7月22日结版5、渗流安全评价报告

1、省荆州市洈水水库大坝安全鉴定渗流安全评价（分之五）大学2016 年 5 月1 原渗流控制措施及评价1.1 原渗流控制措施洈水水库挡水坝由主坝、南副坝（4 座）、北副坝（10 座）组成。主坝为均质坝(北端靠山坡一段背水坡浸润线以上采用代料回填)；北副坝中的洼副坝、茅屋湾副坝、学屋湾副坝为粘土心墙代料坝(坝壳代料由碎石夹土组成)，其他各副坝为均质坝。根据资料记载及本次地质勘探试验成果：1.1.1 防渗体及代料主坝土料主要由壤土组成，干密度在 1.58t/m3 左右，含水量在 24.5%左右；坝基为粉质粘土，干密度在 1.29 t/m3 左右，含水量在 38.40%左右。代料坝部分由碎石夹土组成。洼

2、副坝顶、心墙顶部高程为98.00m，坝顶宽为5.00m，心墙顶宽为2.00m，底宽为 4.00m。心墙土料由粉质粘土组成，干密度在 1.63 t/m3 左右，含水量在 22.90%左右。茅屋湾副坝顶、心墙顶部高程为 97.00m，顶宽为 5.00m，心墙顶宽为 2.00m，底宽为 4.00m。心墙土料为粉质粘土，干密度在 1.63 t/m3 左右，含水量在 22.90%左右。学屋湾副坝顶、心墙顶部高程为 97.00m，顶宽为 5.00m，心墙顶宽为 2.00m，底宽为 4.00m。心墙土料为粉质粘土，干密度在 1.63 t/m3 左右，含水量在 22.90%左右。坝売代料均由碎石夹土组成。1.

3、1.2 反滤带北副坝中的洼、茅屋湾、学屋湾副坝为粘土心墙代料坝，其心墙迎水面、背水面均未设反滤带。北副坝中的花园坡副坝土料为粉质粘土，其干密度在 1.63t/m3 左右，含水量在 22.9023.10%之间其他副坝坝体土料成份为壤土，其干密度在 1.51.59 t/m3之间，含水量在 24.0024.70%之间。1.1.3 基础处理初建阶段，主坝施工时曾不同程度地进行了清基处理(详见工程价报告有关章节)在河床段对老河槽刨出砂卵石层后进行回填，在靠近北岸有长45.00m 的砂卵石层未，合龙口仅把中心线上的砂卵石覆盖层局部清除后，在上面挖三条间距 10.00m、宽 2.003.00m、深 1.00

4、2.00m 的结合槽；对桩号 (0+4050-500)段，在其上开凿了一条宽 2.00m 深 0.801.50m 的结合槽，北边的砂卵石层，当时因渗水很猛，只清除了 20.00m40.00m 范围，还有深约 2.00m的砂卵石层未挖彻底。 段在桩号(0+0380-405)段，将其整坡在其上开凿三条宽 0.80m、深 0.50m 的结合槽，并将风化破碎处及裂缝处理在桩号(0+5000-510)段表层为粉质粘土，厚度大约 5.00m 左右，其下为砂卵石夹粘土，厚度约4.00m，下为泥质页岩，在其上抽槽底宽 1.00m、深 5.00m。其他各段清基一般刨除表土 0.30 田，粪窖、堰塘、房屋、竹园等

5、不限深度，清出老底为止；在中心线上抽槽一条，宽 2.00m，深 1.001.50m，对白蚁蚁穴没有进行翻挖。在续建阶段中，除进行表面处理外，对处理风化页岩采用挖结合槽，槽宽 1.001.50m、深 0.80I.00m，并将坝体和坝脚内暗沟、粪坑、漏水、白蚁、棺材、窑洞、树蔸等隐患均逐处挖除和对坝脚漏水处作导处理。南、北副坝的清基处理也和大坝同样进行，所有坟基、棺材和白蚁洞均作了翻挖。本次地质勘探成果表明，现主、副坝坝基仍存在厚度不等的强透水的砂砾石层和强风化页岩层。其中，主坝及北副坝基础条件。各坝坝基具体情况详见地质报告。1.1.4 坝体排水棱体主坝坝后设置了堆石排水棱体，南、北副坝未设置堆石

6、排水棱体。主坝下游河床部分设有堆石反滤坝，坝顶高程为69.00m，面宽为2.00m，上游坡比为1 :l.5、下游坡比为 1 3.00 反滤坝采用租砂、砾石、卵石天然混合级配，表层用块石砌筑在河滩部分(67.0m 高程以上)为平铺反滤层，其他部位作堆石反滤管导入反滤坝内；69.00m 高程以上、77.00m 高程以下设有表层排水。1.2 原渗流控制措施评价1.2.1 防渗体及代料北副坝中的洼副坝、茅屋湾副坝、学屋湾副坝的防渗体为粉质粘土心墙，按照碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)的要求，心墙底部厚度不宜小于水头的 1/4，实际上：国茅屋湾副坝最大水头为 5.10，心地底宽 4.00m，

7、符合规范要求；国学屋湾副坝最大水头为 7.10m，心墙底宽 4.00m，符合规范要求；圆洼副坝最大水头为 12.00m，心地底宽 4.00m，符合规范要求；坝売代料均由碎石夹土组成，其渗透系数为 4.2 10-4cm/s，土体渗透性偏小，不符合规范要求。在其他各均质坝坝体中，除主坝(部分)、北副坝中的花园坡副坝土料为粉质粘土符合规范要求外，其余坝体均为壤土，其渗透系数 k=3.80 104 cm/s，基本符合规范要求。1.2.2 反滤带北副坝中的洼、茅屋湾、学屋湾副坝为粘土心墙代料坝，其心墙迎水面、背水面均未设反滤带，不符合规范要求。1.2.3 基础处理原施工资料记载及本次地质勘探成果和工程运

8、行实践表明，大坝在施工中虽进行过部分清基抽槽，但不彻底，现各坝坝基存在厚度不等的渗水通道（详见地质），不符合规范要求。1.2.4 排水设施主坝下游坝趾设置了堆石排水棱体，符合规范要求南、北副坝下游坝趾未设排水体，不符合规范要求。2 大坝运行中的渗流表现由于坝础处理不好，大坝在 1960 年按经济断面完成拦洪后，当年就出现了 4 处渗漏，1970 年库水位最高达 93.23m 时，主坝出现渗漏 42 处，南副坝出现渗漏共 13 处，北副坝 6 处，在老河槽左岸离坝脚 60m 出现渗漏 3 处。19751976 年虽对大坝进行了整险加固，但大坝渗漏问题并未彻底根治。1977 年主坝老河槽段（桩号

9、0+420）出现翻沙鼓水，目前主坝坝基漏水点多达 9处，平均渗漏量达 48.24m/d，北坝头背水坡加固培厚部分填料为泥质页岩己出现泥化现象。由于坝体填筑质量较差，下游坝坡散浸严重。近年来，在主坝桩号 0+350、 +1501+400 段、高程 77.0082.00m 处多次发生散浸现象，坝坡表面0有明显水流逸出。1999 年 6 月，北副坝在桩号 3+3003+375 段、高程 88.0093.00m 处出现外脱坡，长 75.00m，最大深度达 2.50m副坝当水位达 91.00m 以上时，下游坝坡出现大范围的散浸；学屋湾副坝药室漏水，平均渗漏量达 1.24m3 /d。2001 年 5 月，

10、南 1#副坝出现长 110.00m 的散浸带；南 2#副坝有集中渗漏，在桩号 1+250 断面、高程 91.0091.50m 处出现直径为 2.00m、深度 1.50m 的跌窝；在桩号 l+150 处因白蚁危害影响，有渗漏现象出现。2011 年对水库进行出险加固后，在运行观测中发现大坝的渗流状况是稳定的，大多数渗压计所反应的渗压水头基本符合一般渗流变化规律。防渗墙上游侧测值随库水位变化波动较大，防渗墙下游侧测值基本不随库水位的变化而变化，说明防渗墙的作用的很明显的。但是，部分测点存在同一观测横断面水头分布不符合规律的情况，也有部分渗压计测值明显低于下游水位的情况，或者高于上游库水位的情况。渗流

11、量各段测值随库水位变化呈现一定的年周期变化，各段测值的变化规律基本相同，渗流量最大值出现时间与库水位大值出现时间有一定的滞后，也是符合一般渗流规律的。3 大坝渗流计算分析与评价3.1 渗流计算分析3.1.1 计算方法与工况本次选择了主坝四个断面、南副坝四个断面、北副坝九个断面共十七个断面进行渗流分析。渗流计算按平面稳定问题采用有限单元法计算完成，计算断面分别选取河床断面及(主坝)断面。计算工况，上游水位分别取正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位，下游水位按相应断面取用。各断面计算工况、水位列于表 5.1。表 5.1 大坝各断面水位计算表大坝名称坝型校核洪水深（m）设计洪水深（m）坝底高程（m）主

12、坝0+430均质坝40.4740.0955.070+744均质坝33.5533.1761.991+050均质坝34.0933.7161.451+470均质坝23.2622.8872.28北一副坝（洼）心墙坝11.1410.7684.4北二副坝（茅屋湾）心墙坝7.086.788.46北三副坝（学屋湾）心墙坝5.545.1690北四副坝（花园坡）均质坝3.73.3291.81北五副坝（肖家祠）均质坝0.990.6194.55北六副坝（）均质坝5.34.9290.24北七副坝（沟）均质坝2.081.793.46北八副坝（桃树湾）均质坝2.7152.33592.825北九副坝（杨竹园）均质坝-97.3

13、1北十副坝（陷马池）均质坝16.5316.1579.01南一副坝均质坝5.38590.16南二副坝均质坝5.495.1190.05南三副坝均质坝5.935.5589.61南四副坝均质坝5.044.6690.53.1.2 计算成果渗流计算成果见表 5.2，各计算工况等势线见附图 B。表 5.2 大坝各断面渗流计算成果表断面水位单宽渗流量渗透比降坝体心墙/防渗墙/搅拌桩备注坝名桩号计算值允许值计算值允许值主坝0+430正常蓄水位1.5660.310.486.2780防渗墙设计洪水位1.6890.316.78校核洪水位1.7310.326.870+744正常蓄水位1.1850.306.92设计洪水位

14、1.1420.347.11校核洪水位1.8030.336.691+050正常蓄水位1.0620.386.26设计洪水位1.3000.426.53校核洪水位1.3520.416.621+470正常蓄水位0.7080.41设计洪水位0.8470.41校核洪水位0.8670.46北一副坝正常蓄水位0.2380.290.331.003.00心墙设计洪水位0.2950.301.30校核洪水位0.3850.321.30北二副坝正常蓄水位0.2150.201.00设计洪水位0.8070.221.10校核洪水位0.9280.281.20北三副坝正常蓄水位0.6180.210.60设计洪水位0.6350.220

15、.62校核洪水位0.7600.280.64北四副坝正常蓄水位0.0070.100.50设计洪水位0.0260.30校核洪水位0.0330.30北五副坝设计洪水位0.0560.32校核洪水位0.1030.42北六副坝正常蓄水位0.0290.166.5050水泥土搅拌桩设计洪水位0.0380.257.00校核洪水位0.0410.327.20北七副坝设计洪水位0.0140.20校核洪水位0.0210.30北八副坝正常蓄水位0.0530.10设计洪水位0.1250.20校核洪水位0.1510.30北十副坝正常蓄水位0.1020.503.5050水泥土搅拌桩设计洪水位0.1230.504.00校核洪水位

16、0.0130.504.50南一副坝正常蓄水位0.0690.190.69设计洪水位0.1070.300.96校核洪水位0.1210.341.073.1.3 成果分析从各坝计算成果及等势线图可以看出：（1） 黏土心墙坝心墙作为大坝防渗，其应对坝体的防渗具有较好的效果，但由于心墙土料的透水性较大，其余坝壳代料的透水性相差不大，坝体透水性相对均匀，心墙防渗作用不明显。心墙，心墙底部与基础接触面的渗透比降均小于允许渗透比降，满足渗透稳定要求。（2） 均质坝从渗流的角度看，主坝、北副坝地质条件基本相同，坝基各透水性较强且较为均匀，等势线分布也较均匀，未见承压现象。其坝基在经过灌浆帷幕加固后，渗流现象也得到

17、了较大的改进，基本未见坝基渗漏现象。主坝，在经过混凝土防渗墙加固后，其防渗效果相比出险加固前有了明显改进，在 2003 年省水利水电勘测设计院所作的洈水水库大坝安全评价中，计算得出主坝（0+430）渗流量达到 34.89m3/dm。本次出险加固后复核计算中，洈水水库各大坝断面渗流量最大为主坝（0+430）渗流量为 2.26m3/dm，满足渗流规范要求。南副坝坝础下为厚约 10.00m 的粉质粘土层，其渗透系数为 410-6cm/s，隔渗条件较好，在其下为透水性较强的泥质砂卵石层和强风化页岩，计算表明，南副坝最大渗流量为 2.1m3/dm，最大渗透坡降为 0.45，均满足规范要求。断面水位单宽渗流量渗透比降坝体心墙/防渗墙/