云南省首座定向爆破坝水库报废论证报告（李自琼） 关键词：定向爆破坝；水库；报废；论证

中图分类号：TV641.5+TV641.6 文献标识码：A 文章编号：1000-1123（2011）04-0057-02

一、工程概况

白河水库建于1976 年6 月，总库容100 万m3，枢纽工程由大坝、输水隧洞等建筑物组成。水库坝高34 m，大坝上部水力冲填体高12 m，下部爆破体高22 m，是云南省第一座定向爆破和水力冲填坝。输水隧洞位于大坝右肩，断面为无压城门洞，最大输水量12.6 m3/s。

二、工程存在的主要问题

水库建成运行后，发现水位从未蓄到正常蓄水位1 848 m，最高水位蓄至1 839.7 m，仅一个月后水位又降至1 835 m。水位只能保持在1 833～1 835 m。长年实际蓄水量16.6 万m3，占兴利库容的21.8%。大坝坝体、坝基、两肩、两岸及库底、输水隧洞均存在严重渗漏，水库一直带病运行，为确保防洪安全汛期空库度汛。

三、除险加固工作开展情况

1.大坝安全鉴定

2002 年完成大坝安全鉴定，结论如下：白河水库现状质量不合格；水库运行管理等级差；大坝抗洪能力达到300 年一遇，防洪安全等级为A级；大坝结构安全等级为A 级，输水隧洞结构不安全，安全等级为C 级；大坝、输水隧洞渗流异常，水库渗流安全等级为C 级；大坝抗震安全等级为A 级，输水隧洞抗震安全等级为C级；金属结构安全等级为C级。20xx年12 月，云南省水利厅确认该水库大坝为三类坝。2005 年6 月，水利部大坝安全管理中心根据专家组书面与现场核查结果，同意三类坝安全鉴定结论。

2.除险加固初步设计方案

2002 年完成除险加固初步设计，方案为：坝体混凝土防渗墙及帷幕灌浆防渗、两岸山体帷幕灌浆防渗、隧洞加固等。随后方案上报并被列入水利部第一批小（1）型病险水库除险加固建设计划。由于白河水库地质构造及坝体结构复杂，初步设计方案历经3 年不断修改，先后经过珠委、省、市4 次评审，最终还是无法确定水库除险加固的稳妥方案。工程实施风险很大，不确定因素很多。

四、水库报废理由及依据

1.区域地质构造复杂，坝址选址存在重大缺陷

工程区位于云南山字形构造前弧东翼内侧，小江断裂带中段西侧的强烈影响带上，属川滇南北向构造带。该区构造形迹极为复杂，前期为近北西南东向断裂，后期为近东西向褶皱和断裂。

（1）R1 背斜

该背斜轴部即为白河水库河谷，轴向近东西向，主要地层为震旦系上统陡山沱组,东翼岩层产状为110°∠15°，西翼岩层产状为270°∠10°。

（2）F1 断裂（白龙潭断裂）

该断裂北起于小龙潭村南山地并向南延伸，经白龙潭村后山、白河河谷东侧直插入水库内截断F2 断裂。断层总体展布方向为北北东向，倾向南东，倾角较陡，长约4 km。F1断裂北盘为陡山沱组第二段（Zbd2）白云质灰岩地层，南盘坝址段为二叠系栖霞茅口组（P1q+m）虎斑状灰岩地层，库区为陡山沱组第二段（Zbd2）白云质灰岩地层，尾部为陡山沱组第一段（Zbd1）泥质白云岩夹泥质粉砂岩、泥岩地层，属右行逆断裂。主断裂破碎带宽5～10 m，破碎带岩石表现为细糜棱岩化，在主破碎带两侧的碎裂岩带岩石表现为棱块状碎裂岩化。该断裂两盘灰岩较纯，因此断裂带及影响带岩溶发育，具强透水性，造成库水外渗。

（3）F2 断裂（马家庄断裂）

该断裂发生于F1 断裂之前，并被F1 截断错位分为两段，平移距离约350 m。该断裂前段北西起于马家庄村，南东向延伸，经大石山插入水库库内坝前360 m处被F1 截断；后段经坝前南东向延伸至唐磨的箐。断层总体展布方向为北西南东向，倾向南西，倾角不明，长约10 km。该断裂破碎带宽5～10 m，两侧影响带岩体碎裂岩化，碎裂岩宽度超过5 m，压扭形成的挤压面及擦痕十分清楚，性质为压扭性逆断裂。该断裂后段两盘灰岩较纯，因此断裂带及影响带岩溶发育，具强透水性，造成库水外渗。

（4）F1 断层

该断层发育于库内小箐口东侧，向西延伸至右岸山坡，基本上沿东西展布，长约700 m，断层产状210°∠70°，为F1 断裂羽状次级张性正断裂，小箐东岸栖霞茅口组（P1q+m）虎斑状灰岩十分破碎，透水性好。

（5）F2 断层

该断层展布于正对大坝的西南山坡上，其东南端起自小箐上游沟口向北延伸至库尾右岸山坡上。可见长度约300 m，断层产状210°∠50°，为倾向南西的F1 断裂羽状次级张性正断层，该断层与F2 断裂相交，形成库水外渗另一主要通道。

综上所述，白河水库坝址位于白河背斜，区域性断裂F1、F2 多个构造交汇带，坝址区、库区岩体受构造破坏影响严重，岩层连续性差，岩体破碎且节理裂

隙发育，灰岩质纯性脆，溶沟、溶蚀孔隙、溶洞等发育，两断裂带及影响带岩溶发育，断裂导水，岩体一定深度透水性大，库区无法正常蓄水。坝址选址存在重大缺陷。

2.库坝区地质条件复杂导致防渗处理方案深度上不确定性及方案不稳妥性 库坝区出露地层主要有震旦系陡山沱组第一、二段，二叠系栖霞茅口组及第四系。

①震旦系陡山沱组（Zbd）第二岩性段（Zbd2）岩性为灰白色、灰黄色厚层状白云质灰岩，成分纯净，表层岩石呈全—强风化状，结构松散，受构造影响，岩体节理发育，极为破碎，为碎裂块状结构，地表见弱岩溶现象发育，断裂影响带岩溶发育，是造成库区渗漏的主要地层。分布于水库坝址左岸及坝址前350 m范围库区右岸。左坝肩白云岩段位于孔深1～22.9 m，岩溶发育程度中等，多表现为溶隙、小溶穴等，透水率为787～1 320 Lu，渗漏严重；尤其在8.4～15 m 钻进过程中5 次掉钻，根据钻具下落、两端具有侵蚀形成的水垢，判定该段发育有宽大裂隙；8～13 m 段压水试验，透水率为7 330 Lu。石英砂岩段位于孔深22.9～38.0 m，受F2 断裂影响，岩石破碎，透水性强，透水率为593～620 Lu，属强透水层。相对隔水层顶板埋深33 m，左坝肩存在严重绕坝渗漏及坝端结合部渗漏问题。因存在岩溶差异性，岩体渗漏通道难以确定，导致防渗处理方案的不稳妥性。

②栖霞茅口组灰岩（P1q+m）岩性为灰白色厚层状灰岩、虎斑状白云质灰岩。受断裂影响，岩石破碎，岩溶相当发育。随处可见直径几厘米至十几厘米的溶洞，岩体岩溶地下据CK10揭露，存在分层及深层岩溶现象，是造成库区渗漏的主要地层。分布于坝址区右岸及坝前右之箐左岸。该段岩石相当破碎，节理、裂隙发育，岩溶现象发育。ZK3 号孔压水试验，相对隔水层顶板埋深38 m，相对隔水层之上透水率平均为1 920 Lu，为极强透水地层。ZK4 号孔5 m一段压水试验，2.0～45.0 m 岩体透水率分别为23.2、156、19.9、31.3、26.2、9.4、52.0、

2.65、66.7、2.39 Lu，25～32 m 透水率为9.4Lu，下一段37.0 ～42.0 m透水率为66.7 Lu，岩体透水性不是从上往下逐渐变小，说明相对隔水层较难确定，存在岩溶差异性。据右岸ZK1 098 m深孔揭露，埋深69.3～74.3 m 仍存在透水率为544.1 Lu 的漏水段，该段钻孔时掉钻，说明存在岩溶孔洞，也再次说明相对隔水层较难确定，存在岩溶差异性，深部岩体仍存在渗漏通道。右岸前部另两孔也出现类似情况。右肩及岸坡存在绕坝渗漏及坝端结合部渗漏。

该地段是F1、F2 断裂的交汇地带，这两条断裂都是以压扭性为主的断裂，且规模均较大，碳酸盐岩致密性脆，强大的挤压断裂活动必然对它们造成剧烈破坏，特别是先后两次断裂活动使岩层遭受两次应力场作用，破坏更剧烈。结合岩溶作用来看，这种复杂的地质构造背景更有利于岩溶的发育，促进岩溶规模的扩大。在建坝之初输水隧洞开挖时曾发现多个溶洞。右岸4 个孔揭露均存在岩体透水性不是从上往下逐渐变小，相对隔水层较难确定，存在岩溶差异性，深部岩体仍存在渗漏通道，导致防渗处理方案深度上的不确定性及不稳妥性。

③白河水库自建成运行，相继发现右岸输水隧洞进口段及上游坝坡出现多个漏水洞，经黏土填洞、水泥砂浆堵缝及抹面处理，仍然不能解决渗漏问题。通过地质详勘，水库区坝前350 m范围内存在F1、F2 断裂带岩溶导水渗漏问题及二叠系栖霞茅口组灰岩、虎斑状白云质灰岩及陡山沱组第二段白云质灰岩岩溶渗漏问题，该段库区渗漏比较严重，需进行库区水平铺盖防渗处理，水平铺盖防渗体若下部存在较大岩溶渗漏通道，水平铺盖运行时间过长，有被拉通破坏可能，处理方案存在不稳妥性。

3.坝体质量差、结构复杂导致防渗处理方案的不确定性

坝体爆破堆石体中粒径大于等于2 mm的砾石含量为78.37%，颗粒组成不均匀，孔隙率大，黏粒含量低，渗透系数大于1×10-2 cm/s。水力冲填体为砾石含量约20%～25%、砂含量约60%～65%的含砾砂土组成，坝体松散，渗透系数平均值4.5 万cm/s。上游防渗斜墙采用水力冲填而成，颗粒粒径大于等于2mm的占14.86%。斜墙形状不规则，厚度5～11 m。其中：表层的黏土层厚度极不均匀，最厚1.5 m，大部分仅0.3 m，局部地段甚至无黏土层分布。斜墙质量达不到防渗规范要求，防渗效果差。土斜墙与堆石体颗粒粒径相差很大，接合部未设反滤层，在水力作用下，斜墙中的细粒极易流失。渗流将危及大坝安全。

坝体质量差、结构复杂导致防渗处理方案很难确定。对坝体而言，采用帷幕灌浆显然不可靠。定向爆破体块石含量较高，防渗墙造孔的难易程度无法预计；水力冲填体含砂量大，结构松散，防渗墙造孔施工极易发生塌孔，施工安全很难保障；造孔孔斜较难控制，防渗墙质量无法保障。坝体混凝土防渗墙处理方案也存在不稳妥性。坝基及两岸基岩深度上存在岩溶差异性，相对隔水层深度、漏水通道无法确定，导致帷幕灌浆处理不稳妥。另坝肩垂直防渗体与坝前350 m库区水平铺盖防渗体衔接存在一定难度。

4.依据

通过上述分析，白河水库库区渗漏严重，功能基本丧失，除险加固处理方案实施风险比较大，实施后的防渗效果很难保证，加固处理技术不可行。根据中华人民共和国水利部令第18 号的规定，白河水库符合该条令第八条中的第（五）条，水库予以报废。

五、结语

云南省乃至全国的小型水利工程，因建设时地勘工作不到位，有的甚至仅凭经验选择坝址，结果工程建成后就成为病险水库的例子为数不少，白河水库就是类似工程的典型特例，作为工程设计人员应引以为戒。

参考文献：

[1] 水库大坝安全评价导则[S].水利部大坝安全管理中心，北京:中国水利水电出版社，2001.

[2] 江川县白河水库安全鉴定报告[R].玉溪市水利电力勘测设计院，2005.

[3] 土坝设计（下册）[M].北京:水利电力出版社，1978.

作者简介：李自琼（1964—），女，工程师，主要从事水利工程设计、概算、管理工作。

 

第二篇：黄钟水库大坝安全论证报告

黄钟水库大坝安全论证

报告

XXX水利勘测设计队

二OO七年三月

批  准：

审  定：

审  查： 

校  核： 

编  写：

目   录

1 工程概况... 1

1．1 工程概况... 1

1．2 枢纽布置及建筑物现状... 3

1．2．1 大坝... 3

1．2．2 溢洪道... 4

1．2．3 放水隧洞... 4

2 洪水标准复核... 8

2．1 工程等别及洪水标准复核... 8

2．2 设计洪水复核... 8

2．2．1 流域概况及暴雨洪水特性... 8

2．2．2 设计暴雨... 8

2．2．3 设计洪水... 9

2．3 洪水调节计算... 9

3 工程地质复查... 10

3．1 区域地质概况... 10

3．2 库区地质概况... 11

3．3 坝址工程地质... 11

3．4水库工程现状... 12

3．5结论及建议... 14

4  大坝渗流稳定复核... 15

4．1坝基渗漏安全评价... 15

4．2大坝坝身渗流安全评价... 15

4．3放水隧洞渗漏安全评价... 15

5　坝体材料及填筑质量评价... 17

5．1坝址勘探... 17

5．2钻孔注压水试验... 17

5．3岩土物理力学参数试验... 18

5．4填筑质量评价... 18

6 坝体结构安全复核... 20

6．1坝顶高程复核... 20

6．1．1 基本参数... 20

6．1．2 坝顶超高及坝顶高程复核... 20

6．2上游坝面抗风浪能力复核... 21

6．3大坝坝坡抗滑稳定复核... 22

6．3．1物理力学参数... 22

6．3．2计算工况... 22

6．3．3计算方法... 22

6．3．4最小安全系数... 23

6．3．5 坝坡稳定分析... 23

6．4溢洪道复核... 23

6．5放水隧洞复核... 24

7  水库抗洪能力... 25

8 结论与建议... 25

8．1 结论... 25

8．2建议... 26

1 工程概况

1．1 工程概况

水洋溪水库位于绥阳县郑场镇清源村境内，距郑场镇6km，距县城11km，距遵义市为51km，交通便利。水库大坝座落在乌江水系洛安江支流木油河上游，原设计坝址以上流域面积7.5km²，总库容300万m³，属小（1）型水库工程，工程以灌溉为主，设计灌溉面积6000亩，有效灌溉面积3000亩。

水库影响下游1个城镇居民12000人，2所学校(学生1500人)，耕地8000亩，公路10km，通讯线路15km，输电线路25km，房屋2.5万m²。

工程由绥阳县水利电力局设计，原清源乡组织民工施工，于1976年12月动工兴建，至1980年完成12m高的均质土坝1座、大坝上游右岸1^＃放水隧洞的开挖衬砌、大坝左岸2^＃放水隧洞的开挖（未衬砌）。同年，水洋溪水库列入小（1）型水利工程项目，进行大坝续建，至1983年8月，完成坝高25m，并在距大坝160m的右岸垭口（1^＃放水隧洞左侧）修建了临时溢洪道，工程基本达到设计规模，投入运行。运行至1994年6月，水库达到正常蓄水位时，发现左坝肩下游面大面积浸润，渗漏严重，右坝肩存在约8 l/s的渗漏。同月，在左坝肩采取浆砌石封堵和防渗帷幕处理，水库限蓄至正常蓄水位以下2.0m（868.30m）。1996年6月中旬，洪水冲毁临时溢洪道后，及时进行了加固处理。20##年6月6日，当地普降大雨（日暴雨量177mm），溢流水深0.87m，溢洪道第二级消力池被冲毁，当年已修复。

水洋溪水库原设计坝址以上流域面积7.5km²，300年一遇校核洪水位872.30m(123.00m)，50年一遇设计洪水位871.80m(122.50m)，正常蓄水位870.30m（121.00m），死水位853.30 m（104.00 m）。水库总库容300万m³，兴利库容240万m³，死库容15万m³。大坝为粘土心墙坝，最大坝高25m（设5.0m深齿槽），坝顶长120m，坝顶宽5.0m，坝顶高程873.30m（124.00m）；上游坝面为干砌块石护坡，上游坝坡自上而下为1：2.0、1:2.5、1:3.0；下游坝坡自上而下为1：1.5、1:2.0、1:2.5，坝脚设排水棱体。溢洪道布置在距大坝约 160m的右岸垭口，为岸边开敞式正槽溢洪道，溢流堰为宽顶堰，堰顶高程870.30m（121.00），堰宽17.0m。放水隧洞有2座，1^＃放水隧洞布置于溢洪道右侧，为城门洞型，断面尺寸（b×h）为1.2×1.5m，取水口中心高程852.30m（103.00m），设φ600双向转动闸门；2^＃放水隧洞位于大坝左岸，为城门洞型，断面尺寸（b×h）为1.2×1.8m，取水口中心高程859.54m（110.24m），设φ600双向转动闸门。

上述括号内数据均为原设计假设高程系统，本次复核高程采用黄海高程系统，与原设计高程的关系：复核高程-原设计高程＝749.30m，文中所有原设计高程及水位均已换算为复核高程。

本次复核结果，坝址以上流域面积7.7km²，复核后校核洪水位(P=0.2%) 873.12m，设计洪水位(P=2%) 872.22m，正常蓄水位870.30m，死水位853.30m。总库容313万m³，兴利库容230万m³，死库容18万m³。大坝为均质土坝，坝顶高程873.10～873.30 m，最大坝高25.0m，坝顶长96.1m，坝顶宽4.8～5.0m。岸边开敞式正槽溢洪道布置在距大坝160m的右岸垭口，总长98.9m，溢流堰为宽顶堰，控制断面宽17 m。放水隧洞有2座，1^＃放水隧洞位于右岸垭口溢洪道右侧，长135m；2^＃放水隧洞位于大坝左坝肩，长424m；均为城门洞型，取水口设φ600双向转动闸门。

1．2 枢纽布置及建筑物现状

水库枢纽包括大坝、溢洪道及放水隧洞。

1．2．1 大坝

大坝为均质土坝（设粘土齿槽），最大坝高25m，坝顶高程873.10～873.30m，坝顶宽度4.8～5.0m，坝顶长96.1m。坝顶上游侧设有3个花台。大坝上游坝面从坝顶至868.02m高程坝坡为1:2.06，868.02m高程设0.45m宽平台；868.02m高程至860.00m高程坝坡为1:2.76，860.00m高程以下坝坡为1:3.41。上游坝面860.00m高程以上采用干砌块石护坡（厚约0.1m），并在右坝段上游坝面设有浆砌石梯步。左坝段上游坝面较平整，右坝段上游坝面868.02m高程以下干砌块石护坡，因坝面沉降而产生下塌。下游坝面从坝顶至867.15m高程坝坡为1:1.54，867.15m高程设1.0m宽马道；867.15m高程至858.22m高程坝坡为1:2.02，858.22m高程设2.5m宽马道；858.22m高程至851.68m高程坝坡为1:2.40；851.68m高程至850.09m高程坝坡为1:4.91，该段坝面设有浆砌块石条带；850.09m高程以下为排水棱体，外坡约为1:1.1。867.15m高程以上两坝端及以下坝中部设有浆砌石梯步。下游坝面较为平整，但杂草丛生。经多年运行，水库大坝坝体、坝基及坝肩渗漏严重，当库水位866.70m时，下游坝面有5个集中渗漏点和1个浸润区，W₂～W₅渗漏总量约0.75 L/s（库水位866.70m）。当库水位867.10m时，W₁开始渗漏，W₁～W₅个渗漏点渗漏总量约1.95 L/s 。下游右坝段浸润区位于867.15m～850.00m高程，面积约650㎡。右坝肩存在3个集中渗漏点和1个浸润区，3个渗漏点（W₆～W₈）渗漏总量约1.05 L/s（库水位866.70m），右坝肩850.00m至857.00m高程的浸润区，面积约为130m²。经长期观测，库水位在857.0m以上时，浸润区水流明显，库水位866.70m时，浸润区汇总渗漏量约为4.2 L/s。左坝肩接触带集中渗漏点W₉，据调查，当库水位高于868.30m时，W₉开始渗漏，其渗漏量随库水位升高而增大，当库水位达到溢流堰顶（高程870.30m）时，渗漏量可达12.0 L/s。坝基及接触带存在渗漏，库水位为866.70m时，渗漏量约为2.50 L/s。且渗漏量随库水位升高而呈增大，据调查，库水位为870.30m时，渗漏量约为3.5 L/s。坝体、坝基、坝肩接触带及绕坝肩渗漏在库水位为870.30m高程时，总渗漏量约为34.2 L/s，

1．2．2 溢洪道

溢洪道位于右岸距大坝约160m的垭口处，为岸边开敞式正槽溢洪道，总长98.9m。溢洪道进口处有乡村公路通过，0+06.72处设宽1.5m的人行桥。溢流堰为宽顶堰，堰顶高程870.30m，溢流堰控制宽度17.0m。溢洪道0+004.5～0+019.8段宽19.3～16.6m，两侧导墙和底板均采用浆砌石砌筑，墙高约1.8m。溢洪道0+019.8～0+050.5段为陡槽段，宽16.6～9.1m，底坡i=0.472，浆砌石导墙高1.8～3.3m，底板采用0.3m厚钢筋砼衬护，并在0+019.8处设深约1.0m的钢筋砼齿槽。溢洪道0+050.5～0+068.8为第一级消力池，宽9.1～8.6m，池长9.64m，墩高1.8m，浆砌石导墙高3.3～2.2m，该段底板均采用砼衬护。溢洪道0+068.8～0+083.5为泄槽段，宽8.6～10.8m，底坡分别为i=0.071、i=0.387，浆砌石导墙高2.2～2.95m，底板采用砼衬护。溢洪道0+083.5～0+098.9为第二消力池，宽10.2～10.8m，池长13.59m，坎高1.0m，浆砌石导墙高2.95m，底板采用砼衬护。

1．2．3 放水隧洞

放水隧洞有两座，1^＃放水隧洞布置于溢洪道右侧，长135m，为城门洞型，采用浆砌石衬砌，砼护底。断面尺寸（b×h）1.2×1.5m，取水口中心高程852.30m，设φ600双向转动闸门。1^＃放水隧洞洞内淤积严重，启闭设施不完善，放水闸门关闭不严，产生漏水，漏水量约20 L/s；2^＃放水隧洞位于大坝左岸，长424m，为城门洞型，采用浆砌石衬砌，砼护底。断面尺寸（b×h）1.2×1.8m，取水口中心高程859.54m，设φ600双向转动闸门，启闭设施老化失修。距进口59.5m处顶板有一集中渗漏点，呈射流状渗漏，渗漏量约0.2 L/s。距进口79.5m和104.5m处底板有顶脱破裂，破坏长度各约2m左右，破裂处有水流呈冒涌状，两处流量均约0.0l L/s。

工程特性见表1-01。

工　程　特　性　表 

表1-01

工　程　特　性　表

续表1-01

2 洪水标准复核

2．1 工程等别及洪水标准复核

水洋溪水库大坝为均质土坝，最大坝高25m，原设计总库容300万m³，根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》及GB50201－94《防洪标准》规定，水库属小（1）型水库，Ⅳ等工程，主要建筑物为4级。原设计校核洪水标准P＝0.33%，设计洪水标准P＝2%。因水库下游影响大，本次复核洪水标准：校核洪水P＝0.2%，设计洪水P＝2%。

2．2 设计洪水复核

2．2．1 流域概况及暴雨洪水特性

水洋溪位于洛安江支流木油河上，属长江流域乌江水系。水库坝址以上流域面积7.7km²，主河道河长6.595km，主河道平均比降34.0‰。

所在河流属山区小河流，洪水由暴雨形成，洪水陡涨陡落。洪量主要集中于12小时之内，洪水量级主要受暴雨量、暴雨强度控制，前期降雨和前期土壤含水量等亦起一定作用。洪水主要发生5～10月，尤以5～7月份发生洪水量级大而频繁。流域地形地貌特征，造成该流域洪水不仅具有山区河流洪水峰高量大的特点，而且汇流集中，洪水涨势凶猛。

2．2．2 设计暴雨

根据绥阳气象站1954年～20##年年最大日暴雨量完整系列，将其换算成年最大24小时暴雨量系列，并且对其进行频率计算，采用P－Ⅲ型曲线进行适线，成果如表2-01。

水洋溪水库设计暴雨成果表

表2-01

2．2．3 设计洪水

本次洪水复核根据《贵州省暴雨洪水计算实用手册》修订公式和考虑坡流及部份汇流的产、汇流简析公式计算，成果如表2－02。通过计算比较,两种成果差别不大,本次复核采用手册计算公式计算成果。

利用手册修订公式设计洪水成果表

表2-02

2．3 洪水调节计算

洪水调节计算的依据为：

① 前述复核的洪水成果；

② 现有溢洪道泄流关系q＝23.8H^1.5（m³/s），起调水位870.30m；

③ 本次复核后的库容曲线；

④ 不考虑放水建筑物参与泄洪；

成果如表2-03。

水洋溪水库调洪复核计算成果表

表2－03

3 工程地质复查

3．1 区域地质概况

测区位于黔北高原东北部，地势东面、北面和西面高，南部低，为低山～低中山沟谷地貌及丘陵谷地地貌。区内地层出露寒武系中统高台组至三迭系下统茅草铺组，其中缺失泥盆、石炭系地层，第四系零星分布，主要岩性为灰岩、白云岩、泥页岩、砂岩等。测区地处扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形区，由南北向或近南北向的褶曲轴面和冲断面等压性结构面组成，并伴生有规模不大的东西向张性断裂和北东、北西两组扭性断裂。该区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度小于0.05g，地震基本烈度小于Ⅵ度，场区是稳定的。

3．2 库区地质概况

水库区位于虾子场复向斜中的车田向斜西冀，清源断裂和郭家沟断裂之间，离断层1Km以上，水库周边海拔高程为900～1000m左右，为低中山谷地地貌，岩层产状N10～12°E/SE∠5～6°,两岸坡度一般为15～35°,局部较陡，反向坡和顺向坡均有分布。库区由库尾至库首出露地层岩性为：

志留系下统石牛栏组（S₁sh）、志留系中统韩家店组（S₂h）。

水库位于F₁（清源断裂）和F₂（郭家沟断裂）之间，离断层较远，库区构造简单，无断裂分布，受区域构造影响，发育三组裂隙：Ⅰ N78～81°E/NW∠76°；Ⅱ N45～47°E/NW∠83～85°；Ⅲ N30°W/NE∠83°。

水库通过多年蓄水运行，未发现库水渗漏。水库岸坡稳定，水库淤积不严重，无浸没问题。水库为一良好蓄水库盆。

3．3 坝址工程地质

坝址河床由N向S展布，河床宽15～20m，两岸坡度35～45°，为相对对称的“V”型河谷，岩层产状N10°E/SE∠5～6°，岩层倾下游微偏左岸，为一横向河谷。

坝址区基岩出露，分布地层为志留系中统韩家店组（S₂h）灰绿色、紫红色泥页岩夹粉砂质页岩；第四系（Q）分布于岸坡及河床，覆盖于基岩之上。坝址无区域断裂切割，受区域构造影响，小柔皱和裂隙较为发育，主要有三组裂隙：Ⅰ N78～81°E/NW∠76°、Ⅱ N45～47°E/NW∠83～85°、Ⅲ N30°W/NE∠83°。

坝址区主要分布泥页岩地层，在不受构造破坏下为相对隔水层，坝址区地下水活动不强烈。坝址边坡稳定问题。

3．4水库工程现状

水库及大坝目前主要存在以下问题：：

1、渗漏问题，水洋溪水库主要存在大坝坝体多处集中渗漏、两坝肩接触带渗漏、右坝肩绕渗和右坝段下游坝坡大面积浸润渗漏等。

（1）下游坝坡存在5个集中渗漏点（见坝址工程地质图），其出露高程及流量分别为：

W₁：位于左坝段中上部，出露高程866.80m，据调查，当库水位为867.10m时，渗漏量为1.2 L/s；

W₂：位于下游坝坡中部，出露高程864.40m，库水位为866.70m时，渗漏量为0.1 L/s；

W₃：位于右坝段中部，出露高程963.80m，库水位866.70m时，渗漏量为0.2 L/s；

W₄：位于右坝段下部，出露高程863.30m，库水位866.70m时，渗漏量为0.15 L/s。

W₅：位于右坝段下部，出露高程860.88m，库水位866.70m时，渗漏量为0.3 L/s。

以上五个渗漏点渗漏量均随库水位变化而变化，根据水管所长期观测资料统计：当库水位达到溢流堰顶（高程870.30m）时，各渗漏点渗漏量增大至现有的1～2倍，且W₃、W₄、W₅渗漏点有土粒带出。据调查，当库水位低于862.0m高程时，坝面上各渗漏点基本断流。

（2）右坝肩接触带渗漏，坝肩绕渗，其渗漏主要出露于850.0m至857.0m高程内的浸润区（浸润二区）和W₆、W₇、W₈集中渗漏点。经长期观测，库水位在857.0m以上时，浸润区存在渗漏，面积约为130m²，坡面有明显水流，库水位866.70m时，汇总渗漏量约为4.2 L/s；W₆、W₇集中渗漏点出露于右坝肩下游侧岸坡中部基岩裂缝中，出露高程依次为862.20m、862.40m，当库水位为866.70m时，渗漏量依次为0.5 L/s、0.2 L/s；W₈集中渗漏点出露于右坝肩下游侧岸坡脚基岩裂缝中，出露高程为854.10m，当库水位为866.70m时，渗漏量为0.35 L/s，且以上各渗漏量均随库水位变化而变化，当库水位达到溢流水位时（高程870.30m），各渗漏量可增大至1～2倍。

（3）左坝肩接触带渗漏。W₉为接触带集中渗漏点，位于大坝下游侧左坡脚，出露高程848.50m，其库内渗漏区主要是沿左坝肩上游侧大坝与山体衔接处，工程管理部门曾经对该渗漏区用浆砌石封堵。库水位在868.30m（低于正常高水位2米）时，W₉无水流出，当库水位高于868.30m时，W₉开始渗漏，其渗漏量随库水位升高而增大，当库水位达到溢流堰顶（高程870.30m）时，渗漏量可达12.0 L/s。

（4）右坝段下游坝面存在大面积浸润（浸润一区），浸润区最高处高程为867.20m，经实测，浸润面积达650m²。库水位在866.70m时，浸润区坝面呈明显浸水状，集中渗漏量约3.50 L/s；当库水位上升时，浸润区成加剧趋势；当库水位达到溢流水位时，浸润区中下部呈明显流水状，集中渗漏量约5.50 L/s。当坝面集中渗漏断流时，浸润现象有所减弱。

（5）坝基及接触带存在渗漏，坝趾一线长年呈沼泽浸水状（因下游有鱼池而掩盖了坝基渗漏），且根据勘探孔ZK₂成果及试验资料可知，坝基及接触带强风化岩体节理裂隙较发育, 岩石破碎，透水率较大，为15.0Lu，透水性强。库水位为866.70m时，渗漏量约为2.50 L/s。且渗漏量随库水位升高而呈增大趋势，据调查，库水位为870.30m时，渗漏量约为3.5 L/s。

以上漏水点现水位866.70m高程时，共计漏量12.0 L/s，库水位为870.30m高程时，总渗漏量约为34.2 L/s。

2、放水隧洞主要存在如下问题，一是1＃放水隧洞洞内淤积严重，放水闸门关闭不严导致渗漏，渗漏量约20 L/s；二是2＃放水隧洞距进口59.5m处顶板有一集中渗漏点，流量约0.2 L/s，呈射流状。距进口79.5m和104.5m处底板有顶脱破裂，破坏长度各约2m左右，破裂处有水流呈冒涌状，两处流量均约0.0lL/s。

3．5结论及建议

（1）该水库区域稳定，根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》该区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度小于0.05g，地震基本烈度小于Ⅵ度，场区是稳定的。

（2）水库蓄水以来未发现库水渗漏，水库周边植被较好，固体径流源不丰富，水库淤积不严重。水库库岸稳定，水库无浸没问题。

（3）坝址岸坡岩体稳定。坝体、坝基、坝基肩接触带及绕坝肩渗漏较严重，库水位为870.30m高程时，总渗漏量约为34.2 L/s，且渗漏有逐年增大的趋势，严重影响大坝安全，建议作防渗处理。

（4）1^＃放水隧洞进口闸门关闭不严；2^＃放水隧洞渗漏，总渗漏量约为0.22 L/s，建议1^＃放水隧洞进口闸门更换， 2^＃放水隧洞进行防渗加固处理。

4  大坝渗流稳定复核

4．1坝基渗漏安全评价

水洋溪水库大坝基础座落在志留系中统韩家店组（S₂h）泥页岩地层上，在不受构造破坏下为相对隔水层，坝址区地下水活动不强烈。但根据钻孔资料，坝基及接触带强风化岩体节理裂隙较发育, 岩石破碎，透水率最大 (ZK₁ 孔)为58.0Lu，透水性强。因此，坝基存在基岩浅层和接触带渗漏。

4．2大坝坝身渗流安全评价

根据SL258-2000《水库大坝安全评价导则》的要求, 坝体浸润线在下游坝坡的逸出点高程的实际值应低于设计值，经计算：①正常蓄水位情况下，坝身允许单宽渗漏量为9.07×10^-6m³/s，浸润线理论逸出点高程856.61m。大坝下游坝面渗漏点高程为867.15m，高于计算逸出点高程；②库水位866.70m情况下，坝身允许单宽渗漏量为5.63×10^-6m³/s，浸润线理论逸出点高程852.73m。经现场观测，大坝下游坝面发现明显渗漏点高程为8664.40m，高于计算逸出点高程。且渗漏量随着库水位升高而增大，个别渗漏点有土粒带出。另外根椐勘探资料，坝体填筑材料不均匀，为含碎石的粉质粘土，局部填筑质量较差，透水率较大，渗透系数2.1～4.9×10^-3cm/s。综上所述，水洋溪水库大坝渗流不稳定。

4．3放水隧洞渗漏安全评价

放水隧洞有两座，1^＃放水隧洞布置于溢洪道右侧，长135m，为城门洞型。洞内淤积严重，启闭设施不完善，经多年运行，放水闸门锈蚀严重，止水老化，关闭不严，产生漏水，漏水量约20 L/s。1^＃放水隧洞闸门漏水、洞内淤积、启闭设施不完善，影响水库的正常运行和效益的发挥。2^＃放水隧洞位于大坝左岸，长424m，为城门洞型。启闭设施老化失修，距进口59.5m处顶板有一集中渗漏点，呈射流状渗漏，渗漏量约0.2 L/s。距进口79.5m和104.5m处底板有顶脱破裂，破坏长度各约2m左右，破裂处有水流呈冒涌状，两处流量均约0.0l L/s。2^＃放水隧洞的渗漏是库水沿右岸基岩裂隙渗入洞中的，该渗漏随着时间的增加而加大，影响近坝库岸的稳定和放水隧洞的正常运行。

5　坝体材料及填筑质量评价

水洋溪水库大坝投入运行已20多年，由于大坝施工期的质量控制、质量检测等档案资料较缺乏，难以准确复查评价工程的实际施工质量。根据《水库大坝安全评价导则》的有关规定要求，本次大坝质量评价，主要是以结合现场检查及大坝勘探钻孔的试验资料为依据。

5．1坝址勘探

为了解大坝填筑质量、坝体的渗透系数及清基情况，大坝基础岩性、构造、风化深度、节理裂缝发育程度、岩石的透水性等，对大坝和基础进行了3个钻孔（ZK₁、ZK₂、ZK₃）勘探，其中ZK₁孔位于大坝左坝肩，孔口高程873.83m，孔深38.00m（孔底高程835.83m）；ZK₂孔位于坝顶中部，孔口高程873.17m，孔深度57.00m（孔底高程816.17m），孔深0～29.00m（高程873.17m～844.17m）为坝体填筑粘土，结合原设计资料分析，下部4.0m为齿槽；ZK₃钻孔位于大坝右岸，孔口高程879.11m，孔深42.00m（孔底高程837.11m）。坝址勘探钻孔总进尺137.00m，压水试验19段，注水试验3段，在钻孔内取岩样6组，土样6组，下游坝坡取土样5组。

5．2钻孔注压水试验

左坝肩ZK₁钻孔，孔深3.00～38.00m作压水试验7段，透水率分别为58.0Lu、10.5Lu、9.7Lu、8.4Lu、1.2Lu、0.8Lu、2.1Lu。

坝顶中部ZK₂钻孔，作注水试验3段，压水试验5段。其中：孔深0～14.50m(高程873.17～858.67m)，渗透系数K＝2.1×10^-3cm/s；孔深14.50m～25.10m（高程858.67m～848.07m），渗透系数K＝4.9×10^-3cm/s；孔深25.10m～31.40m（高程848.07m～841.77m），渗透系数K＝3.8×10^-3cm/s。孔深31.40m～57.00m（高程841.77m～816.17m），作压水试验5段，透水率分别为15.0Lu、8.2Lu、1.2Lu、0.8Lu、0.9Lu。

右坝肩ZK₃钻孔，孔深5.00～42.00m作压水试验7段，透水率分别为50.4Lu、47.7Lu、5.3Lu、3.4Lu、2.4Lu、1.2Lu、1.4Lu。

5．3岩土物理力学参数试验

根据ZK₁钻孔6组岩样的岩石试验成果报告分析，基岩饱和容重25.6～26.2kN/m³，饱和抗压强度11.47～20.14MPa。根据钻孔6组土样、下游坝坡5组土样的土工试验报告分析，6组钻孔土样含水量为22.80～39.24%，孔隙比为0.844～1.076，孔隙率为45.77～51.83%，塑性指数为12.0～25.0%。5组坝坡土样含水量为22.95～36.87%，孔隙比为0.713～0.978，孔隙率为41.62～49.44%，塑性指数为10.0～18.0%。经颗粒分析：细砂占9.5～12.0%、极细砂占16.0～18.2%、粉粒占29.8%～36.0%、粘粒占36.0～42.5%。坝体填筑材料干容重为1.31～1.57t/m³，定名为含碎石粉质粘土。

5．4填筑质量评价

根据勘探孔勘探成果及试验资料，大坝坝体材料为含碎石粉质粘土，填筑质量差，特别是上游右坝段坝体，夯筑不密实，造成右坝段上游坝面沉降，导致块石护坡下塌。同时坝体渗透系数（2.1×10^-3～4.9×10^-3cm/s）较大，下游坝面也出现5个集中渗漏点和650㎡的浸润区。坝体清基不彻底，坝基浅层和接触带强风化岩体透水率较大，透水性强。大坝坝体及坝基浅层和接触带存在渗漏。

6 坝体结构安全复核

6．1坝顶高程复核

6．1．1 基本参数

（1）风速：多年平均最大风速为12m/s，正常运用条件下风速W＝1.5×12＝18m/s；非常运用条件下风速W＝12m/s；

（2）风区长度：根据库区地形图量测，D＝0.65km。

（3）地震：根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》该区地震动反应谱特征周期为0.35，地震动峰值加速度≤0.05g，地震基本烈度小于Ⅵ度；

（3）本次复核后的洪水成果：校核洪水位873.12m（P=0.2%）,设计洪水位872.22m（P=2%）。

6．1．2 坝顶超高及坝顶高程复核

根据水洋溪水库的工程等级及洪水标准，按照SL274－20##《碾压式土石坝设计规范》附录中有关公式复核坝顶高程，采用公式如下：

坝顶在静水位以上超高Y＝R_5%+e+A

安全超高：正常运用情况，A＝0.5m，

非常运用情况，A＝0.3m。

波浪在大坝坝坡上平均爬高公式：

风雍高度：e= Kw²DCOSβ/（2gH）≈0

R_5%/R=1.84

坝顶超高复核成果见表6-01, 坝顶高程复核成果见表6-02。

坝顶超高计算成果表

表6－01

坝顶高程复核成果表

表6－02

由表6-02的成果可知,现有坝顶高程在正常运用和非常运用条件下均不满足超高要求。

6．2上游坝面抗风浪能力复核

根据SL274－20##《碾压式土石坝设计规范》附录中的公式计算砌石护坡厚度:

经计算，正常运用条件下t=0.17m,非常运用条件下t=0.12m。现上游坝面块石护坡（厚约0.1m）厚度不满足要求，且右坝段上游坝面868.02m高程以下干砌块石护坡，由于坝面沉降而产生下塌，上游坝面抗风浪能力不满足规范要求。

6．3大坝坝坡抗滑稳定复核

6．3．1物理力学参数

坝体材料物理力学参数,在试验成果的基础上,类比其他工程综合取值,采用参数如表6-03。

坝体材料物理力学指标表

表6－03

6．3．2计算工况

根据大坝现状，坝坡稳定计算拟定了以下三种计算工况：

（1）1/3坝高水位(856.53m) 时上游坝坡（此种工况亦即正常运用情况下上游坝坡最不利情况）；

（2）正常蓄水位（870.30m）时的上、下游坝坡（现状渗漏最高点高程867.15m）；

（3）与坝顶齐平水位（873.10m）时下游坝坡（现状渗漏最高点高程867.15m）。

6．3．3计算方法

水洋溪水库大坝为均质土坝，根据SL274－2001《碾压式土石坝设计规范》规定，对于均质坝采用计及土条间作用力的简化毕肖普法进行成果控制，利用北京理正软件设计研究院编制的《边坡稳定分析系统》计算。

6．3．4最小安全系数

水洋溪水库工程为Ⅳ等工程, 大坝为4级水工建筑物。按照SL274－2001《碾压式土石坝设计规范》规定，大坝坝坡抗滑稳定最小安全系数为：正常运用条件K＝1.25，非常运用条件：K＝1.15。

6．3．5 坝坡稳定分析

通过计算,三种计算工况的计算成果如表6－04。

坝坡稳定复核成果表

表6－04

从表6-04计算成果可知：上、下游坝坡稳定安全系数计算值均满足规范规定要求，坝坡稳定。

6．4溢洪道复核

溢洪道0+000-0+019.8引水渠段底板采用浆砌石衬砌，泄槽段首部0+019.8处设钢筋砼齿槽，溢洪道0+019.8-0+050.5陡槽段底板采用0.3m厚钢筋砼衬护，溢洪道其余段底板侧均采用砼衬护，但衬护砼施工质量差；导水墙采用浆砌石砌筑，浆砌石墙体极不规则，无砼衬护，不满足抗冲刷要求。经水力计算，溢洪道导水墙高度不够，泄洪时将对两侧岸坡产生不利影响。另外，乡村公路从溢洪道进口通过处，未作衬砌保护，影响进口段的边坡稳定和进水条件。

6．5放水隧洞复核

放水隧洞有2座，1^＃放水隧洞布置于溢洪道右侧，长135m，为城门洞型，断面尺寸（b×h）1.2×1.5m，取水口中心高程852.30m，设φ600双向转动闸门。进出口边坡较为稳定，洞身全断面衬砌，无变形错动痕迹，未发现水渗漏，但隧洞内淤积严重，放水闸门关闭不严产生漏水，漏水量约20 L/s。1^＃放水隧洞启闭设施不完善。

2^＃放水隧洞位于大坝左岸，长424m，为城门洞型，断面尺寸（b×h）1.2×1.8m，取水口中心高程859.54m，设φ600双向转动闸门，启闭设施老化失修。隧洞进口位于大坝左岸冲沟内，岸坡出露韩家店组（S₂h）泥页岩夹粉砂质页岩，由于裂隙切割，岩体风化破碎，加之雨季雨水冲刷，隧洞进口边坡稳定性差，洞口淤积严重。该放水隧洞曾因渗漏于1992年进行了反压灌浆，运行至今，现距进口59.5m处顶板有一集中渗漏点，呈射流状渗漏，渗漏量约0.2 L/s。距进口79.5m和104.5m处底板有顶脱破裂，破坏长度各约2m左右，破裂处有水流呈冒涌状，两处流量均约0.0l L/s，其余洞体无变形错动痕迹。

7  水库抗洪能力

水洋溪水库复核设计洪水位为872.22m，校核洪水位为873.12m，经计算，正常运用情况坝顶高程873.49m，非常运用情况坝顶高程873.90m，现有坝顶高程873.10～873.30m，因此，水洋溪水库现有坝顶超高不够，水库大坝抗洪能力不满足规范要求。当水库发生30年一遇洪水时，水库最高洪水位872.05m，30年一遇洪水位加上正常超高1.27m达到现状坝顶高程，最大下泄流量55.0 m³/s，水库能满足约30年一遇洪水安全下泄，因此水库的抗洪能力达到30年一遇。

8 结论与建议

8．1 结论

(1) 工程等别及洪水标准

水洋溪水库总库容313万m³，属Ⅳ等工程，大坝、溢洪道等为4级建筑物。设计洪水标准为50年一遇（P=2%），校核洪水标准为500年一遇（P=0.2%）。水库原设计按50年（P＝2.0％）一遇洪水设计，300年（P＝0.33％）一遇洪水校核，原设计的校核洪水标准偏低。

(2) 工程地质

该区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度小于0.05g，地震基本烈度小于Ⅵ度，场区是稳定的。库区无渗漏，库坝岸岩体稳定。

（3）大坝坝顶超高不满足规范要求，水库大坝抗洪能力不足。

（4）大坝上游坝面抗风浪能力不满足要求。

（5）大坝上、下游坝坡在计算工况下抗滑稳定安全系数满足规范要求。

（6）坝体渗流不稳定，坝体及坝基浅层和接触带渗漏，对大坝安全不利。

（7）溢洪道安全下泄能力仅能满足30年一遇的洪水要求，且侧墙高度不够，局部侧墙和底板的衬砌材料不满足抗冲要求。

（8）放水隧洞放水设施老化，进口边坡稳定性差，局部渗漏，影响水库正常运行。

（9）水库无通讯设施，进坝公路路况差，不利于水库正常运行和防汛抢险。

（10）根据（水管[1995]86号）第十六条的大坝安全分类标准，水洋溪水库大坝为三类坝。

8．2建议

（1）水库在除险加固前，应限制蓄水。

（2）整治大坝坝顶及上游坝坡，增大抗洪能力和抗风浪能力。

（3）大坝坝体及坝基作防渗处理。

（4）改造溢洪道，增大其泄洪能力。

（5）改造放水设施。

（6）增设管理设施，进坝公路维修。