵管泄流，库水位超过正常蓄水位时才通过溢洪道排洪。水库观测和预报设施不完善，不利于防洪调度。1.3.2水库观测设施水库只有水位观测设施，只能观测水库水位，但观测工作不规范，没有观测记录资料。1.3.3库区库区为丘陵地区，山顶高程一般为80120m，相对高差2040m，库区植被较好，没有发现断层等不良地质构造，特没有断层通过。库岸多为土质岸坡，岸坡自然坡度一般为1030，岸坡稳定。水库运行多年未发生大的崩塌、滑坡等影响库岸稳定的不良地质现象，水库库岸基本稳定。受风浪和强暴雨冲刷影响，库区局部有塌岸现象，但一般规模不大，不会形成危害性的固体径流。1.3.4大坝本次检查发现大坝主要存在的问题有：1、坝体单薄，坝顶宽度仅2.3m，不符合规范要求。2、上护坡干砌块石粒径小，厚度薄，块石风化严重，部分松动塌陷，底部垫层掏空，整体稳定性差，抗风浪冲刷能力低。3、上游坝坡变形大，左岸山边坡不稳定。4、下游草皮护坡质量差，受雨水冲刷侵蚀，下游坝坡变形大。5、堆石棱体已被流土掩埋，堆石块石缝被填充堵塞，导渗排水不畅。副坝已填高加宽作为交通公路，检查发现其主要存在的问题有主要是：公路加宽坝顶后边坡没有整治，坝坡陡又没有护坡，表土裸露，多处出现崩塌和冲沟。1.3.5溢洪道现场检查发现溢洪道主要存在以下问题：1、溢洪道尾水直冲白石水镇，泄洪时直接威胁白石水镇，溢洪道布置不合理。2、现已填高作为交通公路，无法泄洪。1.3.6放水设施放水涵存在的主要问题主要有：1、主坝放水涵最低两孔梯级放水斜管已堵塞，防洪调节库减少。2、方涵砌体沙浆老化剥落，顶板开裂露筋。3、出口钢拦栅锈蚀严重。1.3.7防汛公路副坝与新筑的公路连通，交通条件较好，但进主坝的600m道路为泥泞坑洼山区道路，路面仅3m。上坝路坡度太陡，重车无法上坝，因此罗竹山水库防汛公路未达到水库工程管理设计规程规定标准，也不满足防汛抢险要求。1.3.8安全监测水库只有简单的梯级水位观测设施、没有库区降雨观测设施，也未设有沉陷、位移、浸润线、渗流量等观测设施。1.3.9管理设施水库的日常工作由白石水镇水利站兼职管理，但基本处于无人管理状态。由于年久失修，管理房屋顶漏水，门窗破损。管理所无电脑等办公设施，也无车、船等交通工具，无任何通讯设施。1.4大坝安全综合评价1.4.1工程质量评价1、大坝（1）现场检查1、坝体单薄，坝顶宽度仅2.3m，不符合规范要求。2、上护坡干砌块石重量不够，粒径小，厚度薄，块石风化严重，部分松动塌陷，底部垫层掏空，整体稳定性差，抗风浪冲刷能力低。3、上游坝坡变形大，左岸山边坡不稳定。4、下游草皮护坡质量差，受雨水冲刷侵蚀，下游坝坡变形大。5、堆石棱体已被流土掩埋，堆石块石缝被填充堵塞，导渗排水不畅。副坝已填高加宽作为交通公路，检查发现其主要存在的问题有主要是：公路加宽坝顶后边坡没有整治，坝坡陡又没有护坡，表土裸露，多处出现崩塌和冲沟。（2）原始设计、施工纪录工程属边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，施工又是群众运动，施工质量差。（3）本次大坝勘探和土工试验成果钻探揭示，主副坝坝基和坝肩由粉质粘土、残积土和粉砂岩组成，软弱残积土主要为含碎石粘土，分布在两个坝肩和附近山坡，坝基清理不彻底。据土工试验，主坝填土砾含量为3.0%，砂含量28.2%，粉粒含量为59.38%，粘粒含量为9.5%。压缩系数大值平均值0.27MPa，压缩模量小值平均值为7.9MPa。副坝压缩系数大值平均值0.2MPa，压缩模量小值平均值8.2MPa，主副坝土体均属中等压缩性土，主坝土体压实度91.9%，副体土体压实度93%，主副体填土压实度不满足小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL198-96）要求。现场注水试验试验结果得出，主坝土体渗透系数大值平均值3.010-3cm/s，副坝土体渗透系数大值平均值3.310-3cm/s，主副坝土体渗透系数均不满足规范要求，属中等透水。主副坝坝基和坝肩强风化粉砂岩为泥质结构，中薄层状，裂隙发育，岩体呈碎块状，基岩层渗透系数以10-510-4级为主，属弱中等透水。（4）运行情况2000年3月，浦北县水利局提出了罗竹山水库加高加厚主副坝的加固方案，但由于加固资金不落实，未能按计划实施。2、溢洪道（1）设计溢洪道尾水直冲白石水镇，泄洪时直接威胁白石水镇，溢洪道布置不合理。（2）现已填高作为交通公路，无法泄洪。4、放水涵（1）最低2孔梯级放水斜管堵塞。（2）方涵进5m处口砌体受动水冲击，沙浆脱落，砌体松动，底板有2处深0.12m的冲坑，盖板跨中底部开裂露筋，钢筋锈蚀。（3）松动砌体位置漏水。综上所述，罗竹山水库工程质量综合评定为不合格。1.4.2运行管理评价水库不设专门管理机构，由白石水镇水利站兼管，管理机构不完善。1、大坝运行罗竹山水库不设专门管理机构，由白石水镇水利站兼管，管理机构不完善。水库没有制定运行调度规程、调度人员岗位职责和操作规程，也没有制定工程管理制度。水库监管力度不够，溢洪道和副坝被公路侵占。水库能够按照浦北县防汛抗旱指挥部下达的水库控制水位进行防洪调度，未制定工程管理制度，水文观测和预报设施不齐全。水库管理设施陈旧、落后。2、大坝维护大坝在修建过程中遗留了较多的质量问题和安全隐患，但由于受到资金限制，水库除险加固计划未能实施。3、大坝安全监测大坝无任何安全监测设施，不能对大坝运行进行正常的监测。综合上述，对罗竹山水库枢纽运行管理综合评价为差。1.4.3防洪标准复核罗竹山水库属小（一）型水库，IV等工程，本次防洪标准复核成果：P=2%设计洪水位为65.5m，按原建成溢洪道计算最大下泄流量2.5m3/s；P=0.2%校核洪水位为65.72m，相应溢洪道最大下泄流量4.0m3/s。按规范复核主坝坝顶高程为67.49m，副坝坝顶高程为67.49m，现状主坝坝顶高程66.58m，副坝坝顶高程67.89m，主坝坝顶高程不满足规范要求。溢洪道控制段和泄槽边墙顶高程满足规范要求；挑流消能的挑距和冲坑深度复核安全。综合分析认为：罗竹山水库现状的抗洪能力不满足防洪标准（GB50201-94）要求，防洪安全性评定为“C”级。1.4.4渗流安全评价通过现场检查和渗流稳定计算，对大坝、溢洪道、放水涵的渗流安全进行综合评价。1、大坝采用类比的方式判别主副坝填土渗透变形的类别为流土，根据计算，允许水力比降建议值J允许=0.45。在各设计工况下进行渗流计算，坝体水平渗透最大坡降小于坝体填土允许渗透坡降，坝体填土渗透稳定。但主副坝坝基和坝肩清基不彻底，存在透水层，主坝高水位坝肩和坝脚曾出现6处泉眼。主副坝渗透系数大值平均值分别为3.010-3cm/s和3.310-3cm/s，大于规范规定最大值110-4cm/s，不满足规范要求。大坝渗流安全性定为C级。2、溢洪道渗流安全评价溢洪道已填高作为公路。4、输水设施渗流安全评价放水涵进口5m位置砌体松动，砖缝渗漏。根据现场检查和土工试验有关资料分析，综合评定：输水涵渗流安全性定为C级。1.4.5结构安全评价一、大坝结构安全评价1、大坝变形分析罗竹山水库大坝未设有沉陷、位移观测等监测设施，故无法对大坝进行沉降、水平位移定量分析，只能从现场外观进行分析判断。大坝填土属中等压缩性土，坝体变形大，初步分析认为其变形已趋于稳定状态，但仍有局部蠕动变形的趋势。2、大坝抗滑稳定分析大坝边坡稳定计算北京理正软件设计研究有限公司开发的理正边破稳定分析软件对大坝上、下游坝坡分别采用瑞典圆弧法和毕肖普法进行计算。主坝坝坡稳定计算结果见表1.4.1，副坝坝坡稳定计算结果见表1.4.2。表1.4.1主坝抗滑稳定分析计算成果表计算工况坝坡计算方法最小安全系数瑞典法圆弧法计算结果规范值正常工况正常蓄水位64.80m上游坡有效应力法2.5001.15下游坡1.352设计洪水位65.50m上游坡2.568下游坡1.286最不利水位58.20m上游坡1.981非常工况校核洪水位65.72m上游坡2.5931.05下游坡1.265校核洪水位骤降至正常蓄水位上游坡2.423表1.4.2副坝抗滑稳定分析计算成果表计算工况坝坡计算方法最小安全系数瑞典法圆弧法计算结果规范值正常工况正常蓄水位64.80m上游坡有效应力法2.2181.15下游坡1.673设计洪水位65.50m上游坡2.303下游坡1.629最不利水位58.20m上游坡1.982非常工况校核洪水位65.72m上游坡2.3351.05下游坡1.616校核洪水位骤降至正常蓄水位上游坡2.259从计算成果可以看出，各种工况组合下，主副坝上下游坝坡稳定均满足规范要求。3、其他结构主坝现状实测坝顶宽度2.38m，不符合碾压式土石坝设计规范（SL2742201）5.4.1条规定。上游干砌石护坡粒径小重量轻，经多年运行使用，块石风化严重，局部松动沉陷和架空。副坝坝坡无护坡工程措施，上游坡冲刷出现2处冲沟。4、结论根据现场检查、结合计算结果分析，对大坝结构安全评价如下：（1）经计算复核，主副坝上下游坝坡均满足规范稳定的安全标准。（2）主坝上游干砌石护坡垫层掏空，经多年运行使用，块石风化，局部松动沉陷和架空。副坝上下游均无护坡工程措施，上游坝坡出现2处冲沟。（3）主坝顶宽度和坝体压实度不满足规范要求，主副坝坝顶局部沉降，坝体变形大。综上所述，主副坝结构安全性定为B级。二、溢洪道溢洪道被公路占用，无法安全泄洪。三、放水涵管放水方涵砌体沙浆脱落，砌体强度降低，且沙浆标号偏低（M5混合沙浆，不满足规范二类环境下水泥沙浆M7.5强度要求。方涵底板出现2处冲刷破坏坑，顶板出现结构裂缝，本次评定放水涵管结构安全性定为C级。1.4.6抗震安全复核根据中国地震动参数区图（GB184062201），罗竹山水库所处区域相当于地震动峰值加速度为0.05g，基本地震烈度为度，按水工建筑物抗震设计规范（SL20497）要求，本工程可不进行抗震复核。1.4.7金属结构安全评价本工程无金属结构和机电设备。1.5结论和建议1.5.1结论通过本次鉴定的地质勘察、土工试验以及复核计算，根据水库大坝安全评价导则（SL258-2200）及其它有关规范，对罗竹山水库进行分析评价，评价结果见表1.5.1。表1.5.1罗竹山水库安全分项评价建筑物防洪安全性分级运行管理评价工程质量评价渗流安全性分级结构安全性分级金结安全性分级主坝C差不合格CB副坝BB溢洪道输水涵管CC1、溢洪道已被公路侵占，水库无排洪功能，水库防洪安全性评为C级。2、罗竹山水库管理所（白石水水利站）管理机构不健全，管理房简陋残旧，也没有配备必要的管理设施。没有制定了相关的管理制度，人员配置配制不完善。工程除险加固不及时，水库长期带病运行。大坝无安全监测设施，不能对大坝进行正常的监测。主坝的防汛道路坑洼泥泞坡陡，路面窄，重车无法上坝，不能保证防汛抢险交通通畅。根据水库大坝安全评价导则（SL258-2200）4.5.4有关规定，水库枢纽运行管理评定为差。3、主坝坝体单薄，坝顶宽度不满足规范要求。上护坡干砌块石粒径小厚度薄，且块石风化严重，部分松动塌陷，底部垫层掏空，整体稳定性差，抗风浪冲刷能力低。下游草皮护坡质量差，受雨水冲刷侵蚀，下游坝坡变形大。堆石排水棱体堵塞，导渗排水不畅。副坝坝坡陡又没有护坡，表土裸露，多处出现崩塌和冲沟。主副坝坝基和坝肩存在软弱残积土层，坝基清理不彻底。主