大壩安全評(píng)價(jià)技術(shù)要求

☆大壩安全評(píng)價(jià)技術(shù)要求三、 基礎(chǔ)資料四、 現(xiàn)場(chǎng)安全檢查五、 大壩安全專(zhuān)項(xiàng)分析評(píng)估六、 大壩安全綜合評(píng)價(jià)☆基礎(chǔ)資料1工程規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)資料2施工質(zhì)量控制與檢測(cè)（查）資料3驗(yàn)收資料4監(jiān)測(cè)資料5運(yùn)行管理資料6歷次加固處理資料7此前的大壩安全鑒定資料等■ “三無(wú)”、“三邊”工程，基礎(chǔ)資料匱乏，補(bǔ)充工程地質(zhì)勘察及必要的混凝土與金屬結(jié)構(gòu)檢測(cè)小型水庫(kù)大壩注冊(cè)登記表、水庫(kù)大壩注冊(cè)登記審查意見(jiàn)表有關(guān)管理體制改革的相關(guān)文件☆現(xiàn)場(chǎng)安全檢查由鑒定組織單位組織大壩現(xiàn)場(chǎng)安全檢查組，根據(jù)大壩安全鑒定工作計(jì)劃，通過(guò)座談、查閱檔案資料、現(xiàn)場(chǎng)察看與詢(xún)問(wèn)以及測(cè)量等手段，對(duì)水庫(kù)樞紐工程主要建筑物的運(yùn)行現(xiàn)狀及大壩安全管理的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的檢查，填寫(xiě)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查表，編寫(xiě)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查報(bào)告，并對(duì)安全鑒定工作提出指導(dǎo)性意見(jiàn)?！畲髩伟踩珜?zhuān)項(xiàng)分析評(píng)估工程質(zhì)量評(píng)價(jià)運(yùn)行管理評(píng)價(jià)3防洪安全復(fù)核4結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)5滲流安全評(píng)價(jià)6抗震安全評(píng)價(jià)7金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)1工程質(zhì)量評(píng)價(jià)1評(píng)價(jià)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件；2評(píng)價(jià)工程的實(shí)際施工質(zhì)量（含基礎(chǔ)處理、結(jié)構(gòu)形體和材料等）是否滿(mǎn)足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程或規(guī)定要求；3核查工程投入運(yùn)用后在質(zhì)量方面的實(shí)際情況和變化，能否確保工程安全運(yùn)行；4為大壩安全評(píng)價(jià)提供符合工程實(shí)際的原體參數(shù)?！鲈u(píng)價(jià)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查，歷史資料考證分析，補(bǔ)充勘探、試驗(yàn)、檢測(cè)等途徑綜合進(jìn)行。2運(yùn)行管理評(píng)價(jià)■包括對(duì)大壩運(yùn)行、維修、安全監(jiān)測(cè)等方面情況的評(píng)價(jià)?！鲞\(yùn)行、維修、安全監(jiān)測(cè)三方面均達(dá)到要求，大壩處于完整的可運(yùn)行狀態(tài)，可認(rèn)為大壩運(yùn)行管理“好”；■三方面大多滿(mǎn)足有關(guān)要求，大壩運(yùn)行基本正常，可認(rèn)為大壩運(yùn)行管理“較好”；■三方面大多達(dá)不到有關(guān)要求，大壩無(wú)法正常運(yùn)行，可認(rèn)為大壩運(yùn)行管理“差”。3防洪安全復(fù)核1考慮建壩后環(huán)境的改變，復(fù)核并確定水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)；2根據(jù)運(yùn)行期延長(zhǎng)的水文資料對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行復(fù)核；3調(diào)洪計(jì)算；4水庫(kù)抗洪能力復(fù)核；5潰壩損失評(píng)估。3.1防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核3.2設(shè)計(jì)洪水復(fù)核■設(shè)計(jì)洪水包括設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪水總量和設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)。■由流量資料或雨量資料推求?！鰧?duì)天然河道槽蓄能力較大的水庫(kù)，應(yīng)采用入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水資料進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。若設(shè)計(jì)階段采用壩址設(shè)計(jì)洪水的，應(yīng)盡可能改用入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水，或估算其不利影響。■對(duì)于難以獲得流量資料的中、小型水庫(kù)，可采用雨量資料或經(jīng)驗(yàn)公式推求洪水的方法，但應(yīng)對(duì)其計(jì)算成果進(jìn)行合理性檢查。調(diào)洪計(jì)算■核定起調(diào)水位■復(fù)核調(diào)洪運(yùn)用方式■復(fù)核水位?庫(kù)容?泄量曲線(xiàn)■根據(jù)入庫(kù)洪水過(guò)程、庫(kù)容曲線(xiàn)、泄量曲線(xiàn)以及水量平衡推求水庫(kù)水位變化過(guò)程和泄洪過(guò)程。水庫(kù)抗洪能力復(fù)核■壩頂超高與防滲體頂高程復(fù)核■Y=R+E+A■波浪爬高R■風(fēng)壅增高E■安全加高A潰壩損失■生命損失■經(jīng)濟(jì)損失■社會(huì)、環(huán)境影響“洪水淹沒(méi)圖”4結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)■復(fù)核計(jì)算大壩、近壩庫(kù)岸及與大壩安全有關(guān)的其它建筑物在靜力條件下的變形、強(qiáng)度及穩(wěn)定是否滿(mǎn)足現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求；■土石壩-大壩變形及穩(wěn)定分析；■混凝土壩、漿砌石壩及泄、輸水建筑物-強(qiáng)度及穩(wěn)定分析。4.1土石壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)1變形分析■分析內(nèi)容包括沉降（豎向位移）分析、水平位移分析、裂縫分析及應(yīng)力應(yīng)變分析。■分析方法（途徑）變形分析應(yīng)通過(guò)監(jiān)測(cè)資料分析和計(jì)算分析綜合進(jìn)行，兩者應(yīng)相互驗(yàn)證和補(bǔ)充。對(duì)有變形監(jiān)測(cè)資料的大壩，首先應(yīng)作監(jiān)測(cè)資料分析；當(dāng)缺乏變形監(jiān)測(cè)資料且大壩已發(fā)生異常變形和開(kāi)裂的，或沿壩軸線(xiàn)地形和地質(zhì)變化較大有開(kāi)裂疑慮的，可進(jìn)行變形計(jì)算分析。觀(guān)測(cè)資料分析：過(guò)程線(xiàn)、特征值、數(shù)學(xué)模型，等；變形計(jì)算分析■裂縫分析和應(yīng)力應(yīng)變分析?！鲐Q向裂縫傾度法、分層總和法、有限元法■水平裂縫薄粘土心墻壩，可通過(guò)設(shè)在拱效應(yīng)顯著部位的沉降、應(yīng)變及應(yīng)（壓）力觀(guān)測(cè)資料分析判斷是否產(chǎn)生水平裂縫，或通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算分析找出拉應(yīng)力區(qū)或主應(yīng)力明顯減小部位，判斷是否產(chǎn)生水平裂縫或水力劈裂。■應(yīng)力應(yīng)變分析I、II級(jí)高壩，特殊要求的土石壩，通常采用有限元法計(jì)算，當(dāng)有變形（應(yīng)變）觀(guān)測(cè)資料時(shí)，可通過(guò)反演計(jì)算確定有關(guān)計(jì)算參數(shù)。2壩坡抗滑穩(wěn)定分析■按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）及《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228-98）規(guī)定執(zhí)行?！龃髩维F(xiàn)狀實(shí)際環(huán)境條件和計(jì)算參數(shù).■關(guān)鍵問(wèn)題/計(jì)算工況/計(jì)算方法/計(jì)算參數(shù)確定/評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算工況1正常工作條件■正常蓄水位（或設(shè)計(jì)洪水位）形成穩(wěn)定滲流的下游坡；■死水位（或1/3壩高水位）的形成穩(wěn)定滲流的上游坡；■正常蓄水位（或設(shè)計(jì)洪水位）與死水位之間的經(jīng)常性的正常降落的上游坡。2非常工作條件■校核洪水下有可能形成穩(wěn)定滲流的下游坡；■水庫(kù)水位非常降落的上游坡；■長(zhǎng)期降雨期有可能被雨水飽和的壩坡?！錾鲜鲇?jì)算水位應(yīng)采用防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核確定的特征水庫(kù)。當(dāng)大壩壩頂兼作公路時(shí)，穩(wěn)定分析中應(yīng)計(jì)及車(chē)輛荷載。計(jì)算方法壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)采用剛體極限平衡法。對(duì)于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩，宜采用計(jì)及條塊間作用力簡(jiǎn)化畢肖普法（SimplifiedBishop）；對(duì)于有軟弱夾層、薄斜墻、薄心墻壩的壩坡穩(wěn)定分析及任何壩型，可采用滿(mǎn)足力和力矩平衡的摩根斯頓一普賴(lài)斯（Morgenstern—Price）等方法。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)，采用計(jì)及條塊間作用力的方法時(shí)，壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)不小于下表規(guī)定的數(shù)值；當(dāng)采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法計(jì)算壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)，對(duì)1級(jí)壩正常運(yùn)用條件下的最小安全系數(shù)應(yīng)不小于1.30，其它情況應(yīng)比表中規(guī)定的數(shù)值減小8%。運(yùn)用條件工程等級(jí)IIIIIIIV、V正常運(yùn)用條件1.501.351.301.25非常運(yùn)用條件I1.301.251.201.15非常運(yùn)用條件II1.201.151.151.10評(píng)價(jià)方法■現(xiàn)場(chǎng)檢查法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查和觀(guān)察大壩的變形、沉降、位移、滲漏等情況，判斷其結(jié)構(gòu)安全性?！霰O(jiān)測(cè)資料分析法通過(guò)監(jiān)測(cè)資料的整理分析，了解大壩位移、變形、應(yīng)力等觀(guān)測(cè)值的變化、有無(wú)異常以及變化規(guī)律，并建立監(jiān)測(cè)量與作用荷載、時(shí)間、空間等因素之間的統(tǒng)計(jì)或混合數(shù)學(xué)模型，通過(guò)監(jiān)測(cè)量的實(shí)測(cè)值或數(shù)學(xué)模型推算值與有關(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)定的容許值（如容許應(yīng)力、安全系數(shù)、容許撓度、容許裂縫寬度、容許位移等）的比較，判斷大壩的結(jié)構(gòu)安全性。■計(jì)算分析法主要通過(guò)理論計(jì)算分析評(píng)價(jià)大壩的結(jié)構(gòu)安全性，應(yīng)按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范或手冊(cè)進(jìn)行-材料力學(xué)方法、有限元法參數(shù)確定■能夠反映大壩現(xiàn)狀■鉆孔取樣試驗(yàn)/室內(nèi)試驗(yàn)/現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)■混凝土檢測(cè)荷載確定■作用荷載及荷載組合按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范或手冊(cè)執(zhí)行（運(yùn)行期）?！龊奢d計(jì)算應(yīng)按調(diào)洪演算與觀(guān)測(cè)資料（揚(yáng)壓力系數(shù)）成果進(jìn)行。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)■首先觀(guān)測(cè)大壩是否存在直觀(guān)上的險(xiǎn)情，然后再結(jié)合觀(guān)測(cè)值和計(jì)算值是否超過(guò)或小于規(guī)范、設(shè)計(jì)等規(guī)定的控制指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)判?！霈F(xiàn)場(chǎng)檢查嚴(yán)重裂縫、位移、傾斜、漏水等險(xiǎn)情■觀(guān)測(cè)資料分析位移、變形、應(yīng)力、裂縫開(kāi)合度等的實(shí)測(cè)值超過(guò)有關(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)定的容許值，或數(shù)學(xué)模型推算值超過(guò)有關(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)定的容許值，或與作用荷載、時(shí)間、空間等因素的關(guān)系突然變化，與以往同樣情況對(duì)比有較大幅度增長(zhǎng)?！鲇?jì)算分析不滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定4.3泄、輸水建筑物結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)■泄流能力、水面線(xiàn)、消能防沖等水力學(xué)復(fù)核；■計(jì)算復(fù)核泄、輸（引）建筑物的變形、強(qiáng)度與穩(wěn)定性是否滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求。往往會(huì)忽略4.4其他結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題■壩頂寬度■上游護(hù)坡■近壩庫(kù)岸■ 4.5大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)結(jié)論■大壩抗滑穩(wěn)定是否滿(mǎn)足規(guī)范要求；■大壩是否產(chǎn)生危及安全的變形（含裂縫或接縫）；■大壩（混凝土壩與漿砌石壩）強(qiáng)度是否滿(mǎn)足規(guī)范要求；■與大壩安全有關(guān)的其它建筑物的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及變形是否滿(mǎn)足規(guī)范要求；■近壩庫(kù)岸是否穩(wěn)定。/5方面均滿(mǎn)足要求，大壩結(jié)構(gòu)安全，定為A級(jí)；/其中某一方面（以上）不滿(mǎn)足要求，且可能產(chǎn)生巨大危害的（如拱壩拱座的穩(wěn)定性及土石壩的壩坡抗滑穩(wěn)定性不滿(mǎn)足），大壩結(jié)構(gòu)不安全，定為C級(jí)；危害不大（如局部裂縫、應(yīng)力不滿(mǎn)足、配筋率略低等情況），可以通過(guò)加強(qiáng)觀(guān)測(cè)及時(shí)予以補(bǔ)救處理的情況，定為B級(jí)。5滲流安全評(píng)價(jià)■滲流安全評(píng)價(jià)主要復(fù)核原設(shè)計(jì)、施工的滲流控制措施和當(dāng)前的實(shí)際滲流狀態(tài)能否保證大壩按設(shè)計(jì)條件安全運(yùn)行：/復(fù)核工程的防滲與反濾排水設(shè)施是否完善，設(shè)計(jì)、施工（含基礎(chǔ)處理）是否滿(mǎn)足現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范要求。/檢查工程運(yùn)行中發(fā)生過(guò)何種滲流異?，F(xiàn)象，判斷是否影響工程安全。/分析工程現(xiàn)狀條件下各防滲和反濾排水設(shè)施的工作性態(tài)，并預(yù)測(cè)它們?cè)谖磥?lái)高水位運(yùn)行時(shí)的滲流安全性。/對(duì)存在滲流問(wèn)題的大壩，應(yīng)分析原因和可能產(chǎn)生的危害。評(píng)價(jià)方法■現(xiàn)場(chǎng)安全檢查、監(jiān)測(cè)資料分析、計(jì)算分析?！霈F(xiàn)場(chǎng)安全檢查主要是看是否存在異常滲漏險(xiǎn)情?！霰O(jiān)測(cè)資料分析是通過(guò)滲流監(jiān)測(cè)資料的整理分析，了解滲流壓力的分布情況，以及滲流壓力、滲流量隨水位、降雨、時(shí)間、空間等因素的變化規(guī)律，并將監(jiān)測(cè)資料分析結(jié)果與各種設(shè)計(jì)或試驗(yàn)給定的允許值（如各種允許比降、揚(yáng)壓力、安全系數(shù)等）相比較，判斷大壩滲流安危程度?！鲇?jì)算分析（有限元計(jì)算、水力學(xué)公式）。接觸滲透穩(wěn)定問(wèn)題■很多慘痛教訓(xùn)，必須高度重視/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)八一水庫(kù)（2004.1.22）/青海英德?tīng)査畮?kù)（2005.4.28）/甘肅小海子水庫(kù)（2007.4.19）/內(nèi)蒙古崗崗水庫(kù)（2007.7.11）■通過(guò)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量復(fù)核，現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)和運(yùn)行表現(xiàn)予以評(píng)價(jià)■計(jì)算作為輔助滲流安全評(píng)價(jià)結(jié)論■各種巖土材料的實(shí)際滲流比降小于規(guī)范允許下限，壩基揚(yáng)壓力小于設(shè)計(jì)值，且運(yùn)行中無(wú)滲流異常征兆時(shí)，大壩滲流性態(tài)安全，A級(jí)；■各種巖土材料的實(shí)際滲流比降大于規(guī)范允許下限，但未超過(guò)其上限或同類(lèi)工程的經(jīng)驗(yàn)安全值，壩基揚(yáng)壓力不超過(guò)設(shè)計(jì)值，或有一定滲流異常但不影響大壩安全時(shí)，滲流性態(tài)基本安全，定為B級(jí)；■各種巖土材料的實(shí)際滲流比降大于規(guī)范或經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比的上限或破壞值，壩基揚(yáng)壓力大于設(shè)計(jì)值，或工程已出現(xiàn)嚴(yán)重滲流異常現(xiàn)象時(shí)，滲流性態(tài)不安全，定為C級(jí)。6抗震安全評(píng)價(jià)地震，震險(xiǎn)，在強(qiáng)震區(qū)或活斷層上；主要震害類(lèi)別■裂縫-水平、橫向；表面、隱蔽■滑坡■液化-裂縫、滑坡、震陷■震陷-紫坪鋪90cm■滲漏-裂縫引起■倒塌（防浪墻、剛性建筑物）、脫落（護(hù)坡）■斷裂、開(kāi)裂-壩下埋涵、護(hù)坡、面板、剛性結(jié)構(gòu)■水平位移-紫坪鋪70cm■脫空-面板與墊層■接縫錯(cuò)位、止水拉裂■閘門(mén)與門(mén)槽變形，無(wú)法開(kāi)啟裂縫奪土石壩最普遍震害，土石壩的防滲體或均質(zhì)土壩受震后主要是發(fā)生縱橫裂縫，嚴(yán)重的地震裂縫會(huì)發(fā)生漏水，有可能導(dǎo)致滲透破壞。奪其他壩型與建筑物滑坡奪由于受地震反復(fù)上下震動(dòng)及左右前后震動(dòng)，壩體的加速度反應(yīng)、速度反應(yīng)、位移反映越來(lái)越強(qiáng)烈，指向壩坡外的慣性力及指向壩坡內(nèi)的慣性力不斷反復(fù)，最終使壩坡滑塌。液化奪飽和的砂土地基受地震而產(chǎn)生振動(dòng)孔隙水壓力。當(dāng)其超過(guò)上覆有效荷載時(shí)，即發(fā)生噴水冒砂現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致壩坡塌滑或壩體下沉。奪上游水位下砂質(zhì)壩殼或砂礫石壩殼，受地震作用產(chǎn)生振動(dòng)孔隙水壓力，有效應(yīng)力降低，抗剪強(qiáng)度降低，因而導(dǎo)致壩坡塌滑。震陷壩體與壩基受地震反復(fù)震動(dòng)時(shí)，土體會(huì)發(fā)生振動(dòng)壓密，導(dǎo)致壩頂因地震而沉陷，如震陷大于安全超高，則有漫頂危險(xiǎn)。滲漏滲漏（流）、管涌斷裂、開(kāi)裂奪壩下埋涵斷裂奪護(hù)坡奪面板奪剛性結(jié)構(gòu)主要復(fù)核內(nèi)容及方法■抗震穩(wěn)定計(jì)算復(fù)核/擬靜力法-簡(jiǎn)化畢肖普法、瑞典圓弧法/動(dòng)力有限元法■抗震強(qiáng)度復(fù)核-材料力學(xué)方法、有限元法■液化分析-簡(jiǎn)化判別法、有限元法大壩抗震安全評(píng)價(jià)結(jié)論■當(dāng)復(fù)核計(jì)算成果滿(mǎn)足規(guī)范（SL203-97）及其它相關(guān)規(guī)范要求，且采取的抗震措施有效時(shí)，可認(rèn)為大壩或建筑物能抗御設(shè)防的地震，抗震安全性為A級(jí)；■當(dāng)復(fù)核計(jì)算成果等于或略低于規(guī)范要求的最小值，或抗震措施不夠完善時(shí)，認(rèn)為抗震安全性偏低，B級(jí)；■當(dāng)復(fù)核計(jì)算成果小于規(guī)范要求的最小值，且沒(méi)有有效的抗震措施時(shí)，認(rèn)為抗震安全不滿(mǎn)足，C級(jí)。7金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)■大壩泄、輸水建筑物的閘門(mén)與啟閉機(jī)■現(xiàn)狀下能否按設(shè)計(jì)條件安全與可靠運(yùn)行。/閘門(mén)：強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；/啟閉機(jī)：?jiǎn)㈤]能力與供電安全?！霈F(xiàn)場(chǎng)安全檢查■金屬結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)-必要時(shí)■計(jì)算分析-必要時(shí)☆六、大壩安全綜合評(píng)價(jià)■依據(jù)防洪、結(jié)構(gòu)、滲流、抗震、金屬結(jié)構(gòu)安全等復(fù)核計(jì)算結(jié)果，結(jié)合工程質(zhì)量評(píng)價(jià)，并考慮潰壩后果及大壩運(yùn)行管理情況，綜合評(píng)定大壩安全類(lèi)別?！龈鞣矫姘踩约?jí)別均達(dá)到A級(jí)，為“一類(lèi)壩”，安全可靠，能按設(shè)計(jì)條件安全運(yùn)行；各方面安全性級(jí)別均達(dá)到A級(jí)或B級(jí)，為“二類(lèi)壩”，基本安全，可在加強(qiáng)監(jiān)控下運(yùn)行；安全性級(jí)別中有一項(xiàng)以上C級(jí)，為“三類(lèi)壩”，不安全，屬病險(xiǎn)水庫(kù)?！鰧?duì)定為“三類(lèi)壩”的水庫(kù)，應(yīng)提出保證工程安全的運(yùn)行方式（包括加強(qiáng)監(jiān)測(cè)）以及除險(xiǎn)加固的建議。按潰壩后果（風(fēng)險(xiǎn)）分類(lèi)加拿大潰壩后果嚴(yán)重程度分類(lèi)表潰壩后果嚴(yán)重程度生命損失經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境破壞極嚴(yán)重死亡很多人