某某水库大坝安全评价报告.docx
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1、项目编号:2015-AH-007-某某安徽省含山县某某水库大坝安全评价报告 二一五年五月安徽省含山县某某水库大坝安全评价报告批 准:审 核:项目负责人:专业负责人:水工: 主要编写人员: 二一五年五月目 录1 概述11.1 报告编制依据11.2 工程概况11.3 工程主要特性指标22 工程质量评价42.1 大坝42.2 溢洪道42.3 放水涵42.4 工程质量综合评价53 工程地质评价63.1工程概况63.2坝区地形地貌及不良地质现象73.3场地地下水83.4坝体、坝基土的分布状况及特征83.5坝体、坝基物理力学性质指标及设计参数93.6场地类别及抗震稳定性评价93.7坝体、坝基土评价及处理方
2、案建议104 大坝运行管理评价124.1工程管理124.2水库防洪调度运用124.3工程养护与维护134.4工程监测134.5 大坝运行管理综合评价145 防洪标准复核155.1洪水标准155.2 水库工程特性参数155.3调洪演算165.4坝顶高程复核215.5防洪安全评价246 结构安全评价256.1大坝变形安全256.2 大坝抗滑稳定256.3 抗震安全评价286.4上游护坡稳定286.5 近坝库岸稳定286.6 坝顶超高296.7 输、泄水建筑物安全评价296.8 结构安全评定297 渗流安全评价307.1渗流资料分析307.2 渗流勘察调查307.3 渗流有限元分析307.4 渗流安
3、全评价328 大坝安全综合评价338.1 结论338.2 建议34附图35 工程现场图片36水库现状图37 大坝抗渗、抗滑稳定计算结果图38附件1:安徽省含山县某某水库工程地质勘察报告(另册)1 概述1.1 报告编制依据2015年3月,南京市水利规划设计院有限责任公司受安徽省含山县水务局的委托,负责编制某某水库大坝安全评价报告。报告编制依据主要有:(1)安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积计算办法(1984.05);(2)水库大坝安全评价导则(SL258-2000);(3)碾压式土石坝设计规范(SL2742001);(4)水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2
4、000);(5)小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范(SL189-2013);(6)安徽省含山县某某水库除险加固工程工程地质勘察报告(南京市水利规划设计院有限责任公司,2015年4月)。1.2 工程概况某某水库位于含山县环峰镇境内东山水库上游,长江流域得胜河水系,来水面积8.2km2。水库按20年一遇设计,300年一遇校核,校核洪水位49.12m,总库容95.37万立米。水库灌溉面积0.09万亩,保护下游农田0.12万亩,保护人口0.09万人,是一座以灌溉为主,兼有防洪和养殖等的小(2)型水库。本次安全评价,根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)及防洪标准(GB50201-
5、94),确定水库防洪标准为20年一遇洪水设计,设计洪水位47.48m, 300年一遇的洪水校核,校核洪水位48.52m,总库容82.37万m3。水库现状主要建筑物有:(1)大坝一座,于1986年、1997年和2003年进行过加固处理,为均质土坝。现状大坝坝顶高程48.3549.08m,最大坝高约8.5m,坝顶宽度5m左右,坝顶长度519m。大坝迎水坡高程约47m处有一1.73.7m宽平台,平台以上坡比为1:2.61:3.0,平台以下坡比为1:2.21:4.2,迎水坡无护坡;背水坡现状完好,坡比为1:2.71:3.0。(2)溢洪道一座,于1986年和1997年底进行过维修,并与2003年进行拓宽
6、,增设溢洪道工作桥,对溢洪道底板进行灌浆处理。溢洪道位于大坝左端,为开敞式溢洪道,堰顶型式为宽顶堰,堰顶高程为46.20m,单孔,净宽32.0m。溢洪道底板为钢筋砼结构,挡墙为浆砌石结构。目前,溢洪道基本保存完好。(3)水库有放水涵两座,分别位于大坝南北两端,北涵于1997年翻建达现状规模,南涵、北涵洞身均为0.3m的混凝土圆形有压洞,进口为竖井闸门控制。南涵进口底高程为43.1m,目前涵身断裂漏水;北涵进口底高程为42.0m,目前,该涵洞运行良好。某某水库主要效益以灌溉为主,兼有防洪和养殖,目前灌溉面积900亩,保护下游农田1200亩,保护人口900人。因此,某某水库的安全运行具有重要的社会
7、意义和经济效益。1.3 工程主要特性指标某某水库现状工程特性指标表。表1-1某某水库工程特性表综合特性所属水系/规模长江流域/小(2)集水面积(km2)8.2干流长度(km)/干流比降3.5/0.053主坝坝别均质土坝坝顶坝顶高程(m)48.3549.08坝顶宽度(m)5坝顶长度(m)526最大坝高(m)8.5迎水坡护坡结构草皮坡比1:2.01:3.8背水坡护坡结构草皮坡比1:2.71:3.0水位及库容原始资料本次评价结果死水位(m)41.4441.44正常蓄水位(m)46.246.2汛限水位(m)46.246.2设计水位(m)48.0647.48校核水位(m)48.6548.52死库容 (1
8、04m3) 3.10.8兴利库容(104m3)3232.2调洪库容(104m3)60.349.37总库容(104m3)95.482.37正常溢洪道类别无闸控制堰顶高程(m)46.2堰顶宽度(m)32设计最大下泄流量(m3/s)170.22启闭设备无涵洞南涵底板高程(m)43.1北涵底板高程(m)42.0结构型式砼圆形有压涵断面尺寸(m)0.3设计流量(m3/s)0.22 工程质量评价某某水库由大坝、溢洪道、放水涵等组成。根据水库大坝安全评价导则,含山县水务局成立了某某水库大坝安全鉴定现场检查组,检查组于2015年3月12日对某某水库工程和质量进行了现场检查,根据现场检查情况,结合镇村干部、水利
9、员以及管理人员等反映的情况,综述如下。2.1 大坝某某水库兴建于1959年,大坝施工前未对坝基进行任何勘察,坝基开挖和清理主要以人工为主,大坝筑坝时清理不够彻底,坝基未做任何防渗加固措施。坝体填土未进行土工试验,坝体碾压施工过程也未采用合适的施工工艺,致使大坝填土质量差,断面土方标准不足。因此整个坝体填筑质量较差。1986年、1997年含山县水利(务)局对大坝中部及大坝与山体结合部进行粘土灌浆,并对大坝做了粘土铺盖。大坝经过多次除险加固,目前大坝坝身断面包括大坝坡比,坝顶宽度,坝顶高程基本满足规范要求,但是大坝依然存在下列问题:1、大坝迎水坡由于94年做粘土铺盖时拆除护坡块石未恢复,目前大坝迎
10、水坡坡面杂草重生,受风浪冲刷严重,坡面浪坎现象明显,多处出现倒坡;2、由于大坝兴建时坝身回填土质量差,大坝清基不彻底;3、目前大坝只有背水坡坝脚有纵向排水沟,无横向及周边排水沟。2.2 溢洪道1986年、1997年含山县水利(务)局对大坝溢洪道进行了维修加固,2003年拓宽溢洪道至32m,对溢洪道底板进行了灌浆,并新建了溢洪道工作桥。根据现场检查情况,溢洪道为开敞式溢洪道,位于大坝左端,目前溢洪道基本保存完好,但是仍然存在以下问题:1、溢洪道采用浆砌石结构,后于2003年新建了溢洪道工作桥,新建工作桥时对两侧浆砌石挡墙未做加固处理,导致目前桥台下沉严重。 2、溢洪道下游水流不畅,下游溢洪河由于
11、未进行处理,两岸边坡局部有坍塌。2.3 放水涵某某水库有放水涵两座,位于大坝的南北两侧,涵身均为300mm压力涵管(坝下闸门控制),15cm素砼管垫,40cm浆砌块石基础,1986年、1997年含山县水利(务)局曾对北涵进行翻建。根据现场检查情况,目前北涵运行良好,南涵可能因地基下沉导致涵身断裂,涵身漏水,并有水流声。2.4 工程质量综合评价某某水库大坝是在特定的历史条件下修建的,限于历史原因及各方面的因素,水库修建时由于前期准备不足,施工条件差,设计标准低。水库建成运行40多年以来,自然侵蚀、工程老化等问题非常突出,地质勘探表明大坝坝身填土填筑质量总体一般,局部较差。大坝填筑不均,局部较差,
12、迎水坡护坡损坏,溢洪道控制段绕渗严重,溢洪道交通桥损坏,南涵多处漏水。综合大坝、放水涵、溢洪道工程现状,根据水库大坝安全评价导则 2.6.3条,评定某某水库总体工程质量为“不合格”。3 工程地质评价3.1工程概况某某水库位于含山县环峰镇,属长江流域得胜河水系,汇水区域为山丘区,汇水面积8.2km2。设计水库总库容为95.4万m3,兴利库容32万m3,死库容3.1万m3。2014年8月,我院受含山县水务局的委托,承担了某某水库除险加固工程地质勘察任务。按照设计人员提供的“勘察技术要求”,勘察目的是查明坝体及坝基土层分布状况,有无不良地质现象,地下水埋藏条件,场地地震效应等,为某某水库坝体除险加固
13、提供地基土的物理力学性质指标及参数。根据勘察工作目的和任务,勘察主要采用钻探、原位测试、室内土工试验等方法。按设计要求,沿大坝布置1条工程地质纵剖面1-1,孔距114m170m,垂直大坝轴线布置2条工程地质横剖面2-2(最大坝高附近)、 3-3,孔距8.70m23.00m。详见“勘探点平面位置图”。勘察外业工作于2015年4月10日4月16日完成,共完成勘探孔8个。室内试验4月26日完成。勘探点情况及完成工作量详见“勘探点情况一览表(表3.1-1)”,“完成工作量统计表(表3.1-2)”。表3.1-1勘探点情况一览表勘探点编号勘探点类型钻探深度(m)地面标高(m)原状土样(组)岩样(组)地下稳
14、定水位埋深(m)标高(m)J1取土试验钻孔18.0048.60312.8045.80J2取土试验钻孔18.0046.70411.0045.70J3取土试验钻孔20.0048.40412.7045.70J4取土试验钻孔12.0041.901.2040.70J5取土试验钻孔18.0047.20411.7045.50J6取土试验钻孔20.0048.70413.2045.50J7取土试验钻孔12.0041.701.0040.70J8取土试验钻孔20.0048.90513.3045.60表3.1-2 完成工作量统计表勘探点(个)8总进尺(m)138.0取样(组)原状土样(组)24岩样(组)5钻孔注水试验
15、(段/孔)2/2重型动力触探(m)0.4室内试验常规土工试验(组)24渗透试验垂直(组)6水平(组)12天然单轴抗压强度(组)5土工试验严格按照土工试验方法标准(GB/T50123-1999)进行,具体试验方法如下:含水率:烘干法。密度:环刀法。比重:塑性指数经验取值法。液塑限:联合测定法。渗透试验:变水头法。固结试验:单轴固结仪法,并提供e-P曲线。勘察工作主要依据:中小型水利水电工程地质勘察规范(SL55-2005);水利水电工程注水试验规程(SL345-2007);土工试验方法标准(GB/T50123-1999);建筑抗震设计规范(GB50011-2010);水工建筑物抗震设计规范(SL
16、203-97);水利水电工程天然建筑材料勘察规范(SL251-2000等。3.2坝区地形地貌及不良地质现象某某水库坝体为均质土坝,坝长519.00m,坝顶高程48.3549.08m,顶宽5.0m左右,最大坝高7.30m。高程引测点BM设在溢洪道堰顶,标高46.20m(吴淞高程基准,下同)(具体位置详见“勘探点平面位置图”)。库区地貌属低山丘陵。勘察范围内未发现明显不良地质现象。3.3场地地下水某某水库勘察期间钻孔初见水位埋深0.90m3.20m,稳定水位埋深1.00m3.30m,标高40.70m45.80m。地下水位变化主要受水库地表水位的影响,地下水与水库水有较密切的水力联系。坝身及浅部坝基
17、土透水性经现场注水试验、室内土工试验,根据水利水电工程地质勘察规范(GB50487-2008)附录F判别:坝身填土(粉质粘土)弱透水;粉质粘土弱微透水;据野外判别1强风化泥质粉砂岩弱中等透水。表3.3-1 坝体现场注水试验成果表试 验 段渗透性钻孔编号试验项目孔径(mm)深 度 (m)试段长度(m)地层渗透系数K(cm/s)渗透性分级起止J3注水1101.005.504.506.6510-5弱透水J6注水1101.005.504.505.7410-5弱透水试验段位于地下水位以下时:试验段位于地下水位以上时: 式中 K:试验岩土层的渗透系数,cm/s; Q:注入流量,L/min; H:试验水头,
18、cm;等于试验水位与地下水位之差; A:形状系数,cm;依据SL345-2007附录B选用; r:钻孔内半径,cm; l:试段长度,cm。结合场地水环境条件及现场调查,依据岩土工程勘探规范(GB50021-2001)(2009年版)第12.2条判断:场地水对钢结构具有弱腐蚀性,对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。3.4坝体、坝基土的分布状况及特征根据现场勘察、室内土工试验结果,勘察范围内坝体、坝基土分为3层4个亚层。各地基土层主要物理力学性质指标详见“地基土物理力学性质指标及承载力特征值表(表一)”。坝身填土(粉质粘土):普遍分布。灰黄、黄褐色,可塑为主,局部软塑。中等压缩性。主要由粉
19、质粘土组成,局部包含粘土,表层含植物根茎。干重度14.516.7kN/ m3,平均值15.7kN/ m3。水平渗透系数3.8110-5cm/s6.7410-5cm/s,平均值4.8010-5cm/s。垂直渗透系数8.1510-6cm/s4.0610-5cm/s,平均值2.6010-5cm/s。现场注水试验:渗透系数平均值6.2010-5cm/s。层厚0.50m6.30m。粉质粘土:普遍分布。灰黄色,可塑,局部硬塑。中等压缩性。土质不甚均匀,主要为粉质粘土,局部粘土。水平渗透系数5.610-78.6710-6cm/s,平均值3.1210-6cm/s。层厚0.802.80m,顶板埋深0.506.3
20、0m。1强风化泥质粉砂岩:普遍揭露。灰绿色,岩芯呈碎块状。结构基本破坏,风化裂隙发育。岩芯采取率约50%。层厚1.70m3.60m,顶板埋深1.308.40m。2中等风化泥质粉砂岩:普遍揭露。灰绿色,岩芯呈短柱状,岩芯采取率85%90%。该层未揭穿,最大可见厚度10.40m。3.5坝体、坝基物理力学性质指标及设计参数地基土的物理力学性质指标参数见“地基土物理力学性质指标及承载力值表(表一)”(承载力特征值依据地区经验确定)。场地内各土层的物理力学性质指标采用室内土工试验结合野外现场勘探综合确定,对各类试验指标和计算指标进行了分层统计。结果表明,各土层试验指标的变异系数基本符合有关规程的要求,参
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