小(一)型水库除险加固工程安全评价报告

小(一)型水库除险加固工程安全评价报告 27 33 34 1大坝安全评价综合概况XX水库位于小坝乡小坝河上游，属于小坝河流域；水库坝址地理坐标为东经灌区内地势较平坦，土地肥沃，主产水稻、玉米、小麦、烤烟、蚕桑、甘蔗等，是上游进行土工膜防渗与现浇预制板护坡处理，现大坝无明显渗漏。大坝下游坝坡坡渠段组成。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设施，导致溢⑾《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范全鉴定新标准、新要求进行详查，实测了XX水库大坝的枢纽布置及横断面图。XX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》（水建管一河流特性1坝址以上集雨面积km20.972主河槽长km3主河槽平均坡降‰2684多年平均径流深mm600二水文气象特征1多年平均降雨量mm2年最高气温℃35.63年最低气温℃04多年风向WS5多年平均蒸发量mm21006设计洪峰流量m3/sp＝5.0%7设计洪量万m3p＝5.0%8校核洪峰流量m3/sp＝0.5%9校核洪量万m3p＝0.5%三灌区特性1设计灌面亩5202有效灌面亩430现实际3灌溉时期月3—74灌溉保证率%75四特征水位及库容1校核水位m1827.05p＝0.5%2设计洪水位m1826.52p＝5.0%3正常水位m1825.154死水位m1816.405总库容万m321.86正常库容万m37有效库容万m38死库容万m30.6五大坝工程1坝型均质土坝2坝顶总长m94.53最大坝高m4坝顶宽度m35坝顶高程m1826.406防浪墙高程m1826.707坝基高程m1812.00六溢洪道1进口形式开敞式2堰顶高程m1825.153堰宽m2.4开敞式宽顶堰4校核泄放量m3/s9.44校核洪水5明渠段长m57.19七放水设施1放水形式涵卧管浆砌条石无压方涵2放水涵管尺寸m0.5×0.6宽×高3最大放水量m3/s0.152枢纽工程质量评价工程区地处青藏高原东缘，大凉山系南部鲁南山区，是横断山脉高山峡谷的一部分，工程区地处剥蚀构造的中低山地形。总的地势特点是西高东低，地形地貌受构造、岩性控制，主要山脉走向与河流走向基本一致。工程区位于小坝河上游，地工程区在大地构造单元划分上位于扬子准地台(Ⅰ1）—康滇地轴(Ⅱ1）—江舟-米市断陷(Ⅲ3）南端。康滇地轴(Ⅱ1为工程区西侧二级构造单元。西以金河—箐河断裂、东以小江断裂为界；由早元古代的康定杂岩、河口群、大红山群及中、上元古界昆阳群、会理群等基底岩系组成，元古代—中三迭世长期隆起。印支运动工程区内无区域性断裂通过，区内地质构造较简单。历史地震记载本区无中强工程区地震动反应谱特征周期为0.45s，地震动峰值加速为0.15g(其对应的地震基工程区出露于工程有关的地层主要为：第四系人工堆积层（Q4ml）素填土；第节理裂隙较发育，地表常风化成粘性土。基岩强风化厚度一般2.0～3.00米，中风全新统坡残积层（Q4dl+el紫红色、棕红色，干～稍湿，可塑～硬塑状态，由粉质粘土、粉土夹砂泥岩碎块、碎屑组成，结构稍密，分布于平缓山坡、山顶及稍密～中等密实状态，切面光滑。为大坝人工填筑土，主要由粉质粘土含少量砾石前者主要赋存于第四系松散堆积层粘土、蹦坡积堆积的块碎石夹粘土层中。含基岩裂隙水主要赋存于风化带和砂岩裂隙中。本区内岩层平缓，主要为砂质泥岩分布，地表水入渗条件差，故基岩中除受常年冲沟流水补给地段含水较丰外，一根据类似工程地质资料及区域水文地质资料，区内地表水、地下水为重碳酸钙水库周边无固体废料、污染水源等污染源存地表分布第四系全新统坡残积土，无构造通过；在局部陡崖段存在崩塌与撒落理、块状构造。地表分布第四系全新统坡残积土，无构造通过；在局部陡崖段存在崩塌与撒落现象，区内无其它不良地质现象未发现大的滑坡等地质现象。在局部陡崖段存在崩塌与撒落现象，区内无其它不良地质现象未发现大的滑坡等地质现象，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，具基岩为第四系人工堆积层（Q4ml）素填土；第四系残坡残积层（于大坝稳定的大的连通性良好的节理裂隙发育，岩体力学强度较高，坝址处地形倾向下游的坡度也较缓，因此，该大坝坝基、坝肩与其他由于大坝施工分多次进行，层面处理不到位，填筑土料不均匀。大坝坝身存在水库由XX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XX水库存在的问题进行了系统分析。揭示：大坝内、外坡较陡且坝后未设置排水设施；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⑵现大坝坝后未设置排水设施，经2009年改造，前坝增设土工膜防渗，渗漏溢洪道位于大坝右侧坝肩，进口为开敞式宽顶堰，其后接泄流明渠，溢洪道两侧边墙与底板采用C15砼浇筑。溢洪道泄洪能力不足且末端未设置消力设施，尾部现灌溉放水设施采用卧管和浆砌石无压放水用厚0.3m条石衬砌且砼包裹，涵管管长40.55m，为浆砌条石衬砌，放水洞断面为2003年因大坝发现白蚁的破坏，沿蚁穴产生渗漏，需大坝设计为均质土坝，坝体填筑土料为碎石粘土，由于受当时条件限制，大坝修筑基本由本地村民人工填筑、人工夯实，导致填筑不密实，均匀性差，抗渗性能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，坝基与坝体接后，渗漏得到改善；现状大坝下游坝坡较陡，有失稳的可能；溢洪道过流能力严重不足与未建消能设施，导致下游山体冲刷较严重。因此认为XX水库工程建筑物质3大坝运行管理评价XX年01月，由XX县水务局、XX县水务局大坝鉴定专家组、XX水库管理水库大坝运行以来，2009年大坝上游进行过土工膜防渗处理和预制板护坡，但未经2009年改造，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：0.6m×0.5m（净空放水孔径为单排φ20cm，条石衬砌且砼包裹。涵管其它建筑物从工程外轮廓线向外延2～5m。⑴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⑵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汛期值班要有记录，汛末有防汛总结，以及物资准确等等；⑷指标测算。24个指XX水库的运行，是按审定的洪水调度方案运行的，XX水库位于小坝乡小坝河上游，属于小坝河流域；水库坝址处于东经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，流域内有XX气象站，该站有1959年至今共52年气象观测资料，项目齐全，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。参鱼河流域，多年平均降雨量880.7mm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，XX水库属无资料地区，设计洪水由暴雨推求，采用《XX省中小流域暴雨洪水⑵型水利工程。根据水利部SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，XX水库属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。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XX水库集雨面积仅0.97km2，流域内暴雨时空变化采用《手册》推荐的推理公式：Q=0.278φF推求设计洪峰流量，洪水总量⑴流域特征参数：经本次复核，原设计成果流域参数正确，即F=0.97km2，下部肥胖，基流较高。参照《手册》确定汇流参数m=0.22设计暴雨成果见表4—2，有关参数在《手册》中分析选取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：T=12.7T<24h；④mp为短历时设计暴雨公式指数公式：mp=a+bLgp。各频率设计洪设计洪水过程线采用典型洪水放大推求，其中典型洪水选用我省川西南地区洪水过程线模型。经计算基流Q0=0.117F0.836，得到特征设计洪水过程线成果见表4—4P=0.5%P=5.0%P=10.0%洪峰流量（m3/s）9.02洪水总量（万m3）P=0.5%P=5.0%P=10.0%历时T(h)流量Q(m3/s)历时T(h)流量Q(m3/s)历时T(h)流量Q(m3/s)0.000.000.000.290.960.310.660.320.570.380.400.410.533.520.562.290.570.686.920.714.460.733.720.820.866.640.895.530.978.827.338.698.698.827.332.302.416.642.475.533.156.923.304.463.383.725.303.525.562.295.697.668.038.229.430.969.880.660.57水位（m）1814.001816.001818.001820.001824.001826.001828.000.000.424.3026.0溢洪道堰顶高程1825.15m，溢流堰净宽2.4m，出流公式按自由出流公式=0.34)。溢洪道泄流曲线见表4—5及图4—4。1825.151825.61826.051826.51826.951827.41827.850.003.095.678.73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mmm3/sm根据县气象局观测资料，多年平均最大风速Vmax=17m/s。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》工程属于山区水库，满足W<20m/s、D<20000m的要求，波浪的波高和平均波长可Rm——最大风浪在坝坡上的爬高（mA—设计工况校核工况地震工况静水位H1826.521827.051825.15多年平均最大风速W（m/s）计算风速W（m/s）25.50吹程D266266266风雍高度e0.0020.0010.001上游边坡系数m安全加高A0.500.300.30地震加高5％波高h0.610.61平均波高hm0.480.280.28波长Lm5.133.423.42平均爬高Rm0.760.480.48R5%0.890.88坝顶超高y2.18复核坝顶高程1828.431828.241827.33坝顶高程(防浪墙）1826.701826.701826.70-1.73-1.54-0.63其后接明渠段。进口控制段为八字型，长18.93m，净宽2.4m；明渠段渠底坡降为经以上调洪计算，200年一遇校核洪水位为1827.05m，溢洪道最大下泄流量9.44m3/s。明渠段泄流按明渠均匀流计算，在校核泄流量条件下，明渠泄流水深为流量9.44m3/s。又据坝顶高程复核计算成果（见表4—在非常运用条件Ⅱ情况下要求坝顶高程1827坝高为控制工况，现坝体高程不满足防洪要求，需要除险加固。根据《水库大坝安5渗流安全评价渗流安全评价的目的是复核原设计施工的渗流控制措施和当前的实际渗流状态⑴确定坝体浸润线在各种工况下的位置和逸出点的高度，为复核坝坡稳定计单位坝体土cm/s1.5×10-4地勘报告棱体cm/s5.0×10-1基础Lu地勘报告告提供的渗透系数值，按《水力计算手册》推荐的判别式k/(μV式中μ为土的工况a：上游正常高水位与下游相应的水位；⑴渗透坡降计算：大坝的允许渗透比降根据同区域，同种土质的水库允许渗⑵渗流量计算：坝体单宽流量在工况a和工况b时分别为0.24m3/d·m和经地表地质调查发现大坝经多年运行，大坝下游坝坡高程1821--1825米范围6结构安全评价其后接明渠段，溢洪道无消力设施，尾水直接流入农田。灌溉放水设施为坝下无压计及条块间作用力的简化毕肖普法，相应的坝坡抗表6—1，底部基岩为第三系红崖子组紫色巨砾岩夹砂坝体土Gs-2.65含水率w%天然密度g/cm3饱和度%孔隙比e-0.5非饱和固结快剪凝聚力CkPa22.5摩擦角φ度饱和固结快剪凝聚力CkPa20.5摩擦角φ度压缩系数α(0.1~0.2)MPaMPa-1压缩模量E(0.1~0.2)MPaMPa5.5渗透系数Kcm/s1.5×10-4允许水力坡降【J】-0.45名称重度干抗压强度饱和抗压强度软化系数（KN/m3）（Mpa）（Mpa）23.2---3503.320.6224.3---6002.8830.79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-SlopeR1.0)》中计及条块间作用力毕肖坝坡工况Kmin［K］备注上游工况1正常运用工况2正常运用工况3非常运用I下游工况1正常运用工况2正常运用工况3非常运用I由上表可知，计算结论如下：大坝上、下游各种工况的坝坡抗滑稳定安全系数水库溢洪道位于大坝右侧坝肩，由进口连接段、控制段、泄流明渠段组成，控经XX年改造后，溢洪道进口与泄流明渠段完成衬砌，但实施不完整，设计与断面组合抗滑验算抗倾验算[Kc]K[Ko]K泄流明渠段基本组合特殊组合从上面的稳定分析成果可以看出：溢洪道泄流明渠段的抗滑、抗倾稳定系数K满足规范规定的允许安全