大草滩水库大坝安全鉴定综合评价报告(合定本)-12.291.doc

大草滩水库大坝安全鉴定综合评价报告(合定本)-12.291.doc

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前言

我院于2005年3月受米泉市水利局水管总站的委托，对米泉市铁厂沟镇大草滩水库进行大坝安全鉴定。

我院对此工程十分重视，首先制订了大草滩水库大坝安全鉴定工作大纲，在工作进度、深度及任务方面做了安排。

2005年3月～4月，勘察设计人员对水库进行了多次现场勘察，并在米泉市水利局的协助下收集了许多有用的资料。

2005年3月，我院测量专业人员对大草滩水库进行了坝址区地形测量和横断面测量，地质专业人员进行了详细的地质勘察，其中包括对坝体的钻孔取样和探坑取样，进行样品试验及试样分析等地质勘察工作，3月底完成试验资料数据分析。

4月在完成大坝的地质勘察试验资料后，开始进行大坝的防洪、渗流稳定、结构稳定和抗震安全的复核工作。

5月初进行室内计算工作，5月1日基本完成《工程质量评价报告》、《大坝运行管理评价报告》、《防洪标准复核报告》、《结构安全评价报告》、《渗流安全评价报告》、《抗震安全复核报告》、《大坝安全综合评价报告》7本报告。

大草滩水库大坝安全鉴定报告的编写是严格按照《水库大坝安全评价导则》的要求进行编写的。

该水库属于未完工工程，除了初步设计、技术设计各阶段的资料比较齐全以外，施工阶段的有关资料比较缺乏；对此我们采用与原设计、施工人员座谈收集，并与规范相比较，以判断工程的实际施工质量；同时，对该水库的有关建筑物以及坝基进行补充勘探、试验，重新取证坝体参数，用新参数重新进行评价，最后利用收集的资料和勘探试验数据，根据规范要求进行计算，通过与现行规范比较，最终确定大坝的安全级别。

本次大草滩水库安全鉴定提供的成果报告有：

《米泉市大草滩水库大坝安全鉴定报告》。

1综合评价

1.1自然地理概况

铁厂沟河、沙沟及碱泉沟发源于天山北坡东段前山区。

由于发源地山势低而狭窄，无冰川补给，属岩层裂隙水补给型河流，当山区融雪或降雨时才形成洪水。

大草滩水库位于碱泉子沟和沙沟的合汇处，主要引蓄铁厂沟河冬闲水及碱泉子沟和沙沟的春季洪水和夏季暴雨洪水。

1.1.1气象

大草滩流水库气象资料缺乏，本次收集到距水库12km的米泉市气象站的部分观测资料，根据资料分析铁厂沟镇处于中部暖温带地区（平原区）。

该区域年平均气温7.2℃，年差40.6℃，大于10℃的积温3.542℃，无霜期190天，太阳辐射年总量每平方厘米134.4千卡。

1月最冷，平均气温-15.1℃，极端最低气温-32.9℃，7月最热，平均气温25.6℃，极端最高气温42℃。

年降水量218.3毫米，其中作物生长期（4～9月）降水量147.9毫米。

年平均风速2.2m/s，春末夏初多大风，大风日数11天，瞬间最大风速30m/s。

盛行偏南风，频率为12％；夏季山谷风明显，西北风最多，频率为18％。

1.1.2径流

铁厂沟河源于天山东段前山区，属岩层裂隙水补给型河流。

上游称玉什布早河，由大沟、货郎沟、甘沟汇合而成。

大沟最长，为主流，源于沙勒克尔至冰草台子，有大小泉18个，流量500秒公升，天蓬沟以下变为潜流，只大石崖断层阻隔出露地面。

甘沟源于吉德勒，有大小泉13个，流量120秒公升，但暴雨洪水量较大，泉水少，只有一个泉眼。

两水汇合后年总径流量2400.2万m3，流域面积268平方公里。

从铁厂沟的资源量看，保证率50％的水平年，年径流量为2396.7万m3。

在非灌溉期的11月到次年4月，这六个月的冬闲水就有1055.9万m3，占总进流量的44％。

1.1.3洪水

1.1.4地质概况

大草滩水库在大的地貌上处于博格达山西北侧山前斜坡地带，地形总的趋势是南高北低。

山体属博格达山脉的西部末梢，走向北东—西南，山势由北向南逐渐抬升，山区有数条大的断层，与山脉走向一致，使高中山区与低山丘陵区明显分开。

由于新构造运动，在低山区丘陵地带沉积着厚度不等的第四纪冰碛沉积层和黄土。

区域地层从元古界至第四系多有出露，中元古界长城—蓟县系为结晶片岩、片麻岩、混合岩和大理岩组成的变质岩系，出露于西南高山区，场区附近被第四系地层全部覆盖，主要为坡积、风积和冲洪积物。

1.2工程概况

1.2.1工程的简要建设过程

米泉市大草滩水库位于米泉市东北12km处铁厂沟镇大草滩村东南2km处。

地理坐标为

大草滩水库原为蓄水七八万方的涝坝，始建于六十年代。

1989年米泉县水利局为解决大草滩村居民和牲畜用水计划在涝坝基础上设计扩建大草滩水库。

工程于1989年底开工，1990年7月26日昌吉州水利局尹局长一行四人对水库工地检查，对于大草滩水库工程不按技术要求进行施工提出建议停工整顿，并形成米水（90）031号文件未果。

1995年米泉县铁厂沟镇政府为大草滩村节水增地提出对大草滩水库进行整修。

水库在80年代由于经费不足，坝体东坝段500m长已经达到原设计工程，西坝段600m长还未达到设计工程，防浪墙、护坡及反滤料都未建设，水库属未完建工程。

该水库服务区的大草滩村是以种植业为主，大草滩水库对大草滩村农业生产区经济的开发建设，农民定居起巨大作用；1989由米泉县水电局进行勘察设计，在前期的设计中设计人员对库区、坝区的工程地质、水文地质条件作详细勘探，与1989年年底完成技术设计，计划工期1年；新设计的水库大坝为均质土坝，设计库40万m3，最大坝高5.0m。

该水库开工初期由于资金基本上可以保证，施工进度基本上可以按施工计划进行，到1992年，由于当时物价飞涨，资金无法保障，工程施工进度无法保证，在施工过程中许多设计也被简化了。

该工程重建工作从1986年到1998年，历时13年，由于资金问题，一直是一个未完工程。

重建的施工基本过程如下：

1987年冬天招标，1988年春天5月开工，1991年11月坝体主体完工，1992年10月坝体面板完工，涵洞泄洪为40m3/s，设计标准为20年一遇，1993年开始蓄水，蓄水前由水利厅组织验收，1993年停工一年，1994年开始施工溢洪道，1998年施工大坝原型观测；截至1998年，水库大坝基本完工，水库放水涵洞、溢洪道一直未能完成。

溢洪道只完成进口和85m泄槽混凝土浇筑，进口控制闸门、还有55m的泄槽没有施工；放水涵洞出口未做控制闸门，目前出口用临时围堰堵水运行；由于资金缺乏，放水涵洞闸门启闭机当时当时安置在竖井检修平台上，没有安装检修闸门，控制闸门无法检修。

1.2.4水库管理机构及管理制度

水库为米泉市水利局水管总站下属铁厂沟镇水管站管理，水管所现有管理人员11人，大专6名，中专3名，高中1名，初中1名；其中技术人员2名，助理工程师2名；还有季节性配水员6名。

1.2.5枢纽的主要建筑物及其特性参数

米泉市水利局大草滩水库由拦河大坝、放水涵洞两部分组成。

根据《防洪标准》（GB50201-94）中表6.1.1和表6.1.2关于水利水电枢纽工程等别和水工建筑物的级别划分，该水库大坝的工程等别为Ⅳ等，大坝坝体的级别为4级，涵洞的工程级别为4级，水库任务以灌溉，兼有养鱼能；工程规模为小

（1）型山区水库。

大草滩水库水利工程示意图

大草滩水库大坝原设计为均质土坝。

坝顶高程652m。

坝轴线长1100米，其中东坝段500m，西坝段600m；死水位647.5m；死库容2.5万m3；正常蓄水位650.5m；有效库容40万m3；校核洪水位651.5m；防洪库容10万m3。

放水涵洞进口高程647.5m，放水涵洞采用坝下铺设管径为500mm的钢管，在坝后安装φ500mm的闸阀控制，最大泄水流能力0.6m3/s。

控制灌溉面积0.3万亩。

1.2.6水库的主要效益

由于米泉市是资源性缺水地区，无大的河流，水利工程调蓄能力低，地表水还有开发潜力，可增加引用水量；水库虽然不大，但在拦蓄春夏洪水、冬闲水、调节水量、灌溉供水、补给地下水源均起到不容忽视的作用；水库的经济和社会效益显著，尤其是对下游灌区的水资源的充分利用起到调节作用，提高了水资源的利用率。

大草滩水库主要受益单位为铁厂沟镇大草滩村。

大草滩村为农业区，是一个汉、回等民族聚居区，现有1268户，总人口为5175人，全村大部分劳力从事农业生产，多种经营，全面发展；大草滩村现有可耕面积3.1万亩，水库控制灌溉面积2.2万亩，主要农作物有小麦、玉米、豌豆、油菜和蔬菜。

水库工程未建前，春洪及冬闲水利用率不到10%，水库蓄水受益后，生产面貌大变。

1.2.7工程存在的主要问题

水库大坝一直属于未完工程带病运行至今存在的问题较多，主要原因为重建库时由于受资金、技术及各方面的因素，未按原设计施工，许多工程措施不到位，水库工程有多项未完项目，目前现主要问题有：

1、通过本次地质勘探工作所取得的资料分析认为，涵洞以西（0+676-0+000）坝段除（0+500—0+450）段1.0m以下，（0+450—0+250）段4.0m以上坝体及（0+250-0+100）段2.0m以下坝体，填筑质量满足要求外，其余坝体均不符合填筑要求。

涵洞以东（0+000-0-450）坝段除桩号（0-050-0-150）段2.0m以下坝体填筑土质量满足要求外，其余坝体填筑质量均不符合要求。

2、坝基岩性为粉土、卵石，卵石层具有较强渗透性，但水库淤积层较厚，形成天然隔水层，阻断坝基渗漏通道.，坝基渗漏量较少。

3、坝体断面不规则，坝顶宽窄不一，坝顶面凸凹不平整，应采取消坡、护坡加厚坝体等措施。

4、放水涵洞地基土为卵石，工程地质条件较好，但经多年运行，工程以老化，钢管腐蚀严重，闸阀常年露水，以不能正常使用。

5、管理混乱，无相应的管理制度，由村民自行管理。

1.3工程质量评价

1.3.1坝体工程地质条件评价

水库坝体为均质土坝，坝体填筑土料主要以低液限粉土为主，粘土成份较少，主要分布于东坝段3.0m以下坝体中。

根据坝轴线探井，取样测试的土体干密度，液塑限、孔隙比、渗透系数等物理性质指标，绘制了干密度、渗透系数分区图，从上述图件可以直观地看出坝体质量在剖面上的分布状况，现将坝体按涵洞以西坝段（0+000—0+676）、涵洞以东坝段（0+000—0-450）分别论述：

涵洞以西坝段（0+676-0+000）除（0+500—0+450）段1.0m以下，（0+450—0+250）段4.0m以上坝体及（0+250-0+100）段2.0m以下坝体，填筑质量满足要求外，其余坝体均不符合填筑要求。

涵洞以东坝段（0+000-0-450）

除桩号（0-050-0-150）段2.0m以下坝体填筑土质量满足要求外，其余坝体填筑质量均不符合要求。

1.3.2建筑物地基处理质量评价

坝基均座在原始地层上，未进行清基处理，基底高程644.1-649.5m，地层岩性为第四系上更新统（Q3）粉土及卵石层，粉土位于坝基表层，土黄色，呈可塑状，最大厚度2.0m，由东、西两侧向中间逐渐变薄，直至尖灭。

根据试验资料分析：

粉土具有中压缩性，土体渗透系数在10-5-10-6之间，渗透性较差。

卵石位于粉土层之下，（其中桩号0+250-0+100卵石出露于坝基表层）呈青灰色，可见最大粒径300mm，粒径多在40-60mm之间，磨圆度较差，骨架交错排列，部分接触，孔隙由中粗砂充填，较密-中密状。

坝基土岩性主要为卵石，根据颗分试验成果分析：

土体为非连续级配土，不均匀系数Cu在90.63-102.5之间，判定土的渗透变形类型为管涌型，土的渗透管涌破坏临界水力坡度Jcr可用下列方法确定：

（1）根据土中细粒含量确定（粒径＜1mm的颗粒含量）

根据颗分试验资料，坝基土中细粒含量在13%-16%之间，根据临界水力坡度与细颗粒含量关系曲线分析确定：

临界水力坡度Jcr在0.12-0.25之间。

（2）根据土的渗透系数确定：

卵石渗透系数在2.58×10-2-3.8×10-2cm/s之间，根据临界水力坡度与渗透系数关系曲线分析确定：

临界水力坡度Jcr在0.16-0.4之间。

从大坝安全角度考虑建议：

坝基卵石临界水力坡度Jcr取0.12-0.25之间，允许水力坡度