水库大坝安全评价报告.docx

1、水库大坝安全评价报告1 XX水库大坝安全鉴定综合概况1.1 水库枢纽工程概况XX水库位于XX区XX镇孟津村境内，大坝位于XX河流域右岸，地理坐标：东经，北纬，水库枢纽距XX城区36km，距XX镇0.5km。水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76，集雨面积8.35 km2。水库大坝为均质土坝，最大坝高17m，坝顶宽2.5m，坝长130m。水库总库容153.5万m3，有正常蓄水库容137万m3，死库容15万m3。设计灌面2991亩，实有灌面2991亩。XX水库承担着XX、XX等重要集镇及绵梓公路的汛期安全，是一座以防洪为主，兼有灌溉、养殖等综合利用效益的小(一)型水利工程。水库枢纽工

2、程由大坝、溢洪道、放水设备三部分组成。1.1.1 大坝XX水库始建于1970年9月，1973年春再次加高大坝5米，同年建成。XX水库由当时XX市县水电局进行勘测规划，坝址选于陡林湾石河堰处，该段河身狭长，水源丰富。坝基长80m，设核心齿槽3个，用黄泥夯实。大坝施工主要采用人工挑土，鸡公车转运等，坝体采用东方红75马力履带拖拉机碾村，分层碾压土料厚度均控制在0.2m以内，碾压三次，局采用人工夯实，坝体填筑质量较好。大坝最终规模达到17m。XX水库大坝坝顶高程为506.8m，最大坝高17m ，坝顶宽2.5 m，坝顶轴线长130m。 大坝上游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1: 2.08 、1:2.03，

3、坡面为干砌石护坡；大坝下游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:1.68、1：3.1、1：5.0、1：2.83、1：1.5，坡面为干砌石护坡。1.1.2 溢洪道溢洪道位于大坝右端。进口为开敞式正槽形式，堰顶高程502.8m，堰顶净宽24米，最大下泄流量288m3/s。溢洪道于水库建成初期1971年宽14m，1973年进行扩建到18m，1974年夏又扩建一孔，增加到20m，1982年，经洪水复核，溢洪道仍未达到要求，1984年再次扩宽溢洪道到30米。现溢洪道共四孔宽30米，净宽24m。 1.1.3 放水设施水库放水设备位于大坝左端，由涵卧管组成，参照溢洪道分为左低涵和右高涵，左低涵随大坝主体工程修建，右

4、高涵于1984年结合溢洪道改建而建成。左低涵：卧管断面尺寸1.30.6m(宽高)，涵管断面尺寸0.51.2m(宽高),最大放水流量0.5m3/s；右高涵：卧管断面尺寸0.60.6m(宽高)，涵管断面尺寸0.60.6m(宽高)，最大放水流量0.3m3/s。1.1.4 库区工程地质条件概况1） 区域地质构造测区位于四川中台拗的川北台陷内,属“四川红层”地区，为喜马拉雅山运动的构造形迹。在四川中台拗区，中生代侏罗系、白垩系地层发生褶皱，测区内出现一系列走向NEEEW向，轴线向弯突的平缓开阔的弧形褶皱，XX帚状构造即属于测区主要构造形迹。2） 地层及岩性测区位于四川中台拗的川北台陷内，属“四川红层”地

5、区，为喜马拉雅山运动的构造形迹。区内断裂少见，本区是和龙门山地槽相对而存在的稳定地块。库区处于XX市帚状构造中的石马坝土门垭背斜的南端，地层倾角23度。库区处于XX帚状构造中的石马坝土门垭背斜的南翼，地层倾角23度。区内未见断层构造，库区以砂质泥岩和泥质粉砂岩，细中粒砂岩为主，节理裂隙在砂质泥岩中和粉砂岩中一般不发育。在细中粒砂岩中较为发育，砂岩中在库区发现有两组裂隙：分别为走向北东5075度和走向北西290310度，前者倾向南东，后者倾向北东，倾角在8590度左右，裂隙间距0.51.5米，裂隙开口宽0.23厘米，充填物为黄色粘土和粉质粘土。库区地层自上而下由第四系全新统坡残积Q4del，坡洪

6、积Q4del和中生界侏罗系上统七曲寺组35层组成。基岩以砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，库区两岸植被较好。坡残积层断续分布于丘顶及两岸岸坡，粘土厚0.51.0m。 3） 地震基本烈度按1/400万中国地震动峰值加速度区划图，区内地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为度。XX水库枢纽工程运行特性见表11。表11 枢纽工程特性表序号名 称单位数量备 注一河流特征1枢纽控制集雨面积Km28.352集雨区干流全长Km3.553多年平均降雨量mm9554多年平均径流深mm350二特征水位及库容1设计洪水位（P=3.3%）m505.572校核洪水位（P=0.33%）m506.443正常高水位m505

7、.34死水位m494.9955总库容万m3153.56正常库容万m31377死库容万m3158设计灌面万亩0.2991实际灌面0.2991万亩三大坝1坝型均质土坝2坝顶宽m2.53最大坝高m174坝顶长度m1305坝顶高程m506.8四溢洪道1溢洪道型式正槽2堰顶高程m502.83溢洪道长度m4泄槽宽度m24五放水设备1放水型式涵卧管2进口底板高程m494.9953闸孔直径mm4最大放水流量m3/s0.55输水涵洞长度m6涵洞断面mm0.51.2，0.60.6左低涵、右高涵（宽高）7卧管长m8卧管断面mm1.30.6，0.60.6左低涵、右高涵（宽高）六观测设备1垂直及水平位移观测点个62浸润

8、线观测点个无3渗透流量观测处无4渗透水浑浊度观测处无5水位观测根1 卧式水标尺1.2 水库枢纽工程安全鉴定的依据1.2.1 文件与资料本次安全鉴定是依据水利部颁水库大坝安全鉴定办法文件精神，按水库大坝安全鉴定导则的要求结合XX水库的实际情况而进行的，主要资料是“四川省涪城区XX水库工程“三查三定”报告”与大坝设计、施工、整治资料和相关图纸等资料。1.2.2 本次安全鉴定工作依据的规范、标准及主要参考书1. 水利水电工程等级划分及洪水标准SL25220002. 中华人民共和国国家标准GB50201943. 碾压式土石坝设计规范SL27420014. 水利水电工程设计洪水计算规范SL44935.

9、水工建筑物荷载设计规范DL507719976. 水库大坝安全评价导则SL25820007. 中国地震动峰值加速度区划图（2001）8. 四川省中小流域暴雨洪水计算手册（1979年版）9. 水力计算手册10. 水工设计手册11. 高等学校教材水力学、土力学、岩石力学、水工建筑物、土坝设计、工程水文及水利计算等2 XX水库建筑物质量评价2.1 水库枢纽工程现场检查2006年2月初 ，在听取了XX水库管理所有关人员全面汇报的基础上，对枢纽各建筑物进行了现场检查。对提出的问题，特别是在大坝、溢洪道、取水设施中存在的问题进行了认真分析和广泛深入地讨论，现将XX水库枢纽工程现场检查情况报告如下：2.1.1

10、 水库大坝XX水库大坝为均质土坝，最终建成后最大坝高17m。水库大坝建成初期填筑质量较好，但坝体单溥，2001年9月19日洪灾后，出现轻微内滑痕迹，但尚未对水库正常运行造成危害，当年未进行整治。经过近几年的运行使用，大坝内坡中段出现了308m（长宽）的滑动面。水库大坝内坡及外坡均为干砌块石，由于建成年代久远，现大坝内、外护坡已出现松散、翘脱、滑移。大坝坝顶宽为2.5m，土质路，路缘原为单清条石衬护，大部分已风化，已看不清钻清纹路，还有的已移位，不能对坝顶起到良好的保护和稳固作用。大坝堆石排水体距坝轴线过远，浸润线出现脱坡现象。由于堆石排水体施工时反滤层做得很不规范，2005年在大坝中部堆石排水

11、体上游出现了塌坑。2.1.2 溢洪道XX水库现有正槽式溢洪道一座，位于大坝右肩。溢洪道主要由进口段、控制段和陡槽段组成。溢洪道原为浆砌毛条石，现已有跨踏，石块错位。下游明渠段淤积严重，行洪断面缩小近1/3。溢洪道闸房从未进行整修，房屋门、窗锈损较重，墙体内、外均无粉水保护，风化重。2.1.3 放水设施左低涵控制闸门启闭不畅，闸叶变形，严重影响灌溉。2.2 大坝基础地质质量评价2.2.1大坝基础地质条件坝区原始沟谷呈宽缓的“U”字形，地貌属丘间沟谷地貌。坝区位于XX帚状构造中石马坝土门垭背斜南翼，背斜轴部距坝区较近，岩层产状倾向南西230250度，倾角23度。区内未见断层、滑坡等不良地质现象。区

12、域相对稳定，坝区在J3q3-1层砂岩中发育有2条裂隙，裂隙性质特征与库区砂岩中基本一致，泥岩中构造裂隙不发育，坝区稳定性好。两坝肩均未发现有卸荷裂隙，同时坝区无相应的临空面存在。坝区水文地质条件相对较简单，受其岩性及构造条件控制明显，坝区地层产状近于水平，含水条件较好的砂岩和相对隔水的砂质泥岩呈互层状相间分布，山体高度不大，沟谷在工程区较短，大气降水形成的地表径流易于汇集于库内，两岸坡地表水排泄条件好，而渗入条件差。因而，地下水赋存条件亦差。2.2.2 溢洪道地质条件XX水库溢洪道位于大坝右肩，溢洪道下伏基岩以砂质泥岩为主，相临山体以细粒长石石英岩屑砂岩为主，河床中基岩强风化带厚度比较薄，未发

13、现有泥化夹层和大的裂隙存在。2.3 建筑物质量综合评价通过上面叙述，可见水库大坝建成初期填筑质量较好，但坝体单溥，经过数十年的运行，现已出现轻微内滑。内、外坝坡为干砌块石护坡由于建成年代久远，现大坝内、外护坡已出现松散、翘脱、滑移。溢洪道为浆砌毛条石，现已有跨踏，石块错位。下游明渠段淤积严重，行洪断面缩小。浇灌放水洞左低涵控制闸门启闭不畅，闸叶变形，严重影响灌溉。建筑物质量差。3 大坝运行情况评价3.1 大坝运行情况及处理XX水库大坝为均质土坝，始建于1970年9月，1973年春再次加高，最终建成后最大坝高17m。溢洪道位于大坝右端，因其过水流量不满足要求，于1973年将溢洪道从14m宽扩建到

14、18m，于1974年从18m宽扩建到20m，在1982年，经洪水复核，溢洪道仍未达到要求，1984年再次对溢洪道进行扩宽，从20m扩宽到30米。现溢洪道共四孔宽30米，净宽24m。水库大坝建成运行近四十年后，大坝内坡出大块滑动面，同时内、外干砌块石护坡松动、移位，大坝出现病险。该水库承担着XX、XX等重要集镇及绵梓公路的汛期安全。同时保护下游2.18万人和2.58万亩耕地的安全。水库放水设备左低涵、右高涵控制闸门变形放水使用不便。溢洪道有护坡砌体跨踏，石块错位。下游明渠段淤积严重。闸房破旧，急需修护。3.2 大坝维护与安全监测XX水库为小(一)型水库，水库管理站在XX区水务局领导下，具体负责水

15、库的工程管理、供水、防洪渡汛调度、多种经营等工作，从目前水库运行和管理来看，水库的工程管理已经制度化，但水库管理所缺乏工程技术人员，管理设施简陋，需在以后的整治工程中完善。该工程的大坝观测系统不完整，只进行了水位、雨量、位移的观测，无法对大坝进行全面安全监测。3.3 大坝运行情况综合评价综合本章所述，并根据水库大坝运行、维护和监测水平等方面的现状和水库大坝安全评价导则的要求，大坝运行情况可评为差。4 水库洪水复核4.1 流域概况XX水库位于XX区XX镇孟津村境内，大坝位于XX河流域右岸，地理坐标：东经1045723，北纬313927，水库枢纽距XX城区36km，距XX镇0.5km。水库坝址以上

16、主河道长3.55km，河床比降15.76，集雨面积8.35 km2。该水库流域面积内地形属丘陵区，植被较好。XX水库位于四川盆地丘陵区，流域内地形海拔在470.00m 560.00m左右，气温温和，雨量充沛但年内分布不均，常在7 9月形成强度大的大暴雨。4.2 设计洪水计算4.2.1 工程等级及设计标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定，该水库总库容为153.5万m3，为小(一)型工程，永久性主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，建筑物洪水标准为：设计重现期为3050年，校核重现期为300500年。本次复核采用设计重现期30年，校核重现期300年。4.2.2 设

17、计洪水计算1） 河流特征XX水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76，流域呈树状，坝址以上流域集雨面积8.35km2。2） 设计洪峰流量计算本库流域无实测洪水资料，但有长系列暴雨资料，故采用推理公式法由暴雨推求设计洪峰流量。推理公式为： Qp = 0.278 S F/n = f (F、L、J、S、n、m)式中： Qp 最大流量（m3/s）； 洪峰径流系数； 流域汇流时间（h）； F 流域集雨面积（km2）； L 自出口断面沿主河道到分水岭的河流长度（km）； J 河道平均坡度； S 暴雨雨力，即最大一小时暴雨量（mm/h）； n 暴雨公式指数； 产流参数（mm/h）； m 汇流参数

18、。推求设计洪峰流量，必须确定上式右端的如下三组参数：（1） 流域特征参数F、L、J；（2） 暴雨参数S、n；（3） 产流参数和汇流参数m。 流域特征参数用原量算数据。暴雨参数由四川省中小流域暴雨洪水计算手册（1979年版）（以下简称手册）上的等值线图查算。产流参数和汇流参数m基本上按手册上推荐的方法计算。各参数计算成果见表41和表42。表41 XX水库暴雨计算成果表历时（h）(mm)CVCS/CVHP(mm)P=3.33%P=0.331.043.20.433.586.11121.966.0780.523.5174.24261.3324.01250.533.5283.75430表42 XX水库推

19、理公式参数及设计洪峰流量表P(%)F（km2）K(km)J()n2S2(mm/h)t0(h)(mm/h)mQp(m3/s)3.338.353.5515.760.58776.3681.9274.5860.613108.90.338.353.5515.760.583114.2761.7115.3240.614180.3根据以上参数，按手册方法推求设计洪峰流量，成果见表42。3） 设计洪水过程线推求设计洪水过程线推求也采用手册方法。（1） 设计洪水总量设计洪水总量Wp，按下式计算：Wp=0.1HTPF (万m3)式中：F 流域面积（km2）； 洪量径流系数； HTP 历时T的设计暴雨量； T=12.

20、8 F1/4（单峰型时） HTP= H24P（T/24）1-n3，n3为6h24h暴雨公式指数， H24P为年最大24小时设计暴雨量(mm) ， P为频率(%)。上式中查手册确定，H24P由表41给出。设计洪水总量计算成果见表43。表43 XX水库设计洪水总量计算成果表P（%）T(h)n3H24P(mm)HTP(mm)Wp(万m3)3.3321.76195.680.3321.76303.32三八水库地处XX水库上游，洪汛期间该水库洪水直接泄入XX水库，XX水库实际上承担着三八水库与XX水库的调洪任务。所以，XX水库的洪水总量等于与三八水库的线性迭加，其成果见下表：表44 计入三八水库后XX水库

21、设计洪水总量成果表频率P（%）Qp(m3/s)Wp(万m3)3.33161480.810.33267727.31（2）设计洪水过程线按手册单峰洪水概化过程线模型，利用表42、表43的设计洪峰流量及设计洪水总量推求设计洪水过程线，由于基流量很小，可不计入。4.2.3 调洪计算XX水库溢洪道为正槽溢洪道，堰顶净宽24m，堰顶高程502.8米，相应库容为77万立方米，采用简化三角形进行调洪计算。成果见下表表44 XX水库调洪计算成果表P（%）堰顶高程Z正(m3)V正(m3)汛限水位Z限(m3)V限(m3)滞洪库容V滞(m3)防洪库容V防(m3)溢洪道下泄流量Qp(m3/s)3.33502.87750

22、2.8777462.5140.560.33502.877502.87776.565243.514.3 溢洪道过水能力复核XX水库溢洪道为开敞式正堰，XX水库溢洪道为正槽溢洪道，堰顶净宽24m，堰顶高程502.8米。按堰流公式对现有溢洪道过水能力进行计算，成果见下表表45 XX水库溢洪道过水能力计算成果表库水位Z库（m）堰顶高程Z堰(m3)堰顶水头H堰(m)堰宽B(m)下泄流量Qp(m3/s)502.8502.80240505.57502.82.7724168.67506.44502.83.6424245.9506.8502.8424288由上节调洪计算成果可以看出水库在设计洪水位时，要求溢洪道

23、下泄流量应达到140.56m3/s，此时溢洪道过水水深为2.77m，过水流量为168.67 m3/s，满足要求；水库在校核洪水位时，要求溢洪道下泄流量应达到243.51m3/s，此时溢洪道过水水深为3.64m，过水流量为245.9 m3/s，满足要求。4.4 坝顶高程复核根据本库多年平均最大风速V=13m/s、吹程D=300m、坝迎水面草皮护坡、洪水位段坝坡坡率m=2.08以及坝前平均水深H等资料，参考部颁辗压式土石坝设计规范SL2742001计算坝顶超高。考虑风速时非常运用情况下按多年平均最大风速计，正常运用情况下4级建筑物按多年平均最大风速的1.5倍计。4.4.1 有关参数1.坝顶高程：5

24、06.8m2.堰顶高程：502.8m3.吹程D=0.3Km4.多年平均最大风速Vf=13m/s5.设计风速V=1.54Vf=1.5413=20.02m/s6.校核风速V2=Vf 7.设计超高a=0.50m8.校核超高a=0.30m4.4.2 计算公式1.水库安全超高：d=hB+a hB=3.2k（2hL）tg22.浪高2HL=0.0166Vf5/4.D1/33.浪长2L=10.4(zn)0.80计算成果见下表表4-4 计算成果见下表项 目2hL(m)hB（m）a(m)d（m）设计情况0.4710.5580.51.058校核情况0.2740.3250.30.6254.4.3 所需坝高计算因XX水

25、库大坝坝顶高程具体计算结果见表45。表45 坝顶高程计算表P(%)Z洪(m)d(m)所需（m）现Z坝顶（m）3.33505.571.058506.628506.80.33506.440.625507.065由表45知，现坝顶高程为506.8m，小于校核洪水情况下所需的坝顶高程，故现水库大坝坝顶高程不满足规范规定的防洪标准要求。4.5 水库洪水复核结论4.5.1 水库洪水复核结论水库枢纽工程主要建筑物大坝的抗洪能力，不满足国颁中华人民共和国国家标准GB5020194和水利部颁水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定的30年一遇洪水设计和300年一遇洪水校核的标准的因此按水库大坝安全评

26、价导则规定，该坝抗洪性能定为C级。4.5.2 水库防洪安全措施由于洪水的随机性，超标准洪水可能发生，水库的安全渡汛问题应予以足够重视。为此，应采取以下系列安全措施：1. 进一步健全和完善水库防洪指挥部领导班子，作到分工负责，任务落实到人。2. 做好汛前安全检查工作，对大坝、溢洪道、放水洞等，进行全面检查。3. 汛期坚持执行24小时值班与交接班制度，加强水库观测，及时掌握水情变化，并采取相应处置措施。4. 加强通讯联系，建立信息网络，确保防洪工作顺利进行。5. 组织防洪抢险队伍，备好抢险物资器材，做到常备无患。5 大坝渗流分析评价5.1 概 述XX水库位于XX区XX镇孟津村境内，大坝位于XX河流

27、域右岸，水库枢纽距XX城区36km，距XX镇0.5km。水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76，集雨面积8.35 km2。水库大坝为均质土坝，最大坝高17m，坝顶宽2.5m，坝长130m。水库总库容153.5万m3，设计灌溉面积 0.2991万亩。该水库是一座以防洪、灌溉为主 ，兼有养殖等综合利用效益的小(一)型水利工程。枢纽工程由大坝、溢洪道和放水设备组成。水库的正常、设计和校核水位分别为505.3m、505.57m、506.44m，溢洪道堰顶高程为502.8m。放水洞进口底板高程为494.995m，与死水位同高。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定，该水利

28、枢纽属等工程，主要建筑物为4级建筑物。基岩以砂质泥岩、泥质粉砂岩为主。XX水库于1970年9月，1973年春再次加高大坝5米，同年建成。坝基长80m，设核心齿槽3个，用黄泥夯实。大坝施工主要采用人工挑土，鸡公车转运等，坝体采用东方红75马力履带拖拉机碾村，分层碾压土料厚度均控制在0.2m以内，碾压三次，局采用人工夯实，坝体填筑质量较好。大坝最终规模达到17m。XX水库大坝坝顶高程为506.8m，最大坝高17m ，坝顶宽2.5 m，坝顶轴线长130m。 大坝上游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1: 2.08 、1:2.03，坡面为干砌石护坡；大坝下游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:1.68、1：3.1、1：5.0、1：2.83、1：1.5，坡面为干砌石护坡。5.2 渗流分析5.2.1 目的（1）确定坝体浸润线在各种工况下的位置和逸出点的高度，为校核坝坡稳定计算提供必需的资料；（2）计算坝体的渗流量；（3）计算坝体渗透坡降J，确定渗流稳定性态