水庫大壩安全綜合評價報告書

湖南省赫山區(qū)牛角坡水庫小2)(型水庫大壩安全綜合評價報告(審定稿)陳躍清陳恒黎敏一123456稱P=5.0%時設(shè)計暴雨HP=0.5%時設(shè)計暴雨H‰m3/sm3/s////本次復(fù)核備注P=5P=5.0%P=0.5%P=0.5%二水庫1水庫水位校核洪水位mP=0.5%設(shè)計洪水位m正常蓄水位m相對高程死水位m2正常蓄水位時水庫面積畝3庫容總庫容(校核洪水位)萬m3序號指標(biāo)名稱單位原設(shè)計本次復(fù)核備注正常蓄水位庫容萬m311.6411.54死庫容萬m30.750.75三洪水最大下泄流量1設(shè)計洪水位時最大泄量m3/s6.016.23P=5.0%2校核洪水位時最大泄量m3/s10.2410.53P=0.5%四主要建筑物1壩型式均質(zhì)土壩均質(zhì)土壩壩頂高程m149.80149.80最大壩高m15.5015.50壩頂寬m5.05.0壩頂軸線長m80.080.02泄水建筑物溢洪道型式岸邊正槽式岸邊正槽式堰頂型式矩形明渠矩形明渠進(jìn)口地板高程m148.35148.35進(jìn)口段凈寬m6.06.0溢洪道全長m80.080.0消能形式無消能設(shè)施無消能設(shè)施3輸水建筑物(1)輸水涵序號序號指標(biāo)名稱備注m/m//m/五工程效益人口數(shù)量畝畝畝人5//5123456789全論證工作小組地質(zhì)勘察(外業(yè))編制完成《赫山區(qū)牛角坡水庫大壩安全綜合評價報告》結(jié)構(gòu)安全性評價為B級，根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》SL258-2000之大壩綜合評價方法，牛角坡水庫大壩評定為三類壩。益陽市水利局組織專家對安全鑒定成果進(jìn)行了核查，確定牛角坡水庫大壩為三類牛角坡水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小(2)壩頂軸線長80m。大壩上游從上往下坡比為1：2.6、1:2.0，上游高程ms長85m，進(jìn)口底板高程為137.20m，底板縱坡社)組織有關(guān)技術(shù)人員及當(dāng)?shù)厝罕娺M(jìn)行施工。水庫樞紐工程施工時就地取(1)大壩壩基滲漏嚴(yán)重表明，大壩下伏強(qiáng)風(fēng)化巖石的透水率較大，表層巖石透水率為11.3~(2)泄洪設(shè)施配套不完善(3)輸水設(shè)施不滿足要求(4)大壩壩腳無排水設(shè)施，滲透水流沖刷壩體帶走泥沙。(5)防汛通道不滿足防汛管理要求(6)大壩目前無任何觀測設(shè)施和設(shè)備，不滿足《土石壩安全監(jiān)測技(7)水庫管理所無值班室。壩頂軸線長80m。大壩上游從上往下坡比為1：2.6、1:2.0，上游高程坡原有草皮護(hù)坡，部分已毀壞，導(dǎo)致壩體水土流失嚴(yán)重，部分甚至塌陷。68m，底板寬6~4m,底板縱坡1/4.4。現(xiàn)狀溢洪道未襯砌，經(jīng)多年運行，。3.1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件評價112質(zhì)構(gòu)造調(diào)查2383/44組56注水試驗段/孔庫底寬緩，兩岸地形較為對稱，左岸山坡角45~65°，右岸山坡角40~庫區(qū)出露地層主要為第四系覆蓋層和元古界板溪群(Pt)巖層。由新(1)第四系覆蓋層②沖積堆積(Qal)：主要為粉質(zhì)粘土層夾少量砂卵礫石，黃褐色，含4黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核。結(jié)構(gòu)較密實，含水量較低，可-硬塑狀。分布較均勻，③殘坡積土(Qedl)：黃褐色、紅褐色，為砂質(zhì)板巖的風(fēng)化產(chǎn)物，主要(2)元古界板溪群(P)巖層tB。注水試驗成果表3-215.5~20.5ZK120.5~24.511.5~16.5ZK216.5~20.510.5~15.5ZK315.5~19.59.5~14.5ZK414.5~18.5134.3~129.3129.3~125.3138.3~135.3135.3~131.3139.3~134.3134.3~130.3140.3~135.3135.3~131.3BBBBBBBB壓水試驗成果表3-3試試段高程(m)148.3~145.9145~142.8142.3~139.2138.8~135.8148.3~146145.2~142.9142.3~139.2147.9~145.4144.9~142.9142.4~139.4142~140139~135.7試驗深度(m)1.5~3.94.8~7.07.5~10.611~14.01.5~3.84.6~6.97.5~10.62.0~4.55.0~7.07.5~10.51.5~3.54.5~7.8(m)(cm/s)核與評價(1)大壩(2)其他建筑物評價(1)大壩滲漏嚴(yán)重大壩壩基泥質(zhì)頁巖夾變質(zhì)板巖為中等風(fēng)化程度，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)石透水率為11.3~16.2Lu，滲漏現(xiàn)象明顯。(2)其他建筑物(1)牛角坡水庫位于雪峰山脈東北轉(zhuǎn)折端，屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌。(3)水庫存在壩體和壩基滲漏等工程地質(zhì)問題，建議對大壩進(jìn)行防涵，新開輸水隧洞。(4)在下階段除險加固初步設(shè)計時，應(yīng)補(bǔ)充適當(dāng)?shù)牡乜迸c試驗工作，工程區(qū)巖土物理力學(xué)指標(biāo)建議值表表3-4土土類含水率W濕密度ρ干密度e比重Gs液限WL塑限Wp液性指數(shù)IL塑性指數(shù)Ip縮1-2v量擦角Cqs聚KPaCqs直透透力(流土)壩體填土32.51.781.341.022.7342.123.00.4819.10.6253.8616.617.218.517.57.2×10-47.4×10-40.5/強(qiáng)風(fēng)化中厚層狀泥質(zhì)頁巖夾變質(zhì)板巖密度r=2.60g/cm3飽和抗壓強(qiáng)度R=18~22MPac泥質(zhì)頁巖fk=800kpa夾變板巖弱風(fēng)化中厚層狀泥質(zhì)頁巖夾變質(zhì)板巖密度r=2.70g/cm3飽和抗壓強(qiáng)度R=26~34MPa抗剪：f=0.58c抗剪斷：f’=0.75c’=0.2~0.3MPafk=1500kpa坡降透4.1水庫大壩的管理機(jī)構(gòu)、體制及規(guī)章制度水由于該水庫屬小(2)型水庫，沒有設(shè)立資料庫，加上管理人員經(jīng)常(1)牛角坡水庫制定了水庫管理規(guī)章制度及年度工作計劃，基本按(2)大壩曾針對嚴(yán)重險情進(jìn)行過針對性加固處理，但受資金限制，(3)大壩安全監(jiān)測方面無任何觀測設(shè)備設(shè)施，都是憑外表觀察，不m水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94的有關(guān)規(guī)定，確定牛角坡水庫為小(2)型水庫，屬Ⅴ等工程，主要建筑參得流域中心H=112mm，由圖四查得變差系數(shù)Cv=0.49，由設(shè)計頻率p及Cv=0.49查表(二)得K=1.97、K=3.00。則20年一遇點雨量為112p=5.0%p=0.5%nHnHH=112mmCv49Cs.7150P=0.5%KpHH2n3H13H6H3163H-H126H-H2412ψR上m項項目單位P=5%P=0.5%2.962.96m0.2460.246τh1.801.60Q上mm3/s6.710.7Qim3/s22.638.5上m上i0.278Qm3/s0.540.69ΔQm3/s0.040.05下W104m310.817.3P=0.5%P=0.5%0123412550.4460.3970.3480.2990.250.200.150.570.79………1212211212(1)入庫流量的基本資料牛角坡水庫沒有進(jìn)行入庫流量觀測，因此其入庫流量過程只能參照(2)庫容曲線(3)泄流曲線qq=ACRiC=R1/6R=A/xn利用上式求得庫水位與溢洪道泄流量的關(guān)系如表5.2.3及圖庫水位~下泄流量曲線庫庫水位(m)148.35148.45148.55148.65148.75148.85148.95149.05下下泄流量(m3/s)00.391.152.183.444.796.297.92庫水位(m)149.15149.25149.35149.45149.55149.65149.75149.80下泄流量(m3/s)9.7911.6413.6015.7818.0520.4122.6923.935算(詳情附后)。()()mmmmW—設(shè)計風(fēng)速，多年汛期最大風(fēng)速平均值為12.0m/s，設(shè)計情mmmmpKKKR=PAWhLppΔΔw位mmmmmm溢洪道為岸邊正槽式，位于大壩右岸山體上，控制段底板高程(1)根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本次復(fù)核確定牛角坡水庫大壩(2)根據(jù)壩頂高程計算成果，水庫大壩的實際抗洪能力滿足國家現(xiàn)(3)該水庫雖設(shè)有溢洪道，但溢洪道兩側(cè)導(dǎo)墻及底板未采取任何襯圖5.1.5：牛角坡水庫各頻率下入庫洪水過程線)s/310.0Q9.08.0.06.05.04.03.02.01123456789101112131415161718192021222324250P過程線P=5%入庫洪水過程線圖5.2.3-1：牛角坡水庫水位~庫容關(guān)系曲線)m(20684庫容(萬20684圖5.2.3-2：牛角坡水庫水位~下泄流量關(guān)系曲線)m(位水24682468次壩體滲流計算分析選擇大壩的最大橫斷面，做二維有限元滲流計算分斜墻部分(Ⅰ區(qū))和堆石體部分(Ⅱ區(qū))。滲透分區(qū)見圖6-1，粘土斜墻區(qū)(2)《滲流計算原理及應(yīng)用》顧慰慈編著，中國建材工業(yè)出版社.01；(1)上游正常蓄水位與下游相應(yīng)無水；(2)上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)無水；(3)上游校核洪水位與下游相應(yīng)無水；(4)庫水位快速降落時，對上游壩坡穩(wěn)定不利的情況。本次穩(wěn)定滲流計算工況為前述的三種工況，各工況下的計算結(jié)果如(1)正常蓄水位情況：上游庫水位148.35m，相應(yīng)下游無水時，壩體(2)設(shè)計洪水位情況：上游庫水位148.88m，相應(yīng)下游無水時，壩體(3)校核洪水位情況：上游庫水位149.10m，相應(yīng)下游無水時，壩體(1)庫水位快速降落時段的確定本上是牛角坡水庫最不利的庫水位降落過程。由庫水位~庫容關(guān)系曲線、速降落曲線(見圖6-5)，并由此將非穩(wěn)定滲流計算時段劃分為三個時段，(2)非穩(wěn)定滲流計算結(jié)果建筑物(第二版)》中有關(guān)“土的滲透變形”的章節(jié)可知：滲透變形包括筑物滲流安全評價(1)滲流計算成果表明，在現(xiàn)有地勘資料的基礎(chǔ)上，按大壩標(biāo)準(zhǔn)斷(2)大壩存在壩體和壩基滲漏：大壩整體填筑質(zhì)量一般，在長期的質(zhì)板巖巖石透水率為12.2~16.7Lu，呈中等透水性。(3)輸水涵管為三合土碑石箱涵，管身局部出現(xiàn)垮塌，管周滲漏嚴(yán)表庫水位第一降落庫水位第一降落時段大壩壩體浸潤線6-6滲透系數(shù)(cm/s)Y13.32510.7589.6548.1716.9966.2335.3184.6784.1844.032Y14.32011.2589.7128.4027.6256.7896.0625.5245.0244.523Y14.82611.62310.1258.9267.9257.2366.6355.9825.6235.283備注(降速備注(降速m/d)時間間隔(天)庫水位(m)時間(天)0XY10.50211.20912.86413.39811.6879.8737.8187.0056.1024.553Y7.3328.1489.67010.3509.1607.4566.2005.3834.5622.725Y2.8264.6806.1247.0367.3826.3925.4094.3453.3560.968(m)148.35~145.00145.00~142.00142.00~137.20(m)圖6.5：牛角坡水庫水位快速降落曲線)m(位147.0水23056894時間(天)23056894壩坡穩(wěn)定計算采用北京理正軟件設(shè)計研究院的《邊坡穩(wěn)定分析軟件安全系數(shù)分別用K(AB)表示。(1)穩(wěn)定滲流期的下游壩坡的抗滑穩(wěn)定性；(2)庫水位快速下降時的非穩(wěn)定滲流期上游壩坡的抗滑穩(wěn)定性。(1)正常蓄水位情況：上游庫水位148.35m，相應(yīng)下游無水時，下游(2)設(shè)計洪水位情況：上游庫水位148.88m，相應(yīng)下游無水時，下游(3)校核洪水位情況：上游庫水位