水庫大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告

大壩安全綜合評(píng)價(jià)1.1工程概況XX水庫地處XX市XX區(qū)XX鎮(zhèn)XX村河段，距XX鎮(zhèn)3km,距XX區(qū)約6?5km,有簡(jiǎn)易公路直達(dá)壩址。XX水庫屬湘江水系，位于XX—支流上游。壩址以上控制集雨面積1?2km2，干流長(zhǎng)0.8km,干流平均坡降6%。。水庫正常蓄水位250?25m，正常庫容23xl04m3,總庫容29.32xl04m3（本次復(fù)核），是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小（2）型水利工程。XX水庫灌溉面積l200畝。樞紐主要由大壩、溢洪道、輸水涵管等建筑物組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程252?33m，壩頂軸線總長(zhǎng)90?0m,壩頂寬3?6m，最大壩高16.7m。上游壩坡設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)高程245?4m,壩坡坡比：壩腳至一級(jí)平臺(tái)1:3.35,—級(jí)平臺(tái)至壩頂1:2?66；下游壩坡設(shè)有二級(jí)平臺(tái)，一級(jí)平臺(tái)高程246?8m,二級(jí)平臺(tái)高程241?9m,壩腳至二級(jí)平臺(tái)坡比1:7.5,為排水棱體,二級(jí)平臺(tái)至—級(jí)平臺(tái)邊坡坡比1:2.15,—級(jí)平臺(tái)至壩頂邊坡坡比1:2.36,內(nèi)外無護(hù)坡。溢洪道位于右壩肩，為正槽式寬頂堰，堰頂高程250?25m，溢流前緣凈寬3?Om，下游無消能設(shè)施。灌溉輸水設(shè)施位于左壩端,由輸水臥管和涵管組成。臥管為漿砌石結(jié)構(gòu),全長(zhǎng) 40m,直徑①=1.0m,共有7個(gè)孔□直徑為0.25m的放水孔，由鑄鐵翻板閘門控制放水。涵管為漿砌塊石圓形涵，直徑為O?5m,全長(zhǎng)75m，進(jìn)□底板高程240?03m,出□底板高程237?44m,設(shè)計(jì)灌溉流量0.1m3/s。水庫自投入運(yùn)行以來,充分發(fā)揮了防洪保安、灌溉、養(yǎng)殖等作用,對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn),社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著?，F(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)及存在的主要問題XX水庫于1958年開工，1959年竣工并投入運(yùn)行。由于工程是當(dāng)?shù)財(cái)?shù)千村民集體填筑而成，屬于非專業(yè)隊(duì)伍施工。施工隊(duì)伍龐大,又缺少專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),因此大壩填筑時(shí)施工質(zhì)量無法控制,存在壩基清基不徹底、壩體填筑碾壓欠密實(shí)等施工缺陷。水庫投入運(yùn)行后,出現(xiàn)了壩體散浸與滲漏問題、壩體與壩基接觸界面散浸與滲漏、壩基滲漏、輸水設(shè)施破裂等險(xiǎn)情隱患,大壩—直帶病工作,近年來汛期與正常蓄水位附近運(yùn)行時(shí)壩體散浸問題更為嚴(yán)重,水庫—直處于控制蓄水位的帶病運(yùn)行狀況,無法正常發(fā)揮水庫的效益。為鑒定水庫大壩的安全狀況,確保工程安全運(yùn)行,我院受業(yè)主委托,對(duì)XX水庫大壩進(jìn)行安全評(píng)價(jià)和分析論證。本工程大壩安全論證報(bào)告于2009年3月完成。本次安全論證為查明XX水庫大壩工程地質(zhì)條件及工程質(zhì)量，對(duì)大壩的工程質(zhì)量進(jìn)行了勘探及現(xiàn)場(chǎng)檢查。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)資料和現(xiàn)場(chǎng)檢查情況分析，XX水庫大壩主要存在以下問題：（1）壩基、壩肩滲漏嚴(yán)重，壩坡散浸；（2）大壩內(nèi)外坡均未護(hù)坡，局部出現(xiàn)沖刷塌陷現(xiàn)象；（3）放水涵洞漏水較大，斷裂或堵塞；（4）溢洪道進(jìn)口及槽內(nèi)堆渣淤塞嚴(yán)重，出口無消能設(shè)施，存在邊坡穩(wěn)定問題；（5）工程老化，年久失修，缺少通訊、觀測(cè)等基礎(chǔ)設(shè)施，不能正常發(fā)揮效益，對(duì)下游威脅嚴(yán)重1.3工程質(zhì)量評(píng)價(jià)為確保大壩安全運(yùn)行，便于制定有效可行的除險(xiǎn)加固處理措施，我院受XX市XX區(qū)水利局的委托，按照《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ SL55-2005）、《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL258-2000）和《水庫大壩安全鑒定辦法》等規(guī)程規(guī)范的要求，采用地質(zhì)測(cè)繪、工程鉆探、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)土工試驗(yàn)等綜合手段對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)、評(píng)價(jià)。1.3.1工程地質(zhì)條件工程區(qū)屬于剝蝕構(gòu)造低山、丘陵區(qū)地貌，山頂標(biāo)高280—300m,相對(duì)高差35一55m,山坡坡角15。—25。。區(qū)內(nèi)出露地層主要為石炭系下統(tǒng)大塘組（C1d1）灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，巖體表部強(qiáng)風(fēng)化厚2.0—5.5m。其次為第四系殘坡積（Qedl）含碎石粉質(zhì)粘土和沖積（Q4al）棕黃色粉質(zhì)粘土和砂卵礫石。本區(qū)大地構(gòu)造地處新華夏構(gòu)造體系南嶺東西復(fù)雜構(gòu)造帶中段北部, XX嶺背斜西北翼。區(qū)內(nèi)挽近期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以整體間歇性上升為主,歷史上無破壞性地震記載。根據(jù)1/400萬《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》,本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0?35s。相應(yīng)的地震基本烈度為VI度，工程區(qū)屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。地下水類型有貯藏于第四系松散地層中的孔隙潛水和貯藏于白云質(zhì)灰?guī)r裂隙中的巖溶裂隙水兩類,前者為中等富水地層,后者水量豐富。地下水接受大氣降水的下滲補(bǔ)給,以下降泉形式排泄于溝谷低洼處。地下水動(dòng)態(tài)隨季節(jié)變化明顯。主要工程地質(zhì)問題為：1）壩基滲漏問題：河床壩基為石炭系下統(tǒng)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，壩基淺部巖體為強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，溶蝕裂隙較發(fā)育，寬約0.2—0?5cm，充填碎石和泥，約2條/m,淺部巖體透水性強(qiáng)，鉆孔壓水試驗(yàn)透水率q=21.5—29?8Lu，為中等透水帶。另外據(jù)當(dāng)?shù)卮迕穹从?，施工時(shí)，對(duì)壩基表部溶蝕風(fēng)化溝槽未進(jìn)行任何處理即進(jìn)行填筑,也沒有作防滲處理,從而為壩基滲漏留下隱患。2）壩肩滲漏問題：壩肩滲漏主要發(fā)生在壩體與山體接觸帶部位,其表現(xiàn)形式為散浸和滲水。根據(jù)水庫多年運(yùn)行觀測(cè)資料,隨庫水位升高,散浸面積擴(kuò)大,滲水處流量增大。滲漏產(chǎn)生的原因一是壩肩表部的第四系松散堆積物沒有徹底清除,直接將壩體填筑在孔隙度偏大,結(jié)構(gòu)較松散的殘坡積土層上；二是由于壩肩表部基巖強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài),溶溝、溶槽及溶隙較發(fā)育,充填含碎石粘土,透水性較大。綜上所述,造成了壩肩接觸部位的滲漏。3）壩坡散浸、塌陷變形問題：水庫蓄水后,左、右壩端下游坡均不同程度存在散浸和滲漏現(xiàn)象,且隨庫水位的增高,其面積和滲水量加大。其產(chǎn)生的原因主要是壩體填土質(zhì)量差,壩體填土為就近山坡殘坡積土體,碎石含量較高,結(jié)構(gòu)松散,成份雜；再之是由于限于當(dāng)時(shí)的施工條件,僅為人工用石塊夯壓,填土沒有壓實(shí),孔隙比較大。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中,造成壩體散浸和滲漏。另外,大壩從建成到運(yùn)行至今,由于壩內(nèi)放水涵洞破裂漏水,使得附近土體飽和軟化,產(chǎn)生沉陷變形,從而導(dǎo)致上部壩體局部出現(xiàn)塌陷。壩基和岸坡開挖與處理地質(zhì)測(cè)繪、鉆探查明：大壩填筑時(shí),壩基清基不徹底、不符合設(shè)計(jì)清基要求。壩肩清基時(shí)只清除了地表根系土層,兩岸山坡地表殘留了厚1.0m左右的殘坡積含碎石粉質(zhì)粘土。鉆孔注水試驗(yàn)測(cè)得土層的滲透系數(shù)K=4?3T0-4cm/s，具中等透水性。大壩填筑前，未采取任何措施對(duì)上述透水土層進(jìn)行防滲處理,留下壩肩滲漏的工程隱患。建筑物質(zhì)量評(píng)價(jià)1.3.3.1壩體填筑土質(zhì)量評(píng)價(jià)大壩壩體主要由以礫質(zhì)粘土為主,含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土填筑而成。土層稍濕、可塑,土中粘粒含量25%—49%；含水量18.0%—32.6%；滲透系數(shù)K=4?3x10-4Cm/s；干密度1.37—1.57g/cm3；孔隙比0.735—0.971。上述參數(shù)基本符合土壩填筑質(zhì)量指標(biāo)要求,大壩填土具中等透水性。由于工程區(qū)附近地表大部分為第四系殘坡積層含碎石粘土覆蓋,碎石含量較高,無優(yōu)質(zhì)筑壩土料產(chǎn)地，土質(zhì)較差，壓實(shí)相對(duì)困難；另據(jù)經(jīng)歷大壩填筑施工的村民反映，大壩填筑施工時(shí)施工隊(duì)伍龐大，實(shí)行分區(qū)填筑，各區(qū)進(jìn)土厚度不一致、上升速度不同，造成填土接合面多、碾壓欠密實(shí)，甚至存在局部漏壓等質(zhì)量缺陷，施工質(zhì)量無法保證。因此，綜合各種因素、試驗(yàn)指標(biāo)分析評(píng)價(jià)：大壩填筑質(zhì)量整體較差。1.3.3.2壩體工程隱患及處理由于大壩本身填筑質(zhì)量較差，經(jīng)過50多年的運(yùn)行，受雨水洗刷、庫水波浪浪蝕等自然災(zāi)害影響，近年來出現(xiàn)許多險(xiǎn)情隱患，主要險(xiǎn)情隱患有：背水壩坡及壩腳附近散浸點(diǎn)多，其中243.0m高程面積為7.0m2的散浸；迎水壩坡中部248.0m高程、背水壩坡中部249.0m附近分別出現(xiàn)面積達(dá)5.5、6.5m2、深達(dá)1.0—1.5m的塌陷坑；下游壩腳堆石棱體塊石強(qiáng)烈風(fēng)化破碎，孔隙已被壩坡流失土堵塞，地表雜草叢生，導(dǎo)滲、排水功能已喪失。迎水壩坡風(fēng)浪淘蝕嚴(yán)重，壩面坑坑洼洼。由于經(jīng)費(fèi)制約，只對(duì)壩坡塌陷進(jìn)行了回填處理；壩坡散浸、迎水壩坡浪蝕嚴(yán)重等險(xiǎn)情隱患得不到治理，為確保大壩安全運(yùn)行，不得不采取控制水庫蓄水位的措施，工程效益無法得到正常發(fā)揮。1.3.3.3壩體施工質(zhì)量評(píng)價(jià)1）大壩填筑施工由當(dāng)?shù)卮迕裢瓿?，?duì)大壩清基未引起重視，壩肩表部殘留具中等透水性的殘坡積含碎石粘土，留下壩基、壩肩滲透的工程隱患。2）大壩填筑施工采用大兵團(tuán)作戰(zhàn)形式，施工質(zhì)量無法控制，存在填土混雜、填土厚度和上升速度不一致，導(dǎo)致分層界面多、碾壓欠密實(shí)且局部漏壓等質(zhì)量缺陷。水庫蓄水后，庫水沿土中孔隙向下游產(chǎn)生滲透，導(dǎo)致背水壩坡出現(xiàn)散浸、壩坡塌陷等險(xiǎn)情；近年來險(xiǎn)情日趨嚴(yán)重，造成水庫處于控制蓄水位的帶病運(yùn)行狀況。3） 大壩內(nèi)外坡均未護(hù)坡，局部出現(xiàn)沖刷塌陷現(xiàn)象；4） 放水涵洞漏水較大，斷裂及堵塞；5） 溢洪道進(jìn)口及槽內(nèi)堆渣淤塞嚴(yán)重，出口無消能設(shè)施，存在邊坡穩(wěn)定問題；6） 工程老化，年久失修，缺少通訊、觀測(cè)等基礎(chǔ)設(shè)施，不能正常發(fā)揮效益，對(duì)下游威脅嚴(yán)重。綜合各方面因素分析，大壩填筑等施工質(zhì)量整體較差。1.3.3.4工程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、結(jié)合工程鉆探、土工試驗(yàn)成果以及主要建筑物在運(yùn)行中存在的險(xiǎn)情隱患綜合分析，參照《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258-2000)大壩安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定該工程質(zhì)量不合格。大壩運(yùn)行管理評(píng)價(jià)大壩設(shè)計(jì)及施工情況XX水庫興建于1958年，原為小II型水庫，壩高16?7m,壩頂軸線長(zhǎng)90m0,臥管放水，灌溉共有5全村受益16個(gè)組,即曾家、八十八、窄下橋、XX、周家、左家等，灌區(qū)面積共1200畝水田，人口1000人。歷年運(yùn)行中出現(xiàn)的問題1999年汛期時(shí)溢洪道右岸出現(xiàn)過山體滑坡，已砌筑石墻；2001年，庫內(nèi)左側(cè)距大壩80m處離庫底2m位置出現(xiàn)一直徑30cm的漏水孔，漏水繞過大壩，從壩后端15m長(zhǎng)的石洞流出，當(dāng)年冬季用砼封堵，并在庫內(nèi)左側(cè)壩進(jìn)行了約 300m2寬的混凝土面板鋪設(shè)處理，但未解決漏水問題，漏水不斷，嚴(yán)重威脅大壩安全。水庫調(diào)度XX水庫運(yùn)行四十多年來，合理科學(xué)調(diào)度，滿足興利用水要求，有效保證了下游農(nóng)田用水需求。工程效益XX水庫自建庫以來，經(jīng)各級(jí)水利部門科學(xué)調(diào)度，較好地發(fā)揮了水庫的綜合效益，為XX鎮(zhèn)水利事業(yè)發(fā)揮了較大的作用。灌溉：增強(qiáng)了灌區(qū)的抗災(zāi)能力，提高了灌區(qū)保證率，是 XX鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)的一大經(jīng)濟(jì)命脈。多種經(jīng)營(yíng)：利用有利的水利條件，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)，隨著社會(huì)的發(fā)展，旅游休閑業(yè)也隨之興起，為盤活經(jīng)濟(jì)，增產(chǎn)、增收發(fā)揮了積極推動(dòng)作用。大壩安全監(jiān)測(cè)由于建設(shè)時(shí)因經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件限制，未建立相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)施，大壩位移、壩體浸潤(rùn)線等觀測(cè)都無法開展，不能監(jiān)測(cè)大壩的安全現(xiàn)狀。大壩運(yùn)行管理綜合評(píng)價(jià)根據(jù)《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258—2000)有關(guān)規(guī)定，XX水庫大壩運(yùn)行管理綜合評(píng)價(jià)為較好。1.5防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核1.5.1洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000),XX水庫為山丘區(qū)土石壩，屬V等工程，其主要建筑物按5級(jí)設(shè)計(jì),相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水P=2%，即20年一遇校核洪水P=0.2%，即200年一遇原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，不滿足規(guī)范的要求。1.5.2設(shè)計(jì)洪水XX水庫沒有水文站，無實(shí)測(cè)資料，本次主要采用我省《暴雨洪水查算手冊(cè)》的經(jīng)驗(yàn)單位線和推理公式兩種方法推求設(shè)計(jì)洪水，主要計(jì)算復(fù)核成果見表1.5-1。XX水庫天然設(shè)計(jì)洪水成果表1.5-1時(shí)間計(jì)算方法項(xiàng)目頻率(%)備注0.5510本次成果推理公式Q（m3/s）m13.59.47.9采用W3總（萬m）271815原設(shè)計(jì)Q（m3⑸mW3總（萬m）1.5.3調(diào)洪演算溢洪道為無閘門控制的正槽開敞式寬頂堰，堰頂高程250?25m,堰寬3?Om。本次計(jì)算采用無泄量控制的方式，基本過程是：從正常蓄水位250.25m起調(diào)，當(dāng)入庫流量大于溢洪道的泄流能力時(shí)，庫水位上漲，水庫滯洪；至入庫洪水流量等于溢洪道的泄流能力時(shí)，水庫水位達(dá)到該次洪水的最高水位；隨后，入庫洪水流量小于溢洪道的泄流能力，庫水位下降。為安全起見，泄流量中不計(jì)灌溉流量。調(diào)洪演算結(jié)果見表1.5-2。XX水庫調(diào)洪結(jié)果表表1.5-2

洪水頻率(%)洪峰流量(m3/s)—水—(m)最大泄量 (m3/s)0.5187252.025129251.616.981.5.4大壩等主要建筑物抗洪能力復(fù)核根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274—2001)的有關(guān)規(guī)定，對(duì)大壩壩頂高程進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核結(jié)果見表1.5-3。XX水庫大壩頂高復(fù)核計(jì)算表表1.5-3項(xiàng)目計(jì)算情況'廠1】丄】卄一)庫水位(m)CUVc風(fēng)浪爬高(m)水面壅高(m)安全加高(m)計(jì)算壩頂高程(m)設(shè)計(jì)洪水位251.641.06120.00470.50253.206校核洪水位252.050.67470.0020.30253.027根據(jù)計(jì)算結(jié)果，XX水庫大壩壩頂高程不得低于253?21m,而大壩現(xiàn)有壩頂高程為252?33m,不能滿足規(guī)范規(guī)定的擋洪要求。1.5.5結(jié)論及安全分級(jí)根據(jù)以上計(jì)算分析結(jié)果及《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》( SL258—2000)的有關(guān)規(guī)定，XX水庫防洪安全等級(jí)為C級(jí)。1.6滲流安全評(píng)價(jià)大壩抗?jié)B指標(biāo)不滿足規(guī)范要求大壩壩體土填筑質(zhì)量差，壩體土體滲透系數(shù)k大于1.0T0-4cm/s，不滿足國(guó)家現(xiàn)行的土壩設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)制性條文要求，壩基巖體破碎，裂隙發(fā)育，透水性大，大壩存在壩身、壩基滲漏問題；下游排水棱體被堵塞，加之尺寸偏小，導(dǎo)致壩身浸潤(rùn)線高。大壩滲流浸潤(rùn)線偏高，滲流坡降偏大本次安全論證按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274—2001)規(guī)定的各種工況，通過對(duì)大壩現(xiàn)狀的滲流性態(tài)進(jìn)行分析，大壩滲流性態(tài)存在以下問題：大壩各種工況下的穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流中，其最大滲透坡降值在實(shí)際運(yùn)行工況時(shí)為0.666，而壩體填筑土允許滲透坡降為0?4—0.45，各種工況下的最大滲透坡降均發(fā)生在壩體中，在下游壩坡較高處滲透坡降接近最大滲透坡降值，其值明顯偏大，此出口無滲流保護(hù)設(shè)施，因此有直接發(fā)生滲透破壞的可能。其它建筑物的滲流安全評(píng)價(jià)放水低涵坐落在具中等壓縮性的土層上，受大壩壩體自重重壓及地基不均勻沉陷變形影響，涵管已出現(xiàn)多處斷裂，庫水沿其中的裂縫產(chǎn)生滲透，滲水直接沖刷壩體并帶走壩體填筑土，嚴(yán)重影響大壩安全穩(wěn)定。滲流安全綜合評(píng)價(jià)XX水庫大壩壩體施工質(zhì)量差，壩體填筑土料達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。運(yùn)行不久下游壩坡就出現(xiàn)散浸。大壩下游排水設(shè)施失效，導(dǎo)致壩體浸潤(rùn)線偏高，滲透坡降偏大，對(duì)下游壩坡的抗滑穩(wěn)定不利。大壩各種工況下的穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流中，最大滲透坡降均發(fā)生在排水棱體前上方或排水棱體與壩體填土交界處，其最大滲透坡降值在實(shí)際運(yùn)行工況時(shí)為0.666，其值明顯偏大，因此有直接發(fā)生滲透破壞的可能。大壩壩基接觸面存在明顯的集中滲漏，有發(fā)生滲透破壞的可能。大壩放水低涵管壁與壩體之間存在滲漏通道，庫水有可能沿涵管周邊滲漏而造成大壩滲透破壞的可能。綜上所述，大壩在工程運(yùn)行過程中已出現(xiàn)較嚴(yán)重的滲流異?，F(xiàn)象，根據(jù)《導(dǎo)則》(SL258—2000)有關(guān)規(guī)定，XX水庫大壩滲流性態(tài)不安全評(píng)定為C級(jí)。1.7結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)壩體現(xiàn)狀XX水庫于1958年開工，1959年竣工并投入運(yùn)行。由于工程是當(dāng)?shù)卮迕窦w填筑而成，屬于非專業(yè)隊(duì)伍施工。施工隊(duì)伍龐大，又缺少專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，因此大壩填筑時(shí)施工質(zhì)量無法控制，存在壩基清基不徹底、壩體填筑碾壓欠密實(shí)等施工缺陷。水庫投入運(yùn)行后，出現(xiàn)了壩體散浸與滲漏問題、壩體與壩基接觸界面散浸與滲漏、壩基滲漏、輸水設(shè)施破裂等險(xiǎn)情隱患，大壩一直帶病工作，近年來汛期與正常蓄水位附近運(yùn)行時(shí)壩體散

浸問題更為嚴(yán)重，水庫一直處于控制蓄水位的帶病運(yùn)行狀況，無法正常發(fā)揮水庫的效益。根據(jù)本次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及實(shí)測(cè)情況，壩體滲透變形在逐年增加。壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析表1.7.2—2大壩壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算斷面選用大壩最大壩高斷面，穩(wěn)定計(jì)算是在滲流分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計(jì)算工況根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274—2001)的規(guī)定確定。主要計(jì)算結(jié)果見表1?7.2—1表1.7.2—2上游水位(m)下游水位(m)取小女全系數(shù)K上游壩坡下游壩坡250.25235.63123251.642365252.05236.5T713241.2235.631.21大壩上、下游壩坡最小安全系數(shù)表1.7.2—1項(xiàng)目計(jì)算工況下游水位(m)K庫水位自146.8m驟降至143.69m235.631.17庫水位由143.69m驟降至141.565m235.631.16水位驟降上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果表明:大壩下游壩坡在正常及非常運(yùn)行情況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不能滿足規(guī)范要求。根據(jù)《導(dǎo)則》(SL258—2000)有關(guān)規(guī)定，XX水庫大壩結(jié)構(gòu)安全性為C級(jí)。放水低涵XX水庫輸水設(shè)施位于左壩端，由輸水臥管和圓形涵組成。輸水臥管坐落于強(qiáng)風(fēng)化巖石體上部，局部不均勻沉陷導(dǎo)致臥管有開裂滲漏現(xiàn)象。圓形涵為漿砌石結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)面為強(qiáng)風(fēng)化巖石，因壩體填筑土透水性較大，在較高庫水位期滲透水流破壞質(zhì)量差的圓形涵，隨庫水位的升高滲透壓力的加大，滲透水流將壩體填土細(xì)顆粒帶入圓形涵，使涵周邊淘空而產(chǎn)生較大面積的沉陷，導(dǎo)致圓形涵斷裂，嚴(yán)重威脅大壩安全穩(wěn)定。鑒于低涵結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)開裂、漏水等異常現(xiàn)象，因此，放水低涵結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為C級(jí)。溢洪道溢洪道毗鄰右壩肩布置，出口未設(shè)消能設(shè)施，泄洪時(shí)對(duì)出口農(nóng)田毀壞嚴(yán)重，并造成嚴(yán)重淤積。本次安全復(fù)核,采用北京理正設(shè)計(jì)院編制的擋土墻穩(wěn)定計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算溢洪道陡槽段導(dǎo)墻的抗滑、抗傾均滿足《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253—2000)的要求。但是目前溢洪道邊墻倒塌，影響正常泄洪。根據(jù)《導(dǎo)則》(SL258—2000)有關(guān)規(guī)定，XX水庫溢洪道結(jié)構(gòu)安全級(jí)別評(píng)為C級(jí)。1?7?5結(jié)構(gòu)安全綜合評(píng)價(jià)綜上所述，XX水庫大壩及其附屬建筑物在工程運(yùn)行中已暴露出較嚴(yán)重的滲透變形及失穩(wěn)現(xiàn)象，根據(jù)《導(dǎo)則》(SL258—2000)有關(guān)規(guī)定，該工程的結(jié)構(gòu)安全性評(píng)定為C級(jí)。抗震安全復(fù)核XX水庫大壩所處地震基本烈度小于VI度，按照《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》( SL203—97)和《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258—2000)等有關(guān)規(guī)定，水工建筑物的設(shè)計(jì)烈度等于V度時(shí)，可不進(jìn)行抗震復(fù)核計(jì)算。大壩壩體和壩基不含軟粘土層，也不含可液化土層，因此，也無須對(duì)大壩等工程采取抗震措施。大壩安全綜合評(píng)價(jià)根據(jù)《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258—2000)規(guī)定的大壩安全分類具體標(biāo)準(zhǔn)，本次論證對(duì)XX水庫大壩等工程的安全進(jìn)行了全面的分析及評(píng)價(jià)，建議將XX水庫大壩定為III類壩。XX水庫大壩安全綜合評(píng)價(jià)表（自評(píng)）表1.9-112工程質(zhì)量評(píng)價(jià)2.1基本情況XX水庫于1958年動(dòng)工興建，1959年開始投入運(yùn)行。該工程是組織當(dāng)?shù)卮迕翊蟊鴪F(tuán)作戰(zhàn)修建而成的。由于系非專業(yè)隊(duì)伍施工，加之缺少專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，施工時(shí)只追求進(jìn)度，忽視工程質(zhì)量，存在壩基清基不徹底、壩體填筑碾壓欠密實(shí)等施工缺陷。經(jīng)過近五十多年的運(yùn)行，現(xiàn)在工程老化失修嚴(yán)重，出現(xiàn)諸多問題，主要有：①壩基、壩肩滲漏嚴(yán)重，壩坡散浸；②大壩內(nèi)外坡均未護(hù)坡，局部出現(xiàn)沖刷塌陷現(xiàn)象；③放水涵洞漏水較大，斷裂或堵塞；④溢洪道進(jìn)□及槽內(nèi)堆渣淤塞嚴(yán)重，出□無消能設(shè)施，存在邊坡穩(wěn)定問題；⑤工程老化，年久失修，缺少通訊、觀測(cè)等基礎(chǔ)設(shè)施，不能正常發(fā)揮效益，對(duì)下游威脅嚴(yán)重。針對(duì)上述現(xiàn)象，為全面復(fù)查影響該工程安全的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，檢查工程運(yùn)行期間地質(zhì)條件的變化情況，XX市XX區(qū)水利局于2009年2月委托我院承擔(dān)了XX水庫安全鑒定地質(zhì)勘察工作，依據(jù)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55-2005),參照《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258-2000)和設(shè)計(jì)地勘任務(wù)書，本階段主要地勘任務(wù)是：①對(duì)壩基和壩肩防滲處理效果和壩體填筑土質(zhì)量作出地質(zhì)評(píng)價(jià)；②初步查明工程區(qū)存在的地質(zhì)病害及其危害程度，為工程安全鑒定分級(jí)提供地質(zhì)資料；③提出工程區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)。外業(yè)工作于2009年2月初進(jìn)場(chǎng)，2月中旬結(jié)束。工作中主要采用資料收集，地質(zhì)測(cè)繪，鉆探及試驗(yàn)等方法，通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，為本工程安全評(píng)價(jià)提供了必要的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)方面的基本資料，完成主要勘察工作量見表2.1-1。主要地勘工作量表表2.1-1序號(hào)項(xiàng)目單位工作量11/500平面地質(zhì)測(cè)繪km20?0821/500剖面地質(zhì)測(cè)繪km0?463鉆孔m/個(gè)83.6/44取原狀土樣組165壓水試驗(yàn)段66注水試驗(yàn)段37標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)次78室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)組169現(xiàn)場(chǎng)滲漏觀測(cè)組日410資料收集組日32.2區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)總的地勢(shì)為南西高，北東低，地貌類型屬剝蝕構(gòu)造低山、丘陵區(qū)。山頂渾圓，丘崗相連，山嶺標(biāo)高280—300m,山坡比較平緩，坡角一般15°一25°。區(qū)域出露的地層主要為石炭系下統(tǒng)碳酸鹽巖，兩岸山坡和河床則分布有第四系殘坡積堆積及沖積堆積層。本區(qū)大地構(gòu)造地處新華夏構(gòu)造體系南嶺東西復(fù)雜構(gòu)造帶中段北部,XX嶺背斜西北翼。北北東向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造,由一系列走向N20°—40°E的褶皺和壓性斷層組成。區(qū)內(nèi)挽近期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以整體間歇性上升為主,歷史上無破壞性地震記載。根據(jù)1:400萬《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s,相對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為VI度，屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為巖溶裂隙水、第四系松散堆積層孔隙水。前者主要分布在石炭系地層中的裂隙和溶蝕裂隙中,接受大氣降水及第四系孔隙水補(bǔ)給,并沿節(jié)理裂隙儲(chǔ)存和運(yùn)移,以泉的形式排出地表,補(bǔ)給附近溪溝。后者則分布在第四系沖積堆積地層中,多以下降泉或濕地散泉的形式補(bǔ)給河水,或在坡腳以泉的形式溢出地表。大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源,地下水的動(dòng)態(tài)變化隨季節(jié)而變化。壩址區(qū)工程地質(zhì)條件及其評(píng)價(jià)2.3.1壩址工程地質(zhì)條件地形地貌壩址區(qū)河谷寬50—90m,河床高程237?0m左右，兩岸地形基本對(duì)稱，自然坡角為15—23?,山頂高程285?0m,相對(duì)高差不大，基巖零星出露，僅在大壩左側(cè)庫內(nèi)見少量基巖,表部強(qiáng)風(fēng)化狀,其余大部分地段為第四系殘坡積層覆蓋。地層巖性區(qū)內(nèi)出露地層比較單一，由老到新分述如下：石炭系下統(tǒng)大塘組(C1d1)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，厚度大于200m，分布于整個(gè)工程區(qū)，在庫內(nèi)左岸有出露。第四系殘坡積堆積(Qedi)：灰黃色含碎石粉質(zhì)粘土，厚度0?8~3?5m,廣泛分布于兩岸山坡及沖溝等部位。第四系全新統(tǒng)沖積堆積(Q4al)：上部為棕黃色粉質(zhì)粘土，下部砂礫石層。結(jié)構(gòu)松散，礫石磨圓度差，成分以灰?guī)r、砂巖為主，分布在大壩上、下游一帶。第四系人工堆積(Qs)：在大壩區(qū)域主要為人工堆積的以礫質(zhì)粘土為主，含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土，為大壩填筑體；排水棱體區(qū)主要為塊石夾土；其余局部為漿砌石體，形成大壩的壩體排水溝、溢洪道擋墻等。地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)呈單斜構(gòu)造，巖層走向N50°V，斜切河床，傾向上游偏右岸(SW)，傾角8~10。。據(jù)調(diào)查，壩區(qū)未見斷層發(fā)育，節(jié)理裂隙比較發(fā)育，主要有以下幾組：①N30°E,SEZ85。，斜切河床，節(jié)理面平直、閉合，地表可見延伸長(zhǎng)約4m,—般3—4條/m；②N70°W,NEZ75°，斜切河床，節(jié)理面平直，閉合，地表可見延伸長(zhǎng)約3m,約1一2條/m。水文地質(zhì)條件壩區(qū)地下水類型除第四系松散堆積層孔隙水外,主要為巖溶裂隙水,分布在中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r溶蝕裂隙中,接受大氣降水及第四系孔隙水補(bǔ)給,根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明,水庫河床是本區(qū)地下水最低排泄基準(zhǔn)面,兩岸地下水均補(bǔ)給河水。地下水埋藏深度，左岸8~16m,右岸6~14m。根據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)成果，大壩基巖體透水性從上至下大致分為：①淺部中等透水帶：巖體多為強(qiáng)風(fēng)化，透水率21.5—29.8Lu，本帶厚5一15m，分布河床壩基及兩岸壩肩；②中部弱透水帶上帶：巖體呈弱風(fēng)化狀態(tài)，透水率 6.0—8.8Lu，分布河床及左、右兩岸壩肩，標(biāo)高230一255m。物理地質(zhì)現(xiàn)象巖溶壩基巖石主要為石炭系下統(tǒng)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r。據(jù)初步調(diào)查,壩基巖溶發(fā)育的基本特征和規(guī)律是：a地表所見巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為溶溝和溶槽；b、鉆孔揭露，壩基和壩肩無大規(guī)模的巖溶現(xiàn)象存在，據(jù)鉆探資料，壩基淺表部發(fā)育少量溶隙，主要發(fā)育在強(qiáng)風(fēng)化巖體內(nèi)，寬約0.2—0?5cm，充填碎石和泥，約2條/m,下部弱風(fēng)化巖體溶隙少見；c、巖溶發(fā)育受層面和構(gòu)造控制。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)所有的溶蝕均沿層面或節(jié)理裂隙發(fā)育，說明層面或構(gòu)造對(duì)巖溶發(fā)育的控制作用。風(fēng)化壩基巖石為石炭系下統(tǒng)(C1d1)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r,巖體較堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，壩基巖石呈強(qiáng)~弱風(fēng)化狀態(tài)，上部強(qiáng)風(fēng)化帶厚2~6?5m,以下為弱風(fēng)化巖體。坍塌左岸公路邊坡及溢洪道右岸邊坡為殘坡積含碎石粘土層,結(jié)構(gòu)松散,上部殘坡積在雨水等外在因素的影響下形成小規(guī)模的坍塌,體積約10—30m3。2.3.2壩基主要工程地質(zhì)問題與評(píng)價(jià)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和對(duì)運(yùn)行期觀察資料的綜合分析,XX水庫壩基(肩)滲漏是其存在的主要工程地質(zhì)問題。壩基滲漏問題河床壩基為石炭系下統(tǒng)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀 N50°W,SWZ8~10°,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查大壩下游有一個(gè)集中滲漏點(diǎn),滲漏量 0.25L/min,其主要原因是壩基淺部巖體為強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，溶蝕裂隙較發(fā)育，寬約 0.2—0.5cm，充填碎石和泥，約2條/m,淺部巖體透水性強(qiáng)，鉆孔壓水試驗(yàn)透水率q=21.5一29?8Lu，為中等透水帶。另外據(jù)當(dāng)?shù)卮迕穹从?施工時(shí),對(duì)壩基表部溶蝕風(fēng)化溝槽未進(jìn)行任何處理即進(jìn)行填筑,也沒有作防滲處理,從而為壩基滲漏留下隱患。壩肩滲漏問題壩肩滲漏主要發(fā)生在壩體與山體接觸帶部位,其表現(xiàn)形式為散浸和滲水。根據(jù)水庫多年運(yùn)行觀測(cè)資料,隨庫水位升高,散浸面積擴(kuò)大,滲水處流量增大。水庫蓄水后,在右壩肩的山坡與壩體接觸帶有1處散浸,分布在壩頂以下約15m處。滲漏產(chǎn)生的原因一是壩肩表部的第四系松散堆積物沒有徹底清除,直接將壩體填筑在孔隙度偏大,結(jié)構(gòu)較松散的殘坡積土層上；二是由于壩肩表部基巖強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài),溶溝、溶槽及溶隙較發(fā)育,充填含碎石粘土,透水性較大。綜上所述,造成了壩肩接觸部位的滲漏。壩體工程地質(zhì)特性2.4.1壩體填土組成及分區(qū)通過調(diào)查并結(jié)合鉆孔資料，大壩填筑土主要為棕紅色以礫質(zhì)粘土為主，含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土。根據(jù)鉆探資料，壩體大致可分為四個(gè)區(qū)，即：1區(qū)為壩體填土，其材料主要為棕紅色以礫質(zhì)粘土為主，含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土，從鉆探情況看，該區(qū)碾壓不密實(shí)，易垮孔，特別是水位線以下滲水嚴(yán)重；11區(qū)為壩體與壩基接觸帶，其材料主要為棕紅色以礫質(zhì)粘土為主，含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土，通過現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)，接觸帶處透水性較大，滲透系數(shù)(7.6—8.8)>10-4cm/s,屬中等透水帶；111區(qū)為排水棱體，主要為塊石夾土，結(jié)構(gòu)松散；IV區(qū)為基巖，主要為黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，基巖表面多呈強(qiáng)風(fēng)化，巖石較破碎，溶蝕裂隙較發(fā)育，約2條/m,透水性較大；下部弱風(fēng)化巖體完整性較好，透水性相對(duì)較弱。2.4.2填土物理力學(xué)特性為了調(diào)查填土的物理力學(xué)特性,在壩體有代表性的斷面上布置鉆孔和現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)。共取原狀土樣16組,現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)3點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)7次。土工試驗(yàn)成果見附表2.4.2-1。根據(jù)試驗(yàn)成果,用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法分別計(jì)算出各種物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值、大值平均值、小值平均值,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2.4.2-2,然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)值按如下原則確定土的各種物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo),XX水庫大壩巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)推薦值見表2.4.2-3。其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)推薦值具體確定如下：①含水量、孔隙比、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)推薦值取試驗(yàn)值的大值平均值；②干密度、內(nèi)摩擦角、凝聚力推薦值取小值平均值；③濕密度、塑性指數(shù)、液性指數(shù)取算術(shù)平均值；④快、慢剪的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，根據(jù)試驗(yàn)資料取小值平均值，當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏少時(shí)，結(jié)合工程類比提出；⑤室內(nèi)、外滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的出入，這可能與現(xiàn)場(chǎng)取樣不規(guī)范,路途運(yùn)輸未采取防震措施有關(guān)。因此,滲透系數(shù)取值以現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)資料為準(zhǔn)。XX區(qū)XX水庫壩體土工試驗(yàn)成果匯總表表2.4.2-120XX區(qū)XX水庫壩體填筑土體室內(nèi)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表表2.4.2-2統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目含水量%濕密度g/cm3干密度g/cm3孔隙比土粒比重塑性指數(shù)液性指數(shù)垂直滲透系數(shù)cm/s水平滲透系數(shù)cm/s壓縮系Mpa1區(qū)間值18.0~1.74~1.37~0.735~2.70~13.1~-0.42~1.85E-05~2.17E-05~0.18432.6/1.96/1.57/0.971/2.73/18.1/0.41/1.19E-04/1.19E-04/0.625平均值25.71.861.480.8412.7214.8-0.014.81E-057.29E-050.397大值平均值(28.3)(1.91)(1.53)(0.927)(2.73)(15.1)(0.17)(7.34E-05)(9.08E-05)(0.547小值平均值[22.4][1.82][1.41][0.789][2.71][14.2][-0.18][2.34E-05][5.50E-05][0.281]天然狀態(tài)下土的物理性指標(biāo)試驗(yàn)組數(shù)16標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和注水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表續(xù)表2.4.2-2N635標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)鉆孔

編號(hào)孔深（m）擊數(shù)孔深（m）擊數(shù)孔深（m）擊數(shù)孔深（m）滲透系數(shù)孔深（m）ZK12?4~2?76?1~6?4ZK23?8~4?19.0~9?315?2~16?57.6x10-4ZK33?7~4.013?6~13?95.5~8?94.3X0-414?2~16?5分區(qū)巖性含水量(%)濕密度(g/cm3)飽和密度(g/cm3)干密度(g/cm3)孔隙比滲透系數(shù)K(cm/s)固垂直水平(°)壩體填土區(qū)(I)礫質(zhì)粘十28.31.821.851.410.9274.3X10-44.5x10-413主壩壩基接觸帶區(qū)(II)//////8.2x10-4/排水棱體(III)塊石夾土/2.22.25//2.5x10-2/表2.4.2-3XXXX區(qū)XX水庫巖土體物理力學(xué)指標(biāo)推薦值表分區(qū)巖性風(fēng)化程度飽和抗壓強(qiáng)度(MPa)抗剪強(qiáng)度抗剪斷強(qiáng)度抗沖刷流速fC(MPa)f'C'(MPa)(m/s)壩基白云質(zhì)灰?guī)r強(qiáng)風(fēng)化20~250.42~0.46/0.50~0.540.15~0.203~4溢洪道基礎(chǔ)弱風(fēng)化35~400.64~0.68/0.75~0.800.25~0.35~62.4.3壩體填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)2.4.3.1壩基處理質(zhì)量評(píng)價(jià)據(jù)了解，大壩兩岸壩肩與山體接觸部位清基未達(dá)基巖，仍殘留有殘坡積松散堆積物，說明當(dāng)時(shí)清基不徹底；另外，在部分清至基巖區(qū)，由于基巖面表部溶蝕溝槽較發(fā)育，也未對(duì)這些溶蝕溝槽進(jìn)行深挖擴(kuò)挖，也未清除溶蝕溝槽中充填的含碎石粘土，在大壩運(yùn)行中，導(dǎo)致兩壩肩沿接觸部位中的殘坡積層、溶蝕溝槽等形成滲漏或散浸，并隨水位抬升滲漏更加嚴(yán)重。壩體填筑質(zhì)量根據(jù)鉆孔資料，大壩填土主要以礫質(zhì)粘土為主，含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土，其干密度1.37—1.57g/cm3,孔隙比0.735一0.971，現(xiàn)場(chǎng)注水K=(4.3—8.8)>10-4cm/s。另外，在鉆探過程中，存在垮孔、軟泥縮孔現(xiàn)象，特別是水位線以下尤為如此。因此，總體上看，壩體填土質(zhì)量、填筑質(zhì)量均較差，究其原因：大壩填筑材料就近開采，未經(jīng)嚴(yán)格篩選，各料場(chǎng)土質(zhì)差異大；由于壩址區(qū)建壩時(shí)交通不便，無法運(yùn)行大型機(jī)械設(shè)備，填土主要靠當(dāng)?shù)貐⑴c施工的村民肩挑手抬，或從山坡開挖后順坡滑下，逐層填筑，再用石碾簡(jiǎn)單夯壓處理，夯壓不密實(shí)?？傊?，鑒于當(dāng)時(shí)的施工條件、施工設(shè)備，加之大兵團(tuán)作戰(zhàn)，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，從而導(dǎo)致填土土層過厚，夯壓不實(shí)，留下諸多隱患，故水庫運(yùn)行50多年來，先后出現(xiàn)大壩滲漏、臥管嚴(yán)重腐蝕、脫落及鋼筋裸露等問題。由于種種原因，水庫存在的一些病險(xiǎn)情況得不到及時(shí)處理，長(zhǎng)期處于帶病運(yùn)行狀態(tài)。2.4.4壩體主要問題及評(píng)價(jià)壩體散浸及滲漏水庫蓄水后，左、右壩端下游坡均不同程度存在散浸和滲漏現(xiàn)象，且隨庫水位的增高，其面積和滲水量加大。其產(chǎn)生的原因主要是壩體填土質(zhì)量差，壩體填土為就近山坡殘坡積3土體，碎石含量較高，結(jié)構(gòu)3松散，成份雜，其干密度1?37一1.57g/cm3,孔隙比0.735一0?971,現(xiàn)場(chǎng)注水K=(4.3一8?8)x10-4cm/s；再之是由于限于當(dāng)時(shí)的施工條件，僅為人工用石塊夯壓，填土沒有壓實(shí)，孔隙比較大。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，造成壩體散浸和滲漏?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查大壩下游壩坡有兩個(gè)集中滲漏點(diǎn)，滲漏量0.1—0.15L/min，2.4.4.2壩體變形大壩從建成到運(yùn)行至今，由于壩內(nèi)放水涵洞破裂漏水，使得附近土體飽和軟化，產(chǎn)生沉陷變形，從而導(dǎo)致上部壩體局部出現(xiàn)塌陷。其他附屬建筑物工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)2.5.1灌溉輸水涵洞大壩灌溉輸水涵管位于大壩左側(cè)壩體內(nèi)，置于壩體填土以礫質(zhì)粘土為主，含少量粘土和礫質(zhì)砂質(zhì)粘土之上，填土孔隙度大，結(jié)構(gòu)松散。涵管為圓形漿砌石砌筑，斷面尺寸為①=o?5m,全長(zhǎng)75m,進(jìn)□底板高程240?03m,無閘門控制，上游處采用放水臥管控制。根據(jù)調(diào)查和運(yùn)行觀測(cè)資料，放水涵管主要存在漏水較大,斷裂或堵塞等問題。通過初步分析認(rèn)為,由于涵管基礎(chǔ)為松散填土,夯壓不密實(shí),加上襯砌質(zhì)量較差,在多年運(yùn)行過程中,水流長(zhǎng)期沖刷,基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降,造成上述現(xiàn)象。2.5.2溢洪道溢洪道位于大壩右側(cè)，其型式為正槽敞開式寬頂堰，堰頂高程 250?25m，堰寬3?0m,最大下泄流量6.0m3/s。溢洪道兩側(cè)墻用漿砌石襯砌，底板為約10cm的混凝土。進(jìn)□處未設(shè)置閘門,下游亦未見設(shè)置消能設(shè)施。溢洪道直接置于石炭系下統(tǒng)(C1d1)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r之上,巖層產(chǎn)狀N50°W,SWZ8~10。，表部巖體強(qiáng)風(fēng)化狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，右側(cè)岸坡為殘坡積土層。據(jù)調(diào)查，溢洪道邊坡巖體經(jīng)常發(fā)生小規(guī)模的坍塌變形破壞,并使其堵塞。究其原因,溢洪道右側(cè)邊坡為殘坡積土體,結(jié)構(gòu)較松散,加上在重力、降雨等因素的作用下,而發(fā)生小規(guī)模的坍塌。2.6抗震評(píng)價(jià)根據(jù)1/400萬《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》(GB18306-2001)確定，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0?35s,相應(yīng)的地震基本烈度為VI度。根據(jù)試驗(yàn)成果，大壩填土的液限為36.6%—47.0%,塑限為23.5%一28.9%,塑性指數(shù)為—18?1，液性指數(shù)為—0.42—0.41，孔隙比為0.735一0?971，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL203-97)規(guī)定：當(dāng)液性指數(shù)1嚴(yán)0.75—1?0,或塑性指數(shù)lp〈10時(shí)，填土才有可能在地震時(shí)發(fā)生液化,宜考慮作抗震分析。上述分析可知,XX水庫大壩填土不屬于此類，加之地震基本烈度為VI度，故可以不做抗震分析。2.7結(jié)論及建議2.7.1結(jié)論1）工程區(qū)地處新華夏構(gòu)造體系南嶺東西復(fù)雜構(gòu)造帶中段北部， XX嶺背斜西北翼。附近無大的區(qū)域斷層通過，根據(jù)1:400萬《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0?05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為V度，屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。2） 大壩為均質(zhì)土壩，調(diào)查表明，壩體填筑質(zhì)量較差，碾壓不密實(shí)，結(jié)構(gòu)較松散，干密度偏小，滲透系數(shù)偏大，含水量偏高，部分壩段壩身存在滲漏、散浸及變形現(xiàn)象。3） 由于施工清基不徹底，尤其兩岸壩肩仍殘留有第四系松散堆積的殘坡積層，加上表部巖體溶蝕發(fā)育，透水性強(qiáng)，以致存在接觸滲漏，并且隨庫水位升高，滲漏量相應(yīng)增加，滲漏量的變化與庫水位具有較好的相關(guān)關(guān)系。4） 壩基地層主要為石炭系下統(tǒng)灰黑色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r。上部巖體比較破碎，多為強(qiáng)風(fēng)化，溶蝕裂隙較發(fā)育，透水率較大，加上前期防滲處理效果差，是壩基滲漏的主要原因。5） 溢洪道右側(cè)邊坡表部為殘坡積土體，結(jié)構(gòu)較松散，加之在重力、降雨等因素的作用下，經(jīng)常發(fā)生坍塌，并使其堵塞，危及建筑物的安全。6） 臥管、放水涵管因施工質(zhì)量較差，加之多年運(yùn)行中水流沖刷等影響，存在漏水嚴(yán)重、脫落，錯(cuò)斷等問題，危及大壩安全。7） 綜合分析各項(xiàng)因素，參照《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》SL258-2000評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定該工程質(zhì)量不合格。2.7.2建議鑒于本工程存在上述較嚴(yán)重的問題，建議盡快采取措施，擬定除險(xiǎn)加固處理方案。大壩運(yùn)行管理評(píng)價(jià)3.1工程概況XX水庫壩址位于XX區(qū)XX鎮(zhèn)XX村，東經(jīng)113040'，北緯25。40',屬湘江水系XX二級(jí)支流，集雨面積1?2km2。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程252?33m，壩頂軸線長(zhǎng)90m，壩頂寬3?6m；正常蓄水位250.25m,正常庫容23萬m3。水庫于1958年動(dòng)工，1959年完成，設(shè)計(jì)單位原郴縣水電局，施工單位原塘溪公社人民群眾。該水庫為小II型水庫，是一座具有防洪、灌溉（設(shè)計(jì) 900畝，有效1200畝，最大實(shí)灌1200畝，），養(yǎng)魚（養(yǎng)魚水面50畝，最高總產(chǎn)0.5萬kg）等綜合效益的工程。樞紐由大壩、溢洪道（堰頂高程250?25m,堰頂寬3?0m,堰型寬頂堰、正槽）、涵管（進(jìn)□底板高程240?30m、砼圓形管）等組成。大壩設(shè)計(jì)及施工情況簡(jiǎn)述XX水庫興建于1958年，原為小II型水庫，壩高16.7m,壩頂軸線長(zhǎng)90,臥管放水，灌溉共有5全村受益16個(gè)組,即曾家、八十八、窄下橋、XX、周家、左家等，灌區(qū)面積共1200畝水田，人口1000人。歷年運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及處理情況XX水庫工程自1959年工程完工以來，工程歷年出現(xiàn)問題如下：大壩：大壩基礎(chǔ)滲水,庫內(nèi)左側(cè)漏水嚴(yán)重。溢洪道：尾端未設(shè)消力池。輸水建筑物：臥管、消力井嚴(yán)重老化。險(xiǎn)情加固情況如下：1999年汛期時(shí)溢洪道右岸出現(xiàn)過山體滑坡,但已組織人員清除,并砌筑石墻,2001年,庫內(nèi)左側(cè)距大壩80m處離庫底2m位置出現(xiàn)一直徑30cm的漏水孔，漏水繞過大壩，從壩后端15m長(zhǎng)的石洞流出，當(dāng)年冬季用砼封堵，并在庫內(nèi)左側(cè)壩進(jìn)行了約 300m2寬的混凝土面板鋪設(shè)處理,但未解決漏水問題,漏水不斷,嚴(yán)重威脅大壩安全。大壩安全監(jiān)測(cè)情況及有關(guān)分析大壩檢查巡視情況XX水庫自運(yùn)行以來一直重視管理。自建庫以來，我們便制定了一套水文觀測(cè)制度，大壩管理工作制度,常規(guī)檢查、定期檢查,特別檢查制度。對(duì)主壩及溢洪道每年都在汛前、汛后各檢查一次,汛期中定時(shí)不定時(shí)檢查,高水位時(shí)每天檢查,水庫薄弱環(huán)節(jié)在汛期每四小時(shí)檢查一次，確保主壩在各各種情況都在管理人員的監(jiān)控之中，發(fā)現(xiàn)異常情況能處理的及時(shí)處理不能處理的及時(shí)上報(bào)。3.5水庫調(diào)度XX水庫運(yùn)行四十多年來，合理科學(xué)調(diào)度，滿足興利用水要求，有效保證了下游農(nóng)田用水需求。3.6工程效益XX水庫自建庫以來，經(jīng)各級(jí)水利部門科學(xué)調(diào)度，較好地發(fā)揮了水庫的綜合效益，為XX鎮(zhèn)水利事業(yè)發(fā)揮了較大的作用。灌溉：增強(qiáng)了灌區(qū)的抗災(zāi)能力，提高了灌區(qū)保證率，是 XX鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)的一大經(jīng)濟(jì)命脈。多種經(jīng)營(yíng)：利用有利的水利條件，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)，隨著社會(huì)的發(fā)展，旅游休閑業(yè)也隨之興起，為盤活經(jīng)濟(jì)，增產(chǎn)、增收發(fā)揮了積極推動(dòng)作用。3.7綜合評(píng)價(jià)XX水庫至蓄水運(yùn)行以來，為下游農(nóng)業(yè)灌溉消除水旱災(zāi)害、發(fā)展多種經(jīng)營(yíng)、擴(kuò)大再生產(chǎn)提供了有利條件，為XX鎮(zhèn)水利事業(yè)做出了較大貢獻(xiàn)。經(jīng)過多年運(yùn)行，工程日趨老化，該水庫大壩存在的險(xiǎn)情仍較突出，主要有：1） 高干渠放水設(shè)施臥管斷裂，滲漏嚴(yán)重。2） 低干渠放水臥管斷裂，滲漏極為嚴(yán)重，大大影響了防洪和灌溉。3） 受2006年7.15、7.26二次特大洪水影響，造成山體大面積滑坡，引水渠被迫中斷。4） 失修，加上二次洪災(zāi)影響，出現(xiàn)多處滲漏和塌方，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)灌溉。綜上所述，我們認(rèn)為XX水庫樞紐工程雖然能夠運(yùn)行，但工程病險(xiǎn)隱患很多，已直接危及到大壩安全，給下游帶來極大的安全隱患。有監(jiān)于此，為確保水庫工程安全運(yùn)行，充分發(fā)揮工程效益，爭(zhēng)取對(duì)XX水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固，刻不容緩。根據(jù)《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL258—2000）有關(guān)規(guī)定，XX水庫大壩運(yùn)行管理綜合評(píng)價(jià)為B級(jí)。防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核4.1基本情況流域概況XX水庫屬湘江水系XX河二級(jí)支流，壩址以上控制集雨面積1?2km2，干流長(zhǎng)0.8km,干流平均坡降6%。。水庫壩址以上流域四周為重疊的低矮山嶺,林草茂密,植被良好,保水含水能力強(qiáng)。4.1.2工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)水庫總庫容為29.32萬m3(本次復(fù)核)，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000),XX水庫為山丘區(qū)土石壩，屬V等工程，其主要建筑物按5級(jí)設(shè)計(jì),相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水P=5%，即20年一遇校核洪水P=0?5%,即200年一遇洪水復(fù)核4?2?1氣象庫區(qū)地處中亞熱帶，季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨量充沛，多年平均降水量 1360mm,多年平均徑流深780mm,相對(duì)濕度78%，多年平均氣溫17.2 多年平均蒸發(fā)量1286mm,多年平均風(fēng)速1.6m/s，最大風(fēng)速15?0m/s。庫區(qū)汛期為4一6月，其次8月份雨量較多，一般8月份后汛期即過，當(dāng)年9月至次年3月為枯水期。本區(qū)流域洪水多為暴雨形成，5一6月份暴雨次數(shù)多，其次為8月份。水文基本資料XX水庫無水文站，沒有實(shí)測(cè)水文資料。暴雨洪水一般特性本地屬中亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū)氣候,受西副高邊緣影響,鋒面活動(dòng)明顯,氣旋頻繁,且水庫位于山體迎風(fēng)坡面,地形作用強(qiáng)烈,降水次數(shù)多,量大,雨水匯集迅速,洪水峰形高瘦,驟漲陡落,表現(xiàn)典型的山區(qū)洪水特征。設(shè)計(jì)暴雨XX水庫洪水由降水產(chǎn)生，但無流量觀測(cè)資料，其洪水復(fù)核采用雨量資料推求設(shè)計(jì)洪水。根據(jù)XX水庫的地理位置及1984年版《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》湖南省最大二十四小時(shí)點(diǎn)雨量均值等值線圖得知XX水庫以上流域中心位置最大二十四小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)為：

均值H24=100mmCv=0.4Cs/Cv=3.5XX水庫所控制流域?qū)俸媳┯暌恢聟^(qū)第3區(qū)，由二十四小時(shí)概化雨型時(shí)程分配表扣損后，得XX水庫各頻率設(shè)計(jì)面暴雨，成果見表4.2.4-1。XX水庫設(shè)計(jì)暴雨成果表表4.2.4-1mm位置統(tǒng)計(jì)參數(shù)1111頻率（%）均值CvCs/Cv0.55“手冊(cè)”查流域中心成1000.43.5251.7177.0設(shè)計(jì)暴雨二十四小時(shí)的時(shí)段分配計(jì)算按以下公式推求1－24小時(shí)各種歷時(shí)的暴雨H1HH1H24面24n31n2n36H3H24243n16n2n3面H2H2424n3161n3面H12H2424n31121n3XX水庫XX水庫式中n2及n3是依地理位置、集水面積及降雨量而變的參數(shù)，由《手冊(cè)》查得不同頻率的n2、n3,見表4?2?4-2。表4.2.4-2表4.2.4-2XX水庫不同頻率下的n2、n3值表P=(%)0.55n20.60250.628n30.79050.803因《湖南省暴雨查算手冊(cè)》為1984年后的暴雨洪水參數(shù)，已由水利廳審定全省適用，本次成果尚屬合理，故選擇其頻率分析計(jì)算成果作為本次設(shè)計(jì)降水成果4.2.5設(shè)計(jì)洪水計(jì)算設(shè)計(jì)洪水計(jì)算按水文學(xué)基本原理，采用我省《暴雨洪水查算手冊(cè)》內(nèi)的推理公式法推求。采用初損逕流系數(shù)法，參照“手冊(cè)”成果，水庫在暴雨一致區(qū)第3區(qū)，有關(guān)產(chǎn)匯流的基本參數(shù)為：初損I0=30mm點(diǎn)面系數(shù)a=0.995雨型第3區(qū)概化雨型后損按以下方法考慮：取地表徑流占總徑流的比值V=R上/R總，屮=0?7根據(jù)上述各參數(shù)，用上總推理公式法求得安全各頻率設(shè)計(jì)洪水見表4.2.5-1。XX水庫天然設(shè)計(jì)洪水成果表4.2.5-1^算時(shí)間計(jì)算方法項(xiàng)目頻率（％）備注0.55本次成果推理公式Q(m3/s)m_13.5_9.47.9采用W3總(萬m)271815原設(shè)計(jì)Q(m3/s)mW總(萬m)無原設(shè)計(jì)資料，無法與其進(jìn)行比較，而1984年的《湖南省暴雨查算手冊(cè)》已由水利廳審定全省適用，成果尚屬合理，推薦采用推理公式法的結(jié)果作為 XX水庫本次安全鑒定的設(shè)計(jì)洪水成果。4.2.6設(shè)計(jì)洪水復(fù)核結(jié)論XX水庫大壩此次安全論證采用的洪水標(biāo)準(zhǔn)為：20—遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核，采用本次查手冊(cè)按推理公式法的結(jié)果作為本水庫鑒定的依據(jù)。即：設(shè)計(jì)洪水采用20年—遇：Qp=5%=9.4m3/sWp=5%=18萬m3校核洪水采用200年一遇：Qp=0.5%=13.5m3/sWp=0.5%=27萬m34.3水庫調(diào)洪復(fù)核4.3.1水庫調(diào)度原則溢洪道為無閘門控制的正槽開敞式寬頂堰，堰頂高程250?25m,堰寬3m。本次計(jì)算采用無泄量控制的方式，基本過程是：從正常蓄水位250.25m起調(diào)，當(dāng)入庫流量大于溢洪道的泄流能力時(shí)，庫水位上漲，水庫滯洪；至入庫洪水流量等于溢洪道的泄流能力時(shí)，水庫水位達(dá)到該次洪水的最高水位；隨后，入庫洪水流量小于溢洪道的泄流能力，庫水位下降。按照評(píng)估導(dǎo)則的有關(guān)條款和說明，本次以靜庫容加壩址洪水進(jìn)行調(diào)洪演算。調(diào)洪基本方程：Q1Q2q1q2*t*tV1V222式中Q1、Q2分別為時(shí)段初未入庫流量（m3/s）q1、q2分別為時(shí)段初未出庫流量（m3/s）V1、V2分別為時(shí)段初未入庫庫容（m3）△t時(shí)段、取△t=1小時(shí)4.3.2水庫容積曲線復(fù)核本次對(duì)XX水庫庫容曲線進(jìn)行了復(fù)核計(jì)算，在1：50000的地形圖上進(jìn)行復(fù)核，勾繪相應(yīng)等高線并量算面積，然后計(jì)算容積，與原設(shè)計(jì)值相差極小，詳見表4.3.2-1。XX水庫容積曲線表表4.3.2-1上源沖水庫庫容曲線圖4.3.2-14.3.3泄流曲線復(fù)核XX水庫溢洪道為正槽開敞式寬頂堰，堰頂高程250?25m，堰寬3m,按照《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》的寬頂堰泄流量公式對(duì)其泄流能力進(jìn)行復(fù)核。計(jì)算公式如下:3/2QmB2gHO式中Q 流量,m3/s；B---總凈寬,m；H0計(jì)入流速水頭的堰上總水頭, m3；m---二元水流寬頂堰流量系數(shù),進(jìn)口為直坎,按如下公式計(jì)算：m0.330.01--閘墩側(cè)收縮系數(shù),按如下公式計(jì)算：3P/H0.460.75P/H

10.2kn10H0/nb434.434.1入庫洪水過程線設(shè)計(jì)洪水過程線：按所推薦成果Qm、W總控制按同倍比法放大推求，成果見表4.3.4-1及附圖總計(jì)算結(jié)果見表4.3.3-1及圖4.3.3-1。XX水庫泄流曲線表表4.3.3-1Z2（m250.25250.55250.85251.15251.45251.75252.05252.35252.65Q（m3/s）00.691.933.515.347.369.5411.8514.2

時(shí)段(dt=1h)頻率（％）時(shí)段(dt=1h)頻率（％）0.550.5510.0770.075181.2280.75121.7576.672191.1510.67639.8539.428201.0740.600413.4645.583210.9970.52557.7663.739220.9210.45065.4273.093230.8440.37574.3142.585240.7670.30083.5632.282250.6910.22593.0191.980260.6140.150102.6301.712270.5370.075112.2931.512280.4600.000121.9551.381290.384表4.3.4-1XX水庫設(shè)計(jì)洪水過程線

131.773131.7731.113300.307141.5401.051310.230151.4100.976320.153161.3310.901330.077171.304田】卄旨畑 0.826340.0004.3?5水庫調(diào)洪復(fù)核按以上的基本資料和調(diào)度原則，以正常蓄水位250.25m起調(diào)，調(diào)洪結(jié)果如下表4.3.5-1XX水庫調(diào)洪結(jié)果表表4.3.5-1洪水頻率（%）洪峰流量（ms/s）—水—（m）最大泄量（m/s）05252.025129251.646.984.3.6調(diào)洪復(fù)核結(jié)論原設(shè)計(jì)、校核洪水位推算數(shù)據(jù)過程未知，而本次設(shè)計(jì)成果尚屬合理，故安全鑒定以本次復(fù)核計(jì)算結(jié)果為依據(jù)。4 . 4 壩頂高程復(fù)核4.4.1壩頂高程復(fù)核根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ274-2001），以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》，水庫大壩的壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和。根據(jù)水庫的實(shí)際情況，庫水位與超高按以下三種不同運(yùn)用條件計(jì)算，取相應(yīng)組合的最大值作為水庫大壩的設(shè)計(jì)壩頂高程。1）設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；式中2）正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高，3）校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高。根據(jù)《規(guī)范》第5.3.1條之規(guī)定，壩頂在水庫靜水位以上的超高應(yīng)按下式確定Y——壩頂超高，m；R式中2）正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高，3）校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高。根據(jù)《規(guī)范》第5.3.1條之規(guī)定，壩頂在水庫靜水位以上的超高應(yīng)按下式確定Y——壩頂超高，m；R——最大波浪在壩坡上的爬高，m；e——最大風(fēng)壅水面高度，m；A――安全加高，m；正常運(yùn)用情況取A=0?5m,非常運(yùn)用情況取A=0?3m。1）波浪爬高R計(jì)算按蒲田試驗(yàn)站公式計(jì)算Wghm20.13th0.7gWH2m0.7th0.5gTmthT4.438hm mLmm式中hm 平均波高，m;T m――平均波周期，s；W――計(jì)算風(fēng)速，m/s0.450.0018gD2W20.13th mo.70.7gwH2正常運(yùn)用情況，采用多年平均最大風(fēng)速的1.5倍；非常運(yùn)用情況，采用多年平均最大風(fēng)速。多年平均最大風(fēng)速：由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001查得XX市XX區(qū)基礎(chǔ)風(fēng)壓W°=30.0kg/m2，由w°=D――風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，在地形圖上量得為800m；H m——水域平均水深，m；g――重力加速度，取9.81m/s2。 2波浪平均爬高rKKWhLRm WhmLmm mm1mRPKpR式中K——斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)坡類型查得K0.6KW――經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速W、坡前水深H、重力加速度g所組成的無W維量gH量量按附表（1.6）確定。根據(jù)計(jì)算查表得KW1.01。Rm――平均波浪爬高，m；W――多年平均最大風(fēng)速，21.9m/sD――吹程，0.8kmLm――風(fēng)浪平均波長(zhǎng)m 壩坡系數(shù)，上游壩坡m=1?6（2）風(fēng)壅水面高度風(fēng)沿水域吹過所形式的水面升高即為風(fēng)壅水面高度，按下式計(jì)算：kW2Decos2gH式中e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度（m）；k――綜合摩阻系數(shù)，取k=3?6X10-6；W――水面上10m處的風(fēng)速；F――從計(jì)算點(diǎn)作水域中線的平行線與對(duì)岸的交點(diǎn)到計(jì)算點(diǎn)的距離（ m）；h――水域平均深度（m）；――風(fēng)向與水域中線的夾角（度）。經(jīng)計(jì)算，正常及非常運(yùn)用情況下所需壩頂高程如表4?4?1―1所示。大壩壩頂高程復(fù)核計(jì)算成果表表4?4?1-1項(xiàng)目計(jì)算情況、n->1、++庫水位（m）風(fēng)浪爬高（m）水面壅高(m)0.0047安全加高（m）0.50計(jì)算壩頂高程（m）253.206設(shè)計(jì)洪水251.61.0612位4cueC校核洪水位252.050.67470.0020.30253.027根據(jù)計(jì)算結(jié)果，XX水庫大壩壩頂高程不得低于253?21m,而大壩現(xiàn)有壩頂高程為252?33m,不能滿足規(guī)范規(guī)定的擋洪要求。溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核XX水庫溢洪道為正槽開敞式寬頂堰，無閘門控制，根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》( SL253—2000)2.3.7規(guī)定，溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程不得低于校核洪水位加安全超高 0.3m。因此XX水庫溢洪道控制段側(cè)墻頂部高程不得低于252?35m，而溢洪道控制段現(xiàn)有側(cè)墻頂高程為252?33m,基本滿足擋洪要求。抗洪能力復(fù)核結(jié)論根椐以上復(fù)核結(jié)果：XX水庫大壩現(xiàn)有壩頂高程為252?33m，小于規(guī)范要求的壩頂高程；溢洪道控制段側(cè)墻頂部現(xiàn)有高程252?33m，基本等于規(guī)范要求的最小高程。因此，大壩不能滿足擋洪要,溢洪道滿足。4.5洪水風(fēng)險(xiǎn)分析國(guó)際上對(duì)水庫泄洪或垮壩可能造成的下游人民生命和經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)非常重視。我國(guó)人口密集，國(guó)家和省級(jí)防汛指揮部門也分別布置，要求對(duì)大型和中型水庫的泄洪和潰壩的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行測(cè)算，并制訂有效對(duì)策。設(shè)計(jì)和校核洪水風(fēng)險(xiǎn)XX水庫滯洪庫容相對(duì)較小，雖對(duì)入庫洪峰流量有一定的削減，但由于原下游河道較窄，因此，當(dāng)水庫渲泄校核和設(shè)計(jì)洪水時(shí)，將淹沒沿河兩岸農(nóng)田，斷絕沿河兩岸交通，危及沿河居民住房安全，經(jīng)估算可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為0.035億元。潰壩洪水風(fēng)險(xiǎn)XX水庫大壩存在險(xiǎn)情，有潰壩的可能，一旦潰壩，將對(duì)下游兩岸農(nóng)田和民房造成威脅，給下游兩岸人民的生命和經(jīng)濟(jì)帶來損失。大壩沿壩軸線縱剖面為“ U”型，壩體填筑土料為礫質(zhì)粘土，按大壩瞬時(shí)橫向局部一潰到底情況估算，正常水位條件下壩址處潰壩時(shí)的瞬時(shí)最大洪峰可能超過3—1840m3/s，水庫潰壩后無論白天或夜晚都來不及搶救，直接影響下游人口1200人，耕地1500畝，下游的重要基礎(chǔ)設(shè)施有：京廣鐵路。防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核結(jié)論4.6.1防洪標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)洪水XX水庫為山丘區(qū)小(2)型水庫，屬V等工程，永久建筑物大壩、溢洪道、輸水臥涵管等為5級(jí)建筑物，按有關(guān)規(guī)程規(guī)范本次復(fù)核其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇(5%)，校核標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇(0.5%)。本次設(shè)計(jì)洪水復(fù)核，根據(jù)1984《湖南省暴雨查算手冊(cè)》進(jìn)行的計(jì)算，手冊(cè)的暴雨洪水參數(shù)已由水利廳審定全省適用，本次復(fù)核成果是合理的，故推薦本次成果作為安全評(píng)估的依據(jù)，即：設(shè)計(jì)洪水采用20年一遇：Qp=5%=9.4m3/sWp=5%=18萬m3校核洪水采用200年一遇：Qp=0.5%=13.5m3/sWp=0.5%=27萬m34.6.2防洪能力復(fù)核XX水庫具備蓄水條件，水庫對(duì)洪水有一定的調(diào)節(jié)作用，溢洪道擋洪能力滿足規(guī)范要求。溢洪道行洪能力不夠?qū)е麓髩螕鹾槟芰Σ荒軡M足規(guī)范要求。因此，根據(jù)《水庫大壩安全導(dǎo)則》(SL258-2000)表B1，水庫現(xiàn)有防洪安全性分級(jí)為C級(jí)。滲流計(jì)算分析與安全評(píng)價(jià)計(jì)算依據(jù)及基本資料本次XX水庫大壩滲流分析的主要依據(jù)及基本資料有:《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274—2001)；《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253—2000)；《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SDJ258—2000)；《XX水庫大壩安全鑒定工程地質(zhì)勘察報(bào)告》；XX水庫大壩建設(shè)和運(yùn)行管理報(bào)告；XX水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核等。5.2大壩滲流現(xiàn)狀及存在的問題大壩是由當(dāng)?shù)卮迕翊蟊鴪F(tuán)作戰(zhàn)完成的，由于系非專業(yè)隊(duì)伍施工，加之缺少專業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，施工時(shí)忽視工程質(zhì)量，存在壩基清基不徹底、壩體填筑碾壓欠密實(shí)等施工缺陷。大壩填土主要為含碎石粉質(zhì)粘土，來源于壩區(qū)附近兩岸山坡和庫盆內(nèi)，因未經(jīng)嚴(yán)格篩選，各料場(chǎng)土質(zhì)差異大，導(dǎo)致壩體土料均一性差，滲透系數(shù)K=(4.3—8.8)x10-4cm/s,壩體填土質(zhì)量較差。同時(shí)，由于交通不便，大型機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)入，施工夯壓設(shè)備簡(jiǎn)陋，夯壓欠密實(shí)。水庫蓄水后，庫水沿土中孔隙產(chǎn)生滲透，長(zhǎng)期的滲流作用，壩體填土的工程特性不斷惡化、變差，而且被淘空，導(dǎo)致左、右壩端下游坡均不同程度存在散浸和滲漏現(xiàn)象，且隨庫水位的增高，其面積和滲水量加大。5.3大壩滲流分析大壩滲流計(jì)算斷面的確定本次滲流分析計(jì)算選取最大壩高斷面進(jìn)行二維有限元滲流分析，采用此斷面進(jìn)行計(jì)算可反映整個(gè)大壩實(shí)際的滲流狀況。計(jì)算斷面滲透指標(biāo)的確定大壩滲流計(jì)算斷面的滲透共分4個(gè)區(qū):①區(qū)，壩體人工填筑區(qū)；②區(qū)，排水棱體；③區(qū)，壩基強(qiáng)風(fēng)化巖體區(qū)，厚0?8—3?5m；④區(qū)，壩基弱風(fēng)化巖體區(qū)，厚度大于200m,如圖5?3?2-1所示。各區(qū)滲透系數(shù)見表5.3.2—1(棱體及基巖參數(shù)參照同類工程取值)。大壩斷面各滲透分區(qū)的滲透系數(shù)表5.3.2—1單位:cm/s分區(qū)①區(qū)②區(qū)③區(qū)④區(qū)垂直滲透系數(shù)Kv4.8XI0-42.5X0-23.0X0-4水平滲透系數(shù)khH7.3X0-4-42.5X0-2-25.3X0-4-47x10-55.3.3大壩滲流計(jì)算本次滲流分析計(jì)算采用北京理正設(shè)計(jì)院編制的滲流計(jì)算分析程序，該程序采用三邊形等參單元固定網(wǎng)格法，它能較好地解決分區(qū)較復(fù)雜的土石壩的滲流分析問題。該程序已通過多處工程實(shí)例對(duì)比計(jì)算驗(yàn)證。其計(jì)算結(jié)果符合常規(guī)并具有較高的精度，能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)水位的確定本次滲流分析計(jì)算，水庫特征水位按本次復(fù)核的洪水位結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，即大壩校核洪水位為252.05m,設(shè)計(jì)洪水位為251?64m,正常蓄水位為250?25m。5.3.3.2滲流計(jì)算的內(nèi)容根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274—2001）第8.1.2條的規(guī)定，滲流計(jì)算應(yīng)包括以下水位組合情況：（1）上游正常蓄水位與下游無水；（2） 上游設(shè)計(jì)洪水位與相應(yīng)的下游水位；（3） 上游校核洪水位與相應(yīng)的下游水位；（4） 庫水位降落時(shí)上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。非穩(wěn)定滲流計(jì)算時(shí)段的劃分非穩(wěn)定滲流計(jì)算時(shí)，考慮時(shí)段內(nèi)無降雨，放水涵管以最大泄流量往下游泄水，庫水位從正常蓄水位連續(xù)降落（驟降）的工況。根據(jù)XX水庫庫水位—庫容關(guān)系曲線（見表4?3?2-1）、水庫引水涵管的最大泄流曲線，計(jì)算得出XX水庫庫水位驟降曲線，根據(jù)庫水位驟降曲線，經(jīng)計(jì)算確定將大壩分二個(gè)時(shí)段進(jìn)行非穩(wěn)定滲表5.3.3.2—1流計(jì)算，各計(jì)算時(shí)段的上、下游水位值及相應(yīng)的時(shí)間間隔見表表5.3.3.2—1時(shí)間（天）時(shí)間間隔（天）庫水位（m）備注0250.25正常蓄水位0.90.9244.830.81.7240.03引水涵底板高程XX水庫大壩非穩(wěn)定計(jì)算時(shí)段及水位5.3.3.3根據(jù)以上確定的計(jì)算原則、參數(shù)及計(jì)算工況，考慮XX大壩下游排水棱體已失效的具體情況，經(jīng)計(jì)算，各工況下的計(jì)算成果如下：穩(wěn)定滲流計(jì)算結(jié)果（排水失效）⑴上游正常水位250?25m,相應(yīng)下游無水235?63m,壩體浸潤(rùn)線見表5?3?3?3—1。表5.3.3.3—1m)05101520253035404550Y(6.7.79.10111212131415151.1.1.0.9.7.5.2.9m)150034744133⑵上游設(shè)計(jì)洪水位251?64m，相應(yīng)的下游水位236?5m,壩體浸潤(rùn)線見表5?3?3?3—2

表5.3.3.3—2X(m)05101520HQ25HA30Hrr35Hry40H"745HO50-4B-1112131415161/18Y(8.9..1.3.5.5.4.3.2.0.8m)2180790399464⑶上游校核洪水位252.05m,相應(yīng)的下游水K位236?5m,壩體浸潤(rùn)線見表5?3?3?33表5.3.3.3—3)05Hr\1015HQ20HA25Hrr30Hry35H"740HO45HC50HCY(m)8.951011131415161/181919.5.9.2.3.3.3.3.1.0.86504981934上游低水位滲流計(jì)算結(jié)果（排水失效）上游庫水位為1/3壩高即241.2m時(shí)，相應(yīng)下游無水，壩體浸潤(rùn)線見表5.3.3.3—4表5.2.3.3—4X(m)0102030Y(m)0.591.562.132.57.953.283.583.86X(m)4045505560657075Y(m)4.124.374.604.82.035.245.435.62表5.2.4.1XX水庫人壩斷面最人滲透坡降計(jì)算結(jié)果表5.2.4.1XX水庫人壩斷面最人滲透坡降計(jì)算結(jié)果1⑴上游庫水位由250.25m降落至244?83m,相應(yīng)下游無水，壩體浸潤(rùn)線見表5?3?3?3—5表5.3.3.3—5X(m)0HO"75iOA101520彳彳a25AAA3012.712.412.211.911.611.411.1Y(m)4826802X(m)35■ICO404550556065Y(m)10.8210.5210.219.889.559.218.85⑵上游庫水位由244?83m，降落至240,?03m,相應(yīng)下游無水，壩體浸潤(rùn)線見表5?3?3?3—6表5.3.3.3—6X(m)05101520253035Y(m)7.547.367.186.996.796.606.396.18X(m)4045505560657075Y(m)5.965.735.495.244.984.714.414.10534人壩滲流分析結(jié)論各種工況下的穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流中計(jì)算斷面的最大滲透坡降見表 5.3.4.1—1項(xiàng)目分類上游水位(m)下游水位(m)最大滲透坡降Jmax備注穩(wěn)定滲流~250.25_235.630.533251.6423650.579252.0523650.666非穩(wěn)定滲流250.25244.83235.630.491244.83240.03235.630.586上游低水位241.2235.630.567從該表中的滲流分析計(jì)算結(jié)果可得出以下結(jié)論：大壩無論是穩(wěn)定滲流還是非穩(wěn)定滲流的運(yùn)行情況，其大壩的最大滲透坡降 Jmax都發(fā)max生在下游壩坡較高的位置，其值為0?533—0?666，而壩體填土允許滲透坡降為0.40一0.45,該處無滲流保護(hù)設(shè)施，因此，其滲流性態(tài)屬不安全；在庫水位驟降情況下的非穩(wěn)定滲流中，其最大滲透坡降Jmax達(dá)0.491—0.586，均發(fā)生在壩max體內(nèi)部，不足為患。其它建筑物的滲流安全評(píng)價(jià)溢洪道布置于右壩肩，坐落在強(qiáng)風(fēng)化上部巖體內(nèi)，溢洪道右側(cè)邊坡為殘坡積土體，結(jié)構(gòu)較松散，在運(yùn)行過程中，邊坡殘坡積土體經(jīng)常發(fā)生小規(guī)模的崩塌，將溢洪道堵塞，影響正常泄洪。同時(shí)，因溢洪道側(cè)墻、底板無任何護(hù)(襯)砌，泄洪時(shí)水流沿節(jié)理密集帶向巖體中滲漏，于右側(cè)坡面滲流入壩面對(duì)壩體表層產(chǎn)生沖刷并帶走壩體填筑土料，嚴(yán)重影響大壩安全穩(wěn)定。輸水設(shè)施位于左壩端，由輸水臥管和圓形涵組成。輸水臥管坐落于強(qiáng)風(fēng)化巖石體上部，局部不均勻沉陷導(dǎo)致臥管有開裂滲漏現(xiàn)象。圓涵為漿砌石結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)面為強(qiáng)風(fēng)化巖石，為人工半挖槽式，再以漿砌塊石進(jìn)行襯砌。壩體填筑土透水性較大，在較高庫水位期滲透水流破壞質(zhì)量差的圓形涵，隨庫水位的升高滲透壓力的加大，滲透水流將壩體填土細(xì)顆粒帶入圓涵，使涵周邊淘空而產(chǎn)生較大面積的沉陷，導(dǎo)致圓形涵斷裂、堵塞，嚴(yán)重威脅大壩安全穩(wěn)定。5.5滲流安全綜合評(píng)XX水庫大壩壩體施工質(zhì)量差，壩體填筑土料達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。水庫蓄水后，左、右壩端下游坡均不同程度存在散浸和滲漏現(xiàn)象，且隨庫水位的增高，其面積和滲水量加大。大壩下游排水棱體尺寸偏小，棱體被堵塞失效，導(dǎo)致壩體浸潤(rùn)線偏高，滲透坡降偏大，對(duì)下游壩坡的抗滑穩(wěn)定不利。大壩各種工況下的穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流中，最大滲透坡降均發(fā)生在下游壩坡較高處，其最大滲透坡降值在實(shí)際運(yùn)行工況時(shí)為0.666，其值大于壩體填筑土的允許滲透坡降，因此有直接發(fā)生滲透破壞的可能。大壩壩基接觸面存在明顯的集中滲漏，有發(fā)生滲透破壞的可能。大壩輸水涵管管壁與壩體之間存在滲漏通道，存在接觸滲漏，庫水有可能沿涵管周邊滲漏而造成大壩滲透破壞的可能。綜上所述，大壩在工程運(yùn)行過程中已出現(xiàn)較嚴(yán)重的滲流異常現(xiàn)象，根據(jù)《導(dǎo)則》(SL258—2000)有關(guān)規(guī)定，XX水庫大壩滲流性態(tài)不安全評(píng)定為C級(jí)。壩體結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)6.1基本情況XX水庫壩大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程252?33m，壩頂軸線總長(zhǎng)90?0m,壩頂寬3?6m,最大壩高16.7m。上游壩坡設(shè)有一級(jí)