小(一)型水庫除險加固工程安全評價報告

小(一)型水庫除險加固工程安全評價報告 27 33 34 1大壩安全評價綜合概況XX水庫位于小壩鄉(xiāng)小壩河上游，屬于小壩河流域；水庫壩址地理坐標為東經(jīng)灌區(qū)內(nèi)地勢較平坦，土地肥沃，主產(chǎn)水稻、玉米、小麥、烤煙、蠶桑、甘蔗等，是上游進行土工膜防滲與現(xiàn)澆預制板護坡處理，現(xiàn)大壩無明顯滲漏。大壩下游壩坡坡渠段組成。溢洪道進水連接段為八字型，流水順暢；控制段堰型為無閘控制開敞式根據(jù)當?shù)貙嶋H條件及本地村民的用水便利，溢洪道尾部未設消力設施，導致溢⑾《水工建筑物金屬結(jié)構(gòu)制造、安裝及驗收規(guī)范全鑒定新標準、新要求進行詳查，實測了XX水庫大壩的樞紐布置及橫斷面圖。XX省水利電力工程建設監(jiān)理中心根據(jù)水利部《水庫大壩安全鑒定辦法》（水建管一河流特性1壩址以上集雨面積km20.972主河槽長km3主河槽平均坡降‰2684多年平均徑流深mm600二水文氣象特征1多年平均降雨量mm2年最高氣溫℃35.63年最低氣溫℃04多年風向WS5多年平均蒸發(fā)量mm21006設計洪峰流量m3/sp＝5.0%7設計洪量萬m3p＝5.0%8校核洪峰流量m3/sp＝0.5%9校核洪量萬m3p＝0.5%三灌區(qū)特性1設計灌面畝5202有效灌面畝430現(xiàn)實際3灌溉時期月3—74灌溉保證率%75四特征水位及庫容1校核水位m1827.05p＝0.5%2設計洪水位m1826.52p＝5.0%3正常水位m1825.154死水位m1816.405總庫容萬m321.86正常庫容萬m37有效庫容萬m38死庫容萬m30.6五大壩工程1壩型均質(zhì)土壩2壩頂總長m94.53最大壩高m4壩頂寬度m35壩頂高程m1826.406防浪墻高程m1826.707壩基高程m1812.00六溢洪道1進口形式開敞式2堰頂高程m1825.153堰寬m2.4開敞式寬頂堰4校核泄放量m3/s9.44校核洪水5明渠段長m57.19七放水設施1放水形式涵臥管漿砌條石無壓方涵2放水涵管尺寸m0.5×0.6寬×高3最大放水量m3/s0.152樞紐工程質(zhì)量評價工程區(qū)地處青藏高原東緣，大涼山系南部魯南山區(qū)，是橫斷山脈高山峽谷的一部分，工程區(qū)地處剝蝕構(gòu)造的中低山地形?？偟牡貏萏攸c是西高東低，地形地貌受構(gòu)造、巖性控制，主要山脈走向與河流走向基本一致。工程區(qū)位于小壩河上游，地工程區(qū)在大地構(gòu)造單元劃分上位于揚子準地臺(Ⅰ1）—康滇地軸(Ⅱ1）—江舟-米市斷陷(Ⅲ3）南端。康滇地軸(Ⅱ1為工程區(qū)西側(cè)二級構(gòu)造單元。西以金河—箐河斷裂、東以小江斷裂為界；由早元古代的康定雜巖、河口群、大紅山群及中、上元古界昆陽群、會理群等基底巖系組成，元古代—中三迭世長期隆起。印支運動工程區(qū)內(nèi)無區(qū)域性斷裂通過，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較簡單。歷史地震記載本區(qū)無中強工程區(qū)地震動反應譜特征周期為0.45s，地震動峰值加速為0.15g(其對應的地震基工程區(qū)出露于工程有關(guān)的地層主要為：第四系人工堆積層（Q4ml）素填土；第節(jié)理裂隙較發(fā)育，地表常風化成粘性土?；鶐r強風化厚度一般2.0～3.00米，中風全新統(tǒng)坡殘積層（Q4dl+el紫紅色、棕紅色，干～稍濕，可塑～硬塑狀態(tài)，由粉質(zhì)粘土、粉土夾砂泥巖碎塊、碎屑組成，結(jié)構(gòu)稍密，分布于平緩山坡、山頂及稍密～中等密實狀態(tài)，切面光滑。為大壩人工填筑土，主要由粉質(zhì)粘土含少量礫石前者主要賦存于第四系松散堆積層粘土、蹦坡積堆積的塊碎石夾粘土層中。含基巖裂隙水主要賦存于風化帶和砂巖裂隙中。本區(qū)內(nèi)巖層平緩，主要為砂質(zhì)泥巖分布，地表水入滲條件差，故基巖中除受常年沖溝流水補給地段含水較豐外，一根據(jù)類似工程地質(zhì)資料及區(qū)域水文地質(zhì)資料，區(qū)內(nèi)地表水、地下水為重碳酸鈣水庫周邊無固體廢料、污染水源等污染源存地表分布第四系全新統(tǒng)坡殘積土，無構(gòu)造通過；在局部陡崖段存在崩塌與撒落理、塊狀構(gòu)造。地表分布第四系全新統(tǒng)坡殘積土，無構(gòu)造通過；在局部陡崖段存在崩塌與撒落現(xiàn)象，區(qū)內(nèi)無其它不良地質(zhì)現(xiàn)象未發(fā)現(xiàn)大的滑坡等地質(zhì)現(xiàn)象。在局部陡崖段存在崩塌與撒落現(xiàn)象，區(qū)內(nèi)無其它不良地質(zhì)現(xiàn)象未發(fā)現(xiàn)大的滑坡等地質(zhì)現(xiàn)象，地基土承載力能滿足土壩地基的要求，庫區(qū)兩岸無單薄分水嶺，兩岸巖體寬厚，不存在向鄰谷滲漏問題，壩肩附近未見有沖溝沖刷壩肩，具基巖為第四系人工堆積層（Q4ml）素填土；第四系殘坡殘積層（于大壩穩(wěn)定的大的連通性良好的節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體力學強度較高，壩址處地形傾向下游的坡度也較緩，因此，該大壩壩基、壩肩與其他由于大壩施工分多次進行，層面處理不到位，填筑土料不均勻。大壩壩身存在水庫由XX縣水利電力局承擔設計，工程由當政府組織群眾施工。建設期資料收集工作未較好完成，基礎資料缺乏，建設期內(nèi)機械化程度底，施工技術(shù)落后；加之工程建成后運行時間較長，運行維護不夠充分同時組織有關(guān)地勘單位對水庫進行勘察與取樣分析，從壩體病險表現(xiàn)到水庫各項指標，針對XX水庫存在的問題進行了系統(tǒng)分析。揭示：大壩內(nèi)、外坡較陡且壩后未設置排水設施；溢洪道尾部無消力設施，受益洪水流的長期沖刷，尾端已形成陡坎⑵現(xiàn)大壩壩后未設置排水設施，經(jīng)2009年改造，前壩增設土工膜防滲，滲漏溢洪道位于大壩右側(cè)壩肩，進口為開敞式寬頂堰，其后接泄流明渠，溢洪道兩側(cè)邊墻與底板采用C15砼澆筑。溢洪道泄洪能力不足且末端未設置消力設施，尾部現(xiàn)灌溉放水設施采用臥管和漿砌石無壓放水用厚0.3m條石襯砌且砼包裹，涵管管長40.55m，為漿砌條石襯砌，放水洞斷面為2003年因大壩發(fā)現(xiàn)白蟻的破壞，沿蟻穴產(chǎn)生滲漏，需大壩設計為均質(zhì)土壩，壩體填筑土料為碎石粘土，由于受當時條件限制，大壩修筑基本由本地村民人工填筑、人工夯實，導致填筑不密實，均勻性差，抗?jié)B性能未進行基礎灌漿及處理，壩基、壩肩巖層中存在有張性裂隙，同時，壩基與壩體接后，滲漏得到改善；現(xiàn)狀大壩下游壩坡較陡，有失穩(wěn)的可能；溢洪道過流能力嚴重不足與未建消能設施，導致下游山體沖刷較嚴重。因此認為XX水庫工程建筑物質(zhì)3大壩運行管理評價XX年01月，由XX縣水務局、XX縣水務局大壩鑒定專家組、XX水庫管理水庫大壩運行以來，2009年大壩上游進行過土工膜防滲處理和預制板護坡，但未經(jīng)2009年改造，現(xiàn)灌溉放水設施采用臥管和漿砌石無壓放水涵臥管放水，臥管尺寸：0.6m×0.5m（凈空放水孔徑為單排φ20cm，條石襯砌且砼包裹。涵管其它建筑物從工程外輪廓線向外延2～5m。⑴工程保護范圍：為防止某些特殊人類活動對工程安全的危害。根據(jù)水庫等⑵水庫保護范圍：壩址以上庫區(qū)兩岸土地征用線以上至第一道分水嶺脊線之汛期值班要有記錄，汛末有防汛總結(jié)，以及物資準確等等；⑷指標測算。24個指XX水庫的運行，是按審定的洪水調(diào)度方案運行的，XX水庫位于小壩鄉(xiāng)小壩河上游，屬于小壩河流域；水庫壩址處于東經(jīng)區(qū)域內(nèi)地貌上顯示了平穩(wěn)上升和間歇性上升的結(jié)構(gòu)，地形相對高差大，河谷狹窄，流域內(nèi)有XX氣象站，該站有1959年至今共52年氣象觀測資料，項目齊全，其氣候特點是：干濕季分明，年降雨量主要集中于夏、秋兩季，蒸發(fā)旺盛，氣溫年由于降雨量主要集中在5至10月，并占全年降雨量的92%，因此造成河流汛期與旱季分明。該地區(qū)枯水期達6個月，即從12月至翌年5月。參魚河流域，多年平均降雨量880.7mm左右，多年平均徑流深600mm，多年平均蒸發(fā)量2100mm（d=20cm）左右。多年平均氣溫16.1℃,多年平均日照數(shù)2322.8小時，XX水庫屬無資料地區(qū)，設計洪水由暴雨推求，采用《XX省中小流域暴雨洪水⑵型水利工程。根據(jù)水利部SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規(guī)定，XX水庫屬V等樞紐工程，主要建筑為5級，次要建筑物為5級，水庫洪水標準與原“三查三定”一致，采用20年一遇設計，200年一遇校核。洪水由暴雨形成，河流為山區(qū)河流，洪水調(diào)蓄能力小、匯聚快，峰頂持續(xù)時間XX水庫集雨面積僅0.97km2，流域內(nèi)暴雨時空變化采用《手冊》推薦的推理公式：Q=0.278φF推求設計洪峰流量，洪水總量⑴流域特征參數(shù)：經(jīng)本次復核，原設計成果流域參數(shù)正確，即F=0.97km2，下部肥胖，基流較高。參照《手冊》確定匯流參數(shù)m=0.22設計暴雨成果見表4—2，有關(guān)參數(shù)在《手冊》中分析選取設計洪水總量由設計暴雨量按綜合分區(qū)的暴雨徑流關(guān)系計算。根據(jù)本流域面積較小、河床坡降較大、洪水陡漲陡落等特點，洪水過程按單峰考慮，計算式為：T=12.7T<24h；④mp為短歷時設計暴雨公式指數(shù)公式：mp=a+bLgp。各頻率設計洪設計洪水過程線采用典型洪水放大推求，其中典型洪水選用我省川西南地區(qū)洪水過程線模型。經(jīng)計算基流Q0=0.117F0.836，得到特征設計洪水過程線成果見表4—4P=0.5%P=5.0%P=10.0%洪峰流量（m3/s）9.02洪水總量（萬m3）P=0.5%P=5.0%P=10.0%歷時T(h)流量Q(m3/s)歷時T(h)流量Q(m3/s)歷時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溢洪道堰頂高程1825.15m，溢流堰凈寬2.4m，出流公式按自由出流公式=0.34)。溢洪道泄流曲線見表4—5及圖4—4。1825.151825.61826.051826.51826.951827.41827.850.003.095.678.73調(diào)節(jié)計算中不考慮洪水預報，洪水來臨時，水庫水位為正常蓄水位即堰頂高程mmm3/sm根據(jù)縣氣象局觀測資料，多年平均最大風速Vmax=17m/s。本工程為V等工程，大壩主要建筑物為5級。根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》工程屬于山區(qū)水庫，滿足W<20m/s、D<20000m的要求，波浪的波高和平均波長可Rm——最大風浪在壩坡上的爬高（mA—設計工況校核工況地震工況靜水位H1826.521827.051825.15多年平均最大風速W（m/s）計算風速W（m/s）25.50吹程D266266266風雍高度e0.0020.0010.001上游邊坡系數(shù)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波長Lm5.133.423.42平均爬高Rm0.760.480.48R5%0.890.88壩頂超高y2.18復核壩頂高程1828.431828.241827.33壩頂高程(防浪墻）1826.701826.701826.70-1.73-1.54-0.63其后接明渠段。進口控制段為八字型，長18.93m，凈寬2.4m；明渠段渠底坡降為經(jīng)以上調(diào)洪計算，200年一遇校核洪水位為1827.05m，溢洪道最大下泄流量9.44m3/s。明渠段泄流按明渠均勻流計算，在校核泄流量條件下，明渠泄流水深為流量9.44m3/s。又據(jù)壩頂高程復核計算成果（見表4—在非常運用條件Ⅱ情況下要求壩頂高程1827壩高為控制工況，現(xiàn)壩體高程不滿足防洪要求，需要除險加固。根據(jù)《水庫大壩安5滲流安全評價滲流安全評價的目的是復核原設計施工的滲流控制措施和當前的實際滲流狀態(tài)⑴確定壩體浸潤線在各種工況下的位置和逸出點的高度，為復核壩坡穩(wěn)定計單位壩體土cm/s1.5×10-4地勘報告棱體cm/s5.0×10-1基礎Lu地勘報告告提供的滲透系數(shù)值，按《水力計算手冊》推薦的判別式k/(μV式中μ為土的工況a：上游正常高水位與下游相應的水位；⑴滲透坡降計算：大壩的允許滲透比降根據(jù)同區(qū)域，同種土質(zhì)的水庫允許滲⑵滲流量計算：壩體單寬流量在工況a和工況b時分別為0.24m3/d·m和經(jīng)地表地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)大壩經(jīng)多年運行，大壩下游壩坡高程1821--1825米范圍6結(jié)構(gòu)安全評價其后接明渠段，溢洪道無消力設施，尾水直接流入農(nóng)田。灌溉放水設施為壩下無壓計及條塊間作用力的簡化畢肖普法，相應的壩坡抗表6—1，底部基巖為第三系紅崖子組紫色巨礫巖夾砂壩體土Gs-2.65含水率w%天然密度g/cm3飽和度%孔隙比e-0.5非飽和固結(jié)快剪凝聚力CkPa22.5摩擦角φ度飽和固結(jié)快剪凝聚力CkPa20.5摩擦角φ度壓縮系數(shù)α(0.1~0.2)MPaMPa-1壓縮模量E(0.1~0.2)MPaMPa5.5滲透系數(shù)Kcm/s1.5×10-4允許水力坡降【J】-0.45名稱重度干抗壓強度飽和抗壓強度軟化系數(shù)（KN/m3）（Mpa）（Mpa）23.2---3503.320.6224.3---6002.8830.79本工程壩坡穩(wěn)定計算采用河海大學工程力學研究所《土石壩邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)(HH-SlopeR1.0)》中計及條塊間作用力畢肖壩坡工況Kmin［K］備注上游工況1正常運用工況2正常運用工況3非常運用I下游工況1正常運用工況2正常運用工況3非常運用I由上表可知，計算結(jié)論如下：大壩上、下游各種工況的壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)水庫溢洪道位于大壩右側(cè)壩肩，由進口連接段、控制段、泄流明渠段組成，控經(jīng)XX年改造后，溢洪道進口與泄流明渠段完成襯砌，但實施不完整，設計與斷面組合抗滑驗算抗傾驗算[Kc]K[Ko]K泄流明渠段基本組合特殊組合從上面的穩(wěn)定分析成果可以看出：溢洪道泄流明渠段的抗滑、抗傾穩(wěn)定系數(shù)K滿足規(guī)范規(guī)定的允許安全