水库大坝安全评价报告

1、1 大坝安全综合评价1.1工程概况xx水库地处xx市xx区xx镇xx村河段，距xx镇3km，距xx区约6.5km，有简易公路直达坝址。xx水库属湘江水系，位于xx一支流上游。坝址以上控制集雨面积1.2km2，干流长0.8km，干流平均坡降6。水库正常蓄水位250.25m，正常库容23104m3，总库容29.32104m3（本次复核），是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程。xx水库灌溉面积1200亩。枢纽主要由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成。大坝为均质土坝，坝顶高程252.33m，坝顶轴线总长90.0m，坝顶宽3.6m，最大坝高16.7m。上游坝坡设有一级平台，平台

2、高程245.4m，坝坡坡比：坝脚至一级平台1:3.35，一级平台至坝顶1:2.66；下游坝坡设有二级平台，一级平台高程246.8m，二级平台高程241.9m，坝脚至二级平台坡比1:7.5，为排水棱体，二级平台至一级平台边坡坡比1:2.15，一级平台至坝顶边坡坡比1:2.36，内外无护坡。溢洪道位于右坝肩，为正槽式宽顶堰，堰顶高程250.25m，溢流前缘净宽3.0m，下游无消能设施。灌溉输水设施位于左坝端，由输水卧管和涵管组成。卧管为浆砌石结构，全长40m，直径=1.0m，共有7个孔口直径为0.25m的放水孔，由铸铁翻板闸门控制放水。涵管为浆砌块石圆形涵，直径为0.5m，全长75m，进口底板高程

3、240.03m，出口底板高程237.44m，设计灌溉流量0.1m3/s。水库自投入运行以来，充分发挥了防洪保安、灌溉、养殖等作用，对促进当地经济的发展作出了巨大的贡献，社会效益和经济效益十分显著。1.2现场安全检测及存在的主要问题xx水库于1958年开工， 1959年竣工并投入运行。由于工程是当地数千村民集体填筑而成，属于非专业队伍施工。施工队伍庞大，又缺少专业技术人员的现场指导，因此大坝填筑时施工质量无法控制，存在坝基清基不彻底、坝体填筑碾压欠密实等施工缺陷。水库投入运行后，出现了坝体散浸与渗漏问题、坝体与坝基接触界面散浸与渗漏、坝基渗漏、输水设施破裂等险情隐患，大坝一直带病工作，近年来汛期

4、与正常蓄水位附近运行时坝体散浸问题更为严重，水库一直处于控制蓄水位的带病运行状况，无法正常发挥水库的效益。为鉴定水库大坝的安全状况，确保工程安全运行，我院受业主委托，对xx水库大坝进行安全评价和分析论证。本工程大坝安全论证报告于2009年3月完成。本次安全论证为查明xx水库大坝工程地质条件及工程质量，对大坝的工程质量进行了勘探及现场检查。根据现场检测资料和现场检查情况分析，xx水库大坝主要存在以下问题：（1）坝基、坝肩渗漏严重，坝坡散浸；（2）大坝内外坡均未护坡，局部出现冲刷塌陷现象；（3）放水涵洞漏水较大，断裂或堵塞；（4）溢洪道进口及槽内堆渣淤塞严重，出口无消能设施，存在边坡稳定问题；（5

5、）工程老化，年久失修，缺少通讯、观测等基础设施，不能正常发挥效益，对下游威胁严重1.3工程质量评价为确保大坝安全运行，便于制定有效可行的除险加固处理措施，我院受xx市xx区水利局的委托，按照中小型水利水电工程地质勘察规范（sl55-2005）、水库大坝安全评价导则（sl258-2000）和水库大坝安全鉴定办法等规程规范的要求，采用地质测绘、工程钻探、现场测试、室内土工试验等综合手段对工程质量进行系统检测、评价。1.3.1 工程地质条件工程区属于剥蚀构造低山、丘陵区地貌，山顶标高280300m，相对高差3555m，山坡坡角1525。区内出露地层主要为石炭系下统大塘组(c1d1) 灰黑色中厚层状白

6、云质灰岩，岩体表部强风化厚2.05.5 m。其次为第四系残坡积（qedl）含碎石粉质粘土和冲积（q4al）棕黄色粉质粘土和砂卵砾石。本区大地构造地处新华夏构造体系南岭东西复杂构造带中段北部，xx岭背斜西北翼。区内挽近期构造运动以整体间歇性上升为主，历史上无破坏性地震记载。根据1/400万中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图，本区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s。相应的地震基本烈度为度，工程区属相对稳定地块。地下水类型有贮藏于第四系松散地层中的孔隙潜水和贮藏于白云质灰岩裂隙中的岩溶裂隙水两类，前者为中等富水地层，后者水量丰富。地下水接受大气降水的下

7、渗补给，以下降泉形式排泄于沟谷低洼处。地下水动态随季节变化明显。主要工程地质问题为：1）坝基渗漏问题：河床坝基为石炭系下统灰黑色中厚层状白云质灰岩，坝基浅部岩体为强风化状态，溶蚀裂隙较发育，宽约0. 20.5cm，充填碎石和泥，约2条/m，浅部岩体透水性强，钻孔压水试验透水率q21.529.8lu，为中等透水带。另外据当地村民反映，施工时，对坝基表部溶蚀风化沟槽未进行任何处理即进行填筑，也没有作防渗处理，从而为坝基渗漏留下隐患。2）坝肩渗漏问题：坝肩渗漏主要发生在坝体与山体接触带部位，其表现形式为散浸和渗水。根据水库多年运行观测资料，随库水位升高，散浸面积扩大，渗水处流量增大。渗漏产生的原因一

8、是坝肩表部的第四系松散堆积物没有彻底清除，直接将坝体填筑在孔隙度偏大，结构较松散的残坡积土层上；二是由于坝肩表部基岩强风化状态，溶沟、溶槽及溶隙较发育，充填含碎石粘土，透水性较大。综上所述，造成了坝肩接触部位的渗漏。3）坝坡散浸、塌陷变形问题：水库蓄水后，左、右坝端下游坡均不同程度存在散浸和渗漏现象，且随库水位的增高，其面积和渗水量加大。其产生的原因主要是坝体填土质量差，坝体填土为就近山坡残坡积土体，碎石含量较高，结构松散，成份杂；再之是由于限于当时的施工条件，仅为人工用石块夯压，填土没有压实，孔隙比较大。在长期的运行中，造成坝体散浸和渗漏。另外，大坝从建成到运行至今，由于坝内放水涵洞破裂漏水

9、，使得附近土体饱和软化，产生沉陷变形，从而导致上部坝体局部出现塌陷。1.3.2 坝基和岸坡开挖与处理地质测绘、钻探查明：大坝填筑时，坝基清基不彻底、不符合设计清基要求。坝肩清基时只清除了地表根系土层，两岸山坡地表残留了厚1.0m 左右的残坡积含碎石粉质粘土。钻孔注水试验测得土层的渗透系数k=4.310-4cm/s，具中等透水性。大坝填筑前，未采取任何措施对上述透水土层进行防渗处理，留下坝肩渗漏的工程隐患。1.3.3 建筑物质量评价1.3.3.1 坝体填筑土质量评价大坝坝体主要由以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土填筑而成。土层稍湿、可塑，土中粘粒含量25%49%；含水量18.0%32.6%

10、；渗透系数k=4.310-4cm/s；干密度1.371.57g/cm3；孔隙比0.7350.971。上述参数基本符合土坝填筑质量指标要求，大坝填土具中等透水性。由于工程区附近地表大部分为第四系残坡积层含碎石粘土覆盖，碎石含量较高，无优质筑坝土料产地，土质较差，压实相对困难；另据经历大坝填筑施工的村民反映，大坝填筑施工时施工队伍庞大，实行分区填筑，各区进土厚度不一致、上升速度不同，造成填土接合面多、碾压欠密实，甚至存在局部漏压等质量缺陷，施工质量无法保证。因此，综合各种因素、试验指标分析评价：大坝填筑质量整体较差。1.3.3.2 坝体工程隐患及处理由于大坝本身填筑质量较差，经过50多年的运行，受

11、雨水洗刷、库水波浪浪蚀等自然灾害影响，近年来出现许多险情隐患，主要险情隐患有： 背水坝坡及坝脚附近散浸点多，其中243.0m高程面积为7.0m2的散浸； 迎水坝坡中部248.0m高程、背水坝坡中部249.0m附近分别出现面积达5.5、6.5m2、深达1.01.5m的塌陷坑；下游坝脚堆石棱体块石强烈风化破碎，孔隙已被坝坡流失土堵塞，地表杂草丛生，导渗、排水功能已丧失。 迎水坝坡风浪淘蚀严重，坝面坑坑洼洼。由于经费制约，只对坝坡塌陷进行了回填处理；坝坡散浸、迎水坝坡浪蚀严重等险情隐患得不到治理，为确保大坝安全运行，不得不采取控制水库蓄水位的措施，工程效益无法得到正常发挥。1.3.3.3坝体施工质量

12、评价1）大坝填筑施工由当地村民完成，对大坝清基未引起重视，坝肩表部残留具中等透水性的残坡积含碎石粘土，留下坝基、坝肩渗透的工程隐患。2）大坝填筑施工采用大兵团作战形式，施工质量无法控制，存在填土混杂、填土厚度和上升速度不一致，导致分层界面多、碾压欠密实且局部漏压等质量缺陷。水库蓄水后，库水沿土中孔隙向下游产生渗透，导致背水坝坡出现散浸、坝坡塌陷等险情；近年来险情日趋严重，造成水库处于控制蓄水位的带病运行状况。3）大坝内外坡均未护坡，局部出现冲刷塌陷现象；4）放水涵洞漏水较大，断裂及堵塞；5）溢洪道进口及槽内堆渣淤塞严重，出口无消能设施，存在边坡稳定问题；6）工程老化，年久失修，缺少通讯、观测等

13、基础设施，不能正常发挥效益，对下游威胁严重。综合各方面因素分析，大坝填筑等施工质量整体较差。1.3.3.4工程质量综合评价根据现场调查、结合工程钻探、土工试验成果以及主要建筑物在运行中存在的险情隐患综合分析，参照水库大坝安全评价导则（sl258-2000）大坝安全评价标准，评定该工程质量不合格。1.4大坝运行管理评价1.4.1大坝设计及施工情况xx水库兴建于1958年，原为小型水库，坝高16.7m，坝顶轴线长90 m0，卧管放水，灌溉共有5全村受益16个组,即曾家、八十八、窄下桥、xx、周家、左家等，灌区面积共1200亩水田，人口1000人。1.4.2历年运行中出现的问题1999年汛期时溢洪道

14、右岸出现过山体滑坡，已砌筑石墙；2001年，库内左侧距大坝80m处离库底2m位置出现一直径30cm的漏水孔，漏水绕过大坝，从坝后端15m长的石洞流出，当年冬季用砼封堵，并在库内左侧坝进行了约300m2宽的混凝土面板铺设处理，但未解决漏水问题，漏水不断，严重威胁大坝安全。1.4.3水库调度xx水库运行四十多年来，合理科学调度，满足兴利用水要求，有效保证了下游农田用水需求。1.4.4工程效益xx水库自建库以来，经各级水利部门科学调度，较好地发挥了水库的综合效益，为xx镇水利事业发挥了较大的作用。灌溉：增强了灌区的抗灾能力，提高了灌区保证率，是xx镇农业的一大经济命脉。多种经营：利用有利的水利条件，

15、发展养殖业、种植业，随着社会的发展，旅游休闲业也随之兴起，为盘活经济，增产、增收发挥了积极推动作用。1.4.5大坝安全监测由于建设时因经济、技术条件限制，未建立相应的监测设施，大坝位移、坝体浸润线等观测都无法开展，不能监测大坝的安全现状。1.4.6大坝运行管理综合评价根据水库大坝安全评价导则（sl2582000）有关规定，xx水库大坝运行管理综合评价为较好。1.5防洪标准复核1.5.1洪水标准根据防洪标准（gb50201-94）、水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000），xx水库为山丘区土石坝，属等工程，其主要建筑物按5级设计,相应的洪水标准为： (1)设计洪水 p=2%，即20

16、年一遇 (2)校核洪水 p=0.2%，即200年一遇原设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇，不满足规范的要求。1.5.2设计洪水xx水库没有水文站，无实测资料，本次主要采用我省暴雨洪水查算手册的经验单位线和推理公式两种方法推求设计洪水，主要计算复核成果见表1.5-1。xx水库天然设计洪水成果表1.5-1 计算时间计算方法项目频率（%）备注0.5510本次成果推理公式qm(m3/s)13.59.47.9采用w总(万m3)271815原设计qm(m3/s)w总(万m3)1.5.3调洪演算溢洪道为无闸门控制的正槽开敞式宽顶堰，堰顶高程250.25m，堰宽3.0m。本次计算采用无泄量控制

17、的方式，基本过程是：从正常蓄水位250.25m起调，当入库流量大于溢洪道的泄流能力时，库水位上涨，水库滞洪；至入库洪水流量等于溢洪道的泄流能力时，水库水位达到该次洪水的最高水位；随后，入库洪水流量小于溢洪道的泄流能力，库水位下降。为安全起见，泄流量中不计灌溉流量。调洪演算结果见表1.5-2。xx水库调洪结果表表1.5-2 洪水频率（%）洪峰流量（m3/s）坝前水位（m）最大泄量（m3/s）0.518.7252.0210.31512.9251.616.981.5.4大坝等主要建筑物抗洪能力复核根据碾压式土石坝设计规范（sl2742001）的有关规定，对大坝坝顶高程进行复核，复核结果见表1.5-3

18、。xx水库大坝顶高复核计算表表1.5-3 项目 计算情况库水位（m）风浪爬高（m）水面壅高（m）安全加高（m）计算坝顶高程（m）设计洪水位251.641.06120.00470.50253.206校核洪水位252.050.67470.0020.30253.027根据计算结果，xx水库大坝坝顶高程不得低于253.21m，而大坝现有坝顶高程为252.33m，不能满足规范规定的挡洪要求。1.5.5结论及安全分级根据以上计算分析结果及水库大坝安全评价导则（sl2582000）的有关规定，xx水库防洪安全等级为c级。1.6渗流安全评价1.6.1大坝抗渗指标不满足规范要求大坝坝体土填筑质量差，坝体土体渗透

19、系数k大于1.010-4cm/s，不满足国家现行的土坝设计规范强制性条文要求，坝基岩体破碎，裂隙发育，透水性大，大坝存在坝身、坝基渗漏问题；下游排水棱体被堵塞，加之尺寸偏小，导致坝身浸润线高。1.6.2大坝渗流浸润线偏高，渗流坡降偏大本次安全论证按碾压式土石坝设计规范（sl2742001）规定的各种工况，通过对大坝现状的渗流性态进行分析，大坝渗流性态存在以下问题：大坝各种工况下的稳定渗流和非稳定渗流中，其最大渗透坡降值在实际运行工况时为0.666，而坝体填筑土允许渗透坡降为0.40.45，各种工况下的最大渗透坡降均发生在坝体中，在下游坝坡较高处渗透坡降接近最大渗透坡降值，其值明显偏大，此出口无

20、渗流保护设施，因此有直接发生渗透破坏的可能。1.6.3其它建筑物的渗流安全评价放水低涵坐落在具中等压缩性的土层上，受大坝坝体自重重压及地基不均匀沉陷变形影响，涵管已出现多处断裂，库水沿其中的裂缝产生渗透，渗水直接冲刷坝体并带走坝体填筑土，严重影响大坝安全稳定。1.6.4渗流安全综合评价xx水库大坝坝体施工质量差，坝体填筑土料达不到设计要求。运行不久下游坝坡就出现散浸。大坝下游排水设施失效，导致坝体浸润线偏高，渗透坡降偏大，对下游坝坡的抗滑稳定不利。大坝各种工况下的稳定渗流和非稳定渗流中，最大渗透坡降均发生在排水棱体前上方或排水棱体与坝体填土交界处，其最大渗透坡降值在实际运行工况时为0.666，

21、其值明显偏大，因此有直接发生渗透破坏的可能。大坝坝基接触面存在明显的集中渗漏，有发生渗透破坏的可能。大坝放水低涵管壁与坝体之间存在渗漏通道，库水有可能沿涵管周边渗漏而造成大坝渗透破坏的可能。综上所述，大坝在工程运行过程中已出现较严重的渗流异常现象，根据导则（sl2582000）有关规定，xx水库大坝渗流性态不安全评定为c级。1.7结构安全评价1.7.1坝体现状xx水库于1958年开工， 1959年竣工并投入运行。由于工程是当地村民集体填筑而成，属于非专业队伍施工。施工队伍庞大，又缺少专业技术人员的现场指导，因此大坝填筑时施工质量无法控制，存在坝基清基不彻底、坝体填筑碾压欠密实等施工缺陷。水库投

22、入运行后，出现了坝体散浸与渗漏问题、坝体与坝基接触界面散浸与渗漏、坝基渗漏、输水设施破裂等险情隐患，大坝一直带病工作，近年来汛期与正常蓄水位附近运行时坝体散浸问题更为严重，水库一直处于控制蓄水位的带病运行状况，无法正常发挥水库的效益。根据本次现场调查及实测情况，坝体渗透变形在逐年增加。1.7.2坝坡抗滑稳定计算分析大坝坝坡抗滑稳定计算断面选用大坝最大坝高断面，稳定计算是在渗流分析的基础上进行的，计算工况根据碾压式土石坝设计规范（sl2742001）的规定确定。主要计算结果见表1.7.21、2。大坝上、下游坝坡最小安全系数表1.7.21 上游水位(m)下游水位(m)最小安全系数k上游坝坡下游坝坡

23、250.25235.631.23251.64236.51.13252.05236.51.13241.2235.631.21水位骤降上游坝坡稳定计算结果表1.7.22 项目计算工况下游水位(m)k库水位自146.8m骤降至143.69m235.631.17库水位由143.69m骤降至141.565m235.631.16 计算结果表明:大坝下游坝坡在正常及非常运行情况下的抗滑稳定安全系数不能满足规范要求。根据导则（sl2582000）有关规定，xx水库大坝结构安全性为c级。1.7.3放水低涵xx水库输水设施位于左坝端，由输水卧管和圆形涵组成。输水卧管坐落于强风化岩石体上部，局部不均匀沉陷导致卧管有

24、开裂渗漏现象。圆形涵为浆砌石结构，基础面为强风化岩石，因坝体填筑土透水性较大，在较高库水位期渗透水流破坏质量差的圆形涵，随库水位的升高渗透压力的加大，渗透水流将坝体填土细颗粒带入圆形涵，使涵周边淘空而产生较大面积的沉陷，导致圆形涵断裂，严重威胁大坝安全稳定。鉴于低涵结构本身出现开裂、漏水等异常现象，因此，放水低涵结构安全级别为c级。1.7.4溢洪道溢洪道毗邻右坝肩布置，出口未设消能设施，泄洪时对出口农田毁坏严重，并造成严重淤积。本次安全复核,采用北京理正设计院编制的挡土墙稳定计算程序进行计算，经计算溢洪道陡槽段导墙的抗滑、抗倾均满足溢洪道设计规范（sl2532000）的要求。但是目前溢洪道边墙

25、倒塌，影响正常泄洪。根据导则（sl2582000）有关规定，xx水库溢洪道结构安全级别评为c级。1.7.5结构安全综合评价综上所述，xx水库大坝及其附属建筑物在工程运行中已暴露出较严重的渗透变形及失稳现象，根据导则（sl2582000）有关规定，该工程的结构安全性评定为c级。1.8抗震安全复核xx水库大坝所处地震基本烈度小于度，按照水工建筑物抗震设计规范（sl20397）和水库大坝安全评价导则（sl2582000）等有关规定，水工建筑物的设计烈度等于度时，可不进行抗震复核计算。大坝坝体和坝基不含软粘土层，也不含可液化土层，因此，也无须对大坝等工程采取抗震措施。1.9大坝安全综合评价根据水库大坝

26、安全评价导则（sl2582000）规定的大坝安全分类具体标准，本次论证对xx水库大坝等工程的安全进行了全面的分析及评价，建议将xx水库大坝定为类坝。xx水库大坝安全综合评价表(自评)表1.9-1 安 全 评价分项安 全 性 级别工程质量评价大坝运行管理评价防洪安全结构安全渗流安全抗震安全金结安全综合评价大坝溢洪道大 坝其它工程大坝其它工程大坝变形正常条件非常条件坝上游坡坝下游坡坝下游坡坝上游坡溢洪道放水涵管渗透坡降渗流现象溢洪道放水涵管ab(合格)c(不合格)2工程质量评价2.1 基本情况xx水库于1958年动工兴建， 1959年开始投入运行。该工程是组织当地村民大兵团作战修建而成的。由于系非

27、专业队伍施工，加之缺少专业技术人员的现场指导，施工时只追求进度，忽视工程质量，存在坝基清基不彻底、坝体填筑碾压欠密实等施工缺陷。经过近五十多年的运行，现在工程老化失修严重，出现诸多问题，主要有：坝基、坝肩渗漏严重，坝坡散浸；大坝内外坡均未护坡，局部出现冲刷塌陷现象；放水涵洞漏水较大，断裂或堵塞；溢洪道进口及槽内堆渣淤塞严重，出口无消能设施，存在边坡稳定问题；工程老化，年久失修，缺少通讯、观测等基础设施，不能正常发挥效益，对下游威胁严重。针对上述现象，为全面复查影响该工程安全的工程地质和水文地质条件，检查工程运行期间地质条件的变化情况，xx市xx区水利局于2009年2月委托我院承担了xx水库安全

28、鉴定地质勘察工作，依据中小型水利水电工程地质勘察规范（sl55-2005）,参照水库大坝安全评价导则（sl258-2000）和设计地勘任务书，本阶段主要地勘任务是：对坝基和坝肩防渗处理效果和坝体填筑土质量作出地质评价；初步查明工程区存在的地质病害及其危害程度，为工程安全鉴定分级提供地质资料；提出工程区的地震动参数。外业工作于2009年2月初进场， 2月中旬结束。工作中主要采用资料收集，地质测绘，钻探及试验等方法，通过现场勘察，为本工程安全评价提供了必要的工程地质、水文地质方面的基本资料，完成主要勘察工作量见表2.1-1。 主要地勘工作量表 表2.1-1序号项 目单位工作量11/500平面地质测

29、绘km20.0821/500剖面地质测绘km0.463钻孔m/个83.6/44取原状土样组165压水试验段66注水试验段37标准贯入试验次78室内物理力学性质试验组169现场渗漏观测组日410资料收集组日32.2 区域地质概况工程区总的地势为南西高，北东低，地貌类型属剥蚀构造低山、丘陵区。山顶浑圆，丘岗相连，山岭标高280300m，山坡比较平缓，坡角一般1525。区域出露的地层主要为石炭系下统碳酸盐岩，两岸山坡和河床则分布有第四系残坡积堆积及冲积堆积层。本区大地构造地处新华夏构造体系南岭东西复杂构造带中段北部，xx岭背斜西北翼。北北东向构造是区内主要构造，由一系列走向n2040e的褶皱和压性断

30、层组成。区内挽近期构造运动以整体间歇性上升为主，历史上无破坏性地震记载。根据1:400万中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图（gb18306-2001），本工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相对应的地震基本烈度为度，属相对稳定地块。区内地下水类型主要为岩溶裂隙水、第四系松散堆积层孔隙水。前者主要分布在石炭系地层中的裂隙和溶蚀裂隙中，接受大气降水及第四系孔隙水补给，并沿节理裂隙储存和运移，以泉的形式排出地表，补给附近溪沟。后者则分布在第四系冲积堆积地层中，多以下降泉或湿地散泉的形式补给河水，或在坡脚以泉的形式溢出地表。大气降水是区内地下水

31、的主要补给来源，地下水的动态变化随季节而变化。2.3 坝址区工程地质条件及其评价2.3.1坝址工程地质条件1）地形地貌坝址区河谷宽5090m，河床高程237.0m左右，两岸地形基本对称，自然坡角为1523，山顶高程285.0m，相对高差不大，基岩零星出露，仅在大坝左侧库内见少量基岩，表部强风化状，其余大部分地段为第四系残坡积层覆盖。2）地层岩性区内出露地层比较单一，由老到新分述如下：石炭系下统大塘组(c1d1)灰黑色中厚层状白云质灰岩，厚度大于200m，分布于整个工程区，在库内左岸有出露。第四系残坡积堆积(qedl)：灰黄色含碎石粉质粘土，厚度0.83.5m，广泛分布于两岸山坡及冲沟等部位。第

32、四系全新统冲积堆积(q4al)：上部为棕黄色粉质粘土，下部砂砾石层。结构松散，砾石磨圆度差，成分以灰岩、砂岩为主，分布在大坝上、下游一带。第四系人工堆积(qs)： 在大坝区域主要为人工堆积的以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土，为大坝填筑体；排水棱体区主要为块石夹土；其余局部为浆砌石体，形成大坝的坝体排水沟、溢洪道挡墙等。3）地质构造坝址区呈单斜构造，岩层走向n50w，斜切河床，倾向上游偏右岸（sw），倾角810。据调查，坝区未见断层发育，节理裂隙比较发育，主要有以下几组：n30e，se85，斜切河床，节理面平直、闭合，地表可见延伸长约4m，一般34条/m；n70w，ne75，斜切河床，节

33、理面平直，闭合，地表可见延伸长约3m，约12条/m。4）水文地质条件坝区地下水类型除第四系松散堆积层孔隙水外，主要为岩溶裂隙水，分布在中厚层状白云质灰岩溶蚀裂隙中，接受大气降水及第四系孔隙水补给，根据区域水文地质资料和现场调查表明，水库河床是本区地下水最低排泄基准面，两岸地下水均补给河水。地下水埋藏深度，左岸816m，右岸614m。 根据钻孔压水试验成果，大坝基岩体透水性从上至下大致分为：浅部中等透水带：岩体多为强风化，透水率21.529.8lu，本带厚515m，分布河床坝基及两岸坝肩；中部弱透水带上带：岩体呈弱风化状态，透水率6.08.8lu，分布河床及左、右两岸坝肩，标高230255m。5

34、）物理地质现象岩溶坝基岩石主要为石炭系下统灰黑色中厚层状白云质灰岩。据初步调查，坝基岩溶发育的基本特征和规律是：a、地表所见岩溶形态主要表现为溶沟和溶槽；b、钻孔揭露，坝基和坝肩无大规模的岩溶现象存在，据钻探资料，坝基浅表部发育少量溶隙，主要发育在强风化岩体内，宽约0. 20.5cm，充填碎石和泥，约2条/m，下部弱风化岩体溶隙少见；c、岩溶发育受层面和构造控制。现场发现所有的溶蚀均沿层面或节理裂隙发育，说明层面或构造对岩溶发育的控制作用。风化坝基岩石为石炭系下统(c1d1) 灰黑色中厚层状白云质灰岩，岩体较坚硬，抗风化能力较强，坝基岩石呈强弱风化状态，上部强风化带厚26.5m，以下为弱风化岩

35、体。坍塌 左岸公路边坡及溢洪道右岸边坡为残坡积含碎石粘土层，结构松散，上部残坡积在雨水等外在因素的影响下形成小规模的坍塌，体积约1030m3。2.3.2 坝基主要工程地质问题与评价据现场调查和对运行期观察资料的综合分析，xx水库坝基（肩）渗漏是其存在的主要工程地质问题。2.3.2.1 坝基渗漏问题河床坝基为石炭系下统灰黑色中厚层状白云质灰岩，岩层产状n50w，sw810，现场调查大坝下游有一个集中渗漏点，渗漏量0.25l/min，其主要原因是坝基浅部岩体为强风化状态，溶蚀裂隙较发育，宽约0. 20.5cm，充填碎石和泥，约2条/m，浅部岩体透水性强，钻孔压水试验透水率q21.529.8lu，为

36、中等透水带。另外据当地村民反映，施工时，对坝基表部溶蚀风化沟槽未进行任何处理即进行填筑，也没有作防渗处理，从而为坝基渗漏留下隐患。2.3.2.2坝肩渗漏问题坝肩渗漏主要发生在坝体与山体接触带部位，其表现形式为散浸和渗水。根据水库多年运行观测资料，随库水位升高，散浸面积扩大，渗水处流量增大。水库蓄水后， 在右坝肩的山坡与坝体接触带有1处散浸，分布在坝顶以下约15m处。渗漏产生的原因一是坝肩表部的第四系松散堆积物没有彻底清除，直接将坝体填筑在孔隙度偏大，结构较松散的残坡积土层上；二是由于坝肩表部基岩强风化状态，溶沟、溶槽及溶隙较发育，充填含碎石粘土，透水性较大。综上所述，造成了坝肩接触部位的渗漏。

37、2.4 坝体工程地质特性2.4.1 坝体填土组成及分区通过调查并结合钻孔资料，大坝填筑土主要为棕红色以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土。根据钻探资料，坝体大致可分为四个区，即：区为坝体填土，其材料主要为棕红色以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土，从钻探情况看，该区碾压不密实，易垮孔，特别是水位线以下渗水严重；区为坝体与坝基接触带，其材料主要为棕红色以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土，通过现场注水试验，接触带处透水性较大，渗透系数（7.68.8）10-4cm/s，属中等透水带；区为排水棱体，主要为块石夹土，结构松散；区为基岩，主要为黑色中厚层状白云质灰岩，基岩表面多呈强风化，岩石

38、较破碎，溶蚀裂隙较发育，约2条/m，透水性较大；下部弱风化岩体完整性较好，透水性相对较弱。2.4.2 填土物理力学特性为了调查填土的物理力学特性，在坝体有代表性的断面上布置钻孔和现场注水试验。共取原状土样16组，现场注水试验3点，现场标准贯入试验7次。土工试验成果见附表2.4.2-1。根据试验成果，用数理统计法分别计算出各种物理力学性质指标平均值、大值平均值、小值平均值，统计结果见表2.4.2-2，然后根据统计值按如下原则确定土的各种物理力学性质指标，xx水库大坝岩土物理力学性质指标推荐值见表2.4.2-3。其物理力学性质指标推荐值具体确定如下：含水量、孔隙比、渗透系数、压缩系数推荐值取试验值

39、的大值平均值；干密度、内摩擦角、凝聚力推荐值取小值平均值； 湿密度、塑性指数、液性指数取算术平均值；快、慢剪的抗剪强度指标，根据试验资料取小值平均值，当试验数据偏少时，结合工程类比提出；室内、外渗透试验数据有一定的出入，这可能与现场取样不规范，路途运输未采取防震措施有关。因此，渗透系数取值以现场注水试验资料为准。xx区xx水库坝体土工试验成果汇总表表2.4.2-1 xx区xx水库坝体填筑土体室内试验成果统计表 表2.4.2-2 试验组数统计项目天然状态下土的物理性指标土 的 抗 剪 强 度含水量%湿密度g/cm3干密度g/cm3孔隙比土粒比重塑性指数液性指数垂直渗透系数cm/s水平渗透系数cm

40、/s压缩系数mpa-1固结快剪慢 剪摩擦角凝聚力kpa摩擦角凝聚力kpa16区间值18.032.6/1.741.96/1.371.57/0.7350.971/2.702.73/13.118.1/-0.420.41/1.85e-051.19e-04/2.17e-051.19e-04/0.1840.625/12.314.9/20.823.7/14.315.4/19.022.7/平均值25.71.861.480.8412.7214.8-0.01 4.81e-05 7.29e-050.39713.522.414.920.7大值平均值(28.3)(1.91)(1.53)(0.927)(2.73)(15.

41、1)(0.17)(7.34e-05)(9.08e-05)(0.547)(14.3)(23.2)(15.4)(21.8)小值平均值22.41.821.410.7892.7114.2-0.182.34e-055.50e-050.28113.021.614.319.7标准贯入试验和注水试验成果统计表续表2.4.2-2 钻孔编号n63.5 标 准 贯 入 试 验钻 孔 注 水 试 验 （k：cm/s）备注孔深（m）击数孔深（m）击数孔深（m）击数孔深（m）渗透系数孔深（m）渗透系数孔深（m）渗透系数zk12.42.796.16.47/zk23.84.189.09.37/15.216.57.610-4/

42、zk33.74.0913.613.97/5.58.94.310-414.216.54.310-4/xx区xx水库岩土体物理力学指标推荐值表 表2.4.2-3分区岩性含水量（%）湿密度（g/cm3）饱和密度（g/cm3）干密度（g/cm3）孔隙比渗透系数k（cm/s）固结快剪固结慢剪备注垂直水平（）c（kpa）（）c（kpa）坝体填土区（）砾质粘土28.31.821.851.410.9274.310-44.510-413211419均质坝主坝坝基接触带区()/8.210-4/排水棱体（）块石夹土/2.22.25/2.510-2/分区岩性风化程度饱和抗压强度（mpa）抗剪强度抗剪断强度抗冲刷流速备

43、 注fc(mpa)fc(mpa)（m/s）坝基白云质灰岩强风化20250.420.46/0.500.540.150.2034工程地质类比溢洪道基础弱风化35400.640.68/0.750.800.250.3562.4.3 坝体填筑质量评价2.4.3.1坝基处理质量评价据了解，大坝两岸坝肩与山体接触部位清基未达基岩，仍残留有残坡积松散堆积物，说明当时清基不彻底；另外，在部分清至基岩区，由于基岩面表部溶蚀沟槽较发育，也未对这些溶蚀沟槽进行深挖扩挖，也未清除溶蚀沟槽中充填的含碎石粘土，在大坝运行中，导致两坝肩沿接触部位中的残坡积层、溶蚀沟槽等形成渗漏或散浸，并随水位抬升渗漏更加严重。2.4.3.2

44、坝体填筑质量根据钻孔资料，大坝填土主要以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土，其干密度1.371.57g/cm3，孔隙比0.7350.971，现场注水k=（4.38.8）10-4cm/s。另外，在钻探过程中，存在垮孔、软泥缩孔现象，特别是水位线以下尤为如此。因此，总体上看，坝体填土质量、填筑质量均较差，究其原因：大坝填筑材料就近开采，未经严格筛选，各料场土质差异大；由于坝址区建坝时交通不便，无法运行大型机械设备，填土主要靠当地参与施工的村民肩挑手抬，或从山坡开挖后顺坡滑下，逐层填筑，再用石碾简单夯压处理，夯压不密实。总之，鉴于当时的施工条件、施工设备，加之大兵团作战，现场施工质量控制不严，从

45、而导致填土土层过厚，夯压不实，留下诸多隐患，故水库运行50多年来，先后出现大坝渗漏、卧管严重腐蚀、脱落及钢筋裸露等问题。由于种种原因，水库存在的一些病险情况得不到及时处理，长期处于带病运行状态。2.4.4 坝体主要问题及评价2.4.4.1坝体散浸及渗漏水库蓄水后，左、右坝端下游坡均不同程度存在散浸和渗漏现象，且随库水位的增高，其面积和渗水量加大。其产生的原因主要是坝体填土质量差，坝体填土为就近山坡残坡积土体，碎石含量较高，结构松散，成份杂，其干密度1.371.57g/cm3，孔隙比0.7350.971，现场注水k=（4.38.8）10-4cm/s；再之是由于限于当时的施工条件，仅为人工用石块夯

46、压，填土没有压实，孔隙比较大。在长期的运行中，造成坝体散浸和渗漏。现场调查现场调查大坝下游坝坡有两个集中渗漏点，渗漏量0.10.15l/min，2.4.4.2坝体变形大坝从建成到运行至今，由于坝内放水涵洞破裂漏水，使得附近土体饱和软化，产生沉陷变形，从而导致上部坝体局部出现塌陷。2.5 其他附属建筑物工程地质条件及评价2.5.1 灌溉输水涵洞大坝灌溉输水涵管位于大坝左侧坝体内，置于坝体填土以砾质粘土为主，含少量粘土和砾质砂质粘土之上，填土孔隙度大，结构松散。涵管为圆形浆砌石砌筑，断面尺寸为=0.5m，全长75m，进口底板高程240.03m，无闸门控制，上游处采用放水卧管控制。根据调查和运行观测

47、资料，放水涵管主要存在漏水较大，断裂或堵塞等问题。通过初步分析认为，由于涵管基础为松散填土，夯压不密实，加上衬砌质量较差，在多年运行过程中，水流长期冲刷，基础出现不均匀沉降，造成上述现象。2.5.2 溢洪道溢洪道位于大坝右侧，其型式为正槽敞开式宽顶堰，堰顶高程250.25m，堰宽3.0m，最大下泄流量6.0m3/s。溢洪道两侧墙用浆砌石衬砌，底板为约10cm的混凝土。进口处未设置闸门，下游亦未见设置消能设施。溢洪道直接置于石炭系下统(c1d1) 灰黑色中厚层状白云质灰岩之上，岩层产状n50w，sw810，表部岩体强风化状，节理裂隙较发育，右侧岸坡为残坡积土层。据调查，溢洪道边坡岩体经常发生小规

48、模的坍塌变形破坏，并使其堵塞。究其原因，溢洪道右侧边坡为残坡积土体，结构较松散，加上在重力、降雨等因素的作用下，而发生小规模的坍塌。2.6 抗震评价根据1/400万中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图（gb18306-2001）确定，本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为度。根据试验成果，大坝填土的液限为36.6%47.0%，塑限为23.5%28.9%，塑性指数为13.118.1，液性指数为0.420.41，孔隙比为0.7350.971，根据水工建筑物抗震设计规范（sl203-97）规定：当液性指数il0.751.0，或塑

49、性指数ip10时，填土才有可能在地震时发生液化，宜考虑作抗震分析。上述分析可知，xx水库大坝填土不属于此类，加之地震基本烈度为度，故可以不做抗震分析。2.7 结论及建议2.7.1结论1）工程区地处新华夏构造体系南岭东西复杂构造带中段北部，xx岭背斜西北翼。附近无大的区域断层通过，根据1:400万中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图（gb18306-2001），本工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为度，属相对稳定地块。 2）大坝为均质土坝，调查表明，坝体填筑质量较差，碾压不密实，结构较松散，干密度偏小，渗透系数偏大，含水量

50、偏高，部分坝段坝身存在渗漏、散浸及变形现象。3）由于施工清基不彻底，尤其两岸坝肩仍残留有第四系松散堆积的残坡积层，加上表部岩体溶蚀发育，透水性强，以致存在接触渗漏，并且随库水位升高，渗漏量相应增加，渗漏量的变化与库水位具有较好的相关关系。4）坝基地层主要为石炭系下统灰黑色中厚层状白云质灰岩。上部岩体比较破碎，多为强风化，溶蚀裂隙较发育，透水率较大，加上前期防渗处理效果差，是坝基渗漏的主要原因。5）溢洪道右侧边坡表部为残坡积土体，结构较松散，加之在重力、降雨等因素的作用下，经常发生坍塌，并使其堵塞，危及建筑物的安全。6）卧管、放水涵管因施工质量较差，加之多年运行中水流冲刷等影响，存在漏水严重、脱

51、落，错断等问题，危及大坝安全。7）综合分析各项因素，参照水库大坝安全评价导则sl258-2000评定标准，评定该工程质量不合格。2.7.2建议鉴于本工程存在上述较严重的问题，建议尽快采取措施，拟定除险加固处理方案。3大坝运行管理评价3.1工程概况xx水库坝址位于xx区xx镇xx村，东经 113040，北纬 25o 40， 属湘江水系xx二级支流，集雨面积1.2km2。大坝为均质土坝，坝顶高程252.33m，坝顶轴线长90m，坝顶宽3.6m；正常蓄水位250.25m，正常库容23万m3。水库于1958年动工，1959年完成，设计单位原郴县水电局，施工单位原塘溪公社人民群众。该水库为小型水库，是一

52、座具有防洪、灌溉（设计900亩，有效1200亩，最大实灌1200亩，），养鱼（养鱼水面50亩，最高总产0.5万kg）等综合效益的工程。枢纽由大坝、溢洪道（堰顶高程250.25m，堰顶宽3.0m，堰型宽顶堰、正槽）、涵管（进口底板高程240.30m、砼圆形管)等组成。3.2大坝设计及施工情况简述xx水库兴建于1958年，原为小型水库，坝高16.7m，坝顶轴线长90，卧管放水，灌溉共有5全村受益16个组,即曾家、八十八、窄下桥、xx、周家、左家等，灌区面积共1200亩水田，人口1000人。3.3历年运行中出现的问题及处理情况xx水库工程自1959年工程完工以来，工程历年出现问题如下：大坝：大坝基础渗水，库内左侧漏水严重。溢洪道：尾端未设消力池。输水建筑物：卧管、消力井严重老化。险情加固情况如下：1999年汛期时溢洪道右岸出现过山体滑坡，但已组织人员清除，并砌筑石墙，2001年，库内左侧距大坝80m处离库底2m位置出现一直径30cm的漏水孔，漏水绕过大坝，从坝后端15m长的石洞流出，当年冬季用砼封堵，并在库内左侧坝进行了约300m2宽的混凝土面板铺设处理，但未