水庫(kù)大壩安全質(zhì)量控制評(píng)價(jià)

水庫(kù)大壩安全質(zhì)量控制評(píng)價(jià) 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(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司受安徽省含山縣水務(wù)局庫(kù)容95.37萬(wàn)立米。水庫(kù)灌溉面積0.09萬(wàn)畝，保護(hù)下游農(nóng)田綜合特性所屬水系/規(guī)模長(zhǎng)江流域/?。?）集水面積（km2）8.2干流長(zhǎng)度(km)/干流比降3.5/0.053主壩壩別均質(zhì)土壩壩頂壩頂高程（m）48.35～49.08壩頂寬度（m）5壩頂長(zhǎng)度（m）526最大壩高（m）8.5迎水坡護(hù)坡結(jié)構(gòu)草皮坡比1:2.0～1:3.8背水坡護(hù)坡結(jié)構(gòu)草皮坡比水位及庫(kù)容原始資料本次評(píng)價(jià)結(jié)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(shè)計(jì)水位（m）48.0647.48校核水位（m）48.6548.52死庫(kù)容（104m3）0.8興利庫(kù)容（104m3）3232.2調(diào)洪庫(kù)容（104m3）60.349.37總庫(kù)容（104m3）95.482.37正常溢洪道類(lèi)別無(wú)閘控制堰頂高程（m）46.2堰頂寬度（m）32設(shè)計(jì)最大下泄流量（m3/s）170.22啟閉設(shè)備無(wú)涵洞南涵底板高程（m）43.1北涵底板高程（m）42.0結(jié)構(gòu)型式砼圓形有壓涵斷面尺寸（m）設(shè)計(jì)流量（m3/s）0.22工程質(zhì)量評(píng)價(jià)12日對(duì)某某水庫(kù)工程和質(zhì)量進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，結(jié)合鎮(zhèn)村干某某水庫(kù)興建于1959年，大壩施工前未對(duì)壩基進(jìn)行任何嚴(yán)重，坡面浪坎現(xiàn)象明顯，多處出現(xiàn)倒坡；2、由于大壩興建時(shí)某某水庫(kù)有放水涵兩座，位于大壩的南北兩側(cè)，涵身均為Φ300mm壓力涵某某水庫(kù)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(kù)修建時(shí)由于前期準(zhǔn)備不足，施工條件差，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低。水庫(kù)建成運(yùn)行40多年以來(lái)，自然侵蝕、工程老化等問(wèn)題非常突出，地質(zhì)勘探表明大壩壩身填3工程地質(zhì)評(píng)價(jià)2014年8月，我院受含山縣水務(wù)局的委托，承擔(dān)了某某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程內(nèi)試驗(yàn)4月26日完成。勘探點(diǎn)情況及完成工作量詳見(jiàn)“勘探點(diǎn)情況一覽表(表勘探點(diǎn)編號(hào)勘探點(diǎn)類(lèi)型鉆探深度(m)地面標(biāo)高(m)原狀土樣（組)巖樣)地下穩(wěn)定水位埋深(m)標(biāo)高(m)J1取土試驗(yàn)鉆孔48.60312.8045.80J2取土試驗(yàn)鉆孔46.704145.70J3取土試驗(yàn)鉆孔20.0048.40412.7045.70J4取土試驗(yàn)鉆孔41.9040.70J5取土試驗(yàn)鉆孔47.204145.50J6取土試驗(yàn)鉆孔20.0048.70413.2045.50J7取土試驗(yàn)鉆孔41.7040.70J8取土試驗(yàn)鉆孔20.0048.90513.3045.60勘探點(diǎn)（個(gè)）8總進(jìn)尺（m）取樣（組）原狀土樣（組）24巖樣（組）5鉆孔注水試驗(yàn)（段/孔）2/2重型動(dòng)力觸探（m）0.4室內(nèi)試驗(yàn)常規(guī)土工試驗(yàn)（組）24滲透試驗(yàn)垂直（組）6水平（組）天然單軸抗壓強(qiáng)度（組）5某某水庫(kù)壩體為均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)519.00m，壩頂高程▽48.35~▽49.08m，頂1.00m~3.30m，標(biāo)高▽40.70試驗(yàn)段滲透性鉆孔編號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目孔徑深度(m)試段長(zhǎng)度(m)地層滲透系數(shù)K（cm/s）滲透性分級(jí)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(chǎng)地水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，亞層。各地基土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)詳見(jiàn)“地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及承載中等壓縮性。主要由粉質(zhì)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(xué)性質(zhì)指標(biāo)參數(shù)見(jiàn)“地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及承載力值表場(chǎng)地內(nèi)各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)采用室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)合野外現(xiàn)場(chǎng)勘探綜場(chǎng)地土類(lèi)別，土層平均剪切波速取建基面下15m內(nèi)的各土層剪切波速，按土層本次選取J1、J3孔進(jìn)行計(jì)算判別，詳見(jiàn)土層②備注Vsi值（m/s）345土層剪切波速Vs值根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)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(jīng)計(jì)算，場(chǎng)地覆蓋層平均剪切波速為345m/s，依據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)部較差；水平滲透系數(shù)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(zhì)粘土，土質(zhì)較均勻，力學(xué)“抗剪強(qiáng)度指標(biāo)推薦值表（表3.7-1）”。巖土編號(hào)及名稱(chēng)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)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(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)44平均值34.436.5標(biāo)準(zhǔn)值20.132.432.7推薦值20.132.432.7②粉質(zhì)粘土統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)86611平均值20.353.259.0標(biāo)準(zhǔn)值20.543.2推薦值20.543.2層號(hào)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(yùn)行管理評(píng)價(jià)施、通訊、交通設(shè)施等各類(lèi)設(shè)施周?chē)八畮?kù)土某某水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼有防洪和養(yǎng)殖等的?。?）型水庫(kù)。興利調(diào)（1）根據(jù)國(guó)務(wù)院現(xiàn)行防洪工作實(shí)行行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制的精神，某某水庫(kù)接受（4）嚴(yán)格執(zhí)行上級(jí)部門(mén)確定的防汛預(yù)案和調(diào)度命令，及時(shí)記錄調(diào)度命令和某某水庫(kù)大壩為5級(jí)建筑物，根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（SL551-2012大壩安全監(jiān)測(cè)的必設(shè)項(xiàng)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(kù)經(jīng)過(guò)40多年的運(yùn)行，暴露出多方面的問(wèn)題，例如水庫(kù)工程等別為Ⅴ等，永久建筑物級(jí)別為5級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)為20～30年一某某水庫(kù)原資料匯水面積8.2km2，本次重新復(fù)核水位(m)庫(kù)容(104m3)410421432.3447.1454646.24748.548499549.5％，重現(xiàn)期歷時(shí)(h)雨量均值H（mm）45.2Cv0.600.550.50Kp2.202.103003.873.553.24設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量(mm)220.00147.0089.95300387.00248.50146.45重現(xiàn)期(y)歷時(shí)(h)2461設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量(mm)20220.00147.0089.95300387.00248.50146.45點(diǎn)面折系數(shù)（K）設(shè)計(jì)面雨量(mm)20220.00147.0089.95300387.00248.50146.45設(shè)計(jì)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(yīng)水位下的最大下泄流量，計(jì)算時(shí)按堰流考慮，式中：q—下泄流量；σ—淹沒(méi)系數(shù)；m—綜合流量系數(shù)（包含側(cè)收縮因素B—總凈寬；H—堰上水頭。參數(shù)取值：淹沒(méi)系數(shù)σ=1.0，綜合流量系數(shù)m=0.34。水位(m)流量(m3/s)46.20.00470.447.53.93489.3548.54924.0649.532.97時(shí)段序號(hào)來(lái)水流量（m3/S）泄洪流量（m3/S）水庫(kù)庫(kù)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(shí)段序號(hào)來(lái)水流量（m3/S）泄洪流量（m3/S）水庫(kù)庫(kù)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(biāo)準(zhǔn)20年一遇300年一遇起調(diào)水位(m)46.2相應(yīng)庫(kù)容（104m3）33最高水位（m）47.4848.52相應(yīng)庫(kù)容（104m3）58.4882.37最大下泄流量（m3/s）70170.22根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL189－2013)6.2.1條要A—安全加高，m，正常運(yùn)用條件取A=0.50m，非常運(yùn)用條件取3正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高，再加6.2.3條規(guī)定的地震安全按規(guī)范要求，?。?）型水庫(kù)的工程等級(jí)為5級(jí)，風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)為：正常運(yùn)用條Tm0.5W—計(jì)算風(fēng)速，m/s；Hm—水域平均水深，m。Rm按下式計(jì)算：式中：KΔ—迎水坡護(hù)坡糙率，查表KΔ=0.9；取m=3.0；KW—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；波浪爬高R可由平均波高與壩迎水面前水深設(shè)計(jì)工況=2.37，查《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》表A.1.6-2得Kw=1.139，計(jì)算得Rm=0.308m；由=0.029查《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)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(jì)算得Rm=0.190m；由=0.017查《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》表A.1.7，0.5660.548.35~0.349由計(jì)算結(jié)果可知，設(shè)計(jì)壩頂高程應(yīng)達(dá)到49.17m?，F(xiàn)狀壩頂高程48.35~根據(jù)《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》表B1，壩頂高程不滿足洪標(biāo)準(zhǔn)，涵洞涵身6結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)本水庫(kù)最大壩高斷面所在。按《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL189-2013穩(wěn)定計(jì)算采用瑞典條分法。計(jì)算軟件采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研W=W1+W2i-γWZμi=γWZ,b—土條寬度(m)；μi—穩(wěn)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(rùn)線到條塊底面中點(diǎn)的距離（mb—土條寬度（mμ根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-200土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL189-2013)等相關(guān)規(guī)范工況三（非常運(yùn)用迎水坡，水位降落期：上游由設(shè)計(jì)洪水位降至汛限水上游水位(m)下游水位(m)備注工況一穩(wěn)定滲流期背水坡46.240.64下游水位為相應(yīng)的地面高程工況二穩(wěn)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(chēng)土層編號(hào)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(zhì)粘土②層\20.55953.2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖③-1層\\8.035.0\\中等風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖③-2層\\8.035.0\\壓管的實(shí)測(cè)資料對(duì)土層滲透性進(jìn)行推求；由于某某水庫(kù)缺少歷年系統(tǒng)的實(shí)測(cè)資料，因此壩體浸潤(rùn)線推求是直接利用地質(zhì)報(bào)告所提供的土層滲透性參數(shù)計(jì)算確規(guī)范容許值有效應(yīng)力法總應(yīng)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(guī)定標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的結(jié)果，大壩實(shí)際抗卸洪水能力不滿（4）大壩迎水坡無(wú)護(hù)坡，坡面雜草重生，坡面浪坎現(xiàn)象明顯，多處出現(xiàn)倒根據(jù)《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》表B2-1及5.4.2