水庫大壩安全質量控制評價 1 2 4 4 4 4 5 6 6 7 8 8 9 9 21 24 25 25 28 28 28 29 29 2015年3月，南京市水利規劃設計院有限責任公司受安徽省含山縣水務局庫容95.37萬立米。水庫灌溉面積0.09萬畝，保護下游農田綜合特性所屬水系/規模長江流域/小（2）集水面積（km2）8.2干流長度(km)/干流比降3.5/0.053主壩壩別均質土壩壩頂壩頂高程（m）48.35～49.08壩頂寬度（m）5壩頂長度（m）526最大壩高（m）8.5迎水坡護坡結構草皮坡比1:2.0～1:3.8背水坡護坡結構草皮坡比水位及庫容原始資料本次評價結果死水位（m）41.4441.44正常蓄水位（m）46.246.2汛限水位（m）46.246.2設計水位（m）48.0647.48校核水位（m）48.6548.52死庫容（104m3）0.8興利庫容（104m3）3232.2調洪庫容（104m3）60.349.37總庫容（104m3）95.482.37正常溢洪道類別無閘控制堰頂高程（m）46.2堰頂寬度（m）32設計最大下泄流量（m3/s）170.22啟閉設備無涵洞南涵底板高程（m）43.1北涵底板高程（m）42.0結構型式砼圓形有壓涵斷面尺寸（m）設計流量（m3/s）0.22工程質量評價12日對某某水庫工程和質量進行了現場檢查，根據現場檢查情況，結合鎮村干某某水庫興建于1959年，大壩施工前未對壩基進行任何嚴重，坡面浪坎現象明顯，多處出現倒坡；2、由于大壩興建時某某水庫有放水涵兩座，位于大壩的南北兩側，涵身均為Φ300mm壓力涵某某水庫大壩是在特定的歷史條件下修建的，限于歷史原因及各方面的因素，水庫修建時由于前期準備不足，施工條件差，設計標準低。水庫建成運行40多年以來，自然侵蝕、工程老化等問題非常突出，地質勘探表明大壩壩身填3工程地質評價2014年8月，我院受含山縣水務局的委托，承擔了某某水庫除險加固工程內試驗4月26日完成。勘探點情況及完成工作量詳見“勘探點情況一覽表(表勘探點編號勘探點類型鉆探深度(m)地面標高(m)原狀土樣（組)巖樣)地下穩定水位埋深(m)標高(m)J1取土試驗鉆孔48.60312.8045.80J2取土試驗鉆孔46.704145.70J3取土試驗鉆孔20.0048.40412.7045.70J4取土試驗鉆孔41.9040.70J5取土試驗鉆孔47.204145.50J6取土試驗鉆孔20.0048.70413.2045.50J7取土試驗鉆孔41.7040.70J8取土試驗鉆孔20.0048.90513.3045.60勘探點（個）8總進尺（m）取樣（組）原狀土樣（組）24巖樣（組）5鉆孔注水試驗（段/孔）2/2重型動力觸探（m）0.4室內試驗常規土工試驗（組）24滲透試驗垂直（組）6水平（組）天然單軸抗壓強度（組）5某某水庫壩體為均質土壩，壩長519.00m，壩頂高程▽48.35~▽49.08m，頂1.00m~3.30m，標高▽40.70試驗段滲透性鉆孔編號試驗項目孔徑深度(m)試段長度(m)地層滲透系數K（cm/s）滲透性分級起止J3注水5.504.50①6.65×10-5弱透水J6注水5.504.50①5.74×10-5弱透水（GB50021-2001）(2009年版)第12.2條判斷：場地水對鋼結構具有弱腐蝕性，亞層。各地基土層主要物理力學性質指標詳見“地基土物理力學性質指標及承載中等壓縮性。主要由粉質粘土組成，局部包含粘土，表層含植物根莖。干重度3地基土的物理力學性質指標參數見“地基土物理力學性質指標及承載力值表場地內各土層的物理力學性質指標采用室內土工試驗結合野外現場勘探綜場地土類別，土層平均剪切波速取建基面下15m內的各土層剪切波速，按土層本次選取J1、J3孔進行計算判別，詳見土層②備注Vsi值（m/s）345土層剪切波速Vs值根據地區經驗取值。J1孔層厚（m）土層平均剪切波速（m/s）345J3孔層厚（m）2.10土層平均剪切波速（m/s）345土層平均剪切波速（m/s）345經計算，場地覆蓋層平均剪切波速為345m/s，依據《水工建筑物抗震設計部較差；水平滲透系數3.81×10-5cm/s~6.74×10-5cm/s，平均值4.80×10-5cm/s，垂2.壩基淺部分布②粉質粘土，土質較均勻，力學“抗剪強度指標推薦值表（表3.7-1）”。巖土編號及名稱統計項目重力密度γ飽和重度sat直剪粘聚力)擦角(快剪)粘聚力Cc(kPa)(固快)擦角(固快)填土統計個數44平均值34.436.5標準值20.132.432.7推薦值20.132.432.7②粉質粘土統計個數86611平均值20.353.259.0標準值20.543.2推薦值20.543.2層號孔隙率（%）土顆粒密度Gs滲透變形形式臨界水力坡降Jcr允許水力坡降J允許①0.422.72流土0.990.50②0.392.73流土0.534大壩運行管理評價施、通訊、交通設施等各類設施周圍及水庫土某某水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪和養殖等的小（2）型水庫。興利調（1）根據國務院現行防洪工作實行行政首長負責制的精神，某某水庫接受（4）嚴格執行上級部門確定的防汛預案和調度命令，及時記錄調度命令和某某水庫大壩為5級建筑物，根據《土石壩安全監測技術規范》（SL551-2012大壩安全監測的必設項目有：巡視檢查、表面變形、上下游水位、巡視檢查分為日常巡視檢查、年度巡視檢查和特殊情況下的巡視檢查等三某某水庫經過40多年的運行，暴露出多方面的問題，例如水庫工程等別為Ⅴ等，永久建筑物級別為5級，防洪標準為設計為20～30年一某某水庫原資料匯水面積8.2km2，本次重新復核水位(m)庫容(104m3)410421432.3447.1454646.24748.548499549.5％，重現期歷時(h)雨量均值H（mm）45.2Cv0.600.550.50Kp2.202.103003.873.553.24設計點雨量(mm)220.00147.0089.95300387.00248.50146.45重現期(y)歷時(h)2461設計點雨量(mm)20220.00147.0089.95300387.00248.50146.45點面折系數（K）設計面雨量(mm)20220.00147.0089.95300387.00248.50146.45設計工況，暴雨頻率為20年一遇，損失量取40mm，地下水取40mm；下泄流量：為溢洪道在相應水位下的最大下泄流量，計算時按堰流考慮，式中：q—下泄流量；σ—淹沒系數；m—綜合流量系數（包含側收縮因素B—總凈寬；H—堰上水頭。參數取值：淹沒系數σ=1.0，綜合流量系數m=0.34。水位(m)流量(m3/s)46.20.00470.447.53.93489.3548.54924.0649.532.97時段序號來水流量（m3/S）泄洪流量（m3/S）水庫庫容位（m）00.000.0033.2846.2010.0433.5146.2123.410.5334.2546.2534.4735.2846.3145.412.9936.2246.3656.234.2937.0046.4066.725.3437.6046.4378.186.4338.1746.4687.9538.9246.5099.6439.6946.5426.1041.9946.6696.8048.3852.6747.2053.8770.0058.4847.4842.7251.017.8620.9644.0746.777.6940.8646.607.359.5339.6046.546.518.0938.9346.505.927.0638.4446.485.346.3038.0646.46204.675.6337.7146.44214.425.0837.4246.42224.284.7437.2246.41234.174.4837.0846.40244.174.3536.9946.40253.084.0036.7946.39263.2036.3046.36270.462.2235.6646.33280.1846.30290.0534.6946.28300.000.7134.3946.26310.000.5034.1746.25320.000.3834.0146.24330.000.2933.8946.23340.000.2233.8046.23350.000.1833.7346.22時段序號來水流量（m3/S）泄洪流量（m3/S）水庫庫容位（m）00.000.0033.2846.2016.540.6334.3546.2623.8736.7646.3937.9438.9146.50440.3746.58541.5246.64642.2646.68723.7743.3846.74828.8223.8745.1646.83929.8727.7346.4346.8971.6644.8451.6447.15256.66144.9776.5748.2990.74170.2282.3748.5270.6358.6347.4930.1647.1746.9320.4622.7644.7346.8143.7846.7642.7246.7041.9346.6641.3846.632040.7646.602140.2946.582240.0746.562339.9746.562439.9346.56254.808.7239.2246.52260.785.5437.6646.44270.003.1036.2446.36280.0035.3646.31290.0034.8246.28300.000.7934.4746.26310.000.5634.2346.25320.000.4234.0546.24330.000.3133.9246.23340.000.2433.8246.23350.000.2033.7546.22洪水標準20年一遇300年一遇起調水位(m)46.2相應庫容（104m3）33最高水位（m）47.4848.52相應庫容（104m3）58.4882.37最大下泄流量（m3/s）70170.22根據《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》(SL189－2013)6.2.1條要A—安全加高，m，正常運用條件取A=0.50m，非常運用條件取3正常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高，再加6.2.3條規定的地震安全按規范要求，小（2）型水庫的工程等級為5級，風速標準為：正常運用條Tm0.5W—計算風速，m/s；Hm—水域平均水深，m。Rm按下式計算：式中：KΔ—迎水坡護坡糙率，查表KΔ=0.9；取m=3.0；KW—經驗系數；波浪爬高R可由平均波高與壩迎水面前水深設計工況=2.37，查《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》表A.1.6-2得Kw=1.139，計算得Rm=0.308m；由=0.029查《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》表A.1.7，校核工況=1.46，查《小型水利水電工程碾壓式土石壩A.1.6-2得Kw=1.018，計算得Rm=0.190m；由=0.017查《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》表A.1.7，0.5660.548.35~0.349由計算結果可知，設計壩頂高程應達到49.17m。現狀壩頂高程48.35~根據《水庫大壩安全評價導則》表B1，壩頂高程不滿足洪標準，涵洞涵身6結構安全評價本水庫最大壩高斷面所在。按《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計規范》（SL189-2013穩定計算采用瑞典條分法。計算軟件采用北京理正軟件設計研W=W1+W2i-γWZμi=γWZ,b—土條寬度(m)；μi—穩定滲流期的孔隙水壓（kPaW=W1+W2i-γWZμi=γWZ,W1—水位降落前壩坡處水位以上的條塊濕W2—水位降落前壩坡處水位以下的條塊浮W,—水位降落后條塊重（kNWγW—水容重（kN/m3Z,—浸潤線到條塊底面中點的距離（mb—土條寬度（mμ根據《碾壓式土石壩設計規范》(SL274-200土石壩設計規范》(SL189-2013)等相關規范工況三（非常運用迎水坡，水位降落期：上游由設計洪水位降至汛限水上游水位(m)下游水位(m)備注工況一穩定滲流期背水坡46.240.64下游水位為相應的地面高程工況二穩定滲流期背水坡47.4840.64工況三水位降落期迎水坡47.48~46.2040.64土層名稱土層編號重度(KN/m3)飽和重度(KN/m3)快剪CR(Kpa)φRCq(Kpa)Φq壩體填土①層20.132.732.4粉質粘土②層\20.55953.2強風化泥質粉砂巖③-1層\\8.035.0\\中等風化泥質粉砂巖③-2層\\8.035.0\\壓管的實測資料對土層滲透性進行推求；由于某某水庫缺少歷年系統的實測資料，因此壩體浸潤線推求是直接利用地質報告所提供的土層滲透性參數計算確規范容許值有效應力法總應力法工況一2.849工況二2.686工況三2.878（2）壩頂高程不滿足按規定標準計算的結果，大壩實際抗卸洪水能力不滿（4）大壩迎水坡無護坡，坡面雜草重生，坡面浪坎現象明顯，多處出現倒根據《水庫大壩安全評價導則》表B2-1及5.4.2