安装水库大坝安全评价报告

75/86天柱县白市镇安装水库大坝安全评价报告贵州省大坝安全监测中心二零一零年一月工程名称:天柱县安装水库工程工程时期:大坝安全复核时期批准：罗恒审查：严斌张健民校核：宫相伟汇编：张兴林参加工作人员：王开品宫相伟杨刚张兴林陈英会罗康理单位名称:贵州省大坝安全监测中心单位地址:贵州·贵阳·宝山南路27号凯尼大厦19楼邮编:550002联系电话:(0851)55844245584427传真:(0851)5584526电子邮箱:dbaqjc@目录目录 1前言 11工程概况 31.1概述 31.2水文气象 31.3工程特性 31.3.1工程等级与防洪标准 31.3.2要紧建筑物 41.4工程现状及存在的要紧问题 41.5大坝安全鉴定情况 52工程质量评价 82.1概述 82.2区域地质概况 82.2.1地形地貌 82.2.2地层岩性 82.2.3地质构造及地震动参数 102.2.4岩溶水文地质条件 102.3水库工程地质条件 112.3.1地质概述 112.3.2水库渗漏 112.3.3库岸稳定 122.3.4水库淤积 122.3.5水库地震 122.4坝址及要紧建筑物工程地质条件 122.4.1差不多地质条件 122.4.2大坝坝基（肩）岩体及坝体物理力学参数 132.4.3大坝建基面工程地质条件 132.4.4坝基（肩）水文地质条件 142.5坝基（肩）稳定分析 142.6坝体质量评价 142.7溢洪道工程质量评价 152.8放水涵洞工程质量评价 152.9结论及建议 163大坝运行治理评价 183.1概述 183.2运行治理机构 183.3水库运行情况 183.4运行治理评价 184防洪标准复核 194.1概述 194.2采纳规范 194.3流域及泄洪工程概述 194.4差不多资料和参证站 204.5工程等级及设计洪水标准复核 204.6设计暴雨复核 204.7设计洪水复核 214.8调洪计算 234.8.1泄流设施 234.8.2库容曲线 234.8.3洪水调节计算 234.9水库防洪能力复核 304.9.1坝顶高程复核 304.10溢洪道泄洪能力复核 334.11工程防洪标准复核结论 345结构安全复核 375.1坝体（基）力学指标的确定 375.2大坝渗流计算分析 375.2.1渗流计算 375.2.2渗流分析 405.3大坝结构稳定计算 405.3.1计算目的及要求 405.3.2稳定分析计算 415.3.3大坝结构安全复核评价 445.4泄洪、输水建筑物结构安全评价 445.4.1泄洪建筑物结构安全评价 445.4.2输水建筑物结构安全评价 455.5结构安全复核结论 456渗流安全评价 466.1概述 466.2库区水文工程地质 466.2.1库区工程地质 466.2.2水库渗漏 466.3坝址水文工程地质条件 476.4渗流情况分析 476.4.1坝基（肩）渗漏分析 476.4.2坝体渗流分析 486.5渗流安全综合评价 487抗震安全复核 498金属结构安全评价 508.1概述 508.2差不多情况 508.3闸门运行情况 508.4安全评价结论及建议 509大坝安全综合评价 519.1工程质量评价 519.2运行治理评价 529.3防洪标准复核结论 529.4结构安全评价 539.5渗流安全评价 539.7金属结构安全评价 549.8大坝安全综合评价 549.9今后工作的建议 5410附件及附图 5610.1附件 5610.2附图 56前言安装水库工程属沅江水系，在清水江流域一级支流鉴江河的支流姚家溪中游的小支流上游。位于天柱县白市镇长冲村，地理位置东经109°23′，北纬26°56′。水库坝址以上集水面积1.5km2，主河长2.4km，河道比降10‰，流域形状系数0.31。工程要紧以灌溉为主，兼有人蓄饮水。可灌溉面积600亩，实际灌溉面积15工程由当地政府组织当地群众施工完成。工程于1972年1月开始建设，至1974年12月完工，建成均质土坝高19.4m，开挖有左岸溢洪道（浆砌石衬砌）。完成右岸浆砌石放水涵洞、右岸引水渠施工并安装有放水涵洞进口双向转动操纵闸门一个安装水库大坝投入运行30多年以来，由于治理机构、设施、人员缺乏，治理及维护工作不到位，要紧建筑物已出现不同程度的问题。现大坝下游面已是杂草树木丛生，坝体上游干砌石护坡全部脱落、损坏；溢洪道底板破损严峻,放水涵洞及闸门年久失修，长期漏水等；直接危及大坝安全。水库一旦失事，将对下游三个村民组500多人口，800亩耕地和农田产生严峻的后果。依照《贵州省水库大坝安全治理方法》、《水库大坝安全鉴定方法》的有关规定，2009年12月，受天柱县水利局的托付，贵州省大坝安全监测中心承担了安装水库大坝的安全复核工作。按照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的要求，2009年12月17日至12月24日，我中心先后组织工程技术人员进行了现场查勘，对坝区进行地形测绘（1/500）、库区地质调查、大坝工程质量检查依照《水库大坝安全鉴定方法》，结合本工程的具体实际情况，本次复核的水工建筑物要紧是大坝、溢洪道、放水涵洞等。本次安全复核工作开展过程中，现场查勘工作和资料收集得到天柱县水利局、白市镇政府、水利站等单位的大力支持，在此表示感谢！1工程概况1.1概述安装水库位于天柱县白市镇，距天柱县城25km,距白市镇政府所在地5.0km。所在河流属清水江支流，坝址以上集雨面积为1.5km2。工程要紧以灌溉为主，兼有人蓄饮水。可灌溉面积6001.2水文气象水库所在流域多年平均气温约1℃。七月份的平均气温为℃，一月的平均气温在℃。最高气温℃。最低气温-该流域气候和气，雨量充沛，多年平均降雨量为mm。年最最大降雨量1577.2mm,最小降雨量772.1mm1.3工程特性1.3.1工程等级与防洪标准安装水库校核洪水位352.69m，总库容42.1万m3；正常水位428.9m，正常库容35.2万立米；死水位418.29米，死库容7.4万m3。水库承担对下游三个村民组500多人口，800亩耕地和农田的防洪爱护。依照《水利水电工程等级及洪水标准》（SL252-2000）的规定，该工程为Ⅴ等小（二）型工程。大坝设计洪水标准为20年一遇（P=5.0%），校核洪水标准为200年一遇（P=0.5%）。要紧建筑物大坝、1.3.2要紧建筑物拦河坝：大坝坝型为土石坝。坝顶高程431.70m，坝高16.5m，现有坝顶宽5.0m,坝顶长66.0m；迎水面为干砌块溢洪道：溢洪道布置在大坝左岸,为宽浅式自溢流溢洪道，底板及侧墙采纳浆砌石衬砌，进口高程428.90m，溢洪道后接陡坡段,无消能设施。放水涵洞：放水涵洞布置在大坝右岸底部418.29m高程，用于下游农田灌溉放水和放空水库,放水涵洞断面形式为城门洞型，最大输水能力为0.151.4工程现状及存在的要紧问题1.大坝由当地政府组织当地群众于1972年1月动工兴建，1974年12月完工并投入运行。工程现存设计资料不全，施工情况无文字记载。2.经现场检查，现大坝下游面杂草、树木丛生，下部树径约碗口粗大小且坝面湿润，坝体下游有一片沼泽地，水深约10-20cm。坝体上游干砌石护坡已全部变形、隆起、脱落，损坏严峻。下游坝坡未作护坡，表面凹凸不平,局部沉陷。据水利局技术人员介绍，因为大坝渗漏严峻，水库一直未能正常蓄水运行。3.溢洪道底板及边墙为浆砌石衬砌，现溢洪道左边浆砌石侧墙局开裂破损，进口底板开裂、损坏，溢洪道出口无消能设施，已被冲蚀呈沟槽状。溢洪道出口直冲农田。4.放水闸门已锈死，无启闭用钢丝绳，放水涵洞长期漏水，已不能发挥其正常功能，阻碍水库效益发挥。5.水库大坝无对外公路，无治理房，无专人治理。6.无水情、工情监测设施，无运行记录。1.5大坝安全鉴定情况安装水库大坝至今未作过安全鉴定。

工程特性表序号及名称单位数量备注一、水文1.流域面积坝址以上km21.52.代表性流量水库设计洪水洪峰流量m3/s15.2(P=3.33%)水库校核洪水洪峰流量m3/s22.5(P=0.33%)3.洪量设计洪水24小时洪量万m319.2校核洪水24小时洪量万m326.14.利用的水文年限年481961~2008二、水库1.水库水位校核洪水位m430.58设计洪水位m430.18正常蓄水位m428.90死水位m418.292.水库容积总库容万m342.1设计洪水位以下库容万m340.3正常蓄水位以下库容万m335.2兴利库容万m327.8死库容万m37.4三、下泄流量1.设计洪水位时最大泄量m3/s11.52.校核洪水位时最大泄量m3/s17.4三、要紧建筑物及设备1.挡水建筑物型式均质土坝地层岩性地震差不多烈度小于(Ⅵ)度坝顶高程m431.70最大坝高m19.4坝顶长度m66.02.泄洪建筑物型式开敞式溢洪道进口高程m428.9溢流段长度m最大单宽流量m3/(s.m)消能方式无3.引水建筑物引用流量m3/s0.15进口高程m418.29闸门型式双向转动闸门长度m进口尺寸m￠200四、防洪爱护人口人500耕地及农田亩8002工程质量评价2.1概述本次大坝安全复核在天柱县水利局收集到该水库的部分资料，未收集到原设计及施工资料。工程质量评价是依照收集到的有关资料、现场勘查及现场地质测绘等资料进行。复核外业工作于2009年12月18日开始，12月24日完成。本次勘察依据下列规范规程为技术标准，即：①、《中国地震动参数区划图（1:400万）》(GB18306—2001)②、《水电水利工程区域构造稳定性勘察技术规程》(DL/T5335-2006)③、《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）2.2区域地质概况2.2.1地形地貌测区位于云贵高原东缘，为苗岭、梵净山系余脉向湘西丘陵过渡的斜坡地带，地势西高东低，由西南、西北向东北倾斜。海拔350~1100m,为侵蚀中低山丘陵峡谷地貌，属于华南加里东褶皱带。2.2.2地层岩性坝区范围内要紧出露地层为前震旦系变质岩及第四系松散堆积层，现分述如下：（1）第四系松散堆积层（Q）人工堆积层（Qr）要紧分布在水库两岸，多为开挖溢洪道和修建上左岸乡村公路的弃碴，大小混杂，要紧为碎石土，碎块石成份为强风化粉砂岩，结构松散，厚度为1～2m。第四系洪冲积层（Q4al-pl）要紧为粉质粘土和含泥中粗砂，灰黄、灰黑色，要紧分布在河床及库岸两边，分布厚度一般为2～3m。③第四系残坡积层（Q4el-dl）岩性要紧为棕红、紫红、灰黄色等砂质、粉砂质壤土夹碎屑，大部分为岩石风化产物残坡积形成，一般呈稍密状，厚度一般为1～2m，要紧分布在两岸山坡上。（2）前震旦系变质岩前震旦系下江群隆里组第一、二亚段（Pt3l1-2）。灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩，变质长石石英砂岩，变质细砂岩与砂质板岩，粉砂质板岩或变质砂岩夹板岩，板岩夹少许变质砂岩，厚654m前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩、变质岩夹长石石英砂岩，变质细砂岩及少许变质含砾砂岩，局部具包卷层理，厚614m前震旦系下江群平略组第三段（Pt3p3）灰色薄至厚层砂质板岩局部下部夹紫红色粘土板岩，厚230m。前震旦系下江群平略组第二段（Pt3p2）灰色厚层变质砂岩，厚30m。前震旦系下江群平略组第一段（Pt3p1）灰绿色，黄灰色中至厚层砂质板岩，含粉砂质板岩夹2至3层粘土质条带变质砂岩，局部具包卷层理，底部常夹紫红色绢云母板岩。前震旦系下江群清水江组二段二亚段（Pt3q2-2）上部为浅灰-灰色厚层变质凝灰岩，变质凝灰质砂岩，顶部局部具包卷层理，中部灰色厚层变质砂岩夹少许变质凝灰岩，下部为粘土质板岩，砂质板岩，凝灰质板岩。层厚374m-385m前震旦系下江群清水江组二段一亚段（Pt3q2-1）灰色厚层文层状变质砂岩，变质长石砂岩，变质凝灰质砂岩，少许薄层绢云母板岩。层厚368-495m。前震旦系下江群清水江组一段二亚段（Pt3q1-2）上部为黄灰色，灰色厚层变质砂岩，变质长石石英砂岩，夹少许变质凝灰质砂岩，变质凝灰岩。下部为砂质板岩。层厚651-746m。2.2.3地质构造及地震动参数工程区所属大地构造单元为华南褶皱带。依照区域资料及《中国地震动参数区划图（1:400万）》(GB18306—2001)，测区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s（相应地震差不多烈度小于Ⅵ度）；依照《水电水利工程区域构造稳定性勘察技术规程》(DL/T5335-2006)区域构造稳定性分级为标准，区域构造稳定性好。2.2.4岩溶水文地质条件工程区为溶蚀～侵蚀中低山地貌，碳酸盐可溶岩与碎屑岩相间分布，受构造及岩性操纵，地表岩溶地貌形态要紧多沿构造线走向发育于山盆期第Ⅱ期、山盆期第Ⅱ期剥夷面上，地下水以溶洞－管道水形式赋存其间，碎屑岩地区以基岩裂隙水等赋存其间。现代河谷溯源侵蚀强烈下切，已进入深切峡谷期（乌江期），切割深度大于200m，峡谷区为地下水排泄的区域基准面。库区是区内地表、地下水的补给、径流、排泄的重要场所。2.3水库工程地质条件2.3.1地质概述水库位于天柱县白市镇境内，座落于山沟之中，两岸地形坡度较缓，两岸自然坡度30～40°，两岸坡顶高程420～622m；库区以中低山地形为主，属侵蚀、溶蚀中低山地貌。库区出露岩层要紧前震旦系下江群隆里组第一、二亚段（Pt3l1-2）。灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩，变质长石石英砂岩，变质细砂岩与砂质板岩，粉砂质板岩或变质砂岩夹板岩，板岩夹少许变质砂岩。库区无断层通过，两岸无低邻谷存在，库区两岸松林等植被较好，库区淤积较少，水库淤积要紧来源上游冲沟带来的泥沙淤积2.3.2水库渗漏水库正常蓄水位428.90m。水库两岸山体宽厚，分水岭高于正常高水位；库盆地层要紧为前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）2.3.3库岸稳定水库两岸自然坡度40～50°，植被较好，岩层产状N45°W/∠SW72°，边坡总体稳定性较好，水库蓄水多年自然边坡稳定，但由于水库右岸有乡村公路通过，常有路边块石杂物等滚落至水库。除此外库区两岸边坡无不利结构面存在，边坡稳定，无阻碍大坝安全运行的不良物理地质现象发育。2.3.4水库淤积水库流域范围内，以砂岩地层为主，强风化深度不大，植被较好，水库淤积较少，要紧为上游冲沟带来的泥沙淤积。2.3.5水库地震水库区内地震差不多烈度小于Ⅵ度，库内无活动性断层通过，无大型岩溶及采空现象，水库无诱发地震的可能。2.4坝址及要紧建筑物工程地质条件2.4.1差不多地质条件安装水库位于天柱县白市镇境内，大坝座落于山沟中，坝顶高程431.70m，坝址河谷横断面形态呈“V”型，左右岸山体较宽厚，地形坡度40～50°大坝要紧建于前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩、变质岩夹长石石英砂岩，变质细砂岩及少许变质含砾砂岩地层上，岩层产状N45°W/∠SW72°，倾向右岸，倾角70～73°。坝址无断层通过，坝址岩体要紧发育NE向裂隙一组，倾向SE，倾角75°左右，最大延伸1m2.4.2大坝坝基（肩）岩体及坝体物理力学参数岩石地基：大坝座落于强、弱风化砂岩上。本次未进行取样试验，其物理力学参数采纳类比法，建议弱风化岩体物理力学参数如下表2-1：坝基岩（石）体物理力学参数建议值（弱风化岩体）表2-1序号类不建议物理力学指标参数值1容重（g/m3）2.20～2.602湿抗压强度（MPa）10～203容许承载力（MPa）1.0～2.04抗剪断强度岩石／岩石f´=0.5～0.6c´=0.35～0.5MPa砼／岩石f´=0.45～0.5c´=0.1～0.2MPa层面f´=0.25～0.35c´=0.01～0.05MPa2.4.3大坝建基面工程地质条件坝基岩层产状缓倾右岸，倾角70～72°。岩性为砂岩，岩石节理裂隙发育，大坝建于强、弱风化砂岩之上。单轴饱和抗压强度（弱风化岩块）为10～20MPa；强风化岩块（类比）单轴抗压强度约3～5MPa，满足土坝建坝要求。2.4.4坝基（肩）水文地质条件坝址地层为前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩、变质岩夹长石石英砂岩，变质细砂岩及少许变质含砾砂岩地层上，岩层产状N45°W/∠SW72°，倾向右岸，倾角70～73°坝基（肩）渗漏分析坝基岩体节理裂隙发育，较破裂，坝基浅层易渗漏。坝肩及两岸山体较厚，岩体裂隙发育较破裂，左坝肩坝体与山体接触段存在渗漏可能，渗漏形式为裂隙型渗漏。2.5坝基（肩）稳定分析坝址岩层倾向右岸，持力层为强、弱风化砂岩，坝址无断层通过。坝址岩体发育NE向裂隙一组，倾向SE，倾角75°，最大延伸1m，不存在操纵两坝肩岩体滑移的裂隙面存在。因此坝基（肩）岩体稳定性较好，其承载力能满足建坝要求。2.6坝体质量评价大坝于1972年1月始建，1974年12月竣工。大坝为均质土坝，上游面为干砌块石护坡，下游无护坡。经本次现场检查，坝体未发觉明显沉降变形及裂缝，但坝体局部存在渗漏,坝体中部下游面高程418.8m处坝体较湿润，随着库水位的太高，渗水量加大。坝体质量较差，大坝修建竣工至今，已运行三十多年，大坝处于稳定状态。大坝填筑料为砂岩风化料及粘土夹石。经现场检查，大坝上游干砌块石护坡，然而块石护坡凌乱脱落，部分差不多破坏，左坝段中部存在漏水现象。填筑土中大部分为粉砂岩的风化产物，采纳人工挑抬上坝，石碾压实，从现场挖坑检测情况看，填筑材料不均一，碾压不密实，一般结构稍密，局部中密状或较松散，通过类比，湿容重：1.94g/cm3，干容重：1.42g/cm3，凝聚力：20.53Kpa，内摩擦角：12.5度，渗透系数5.1×10－4cm/2.7溢洪道工程质量评价溢洪道位于大坝右岸，为岸坡放开式溢洪道，自由溢流。经本次现场检查发觉：（1）进口引水渠段底部局部有破损现象。（2）溢洪道未修完，无消能设施。（3）尾部未接河道，直冲农田。（4）进口距坝体较近，泄洪时易将坝体材料带走，存在安全隐患。结合现场检查及运行情况分析，溢洪道工程质量不能满足运行要求。2.8放水涵洞工程质量评价大坝底部右侧设放水涵洞一座，进口位于大坝右侧，出口位于大坝下游右岸，经现场检查发觉：（1）坝身放水涵洞长期漏水。（2）放水涵洞出口较完整，未见淤塞、裂缝等现象。（3）放水闸门为双向转动闸门，现场检查发觉启闭机差不多锈蚀，门体损坏，无钢丝绳，已不能开启和关闭。（4）村民用PVC管穿过涵洞直接从水库取水。结合现场检查及运行情况分析，放水管漏水，放水闸门及启闭设施已损坏，不能发挥其正常功能，阻碍水库效益发挥。2.9结论及建议（1）该工程区内无大规模断层通过，无采空区及大型岩溶洞穴，地震差不多烈度小于Ⅵ度。区域构造稳定，不存在水库诱发地震可能性。（2）水库成库条件较好，库岸坡较稳定，库区无明显渗漏问题。但坝基（肩）存在浅层渗漏。（3）坝基和两坝肩较稳定，坝基（肩）岩石强度满足建坝要求。（4）大坝为土坝，坝体质量较差，坝体局部存在渗漏，大坝坝体质量不满足规范要求。（5）大坝溢洪道边墙局部已裂缝破损，溢洪道泄槽段未进行任何衬砌，岩体风化暴露在外，无消能设施，尾部未接河道，直冲农田。（6）放水涵洞漏水，放水闸门已报废。（7）建议对大坝，坝基（肩）岩体作防渗处理。（8）建议更换放水闸门，改造溢洪道，使其发挥正常功能，确保水库安全蓄水运行。（9）建议修建上坝公路，修建治理房，派专人治理，建立工情、水情观测设施，使水库运行治理规范化、制度化。3大坝运行治理评价3.1概述大坝运行治理评价的目的是为安全鉴定提供大坝的运行、治理及性状的基础资料，并作为大坝安全综合评价及分类的依据之一。运行治理评价的内容包括大坝运行、维修和监测。3.2运行治理机构安装水库业务主管单位为天柱县水利局，现由白市镇水利站负责对工程的日常治理。3.3水库运行情况由于水库不能正常蓄水，治理设施和经费缺乏。水库运行治理不正常。3.4运行治理评价（1）水库治理不符合《水库大坝安全治理条例》（1991）的规定，水库治理的规章、制度不齐全，治理不到位。（2）没有上坝公路，没有差不多的水情及工程监测设施，缺乏必要的交通、通讯等治理设施，不利于水库的运行治理和防洪调度。4防洪标准复核4.1概述为进行安装水库防洪标准复核，2009年12月中旬，我中心有关人员对工程进行了现场查勘，并依照复核需要，收集了有关资料，以开展防洪标准复核工作。按照有关规程、规范，对安装水库进行了设计洪水复核，调洪计算和水库抗洪能力复核。4.2采纳规范本次防洪标准复核是遵照《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，按照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）有关技术要求进行。4.3流域及泄洪工程概述安装水库工程属沅江水系，在清水江流域一级支流鉴江河的支流姚家溪中游的小支流上游。位于天柱县白市镇长冲村，地理位置东经109°23′，北纬26°56′。水库坝址以上集水面积1.5km2，主河长2.4km，河道比降10‰该工程1972年1月开工建设，于1974年12月竣工。建成后，大坝为均质土坝，最大坝高16.5m，坝顶高程431.70m，坝顶长度66m，坝顶宽度5m，总库容51.5万m3。溢洪道为侧堰，属宽顶堰，进口底板高程428.90m，宽度4.4差不多资料和参证站本水库流域为特小流域，流域内无实测水文资料，故采纳无实测资料地区的水文计算方法，即暴雨洪水计算法推求工程设计洪水。由于安装水库与天柱县凤城镇属同一气候区，故复核时采纳天柱县气象站为参证站，依照天柱气象站1961~2008年共48年的最大一日降雨资料系列，并结合《贵州省暴雨洪水计算有用手册》及《贵州省水文水资源局最新等值线图（2002年）》，合理确定安装水库流域设计暴雨参数，按雨洪法进行洪水复核计算。4.5工程等级及设计洪水标准复核由于本水库无原始设计资料和竣工资料，故本次复核，重新依照《防洪标准》（GB50207-94）以及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定来确定。原水库总库容51.5万m3，为小（2）型水库，工程等级为Ⅴ等，大坝等要紧建筑物为Ⅴ级，大坝为土石坝，防洪标准按规范中规定的5级建筑物取值，即洪水标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。4.6设计暴雨复核本次设计暴雨复核，依据天柱气象站1961~2008年共48年的最大一日降雨量资料，经统计分析，，换算成，Cv=0.31，Cs=3.5Cv。结合等值线图，因此按，Cv=0.35，Cs=3.5Cv。求得设计暴雨成果如表4.6-1。表4.6-1安装水库最大24h设计暴雨成果表频率P（%）均值53.33210.50.330.2重现期（年）203050100200300500模比系数Kp11.671.811.922.112.292.392.52（mm）90150.3162.9172.8189.9206.1215.1226.8参照《贵州省短历时暴雨统计参数等值线图集（2002）》，选取，Cv=0.38，Cs=3.5Cv；求得最大1h设计暴雨成果如表4.6-2。表4.6-2安装水库最大1h设计暴雨成果表频率P（%）均值53.33210.50.330.2重现期（年）203050100200300500模比系数Kp11.731.892.022.232.432.552.70Sp（mm）4073.275.686.889.297.21021084.7设计洪水复核安装水库的集水面积为1.5km2由于安装水库集水面积F=1.5Km2＜10km式中：Qp——设计洪峰流量，以m3/s计；r1——汇流系数，r1=0.310；f——流域形状系数，f=F/L2；L——主河道河长，以km计；J——主河道坡降；F——流域面积，以km2计；C′——洪峰径流系数（0.81~0.85），取均值；Sp——设计暴雨雨力，即最大1小时暴雨，以mm计。洪量计算公式采纳下式计算：式中：F——流域面积，以km2计；——洪量径流系数，取0.48；——暴雨点面系数，；——设计频率最大24小时暴雨量，以mm计。经计算，设计洪水成果如表4.7-1。表4.7-1安装水库设计洪水一览表频率（P）53.33210.50.330.2重现期（年）203050100200300500洪峰流量（m3/s）13.515.216.819.021.222.524.0洪量（万m3）17.619.220.522.624.9调洪计算4.8.1泄流设施经现场实测，安装水库溢洪道为侧堰，进口底板高程为428.90m，宽度为5.6m，高度为4.8.2库容曲线依照1：1万地形图量绘，其成果见表4.8-1和图4-1。表4.8-1水库库容曲线表水位（m）415.2416418420422424426428库容（万m3）01.35.09.314.219.525.131.6水位（m）430432434436库容（万m3）39.648.653.257.04.8.3洪水调节计算依照本次计算的设计洪水成果，重新对安装水库的设计洪水、校核洪水进行调节计算。从水库现行的正常蓄水位428.90m表4.8-2安装水库洪水调节成果一览表设计频率P（%）0.333.33重现期N（年）30030起调水位（m）428.90428.90起调库容（万m3）35.235.2来水峰值（m3/s）22.515.2最大库容（万m3）42.140.3最高库水位（m）430.58430.18最大泄量（m3/s）17.411.5坝上水头（m）1.681.28表4.8-3安装水库洪水P=0.33%调节成果表序号时刻t(h)来水流量Q(m3/s)库容V(万m3)水库水位Z(m)堰流q1(m3/s)总泄量(m3/s)10035.2428.90020.521.1335.3428.930.0330.03330.842.2535.5428.970.1560.15641.044.535.7429.030.3930.39351.4811.336.8429.32.012.0162.0420.339429.867.527.5272.221.439.7430.039.549.5482.422.540.5430.2212.012.092.6821.441.4430.4214.914.9102.8420.341.7430.516.116.1113.615.842.1430.5817.417.4124.211.341.5430.4515.415.4134.8940.7430.2612.612.6145.766.2539.64309.169.16156.445.6339429.867.517.51167.284.538.5429.736.046.04178.43.3837.9429.64.634.63189.972.2537.3429.443.133.1319121.1336.7429.291.901.902016035.8429.060.4860.486表4.8-4安装水库洪水P=3.33%调节成果表序号时刻t(h)来水流量Q(m3/s)库容V(万m3)水库水位Z(m)堰流q1(m3/s)总泄量(m3/s)10035.2428.90020.570.7635.3428.920.020.0230.931.5235.4428.960.120.1241.153.0435.6428.990.230.2351.637.636.4429.21.331.3362.2513.738.1429.634.964.9672.4314.438.6429.776.446.4482.6515.239.2429.918.028.0292.9614.439.8430.069.979.97103.1313.740430.1110.510.5113.9710.640.3430.1811.511.5124.637.639.9430.0810.110.1135.36.0839.3429.948.398.39146.364.5638.5429.756.216.21157.113.838.1429.645.065.06168.033.0437.7429.544.094.09179.272.2837.3429.433.103.1018111.5236.8429.322.182.181913.20.7636.3429.191.271.272017.7035.6429.010.3080.308从以上调洪结果可见：起调水位为正常蓄水位428.90m时，设计频率P=3.33%的最高库水位为430.18m；设计频率P=0.33%时的最高库水位为430.58m，分不低于坝顶高程（431.70m）4.9水库防洪能力复核4.9.1坝顶高程复核依照本次洪水复核成果，计算坝顶高程是否满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。坝顶在水库静水位以上的超高按以下公式计算：式中：y－坝顶超高，m；R－最大波浪在坝坡上的爬高，m；e－最大风壅水面高度，m；A－安全加高，m。大坝为5级建筑物：设计工况下，A＝0.5m；校核工况下，A=0.3m。（1）差不多计算参数确定①风区长度经查安装水库库区地形图，坝区水库风区长度（吹程）D=0.22②设计风速库区无实测气象资料，故引用天柱气象局统计资料，采纳天柱县多年平均最大风速12.0按5级建筑物设计风速取值如下：正常运用条件下：W=1.5×11.8=18.0特不运用条件下：W=1.0×11.8=12.0（2）水库涌浪高度①风浪要素计算W＜20m/s，D＜10000m，采纳官厅水库公式计算：式中：h―当gD/W2=20～250时，为累积频率5%的波高h5%，m；当gD/W2=250～1000时，为累积频率10%的波高h10%，m；Lm―平均波长，m。计算结果见表4.8-1。表4.8-1风浪计算成果表运用条件风速W(m/s)波高h5%(m)(m)波长Lm(m)正常运用情况180.3710.194.708特不运用情况120.2240.113.139②风壅高度e计算公式如下：式中：e－计算点处的风壅水面高度，m；D－风区长度，m；K－综合摩阻系数，取3.6×10-6；β－计算风向与坝轴线法线的夹角，（°）；Hm－水域平均水深。因无实测库区水域地形图，近似取Hm＝15m计算结果：e=0.002m。③波浪爬高由于m=2.75，采纳如下公式：式中：Rm－平均爬高，m；K△－渗透系数，K△取为0.75；KW—经验系数，查《碾压式土石坝设计规范》附录A，正常运用情况，KW=1.02；特不运用情况，KW=1.00。关于5级土坝，采纳累计频率P=5%的风浪爬高值。表4.8-2波浪爬高计算成果表运用条件平均爬高(m)P=5%爬高R5%(m)正常运用情况0.240.43特不运用情况0.150.27（3）坝顶安全超高成果表4.8-3坝顶安全超高成果表运用条件P=5%风浪爬高（m）风涌高度e(m)安全加高A(m)安全超高y(m)正常运用情况0.430.0020.500.92特不运用情况0.270.0020.300.57（4）坝顶高程复核现有坝顶高程：431.70m.坝顶高程复核表4.8-4坝顶高程复核成果表（起调水位428.9m起调水位（m）工况正常运用特不运用备注洪水频率正常蓄水位设计洪水P=5%校核洪水P=0.5%428.9水库静水位（m）428.9430.18430.58要求安全超高（m）0.930.930.57要求高程（m）429.83431.11431.15从表4.8-4中能够看出，在正常运用条件下，设计洪水位时所需坝顶高程为431.11m，低于现有坝顶高程（431.7m）0.59m；在特不运用条件下，校核洪水位时所需坝顶高程为431.15m，低于现有坝顶高程（431.08m4.10溢洪道泄洪能力复核经本次现场实测，安装水库溢洪到为侧堰，属于宽顶堰，进口底板高程为428.90m，宽5.6m，高2.8m按照《溢洪道设计规范》（SL253-2000），差不多计算公式：式中：Q—泄流量，m3/s；M—综合流量系数；b—溢流堰净宽，m；H—堰上水头，m。经计算，溢洪道泄流能力曲线如表4.10-1。4.10-1安装水库溢洪道泄流能力曲线表水位（m）428.9429.5429.9431.5432433434堰上水头（m）00.61.05.1泄流量（m3/s）03.707.9533.343.466.091.6经计算，现溢洪道最大泄流量为37.3m3/s，能满足大坝最大泄流量4.11工程防洪标准复核结论（1）本次设计暴雨计算，依照天柱气象站1961~2008年共48年最大一日降雨量资料，并参照《贵州省短历时暴雨统计参数等值线图集（2002年版）》，确定流域设计暴雨参数，采纳雨洪法推求水库设计洪水，满足导则要求。（2）原水库工程无设计资料，经本次查勘分析计算，本水库正常蓄水位428.90m，设计洪水位430.18m，校核洪水位430.58m，总库容42.1万m3。依照《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，水库为小（2）型，属Ⅴ等水利工程，大坝、溢洪设施等要紧建筑物为5级，防洪标准为30（3）设计洪水位时所需坝顶高程为431.11m，低于现有坝顶高程（431.7m）0.69m；在特不运用条件下，校核洪水位时所需坝顶高程为431.15m，低于现有坝顶高程（431.7m（4）溢洪道在现状条件下，最大下泄流量为37.3m3/s，能满足大坝最大安全泄量17.4依照现场检查情况，溢洪道边墙及泄槽底板局部变形、开裂，出口无消能设施。溢洪道底板、边墙结构稳定性不满足运行要求。水库一旦失事，将对下游三个村民组500多人口，800亩耕地和农田产生严峻的后果。安装水库水文特性表序号及名称单位数量备注一、水文（一）坝址以上流域面积km21.5（二）利用的水文年限年481961~2008（三）代表性流量1、设计洪水洪峰流量m3/s15.2P=3.33%2、校核洪水洪峰流量m3/s22.5P=0.33%（四）洪量1、设计洪量万m319.22、校核洪量万m326.1二、水库（一）水库水位1、校核洪水位m430.582、设计洪水位m430.183、正常蓄水位m428.904、死水位m418.29（二）水库库容1、总库容万m342.12、设计水位库容万m340.33、正常水位库容万m335.24、兴利库容万m327.85、死库容万m37.4（三）下泄流量1、设计洪水下泄流量m3/s11.52、校核洪水下泄流量m3/s17.45结构安全复核5.1坝体（基）力学指标的确定结构安全复核的目的是复核安装水库大坝目前在静力条件下的变形、稳定是否满足规范要求，结构安全复核是在工程现状基础上进行的，分析的基础是依照本次勘察成果。由于安装水库修建时刻较早，无完整勘测设计资料和施工记录资料。故要紧依据本次安全评价的现场勘测成果、收集到的有关资料和现行技术规程规范进行结构安全评价。5.2大坝渗流计算分析5.2.1渗流计算工程缺乏渗流监测资料，本次采纳渗流有限元法进行渗流分析计算。渗流计算选用的参数依照水库运行现状和现场查勘情况采纳类比工程资料确定。（1）计算差不多资料及原则渗流计算的目的是确定坝体浸润线，并供坝体稳定复核计算之用。坝体渗流的差不多参数是坝体剖面结构。此次复核工作采纳现场测绘成果拟出的结构断面作为渗流和稳定复核的计算断面，详见图5.2-1。坝体剖面图（图5-1）(2）计算工况依照碾压土石坝规范SL274-2001的有关规定，结合安装水库大坝现状，对以下水位组合情况进行渗流计算：1、上游正常水位形成的稳定渗流。2、水位降落期坝体不稳定渗流。（3）参数的选用坝体填筑粘土渗透系数：5.1×10-4坝基渗透系数：2.35×10-4cm（4）计算方法及计算成果安装水库大坝的渗流分析计算采纳北京理正软件设计研究所《渗流分析软件》计算。计算成果见下表：大坝渗流计算成果表工况正常水位水位降落期单宽渗流量（m3/天）2.0151．871渗流量（m3/天）60.4556.13（5）坝体浸润线及渗透比降计算正常水位稳定渗流期坝体浸润线示意图（图5-2）正常水位降落期坝体浸润线示意图（图5-3）经计算，大坝在正常高水位稳定渗流期平均渗透坡降J=0.1306，溢出点高程418.66m；在水位降落期平均渗透坡降J=0.101，溢出点高程418.535.2.2渗流分析经复核,水库大坝在正常高水位稳定渗流期、设计洪水位及正常高水位降落期，平均渗透比降均小于坝体粘土同意渗透比降[J]=0.4，坝体渗透性态差不多安全。5.3大坝结构稳定计算5.3.1计算目的及要求本次复核计确实是依照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）及《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）来进行，计算目的是论证坝体在自重、各种情况的孔隙水压力和外荷载作用下的稳定性。安装水库大坝为Ⅴ等小（二）型工程建筑物，其坝坡抗滑稳定系数应不小于《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）最小安全系数的要求。表5.3-1安装水库坝坡抗滑稳定最小安全系数运用条件计算方法备注瑞典圆弧法正常运用条件1.15《碾压式土石坝设计规范》中对Ⅴ等工程的要求。特不运用条件Ⅰ1.058注：正常运用条件指水库水位处于正常蓄水位与死水位之间的各种水位的稳定渗流期；特不运用条件是指水库校核洪水位及正常水位的特不降落。5.3.2稳定分析计算依照坝体结构，坝坡稳定计算采纳瑞典园弧法，用北京理正软件设计研究所《边坡稳定设计软件》计算。（1）稳定分析计算所选用的参数表5.3-2安装水库坝坡抗滑稳定土体物理力学指标表采纳值表统计项目容重（kN/m3）内摩擦角（度）凝聚力（KPa）渗透系数（cm/s）备注填筑土坝体18（20）12.520.5（10）5.1×10-4坝基25（27）3560（30）2.35×10-4注：1.坝体填筑料中含较多碎石、碎屑。2.括号内为浸润线以下取值。（2）计算工况依照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，考虑坝体工作情况以及可能遇到的最不利情况，计算复核以下2种工况：1)正常蓄水位稳定渗流期的上、下游坝坡稳定；2）水库水位由正常水位骤降至水库最低水位时的上、下游坝坡稳定（水库最低水位为水库无水时）。（3）计算结果：1）正常蓄水位稳定渗流期的上、下游坝坡稳定计算:稳定渗流期最危险滑动面安全系数计算结果见下表：表5.3-3稳定渗流期最危险滑动面安全系数表工况正常水位坝坡上游坝坡下游坝坡安全系数1.251.03规范要求最小安全系数1.15计算结果表明，在正常蓄水位稳定渗流期，上、下游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求。正常水位稳定渗流期上游坝坡稳定计算最危险滑动面示意图（图5-4）:正常水位稳定渗流期下游坝坡稳定计算最危险滑动面示意图（图5-5）:2）正常水位降落期上、下游坝坡稳定计算:正常水位降落期最危险滑动面安全系数计算结果见下表：表5.3-4正常水位降落期最危险滑动面安全系数表工况水位降落期坝坡上游坝坡下游坝坡安全系数1.121.0规范要求最小安全系数1.058计算结果表明，水库水位由正常高水位骤降至水库最低水位时上、下游坝坡稳定满足规范要求。水位降落期上游坝坡稳定计算最危险滑动面示意图（图5-6）：水位降落期下游坝坡稳定计算最危险滑动面示意图（图5-7）：5.3.3大坝结构安全复核评价依照稳定计算结果：在正常运用工况下，正常蓄水位时上游坝坡最小安全系数Kmin=1.25＞[K]=1.15，满足规范要求。下游坝坡在水位降落期最小安全系数Kmin=1.03＜[K]＝1.15，不满足规范要求。在特不运用工况下，水位降落期上游坝坡最小安全系数Kmin=1.12＞[K]＝1.058，满足规范要求。下游坝坡最小安全系数Kmin=1.0＜[K]＝1.058，不满足规范要求。5.4泄洪、输水建筑物结构安全评价5.4.1泄洪建筑物结构安全评价溢洪道边墙及泄槽底板多处变形、开裂。依照现场检查结果，溢洪道边坡基础完整性较好，但边墙浆砌石砂浆不密实，砌筑质量较差，溢洪道底板、边墙结构稳定性不满足运行要求。5.4.2输水建筑物结构安全评价 放水涵洞布置在大坝右岸，布置在418.29m高程，用于下游农田灌溉放水和放空水库,放水涵洞为浆砌石,最大输水能力为0.15m3/s5.5结构安全复核结论（1）在正常蓄水位稳定渗流期，上游坝坡稳定最小安全系数满足规范要求，下游坝坡稳定最小安全系数不满足规范要求；在蓄水位降落期，上游坝坡稳定最小安全系数满足规范要求，下游坝坡稳定最小安全系数不满足规范要求；（2）现场检查结果，大坝下游坝坡灌木丛生，上游护坡变形、隆起，损毁严峻。上、下游坝坡凹凸不平，局部沉陷。（3）水库运行30多年来，库岸未见明显位移、滑坡现象，库岸是稳定的。（4）溢洪道边墙及泄槽底板局部变形、开裂，出口无消能设施。溢洪道底板、边墙结构稳定性不满足运行要求。（5）放水涵洞洞身漏水严峻，阻碍水库运行，且给大坝结构安全带来较大的隐患。6渗流安全评价6.1概述本次渗流安全评价的要紧目的在于复核原设计、施工的渗流操纵是否有效，以及工程实际渗漏性态能否按设计条件安全运行。通过检查水库现状，分析有关资料，复核工程防渗体及排水设施在工程运行中发生的渗流异常现象是否阻碍工程安全，分析工程现状条件下的防渗和排水工作性态及其在高水位时的渗流安全性，并对经分析认为不安全的大坝提出操纵或处理措施。6.2库区水文工程地质6.2.1库区工程地质工程区为溶蚀～侵蚀中低山地貌，碳酸盐可溶岩与碎屑岩相间分布，受构造及岩性操纵，地表岩溶地貌形态要紧多沿构造线走向发育于山盆期第Ⅱ期、山盆期第Ⅱ期剥夷面上，地下水以溶洞－管道水形式赋存其间，碎屑岩地区以基岩裂隙水等赋存其间。现代河谷溯源侵蚀强烈下切，已进入深切峡谷期（乌江期），切割深度大于200m，峡谷区为地下水排泄的区域基准面。库区是区内地表、地下水的补给、径流、排泄的重要场所。6.2.2水库渗漏水库正常蓄水位428.6m。水库两岸山体宽厚，分水岭高于正常高水位；库盆地层要紧为前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）6.3坝址水文工程地质条件大坝要紧建于前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩、变质岩夹长石石英砂岩，变质细砂岩及少许变质含砾砂岩地层上，岩层产状N45°W/∠SW72°，倾向右岸，倾角70～73°。坝址无断层通过，坝址岩体要紧发育NE向裂隙一组，倾向SE，倾角75°左右，最大延伸1m6.4渗流情况分析6.4.1坝基（肩）渗漏分析坝址地层为前震旦系下江群隆里组第一段第一亚段岩性（Pt3l1-1）灰绿、黄灰色色厚层变质石英砂岩、变质岩夹长石石英砂岩，变质细砂岩及少许变质含砾砂岩地层上，岩层产状N45°W/∠SW72°，倾向右岸，倾角70～73°坝基岩体节理裂隙发育，较破裂，坝基浅层易渗漏。坝肩及两岸山体较厚，岩体裂隙发育较破裂。现场检查时，库水位419.15m,但坝体下游坝趾坝面湿润，坝后有沼泽地，积水深10-20cm,经分析，要紧为坝体与基础接触带、坝体与山体接触段及基础岩体裂隙间存在渗漏。6.4.2坝体渗流分析大坝于1972年1月始建，1974年12月竣工。大坝为均质土坝，上游面为干砌块石护坡，下游无护坡。经本次现场检查，大坝上游干砌块石护坡，然而块石护坡凌乱脱落，大部分差不多破坏，左坝段中上部存在局部沉陷，据调查了解，为高水位时漏水所致。经分析，缘故是填筑土中大部分为粉砂岩的风化产物，采纳人工挑抬上坝，石碾压实，坝体质量较差所致。从现场挖坑检测情况看，填筑材料不均一，碾压不密实，一般结构稍密，局部中密状或较松散。6.5渗流安全综合评价（1）水库蓄水条件总体较好，水库库区没有出现严峻渗漏。（2）经复核,水库大坝在正常高水位稳定渗流期、正常高水位降落期，平均渗透比降均小于坝体同意渗透比降[J]=0.4，坝体渗透性态差不多安全。（3）现场检查时，库水位较低（419.15m），但放水涵洞及下游坝脚均有渗漏。据了解，渗漏量在库水位上升时增加大。大坝坝体、基础及坝体与基岩接触带存在渗漏问题，渗流安全综合评价为差。7