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文檔簡(jiǎn)介
80/89云縣?。ǘ┬退畮?kù)大壩安全評(píng)云縣?。ǘ┬退畮?kù)大壩安全評(píng)價(jià)臨滄市云縣大口水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)二O一五年八月
水庫(kù)治理單位:水利水電水土保持治理站安全評(píng)價(jià)單位:水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)批準(zhǔn):核定:校核:編寫:目 錄TOC\o"1-2"\h\z\u266961、概述 145721.1安全評(píng)價(jià)工作概況 1107151.2工程概況 130341.3工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件 2285071.4工程建設(shè)簡(jiǎn)介 7210032、現(xiàn)場(chǎng)安全檢查及存在的要緊問(wèn)題 9177442.1大壩 942782.2輸、泄水建筑物 964882.3近壩庫(kù)岸 9285792.4閘門及啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu) 10189702.5檢查小結(jié) 10227503、工程質(zhì)量評(píng)價(jià) 10285523.1工程施工及現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià) 11190323.2綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量等級(jí) 12262254、大壩運(yùn)行治理評(píng)價(jià) 12127354.1水庫(kù)的治理機(jī)構(gòu) 13167604.2大壩運(yùn)行 1330904.3大壩維修 1548394.4大壩安全監(jiān)測(cè) 1537564.5運(yùn)行治理綜合評(píng)價(jià)、等級(jí) 15240595防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核 1635575.1差不多情況 17132045.2洪水的標(biāo)準(zhǔn)、方法及計(jì)算代表期的確定 23136865.3設(shè)計(jì)暴雨 24239225.4.設(shè)計(jì)洪水 2823715.5調(diào)洪演算 2921616,5.6壩頂高程復(fù)核 3064616、結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià) 33249076.1大壩變形描述 33269926.2大壩抗滑穩(wěn)定分析及評(píng)價(jià) 3312806.3近壩庫(kù)岸及結(jié)合部穩(wěn)定安全評(píng)價(jià) 39224056.4輸泄水建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全評(píng)價(jià) 39278486.5大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)、安全等級(jí) 40207917、滲流安全評(píng)價(jià) 4159417.1原設(shè)計(jì)、施工的滲流操縱措施評(píng)價(jià) 4229567.2大壩現(xiàn)狀滲流情況評(píng)價(jià) 42151067.3輸泄水建筑物滲流安全評(píng)價(jià) 48104607.4大壩滲流安全綜合評(píng)價(jià)、安全等級(jí) 48178098、抗震安全復(fù)核 49276128.1地震差不多烈度、抗震設(shè)防烈度 50138698.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 50185138.3大壩抗震安全復(fù)核 5011638.4輸泄水建筑物抗震安全復(fù)核 51261408.5大壩抗震穩(wěn)定綜合評(píng)價(jià)、安全等級(jí) 51297259、金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià) 5145249.1閘門安全評(píng)價(jià) 528219.2啟閉機(jī)安全評(píng)價(jià) 52115639.3金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)、安全等級(jí) 522356110、大壩安全綜合評(píng)價(jià) 52405710.1安全評(píng)價(jià) 53796410.2建議 55
大口水庫(kù)工程特性表序號(hào)及名稱單位復(fù)核前值本次復(fù)核值備注一、水文流域面積(本區(qū))利用的水文系列年限多年平均年徑流量(本區(qū))代表性洪水標(biāo)準(zhǔn)正常運(yùn)用(設(shè)計(jì))洪水標(biāo)準(zhǔn)特不運(yùn)用(校核)洪水標(biāo)準(zhǔn)最大泄量設(shè)計(jì)洪水位時(shí)最大泄量校核洪水位時(shí)最大泄量km2年萬(wàn)m3%%m3/sm3/s0.113.3%0.33%1.60.11393.3%0.33%1.61.6二、水庫(kù)1.水庫(kù)水位校核洪水位設(shè)計(jì)洪水位正常蓄水位死水位mmmm2008.002004.002008.252008.152008.002004.002.水庫(kù)容積總庫(kù)容(校核洪水位以下庫(kù)容)興利庫(kù)容死庫(kù)容萬(wàn)m3萬(wàn)m3萬(wàn)m310.89.50.410.89.50.4三、工程效益指標(biāo)防洪效益(愛護(hù)面積)灌溉效益(面積)其他萬(wàn)畝萬(wàn)畝520520四、要緊建筑物及設(shè)備1.擋水建筑物型式地震差不多烈度/設(shè)防烈度壩頂高程壩最大壩高壩壩頂長(zhǎng)度/壩頂寬度mmm8/82009.008.040/48/82009.008.040/42.輸水建筑物條(1)設(shè)計(jì)流量最大流量輸水道型式長(zhǎng)度斷面尺寸襯砌型式閘門啟閉機(jī)進(jìn)口底板高程m3/sm3/smmm道臺(tái)m0.3鑄鐵有壓圓形45Φ300102003.000.3鑄鐵有壓圓形45Φ300102003.001、概述1.1安全評(píng)價(jià)工作概況1.1.1評(píng)價(jià)情況講明⑴工作安排和進(jìn)度為查清大口水庫(kù)的現(xiàn)狀病害情況,以便有針對(duì)地進(jìn)行下一步除險(xiǎn)加固處理工作,云縣水利局于2015年8月開始組織進(jìn)行該水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)工作。⑵評(píng)價(jià)單位資質(zhì)講明大口水庫(kù)的大壩安全評(píng)價(jià)承擔(dān)單位——云縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì),具有水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)丙級(jí)資質(zhì),滿足本次大壩安全評(píng)價(jià)要求。1.1.2工作要緊內(nèi)容⑴現(xiàn)場(chǎng)檢查本次大壩安全評(píng)價(jià)由云縣水利局組織有關(guān)單位的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查,并對(duì)水位觀測(cè)、滲漏量觀測(cè)、壩體變形觀測(cè)等資料進(jìn)行分析,提交水庫(kù)病害特征圖片。1.1.3提交的要緊評(píng)價(jià)成果本次安全評(píng)價(jià)提交的要緊成果有:①大口水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告;②大口水庫(kù)大壩注冊(cè)登記表;③大口水庫(kù)樞紐平面布置圖、大壩橫斷面圖等相關(guān)圖件。1.2工程概況云縣大口?。ǘ┬退畮?kù)始建于1981年10月,于1982年5月竣工,位于瀾滄江右岸一級(jí)支流大寨河中游右岸的大灣子河上,徑流面積為0.11km2。壩址海拔高程2100m,地理坐標(biāo):東經(jīng)100°08′53″,北緯24°17′55″。水庫(kù)距離茶房鄉(xiāng)18km,距離云縣城25km。水庫(kù)正常蓄水位2008.00m,設(shè)計(jì)洪水位2008.15m,校核洪水位2008.25m,死水位2004.5m。最大庫(kù)容10.8萬(wàn)m3,興利庫(kù)容為9.5萬(wàn)m3,死庫(kù)容0.4萬(wàn)m3。依照《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000),大口水庫(kù)工程規(guī)模為?。ǘ┬停こ痰炔粸槲宓?,其要緊建筑物級(jí)不為5級(jí)、次要建筑物為5級(jí)。水庫(kù)樞紐建筑物要緊有大壩、輸泄水涵、管溢洪道等組成。大壩:壩型為均質(zhì)土壩,設(shè)計(jì)壩頂高程2009.00m,設(shè)計(jì)最大壩高8.0m,壩頂寬6.0m,壩軸線長(zhǎng)40.0m。經(jīng)本次復(fù)核實(shí)測(cè),上游壩坡坡比:1:2.5,下游壩坡坡比:1:2.2,下部棱體高1.5m、頂寬1.5m。輸泄水涵管:輸泄水涵管為Ф200mm的有壓鑄鐵管,長(zhǎng)45.0m,出口裝有一道凡爾閘作為工作閘門,無(wú)前置事故檢修閘,設(shè)計(jì)最大出流量0.3m3/s。大口水庫(kù)屬小(二)型水庫(kù)工程,其功能以農(nóng)業(yè)灌溉為主,承擔(dān)著云縣茶房鄉(xiāng)村頭村農(nóng)田灌溉的用水,實(shí)際灌溉面積520畝。但目前大口水庫(kù)已病險(xiǎn)嚴(yán)峻,正常運(yùn)行無(wú)法保障,為此做好該水庫(kù)的安全評(píng)價(jià)工作并盡快進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理已勢(shì)在必行。1.3工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件1.3.1工程地質(zhì)條件1.3.1.1區(qū)域地質(zhì)⑴地形地貌區(qū)域內(nèi)山脈走向受構(gòu)造操縱,多近南北向,地貌為淺切割中山地貌,相對(duì)切割深度100~200m。區(qū)內(nèi)溝谷相間,地勢(shì)起伏不平,一般海拔2000~2800m,平均海拔2200m,區(qū)域最高點(diǎn)為庫(kù)區(qū)東北部的紅花山,海拔2834m。區(qū)域地勢(shì)北高南低,向查房一帶逐漸降緩。⑵地層巖性區(qū)域出露地層要緊為中生界三疊系中統(tǒng)忙懷組(T2m)與上統(tǒng)小定西組(T2x)、γ51印支期花崗巖、第四系沖積層(Qhal)及第四系殘坡積層(Qedl),按照從老到新分述如下:A、三疊系中統(tǒng)忙懷組(T2m):要緊巖花崗巖基邊側(cè)分布,巖性為變質(zhì)砂巖、板巖夾凝灰質(zhì)砂板巖。B、三疊系上統(tǒng)小定西組(T2x):區(qū)域東北零星出露,巖性為凝灰質(zhì)砂板巖、板巖夾火山角礫巖、玄武巖、粗安巖。C、γ51印支期花崗巖:分布于庫(kù)區(qū)四周,呈南北向展布。D、第四系沖積層(Qhal):灰黑色礫粉質(zhì)粘土及灰色卵礫石,分布于庫(kù)區(qū)河床地帶,厚度0~2.5m,結(jié)構(gòu)松散。E、第四系殘坡積層(Qedl):灰黃色含礫中粗砂土,廣泛分布于庫(kù)區(qū)山坡及山丘地帶,厚度0~2m。⑶地質(zhì)構(gòu)造及地震差不多烈度水庫(kù)區(qū)域地處青藏滇緬印尼巨型“歹”字形構(gòu)造體系復(fù)合部位,三向經(jīng)向構(gòu)造體系之云縣~螞蟻堆亞帶以東,小定西~小長(zhǎng)街亞帶以西的云縣花崗巖偏北巖基上。云縣~螞蟻堆亞帶出露地層為下古生界瀾滄群、中三疊統(tǒng)忙懷組和不整合于其上之中侏羅統(tǒng)以及少量新生界。規(guī)模宏大的云縣花崗巖基呈南北向產(chǎn)出,褶皺、斷裂以南北向?yàn)橹?,褶皺及斷裂較發(fā)育,要緊褶皺為頭道水~羊頭巖復(fù)式背斜和獨(dú)木村復(fù)式向斜,要緊斷裂有幫?!浵伓褦嗔押兔m~曉街~大寨斷裂。頭道水~羊頭巖復(fù)式背斜由PZ1ln、J2h地層組成,為2個(gè)向斜、4個(gè)背斜組成的小型帚狀結(jié)構(gòu)。獨(dú)木村復(fù)式向斜由J2h和T2m組成。茂蘭~曉街~大寨斷裂近南北向,擠壓破裂強(qiáng)烈,北斷有溫泉出露,為一壓性斷裂。幫海~螞蟻堆斷裂近南北向,長(zhǎng)約29km,為一壓扭性斷裂。距離庫(kù)區(qū)最近的斷裂為茂蘭~曉街~大寨斷裂,約23km。區(qū)域斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈,地震活動(dòng)頻繁,地震烈度大。1/400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),該區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s,地震動(dòng)峰值加速度0.2g,工程區(qū)地震烈度Ⅷ度。1.3.1.2庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件水庫(kù)位于瀾滄江水系羅閘河支流勐麻河岔大灣子河上,河谷切深約150m,庫(kù)區(qū)地勢(shì)西南北東高,東、西低。河槽斷面差不多呈“U”型,兩岸坡度20~30°,局部為40°。河槽寬50~45m,為淺切割低山丘陵地貌。地表森林植被覆蓋良好。庫(kù)區(qū)未見構(gòu)造斷層,受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造阻礙,工程區(qū)穩(wěn)定性差。庫(kù)區(qū)內(nèi)地形坡度20~35°,局部40~50°,局部地區(qū)基巖裸露,地表普遍被厚1~2m的第四系地層覆蓋,森林覆蓋較好,庫(kù)內(nèi)滑坡、坍塌較少。庫(kù)區(qū)地層巖性為印支期中粒斑狀黑云二長(zhǎng)花崗巖。地下水類型為第四系孔隙水,滲透系數(shù)在中等~弱透水之間,局部為強(qiáng)透水。鄰谷之間無(wú)導(dǎo)水?dāng)鄬酉噙B,亦無(wú)低矮丫口及單薄山梁,庫(kù)盆蓄水條件較好。水庫(kù)自建成運(yùn)行至今,未發(fā)覺庫(kù)區(qū)向低鄰谷漏水現(xiàn)象。1.3.1.3樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件壩址區(qū)河床寬約3~5m,兩岸地形差不多對(duì)稱,地層巖性單一,基礎(chǔ)均勻。為印支期中粒斑狀黑云二長(zhǎng)花崗巖,地表為第四系殘坡積含砂粘土,厚度1.5~2.5m。滲透系數(shù)大部分在中等透水之間,局部為強(qiáng)透水。其下為黑云二長(zhǎng)花崗巖,中上部節(jié)理裂隙發(fā)育,下部節(jié)理裂隙相對(duì)較少,滲透系數(shù)差不多在弱透水范圍內(nèi)。地下水位出露較高,遠(yuǎn)高于壩頂,地下水補(bǔ)給河水,地下水類型為第四系孔隙水和基巖裂隙水。壩址區(qū)兩岸地形差不多對(duì)稱,地層巖性單一,基礎(chǔ)均勻,構(gòu)造和物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育,基礎(chǔ)巖性為黑云二長(zhǎng)花崗巖全風(fēng)化層,全風(fēng)化層埋深較大。左右兩岸地形差不多對(duì)稱,坡度相對(duì)均勻,邊坡差不多穩(wěn)定。壩址區(qū)出露地層單一,要緊為:⑴人工筑壩體(Qr):印支期(γ51)花崗巖全風(fēng)化含礫中粗砂土。⑵第四系殘坡積層(Qedl)灰黃色含礫中粗砂土,分布于兩岸山坡及山頂,厚度0.5~2m,結(jié)構(gòu)疏松。⑶γ51印支期花崗巖全風(fēng)化含礫中粗砂土,分布于整個(gè)壩址區(qū)。1.3.2樞紐工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1.3.2.2穩(wěn)定性評(píng)價(jià)壩基工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)河床壩基出露地層單一,要緊為三疊系印支期花崗巖全風(fēng)化含礫中粗砂土和三疊系印支期強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。依照現(xiàn)場(chǎng)勘查,大口水庫(kù)未設(shè)粘土心墻,同時(shí)從建壩時(shí)的設(shè)計(jì)及施工資料顯示,當(dāng)時(shí)壩基也未進(jìn)行開挖截水槽和帷幕灌漿等任何形式的防滲處理,因此壩基存在一定滲漏問(wèn)題。(2)壩肩工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)左、右壩肩地形自然坡度為30~40°,兩壩肩地層巖性相同,均為三疊系印支期花崗巖全風(fēng)化含礫中粗砂土,結(jié)構(gòu)稍密至中密,全風(fēng)化層厚度大于10~15m。上部5~15m巖,屬中等透水;下部弱風(fēng)化巖體,屬弱透水層。從外壩坡觀測(cè)情況看,左、右壩肩不存在接觸滲漏和繞壩滲漏問(wèn)題。依照以上分析,水庫(kù)壩基、壩肩土體壓縮性較大,巖性軟弱,,抗剪強(qiáng)度低,地層中等透水,工程地質(zhì)穩(wěn)定性一般。(3)壩體工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)大壩填筑土料就地采取γ51印支期花崗巖全風(fēng)化含礫中粗砂土料為填筑料,受條件的制約,庫(kù)區(qū)土料有限,筑壩時(shí)大量使用全風(fēng)化花崗巖含礫中粗砂土料,含砂量大,無(wú)粘粒含量,級(jí)配差,土料存在先天不足,施工中土料碾壓質(zhì)量操縱不規(guī)范,碾壓不實(shí)。從大壩的施工情況看,在填筑過(guò)程中,采納爆破采土,人工挖裝,馬車、手推車運(yùn)輸,上壩土料的物理力學(xué)指標(biāo)未作任何檢測(cè),填筑后的壩體土料密實(shí)程度和均勻程度均較差,大壩壩土填筑壓實(shí)度低,小于現(xiàn)行規(guī)范值要求,大壩壩體的抗滑、抗震穩(wěn)定性較差。(4)輸水涵工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)輸水涵:位于大壩右肩,為管徑D200mm的鑄鐵管,坐落于γ51印支期全風(fēng)化花崗巖上,洞身外圍存在接觸滲水,穩(wěn)定較差。1.3.3阻礙水庫(kù)大壩穩(wěn)定、滲漏及庫(kù)岸穩(wěn)定的地質(zhì)情況評(píng)價(jià)(1)大壩滲漏的地質(zhì)情況評(píng)價(jià)施工當(dāng)時(shí),河床壩基清基不完全,且又未進(jìn)行防滲處理,全~強(qiáng)風(fēng)化巖體,屬弱~中等透水層。壩基土體壓縮性較大,巖性軟弱,抗剪強(qiáng)度低,工程地質(zhì)穩(wěn)定性一般。(2)大壩穩(wěn)定的地質(zhì)情況評(píng)價(jià)壩體筑壩土料級(jí)配差,碾壓機(jī)具落后,施工工藝、質(zhì)量操縱不規(guī)范,壩體填筑壓實(shí)度低,從而導(dǎo)致壩體滲漏嚴(yán)峻、壩體土料變形量大,使壩體的抗滑、抗震穩(wěn)定性較差。(3)庫(kù)岸穩(wěn)定的地質(zhì)情況評(píng)價(jià)庫(kù)區(qū)無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象,從水庫(kù)蓄水情況看,除壩址區(qū)外,水庫(kù)周邊無(wú)鄰谷滲漏現(xiàn)象。庫(kù)區(qū)地勢(shì)開闊,左、右岸平緩,自然坡度30~40°,近壩岸坡基巖不存在滑動(dòng)的邊界條件,水庫(kù)運(yùn)行多年,未發(fā)覺規(guī)模較大的滑坡、倒塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,庫(kù)岸穩(wěn)定性較好。1.4工程建設(shè)簡(jiǎn)介(1)工程簡(jiǎn)要建設(shè)過(guò)程水庫(kù)于1981年2月動(dòng)工興建,至1982年5月竣工建成并投入運(yùn)行,水庫(kù)由于受建庫(kù)當(dāng)時(shí)客觀緣故的阻礙,受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的制約,樞紐建筑物施工質(zhì)量總體較差,水庫(kù)自投入運(yùn)行以來(lái)一直帶病運(yùn)行,要緊建筑物出現(xiàn)了多種病害。自竣工投入運(yùn)行后,后壩坡即出現(xiàn)普遍浸潤(rùn),并在倒濾體以上匯流成股,呈逐年加重的進(jìn)展趨勢(shì),出現(xiàn)了嚴(yán)峻的壩體滲漏病害,危及大壩的安全。(2)工程存在的要緊問(wèn)題由于水庫(kù)建設(shè)歷時(shí)長(zhǎng),并受當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的制約和阻礙,水庫(kù)始建時(shí)未對(duì)樞紐區(qū)進(jìn)行任何地質(zhì)勘探工作,施工中對(duì)水庫(kù)設(shè)計(jì)指標(biāo)操縱不嚴(yán),填筑后的壩體土料密實(shí)程度和均勻程度均較差,施工時(shí)對(duì)壩基及兩岸壩肩均未采取任何防滲措施,水庫(kù)自投入運(yùn)行后不同程度地滲漏,出現(xiàn)了嚴(yán)峻的壩體滲漏病害。水庫(kù)蓄水一直未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,不能發(fā)揮工程設(shè)計(jì)效益?,F(xiàn)狀有壓輸水涵管管身及工作凡爾閘銹蝕嚴(yán)峻,在涵管凡爾閘關(guān)閉的情況下,沿涵管外壁接觸帶存在嚴(yán)峻的涌水現(xiàn)象,啟閉絲桿銹蝕并扭曲變形,啟閉困難,因閘門關(guān)閉不嚴(yán)而產(chǎn)生噴射狀漏水,進(jìn)口處未設(shè)事故檢修閘,應(yīng)急能力較差。由于大壩壩體碾壓密實(shí)度較低,現(xiàn)狀壩體局部產(chǎn)生不均勻沉陷,壩面形態(tài)不規(guī)整。壩腳倒濾體下涌水嚴(yán)峻,倒濾體失效?,F(xiàn)狀大壩仍然存在嚴(yán)峻的壩體滲漏病害,并呈日益加重的進(jìn)展趨勢(shì),嚴(yán)峻危及大壩的運(yùn)行安全。
2、現(xiàn)場(chǎng)安全檢查及存在的要緊問(wèn)題2.1大壩依照現(xiàn)場(chǎng)巡視及測(cè)量結(jié)果,現(xiàn)狀壩體存在如下要緊問(wèn)題:(1)壩體變形水庫(kù)于1981動(dòng)工興建,至1982年5月竣工。受當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的制約,水庫(kù)設(shè)計(jì)中沒有進(jìn)行工程地質(zhì)勘察,施工時(shí)清基不完全,筑壩土料的級(jí)配差,土料碾壓質(zhì)量操縱不規(guī)范,導(dǎo)致壩土填筑壓實(shí)度低,加之在水庫(kù)運(yùn)行中,工程治理及工程維修意識(shí)差,現(xiàn)狀工程老化現(xiàn)象嚴(yán)峻?,F(xiàn)狀大壩泥結(jié)石壩頂凸凹不平,上游壩面塊石護(hù)坡局部有凸凹不平現(xiàn)象。下游壩坡出現(xiàn)局部隆起變形,局部有蠕動(dòng)現(xiàn)象,隆起區(qū)平均高出正常坡面0.1~0.2m,最大隆起高度近0.4m。下游壩腳排水溝有淤堵和排水不通暢現(xiàn)象。棱體局部有坍塌現(xiàn)象。(2)滲漏現(xiàn)狀大壩壩體滲漏十分嚴(yán)峻,滲漏量隨蓄水位升高而加大,大壩下游壩坡中下部壩面潮濕,浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)高,后壩坡高程2004.50~2005.40m面積約46m2范圍差不多沼澤化,在庫(kù)水位2008.00m時(shí),潮濕面積為219.5m2。2.2輸、泄水建筑物(1)輸水涵管輸水涵管為壩下有壓鑄鐵埋管,經(jīng)查現(xiàn)狀涵管外接觸帶涌水,在閘門關(guān)閉的情況下,沿涵管外壁接觸帶涌水嚴(yán)峻,存在接觸滲漏。且水庫(kù)運(yùn)行多年,泥、沙入庫(kù),淤積嚴(yán)峻,造成死庫(kù)容填滿,涵管進(jìn)口經(jīng)常被堵塞,應(yīng)急能力較差。2.3近壩庫(kù)岸水庫(kù)庫(kù)區(qū)地勢(shì)開闊,左、右岸平緩,自然坡度30~40°,近壩庫(kù)岸岸坡基巖不存在滑動(dòng)的邊界條件,水庫(kù)運(yùn)行多年,未發(fā)覺規(guī)模較大的滑坡、倒塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,庫(kù)岸穩(wěn)定性較好。2.4閘門及啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)輸水涵管為壩下有壓鑄鐵埋管,直徑為φ200,長(zhǎng)45.0m,在出口裝有一道凡爾閘作為工作閘門,設(shè)計(jì)最大出流0.3m3/s。經(jīng)查現(xiàn)狀輸水涵管管身及工作凡爾閘銹蝕嚴(yán)峻,啟閉絲桿銹蝕且扭曲變形,部分絲牙嚴(yán)峻磨損,啟閉困難,因關(guān)閉不嚴(yán)而產(chǎn)生噴射狀漏水,進(jìn)口處未設(shè)事故檢修閘,應(yīng)急能力較差。2.5檢查小結(jié)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查,大口水庫(kù)各樞紐建筑物在運(yùn)行中均暴露出不同程度的病害情況及安全隱患,具體如下:壩體施工質(zhì)量差,填筑壓實(shí)度低,現(xiàn)狀泥結(jié)石壩頂凸凹不平,目前壩體形態(tài)不規(guī)整,上游壩坡塊石護(hù)坡,因波浪淘蝕有部分松動(dòng)、沉陷和隆起(最大起伏差達(dá)15cm左右);下游壩坡形態(tài)極不規(guī)整,凸凹不平,最大凸凹達(dá)0.5~0.7m,并形成多級(jí)變坡。壩腳倒濾體存在局部損壞,并倒濾體堵塞失效。下游壩腳排水溝有淤堵和排水不通暢現(xiàn)象。壩體存在嚴(yán)峻的滲漏。壩下輸水有壓鑄鐵涵管及凡爾閘銹蝕嚴(yán)峻,凡爾閘啟閉絲桿銹蝕并扭曲變形,部分絲牙嚴(yán)峻磨損,啟閉困難,因閘門關(guān)閉不嚴(yán)而產(chǎn)生噴射狀漏水,進(jìn)口處未設(shè)事故檢修閘,應(yīng)急能力較差。涵管與壩土間存在接觸滲漏的問(wèn)題,水庫(kù)存在嚴(yán)峻的泥沙淤積問(wèn)題,導(dǎo)致涵管進(jìn)口經(jīng)常被堵塞,危及大壩安全運(yùn)行。水庫(kù)樞紐要緊建筑物的多年形成的病害已導(dǎo)致水庫(kù)現(xiàn)狀的運(yùn)行狀況極差,既不利于水庫(kù)蓄水量的增加,也不利于水庫(kù)樞紐的安全運(yùn)行。3、工程質(zhì)量評(píng)價(jià)3.1工程施工及現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià)(1)壩基和岸坡處理的施工質(zhì)量與現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià)據(jù)施工回憶,鑒于當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和治理等方面條件的限制,大口水庫(kù)始建時(shí)未對(duì)樞紐區(qū)進(jìn)行任何地質(zhì)勘探工作,施工時(shí)未設(shè)壩基截水槽、壩肩結(jié)合槽。據(jù)本次現(xiàn)場(chǎng)勘查,壩基地層要緊為γ51印支期花崗巖,土體壓縮性較大,均一性較差,巖性軟弱,飽和度高,抗剪強(qiáng)度低。屬弱~中等透水地層。因此壩基存在一定的滲漏問(wèn)題。(2)壩體施工質(zhì)量及現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià)大壩施工填筑施工過(guò)程中,采納爆破采土,人工挖裝,馬車、手推車運(yùn)輸,劃塊段作業(yè),每層鋪土厚度一般為0.4~0.6m,含水量操縱采納人工挑水灑潑,碾壓采納牛拉石碾結(jié)合人工夯打進(jìn)行,上壩土料的物理力學(xué)指標(biāo)未作任何檢測(cè),填筑后的壩體土料密實(shí)程度和均勻程度均較差。由于碾壓機(jī)具落后及碾壓工藝、質(zhì)量的操縱措施不規(guī)范,導(dǎo)致壩體填筑后的密實(shí)度較差。壩體存在滲漏,力學(xué)指標(biāo)偏低。(3)輸泄水建筑物施工質(zhì)量及現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià)鑄鐵輸水涵管屬壩下有壓埋涵,位于右壩肩下,由于施工質(zhì)量差,導(dǎo)致現(xiàn)狀大壩右肩涵管沿線部位出現(xiàn)橫向裂縫,并在涵管外接觸帶已形成集中滲水通道,穩(wěn)定較差,存在嚴(yán)峻阻礙大壩安全的質(zhì)量隱患。(4)金屬結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量與現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià)鑄鐵涵管和凡爾閘的安裝均由當(dāng)?shù)孛窆へ?fù)責(zé)安裝,鑄鐵涵管和閘門均無(wú)產(chǎn)品合格證和質(zhì)材檢測(cè)報(bào)告,也無(wú)靜水試驗(yàn)報(bào)告,無(wú)單項(xiàng)工程竣工驗(yàn)收資料。經(jīng)多年運(yùn)行后,輸水涵工作閘門銹蝕嚴(yán)峻,現(xiàn)狀因關(guān)閉不嚴(yán)產(chǎn)生噴射狀漏水,啟閉螺桿扭曲,絲桿磨損嚴(yán)峻,設(shè)備老化嚴(yán)峻,啟閉困難,運(yùn)行狀況極差,加之無(wú)事故檢修閘門,應(yīng)急能力差,現(xiàn)狀金屬結(jié)構(gòu)存在阻礙大壩安全的質(zhì)量隱患。3.2綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量等級(jí)現(xiàn)狀大壩壩頂凸凹不平,外壩坡有局部隆起異?,F(xiàn)象;下游壩腳排水溝局部沉陷,排水不通暢,大壩壩土填筑碾壓的密實(shí)度及均勻性均較差;壩基地層要緊為γ51印支期花崗巖,全~強(qiáng)風(fēng)化巖體,屬弱~中等透水;工程施工未作防滲處理,大壩存在壩體滲漏的地質(zhì)條件?,F(xiàn)狀大壩壩體滲漏十分嚴(yán)峻,滲漏量隨蓄水位升高而加大,大壩下游壩坡中下部壩面潮濕,浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)高,后壩坡高程2004.50~2005.40m面積約46m2范圍差不多沼澤化,在庫(kù)水位2008.00m時(shí),潮濕面積為219.5m2?,F(xiàn)有壓壩下鑄鐵輸水涵管銹蝕嚴(yán)峻,洞體沿線存在嚴(yán)峻接觸滲漏問(wèn)題,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定差,存在阻礙大壩安全的質(zhì)量隱患。金屬結(jié)構(gòu):輸水鑄鐵涵管及凡爾閘銹蝕、老化嚴(yán)峻,運(yùn)行狀況極差,啟閉困難,未設(shè)事故檢修閘門,應(yīng)急能力差,嚴(yán)峻阻礙水庫(kù)的安全和運(yùn)行治理。綜合評(píng)價(jià)大口水庫(kù)現(xiàn)狀工程質(zhì)量等級(jí)為不合格。
4、大壩運(yùn)行治理評(píng)價(jià)4.1水庫(kù)的治理機(jī)構(gòu)大口水庫(kù)主管部門為茶房鄉(xiāng)人民政府,由茶房鄉(xiāng)水利水土保持治理站負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)指導(dǎo),具體治理單位為村頭村委會(huì),現(xiàn)有治理人員1人,人職員資由水庫(kù)自收資金解決,水庫(kù)治理所要緊任務(wù)是依據(jù)《水庫(kù)工程治理通則》及《水庫(kù)大壩工程治理?xiàng)l例》對(duì)水庫(kù)進(jìn)行蓄水、用水、水位觀測(cè)、壩體位移沉陷觀測(cè)、攔河壩、涵管管及閘門巡視檢查和維修等水庫(kù)大壩樞紐工程的日常運(yùn)行治理。現(xiàn)狀水庫(kù)治理人員未進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),技術(shù)欠缺,加之缺乏必要的安全監(jiān)測(cè)設(shè)施和設(shè)備,難于較好的依照有關(guān)規(guī)程、通則的要求將職責(zé)落到實(shí)處,實(shí)際工作僅局限在日常巡視檢查、水文觀測(cè)和滲漏情況觀測(cè)等方面?,F(xiàn)狀水庫(kù)的水文、壩體沉陷、位移和滲漏等觀測(cè)資料不全,未建立相應(yīng)的檔案資料。4.2大壩運(yùn)行4.2.1水庫(kù)調(diào)度應(yīng)用情況由于水庫(kù)要緊功能為農(nóng)業(yè)灌溉為主,因此日常調(diào)度依照農(nóng)業(yè)灌溉用水需水量,及時(shí)按照上級(jí)要求提供用水。目前,防洪度汛要緊由云縣防汛抗旱指揮部統(tǒng)一調(diào)度。水庫(kù)自建成投入運(yùn)行以來(lái),由于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,施工質(zhì)量差,工程沒施不配套,現(xiàn)狀壩體滲漏依舊存在。水庫(kù)多年的運(yùn)行水位達(dá)不到正常蓄水位,多年帶病限蓄的運(yùn)行,使水庫(kù)效益一直得不到正常發(fā)揮。4.2.2水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用方案和應(yīng)急預(yù)案的編制大口水庫(kù)為?。ǘ┬退こ?,水庫(kù)位于瀾滄江水系瀾滄江右岸一級(jí)支流曉街河上游右岸的大灣子河上,對(duì)當(dāng)?shù)胤篮閻圩o(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展具有重要作用。水庫(kù)一旦失事,將造成下游2300余人受災(zāi)。水庫(kù)調(diào)度原則是防洪和灌溉相兼顧,在確保大壩安全防洪的前提下盡量滿足蓄水,隨時(shí)跟蹤大壩安全以及城鎮(zhèn)農(nóng)田的防洪愛護(hù)工作,在遇到特大降雨時(shí),依照庫(kù)容情況,按保壩排洪的原則操作,確保水庫(kù)大壩安全,汛期防洪調(diào)度,嚴(yán)格操縱水位運(yùn)行。目前,水庫(kù)調(diào)度應(yīng)急預(yù)案未以書面的形式制定下來(lái)。4.2.3歷史運(yùn)行情況水庫(kù)自1982年建成運(yùn)行以來(lái),因工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,設(shè)施不配套。目前水庫(kù)大壩各建筑物即出現(xiàn)諸多病害,蓄水量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),病害呈逐年加重的進(jìn)展趨勢(shì),直接危及大壩的運(yùn)行安全。要緊表現(xiàn)如下:壩體施工質(zhì)量差,填筑壓實(shí)度低,現(xiàn)狀泥結(jié)石壩頂凸凹不平,上游壩面塊石護(hù)坡局部有凸凹不平現(xiàn)象。下游壩坡出現(xiàn)隆起變形,局部有蠕動(dòng)現(xiàn)象,壩腳倒濾體存在局部損壞,倒濾體堵塞失效。下游壩腳排水溝有淤堵和排水不通暢現(xiàn)象。壩體存在嚴(yán)峻的存在壩體滲漏,滲漏量隨蓄水位升高而加大,大壩下游壩坡中下部壩面潮濕,浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)高,后壩坡高程2004.50~2005.40m面積約46m2范圍差不多沼澤化,在庫(kù)水位2008.00m時(shí),潮濕面積為219.5m2。壩下輸水有壓鑄鐵涵管及凡爾閘銹蝕嚴(yán)峻,凡爾閘啟閉絲桿銹蝕并扭曲變形,部分絲牙嚴(yán)峻磨損,啟閉困難,關(guān)閉不嚴(yán)產(chǎn)生噴射狀漏水,并進(jìn)口處未設(shè)事故檢修閘,應(yīng)急能力較差。涵管與壩土間存在接觸滲漏的問(wèn)題,水庫(kù)存在泥沙淤積嚴(yán)峻的問(wèn)題,導(dǎo)致涵管進(jìn)口經(jīng)常被堵塞,危及安全運(yùn)行的問(wèn)題。水庫(kù)樞紐要緊建筑物的多年形成的病害已導(dǎo)致水庫(kù)現(xiàn)狀的運(yùn)行狀況極差,多年來(lái)水庫(kù)采納限蓄狀態(tài),效益得不到正常發(fā)揮,大壩的安全運(yùn)行得不到保障,嚴(yán)峻威脅著下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。4.3大壩維修據(jù)實(shí)地調(diào)查和水庫(kù)治理所人員回憶,由于施工質(zhì)量差,水庫(kù)于1982年投入運(yùn)行后,大壩各建筑物即出現(xiàn)諸多病害,在大壩后壩中下部以及左右壩端接合部出現(xiàn)大面積潮濕、滲漏,蓄水量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并存在病害呈逐年加重的進(jìn)展趨勢(shì),直接危及大壩的運(yùn)行安全。由于資金缺乏的實(shí)際困難,加之治理上重視不足,水庫(kù)運(yùn)行多年來(lái),大壩的維修僅限于極簡(jiǎn)易的處理,現(xiàn)狀水庫(kù)工程老化嚴(yán)峻。4.4大壩安全監(jiān)測(cè)4.4.1安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目水庫(kù)大壩監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括:(1)巡視檢查:包括對(duì)壩體、輸水涵、閘門、灌渠的日常治理和特不巡視檢查;(2)滲漏監(jiān)測(cè):對(duì)壩體、輸水涵、滲漏量進(jìn)行不定期觀測(cè)。由于治理經(jīng)費(fèi)的缺乏,水庫(kù)樞紐工程建設(shè)至今未埋設(shè)浸潤(rùn)線觀測(cè)裝置和沉陷、位移觀測(cè)樁,故無(wú)變形觀測(cè)資料。庫(kù)治理所人員沒有受過(guò)專業(yè)培訓(xùn),不具備大壩運(yùn)行治理專業(yè)知識(shí)和緊急事故處理能力,水庫(kù)自建成運(yùn)行至今,沒有降雨、蒸發(fā),大壩水平位移、沉降、裂縫、滲漏等觀測(cè)設(shè)施,沒有滲流等病害情況的觀測(cè)記錄,運(yùn)行治理極不規(guī)范。4.5運(yùn)行治理綜合評(píng)價(jià)、等級(jí)依照水利部《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258-2000)和現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范,以及對(duì)大口水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行,巡視檢查、大壩維修、變形、滲漏監(jiān)測(cè)等方面的分析,大壩運(yùn)行治理滿足不了現(xiàn)行規(guī)范要求。大口水庫(kù)為臨滄市云縣的一座?。ǘ┬退畮?kù)工程,水庫(kù)自投入運(yùn)行至今,對(duì)大壩的安全運(yùn)行未埋設(shè)和安裝應(yīng)有的觀測(cè)設(shè)施,大壩病害觀測(cè)資料不完整,水文測(cè)報(bào)及通信設(shè)施缺乏或不完善,水庫(kù)始終處于病害和危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)中。綜合評(píng)價(jià)大口水庫(kù)運(yùn)行治理等級(jí)為差。
5防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核5.1差不多情況5.1.1流域自然地理概況5.1.1.1地理位置及流域水系云縣大口?。ǘ┬退畮?kù)始建于1981年10月,于1982年5月竣工,位于瀾滄江右岸一級(jí)支流大寨河中游右岸的大灣子河上,徑流面積為0.11km2。壩址海拔高程2100m,地理坐標(biāo):東經(jīng)100°08′53″,北緯24°17′55″。水庫(kù)距離茶房鄉(xiāng)18km,距離云縣城25km。大口水庫(kù)徑流區(qū)流域特征值均在五萬(wàn)分一地形圖上量算,其流域特征參數(shù)見表5-1,流域水系如圖5-1。表5-1云縣大口水庫(kù)流域特征參數(shù)表參數(shù)站址集水面積流域長(zhǎng)度形狀系數(shù)河網(wǎng)密度干流坡降流域平均高程單位F(km2)L分(km)RfDJ(‰)Z(m)壩址0.110.110.301.8135.12135大口水庫(kù)要緊為下游的520畝耕地提供灌溉用水,是一座以灌溉為主,同時(shí)兼顧下游防洪等綜合效益的水庫(kù)。5.1.1.2地形地貌大口水庫(kù)設(shè)計(jì)流域海拔變化在2100m~2174m之間,流域平均海拔高程約2135m。屬山地丘陵高中復(fù)被無(wú)明顯侵蝕地區(qū),巖性為花崗巖類,地貌形態(tài)類型為中山地貌。5.1.1.3植被設(shè)計(jì)流域內(nèi)要緊分布有亞熱帶常綠闊葉密林、針闊混交密林及低矮常綠植物灌草,植被愛護(hù)良好,植被覆蓋率在30%~90%左右,因此,汛期對(duì)延緩坡面流,減少水土流失具有良好的調(diào)蓄作用,但庫(kù)區(qū)周圍的植被愛護(hù)工作不容忽視。5.1.1.4人類活動(dòng)大口水庫(kù)徑流區(qū)內(nèi),除水庫(kù)本身外無(wú)任何水利工程設(shè)施,無(wú)較大的人類活動(dòng)的阻礙。5.1.2流域和河道特性大口屬于瀾滄江流域,河流發(fā)源于云縣茶房鄉(xiāng)村頭村附近,流向呈西南向進(jìn)入水庫(kù)。整個(gè)流域呈扇形,流域內(nèi)河網(wǎng)水系發(fā)育一般,流域要緊出露風(fēng)化的花崗巖,河道多為卵石沙質(zhì)組成,過(guò)水?dāng)嗝鎸捫∮?m,一般在0.5~3m間,斷面呈“V”字型。5.1.3流域的氣象和暴雨洪水特性5.1.3.1流域的氣象特征設(shè)計(jì)流域內(nèi)無(wú)任何氣象和水文資料。依照云縣氣象站和臨滄市八縣有關(guān)氣象資料與高程關(guān)系的分析,對(duì)水庫(kù)的有關(guān)氣象要素估算見下表。表5-2大口水庫(kù)有關(guān)氣象要素估算表多年平均最大值氣溫℃最高氣溫℃最低氣溫℃相對(duì)濕度%風(fēng)速m/s霜日d風(fēng)速m/s氣溫℃14.818.912.265.02.705118.028.0設(shè)計(jì)流域?qū)俚途暩咴衼喩降責(zé)釒Ъ撅L(fēng)氣候,因受海陸季風(fēng)阻礙,有雨熱同季、氣候和氣、日照充足、冬暖夏涼、雨量豐沛、干濕分明的特點(diǎn)。流域?qū)俣嘤陞^(qū),水氣要緊來(lái)自印度洋的孟加拉灣,經(jīng)地形抬升以及輻合上升,產(chǎn)生大量的降水。降水一般隨高程增加而增加。據(jù)直距水庫(kù)約4.0km的中山雨量站(1979~2006)年的資料分析,多年平均降水量1465.1mm,平均降水天數(shù)151天,降水要緊集中在汛期(5~11月),占全年降水的88.9%,降水的時(shí)空分布極不均勻,年內(nèi)具有干濕季節(jié)分明的特點(diǎn)。5.1.3.2流域的暴雨大口水庫(kù)流域東北面鄰近的太平關(guān)水文站,據(jù)該站的實(shí)測(cè)暴雨資料分析:設(shè)計(jì)流域的暴雨一般發(fā)生在每年的5月下旬至10月份間,其中多發(fā)生在7~9月份的主汛期。以(n=39)年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì):短歷時(shí)的多年平均1h、6h、24h暴雨分不為:31.6mm、50.0mm、67.1mm;最大值分不為:59.6mm、98.3mm、116.8mm;最小值分不為:14.9mm、27.6mm、37.3mm。而緊鄰的中山雨量站(n=28)年暴雨資料統(tǒng)計(jì),多年平均最大24h暴雨為79.1mm,極大值124.5mm,微小值36.9mm,暴雨特性表現(xiàn)為歷時(shí)短、強(qiáng)度大。5.1.3.3流域的洪水大口水庫(kù)設(shè)計(jì)流域的洪水要緊產(chǎn)生于暴雨,成因關(guān)系緊密,且暴雨與洪水差不多同頻率。據(jù)臨滄水文分局對(duì)臨滄市小匯水面積(10.5km2~200km2)的各小河站多場(chǎng)實(shí)測(cè)暴雨資料分析:次洪水過(guò)程一般不超過(guò)24小時(shí),起漲歷時(shí)一般在0.5~3小時(shí)之間,且以單峰為主,峰高量小,屬典型的山區(qū)性小流域陡漲陡落的洪水特性。5.1.4水庫(kù)工程特性大口水庫(kù)1982年5月竣工,壩型為均質(zhì)土壩,工程規(guī)模為小(二)型工程,其水庫(kù)的特征參數(shù)如表5-3:表5-3大口水庫(kù)工程特征參數(shù)表水庫(kù)徑流面積(km2)壩頂高程(m)壩高(m)壩頂長(zhǎng)(m)總庫(kù)容(104m3)0.112009.008.040.010.8大口水庫(kù)為涵管放水,放水涵管采納鑄鐵無(wú)壓園形,管徑0.2m,最大放水流量0.3m3/s。5.1.5流域內(nèi)的水利水保情況及下游河道的防洪要求5.1.5.1流域內(nèi)的水利水保情況水庫(kù)盡管處于海拔較高的分水線附近,但由于水庫(kù)周邊有幾個(gè)自然村落,因此存在一定的人類活動(dòng)阻礙。庫(kù)區(qū)植被覆蓋率30~90%。5.1.5.2下游河道防洪要求水庫(kù)下游匯入茂蘭河干流。沿河區(qū)間有自然村寨,距村頭村5km,人口2300人,耕地2600畝,距村頭村對(duì)外公路7km,因此水庫(kù)具有防洪要求。5.1.6本次應(yīng)用的水文氣象資料及評(píng)價(jià)5.1.6.1資料的差不多情況從圖知,大口水庫(kù)流域無(wú)任何實(shí)測(cè)的水文氣象資料,但鄰近有10個(gè)降水觀測(cè)站,與水庫(kù)流域最近的中山雨量站約4.0km。資料情況見下表5-4。表5-4大口水庫(kù)鄰近水文資料情況站名位置站址高程m資料年限觀測(cè)項(xiàng)目與水庫(kù)直距(km)東經(jīng)北緯新村街99°58′24°43′17201967—2006降水28.0哨街100°15′24°42′19001967—2006降水14.0中山100°20′24°38′20851979—2006降水4.0轉(zhuǎn)水河100°20′24°33′19902001.1~2002.4降水6.0丙令100°22′24°33′21501979—2006降水9.0酒房100°22′24°36′19101979—2006降水5.0芹菜塘100°27′24°34′22001977—2006降水14.0曉街100°14′24°23′13141979—2006降水26.0普家村100°18′24°17′18901980—2006降水36.0太平關(guān)100°18′24°30′10001968—2006水、流、降13.05.1.6.2資料的三性分析(1)可靠性分析表所列站點(diǎn)均屬水文部門按行業(yè)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)立、觀測(cè)、整編,各雨量觀測(cè)站為日記式自記雨量記錄和一般雨量器。所搜集的水文氣象資料均嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行整理,資料可靠。(2)一致性分析表(1.6.1)所列站點(diǎn)從設(shè)立至今均未做過(guò)搬遷,觀測(cè)位置差不多保持一致。結(jié)合本次洪水復(fù)核的資料需要,采納“雙累積曲線”法分析講明,即建立中山雨量站與太平關(guān)水文站、酒房雨量站與太平關(guān)水文站的逐年降水累積關(guān)系圖(1.6.1)、(1.6.2)。從圖(1.6.1)、(1.6.2)可看出,兩條累積關(guān)系曲線的斜率差不多保持一致。由“雙累積曲線”原理知:各站降水資料的累積關(guān)系曲線的斜率差不多保持一致,講明資料系列具有較好的一致性。(3)代表性分析要緊分析長(zhǎng)系列n=39年太平關(guān)水文站、短系列n=28中山雨量站和短系列n=28酒房雨量站的年降水資料,采納“差積曲線”法Σ(k-1)~t、逆時(shí)序累進(jìn)平均值法Σki~t和長(zhǎng)短系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)比分析,詳見圖(1.6.3),由圖看出,太平關(guān)水文站、中山站和酒房站的年降水資料逆時(shí)序至1980年,其多年均值以及Cv已差不多趨于穩(wěn)定,而太平關(guān)站逆時(shí)序至1970年差不多穩(wěn)定;且三站年降水資料逆時(shí)序至1980年均已包含了豐、平、枯代表年。5.1.6.3資料評(píng)價(jià)通過(guò)以上資料的“三性”分析,所涉及的水文氣象資料可靠、具有一致性和代表性,能夠作為水文分析計(jì)算的依據(jù)。5.2洪水的標(biāo)準(zhǔn)、方法及計(jì)算代表期的確定5.2.1標(biāo)準(zhǔn)依照中華人民共和國(guó)國(guó)家防洪標(biāo)準(zhǔn)GB50201—94和《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000,大口屬?。ǘ┬退畮?kù),大壩樞紐工程屬Ⅴ等五級(jí)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):(20~30)年一遇P=(5~3.33)%校核標(biāo)準(zhǔn):(200~300)年一遇P=(0.5~0.33)%大壩防洪安全近期特不運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)為200一遇(P=0.5%)。5.2.2方法因水庫(kù)流域無(wú)任何水文氣象資料,但緊鄰水庫(kù)流域有中山雨量站的實(shí)測(cè)降水、暴雨資料,且水文氣象成因和下墊面條件差不多與設(shè)計(jì)流域相似。水庫(kù)流域面積僅有0.11km2,依照水利水電工程設(shè)計(jì)洪水規(guī)范SL44—93,結(jié)合實(shí)際資料條件,大口水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水采納由暴雨推求洪水的途徑分析計(jì)算,暴雨以點(diǎn)代面推求大口水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水,其它方法為輔作合理性檢查。5.2.3計(jì)算代表期的確定由鄰近雨量站點(diǎn)資料分析知,太平關(guān)水文站39年資料系列已具有代表性,其它站點(diǎn)也差不多具有一定代表性。據(jù)水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范SL44—93及水利工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)條文規(guī)定,大口水庫(kù)的洪水由暴雨推求的暴雨計(jì)算代表期以太平關(guān)站(1968~2006)n=39,不作外延。5.3設(shè)計(jì)暴雨據(jù)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范SL44—93》中4.1.2(3):“當(dāng)流域面積專門小時(shí),可用設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨量作為流域設(shè)計(jì)面平均暴雨量。”大口水庫(kù)流域面積0.11km2符合規(guī)定,結(jié)合資料條件,采納暴雨高程關(guān)系圖查得設(shè)計(jì)流域的面平均暴雨。5.3.1暴雨資料系列的修正及設(shè)計(jì)暴雨大口水庫(kù)流域內(nèi)無(wú)任何水文資料,因此只能移用鄰近站的暴雨資料。由圖(1.2.1)知,水庫(kù)流域附近有10個(gè)雨量觀測(cè)站,其中,自記雨量站3個(gè),即:太平關(guān)水文(n=39)、普家村(n=27)、轉(zhuǎn)水河專用站(n=1)。一般雨量站7個(gè),即:新村街站(n=40)、哨街站(n=40)、中山站(n=28)、丙令站(n=28)、酒房站(n=28)、芹菜塘站(n=30)、曉街站(n=28),以上各站最大一日暴雨乘以該區(qū)域分析的最大一日與最大24小時(shí)轉(zhuǎn)換系數(shù)1.12,換算成24小時(shí)最大暴雨量。應(yīng)用太平關(guān)站暴雨同期長(zhǎng)短系列均值比,修正各站短系列暴雨24小時(shí)的暴雨均值。將修正后各站同期的多年平均24小時(shí)暴雨均值,與高程建立相關(guān)關(guān)系圖(3.1.1),從關(guān)系圖可明顯看出,該區(qū)域內(nèi)24小時(shí)暴雨有隨高程增加而增加的顯著特性。9個(gè)站中,只有哨街站、芹菜塘的多年平均24小時(shí)暴雨與高程的關(guān)系點(diǎn)偏離點(diǎn)群,究其緣故是:哨街雨量站處于流域分水線附近的背風(fēng)坡上,站點(diǎn)位置決定了該站降水量相對(duì)較小;而芹菜塘站處于瀾滄江河谷區(qū),分析河谷區(qū)相鄰的其它站點(diǎn),降水均大于非河谷區(qū)域內(nèi)的其余站點(diǎn),暴雨量存在一定的差異,故定線時(shí)不作考慮。大口水庫(kù)流域的平均高程為2470m,查24小時(shí)暴雨~高程關(guān)系圖(3.1.1),得水庫(kù)設(shè)計(jì)流域的設(shè)計(jì)24小時(shí)暴雨為76.0mm。由于鄰近站中太平關(guān)水文站資料條件較好,而且資料年限長(zhǎng)達(dá)39年,代表期內(nèi)已含豐、平、枯水年份,故應(yīng)用太平關(guān)水文站1、6、24小時(shí)的長(zhǎng)系列暴雨均值,將設(shè)計(jì)流域多年平均24小時(shí)暴雨,采納均值比法推求設(shè)計(jì)流域1、6小時(shí)的多年平均暴雨量,其公式如下:Kt.p=(H大口。24/H太平關(guān).24)…………….………(3.1.1)H大口.1=Kt.p×H太平關(guān).1)…………….………(3.1.2)H大口.6=Kt.p×H太平關(guān).6)…………….………(3.1.3)式中:Kt.p——為大口水庫(kù)與太平關(guān)站24小時(shí)暴雨均值比。H大口.1——為大口水庫(kù)1小時(shí)暴雨均值。H大口.6——為大口水庫(kù)6小時(shí)暴雨均值。由于水庫(kù)設(shè)計(jì)流域內(nèi)無(wú)任何資料,因此設(shè)計(jì)流域暴雨的Cv值采納鄰近的中山雨量站最大24小時(shí)暴雨的Cv值。并移用太平關(guān)站長(zhǎng)系列1h、6h、24h的Cv。5.3.2設(shè)計(jì)面暴雨過(guò)程大口水庫(kù)流域的設(shè)計(jì)面暴雨過(guò)程,采納氣象成因和下墊面條件差不多相似、且緊鄰設(shè)計(jì)流域的轉(zhuǎn)水河專用站實(shí)測(cè)暴雨過(guò)程,盡管轉(zhuǎn)水河雨量站只有一年的實(shí)測(cè)資料,但從雨型比較,與資料系列長(zhǎng)的太平關(guān)站暴雨過(guò)程相近似,加上參照暴雨洪水查算有用手冊(cè)中,該地區(qū)的典型暴雨過(guò)程,綜合考慮選用對(duì)水庫(kù)工程最不利的轉(zhuǎn)水河站20010702號(hào)暴雨過(guò)程,作為水庫(kù)流域的典型暴雨過(guò)程,詳見圖(3.2.1)。
5.3.3設(shè)計(jì)暴雨成果的合理性檢查5.3.3.1不同時(shí)段暴雨頻率曲線及統(tǒng)計(jì)參數(shù)比較的均值隨歷時(shí)的增加而增加,而Cv值則相反,符合大包小、長(zhǎng)包短的暴雨的一般規(guī)律。將太平關(guān)站1、6、24h暴雨n=39年點(diǎn)繪在一張圖上,由圖(3.3.1可明顯看出,1h、6h、24h的暴雨頻率曲線在有用范圍內(nèi)無(wú)交叉和交叉趨勢(shì)。5.3.3.2長(zhǎng)短系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)比較從前表知,太平關(guān)站長(zhǎng)短系列的暴雨均值24h相對(duì)百分誤差為0.3%,結(jié)合圖(1.6.3),講明中山雨量站28年暴雨資料已具有一定的代表性。5.3.3.3與手冊(cè)法設(shè)計(jì)暴雨成果比較由“云南省暴雨徑流查算手冊(cè)”查得1h、6h、24h暴雨分不為28.0、47.0、67.0,Cv值分不為0.41、0.35、0.38。與表(3.1.2)實(shí)測(cè)暴雨成果比較,1h、6h、24h設(shè)計(jì)暴雨的相對(duì)誤差變化范圍分不為:20.4%~21.3%、22.4%~26.8%、11.8%~12.1%,兩種方法成果存在一定誤差,究其緣故是,由于兩種成果所使用的暴雨資料系列不一致,致使成果存在差異。盡管,“手冊(cè)”法與實(shí)際站點(diǎn)的資料系列不一致,但怎么講建立在實(shí)測(cè)資料的基礎(chǔ)之上,且通過(guò)較大區(qū)域性分析綜合確定,具有一定的代表性。從暴雨系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)穩(wěn)定度與系列長(zhǎng)度一致的一般性規(guī)律,從概率論中的大數(shù)定律知,樣本容量增加則代表性隨之增加,暴雨隨高程變化關(guān)系圖,是以太平關(guān)站n=39年長(zhǎng)系列,已含大、中、小年份的暴雨,因此本次設(shè)計(jì)暴雨采納實(shí)測(cè)成果是差不多合理可提供使用的。5.4.設(shè)計(jì)洪水5.4.1產(chǎn)匯流參數(shù)的確定鑒于設(shè)計(jì)流域無(wú)任何實(shí)測(cè)資料,產(chǎn)匯流計(jì)算采納“云南省暴雨徑流查算手冊(cè)”的參數(shù)。查“手冊(cè)”得:大口水庫(kù)流域中心處屬暴雨分區(qū)7、產(chǎn)流分區(qū)6、匯流分區(qū)6;計(jì)算產(chǎn)匯流參數(shù)的相關(guān)參數(shù)如下表5-9~5-10:表(5-9)云縣大口水庫(kù)流域特征及產(chǎn)匯流參數(shù)表參數(shù)項(xiàng)目HP(mm)CVCsF(km2)L(km)J(‰)暴雨區(qū)產(chǎn)流區(qū)匯流區(qū)流域特征0.110.1189.27661h320.373.5CV6h470.373.5CV24h700.403.5CV表(5-10)云縣大口水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果表設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)洪水P=0.33%P=0.5%P=3.33%P=5%Qmax(m3/s)2.92.61.91.5W24max(104m3)1.040.940.650.545.4.2結(jié)論經(jīng)綜合分析,考慮今后水庫(kù)的運(yùn)行安全,建議采納實(shí)測(cè)暴雨法推求的設(shè)計(jì)洪水成果。大口水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水選用實(shí)測(cè)暴雨法計(jì)算結(jié)果,成果差不多合理,可供使用。5.5調(diào)洪演算5.5.1水庫(kù)現(xiàn)有泄洪能力復(fù)核水庫(kù)現(xiàn)狀壩頂高程2009.00m,最大壩高8.0m,壩頂長(zhǎng)40.0m。溢洪道為土渠。放水洞型式為鑄鐵圓形,洞徑Ф0.2m,進(jìn)口底板高程為2003.00m。輸水涵管型式為埋沒φ200鑄鐵管,涵管長(zhǎng)45.0m,出口裝有凡爾閘一道作為工作閘門,無(wú)前置事故檢修閘。水庫(kù)正常蓄水位2008.00m。
表5-25水庫(kù)涵管泄流量表水位(m)水深(m)流量(m3/s)水位(m)水深(m)流量(m3/s)2004.500.0020050.50.1320061.50.1820072.50.2420083.50.305.5.2調(diào)度原則復(fù)核水庫(kù)現(xiàn)狀壩頂高程2009.00m,正常蓄水位2008.00m。從水庫(kù)實(shí)際情況動(dòng)身,本次防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核起調(diào)水位確定為從正常蓄水位2008.00m起調(diào)。5.5.3泄洪安全性復(fù)核水庫(kù)溢洪道為土渠,放水洞型式為鑄鐵圓形,洞徑Ф0.2m,進(jìn)口底板高程為2003.00m。輸水涵管型式為淹沒φ200鑄鐵管,涵管長(zhǎng)45.0m,出口裝有凡爾閘一道作為工作閘門,無(wú)前置事故檢修閘。最大下泄量0.3m3/s泄洪要求,溢洪道最大下泄流量1.5m3/s,可保證安全泄洪。,5.6壩頂高程復(fù)核5.6.1差不多資料(1)工程等級(jí)及建筑物級(jí)不:按《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000),水庫(kù)屬?。ǘ┬退畮?kù)工程,其要緊建筑物為5級(jí),次要建筑物為5級(jí)。(2)水庫(kù)特征水位及壩高水庫(kù)最大壩高8.0m,壩頂高程2009.00m。經(jīng)本次復(fù)核,各特征水位如下:校核洪水位2008.25m(本次復(fù)核值);設(shè)計(jì)洪水位2008.15m(本次復(fù)核值);正常蓄水位2008.00m(3)地震設(shè)防烈度:按《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2001),庫(kù)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.20g,相應(yīng)地震差不多烈度為Ⅷ度。(4)風(fēng)速:據(jù)氣象資料,水庫(kù)壩址區(qū)多年平均最大風(fēng)速為16.4m/s。(5)大壩參數(shù)水庫(kù)大壩上游壩坡平均坡比為1:2.5,下游壩坡平均坡比為1:2.2;據(jù)1:20000庫(kù)區(qū)地形圖,可量算得吹程為0.7km。5.6.2大壩超高復(fù)核按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)計(jì)算:Y=R+e+A式中:—壩頂超高(m);—最大波浪在壩坡上的爬高(m),—最大風(fēng)壅水面高度(m);—安全加高(m)。(1)波浪高、波長(zhǎng)波浪爬高的波高、波長(zhǎng)采納官?gòu)d水庫(kù)公式計(jì)算:式中:—累積頻率為5%的波高(m);—計(jì)算風(fēng)速(m/s),多年平均最大風(fēng)速16.4m/s,正常運(yùn)用情況取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍,特不運(yùn)用情況取多年平均最大風(fēng)速;—風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(m),取400m;—水域平均水深(m);—重力加速度,取9.81m2/s;—平均波長(zhǎng)(m);—壩迎水面前水深(m)。經(jīng)計(jì)算,平均波高=0.67m、=0.40m,平均波長(zhǎng)=7.58m、=5.05m。(2)波浪爬高采納以下公式計(jì)算:式中:—斜坡的糙率滲透性系數(shù),取0.75;—經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取1;—斜坡的坡度系數(shù)。經(jīng)計(jì)算,波浪爬高=0.63m、=0.40m。(3)最大風(fēng)壅水面高度采納以下公式計(jì)算:式中:—計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度(m);—綜合摩阻系數(shù),取3.6×10-6;—風(fēng)向與水域中的夾角(度)。經(jīng)計(jì)算,波浪爬高=0.003m、=0.001m。5.6.3工況組合(1)設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用情況超高,壩頂所需防護(hù)高程為2008.603m,低于現(xiàn)狀壩頂高程0.397m。(2)校核洪水位+特不運(yùn)用情況超高,壩頂所需防護(hù)高程為2008.931m,低于現(xiàn)狀壩頂高程0.069m。(3)正常水位+特不運(yùn)用情況超高+地震安全加高。壩頂所需防護(hù)高程為2008.98m,低于現(xiàn)狀壩頂高程0.002m。(4)正常水位+正常運(yùn)用情況超高,壩頂所需防護(hù)高程為2008.45m,低于現(xiàn)狀壩頂高程0.55m。表5-31水庫(kù)壩頂高程復(fù)核計(jì)算表工況水位(m)風(fēng)浪爬高(m)風(fēng)壅水高(m)安全加高(m)地震壅浪高(m)地震預(yù)留沉陷(m)計(jì)算壩高(m)設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用情況2008.150.150.0030.32008.603正常蓄水位+正常運(yùn)用情況2008.000.150.0030.32008.453校核洪水位+特不運(yùn)用情況2008.250.180.0010.52008.931正常蓄水位+特不運(yùn)用情況+地震安全加高2008.000.110.0010.50.100.102008.9815.6.4結(jié)論水庫(kù)現(xiàn)狀大壩壩頂高程為2009.00米,以上五種工況所需的最大壩頂高程為2009.98米,低于現(xiàn)狀大壩壩頂高程。因此,水庫(kù)大壩能夠滿足高程要求。6、結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)6.1大壩變形描述大口水庫(kù)上壩土料級(jí)配差,施工中碾壓方式落后,措施不力,施工工藝、施工質(zhì)量操縱不規(guī)范,導(dǎo)致壩土填筑壓實(shí)度低,而且在投入運(yùn)行的過(guò)程中,由于工程治理重視不足,以及資金缺乏,工程維修跟不上,工程老化現(xiàn)象嚴(yán)峻?,F(xiàn)狀大壩泥結(jié)石壩頂凸凹不平,上游壩面塊石護(hù)坡局部有凸凹不平現(xiàn)象。下游壩坡出現(xiàn)局部隆起變形,局部有蠕動(dòng)現(xiàn)象,隆起區(qū)平均高出正常坡面0.1~0.2m,最大隆起高度近0.4m。下游壩腳排水溝有淤堵和排水不通暢現(xiàn)象,棱體局部有坍塌。6.2大壩抗滑穩(wěn)定分析及評(píng)價(jià)(1)差不多參數(shù)確定據(jù)鉆孔原狀土的土工試驗(yàn)成果報(bào)告及大壩壩軸線滲透剖面圖知,大壩壩體壓實(shí)度低,大部分試樣滲透指標(biāo)達(dá)不到規(guī)范要求;大壩基礎(chǔ)屬于中等透水至強(qiáng)透水范圍地層。為真實(shí)反映大壩病害情況,結(jié)合壩體、壩基物理力學(xué)指標(biāo),將大壩壩體劃分為Ⅰ區(qū),倒濾體為Ⅱ區(qū),壩基為Ⅲ區(qū)。依照地質(zhì)勘探資料及土工試驗(yàn)成果報(bào)告,該工程壩基大部為基巖,受實(shí)驗(yàn)條件限制,本時(shí)期僅在大壩中鉆孔取樣,因此Ⅰ區(qū)計(jì)算指標(biāo)以平均值為主,Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)各指標(biāo)要緊參照工程類比取值,從而得出穩(wěn)定計(jì)算中的各區(qū)土料物理、力學(xué)指標(biāo)計(jì)算值見表6-1。大壩體各區(qū)土料物理力學(xué)指標(biāo)計(jì)算值表6-1分區(qū)天然容重γ(g/cm3)飽和容重γm(g/cm3)滲透系數(shù)(cm/s)凝聚力c(Kpa)內(nèi)摩擦角Φ(度)備注Ⅰ區(qū)1.651.823.8×10-423.7122.82壩體Ⅱ區(qū)2.42.81.0×10-2021倒濾體Ⅲ區(qū)2.72.93.0×10-44035壩基(2)壩體滲流計(jì)算壩體的浸潤(rùn)線和滲流量計(jì)算采納北京理正軟件設(shè)計(jì)研究所編制的《理正巖土系列滲流分析軟件(V4.0版)》進(jìn)行計(jì)算,壩體浸潤(rùn)線由本次地勘鉆孔資料揭示,其余水位線由此反推,并與理論計(jì)算的浸潤(rùn)線值比較。大壩壩體現(xiàn)狀滲流量計(jì)算結(jié)果見表6-2。大口水庫(kù)大壩壩體滲漏流量計(jì)算結(jié)果表表6-2庫(kù)水位(m)qQm3/d.mm3/天正常蓄水位2008.003.31240.6現(xiàn)狀運(yùn)行水位2008.002.83205.7經(jīng)計(jì)算大口水庫(kù)在正常蓄水位2008.00m時(shí),大壩壩體滲漏流量計(jì)算值為240.6m3/天;在現(xiàn)狀運(yùn)行水位2008.00m時(shí),大壩壩體滲漏流量計(jì)算值為205.7m3/天。此外,大壩存在滲漏,水庫(kù)滲漏損失嚴(yán)峻。(3)滲流變形分析計(jì)算方法:依照壩體、壩基土體的級(jí)配狀況,確定壩土、壩基可能的滲透變形類型,再依照壩體、壩基土料的物理力學(xué)指標(biāo)確定其臨界水力坡降(Jcr),據(jù)工程特點(diǎn)及重要性,確定相應(yīng)的安全系數(shù),求出同意水力坡降([J]),結(jié)合壩體的運(yùn)行情況,求出下游壩坡出逸點(diǎn)的出逸水力坡降(Je),最后進(jìn)行判不。依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)附錄M土的滲透變形判不,對(duì)水庫(kù)大壩壩土、壩基土進(jìn)行滲透變形判不:壩土壓實(shí)度低,滲透系數(shù)大,后壩坡局部滲漏。依照壩體、壩基土體的級(jí)配狀況,確定壩土、壩基可能的滲透變形類型,再依照壩體、壩基土的物理力學(xué)指標(biāo)確定其臨界水力比降(Jcr)。本工程壩基為基巖強(qiáng)風(fēng)化,不存在流土和管涌現(xiàn)象,因此只是針對(duì)壩土進(jìn)行判不,判不公式如下。df——粗細(xì)粒的區(qū)分粒徑(mm);d70——小于該粒徑的含量占總土重70%的顆粒(mm);d10——小于該粒徑的含量占總土重10%的顆粒(mm);Pc——土的細(xì)粒顆粒含量,以質(zhì)量百分率計(jì)(%);Cu——土粒不均勻系數(shù)。關(guān)于不均勻系數(shù)大于5的不連續(xù)級(jí)配土采納下列方法判不:A、流土變形:Pc≥35%B、過(guò)渡型取決于土的密度、粒級(jí)、形態(tài):25%≤Pc<35%C、管涌:Pc<25%流土的臨界水力比降的確定方法:Jcr=(Gs-1)(1-n)式中:Jcr——土的臨界水力比降;Gs——土的顆粒密度與水的密度之比(比重);n——土的孔隙率(%)。管涌型或過(guò)渡型的臨界水力比降的確定方法:式中:d5、d20——分不占總土重的5%和20%的土粒粒徑(mm)。據(jù)土工試驗(yàn)知:d70=0.55,d10=0.004,Cu=10.5。=0.047小于0.047mm細(xì)顆粒含量約Pc為48%;即:Pc=48%>35%;故:壩土?xí)a(chǎn)生流土變形。據(jù)土工試驗(yàn)知:Gs=2.73,n=52.4%Jcr=(Gs-1)(1-n)=(2.73-1)(1-52.4%)=0.889故:壩土的臨界水力比降為0.889。(4)壩基土滲透變形判不壩基無(wú)試驗(yàn)資料,按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄M表M《無(wú)粘性土同意水力比降表》選用同意水力比降經(jīng)驗(yàn)值,其滲透變形為過(guò)渡型,同意比降為0.25~0.40。水力坡降安全系數(shù):壩體kc=2,基礎(chǔ)kc=2,計(jì)算結(jié)果見表6-3。大壩滲透變形計(jì)算結(jié)果表6-3庫(kù)水位(m)計(jì)算參數(shù)壩體備注Ⅰ區(qū)正常蓄水位2008.00Jcr0.889Kc2[J]0.445Je0.22現(xiàn)狀運(yùn)行水位2008.00Jcr0.889勘測(cè)時(shí)期Kc2[J]0.445Je0.24依照以上計(jì)算結(jié)果,在正常水位情況下大壩壩體臨界水力坡降Jcr為0.889,同意水力坡降J為0.445,下游壩坡逸出點(diǎn)水力坡降Jc為0.22小于同意水力坡降值;在現(xiàn)狀運(yùn)行水位情況下大壩壩體臨界水力坡降Jcr為0.889,同意水力坡降J為0.445,下游壩坡逸出點(diǎn)水力坡降Jc為0.24小于同意水力坡降值,理論上可不能發(fā)生滲透變形。但由于大壩壩體填筑土料級(jí)配差,土料不均一,碾壓質(zhì)量較差,密度較低,現(xiàn)狀大壩存在壩體發(fā)生滲透變形的可能。因此,結(jié)合實(shí)際情況分析,大壩潛在滲流破壞要緊表現(xiàn)為流土破壞,存在發(fā)生滲透變形的可能。(5)抗滑、抗震穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算大口水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩,壩體穩(wěn)定計(jì)算按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)的規(guī)定,計(jì)算采納畢肖普法計(jì)算,瑞典圓弧法復(fù)核,地震作用力按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL203-97)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算?;⊥馏w的地震荷載按靜力法考慮,即在土條上直接作用其地震慣性力。浸潤(rùn)線采納表5-2計(jì)算結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算。壩坡穩(wěn)定計(jì)算采納中國(guó)水利水電科學(xué)研究院陳祖煜教授開發(fā)的《土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析程序》,計(jì)算成果詳見表6-4。
大口水庫(kù)現(xiàn)狀大壩壩體抗滑、抗震穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表表6-4工作條件序號(hào)計(jì)算工況簡(jiǎn)化畢肖普法安全性分級(jí)抗滑安全系數(shù)規(guī)范同意值正常運(yùn)用工況上游1設(shè)計(jì)洪水位2248.70m,無(wú)地震1.8961.25A2正常蓄水位2248.00m,無(wú)地震1.516A3現(xiàn)運(yùn)行水位2246.45m,無(wú)地震1.897A4死水位2231.40m,無(wú)地震1.881A5正常蓄水位2248.00m緩降到死水位2231.40m,無(wú)地震1.795A下游1設(shè)計(jì)洪水位2248.70m,無(wú)地震1.366A2正常蓄水位2248.00m,無(wú)地震1.417A3現(xiàn)運(yùn)行水位2246.45m,無(wú)地震1.314A4死水位2231.40m,無(wú)地震1.664A特不運(yùn)用Ⅰ上游1校核洪水位2249.01m,無(wú)地震1.9181.15A下游1校核洪水位2249.01m,無(wú)地震1.091C特不運(yùn)用Ⅱ上游1設(shè)計(jì)洪水位2248.70m+地震1.3481.10A2正常蓄水位2248.00m+地震1.436A3現(xiàn)運(yùn)行水位2246.45m+地震1.37A4死水位2231.40m+地震1.328A5正常蓄水位2248.00m緩降到死水位2231.40m,+地震1.255A下游1設(shè)計(jì)洪水位2248.70m+地震0.851C2正常蓄水位2248.00m+地震1.237A3現(xiàn)運(yùn)行水位2246.45m+地震1.205A4死水位2231.40m+地震1.185A依照穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果,大口水庫(kù)大壩特不運(yùn)用工況Ⅰ的下游壩坡安全系數(shù)為1.091,小于規(guī)范值1.15,特不運(yùn)用工況Ⅱ的下游壩坡在設(shè)計(jì)洪水位加地震時(shí)壩坡安全系數(shù)為0.851,小于規(guī)范值1.10,不滿足要求,其余各水位在各種工況下均能滿足規(guī)范要求。大壩在正常運(yùn)行時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài),而特不運(yùn)行工況不能完全滿足穩(wěn)定要求,須進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。6.3近壩庫(kù)岸及結(jié)合部穩(wěn)定安全評(píng)價(jià)庫(kù)區(qū)周圍地形自然坡度30~40°,巖層傾角大于地形坡度,穩(wěn)定性較好。近壩岸坡基巖不存在滑動(dòng)的邊界條件,水庫(kù)運(yùn)行多年,未發(fā)覺規(guī)模較大的滑坡、倒塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象,庫(kù)岸穩(wěn)定性較好。6.4輸泄水建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全評(píng)價(jià)大口水庫(kù)溢洪道為土渠。輸泄水建筑物為壩下涵管。6.4.1輸泄水涵管現(xiàn)狀描述輸泄水涵管處于右壩肩靠近山體部位,位于大壩壩體內(nèi),全長(zhǎng)45.0m,為φ200mm的鑄鐵管,進(jìn)口底板高程為2003.00m,出口裝有凡爾閘一道作為工作閘門,設(shè)計(jì)最大放水量為0.3m3/s。溢洪道布置于壩體左岸,為土渠,全長(zhǎng)45m,最大泄流量1.5m3/s。輸水涵坐落于γ51印支期全風(fēng)化花崗巖上,洞身外圍存在接觸滲水,穩(wěn)定較差。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查存在以下問(wèn)題:(1)輸泄水涵管為有壓壩內(nèi)埋管,且未設(shè)前置事故檢修閘,安全性能得不到保障;(2)輸泄水涵管管身及工作凡爾閘銹蝕嚴(yán)峻,啟閉絲桿銹蝕并扭曲變形,部分絲牙嚴(yán)峻磨損,啟閉困難,而且關(guān)閉不嚴(yán)產(chǎn)生噴射狀漏水;(3)涵管外壁與壩土接觸帶涌水嚴(yán)峻;(4)泥、沙入庫(kù),淤積嚴(yán)峻,造成死庫(kù)容填滿,涵管進(jìn)口經(jīng)常被堵塞,應(yīng)急能力較差。(5)溢洪道堵塞嚴(yán)峻,未襯砌。6.4.2輸泄水涵管水力計(jì)算復(fù)核按有壓管道流量計(jì)算公式計(jì)算,得其過(guò)流能力與庫(kù)水位的關(guān)系見表6-11。表6-11不同庫(kù)水位時(shí)涵管過(guò)流能力計(jì)算表水位(m)水深(m)流量(m3/s)水位(m)水深(m)流量(m3/s)2004.500.0020050.50.1320061.50.1820072.50.2420083.50.30復(fù)核結(jié)果表明:輸泄水涵管的現(xiàn)狀最大過(guò)流能力為0.3m3/s,溢洪道最大過(guò)流能力為1.5m3/s,已能夠滿足泄洪要求。6.5大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)、安全等級(jí)依照大口水庫(kù)大壩抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算結(jié)果和輸泄水建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全評(píng)價(jià),結(jié)合《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258-2000),對(duì)大口水庫(kù)的大壩結(jié)構(gòu)安全作出如下結(jié)論:(1)據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和地質(zhì)復(fù)核結(jié)論,大壩筑壩土料級(jí)配差,填筑壓實(shí)度低于現(xiàn)行規(guī)范值要求。目前壩體形態(tài)不規(guī)整,上、下游壩坡明顯變形,下游壩坡凸凹不平,棱體沉陷,局部有坍塌。(2)壩體下游壩坡在穩(wěn)定滲流期的現(xiàn)狀運(yùn)行水位、正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位情況下,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)分不為1.862、1.860、1.857,均大于現(xiàn)行規(guī)范值(1.25),大壩下游壩坡抗滑穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求;上游壩坡在水位從正常蓄水位緩慢降落至最不利水位2004.5m時(shí),其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.260,僅略大于現(xiàn)行規(guī)范值(1.25),大壩上游壩坡抗滑穩(wěn)定性較差。(3)輸泄建筑物的現(xiàn)狀最大過(guò)流能力為1.53m3/s,已能夠滿足泄洪要求,足要求,泥、沙入庫(kù),淤積嚴(yán)峻,造成死庫(kù)容填滿,涵管進(jìn)口經(jīng)常被堵塞,應(yīng)急能力較差。綜合評(píng)定大口水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)安全為B級(jí)。建議對(duì)大口水庫(kù)壩體進(jìn)行培厚處理;翻修排水棱體;對(duì)現(xiàn)狀輸水涵管進(jìn)行更換;加固襯砌溢洪道。
7、滲流安全評(píng)價(jià)7.1原設(shè)計(jì)、施工的滲流操縱措施評(píng)價(jià)據(jù)施工回憶,鑒于當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和治理等方面條件的限制,大口水庫(kù)始建時(shí)未對(duì)樞紐區(qū)進(jìn)行任何地質(zhì)勘探工作,施工時(shí)壩基及兩岸壩肩未采取任何防滲措施,工程施工條件較差,對(duì)壩基和岸坡的處理均采納人工操作,對(duì)壩肩耕作層的樹木、雜草等及壩基清理不完全、清理層厚度普遍為0.8~1.2m,未設(shè)壩基截水槽、壩肩結(jié)合槽,清基不完全。據(jù)本次勘探資料揭示,壩基地層要緊為γ51印支期花崗巖,厚度約30~50m,土體壓縮性大,依照取樣試驗(yàn)結(jié)果,壓縮系數(shù)為a1-2=0.28~0.5Map-1,土體壓縮性較大,均一性較差,巖性軟弱,飽和度高,抗剪強(qiáng)度低。透水率屬弱~中等透水地層。壩基存在一定滲漏問(wèn)題。7.2大壩現(xiàn)狀滲流情況評(píng)價(jià)7.2.1大壩現(xiàn)狀滲流情況(1)實(shí)測(cè)資料滲漏量隨蓄水位升高而加大,大壩下游壩坡中下部壩面潮濕,浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)高,后壩坡高程2004.50~2005.40m面積約46m2范圍差不多沼澤化,在庫(kù)水位2008.00m時(shí),潮濕面積為219.5m2。(2)分析目前滲漏情況對(duì)大壩的危害A、滲漏量逐年增大通過(guò)歷年滲漏觀測(cè)資料的分析,大壩的滲漏量呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。近年來(lái),壩體的集中出逸點(diǎn)滲漏量逐年增加。B、壩面滲透破壞本次巡視發(fā)覺,壩體下游壩坡大面積潮濕,從左至右呈弧形(左岸、右岸高,壩坡中部低)分布,其中左壩端有集中出水點(diǎn),出水點(diǎn)附近呈浸潤(rùn)現(xiàn)象,右壩端壩腳結(jié)合部有多處集中漏水點(diǎn)。C、浸潤(rùn)線異常在相同庫(kù)水位條件下,下游壩面左右壩端水流出逸位置均高于計(jì)算值,在現(xiàn)狀運(yùn)行水位2007.00m下,壩體下游壩坡出逸點(diǎn)附近呈大面積常年浸濕。由于長(zhǎng)期受滲漏水流的浸泡,土料力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)逐年衰減,在滲透力的誘導(dǎo)下,會(huì)引起壩坡的抗滑穩(wěn)定性顯著降低。(3)監(jiān)測(cè)資料分析為了查明大壩的滲漏水量及滲漏緣故,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔進(jìn)行了孔內(nèi)水文地質(zhì)試驗(yàn)及水位觀測(cè)等工作,結(jié)果顯示,壩體壩基、壩土透水性指標(biāo)均較大。壩土為灰黃、棕紅、灰黑色粉質(zhì)粘土,結(jié)構(gòu)疏松、含砂量較高,為黑云母二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化物,滲透系數(shù)k=1.85×10-2~1.10×10-3cm/s,屬中等透水層。壩基為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,屬弱~中等透水層。(4)監(jiān)測(cè)資料評(píng)價(jià)大口水庫(kù)壩體填筑土料級(jí)配差,質(zhì)量不合格,碾壓時(shí)質(zhì)量操縱不規(guī)范,壓實(shí)度低。壩體結(jié)構(gòu)分區(qū)性及透水指標(biāo)差異性的存在,易在各區(qū)壩土料之間形成連續(xù)的透水帶,進(jìn)一步進(jìn)展為連續(xù)的軟化帶,不僅加劇壩體滲漏,還造成壩體變形量大甚至出現(xiàn)壩坡滑動(dòng)。7.2.2滲透流量及滲透變形計(jì)算(1)差不多資料A、水庫(kù)特征水位:正常蓄水位2008.00m;設(shè)計(jì)洪水位2008.15m(本次復(fù)核值);校核洪水位2008.25m(本次復(fù)核值);死水位2004.50m。(2)滲流量計(jì)算計(jì)算采納巴甫洛夫斯基~達(dá)赫勒分段計(jì)算法,按不透水地基上的均質(zhì)土壩進(jìn)行計(jì)算。由于壩體、壩基土料具有分區(qū)特點(diǎn)且各區(qū)土料的滲透系數(shù)不均相同,因此,計(jì)算時(shí)按分層土體的滲透性計(jì)算公式,求出壩體、壩基的滲透系數(shù)(k綜合),再依照壩體實(shí)測(cè)浸潤(rùn)線進(jìn)行滲流反演分析,得到壩體、壩基的擬合滲透系數(shù)(k擬合),據(jù)此求出壩體最大橫斷面時(shí)的單寬滲透流量(q),最后得到整個(gè)壩體、壩基的總滲透流量(Q),計(jì)算結(jié)果見表7-7。表7-7壩體滲漏流量計(jì)算結(jié)果庫(kù)水位(m)qQ備注L/s.mL/s正常蓄水位2008.00m0.1310.44計(jì)算值現(xiàn)狀運(yùn)行水位2007.00m0.1279.14計(jì)算值36.00實(shí)測(cè)值從計(jì)算結(jié)果知,大口水庫(kù)壩體在正常蓄水位2008.00m時(shí)的壩體滲透流量計(jì)算值為10.44L/s,在現(xiàn)狀運(yùn)行水位(2007.00m)下的壩體滲漏流量計(jì)算值為9.14L/s,對(duì)比水庫(kù)現(xiàn)狀滲漏量,表明壩體滲流異常嚴(yán)峻。(3)滲透變形計(jì)算a、計(jì)算方法:依照壩體、壩基土體的級(jí)配狀況,確定壩土、壩基可能的滲透變形類型,再依照壩體、壩基土料的物理性質(zhì)指標(biāo)確定其臨界水力坡降(Jcr),依據(jù)工程特點(diǎn)及重要性,確定相應(yīng)的安全系數(shù),求出同意水力坡降([J]);結(jié)合壩體的運(yùn)行情況,求出下游壩坡出逸點(diǎn)的出逸水力坡降值(J),最后進(jìn)行判不。ⅰ、壩體土的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)分不為:,式中:—占總土重60%的顆粒粒徑(mm);—占總土重10%的顆粒粒徑(mm)。關(guān)于壩土,結(jié)合顆粒分析曲線求得=7.80,=1.04,=0.0.32mm,PC=35.52%,=7.8>5,=1.04,因此該土的級(jí)配是良好的。關(guān)于不均勻系數(shù)大于5的連續(xù)級(jí)配土,PC=35.52%≤=41.67%發(fā)生管涌破壞。關(guān)于壩基,結(jié)合顆粒分析曲線求得=6.91,=1.005,=0.341mm,PC=33.42%,=6.91>5,=1.005,因此該土的級(jí)配是良好的。關(guān)于不均勻系數(shù)大于5的連續(xù)級(jí)配土,PC=33.42%≦1/(4(1-n))=43%;發(fā)生管涌破壞。管涌型臨界水力比降式中:,—分不占總土重的5%,20%的土粒粒徑(mm);—土的比顆粒密度與水的密度之比;—土的孔隙比;c、計(jì)算結(jié)果壩體、壩基土料以含細(xì)粒土砂為主,依照以上計(jì)算,其可能的滲透變形類型為管涌破壞。壩體、壩基滲透變形計(jì)算結(jié)果見表7-8。表7-8壩體、壩基滲透變形計(jì)算結(jié)果庫(kù)水位(m)計(jì)算參數(shù)壩體壩基1區(qū)2區(qū)3區(qū)5區(qū)正常蓄水位(2008.00)臨界水力坡降Jcr0.510.52安全系數(shù)F2.52.5容許水力坡降[J]0.200.21出逸水力坡降J0.160.35現(xiàn)狀運(yùn)行水位(2007.00)臨界水力坡降Jcr0.510.52安全系數(shù)F2.52.5容許水力坡降[J]0.200.21出逸水力坡降J0.140.33備注排水棱體強(qiáng)風(fēng)化灰黃黑色黑云母二長(zhǎng)花崗巖(C)分析依照計(jì)算結(jié)果,壩體在正常蓄水位情況下,出逸水
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