水库大坝安全评价报告Word文档格式.docx
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1.3工程质量评价
为确保大坝安全运行，便于制定有效可行的除险加固处理措施，我院受XX市XX区水
利局的委托，按照《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）、《水库大坝安
全评价导则》（SL258-2000）和《水库大坝安全鉴定办法》等规程规范的要求，采用地质测绘、工程钻探、现场测试、室内土工试验等综合手段对工程质量进行系统检测、评价。
1.3.1工程地质条件
工程区属于剥蚀构造低山、丘陵区地貌，山顶标高280〜300m相对高差35〜55m
山坡坡角15°
〜25°
。
区内出露地层主要为石炭系下统大塘组（C1d1）灰黑色中厚层状白云质灰岩，岩体表部强风化厚2.0〜5.5m。
其次为第四系残坡积（qT）含碎石粉质粘土和冲积（Q4al）棕黄色粉质粘土和砂卵砾石。
本区大地构造地处新华夏构造体系南岭东西复杂构造带中段北部，XX岭背斜西北翼。
区内挽近期构造运动以整体间歇性上升为主，历史上无破坏性地震记载。
根据1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，本区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s。
相应的地震基本烈度为切度，工程区属相对稳定地块。
地下水类型有贮藏于第四系松散地层中的孔隙潜水和贮藏于白云质灰岩裂隙中的岩溶裂隙水两类，前者为中等富水地层，后者水量丰富。
地下水接受大气降水的下渗补给，以下降泉形式排泄于沟谷低洼处。
地下水动态随季节变化明显。
主要工程地质问题为：
1）坝基渗漏问题：
河床坝基为石炭系下统灰黑色中厚层状白云质灰岩，坝基浅部岩体为强风化状态，溶蚀裂隙较发育，宽约0.2〜0.5cm,充填碎石和泥，约2条/m,浅部岩体透水性强，钻孔压水试验透水率q=21.5〜29.8Lu，为中等透水带。
另外据当地村民反映，施工时，对坝基表部溶蚀风化沟槽未进行任何处理即进行填筑，也没有作防渗处理，从而为坝基渗漏留下隐患。
2）坝肩渗漏问题：
坝肩渗漏主要发生在坝体与山体接触带部位，其表现形式为散浸和渗水。
根据水库多年运行观测资料，随库水位升高，散浸面积扩大，渗水处流量增大。
渗漏产生的原因一是坝肩表部的第四系松散堆积物没有彻底清除，直接将坝体填筑在孔隙度偏大，结构较松散的残坡积土层上；
二是由于坝肩表部基岩强风化状态，溶沟、溶槽及溶隙较发育，充填含碎石粘土，透水性较大。
综上所述，造成了坝肩接触部位的渗漏。
3）坝坡散浸、塌陷变形问题：
水库蓄水后，左、右坝端下游坡均不同程度存在散浸和渗漏现象，且随库水位的增高，其面积和渗水量加大。
其产生的原因主要是坝体填土质量差，坝体填土为就近山坡残坡积土体，碎石含量较高，结构松散，成份杂；
再之是由于限于当时的施工条件，仅为人工用石块夯压，填土没有压实，孔隙比较大。
在长期的运行中，造成坝体散浸和渗漏。
另外，大坝从建成到运行至今，由于坝内放水涵洞破裂漏水，使得附近土体饱和软化，产生沉陷变形，从而导致上部坝体局部出现塌陷。
1.3.2坝基和岸坡开挖与处理
地质测绘、钻探查明：
大坝填筑时，坝基清基不彻底、不符合设计清基要求。
坝肩清
基时只清除了地表根系土层，两岸山坡地表残留了厚1.0m左右的残坡积含碎石粉质粘土。
钻孔注水试验测得土层的渗透系数K=4.3X10-4cm/s，具中等透水性。
大坝填筑前，未采取任何措施对上述透水土层进行防渗处理，留下坝肩渗漏的工程隐患。
1.3.3建筑物质量评价
1.3.3.1坝体填筑土质量评价大坝坝体主要由以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土填筑而成。
土层稍湿、可塑，土中粘粒含量25%〜49%含水量18.0%〜32.6%;
渗透系数K=4.3X10-4cm/s;
干密度1.37〜1.57g/cm3;
孔隙比0.735〜0.971。
上述参数基本符合土坝填筑质量指标要求，大坝填土具中等透水性。
由于工程区附近地表大部分为第四系残坡积层含碎石粘土覆盖，碎石含量较高，无优
质筑坝土料产地，土质较差，压实相对困难；
另据经历大坝填筑施工的村民反映，大坝填
筑施工时施工队伍庞大，实行分区填筑，各区进土厚度不一致、上升速度不同，造成填土
接合面多、碾压欠密实，甚至存在局部漏压等质量缺陷，施工质量无法保证。
因此，综合各种因素、试验指标分析评价：
大坝填筑质量整体较差。
1.3.3.2坝体工程隐患及处理
由于大坝本身填筑质量较差，经过50多年的运行，受雨水洗刷、库水波浪浪蚀等自
然灾害影响，近年来出现许多险情隐患，主要险情隐患有：
1背水坝坡及坝脚附近散浸点多，其中243.0m高程面积为7.0m2的散浸；
2迎水坝坡中部248.0m高程、背水坝坡中部249.0m附近分别出现面积达5.5、6.5m2、
深达1.0〜1.5m的塌陷坑；
3下游坝脚堆石棱体块石强烈风化破碎，孔隙已被坝坡流失土堵塞，地表杂草丛生，导渗、排水功能已丧失。
4迎水坝坡风浪淘蚀严重，坝面坑坑洼洼。
由于经费制约，只对坝坡塌陷进行了回填处理；
坝坡散浸、迎水坝坡浪蚀严重等险情隐患得不到治理，为确保大坝安全运行，不得不采取控制水库蓄水位的措施，工程效益无法得到正常发挥。
1.3.3.3坝体施工质量评价
1）大坝填筑施工由当地村民完成，对大坝清基未引起重视，坝肩表部残留具中等透水性的残坡积含碎石粘土，留下坝基、坝肩渗透的工程隐患。
2）大坝填筑施工采用大兵团作战形式，施工质量无法控制，存在填土混杂、填土厚度和上升速度不一致，导致分层界面多、碾压欠密实且局部漏压等质量缺陷。
水库蓄水后，库水沿土中孔隙向下游产生渗透，导致背水坝坡出现散浸、坝坡塌陷等险情；
近年来险情日趋严重，造成水库处于控制蓄水位的带病运行状况。
3）大坝内外坡均未护坡，局部出现冲刷塌陷现象；
4）放水涵洞漏水较大，断裂及堵塞；
5）溢洪道进口及槽内堆渣淤塞严重，出口无消能设施，存在边坡稳定问题；
6）工程老化，年久失修，缺少通讯、观测等基础设施，不能正常发挥效益，对下游威胁严重。
综合各方面因素分析，大坝填筑等施工质量整体较差。
1.3.3.4工程质量综合评价
根据现场调查、结合工程钻探、土工试验成果以及主要建筑物在运行中存在的险情隐患综合分析，参照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）大坝安全评价标准，评定该工程质量不合格。
1.4大坝运行管理评价
1.4.1大坝设计及施工情况
XX水库兴建于1958年，原为小U型水库，坝高16.7m,坝顶轴线长90mQ卧管放水,灌溉共有5全村受益16个组,即曾家、八十八、窄下桥、XX周家、左家等，灌区面积共1200亩水田，人口1000人。
1.4.2历年运行中出现的问题
1999年汛期时溢洪道右岸出现过山体滑坡，已砌筑石墙；
2001年，库内左侧距大坝80m处离库底2m位置出现一直径30cm的漏水孔，漏水绕过大坝，从坝后端15m长的石洞流出，当年冬季用砼封堵，并在库内左侧坝进行了约300m2宽的混凝土面板铺设处理，但
未解决漏水问题，漏水不断，严重威胁大坝安全。
1.4.3水库调度
XX水库运行四十多年来，合理科学调度，满足兴利用水要求，有效保证了下游农田用水需求。
1.4.4工程效益
XX水库自建库以来，经各级水利部门科学调度，较好地发挥了水库的综合效益，为
XX镇水利事业发挥了较大的作用。
灌溉：
增强了灌区的抗灾能力，提高了灌区保证率，是XX镇农业的一大经济命脉。
多种经营：
利用有利的水利条件，发展养殖业、种植业，随着社会的发展，旅游休闲业也随之兴起，为盘活经济，增产、增收发挥了积极推动作用。
1.4.5大坝安全监测
由于建设时因经济、技术条件限制，未建立相应的监测设施，大坝位移、坝体浸润线等观测都无法开展，不能监测大坝的安全现状。
1.4.6大坝运行管理综合评价
根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）有关规定，XX水库大坝运行管理综合评价为较好。
1.5防洪标准复核
1.5.1洪水标准
根据《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》
（SL252-2000）,XX水库为山丘区土石坝，属V等工程，其主要建筑物按5级设计,相应
的洪水标准为：
（1）设计洪水P=2%，即20年一遇
（2）校核洪水P=0.2%，即200年一遇
原设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇，不满足规范的要求。
1.5.2设计洪水
XX水库没有水文站，无实测资料，本次主要采用我省《暴雨洪水查算手册》的经验单位线和推理公式两种方法推求设计洪水，主要计算复核成果见表1.5-1o
XX水库天然设计洪水成果
表1.5-1
计算时间
计算方法
项目
频率（%
备注
0.5
5
10
本次成果
推理公式
3
Qr（m/s）
13.5
9.4
7.9
采用
^W^（万m）
27
18
15
原设计
1.5.3调洪演算
溢洪道为无闸门控制的正槽开敞式宽顶堰，堰顶高程250.25m,堰宽3.0m。
本次计算采用无泄量控制的方式，基本过程是：
从正常蓄水位250.25m起调，当入库
流量大于溢洪道的泄流能力时，库水位上涨，水库滞洪；
至入库洪水流量等于溢洪道的泄流能力时，水库水位达到该次洪水的最高水位；
随后，入库洪水流量小于溢洪道的泄流能力，库水位下降。
为安全起见，泄流量中不计灌溉流量。
调洪演算结果见表1.5-2o
XX水库调洪结果表
表1.5-2
洪水频率（%
洪峰流量（m/s）
坝前水位（m）
最大泄量（m/s）
18.7
252.02
10.31
12.9
251.61
6.98
1.5.4大坝等主要建筑物抗洪能力复核
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的有关规定，对大坝坝顶高程进行复核，复核结果见表1.5-3。
XX水库大坝顶高复核计算表
表1.5-3
计算情况
库水位
（m）
风浪爬高
水面壅咼
安全加高（m）
计算坝顶高程（m
设计洪水位
251.64
1.0612
0.0047
0.50
253.206
校核洪水位
252.05
0.6747
0.002
0.30
253.027
根据计算结果，XX水库大坝坝顶高程不得低于253.21m,而大坝现有坝顶高程为
252.33m,不能满足规范规定的挡洪要求。
1.5.5结论及安全分级
根据以上计算分析结果及《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关规定，XX水库防洪安全等级为C级。
1.6渗流安全评价
1.6.1大坝抗渗指标不满足规范要求
大坝坝体土填筑质量差，坝体土体渗透系数k大于1.0x10-4cm/s，不满足国家现行的土坝设计规范强制性条文要求，坝基岩体破碎，裂隙发育，透水性大，大坝存在坝身、坝基渗漏问题；
下游排水棱体被堵塞，加之尺寸偏小，导致坝身浸润线高。
1.6.2大坝渗流浸润线偏高，渗流坡降偏大
本次安全论证按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的各种工况，通过
对大坝现状的渗流性态进行分析，大坝渗流性态存在以下问题：
大坝各种工况下的稳定渗流和非稳定渗流中，其最大渗透坡降值在实际运行工况时为0.666，而坝体填筑土允许渗透坡降为0.4〜0.45，各种工况下的最大渗透坡降均发生在坝体中，在下游坝坡较高处渗透坡降接近最大渗透坡降值，其值明显偏大，此出口无渗流保护设施，因此有直接发生渗透破坏的可能。
1.6.3其它建筑物的渗流安全评价
放水低涵坐落在具中等压缩性的土层上，受大坝坝体自重重压及地基不均匀沉陷变形影响，涵管已出现多处断裂，库水沿其中的裂缝产生渗透，渗水直接冲刷坝体并带走坝体
填筑土，严重影响大坝安全稳定。
1.6.4渗流安全综合评价
XX水库大坝坝体施工质量差，坝体填筑土料达不到设计要求。
运行不久下游坝坡就出现散浸。
大坝下游排水设施失效，导致坝体浸润线偏高，渗透坡降偏大，对下游坝坡的抗滑稳定不利。
大坝各种工况下的稳定渗流和非稳定渗流中，最大渗透坡降均发生在排水棱体前上方或排水棱体与坝体填土交界处，其最大渗透坡降值在实际运行工况时为0.666，其值明显偏大，因此有直接发生渗透破坏的可能。
大坝坝基接触面存在明显的集中渗漏，有发生渗透破坏的可能。
大坝放水低涵管壁与坝体之间存在渗漏通道，库水有可能沿涵管周边渗漏而造成大坝渗透破坏的可能。
综上所述，大坝在工程运行过程中已出现较严重的渗流异常现象，根据《导则》（SL258
—2000）有关规定，XX水库大坝渗流性态不安全评定为C级。
1.7结构安全评价
1.7.1坝体现状
XX水库于1958年开工，1959年竣工并投入运行。
由于工程是当地村民集体填筑而成，属于非专业队伍施工。
施工队伍庞大，又缺少专业技术人员的现场指导，因此大坝填筑时施工质量无法控制，存在坝基清基不彻底、坝体填筑碾压欠密实等施工缺陷。
水库投入运行后，出现了坝体散浸与渗漏问题、坝体与坝基接触界面散浸与渗漏、坝基渗漏、输水设施破裂等险情隐患，大坝一直带病工作，近年来汛期与正常蓄水位附近运行时坝体散浸问题更为严重，水库一直处于控制蓄水位的带病运行状况，无法正常发挥水库的效益。
根据本次现场调查及实测情况，坝体渗透变形在逐年增加。
1.7.2坝坡抗滑稳定计算分析大坝坝坡抗滑稳定计算断面选用大坝最大坝高断面，稳定计算是在渗流分析的基础上
进行的，计算工况根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定确定。
主要计
算结果见表1.7.2—1、2。
大坝上、下游坝坡最小安全系数
表1.7.2—1
上游水位（m）
下游水位（m）
最小安全系数K
上游坝坡
下游坝坡
250.25
235.63
1.23
236.5
1.13
241.2
1.21
水位骤降上游坝坡稳定计算结果
表1.7.2—2
'
〜-~项目
计算工况
K
库水位自146.8m骤降至143.69m
1.17
库水位由143.69m骤降至141.565m
1.16
计算结果表明：
大坝下游坝坡在正常及非常运行情况下的抗滑稳定安全系数不能满足规范要求。
根据《导则》（SL258-2000）有关规定，XX水库大坝结构安全性为C级。
1.7.3放水低涵
XX水库输水设施位于左坝端，由输水卧管和圆形涵组成。
输水卧管坐落于强风化岩石
体上部，局部不均匀沉陷导致卧管有开裂渗漏现象。
圆形涵为浆砌石结构，基础面为强风化岩石，因坝体填筑土透水性较大，在较高库水位期渗透水流破坏质量差的圆形涵，随库水位的升高渗透压力的加大，渗透水流将坝体填土细颗粒带入圆形涵，使涵周边淘空而产生较大面积的沉陷，导致圆形涵断裂，严重威胁大坝安全稳定。
鉴于低涵结构本身出现开裂、漏水等异常现象，因此，放水低涵结构安全级别为C级。
1.7.4溢洪道
溢洪道毗邻右坝肩布置，出口未设消能设施，泄洪时对出口农田毁坏严重，并造成严重淤积。
本次安全复核，采用北京理正设计院编制的挡土墙稳定计算程序进行计算，经计算溢
洪道陡槽段导墙的抗滑、抗倾均满足《溢洪道设计规范》（SL253-2000）的要求。
但是目前溢洪道边墙倒塌，影响正常泄洪。
根据《导则》（SL258-2000）有关规定，
XX水库溢洪道结构安全级别评为C级。
1.7.5结构安全综合评价
综上所述，XX水库大坝及其附属建筑物在工程运行中已暴露出较严重的渗透变形及失稳现象，根据《导则》（SL258-2000）有关规定，该工程的结构安全性评定为C级。
1.8抗震安全复核
XX水库大坝所处地震基本烈度小于切度，按照《水工建筑物抗震设计规范》（SL203
—97）和《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）等有关规定，水工建筑物的设计烈度等于切度时，可不进行抗震复核计算。
大坝坝体和坝基不含软粘土层，也不含可液化土层，因此，也无须对大坝等工程采取抗震措施。
1.9大坝安全综合评价
根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000规定的大坝安全分类具体标准，本次论证对XX水库大坝等工程的安全进行了全面的分析及评价，建议将XX水库大坝定为川类坝。
XX水库大坝安全综合评价表（自评）
表1.9-1
全性级别
安全评价分项\..
\v\
工程质量评价
大坝运行管理评价
防洪安全
结构安全
渗流安全
抗震安全
金结安全
综合评价
大
坝
溢
洪
道
大：
其它
工程
大坝
其它工程
大坝变形
正常条牛
非常条件
坝上游坡
坝下游坡
溢洪道
放水涵管
渗透坡降
渗流现象
A
V
B
（合格）
C
（不合格）
2工程质量评价
2.1基本情况
XX水库于1958年动工兴建，1959年开始投入运行。
该工程是组织当地村民大兵团作战修建而成的。
由于系非专业队伍施工，加之缺少专业技术人员的现场指导，施工时只追求进度，忽视工程质量，存在坝基清基不彻底、坝体填筑碾压欠密实等施工缺陷。
经过近五十多年的运行，现在工程老化失修严重，出现诸多问题，主要有：
①坝基、坝肩渗漏严重，坝坡散浸；
②大坝内外坡均未护坡，局部出现冲刷塌陷现象；
③放水涵洞漏水较大，断裂或堵塞；
④溢洪道进口及槽内堆渣淤塞严重，出口无消能设施，存在边坡稳定问题；
⑤工程老化，年久失修，缺少通讯、观测等基础设施，不能正常发挥效益，对下游威胁严重。
针对上述现象，为全面复查影响该工程安全的工程地质和水文地质条件，检查
工程运行期间地质条件的变化情况，XX市XX区水利局于2009年2月委托我院承担了XX水库安全鉴定地质勘察工作，依据《中小型水利水电工程地质勘察规范》
（SL55-2005）,参照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）和设计地勘任务书，本阶段主要地勘任务是：
①对坝基和坝肩防渗处理效果和坝体填筑土质量作出地质评价；
②初步查明工程区存在的地质病害及其危害程度，为工程安全鉴定分级提供地质资料；
③提出工程区的地震动参数。
外业工作于2009年2月初进场，2月中旬结束。
工作中主要采用资料收集，地质测绘，钻探及试验等方法，通过现场勘察，为本工程安全评价提供了必要的工程地质、水文地质方面的基本资料，完成主要勘察工作量见表2.1-1。
主要地勘工作量表
表2.1-1
序号
项目
单位
工作量
1
1/500平面地质测绘
kmi
0.08
2
1/500剖面地质测绘
km
0.46
钻孔
m/个
83.6/4
4
取原状土样
组
16
压水试验
段
6
注水试验
7
标准贯入试验
次
8
室内物理力学性质试验
9
现场渗漏观测
组日
资料收集
2.2区域地质概况
工程区总的地势为南西高，北东低，地貌类型属剥蚀构造低山、丘陵区。
山顶浑圆，丘岗相连，山岭标高280〜300m山坡比较平缓，坡角一般15°
区域出露的地层主要为石炭系下统碳酸盐岩，两岸山坡和河床则分布有第四系残坡积堆积及冲积堆积层。
本区大地构造地处新华夏构造体系南岭东西复杂构造带中段北部，XX岭背斜西
北翼。
北北东向构造是区内主要构造，由一系
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