水库安全评价报告.doc
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1、1 综述1.1 工程概况XX水库是一座以农业灌溉为主,兼有防洪、人畜饮用等综合利用的小(二)型水利工程。水库位于城口县葛城镇庙垭村,水库坝址距城口县城10km,水库坝址有乡村公路通往坝顶,但雨天泥泞较难通行。水库所在流域属长江一级支流任河的一条小支流。该库实有集雨面积1.6km2。水库设计坝顶高程1331.7m,相应库容24.7万m3;设计校核洪水位1331.2m,相应库容23.7万m3;设计校核洪水位1331.1m,相应库容23.1万m3;设计正常蓄水位1330.5m,相应库容21.5万m3;设计坝底高程1308.7m;设计坝高23m。实际坝顶高程1331m,相应库容22.8万m3;实际正常
2、蓄水位1330.5m,相应库容21.5万m3,实际坝底高程1308.7m;实际坝高22.3m。水库工程设计灌溉面积2300亩。实际灌溉面积1300亩(缺发灌溉渠道造成)。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000的规定,本工程属五等小(2)型工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级,临时性建筑物为5级。设计洪水重现期为20年一遇,相应洪峰流量为43.37m3/s,设计下泄流量为7.7m3/s;校核洪水重现期为200年一遇,相应洪峰流量为65.05m3/s,校核下泄流量为11.71m3/s。XX水库枢纽工程特性见表1-1。1.2 工程布置 XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水建筑物等
3、部分组成。(1) 大坝 坝体为均质土坝,最大坝高22.3m(坝轴线处),坝顶高程1331m,坝顶宽2.052.25m,坝顶长114.5m,坝轴线建基面高程1308.7m。上游坝坡坡度从坝顶至坝脚依次为1:1.8,高程1324m处设有2m宽的马道。下游坝坡坡度从坝顶至坝脚依次为1:1.5、1:2、1:2.24;在大坝下游1316m、1324m高程分别设有2m的马道。 (2)溢洪道 溢洪道布置在坝体右岸,无溢流堰,为明渠,渠道上无人行桥,渠首底板高程高程1330m,出口底板高程为1295m,渠长122m;渠首宽度2m,溢洪道槽身净宽2m,两侧边墙浆砌石宽0.4m,槽身平均纵坡i=0.29,下游无消
4、能设施。(3)放水建筑物XX水库放水设备型式为涵卧管放水。卧管长36m,为DN300mm钢管,放水孔直径0.3m,相邻放水孔高差0.6m,最低放水高程1316m(死水位),共计24个放水孔,设计最大放水流量0.77m/s,卧管放水孔采用塞子堵塞。放水涵管长85m,为DN300mm钢管,与卧管相连。1.3工程建设情况XX水库设计坝型为均质土坝,设计坝高23m(坝轴线处),总库容23.1万m3,灌面2300亩。大坝于1975年11月动工,至1981年5月竣工。施工时坝基基础清理至灰质岩,而后回填土石料筑坝。筑坝土料取至库内粘壤土,采用石平碾碾压的施工方法,施工质量一般。1.4 大坝安全评价采用的基
5、本资料XX水库始建于1975年,1981年竣工即开始蓄水运行。由于种种历史性原因,施工时只有设计草图,无正式设计图纸。工程设计图纸及设计说明书等资料保存不善,大量遗失,现已很难查找。本次大坝安全评价主要以“三查三定”资料、现场巡视检查、城口县葛城镇XX水库病害整治工程初步设计报告、重庆市城口县葛城镇XX水库枢纽整治工程实施方案、土工试验报告以及水利部颁布的水库大坝安全评价导则(SL258-2000)的要求,结合本工程实际情况进行。1.5 规程规范本次大坝安全评价依据的主要现行规范有:水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000;防洪标准(GB50201-94);水利水电工程设计洪水计算规
6、范(SL44-93);碾压土石坝设计规范(SL2742001);小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则(SL189-96);水工建筑物抗震设计规范(SL203-97);土工试验规程(SL237-1999);溢洪道设计规范(SL253-2000);水库工程管理设计规范(SL106-96);水库大坝安全评价导则(SL258-200)。1.6 工程等级及设计标准(1)工程等级XX水库总库容为23.1万m3,设计灌面2300亩,按SL252-2000标准,该水库枢纽为小(二)型水库工程,枢纽工程为五等,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级,临时建筑物为5级。(2)设计标准洪水标准,按GB50201-94标
7、准,XX水库枢纽工程永久筑物设计洪水标准为20年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核;坝顶安全超高:按SL2742001和SL189-96,XX水库大坝安全超高,在正常运行情况下为0.5m,非常情况下为0.3m;大坝坝坡抗滑稳定最小安全系数:按SL2742001和SL189-96规定,大坝的最小抗滑安全系数在正常运用情况为1.15,非常运用情况为1.05。地震烈度:根据1/400万中国地震烈度区划图,XX水库坝址区地震基本烈度,可不作抗震复核。1.7 大坝安全评价工作概况由于XX水库存在严重的病险,为彻底查清水库大坝的安全状况,做好除险加固前期准备工作。2011年9月,受城口县水务局委托,我单位
8、承担了该水库大坝安全评价报告的编制工作,并成立了项目组,踏勘了现场,查阅了有关资料,与参加该工程施工的有关同志进行了座谈,以“三查三定”资料、现场巡视检查、调查资料、土工试验报告以及本次现状实测等为依据,按照水利部颁发水库大坝安全鉴定办法的要求,结合本工程实际情况于2011年10月编制完成了重庆市城口县XX水库大坝安全评价报告。XX水库枢纽工程特性表表1-1序号名 称单位数 量备 注1枢纽控制集雨面积km21.62设计洪峰流量(P=2%)m3/s43.373校核洪峰流量(P=0.2%)m3/s65.054水库正常高水位m1330.55设计洪水位m1331.16校核洪水位m1331.27死水位m
9、13168水库总库容万m323.19兴利库容万m320.2110设计灌溉面积亩230011坝型均质土坝12坝体顶高程m133113坝体最大坝高m22.314坝体坝顶长度m114.515坝体坝顶宽度m2.05-2.2516溢洪道型式实用堰17最大下泄流量(校核水位)m3/s11.7118溢洪道进口高程m1330.519放水建筑物型式卧管20放水孔尺寸(直径)m0.321消力池断面尺寸(bh)m无22最大放水流量m3/s0.772 现场安全检查2.1大坝安全评价现场检查情况简述 2011年9月,城口县水务局水利工程管理站、重庆市城口县任河水电设计院等单位工程技术人员对XX水库工程进行了现场勘查。在
10、听取了XX水库管理所同志情况介绍后,有关工程技术人员对枢纽各建筑物进行了现场检查,对大坝、溢洪道外形尺寸进行了实测。2.2 存在的问题(1)防洪调度水库防洪调度计划仅每年制定防洪抢险措施和准备防洪抢险物资等情况报县防洪部门批准执行,缺乏必要的通讯、报警器材和设备及交通车辆船支等。未积累降水和水库蓄、放水量等资料,集雨区内未建雨量站,未编制水库降雨径流预报方案和水库兴利调度计划,无水库运行大事记。(2)大坝XX水库大坝为均质土坝,坝高22.3m(坝轴线处),坝顶宽2.05-2.25m ,坝体上下游坝坡无护坡,下游坡面杂草丛生,凸凹不平,存在一定的不均匀沉降现象,且第一级马道以上坝坡偏陡,坝体中部
11、位置局部土体较为湿润,存在渗水现象,坝基可能存在清基不彻底或均质质量差,基脚有渗水流出,渗水量随库水位的升高有增大的迹象。大坝下游无排水棱体。坝体周边无排水沟,未设置坝坡排水系统。(3) 溢洪道 溢洪道布置在坝体右岸,无溢流堰,为明渠,渠道上无人行桥,渠首底板高程高程1330.5m,出口底板高程为1317.08m,渠长122m;渠首宽度4.9m,底板厚0.2m,溢洪道槽身净宽2m,两侧边墙浆砌石宽0.4m,槽身平均纵坡i=0.11,下游无消能设施。 (4)放水设施XX水库放水设施布置在坝体,型式为卧涵管放水。现场检查,放水卧管老化、放水孔堵塞存在不严的问题,涵管目前不存在渗漏问题。 (5)观测
12、和管理设施 水库无任何观测设施;无水库管理房,而且缺乏管理设施。(6)防汛公路有乡村土路通往水库大坝,但雨天泥泞难行,需进行硬化,工程对外交通较为不便,需进行硬化。2.3 结论从现场检查的情况来看,XX水库主要存在以下问题:(1)坝顶宽度不一,不满足规范要求;(2)坝体上下游坝坡坡度较陡上下游整个坡面无护坡且凹凸不平,有不均匀沉降现象,下游无排水棱体。坝体中部位置存在渗漏现象,坝基基脚有渗水流出,渗水量随库水位的升高有增大的迹象,坝体下游周边岸坡无排水沟。(3)溢洪道建筑物损毁严重,不能安全泄流。(4)放水卧管老化、放水孔堵塞存在不严的问题,涵管目前不存在渗漏问题。(5)水库无任何观测设施;无
13、管理房,且缺乏管理。(6)有公路通往水库大坝,但公路不满足雨天通行要求,需进行硬化整治。3工程地质3.1区域地质概述(1)地形地貌工程区位于四川盆地东缘,北接大巴山,南接鄂西山地。区内山顶海拔一般在7002500m,相对高差5001500m,属低中山高中山。区内山脉连绵,层峦叠嶂,山高谷深,峭壁林立,沟壑发育,峡谷众多。主要山脉走向与构造线方向基本一致,在地貌上以构造侵蚀型地貌单元为主,并有构造溶蚀侵蚀的峰脊谷地地貌。区内河流均属长江水系。河谷深切,一般呈“V”型或“U”型谷,河谷比降较大,两岸阶地不发育,但可见多级夷平面。(2)地层岩性工程区出露的地层为震旦系。第四系地层零星分布。现从老到新
14、简述如下:1)震旦系(Z)上震旦统灯影组(Zbdn):上部为薄层硅质岩夹白云岩,中部为浅灰色厚层白云岩,局部是玛瑙纹状结构,下部为薄层灰岩具马层纹状碎裂结构。2)第四系(Q)第四系松散堆积层零星分布,厚度一般2-7m。有现代河床与阶地堆积的砂卵砾石层,坡残积的粘土层,崩积的块碎石灰土等。(3)地质构造及地震工程区位于秦岭褶皱系与扬子地台接合部位的大巴山弧形构造带和川鄂湘黔隆起褶皱带西北部。西与四川沉降褶带之川东褶带东北端相连。在秦岭褶皱系与扬子地台间被高观寺钟宝巨型弧形冲断(即大巴山断裂带)分割。该断裂带以北为南秦岭褶皱带,褶皱轴线以N5060W方向展布;其南侧为大巴山褶皱束,由弧形复式背向斜
15、构造组成。川鄂湘黔隆起褶皱带西北部,构造线以北北东向展布,背斜形态以箱形为主,相间狭窄的向斜组成隔槽式褶皱。南大巴山帚状构造受构造挤压强烈,因此宽缓与紧密褶皱并存,甚至出现地层倒转,背斜轴部冲断等。总之,工程地处多个构造单元,地质构造形迹错综复杂。区内挽近期构造运动以大面积间歇性隆起为主,未发现活动断裂构造。根据GB18306-2001中国地震动参数区划图,工程区的地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为VI度。(4)自然地质现象受地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件诸因素制约,区内自然地质现象主要表现为风化剥蚀、岸坡卸荷、崩塌、滑坡等。区内受构造作用影响,裂隙较发育,在内外营力
16、作用下,风化卸荷强烈,且表现出明显的差显性,在岸坡、山脊地段比谷底、河床地段为强。崩塌常见于高陡边坡的坡麓地段。滑坡多发育于沟谷两岸软硬相间的顺向坡地段或断裂带与岩体破碎的岸坡。(5)水文地质条件区内地下水埋藏条件可分为松散堆积层类孔隙潜水、基岩裂隙水。孔隙潜水主要埋藏于各类松散堆积中,岸坡堆积层中含水不丰,而河床冲积层中含水丰富,受大气降水补给,排泄于沟谷。基岩裂隙水埋藏于岩石风化带和砂岩裂隙中,背斜两翼含水较轴部丰富,泉水常沿软岩夹层顶部或裂隙密集带底部,以下降泉的形式出露,受大气降水补给,排泄于沟谷。区内地下水水化学类型多为重碳酸钙型水和重碳酸钙镁型水,多属低矿化度的淡水,对砼无腐蚀性。
17、3.2库区工程地质条件及评价3.2.1基本地质条件(1)库区工程地质条件工程处于钟宝高观巨型冲断南翼,城口高燕复向斜近核部,岩层产状:走向N6065W,倾NE,倾角5662。地表覆盖第四系冲洪积(Q4pal)及崩坡积(Q4col+dl)层,岩性主要为砂砾石、卵石及粉质粘土、粉土夹块碎石,以砂卵石为主,厚度0.51.6m,下伏基岩为震旦系上统灯影组(Zbdn)上段地层,岩性为黑色薄层状硅质岩夹多层同色薄层灰岩及炭质页岩,以薄层硅质岩为主。裂隙较发育,岩体破碎,完整性差。岩土允许承载力R、基底摩擦系数建议值:强风化硅质岩 R1.2Mpa 0.50弱风化硅质岩 R2.03.0Mpa 0.60粉质粘土
18、、粉土 R0.16Mpa 0.25临时边坡;强风化粉砂岩 1:0.75;弱风化粉砂岩 1:0.5;覆盖层 1:1.25(2)坝址地质条件及评价坝址处于钟宝高观巨型冲断南翼,城口高燕复向斜近核部,岩层产状:走向N6065W,倾NE,倾角5662。地表覆盖第四系崩坡积(Q4col+dl)、残坡积层(Q4edl)覆盖,粉质粘土、粉土夹块碎石,厚度1.02.5m,局部地段基岩裸露,下伏基岩为震旦系上统灯影组(Zbdn)黑色薄层状硅质岩夹多层同色薄层灰岩及炭质页岩、厚层白云岩及寒武系下统石牌组(1sh)灰色薄至中厚层泥质砂岩夹页岩及斑状灰岩,以泥质砂岩为主。裂隙较发育,岩体破碎,完整性差。强风化层厚度0
19、.52.0m。坝体基础可置于弱风化基岩上。3.2.2水库渗漏问题库区工程地质条件受岩性的控制,两岸主要由震旦系下统上沙灯影组(Zbdn)炭质页岩夹泥质砂岩岩组成,为良好的隔水层,两岸山体雄厚,地表分水岭高,无邻谷渗漏和通向库外的承压含水层,周围未见泉水点出露,水库建成运行多年,库区未发现渗漏问题。3.2.3库岸稳定问题水库两岸山坡地形坡地50-60,为中高山谷地地形地貌,地形坡度较陡,两岸岩体风化深度总体较浅,第四系覆盖层厚度0-1.5m,厚度薄,水库岸坡总体稳定,在地形陡峭段,受地质构造影响,局部有岩体跨塌现象,但规模较小,整体不存在较大规模岸坡失稳问题,库岸稳定性较好。3.2.4水库淤积水
20、库两岸岸坡及水库上游残坡积广布,植被较好,但水库经多年蓄水运行,库岸地表残坡积物局部存在水土流失现象,在一定程度上造成水库淤积,但淤积范围不大,未对水库的正常运行造成严重影响。3.2.5不良地质现象区内物理地质作用主要表现在岩体的风化、卸荷等。1、岩石的风化作用本区岩石以物理风化为主,其形式有表层风化、裂隙式风化及顺层风化。风化速度和深度与岩性、地形、裂隙发育程度密切相关。强风化厚度12m。2、岩体的卸荷作用本区由于河流深切,在谷坡坚硬岩体形成的陡崖段,由于岩体的卸荷和重力作用,河岸卸荷裂隙发育,形成一定的卸荷带,宽度达数米至数十米,个别地段形成危岩。卸荷裂隙张开宽度大者达数十厘米,裂隙中多充
21、填泥、碎块石。工程区内范围内崩塌作用不发育,无滑坡、泥石流等不良地质现象与人工洞室。3.3大坝填筑土体的物理力学性质本次勘察,大坝填筑土体取样进行室内物理力学性质试验。共取原状土样六组,进行室内土工试验。土样均为褐黄色,无异味,不含有机质,湿度中等,软硬程度中等。3.3.1土的物理性质(1)土自然状态的物理性 土的基本物理性质综合成果见表3-1。土的基本物理性质综合成果表表3-1试验项目含水率%湿密度g/cm3干密度dg/cm3饱和度Sr%孔隙比e土粒比重Gs数据范围15417.21.902.101.651.8165.391.60.4850.6342.682.70平均值15.62.021.74
22、78.20.542.69(2)土的可塑性土的可塑性综合成果见表3-2。根据土工试验,判断大坝填筑土以粉质粘土为主,土的软硬状态为硬塑状。土的可塑性综合成果表表3-2试验项目液 限%塑 限p%塑性指数Ip液性指数IL软硬状态数据范围29.133.916.518.811.115.10.120.23硬塑平均值30.217.012.80.183.3.2土的力学性质 (1)土的渗透性采用南55型渗透仪以变水头装置测定其渗透参数。土的渗透性详见表3-3。根据土工试验,坝体填筑土渗透系数4.210-58.910-3cm/s,平均值4.110-4 cm/s,大于1.010-4 cm/s,根据水利水电工程地质勘
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