XXXX水库安全分析报告

XXXX水库安全分析报告根据流域面积查暴雨量点〜面关系折算系数a疟a广1.0,面暴雨量按下式计算：巳4=“24XH24右=%X//]式中：。24、分别为24h、lh暴雨点面折算系数；板、Hl—分别为24h、lh设计点暴雨；P24、Pl分别为24h、lh设计面暴雨。计算成果见表1-1。面净雨量面净雨量即地面径流，为面暴雨量扣除损失量和地下水。查“84年办法”,300年一遇、200年一遇、50年一遇产流部分总损失量均为50mm；30年一遇产流部分总损失量为60mm；20年一遇、10年一遇产流部分总损失量均为70mm。经扣损后，计算出各种频率面净雨量Rw再根据旦值计算n和R”见表1-2。表1-2n、K值计算过程及成果表频率(%)0.33(300)0.5(200)1(50)2(50)5(20)10(10)Pi(mm)124.8II7.6106947865.6P24(mm)393.3370.3330.05288.65235.75195.5P./P24().3170.3180.3210.3260.3310.336R3/R240.470.470.470.480.480.49R以(mm)343.3320.3280.05238.65165.75125.5R3(mm)161.4150.5131.6114.679.661.5(F/J)0-160.630.630.630.630.630.630.55(F/J严0.6350.6350.6350.6350.6350.635K0.150.160.170.190.230.28n0.640.640.640.650.650.66汇流计算根据“84年办法”，采用纳希线性瞬时单位线模型进行汇流计算，分析并综合出计算出瞬时单位线参数晔值的地区经验公式如下。皖南地区：采用概化公式，当N采用3.0时mFnXk式中：％—瞬时单位线参数，h；F—流域面积，km'；J一主河道平均坡降，％。；R’一最大3小时设计净雨量，mnio各种频率n、K值计算过程及成果见表1-20设计洪水过程线根据n、K值，查“84年办法”中“表9”得不同频率洪峰流量模q”见表l-3o因f=B2/F=0.30<0.5,故洪峰流量需要修正，修正系数为0.90，修正后的洪峰流量模qm修见表1-3O再根据n值及qm修查与接近qm修的洪水过程(对应的K值定义为K籍)，并将洪峰流量模的差值在下一时段中消除，再逐项乘以〃X心4,即得设计洪水过程线、洪峰流量及洪水总量，见表1-4。1000表1-3不同频率洪峰流量模

频率P(%)0.330.512510K0.150.160.170.190.230.28n0.640.640.640.650.650.66洪峰流虽模qm94.989.389.384.374.372.8洪峰流量模85.480.480.475.966.965.5表1-4***水库各种频率设计洪水过程线单位:h7s时段T=lh频率P(%)0.33(300)0.5(200)1(100)2(50)5(20)10(10)18.687.316.394.862.461.24211.2310.288.997.514.602.94311.2310.479.167.815.323.64414.4013.2411.589.576.344.33515.2514.2312.4410.617.065.03615.4614.4212.6110.757.375.34724.1521.7419.0115.769.826.66826.6924.7021.6018.2712.078.36926.9025.1021.9518.5612.799.131056.7653.3546.6639.6225.9818.6511180.88158.87138.93111.8068.4450.701223.9329.2425.5727.6928.4426.32130.000.000.000.002.974.26140.510.00151.13160.001718Qmax=180.88158.87138.93111.8068.4450.701.3调洪计算1.3.1洪水标准***水库总库容24.0万虻，属小(2)型水库。大坝为土坝。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的有关规定，工程等别为V等，大坝及主要水工建筑物为5级，本次复核洪水标准采用20年一遇设计、200年一遇校核。1.3.2基本资料(1)库容曲线***水库库容曲线在万分之一库区地形图上量算，并结合原始资料进行修正,见图l-3o图1-3***水库水位〜库容曲线图(2)溢洪道泄流能力***水库泄洪由溢洪道承担，现状溢洪道分为低洪溢洪道及高洪溢洪道，均为宽顶堰，低洪溢洪道堰顶高程为62.20m,宽5.80m,高洪溢洪道堰顶高程为64.72m,宽17.70mo宽顶堰溢洪道泄流能力按下式计算：Q=MBH/2式中：Q一下泄流量，m7s；M—综合流量系数；B—溢流净宽，m；H—堰上水深，mo1.3.3调洪原则及成果根据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)中有关洪水调节计算的规定，***水库调洪计算采用静库容法，以1小时为调洪计算时段，对各种频率洪水进行洪水调节计算，求得最高洪水位和相应最大下泄流量。本次洪水调节计算采用编程微机计算，调洪计算成果见表1-6。表IFB水库洪水调节计算成果表频率p(%)0.330.501.002.005.0010.00洪峰流量(nF/s)180.88158.87138.93111.8068.4450.70最高洪水位(m)67.0766.7666.4465.9665.1064.89相应总库容(万m3)30.6929.4428.2026.2922.9122.08相应滞洪库容(万m3)19.1917.9416.7014.7911.4110.58最大下泄流量(m3/s)147.41130.92114.8790.7749.9540.371.4坝顶高程复核从表1-6可以看出，***水库20年—•遇设计洪水位为65.10m,200年一遇校核洪水位为66.76m,总库容29.44万m\根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)中有关规定，确定***水库大坝为5级建筑物。坝顶在静水位以上超高根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)(以下简称“规范”)，按下式计算：Y=R+e+A式中：Y—坝顶超高，m；R—最大波浪在坝坡上的爬高，m；c—最大风壅水面高度，m；A—安全超高，nu1.4.1波浪爬高(R)根据“规范”附录A,正向来波的平均波浪爬高，按式KkR〃l=计算。式中：K△一斜坡糙率渗透性系数，查“规范”表(A.1.12-1),K△取0.90；K,—经验系数，由风速W、坝前水深h、重力加速度g所组成的无维量W/应查“规范”表(A.1.12-2)得，设计情况下匕取1.01,校核情况下匕取1.0。本地区多年平均最大风速为14.lm/s,设计情况下W取多年平均最大风速的1.5倍，校核情况下取多年平均最大风速。设计情况下坝前水深取10.0m,水域平均水深取8.0m,校核情况下坝前水深取11.6m,水域平均水深取9.60m；设计情况风区长取0.15km,校核情况下风区长度取0.18km0波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式，按下列二式计算：

参。回Tra-4.438hm05参。回式中：黑一平均波高，m；T“一平均波周期，s；W—计算风速，m/s：D—风区长度，in；Ik—水域平均水深，m；g—重力加速度,取9.81m/s2平均波长可按下式计算:设计波浪爬高值根据“规范”采用累积频率为3.33%的爬高值R那平均波高与坝迎水面前水深的比值比/IKO.1时，设计波浪爬高与平均波浪爬高1\/R,=2.09o经计算，设计情况卜.最大波浪爬高为0.28m,校核情况下最大波浪爬高为0.19m。1.4.2风壅水面高度由于风壅水面高度较小，可以忽略不计。1.4.3安全超高安全超高根据工程等级查“规范"得，设计情况下水库的安全超高为0.5m,校核情况下为0.3m。1.4.4坝顶高程***水库大坝坝顶超高及坝顶高程计算结果见表1-7。由表1-7可知，***水库大坝在设计和校核情况下，坝顶高程均满足要求。表1-7大坝坝顶超高及高程计算成果表设计条件设计水位(m)坝顶超高(m)计算坝顶高程(m)实际坝顶高程(m)设计(3.33%)65.100.7865.8868.34校核(0.33%)66.760.4967.251.5评估结论与建议根据《防洪标准》(GB50201-94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)复核，***水库达到设计及校核洪水的防洪标准。本次洪水复核基本资料可靠，在以往工作的基础上，对设计洪水的基础资料作了深入细致的复核，采用的有关参数合理。因此，本次复核成果是可靠的，建议以本次洪水复核成果为准。大坝渗流分析2.1渗流情况及渗流现象***水库始建于1968年，水库自竣工建成正式蓄水以来，大坝外坝脚有多处渗漏点。汛期长时间高水位蓄水时，坝脚处积水较深。2.2原因分析***水库大坝填料主要为以黄、灰黄、青灰、砖红杂色粘土质砂、粉土质砂组成，松散〜稍密状态。大坝采用人工土法施工，土层控制不均匀，填筑夯实质量较差。坝基风化层较厚，清基不彻底，渗水严重。2.3渗流计算分析(1)计算断面及参数选取①计算断面的选取选取主河槽处的坝体横断面作为大坝的典型横剖面进行渗流计算。②渗透系数的选取坝体渗透系数选地质勘探报告中的推荐值，为6.2X10,cm/So坝基上部岩体呈强风化状态，钻孔压水试验透水率q=45〜85Lu,具有中等透水性；以下岩体呈中〜弱风化状态，钻孔压水试验透水率q=7.5〜8.5Lu,具有弱透水性。由于地质报告中未给出坝基渗透系数值，根据透水率指标，参考类似工程经验，坝基上部岩体渗透系数取3.3X10Ws,下层取7.4X10Wso(2)计算方法及成果渗流采用《理正渗流分析软件》有限元法进行计算，计算工况取上游水位为正常蓄水位、20年一遇设计水位、200年一遇校核水位三种工况，下游水位取平坝后地面高程。计算简图见图2-1,计算成果见表2-1。

图2-1***水库渗流计算简图表2-1***水库大坝渗流计算成果表计算工况上游水位(m)下游水位(m)单宽流量3/天)下游坡出逸高程(m)坝脚最大渗流比降正常蓄水位62.2052.303.939252.300.3520年一遇设计水位65.1052.305.607653.540.54200年一遇校核水位66.7652.306.618254.500.70根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定，在没有反滤层保护时，坝休、坝基渗流出逸比降应小于材料的允许渗透比降。根据本次地勘资料，坝体填筑土料成分较复杂，砂、粉粒含量较高，以黄、灰黄、青灰、砖红杂色粘土质砂、粉土质砂组成；松散〜稍密状态。查《水闸设计规范》(SL265-2001),允许渗透比降取0.40o根据计算，正常蓄水位、设计水位及校核水位时坝脚渗透比降最大值分别为0.35、0.54及0.70o设计水位及校核水位情况下，坝脚渗透比降不满足渗透稳定要求，且水库渗漏量较大。2.4结论与建议***水库大坝渗流安全问题主要是下游无排水设施，设计水位及校核水位情况下，坝脚渗透比降不满足渗透稳定要求，且水库渗漏量较大。建议采取措施进行加固处理。***水库大坝缺乏渗流安全监测设施，不能满足规范要求及工程运行需要，建议尽快补充完善。

项目名称************水库安全分析报告委托单位*********水务局承办单位审定审核项目负责人报告编写大坝结构稳定分析3.1概述1大坝概况***水库地处低山丘陵地区，水库大坝呈38°展布，最大坝高15.50m,坝顶高程68.80m左右，坝顶宽度2.90〜9.00m左右，坝顶长69.00m左右，迎水坡坡比1：1.6〜1：1.8,背水坡坡比为1：2.0〜1：2.4,坡面均无护砌。2地质情况根据现行的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,水库坝址所在区的地震动峰值加速度为0.05g,相当于地震基本烈度6度区。根据野外钻探揭示，水库大坝主要建于中元古代牛屋组下段（Nlpt2）变粉砂岩夹变泥岩上，坝基岩体一般呈强风化状态，钻孔揭露厚度2.20-8.10m,黄、灰杂色，裂隙发育，岩体破碎，岩石因风化作用，岩性相对较软，钻孔岩心呈块状、碎块状；强风化以下岩体呈中-弱风化状态，灰、青灰色，钻孔揭露厚度2.00〜4.80m（未钻穿），岩体一般基本完整，岩性较坚硬，岩心较完整呈短柱状夹柱状、块状。根据压水试验资料，强风化岩体透水率45.0〜85.0LU,具有中等透水性;中〜弱风化岩体透水率7.5〜8.5Lu,具有弱透水性。3大坝填筑及运行情况大坝施工采用人工填筑而成。根据野外钻孔揭示，水库大坝坝体填筑土料成分较复杂，砂、粉粒含量较高，以黄、灰黄、青灰、砖红杂色粘土质砂、粉土质砂组成；松散〜稍密状态。野外实测标准贯入击数9〜11击，杆长修正后标准贯入击数6.0~9.8击，平均8.2击。3.2试验资料及坝体质量评价为配合本次大坝安全鉴定，于2012年9月进行了地质勘探。地勘钻孔资料表明：水库大坝坝体填筑土料不均质，砂、粉质含量高，呈松散〜稍密状态。加之采用人工土法施工，土层控制不均匀，填筑夯实质量较差。坝体具若-中等透水性，水库若长时间高水位运行，易形成渗漏。大坝无变形观测设施及有关资料。3.3抗滑稳定分析本次抗滑稳定分析主要依据《水库大坝安全鉴定办法》、《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)和《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)等规定进行。由于坝址区相应的地震基本烈度为6度，依据规范不需要进行抗震分析。3.3.1计算断面与方法根据大坝断面分布、渗流分析及地质剖面图，选择大坝断面较单薄处作为典型断面进行分析，计算断面图见图3-1。根据规范，采用简化毕肖普法分析，计算公式如下：K_£4(叱+也2)sec〃_(〃_乙+c%sec厨1/(I+rg伽0/K)](有效应力法)(3-1)K=£{[(Wsec/?-"/sec月施妇+//sec/?][l/(1+悟所饱.“/K)]}(总应力法)(3-2)式中：b—条块宽度；W一实重，WW+W^+YuZb,为在坝坡外水位以上的条块实重，服为在坝坡外水位以下的条块浮重，Z为坝坡外水位高出条块底面中点的距离；U—渗流期或水库水位降落期坝体或地基中的孔隙水压力，山为水库水位降落前坝体中的孔隙水压力；B一条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角。图3-1坝坡稳定计算断面图3.3.2计算工况与孔隙水压力根据规范要求，分析稳定渗流期的上、下游坝坡及库水位降落期的上游坝坡的抗滑稳定安全。对上游坡，分析库水位为1/3坝高的不利水位下形成稳定渗流的正常运用条件；同时分析库水位自正常蓄水位非常降落至死水位时的非常运用条件。对下游坡，分析非常运用条件库水位为校核洪水位和正常运用库水位为正常蓄水位，坝体形成稳定渗流时的坝坡稳定性。可能滑动面上的孔隙水压力，在稳定渗流期根据渗流分析确定，在库水位快速降落期，根据规范采用近似方法确定，不考虑水位降落时孔隙水压力的消散。3.3.3安全评价标准根据规范，采用简化毕肖普法计算时，正常运用条件下坝坡抗滑稳定最小安全系数应不小于1.25；非常运用条件I下应不小于1.15o对上游坡水位非常降落运行条件，当同时采用总应力法与有效应力法进行分析时，应以其中较小的安全系数作为依据。3.3.4计算参数的确定根据本次地勘及试验成果，将选定的计算断面简化成3个区，即坝体、坝基强风化层、坝基弱风化层。强度指标主要依据地质勘探报告中提供的推荐值，有效应力指标以确定的总应力指标值为基础，将粘聚力减小10%、内摩擦角增大10%取用。最终确定的各区域稳定计算参数见表3-lo

表3-1大坝稳定分析选用物理力学指标表土料分区湿容重Y(kN/m3)抗剪强度指标总应力法有效应力法C(kPa)(°)C，(kPa)6'(°)坝体19.921.22119.0823.1强风化层24.0100159016.5弱风化层27.04003536038.53.3.5计算结果与分析讨论抗滑稳定分析计算结果见表3-2,及图3-1〜3-5。计算结果表明：坝体上游坡在正常运用条件及非常遂用情况下的抗滑稳定安全系数均满足规范要求；下游坡在正常运用条件及非常运用情况下抗滑稳定安全系数也满足规范要求。表3-2抗滑稳定计算安全系数成果表坝坡运用条件总应力法有效应力法规范值上游正常1/3坝高水位，稳定渗流/2.011.25非常正常蓄水位，非常降落1.692.001.15下游正常正常蓄水位，稳定渗流/1.421.25非常校核水位，稳定渗流/1.241.15图31上游坝坡稳定计算结果图（库水位为1/3坝高，稳定渗流期）图3-2上游坝坡稳定计算结果图（库水位为正常蓄水位，水位降落期总应力法）图3-3上游坝坡检定计算结果图（昨水位为正常蓄水位，水位降落期有效应力法）图3-4下游坝坡稳定计算结果图（库水位为正常蓄水位，枪定渗流期）图3-5下游坝坡稳定计算结果图（库水位为校核水位，稳定渗流期）-3.4结论与建议大坝抗滑稳定分析表明，上、下游坡在正常运用条件及非常运用条件下的抗滑稳定安全系数均能满足规范要求。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"内容提要1\o"CurrentDocument"防洪标准复核1\o"CurrentDocument"1.1流域概况1\o"CurrentDocument"2设计洪水1\o"CurrentDocument"1.3调洪计算4\o"CurrentDocument"1.4坝顶高程复核6\o"CurrentDocument"1.5评估结论与建议8\o"CurrentDocument"大坝渗流分析9\o"CurrentDocument"1渗流情况及渗流现象92.2原因分析及安全评价9\o"CurrentDocument"2.3渗流计算分析9\o"CurrentDocument"结论与建议11\o"CurrentDocument"大坝结构稳定分析12\o"CurrentDocument"1概述12\o"CurrentDocument"3.2试验资料及坝体质量评价12\o"CurrentDocument"3.3抗滑稳定分析13\o"CurrentDocument"结论与建议21\o"CurrentDocument"放水涵洞及溢洪道结构安全分析22\o"CurrentDocument"4.1放水涵洞及溢洪道概况22放水涵洞及溢洪道结构安全分析4.1放水涵洞及溢洪道概况放水涵洞位于大坝左侧，原为自制混凝土无筋无压涵管，经运行多年涵洞折裂，1982年9月翻坝更换直径0.3米有压涵管，由原来涵洞进口底高程56米提升到58米，废除老卧管改为闸阀控制。溢洪道位于水库大坝右端，分为低洪溢洪道及高洪溢洪道，均为宽顶堰，低洪溢洪道堰顶高程为62.20m,宽5.80m,高洪溢洪道堰顶高程为64.72ni,宽17.70m。4.2现场检测结果及分析2.1放水涵洞险情分析坝下放水涵建于强风化变粉砂岩夹变泥岩(Nlpl2)上，地基承载力满足设计要求。现状涵洞有渗漏现象，存在严重安全隐患。4.2.2溢洪道险情分析溢洪道由自然山凹开挖而成，溢洪道两侧及底部为强风化岩基，均无护砌。沿溢洪道出露的岩体为中元古代牛屋组下段(Nlpt2)变粉砂岩夹变泥岩，局部为花岗斑岩脉，岩体呈强风化状态，抗冲性能较差。4.2.3金属结构外观分析放水涵出口闸阀经多年使用，锈蚀老化严重。4.3结论与建议从现场检查可以看出，溢洪道为宽顶堰，无衬砌，出口无消能设施，建议尽快采取工程措施，增设防护及消能措施。放水涵洞运行时间长，闸阀锈蚀严重，存在严重安全隐患。建议对其拆除重建，确保下游人民群众生命财产的安全。总体评价：根据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)的有关规定，认为放水涵洞及溢洪道存在严重的安全隐患，需要尽快进行除险加固，以实现工程的安全高效运行。4.2现场检测结果及分析224.3结论与建议22内容提要本文根据地质勘探试验成果，按照《大坝安全鉴定办法》、《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)、《水库大坝安全管理条例》、《***小水库除险加固设计指导意见》的要求及《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001).《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)的规定，首先复核了***水库防洪标准,其次对大坝渗流安全进行了分析，然后对大坝结构稳定进行了计算分析，最后对溢洪道和放水涵洞结构安全进行了分析。结果表明：水库达到设计及校核洪水标准；大坝下游坡脚无排水设施，坝脚渗流比降较大，不满足规范要求；大坝上、下游坡在正常运用及非常运用条件下的抗滑稳定安全均能满足规范要求；溢洪道无衬砌，出门无消能设施，放水涵洞长期受水流侵蚀，闸阀锈蚀严重，存在严重安全隐患。因此，大坝不能正常安全运行，建议及早采取措施进行处理。关键词：***水库大坝防洪标准渗流安全结构稳定1防洪标准复核1.1流域概况***水库位于长江水系***流域，坝址座落于************镇***村境内，距***城区约7km,是一座以灌溉、防洪为主兼顾养殖的小（2）型水库。***水库地理位置见图1-1,坝区地形见图1-2。***水库枢纽工程建成于1968年3月，水库由大坝、放水涵洞、溢洪道等组成。原统计资料显示水库集雨面积6.15km2,水库总库容24.0万m：i,兴利库容10.0万叭调洪库容11.