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腰堡水庫大壩安全評價

文檔作者：張云文檔來源：遼寧省水利學(xué)會		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月23日
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2011年第1期
(第39卷)
黑龍江水利科技
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
No．1．2011
(Todal No．39)
文章編號：1007—7596(2011)01—0212—02
腰堡水庫大壩安全評價
張 云
(遼寧省水利學(xué)會，沈陽110003)
摘 要：依據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258—2000)，通過現(xiàn)場檢測和復(fù)核計算，對腰堡水庫的工程質(zhì)量、大壩運(yùn)行管理、防洪標(biāo)
準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)安全、滲流安全、抗震安全、金屬結(jié)構(gòu)安全等方面進(jìn)行了系統(tǒng)評價，得出腰堡水庫大壩安全綜合評價結(jié)論為三類壩，
屬病險水庫，需采取措施進(jìn)行除險加固。
關(guān)鍵詞：腰堡水庫；大壩；溢洪道；輸水洞；質(zhì)量評價；管理評價；洪水復(fù)核
中圖分類號：TV698．23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1 工程概況
腰堡水庫位于渾河左側(cè)一級支流社河的上游，是一座以
灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚、旅游等綜合利用的水利樞
紐工程。水庫以上集水面積139 km ，水庫總庫容
2 125萬in 。工程等級為Ⅲ等，主要建筑物為3級。水庫洪
水標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇洪水設(shè)計，500 a一遇洪水校核。水庫采用
多年調(diào)節(jié)，設(shè)計保證率為75％ ，調(diào)節(jié)系數(shù)為0．75。腰堡水庫
1958年開工修建，1976年復(fù)建，1979年竣工。
樞紐工程包括攔河壩，溢洪洞，輸水洞等。攔河壩為黏
土心墻土石壩，壩頂高程122．0 1i'1，壩頂寬6．0 m，壩高24 m，
黏土心墻頂高程120．9 nl，心墻頂寬2．o m。防浪墻為漿砌石
結(jié)構(gòu)并與黏土心墻相接，墻頂高程123．0 m。在高程110．0 111
處設(shè)戧臺，前壩坡坡比為1：l_7、1：2．5，后壩坡坡比為1：1．5、
1：2．0。
溢洪道位于大壩左端，為開敞式正堰溢洪道，全長
174．0 m，堰型為實用堰，堰頂高程111．0 m，凈寬24．0 m，設(shè)3
孔6．4 m×8．0 in的弧形鋼閘門，正常水位117．0 m，閘門擋水
深6 m。
輸水洞形式為壩下埋管，總長124．1 In，斷面為1．2 In x 1．2 In
的混凝土方涵，進(jìn)口底高程102．0 m，設(shè)1．4 m×1．36 m平板鋼閘
門。
2 工程質(zhì)量評價
2．1 大壩工程質(zhì)量評價
腰堡水庫大壩為黏土心墻土石壩，心墻設(shè)計干密度為
1．65 t／m 。根據(jù)施工記錄，達(dá)到或超過此項指標(biāo)的占99％ ，
說明心墻填筑質(zhì)量較好。施工后大壩未出現(xiàn)滑坡與滲漏，沙
殼填筑采用注水夯實，夯實度未設(shè)指標(biāo)衡量，沉陷較快，施工
后即出現(xiàn)壩頂裂縫，致使防浪墻向庫內(nèi)傾斜，沙殼與堆石間
無反濾層，留下隱患。大壩護(hù)坡石砌筑質(zhì)量差，迎水坡107～
112 m問護(hù)坡石全部脫落，后壩坡護(hù)坡面高低不平，互相交
錯，對工程安全十分不利。
2．2 溢洪道工程質(zhì)量評價
根據(jù)施工記錄，溢洪道混凝土標(biāo)號為C15，澆筑合格率
75％ ，施工中曾出現(xiàn)蜂窩狗洞，在現(xiàn)場進(jìn)行了處理，但堰下右
邊墻集中漏水未處理。根據(jù)現(xiàn)場檢測，溢洪道堰體控制段邊
墻、閘墩、堰體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，t昆凝土密實，但邊墻、墩、
堰面發(fā)生輕度剝蝕，深度為0．5～1．0 em。陡坡段兩側(cè)邊墻
表面普遍剝蝕，剝蝕面積占總面積的60％ ，剝蝕深度達(dá)2—
3 cm；底板表面普遍剝蝕，剝蝕面積達(dá)90％ ，深度2～3 cm；施
工縫達(dá)3—4 em。挑坎已經(jīng)淘空，淘空長度為0．5～1．0 ITI。
[收稿日期]2010—12—07
[作者簡介]張云(1969一)，女，河北扶寧人，工程師。
．--— — 212 ---——
溢洪道下游沖坑右側(cè)防護(hù)堤沖毀，泄放的洪水回淘壩腳，危
及大壩安全。
2．3 輸水洞工程質(zhì)量評價
輸水洞為斷面1．2 m×1．2 m的方洞，采用鋼筋混凝土結(jié)
構(gòu)形式。由于施工后沒有即時回填，洞頂出現(xiàn)5條裂縫，用
環(huán)氧樹脂麻袋進(jìn)行了加固補(bǔ)修，工程竣工后運(yùn)用正常，可以
滿足運(yùn)行要求。
綜上，腰堡水庫主體工程存在嚴(yán)重隱患，工程質(zhì)量評價
為不合格。
3 大壩運(yùn)行管理評價
腰堡水庫管理所隸屬撫順縣水務(wù)局，為全民所有制事業(yè)
單位，實行企業(yè)化管理，經(jīng)濟(jì)上自負(fù)盈虧。管理所現(xiàn)有在崗
職工18人，其中管理干部4人。根據(jù)《水法》、《水庫大壩安
全管理條例》、《水庫工程管理通則》和《防洪法》，管理所建
立了“所長崗位負(fù)責(zé)制”，“工程技術(shù)人員崗位負(fù)責(zé)制”、“水
庫工程防汛值班制度”、“工程巡視檢查制度”以及“工程養(yǎng)護(hù)
維修制度”等一系列規(guī)章制度。根據(jù)《中華人民共和國防洪
法》及相關(guān)法規(guī)條例，腰堡水庫編制了防洪應(yīng)急預(yù)案。水庫
洪水預(yù)報和水量調(diào)度等均嚴(yán)格執(zhí)行撫順市防汛指揮部批復(fù)
的《腰堡水庫控制運(yùn)行計劃》。管理所能夠?qū)Υ髩芜M(jìn)行維修
養(yǎng)護(hù)、保養(yǎng)，但由于資金等原因，維修不及時、不徹底。水庫
無水文觀測設(shè)備及水情測報系統(tǒng)，無大壩監(jiān)測設(shè)施，但能夠
組織人員進(jìn)行巡壩檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。綜上，大壩處
于可運(yùn)行狀態(tài)，大壩運(yùn)行管理評價較好。
4 防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核
4．1 設(shè)計洪水復(fù)核
社河流域呈帶狀分布，河道坡度較大，洪水暴漲暴落，一
次暴雨多集中在2～3 d內(nèi)，一次洪水歷時為3 d，主要洪量集
中在24 h2．內(nèi)，洪水過程與暴雨過程比較密切。
腰堡水庫復(fù)建擴(kuò)大初設(shè)階段，設(shè)計洪水計算采用1975
年“遼寧省水文手冊”進(jìn)行計算。本次洪水復(fù)核，采用1998
年“遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計暴雨洪水計算法”進(jìn)
行。與原設(shè)計成果比較，1000 a一遇洪峰流量本次比原設(shè)計
大11．1％ ，3 d洪量比原設(shè)計大18．O％ ，5000 a一遇洪峰流量
本次比原設(shè)計大13．4％ ，3 d洪量比原設(shè)計大20．3％ 。
與鄰近流域有資料測站的洪水成果對比分析表明，本次
復(fù)核洪峰洪量與原設(shè)計成果非常接近，與鄰近有資料測站的
設(shè)計洪峰，按面積比2／3次方折算到腰堡水庫的洪峰流量也
基本一致，說明洪水成果是可靠的。
4．2 水庫規(guī)模復(fù)核
張云：腰堡水庫大壩安全評價 第1期
原設(shè)計水庫標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇洪水設(shè)計，500 a一遇洪水校
核。本次復(fù)核，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》
(SL252—2000)和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)的規(guī)定，工程
等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型，其設(shè)計洪水采用50 a一遇洪
水，校核標(biāo)準(zhǔn)采用1000 a一遇洪水。
經(jīng)水庫調(diào)洪演算，腰堡水庫50 a一遇設(shè)計洪水位
118．22 m，高出原設(shè)計水位0．62 rn；1000 a一遇洪水最高水位
121．71 m，低于壩頂0．29 m，高于原設(shè)計保壩洪水位0．21 m；
500 a一遇洪水位120．98 m，高于原校核洪水位1．48 m。
原設(shè)計壩頂高程122．0 m，防浪墻實測頂高程122．70 m。
本次復(fù)核，防浪墻頂高程122．74 m，高于原防浪墻頂高程
0．04 m，因此現(xiàn)狀壩頂高程滿足防洪要求，但防浪墻頂高程
不滿足防洪要求。防洪安全評價：B級
5 結(jié)構(gòu)安全評價
5．1 土壩結(jié)構(gòu)安全評價
本次安全鑒定，選取0+140、0+227、0+270三個斷
面，分別在黏土心墻、砂礫料及下游壩基處取樣，通過物理
力學(xué)試驗，確定穩(wěn)定計算有關(guān)參數(shù)。壩坡穩(wěn)定計算采用瑞
典圓弧法，采用中國水利水電科學(xué)研究院“大壩邊坡穩(wěn)定
程序STAB95”計算。通過復(fù)核計算，上游壩坡在校核洪
水位驟降工況下，安全系數(shù)小于允許安全系數(shù)，不滿足穩(wěn)
定要求。
從檢測土料試驗成果分析，大壩質(zhì)量較差。實測壩頂及
防浪墻沉降約30 em。黏土心墻土料塑性指數(shù)超過或接近
20，液限超過或接近40，這種土料現(xiàn)狀含水量較大，強(qiáng)度較
低。壩殼砂料含礫量較少，相對密度較低，壩體密實度較低，
分區(qū)層間未做反濾設(shè)計。砂礫料與堆石體之間未設(shè)反濾料，
且未設(shè)中間過渡層。上游第一階坡為1：1．7，下游第一階坡
為1：1．5，上下游壩坡均較陡。防浪墻為底寬只有0．6 m的漿
砌石結(jié)構(gòu)，不附合心墻與防浪墻緊密結(jié)合的要求。大壩結(jié)構(gòu)
安全評價為C級。
5．2 溢洪道工程安全評價
腰堡水庫溢洪道，溢流堰高1．0 m，泄流能力較低。堰后
第一陡坡底板坡度為0．04，泄大流量時屬淹沒泄流，過流能
力低，影響大壩安全。挑坎高程較高，其建基面為全風(fēng)化巖，
堰頂與坎頂?shù)母卟顬?．4m，因采用差動式擴(kuò)散挑坎，中小流
量時形不成挑流，坎下沖刷嚴(yán)重，挑坎段掏空很嚴(yán)重，現(xiàn)有4
根1．1 m×1．1 m柱子裸露，邊墻、底板，挑坎混凝土標(biāo)號較
低，沖蝕嚴(yán)重。
溢洪道未設(shè)帷幕灌漿，未設(shè)邊墻墻后縱向排水，邊墻僅
設(shè)每段2個qb70 mm橫向排水孔，排水不暢，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
堰體正常蓄水時抗傾不滿足穩(wěn)定要求。溢洪道工程結(jié)構(gòu)安
全評價為C級。
5．3 輸水洞結(jié)構(gòu)安全評價
輸水洞建基面大部分位于風(fēng)化巖面上。斷面
1．2 m×1．2 m，壁厚0．2 m，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓力管。
豎井設(shè)在壩前坡，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，井內(nèi)設(shè)檢修閘門，
壩后設(shè)qbl000 mmT作閘閥。輸水洞運(yùn)行基本正常，檢
修閘門和啟閉機(jī)年久失修，需更新。輸水洞結(jié)構(gòu)安全評
價為B級。
6 滲流安全評價
6．1 大壩滲流安全評價
腰堡水庫大壩為窄心墻土石壩。經(jīng)復(fù)核計算，黏土心墻
與砂礫料之間，滿足層間過渡反濾要求，且滿足排水要求。
但砂礫料與堆石體之間未設(shè)反濾料，且未設(shè)中間過渡層。浸
潤線以下壩體內(nèi)部下游砂礫料滲透不穩(wěn)定。漿砌石防浪墻
底寬60 cm，防浪不防滲，不滿足滲透穩(wěn)定要求。由于壩體滲
流不穩(wěn)定，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。大壩滲流安全評價為C級。
6．2 溢洪道滲流安全評價
溢洪道工程控制段建基面為弱風(fēng)化巖面。邊墻為貼坡
混凝土墻，不存在滲流穩(wěn)定問題。溢洪道工程滲流安全評價
為A級。
6．3 輸水洞工程滲流安全評價
輸水洞為壩下埋管，其建基面為不透水基巖，無不均勻
沉降和大的變形。施工中出現(xiàn)過裂縫，經(jīng)處理后沒有滲漏現(xiàn)
象。輸水洞工程滲流安全評價為A級。
7 抗震安全復(fù)核
經(jīng)查《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(GB18306—
2001)，本地區(qū)地震動峰值加速度為0．05 g，對應(yīng)的腰堡水庫
壩址區(qū)地震基本強(qiáng)度為6度。根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)
則》7．1．3條可不進(jìn)行抗震復(fù)核。
8 金屬結(jié)構(gòu)
腰堡水庫金屬結(jié)構(gòu)分兩部分：① 溢洪道閘門、啟閉機(jī)；②
輸水洞閘門、啟閉機(jī)。根據(jù)遼寧省水利水電工程質(zhì)量檢測中
心《撫順縣腰堡水庫工程安全檢測報告》，腰堡水庫溢洪道閘
門面板銹蝕嚴(yán)重，電機(jī)支座、螺栓銹蝕，齒輪箱漏油，電源線
老化。閘門強(qiáng)度不滿足設(shè)計要求，啟閉機(jī)啟閉容量不滿足要
求，閘門啟閉機(jī)安全性評價為c級。
輸水洞閘門面板等主要構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕，閘門埋件銹損嚴(yán)
重，進(jìn)口攔污柵銹蝕嚴(yán)重。閘門面板滿足強(qiáng)度要求，但主梁
強(qiáng)度不滿足設(shè)計要求，閘門安全性評價為c級。閉門力不滿
足設(shè)計要求，閘門關(guān)閉不嚴(yán)，安全性評價為C級。
9 水庫安全綜合評價
依據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258—2000)，各分項
評價見表1。
表1 腰堡水庫安全等級評價表
l0 建議
經(jīng)大壩安全鑒定，腰堡水庫大壩評定為三類壩，屬病險
庫，應(yīng)盡快進(jìn)行除險加固。除險加固建議對溢洪道進(jìn)行帷幕
灌漿封閉；修整下游壩坡和護(hù)坡；改造防浪墻，使水庫形成封
閉擋水系統(tǒng)；對溢洪道啟閉室閘墩、堰體及泄槽邊墻進(jìn)行除
險加固；增強(qiáng)溢洪道消能，改造防洪堤；更新溢洪道及輸水洞
的閘門及啟閉設(shè)備。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王仁仲．水庫大壩安全評價導(dǎo)則SL258—2000[S]．北京：中國
水利水電出版社。2000．
[2] 徐麟祥．水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252—2000
[s]．北京：中國水利水電出版社，2000．
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