某水库大坝安全鉴定综合评价报告

1、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝安全鉴定综合评价报告一、概述1.1 前言上木坪水库位于湖北省宜昌市夷陵区乐天溪支流上木坪河八字沟，距离乐天溪镇10km，距三峡大坝7km。水库枢纽工程于1966年9月动工兴建，由原宜昌县水利水电局设计，太平溪和乐天溪两个乡镇共同组织农民投工兴建。1967年4月基本竣工。由于存在较大工程隐患，至今未能正常运行。水库控制承雨面积1.5km2，总库容127.0×104m3。水库以灌溉为主，兼顾防洪、养殖及多种经营等综合利用的小型水库。水库设计灌溉面积6427亩，有效灌溉面积3540亩，实灌面积2072亩；库内有养殖水面50亩。遵照水利水电工程等级划分及防洪标准（S

2、L2522000）、防洪标准（GB50201）和水库大坝安全评价导则（SL2582000）的规定，上木坪水库工程等别为等，小(1)型水库，主要建筑物级别为4级。设计洪水为30年一遇（P3.33%）,校核洪水为500年一遇（P0.2%）。2003年9月，受夷陵区水利局的委托，XXXX建筑设计研究院承担上木坪水库大坝安全鉴定任务。安全鉴定阶段的工程地质勘察由建筑设计研究院委托湖北省地质勘察基础工程公司完成，工程检测由XXXX土木水电工程质量检测中心承担。经过现场调查，资料搜集，检测及地质勘察等大量的工作，获得安全鉴定所必需的资料，为上木坪水库安全评价提供了可靠的依据。根据水库大坝安全评价导则（SL

3、2582000）的规定，对大坝的工程地质、工程质量的评价、运行管理、防洪标准、结构安全、渗流稳定及各项建筑物的安全检测等项目，分项进行了复核和评价，经过大量室内外工作，提供如下成果报告：1、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝安全鉴定综合评价报告； 2、宜昌市夷陵区上木坪水库工程地质报告（安全鉴定阶段）； 3、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝质量安全评价报告； 4、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝运行管理报告； 5、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝防洪标准复核报告； 6、宜昌市夷陵区上木坪水库枢纽结构安全评价报告； 7、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝渗流安全评价报告； 8、宜昌市夷陵区上木坪水库大坝及附属建筑物安全检测报告；

4、1.2 工程概况上木坪水库枢纽由大坝、溢洪道、输水建筑物等组成。1、大坝大坝为粘土心墙代料坝。代料为花岗岩风化砂，心墙土料为粉质粘土，含少量碎砾石。坝顶高程628.50m，坝顶长度108.0m，坝面宽度4.0m，河床高程587.00m，最大坝高41.50m。上游坝坡设二级马道，马道宽2.0m，坝坡自上而下依次为12.5、 12.75、13.0，采用0.4m厚干砌块石护坡；下游坝坡设三级马道，马道宽度均为1.5m，坝坡自上而下依次为11.5、 12.0、12.0，12.0，草皮护坡。干砌块石排水棱体高12.5m，内坡11；外坡设两级马道，马道宽度为1.5m，坡度为11.5，排水棱体内侧设有碎石砂

5、组成的反滤层，反滤层厚0.4m。心墙顶宽2.0m，心墙顶部高程约为628m，坡比为1:0.36，在河床部分宽度约30m，心墙由截流齿槽与坝基相连，齿槽嵌底宽10m。坝基为片麻花岗岩。2、溢洪道上木坪水库溢洪道位于大坝右岸山凹处，凹口最低高程为626.33m。溢洪道为开敞式宽顶堰，进口宽15m，岩基为强风化片麻花岗石，溢流段用混凝土护面，护面平均厚度0.3m，堰顶高程626.00m，溢洪道首部设有浆砌石导墙。3、输水建筑物输水隧洞位于大坝右岸，距大坝右端约100m。隧洞设计过水流量为1m3/s,坡率为5，长215.0m。进口为强风化片麻花岗岩，未衬砌，断面尺寸1.1m×1.8；出口段为

6、片麻石英砂岩，岩质松散，没有衬砌，衬砌平均厚度0.4m，断面尺寸1.2×1.8。进口设铸铁平面闸门，其尺寸为0.5×0.7m，采用5T手摇螺杆式启闭机斜拉式启闭，机台高程627.56m。1.3 工程建设简况大坝于1966年9月动工，1967年4月30日竣工。受条件限制，设计和施工前未进行工程地质勘察工作。设计深度不够，施工条件较差，主要是人力施工，工程质量难保证。渠系建筑于1967年开始，经过了七年的续建配套，完成干渠长5922m。，控制灌溉面积6427亩，由于各种原因，目前实际灌面积仅2072亩。二、工程质量安全评价2.1坝址地质概况坝址区属典型的低山沟谷地貌区，两岸植被

7、均发育，坝左肩高程约630m，主要种植茶树，坝右肩高程约650m，为大片松树林。坝址下游高程一般约580m，与坝体高差达45m。河流自北略往西转而后转向南侧。坝址区分布地层主要有第四系冲积层（Q4al）、第四系残坡积土（Q4el+dl）及晋宁期花岗岩（RO）。坝体左肩裸露的岩层中，以风化微裂隙为主，节理贯通性较差，对岩体结构破坏不大。坝右肩岸坡陡岩中，裂隙发育且较集中，裂隙宽以0.52cm为主，一般未充填，倾向南东5060°，主要原因是受人类工程活动的破坏影响所致。在坝基下钻取岩芯完整性较好，说明岩体的节理发育程度随岩层埋藏深度而逐渐减弱。坝址区为晋宁期花岗岩（RO），岩石坚硬。但在

8、人类工程活动及大气、温差、地下水运动等侵蚀作用下，岩体风化强烈，裂隙发育。基岩中不存在贯穿性的软弱结构面和不利于坝基稳定的结构体。坝址区地下水分为上层滞水及孔隙裂隙水。上层滞水分布于第四系松散地层中，水位、水量受季节变化影响，主要补给源为降水和水库渗水。孔隙裂隙水分布于强风化岩中，含水量受隙裂发育程度和岩石风化程度控制，含水量一般不大，水力联系较差。通过压水试验成果分析，坝址区岩体的透水性主要有如下特点：（1）岩体的透水性与裂隙发育程度密切相关，裂隙越发育，透水性越大，反之则越小。（2）岩体的透水性与岩石的风化带关系极大，岩石风化越严重，则透水性越强，反之则越弱。（3）岩体的透水性随深度增加而

9、渐减小。据中国地震烈度区划图，宜昌市夷陵区基本烈度为度。2.2 大坝安全质量评价1、施工质量由于无有关施工记录和竣工验收资料，对施工质量的评价主要依据本次现场调查、勘察与检验。（1）坝基清基不彻底。从勘探资料分析，河床部分坝体心墙在高程587.0m基岩石为花岗岩强风化带，风化裂隙较发育，属中等透水层，水流沿强风化带渗漏，发展到现在，坝基渗漏现象已经比较严重。（2）心墙上坝土料含水量较大，从钻孔取样分析，心墙土料超过最优含水量，影响压实性能。（3）代料级配较差，局部存在架空现象，密实度离散性较大，碾压质量较差。（4）溢流段清基不彻底，在初次的溢洪过程中，曾出现沿溢洪道底板以下的渗漏现象，造成护面

10、底板凸起，挤裂破坏，至今控制溢洪。2、坝体安全质量评价（1）大坝渗漏问题沿坝基强风化带存在渗漏通道，其渗漏量为0.005m3/s，排水棱体底部出现集中渗漏。渗水未发现浑浊现象，也无异味发生，水温比水库表层水温略低。由于坝端岩石破损及风化较严重，左、右岸坝端均出现异常渗水。（2）坝体变形上游护坡砌石大多风化剥蚀，上游面中部大范围出现坍陷，坍陷范围面积约100m2，局部块石滑动和丢失。背水面有局部塌坑，随机分布。排水棱体有局部塌陷和隆起现象。下游护面整体较完整。2.3 溢洪道安全质量评价由于溢流段清基不彻底，无地下防渗措施，沿溢洪道底板出现渗流现象。底板凸起，挤裂破坏。溢洪道两侧山坡堆积大量岩屑及

11、碎石，在过洪和暴雨作用下，坡面土石大量冲向溢洪道内，影响溢洪道泄流。2.4 输水建筑物安全评价引水段岸坡岩石风化破碎，有明显崩塌现象。隧洞底板风化严重，剥落明显，取水口处洞壁渗水。浆砌石衬砌块体间有裂缝，砂浆层脱落造成块石松动。闸门严重锈蚀，止水功能失效，漏水严重，启闭机开启困难。三、大坝运行管理评价3.1 管理机构及体制上木坪水库管理处于1967年6月成立，隶属当地政府管理的事业单位编制。现有职工2人。管理处的职责是负责水库的日常管理、维护、防汛、灌溉和养殖等工作。水库管理现有一条机耕路，质量较差，晴天勉强通行，雨季道路泥泞，难于通车，影响防汛抢险物资的运输。办公设施简陋。3.2 水库枢纽工

12、程管理针对水库的实际情况，水库管理处制定有上木坪水库大坝工程管理制度，主要内容如下：1、坚决执行湖北省水库管理办法，确保枢纽工程安全。2、禁止在大坝周围200m以内取土采石放炮打井挖砂，坝体上禁止堆放杂物。3、经常保持坝面、马道截流沟的干净，无杂草、杂物淤积，坝面禁止放牧，行人不准任意践踏护坡草皮。4、大坝几处渗水点的观测数据要准确无误，不准间断。5、坚持大坝巡视巡查工作。非汛期一周巡视一次；汛期一天一次，暴雨或大雨一天数次。发现问题及时上报。3.3 大坝运行上木坪水库枢纽工程运行接近三十年来，因存在较多工程隐患，一直控制蓄水运行，控制水位为624.00m。自1967年至2003年有完整的水库

13、历年最高水位及溢洪年份的最大泄洪流量记录，共37年，有2年溢洪。 实践证明：水库充分发挥了拦洪削峰作用，缓解了下游防洪压力，在干旱年对下游的供水和农田灌溉起到了较大的作用。1、洪水调度 汛期划分：根据历年降雨资料，上木坪水库每年5月1日至10月15日为汛期，其中5月1日至5月31日为初汛期，6月1日至8月30日为主汛期，9月1日至10月15日为后汛期。 汛期调度：由于水库存在隐患，每年汛期来临之前，利用输水隧洞放水，将防洪限制水位控制在624.00m 以下，最大限度地腾空库容，保证大坝汛期安全渡汛。 兴利调度：汛期严格执行上级主管部门下达的渡汛方案，认真控制，确保安全；汛末适时拦蓄后汛期洪水，

14、提高蓄水位，增加兴利能力，充分发挥工程效益。 抗洪抢险：当水库发生险情时，启动抗洪预案。根据情况由水库所在地政府组织一、二、三线劳力600人，参加抗洪抢险。2、大坝维修上木坪水库投入运行以来，由于资金缺乏，年久失修。较大的加固工程记录如下： 1999年对输水隧洞漏水进行加固处理，但无法从根本上解决漏水问题。 1998年对溢洪道进行了扩宽，加设浆砌护底。下游坝坡变形问题，原宜昌县水利局1988年对大坝进行了观测并下文整改，由于资金未到位，没有进行整治。自水库建以来，坝肩一直存在漏水现象，经水库管理人员长期观测，日漏水量达到了300m3/d以上，并有加大趋势。漏水现象随着水位上升而加大。3.4 大

15、坝安全监测安全检查的范围：大坝上游坝坡、坝顶、下游坝坡、坝肩、坝脚、进水塔、输水涵管、溢洪道等。安全检查的内容：坝面是否平整，坝面有无滑坡、裂缝、凹坑、左坝肩漏水处观测水量，坝坡冲刷情况，排水沟有无阻塞，白蚁危害等。溢洪道底板渗水情况，侧墙及溢洪道基础是否淘冲刷等。经过多年观测、检查，发现工程目前存在许多险情和隐患。水库自建成以后，除常规水位观测外，其余观测设施一直没有配套，无法进行观测。尽管如此，对枢纽建筑物的安全制定了经常检查、定期检查和特别检查的制度。3.5运行管理综合评价大坝运行37年来，维修很少，经检查暴露有下列问题和重大隐患。1、由于建设投资不足，工程规模未达到设计标准，局部不配套

16、，使水库长期负险，不能正常运行。2、工程严重老化，年久失修。金属结构及启闭设备已超过使用年限。3、迎水面中部干砌块石护坡塌陷，两端局部隆起，块石风化、缺损；背水面中下部及排水棱体局部隆起、塌陷严重，均未能及时维修。4、渗漏现象严重。排水棱体部位渗水量很大。5、引水隧洞底板风化严重，剥落明显，停水期洞壁有水渗出，洞壁浆砌石块体间有裂缝，块石间砂浆层有脱落现象造成块石松动。6、进水口闸门开启不便，锈蚀严重，止水失效，漏水严重。7、溢洪道底板混凝土龟裂、裂缝漏水。泄槽内堆积较多风化土石，不能安全泄洪；两岸边坡土体风化严重。8、管理处除仅有水尺进行水位观测外，无其它任何观测设施。9、防汛道路质量较差，

17、防汛抢险物资车辆无法通行；办公设施简陋；通讯手段落后。为保证水库的安全运行，达到设计效益，必须对以上隐患进行加固处理，根据水库大坝安全评价导则，上木坪水库运行管理综合评价为差。四、大坝洪水标准复核上木坪水库承雨面积1.5km2。大坝为粘土心墙代料坝，最大坝高41.5m，总库容127.0×104m3。水库枢纽以灌溉为主，设计灌溉面积6427亩。坝址处主河道长2.0km，河道比降190，流域面积1.5Km2， 流域形状系数F/L2=1.5/22=0.38，属山区一般。4.1防洪标准遵照水利水电工程等级划分及防洪标准（SL2522000）、防洪标准（GB50201）和水库大坝安全评价导则（

18、SL2582000）的规定，上木坪水库工程等别为等小(1)型，主要建筑物级别为4级。设计洪水为30年一遇（P3.33%）,校核洪水为500年一遇（P0.2%）。4.2洪水复核上木坪水库所在地无实测流量记载。水库自运行以来无水库运行记录资料(水位、流量)，按水库大坝安全评价导则（SL2582000）要求，可由雨量资料推求洪水。1、设计点雨量实测雨量资料，从地理位置上来看应采用莲沱站的资料较为合理。但由于莲沱站缺乏完整连续的定时段1、6、24小时的年最大降雨资料，只有采用晓溪塔的实测降雨资料。莲沱站与晓溪塔之间的直线距离约20km，其间无高山阻隔，属于同一气候区，降雨无明显的差别，故采用晓溪塔的实

19、测降雨资料是可行的。设计点暴雨量，采用实测定时点暴雨量和湖北省暴雨径流查算图表查算两种方法进行比较。晓溪塔实测定时点雨量，依实测资料，对H1h、H6h、H24h雨量进行理论频率计算，得结果见表1。表1 晓溪塔实测定时点暴雨量各频率计算成果表 单位：mm时段X(mm)CVP1=0.2%P1=3.33%P1=5%H1h50.950.452.31146.23101.3995.8H6h83.250.622.6330.5203.96186.5H24h100.740.5823.15393.89238.35217.6查湖北省暴雨径流查算图表计算各频率点暴雨量，得结果见表2。表2 查表法点暴雨量各频率计算成果

20、表 单位：mm时段X(mm)CVP1=0.2%P1=3.33%H1h430.433.5129.4389.09H6h710.503.5247.08158.33H24h1020.543.5383.52238.68实测降雨与查图表两种成果二者比较：H24h点雨量相差不大，短历时降雨图表法所得降雨量比实测降雨小，为安全计采用实测降雨计算成果。2、洪水峰量计算洪水过程线，采用瞬时单位线和推理公式两种方法推求，其成果见表3。表3 设计洪水成果表P瞬时单位线法推理公式法0.2%3.33%5%0.2%3.33%5%Q(m3/s)50.7925.5623.884.2657.254W(104m3)5231.428

21、.455.935.632.9瞬时单位线法与推理公式法均采用概化综合的参数代入公式计算。单位线特征决定于参数n、k；n表示流域对地表径流的调节次数，k表示平均汇流历时。当流域面积(F=1.5Km2)较小，河长(L=2.0Km)较短时，n、k值极不稳定，洪水计算成果会产生较大的误差。推理公式所用的参数较为稳定，故当流域面积较小时，以采用推理公式法推算洪水较为适当。4.3 洪水成果复核1、洪峰流量复核复核的洪水标准为：30年一遇（P3.33%）设计洪峰流量为57.2m3/s； 500年一遇（P0.2%）校核洪峰流量为84.26m3/s。上木坪兴建于1966年，大坝于1967年4月基本竣工，原设计标准

22、为20年一遇，校核标准为100年一遇。有关数据摘自上木坪水库资料，不同阶段的洪水设计成果见表4。由表4可见，本次计算的降雨量H24h与1979年和1988年防洪复核采用值相差不大，洪水总量也十分接近。但洪峰流量相差较大，其原因主要是洪峰流量计算的公式形式不同，虽然都是推理公式，但1979年和1985年采用的公式和计算参数过于简单，不能充分反映洪峰形成的因素与参数。本次计算采用的公式是按湖北省水利勘测设计院1985年5月编制的湖北省暴雨径流查算图表所提供的公式和相关的参数，其成果合理可靠。故洪水复核成果以本次计算为准。表4上木坪水库设计洪水成果比较表项 目资料来源P5%3.33%0.2%Qm(m

23、3/s)79年防洪复核18.939.288年防洪复核19.039.8本次5457.284.26水位（m）79年防洪复核626.6627.0088年防洪复核626.59626.96本次627.13627.20627.66洪水总量W（×104 m3）79年防洪复核31.350.488年防洪复核40.965.7本次32.935.655.9H24h（mm）79年防洪复核25841588年防洪复核273438本次217.6238.35383.892、防洪水位复核经调洪演算，起调水位为626.00m，即溢洪道进口高程。获防洪水位复核成果见下表5。表5 防洪水位复核表P%洪峰流量(m3/s)下泄流

24、量(m3/s)水位(m)0.284.2650.0627.663.3357.231.0627.2554.2228.3627.13正常蓄水位为626.00m；校核洪水位为627.66m，设计洪水位为627.2m。4.4 坝顶高程复核上木坪水库实测坝顶高程为628.50m，心墙高程为628.00m 。根据碾压式土石坝设计规范（SL2742001），坝顶高程等于静水位与超高之和，应分别按以下运用情况计算，取其最大值：设计洪水位（P3.33%）加正常运用的坝顶超高；校核洪水位（P0.2%）加非常用的坝顶超高；正常蓄水位加正常运用的坝顶超高；表6 各种运行条件下坝顶高程计算成果表水位(m)Y超高 (m)坝

25、顶高程(m)R风浪爬高e壅高A安全超高设计水位627.20. 8100.5628.51校核水位627.660.5200.3628.48正常水位626.000. 8100.5627.31三种情况取大值，确定坝顶高程为628.51m，实测坝高程最低处628.5m，比复核坝顶高程低0.01m，根据防洪标准(GB50201-94)，现状坝顶高程满足设计要求。4.5 防洪标准复核结论根据以上计算和分析，上木坪水库防洪标准复核的结论如下：1、上木坪水库为小（1）型水库，根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL525-2000)，属IV等工程。应按30年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。通过本次洪水复核得

26、：设计洪峰流量为57.2m3/s；设计洪水位为627.2m，相应下泄流量为31.0 m3/s。校核洪峰流量84.26 m3/s，校核洪水位为627.66m，相应下泄流量为50.0 m3/s。2、坝顶高程复核：复核坝顶高程为628.51m；实测坝顶高为628.5m 。坝顶高程能满足防洪标准（GB50201）所规定的要求。3、实测心墙高程628.00m，本次复核心墙顶部高程为627.66m，满足碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)的要求。3、通过本次洪水复核，上木坪水库防洪能力满足国家现行标准。五、大坝渗流安全评价5.1 计算条件及计算参数1、坝基概况河床部分坝体心墙在高程587.0m由截

27、流齿槽与坝基相连，坝基为片麻花岗岩，坝基岩石为花岗岩强风化带，其风化裂隙较发育，透水性属中等。2、筑坝材料及其渗透特性心墙填土在上部约15.0m范围主要为灰色粉质粘土，散水性较差，含5%左右的风化砾石，而下部为灰黄、棕黄色的粉质粘土，夹5-10%花岗岩碎、砾石，一般碎石直径25cm，次棱角状，强中等风化。坝壳代料主要为花岗岩风化砂夹碎、块石组成，碎、块石直径一般为310cm，呈次棱角状，具强中等风化，局部存在架空现象。基岩和筑坝材料渗透性能见下表7。3、渗流计算边界及计算工况根据勘测资料，本次渗流选取河床最大坝高断面进行计算。按碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）规定，应对以下水位组合

28、的工况进行计算：表7 筑坝材料渗透系数表序号土 类渗透系数值K(cm/s)备注1心 墙1.91×10-42代 料 体6.30×10-23基岩强风化2.50×10-44基岩中风化1.00×10-45反 滤 坝1.00×10-11、上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；2、上游设计洪水位与下游相应的水位；3、上游校核洪水位与下游相应的水位；4、库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。计算时上游水位分别为：设计洪水位627.20m；校核洪水位627.66m；正常蓄水位626.00m；水位降落情况考虑3天内从校核洪水位627.66降至正常蓄水位626.00

29、m。下游潜水埋藏较浅，近似取与地面同高。由于坝基透水性较强，在计算时计入坝基渗漏，在有限元网格划分时取坝高同高深度计。5.2 计算成果分析大坝渗流计算采用平面有限元法进行。由于大坝运行多年土体完全固结，采用不可压缩渗流方程，认为渗透系数各向同性。采用有限元计算程序。计算网络见图1。1、计算成果计算成果统计见表8及图2至图4。表8 -剖面关键部位渗透坡降和渗流量表计 算工 况水位逸出点高程心墙下游侧浸润线以下最大渗流比降下游坝壳代料逸出坡降单宽渗流量(m3/d·m)上游下游设计洪水位627.20587.00600.170.790.68152.53校核洪水位627.66587.00600

30、.340.810.69155.79正常蓄水位626.00587.00599.090.720.68148.46水位骤降上游坡出现的最大坡降为0.14图1-剖面渗流网格图图2-剖面渗流计算等势线图（设计水位）图3-剖面渗流计算等势线图（校核水位）图4-剖面渗流计算等势线图（正常水位）1、成果分析、存在着过渡性渗流破坏和发生管涌的条件：坝体浸润线逸出比降较大，J=0.69 , 参照碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）条文说明8.2.2渗流变形的判别方法，代料为无粘性土料，其逸出比降大于过渡型的允许渗透比降0.25-0.4；由于代料级配的不连续，其逸出比降大于不连续级配的管涌允许渗透比降0.1

31、-0.2，因此，存在着过渡性渗流破坏和发生管涌的条件。、心墙与代料间未设置有效的过渡带或反滤层，在较大渗流比降条件下，心墙和代料体两种不同颗粒的土壤，存在接触流土的条件。、水位骤降时，由于代料体渗透系数较大，浸润线基本与水位降低同步，最大渗透坡降为0.14，上游坝坡不会发生渗透变形。、计算结果表明：由于心墙渗透系数大，导致渗流量大，水库在正常水位运行时，渗流量为148.46m3/d/m，造成水库水量大量损失。5.3渗流安全评价1、 坝基渗流安全评价坝基岩石为花岗岩强风化带，其风化裂隙较发育，透水性属中等，坝基清理不很彻底，坝基与河床接触面存在渗漏问题。靠近坝肩的坝基为第四系全新统冲积堆积层，透

32、水性较强。2、心墙防渗能力低，不满足碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）对防渗体的防渗性能要求。、心墙土料的渗透系数为1.91×10-4cm/s，大于规范要求的1×105cm/s。、心墙与坝壳代料间无级配合理、满足反滤要求的反滤层或过渡带。3、山体接触渗流。根据现场调查，右肩岩体因开挖而产生较明显的卸荷裂隙，形成较严重的绕坝渗漏通道。4、渗流计算表明，下游逸出渗流比降大于允许渗流比降，有形成过渡性破坏和发生管涌的条件。5、大坝渗透流量过大，计算结果为148.46m3/d/m，现场调查也发现渗漏流量过大的现象。6、溢洪道溢流段进行护面施工中，没有彻底清基处理，在初次的

33、溢洪过程中，出现库水沿溢洪道护面底板下渗流。根据水库大坝安全评价导则（SL2582000）和水库大坝安全鉴定办法规定，各种材料的实际渗流比降大于规范或经验类比的上限或破坏值时应认为大坝渗流性态不安全，因此上木坪大坝渗流评价为C级。六、结构安全复核结构安全复核包括大坝、溢洪道及输水隧洞安全复核。上木坪水库工程等别为等，属小(1)型水库，主要建筑物级别为4级。设计洪水位627.20m ，相应下泄流量为31.0m3/s ；校核洪水位627.66m ；相应下泄流量为50.0m3/s；正常蓄水位626.00m 。6.1 大坝抗滑稳定复核1、计算条件和计算工况依据水库工程等别，大坝为主要建筑物，按4级建筑

34、物复核。大坝稳定计算依据本次实测选取剖面（见稳定计算成果图）代表，进行二维抗滑稳定计算。根据碾压式土石坝设计规范（SL2742001）的要求，结合水库的运用情况，采用如下各工况进行稳定复核：正常工况：正常蓄水位626.00m时形成稳定渗流期下游坝坡稳定；设计洪水位627.20m时形成稳定渗流期下游坝坡稳定；非正常工况：校核洪水位627.66m骤降至正常蓄水位626.00m，上游坝壳中的孔隙水来不及排出时，上游坝坡的稳定。坝体渗流场采用渗流计算所获得的成果。2、计算物理力学参数依据勘察报告和经验类比，心墙（粉质粘土），坝壳代料(花岗岩风化砂)，强风化花岗岩和中风化花岗岩四种材料，计算物理力学参数

35、选取如下表9。表9 大坝物理力学参数表材料类别内摩擦角（°）凝聚力C（KPa）天然容重（KN/m3）饱和容重（KN/m3）心墙（粉质粘土）172519.9720.27坝壳代料(花岗岩风化砂)281319.5220.04砂卵石30023.3824.16中风化花岗岩3530026.9626.993、计算方法与计算成果、计算方法：按碾压式土石坝设计规范（SL2742001）坝坡稳定计算应采用刚体极限平衡法，稳定复核时采用瑞典圆弧法和毕肖普法进行计算。土体的抗剪强度：对4级建筑物，根据实际情况采用总应力法和有效应力法，并以其中较小的安全系数作为依据。水库水位骤降时，用有效应力法进行计算。采用

36、水利水电规划总院推荐的“土石坝边坡稳定计算程序（陈祖煜STAB）”进行计算。、计算成果：稳定计算成果见下表10及图5至图7。表10 上木坪水库大坝抗滑稳定分析计算成果表坝坡运行工况最小安全系数毕肖普法瑞典圆弧法计算结果规范允许值计算结果规范允许值下游坡正常蓄水位626.0m稳定渗流0.9721.250.8281.15设计洪水位627.2m稳定渗流0.9541.250.8161.15上游坡校核洪水位骤降至正常蓄水位2.2181.152.0391.06上述计算结果表明：上木坪水库大坝河床断面坝坡在正常运行的各种工况下，无论是采用瑞典圆弧法还是采用简化毕肖普法，其下游坡安全系数最小值均小于现行规范的

37、容许值，因此 ，下游坝坡的抗滑稳定不满足规范要求。 图5-剖面正常蓄水位抗滑稳定计算图图6-剖面设计洪水抗滑稳定计算图图7-剖面校核洪水位抗滑稳定计算图6.2 溢洪道结构安全复核1、计算标准和计算条件依据水库工程等别，溢洪道为主要建筑物，按4级建筑物复核。溢洪道设计、校核流量及溢洪道进口前相应水位见下表11。表11 溢洪道水位及泄流量关系洪水标准消能复核设计校核洪水重现期5%3.33%0.2%最高库水位(m)627.13627.2627.66相应下泄流量(m3/s)28.331.050溢洪道位于大坝右岸山凹处，凹口最低高程为626.33m。溢洪道为开敞式宽顶堰，进口宽15m，岩基为片麻花岗石，

38、溢流段用混凝土护面，护面平均厚度0.3m，堰顶高程626.00m，溢洪道首部设有浆砌石导墙。见示意图8和9。图8 溢洪道剖面示意图图9 溢洪道平面示意图 2、溢洪道泄流能力计算溢洪道泄流能力按宽顶堰计算，其成果见表12。表12 溢洪道水位流量序号库水位(m)泄流量Q(m3/s)附注1626.002626.45.933626.816.784627.230.835627.6650.0 上木坪水库下泄流量设计为31.0m3/s，校核为50.0m3/s，通过上表可知：溢洪道泄流能力，能满足泄洪要求。3、溢洪道流态分析根据能量守衡原理，以溢洪道泄洪段为棱柱体，近似对溢洪道泄槽段及出口段(山见图8)，按进

39、行校核洪水时的水流流态进行分析。沿程水深计算如下表13。表13 溢洪道泄槽过洪水深计算序号掺气前流速(m3/s)掺气前水深(m)掺气水深(m)边墙高(m)复核边墙高(m)13.21.041.042.02.0424.760.70.72.01.736.670.50.5472.01.54749.010.370.4172.01.417注：序号具体位置见图8。 泄槽过洪时，流速较大，平均流速在6.0m/s左右。对泄槽强风化岩体造成严重冲刷。 泄槽入河处流速达9.01m/s,在未设消能工的条件下，将对出口形成较大冲坑和堆丘，不利坡面稳定和泄洪。 溢洪道风化岩基应设置防渗，堵截渗流，以保护坡安全。4、溢洪道

40、稳定分析上木坪溢洪道为开挖山体，整体不存在失稳问题。本次勘察表明，溢洪道斜坡段为强风化花岗岩，局部凹凸地段，在急流冲刷下，可能崩塌。6.3输水隧洞安全复核1、复核标准和条件依据水库工程等级，输水隧洞为主要建筑物，按4级建筑物复核。隧洞设计过水流量为1.0m3/s。, 长165m，坡率为5。本次复核主要是出口段衬砌进行应力计算。出口段隧洞断面为城门洞型，底宽1.2m，侧墙高度1.1m，拱顶为R0.6m半圆形拱。洞顶及侧墙为浆砌石，衬砌平均厚度0.35m。见图10。图10 隧洞出口衬砌图2、 隧洞输水能力复核输水能力计算成果见表14。表14 隧洞流量计算表水位607608.00609.00610.

41、00611.00612.00613.00流量0.001.011.431.752.022.252.47输水能力满足设计要求。3、应力复核隧洞衬砌计算采用结构力学法进行，主要荷载有：围岩压力、衬砌自重。计算结果表明：隧洞衬砌压应力，均小于水泥沙浆砌条石M7.5的允许抗压应力值1800 kN/m2，而在顶拱内缘等部位出现的拉应力大于浆砌石M7.5的允许抗拉强度30 kN/m2，不满足规范要求。6.4 结构安全复核评价1、坝体稳定复核评价 经计算复核，上游坝坡满足规范规定的安全标准。 下游坝坡抗滑稳定安全不满足规范要求。其中在设计洪水位形成稳定渗流时，其下游坡的安全系数仅有0.954（毕肖普法）和0.

42、816（瑞典圆弧法），与规范要求相差较多（规范要求为1.25（毕肖普法）和1.15（瑞典圆弧法）。下游坝坡不稳定的原因：下游坝坡较陡，代料体主要为花岗岩风化砂夹碎、块石组成，该代料填土级配较差，致使坝壳代料回填密实度较差，坝壳代料的力学性能较低，因而稳定性极差；心墙防渗性能较低，浸润线较高。2、溢洪道安全复核评价 溢洪道的泄流能力能满足各种洪水标准下所要求的泄量； 泄槽过洪时，流速较大，平均流速在6.0m/s左右。对泄槽强风化岩体造成严重冲刷。泄槽入河处流速达9.01m/s,将对出口形成较大冲坑和堆丘，不利坡面稳定和泄洪。 溢洪道未设置防治渗墙，以减小泄槽底板渗压，因而在初次的溢洪时，护面底板

43、渗流造成底板凸起，护面挤裂而严重破坏。 溢洪道岸坡稳定问题。溢洪道两侧坡体堆积大量第四系残坡积风化岩屑及碎石，坡体稳定性差。3、输水隧洞复核 输水隧洞满足设计输水流量要求。 顶拱内缘等部位出现的拉应力大于浆砌石M7.5的允许抗拉强度30 kN/m2，不满足规范要求。工程老化，应采取必要补强措施。 隧洞底板风化严重，剥落明显，取水口处洞壁渗水。七、结论在现场调查、工程地质勘察、工程检验和广泛搜集资料的基础上，通过计算分析，依照水库大坝安全评价导则（SL2582000）和水库大坝安全鉴定办法（水管199586号）以及现行有关设计施工规范，对上木坪水库大坝安全综合评价为三类。7.1 工程等级及防洪标

44、准复核遵照水利水电工程等级划分及防洪标准（SL2522000）、防洪标准（GB50201）和水库大坝安全评价导则（SL2582000）的规定，上木坪水库工程等级复核为：工程等别为等小(1)型，主要建筑物级别为4级。设计洪水为30年一遇（P3.33%）,校核洪水为500年一遇（P0.2%）。本地区地震基本烈度为度，设计烈度为度。7.2 分项安全评价分项评价内容见表15。表15 上木坪水库大坝安全鉴定分项评价表项 目内 容评 价一、工程质量评价1、施工质量评价：、清基不彻底。河床部分坝体心墙在高程587.0m基岩石为花岗岩强风化带，风化裂隙较发育，属中等透水层，坝基渗漏现象已经比较严重。、心墙上坝

45、土料含水量较大，心墙土料超过最优含水量，影响压实性能。、代料级配较差，局部存在架空现象，密实度离散性较大，碾压质量较差。、溢流段清基不彻底，在初次的溢洪过程中，曾出现沿溢洪道底板以下的渗漏现象，造成护面底板凸起，挤裂破坏，至今控制溢洪。2、坝体安全质量评价、大坝渗漏问题沿坝基强风化带存在渗漏通道，其渗漏量为0.005m3/s，排水棱体底部出现集中渗漏。水温比水库表层水温略低。坝端岩石破损及风化较严重，左、右岸坝端均出现异常渗水。、坝体变形上游护坡砌石大多风化剥蚀，上游面中部大范围出现坍陷，坍陷范围面积约100m2，局部块石滑动和丢失。背水面有局部塌坑，随机分布。排水棱体有局部塌陷和隆起现象。下

46、游护面整体较完整。3 溢洪道安全质量评价由于溢流段清基不彻底，无地下防渗措施，沿溢洪道底板出现渗流现象。底板凸起，挤裂破坏。溢洪道两侧山坡堆积大量岩屑及碎石，在过洪和暴雨作用下，坡面土石大量冲向溢泄道内，影响溢洪道泄流。4 建筑物安全评价引水段岸坡岩石风化破碎，有明显崩塌现象。隧洞底板风化严重，剥落明显，取水口处洞壁渗水。浆砌石衬砌块体间有裂缝，砂浆层脱落造成块石松动。闸门严重锈蚀，止水功能失效，漏水严重，启闭机开启困难。实际施工中大部分未达到规定要求，工程运行中暴露出重大质量问题，影响工程安全。评定工程质量不合格二、大坝运行管理评价1、由于建设投资不足，工程规模未达到设计标准，局部不配套，使

47、水库长期负险，不能正常运行。2、工程严重老化，年久失修。金属结构及启闭设备已超过使用年限。迎水面中部干砌块石护坡塌陷，两端局部隆起，块石风化、缺损；背水面中下部及排水棱体局部隆起、塌陷严重，均未能及时维修。3、渗漏现象严重。排水棱体部位渗水量很大。4、引水隧洞底板风化严重，剥落明显，停水期洞壁有水渗出，洞壁浆砌石块体间有裂缝，块石间砂浆层有脱落现象造成块石松动。5、进水口闸门开启不便，锈蚀严重，止水失效，漏水严重。6、溢洪道底板混凝土龟裂、裂缝漏水。两岸边坡土体风化严重，平台尾部，当地农民兴建房屋，缩窄过水断面，影响泄洪。泄槽内堆积较多风化土石，不能安全泄洪。7、管理处除仅有水尺进行水位观测外

48、，无其它任何观测设施。8、防汛道路质量较差，防汛抢险物资车辆无法通行；办公设施简陋；通讯手段落后。有部分调度规程。监测设施很不完备。维修不及时，如大坝渗透严重，溢洪道无防冲措施，坡面长期不修整，输水闸门控制失效。水库长期在汛前控制水位运行。大坝运行管理综合评价为差三、防洪标准复核1、上木坪水库为小（1）型水库，根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL525-2000)，属IV等工程。应按30年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。通过本次洪水复核得：设计洪峰流量为57.2m3/s；设计洪水位为627.2m，相应下泄流量31 m3/s。校核洪峰流量84.26 m3/s，校核洪水位为627.66m，

49、相应下泄流量50 m3/s。2、坝顶高程复核：复核坝顶高程为628.51m；实测坝顶高为628.5m 。坝顶高程能满足防洪标准（GB50201）所规定的要求。3、实测心墙高程628.00m，本次复核心墙顶部高程为627.66m，满足碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)的要求。4、通过本次洪水复核，上木坪水库防洪能力满足国家现行标准。复核结论：1、大坝在1985年曾按30年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。但洪峰流量偏小，设计与校核水位偏低，差别较大。设计洪水需要修正，溢洪道能满足最大泄量要求。洪水不能安全入河。四、渗流安全评价1、坝基渗流安全评价坝基岩石为花岗岩强风化带，其风化裂隙较发育，透水性属中等，坝基清理不很彻底，坝基与河床接触面存在渗漏问题。靠近坝肩的坝基为第四系全新统冲积堆积层，透水性较强。2、心墙防渗能力低，不满足碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）对防渗体的防渗性能要求。、心墙土料的渗透系数为1.91×10-4cm/s，大于规范要求的1×105cm/s。、心墙与坝壳代料间无级配合理、满足反滤