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1、中小型大大坝安全全评价学 生:康 凯指导老师师:黄耀耀英三峡大学学水利与与环境学学院摘要:大大坝安全全涉及技技术和经经济的广广泛领城城,大坝坝安全评评价技术术对国民民经济建建设和人人民生命命财产安安全具有有十分重重大的意意义。搞搞好了大大坝安全全监侧,就就奠定了大大坝安全全评价的的主要基基础。本本文对大大坝的日日常巡视视、大坝坝变形监监测、大大坝渗流流监侧和和大坝安安全评价价的现状状及发展展要求进进行了简简要的论论述。Absttracct:Thee daam ssafeety invvolvvingg teechnnoloogy andd ecconoomicc exxtennsivve bb
2、rouughtt ciity, daam ssafeety evaaluaatioon ttechhniqque forr thhe ddeveeloppmennt oof nnatiionaal eeconnomyy annd tthe peooplees liffe aand prooperrty saffetyy off viitall immporrtannce. Goood damm saafetty mmoniitorr, iit sset thee daam ssafeety evaaluaatioon oof mmainn baasiss. TThiss arrticcle f
3、orr thhe ddam daiily pattroll, ddam defformmatiion monnitoorinng, damm seeepaage to monnitoor aand damm saafetty eevalluattionn off thhe sstattus quoo annd ddeveeloppingg reequiiremmentts hhas alsso bbrieeflyy diiscuusseed. 关键词:大坝 安安全评价价 渗流监监测 Keywwordd:Daam ssafeety evaaluaatioon sseeppagee moonitt
4、oriing 第一章 绪论1.1 水库大大坝安全全状况 新中国成成立以来来,全国国已建成成各类水水库共8851660座,其其中水利利系统管管理的有有8.33万余座座,其数数健居世世界首位位。土石石坝占996%(土土坝包括括均质坝坝和心墙墙坝,约约占900%;砌砌石、堆堆石坝约约占6%),混混泥土坝坝占4%。其中中大型水水库4660座,中中型水库库28227座,小小型水库库818873座座,这些些水库在在防洪、灌灌溉、供供水、发发电等方方面发挥挥了巨大大的效益益,为促促进我国国国民经经济发展展,提高高人民生生活水平平,保障障社会稳稳定,改改善生态态环境作作出了巨巨大贡献献。在这这各类水水库大坝坝
5、中,665%以以上的大大坝运行行年龄现现已超过过20年年,211%以上上的大坝坝运行年年龄现已已超过330年。根根据20000年年底统计计,在水水利系统统管理的的837725座座大坝中中,共有有三类坝坝(病险险水库大大坝)3303881座,约约占已建建大坝总总数的336%。其其中大型型水库大大坝1443座,约约占大型型水库大大坝的442%;中型110922座,约约占中型型水库大大坝的441%;小型2291446座,约约占小型型水库大大坝的336%。各各病险水水库大坝坝主要表表现为:水库大大坝防洪洪能力低低;水库库抗震标标准不够够;坝体体滑坡或或坝体、坝坝基渗漏漏;水库库泄洪能能力不足足,溢洪洪
6、道、泄泄洪涵闸闸冲刷严严重,闸闸门与启启闭机不不配套、设设备陈旧旧、老化化锈蚀;白蚁危危害严重重;水库库管理设设施简陋陋陈旧,缺缺少甚至至根本没没有观测测设备等等。长期期以来,这这些病险险水库不不但难以以充分发发挥防洪洪、灌溉溉供水和和发电等等效益,工工程本身身也已成成为安全全度汛的的薄弱环环节和心心腹之患患,直接接威胁着着人民群群众生命命和财产产的安全全。基于于我国水水库病险险大坝数数量之多多,病险险情况表表现之复复杂,垮垮坝灾难难损失之之惨重等等特点,国国务院发发布了水水库大坝坝安全管管理条例例,水水利部出出台了相相关的安安全鉴定定办法和和安全评评价导则则,各地地也实行行了符合合当地实实际
7、情况况的安全全鉴定实实施细则则。明确确了水库库大坝安安全鉴定定程序和和组织形形式,逐逐步完善善了我国国大坝安安全管理理和安全全鉴定制制度,推推动了安安全鉴定定工作的的开展,为为加强大大坝安全全管理,保保证大坝坝安全运运行起到到了重要要作用,也也为除险险加固前前期工作作打下了了基础。鉴于我国国中小型型水库大大坝中的的土石坝坝的安全全现状及及其在大大坝总数数量中所所占的比比例,本本文选取取中小型型水库大大坝中的的土石坝坝为评价价主体,着着重从大大坝的巡巡视检查查,变形形和渗流流等方面面进行评评价,进进而提出出安全监监测和除除险加固固的一些些方法。1.2 大坝安安全评价价及其现现状大坝安全全评价,其
8、其实质就就是根据据已经掌掌握的在在设计、施施工、运运行的全全过程所所积累起起来的历历史资料料,运用用各种理理论的、经经验的、试试验的和和统计的的方法,综综合的评评定大坝坝的实际际工况,是是否满足足现行规规程、规规范、标标准和设设计文件件的要求求。目前,难难于全部部用量化化的指标标来表示示大坝的的实际工工况的情情况下,只只能依靠靠专家,用用他们的的经验与与已经局局部量化化的指标标相结合合的方法法。采用用专家论论证或认认可的方方式来定定性的判判断大坝坝的实际际工况,并并与现行行规程、规规范、标标准和设设计文件件的要求求进行比比较,从从而对大大坝的安安全度作作出综合合评价。这这种综合合评价的的某些方
9、方面还带带有一定定的模糊糊性。由由于所依依据的已已经量化化的若干干指标本本身存在在的误差差,某些些经验本本身不可可避免的的带有一一定的局局限性等等等。目目前进行行的大坝坝安全评评价,只只能是一一种对大大坝安全全的评估估。对一座大大坝的安安全进行行评估时时,如果果大坝的的实际工工况和各各种功能能达到了了现行规规程、规规范、标标准和设设计的要要求,不不存在影影响大坝坝正常使使用的缺缺陷;各各项监测测数据及及其变化化规律处处于正常常状态,则则可以认认为该坝坝是正常常的。如如果发现现大坝的的实际工工况和功功能不能能完全满满足现行行规程、规规范、标标准和设设计的要要求;或或者某些些监测项项目的监监测资料
10、料及其变变化规律律存在异异常。可可能影响响大坝的的正常使使用,则则可以认认为该坝坝是有病病的,并并应限期期采取有有效的补补强加固固措施。如如果大坝坝出现危危及安全全的严重重缺陷;或环境境中某些些危及安安全的因因素正在在加剧;或主要要监测项项目的监监测资料料及其变变化规律律出现较较大异常常,按现现行规程程、规范范、标准准和设计计要求运运行将出出现重大大险情,则则认为该该坝是危危险的,应应立即采采取紧急急抢救措措施除险险加固。目目前这种种“正常”、“病”和“险”的评价价标准还还不十分分健全,明明确的识识别指标标,特别别是量化化的指标标还有待待进一步步完善。1.3 大坝安安全鉴定定工作程程序 按照水
11、利利部水水库大坝坝安全鉴鉴定办法法的规规定,对对于坝高高15mm以上或或库容1100万万m3以上的的水库大大坝均应应进行大大坝安全全鉴定;对于新新建水库库应在初初次蓄水水运行后后255年内进进行首次次安全鉴鉴定,之之后一般般每隔66100年进行行一次安安全鉴定定,运行行中若遇遇特殊情情况(如如特大洪洪水、强强烈地震震、工程程发生重重大事故故或影响响安全的的异常现现象等)应应进行专专门的安安全鉴定定。对于于中小型型水库大大坝安全全鉴定的的主要工工作程序序如下:1)主管管部门和和管理单单位成立立(或分分别成立立)水库库大坝安安全鉴定定领导小小组。领领导小组组应包括括主管部部门和管管理单位位的技术术
12、负责人人。2)由主主管部门门下达水水库大坝坝安全鉴鉴定任务务,明确确大坝安安全鉴定定工作经经费来源源,管理理单位编编制大坝坝安全鉴鉴定工作作计划。3)由管管理单位位为大坝坝安全鉴鉴定准备备有关资资料。包包括勘测测设计资资料,工工程施工工资料,竣竣工验收收资料,续续建、加加固的设设计、施施工、竣竣工资料料,历年年运行管管理资料料,大坝坝安全监监测资料料整编成成果和分分析报告告等。还还应为洪洪水复核核准备有有关水文文、气象象资料。4)由管管理单位位委托具具有资质质的勘察察、科研研单位承承担大坝坝坝体及及坝基的的物理力力学指标标检测试试验;委委托具有有资质的的设计单单位承担担洪水复复核、抗抗震稳定定
13、复核、结结构稳定定复核以以及大坝坝安全论论证等安安全鉴定定的前期期工作,并并提出完完成时间间和具体体要求。5)由接接受委托托的勘察察、科研研单位现现场取样样(取样样要有一一定代表表性),进进行现场场检测和和室内试试验,编编写检测测试验报报告。6)由接接受委托托的设计计单位会会同管理理单位一一起进行行专项检检查,包包括地质质、施工工、大坝坝裂缝、金金属结构构、混凝凝土质量量等,并并收集水水文、气气象、流流域、检检测试验验等有关关工程资资料,对对大坝安安全进行行分项分分析评价价,编写写分项分分析评价价报告(如如洪水复复核报告告、大坝坝稳定分分析报告告等)。7)由管管理单位位(亦可可委托设设计单位位
14、)对历历年运行行管理资资料和安安全监测测资料进进行整理理分析,并并编写大大坝运行行管理情情况报告告。8)由主主管部门门主持并并组织有有关专家家和技术术人员进进行大坝坝现场安安全检查查,并编编写现场场安全检检查报告告。9)由接接受委托托的设计计单位在在各专题题检测试试验报告告、分项项分析评评价报告告、运行行管理情情况报告告、现场场安全检检查报告告的基础础上,综综合分析析并编写写大坝安安全论证证总报告告。10)由由主管单单位邀请请专家成成立大坝坝安全鉴鉴定专家家组,召召开大坝坝安全鉴鉴定会议议,审查查各专题题报告和和安全论论证总报报告。讨讨论并提提出安全全鉴定报报告书。11)由由管理单单位编写写大
15、坝安安全鉴定定总结,并并将鉴定定材料上上报和存存档。1.4 坝安全全性评价价的主要要基础资资料 水库大坝坝安全评评价应在在现场安安全检查查、工程程基础资资料整理理分析的的基础上上,对工工程的实实际状况况进行复复核和分分析评价价。一般般中小型型水库工工程的基基础资料料积累较较差。特特别是小小型工程程设计施施工、运运行、观观测等资资料难于于获取的的实际情情况。因因此须具具备以下下主要资资料:(1)枢枢纽工程程施工和和运行中中曾出现现间题的的处理简简况。大大坝在施施工期倘倘若工程程的建筑筑质量存存在薄弱弱环节,在在各种运运用条件件下经长长期运行行,是会会出现异异常表现现的。对对曾出现现问题原原因分析
16、析,获取取历次工工程整治治、扩建建情况,包包括施工工记录、竣竣工验收收及运行行情况等等分析资资料。(2)枢枢纽工程程现场安安全检查查报告。经经工程现现场踏勘勘并对大大坝、溢溢洪道、放放水设施施现场检检查,观观察工程程的实际际状况。重重点检查查影响安安全的隐隐蔽部位位,如大大坝坝下下涵洞漏漏水等。获获取对工工程存在在主要隐隐患或对对重大疑疑虑隐患患进行分分析论证证资料。(3)大大坝原型型观测资资料整理理分析。原原型观测测资料能能揭示大大坝的安安全状态态,并能能直观地地反映大大坝的工工作状态态。中小小型水库库大坝主主要进行行变形和和渗流观观测。对对沉陷位位移、测测压管水水位、渗渗流量等等观测资资料
17、的整整理分析析成果。获获取洪水水复核所所需实测测暴雨、洪洪水等水水文资料料;大坝坝稳定复复核所需需坝体材材料的土土工试验验报告;坝址工工程地质质、水文文地质等等资料。第二章 巡视检检查2.1 巡视检检查的分分类及相相关规定定混凝土重重力坝日日常巡视视检查应应根据大大坝的实实际情况况制定日日常巡视视检查的的程序。巡巡视人员员应按巡巡视检查查程序对对大坝作作例行检检查,以以便及时时发现异异常迹象象。日常常巡视检检查的次次数每月月不宜少少于一次次,汛期期应增加加巡视检检查次数数,水库库水位达达到设计计水位前前后,每每天至少少应巡视视检查一一次。年度巡视视检查:在每年年汛前、汛汛后及高高水位、低低气温
18、时时,应按按规定的的检查项项目,对对大坝进进行较为为全面的的检查(在在汛前可可结合防防汛检查查进行)。年年度巡视视检查每每年应进进行23次。在在坝区(或或其附近近)发生生有感地地震或大大坝遭受受大洪水水以及发发生其他他特殊情情况时应应立即进进行巡视视检查。2.2 检查项项目和内内容对混凝土土重力坝坝的巡视视检查,一一般包括括如下内内容。(1)坝坝体有无无裂缝、塌塌坑、滑滑坡及隆隆起现象象,有无无害虫及及害兽活活动迹象象。(2)迎迎水坡的的干砌石石块护坡坡有无松松动、翻翻起、架架空和垫垫料流失失现象;浆砌石石护坡有有无裂缝缝、下沉沉和垫料料掏空现现象。(3)背背水坡及及坝下游游老河槽槽、台地地有
19、无散散浸和集集中渗漏漏。(4)坝坝顶防浪浪墙有无无裂缝。(5)坝坝顶岸坡坡有无绕绕渗。(6)坝坝下埋管管外周或或与相邻邻建筑物物的连接接部位是是否渗流流。(7)坝坝趾有无无流土管管涌现象象。(8)减减压工程程和排水水导渗设设施有无无堵塞、破破坏和失失效。2.3 检查方方法和要要求水库管理理单位必必须指定定专人负负责对水水库大坝坝,引、泄泄水建筑筑物,溢溢洪道,放放水设备备等建筑筑物表面面进行检检查观测测。2.3.1 检检查方法法巡视检查查方法除除依靠目目视、耳耳听、手手摸、鼻鼻嗅、脚脚踩等直直观方法法外,可可辅以简简单工具具(如锤锤、钎、钢钢卷尺、放放大镜等等)对工工程表面面和异常常现象进进行
20、检查查。特殊殊需要时时对混凝凝土重力力坝可采采用开挖挖探坑(或或槽)、探探井、钻钻孔取样样或向孔孔内注水水试验、投投放化学学试剂、潜潜水员探探摸或水水下电视视等方法法,对土土石坝内内部、水水下部位位或坝基基进行检检查。2.3.2 检检查的基基本要求求 日常巡巡视检查查人员必必须是进进行监测测和维护护的管理理人员,且且人员相相对稳定定,并做做好检查查记录。动动力和照照明用电电,安排排好临时时交通工工具及准准备好所所需工具具、设备备、车船船以及测测、记、图图、成像像等。日常巡视视检查中中发现异异常现象象时.应应立即采采取应急急措施,并并上报主主管部门门。年度度巡视检检查和特特别巡视视检查结结束后,
21、应应提出简简要报告告,对发发现的问问题及时时采取应应急措施施。并进进行综合合分析比比较,写写出详细细报告,并并立即报报告主管管部门。各各种巡视视检查均均应有记记录,并并应整理理归档,在在水库安安全鉴定定时,提提供给水水库安全全评价单单位。第三章 结构安全全评价3.1 混凝土土重力坝坝结构病病害特点点混凝土重重力坝运运行一定定时间后后容易出出现以下下一些结结构病害害现象:(1)地地基未作作认真处处理,或或者地基基恶化,导导致大坝坝沿建基基面抗滑滑稳定不不能满足足要求。(2)坝坝基防渗渗帷幕不不满足要要求,渗渗漏严重重,排水水不畅,坝坝基扬压压力超过过设计采采用值,降降低坝体体抗滑稳稳定安全全性。
22、(3)坝坝体表面面、廊道道、泄水水管道以以及闸墩墩等部位位出现危危害裂缝缝。(4)坝坝体混凝凝土出现现严重碳碳化现象象。(5)坝坝体混凝凝土强度度严重降降低。(6)砌砌石坝砌砌砂浆或或细石混混凝土不不密实,石石料风化化严重。坝坝体整体体性能降降低。(7)坝坝体混凝凝土出现现贯穿性性裂缝,导导致混凝凝土钙化化物析出出,坝体体渗漏。3.2 混凝土土重力坝坝安全评评价内容容混凝土重重力坝结结构安全全评价内内容主要要为抗滑滑稳定和和结构强强度评价价。抗滑滑稳定复复核包括括沿建基基面的抗抗滑稳定定和沿坝坝基软弱弱夹层抗抗滑稳定定性。强强度复核核主要包包括应力力复核与与局部配配筋计算算。此外外,还需需对近
23、坝坝库岸的的稳定性性进行复复核与评评价。3.3 评价方方法混凝土重重力坝结结构安全全的评价价方法主主要有现现场检查查法、监监测资料料分析法法。当有有监测资资料时,应应优先采采用监测测资料分分析法并并结合现现场检查查与计算算分析综综合评价价大坝的的结构安安全性;当缺乏乏监测资资料时,可可采用计计算分析析结合现现场检查查评价大大坝的结结构安全全性。由于安全全评价是是对大坝坝现状安安全的评评价,因因此必须须重视和和紧密结结合大坝坝的工程程现状与与运行表表现,避避免评价价工作变变成纯设设计复核核或单纯纯的计算算,应重重视对观观测资料料的分析析,计算算分析还还应结合合大坝的的运行表表现进行行。(1)现现
24、场检查查法:通通过现场场检查和和观察大大坝的变变形、沉沉降、位位移、渗渗漏等情情况,判判断其结结构安全全性现场检查查法是最最直观有有效的方方法,许许多水库库大坝都都是通过过现场检检查发现现事故隐隐患的。对对缺乏资资料的工工程,该该方法可可能是最最有效的的方法。但但仅有现现场安全全检查是是不够的的,往往往不能揭揭发问题题产生的的真正原原因。有有些水库库大坝仅仅凭现场场检查发发现问题题,就进进行加固固处理,但但常常不不能彻底底根治病病害,甚甚至多次次除险加加固后仍仍为病险险库,浪浪费了大大量的财财力、物物力。因因此,现现场检查查发现问问题后,一一般仍需需进行必必要的计计算分析析论证,查查明产生生险
25、情的的根源,以以便采取取针对性性的除险险加固措措施。(2)监监测资料料分析法法:通过过对有关关大坝监监测资料料整理分分析,了了解大坝坝的位移移、变形形、应力力等观测测值的变变化、有有无异常常以及随随作用荷荷载、时时间、空空间等影影响因素素而变化化的规律律,并建建立监测测量与作作用荷载载、时间间、空间间等因素素之间的的统计分分析,通通过监测测量的实实测值或或数学模模型推算算值与有有关范围围或设计计、试验验规定的的容许值值(如容容许应力力、安全全系数、容容许挠度度、容许许裂缝宽宽度、容容许位移移等)的的比较,判判断大坝坝综合安安全性。监测资料料分析是是对大坝坝安全状状况进行行科学、客客观、正正确评
26、价价的最可可靠手段段。限于于观测人人员的素素质及观观测仪器器本身的的可靠性性、长期期稳定性性等因素素,可能能有不是是观测资资料本身身是不可可靠的。只只有可靠靠的资料料才能得得出正确确的结论论,因此此监测资资料分析析的第一一步是对对原始观观测资料料进行考考证、甄甄别,去去伪存真真。但实实际工作作中,常常常忽视视这项工工作,从从而导致致不正确确甚至相相反的结结论。资资料甄别别应从观观测仪器器设备的的原始埋埋设安装装考证资资料查起起,直到到仪器设设备目前前的工作作状态考考证,如如测压管管是否淤淤堵、灵灵敏度如如何、仪仪器零点点是否飘飘移、基基点是否否变化、温温度补偿偿是否考考虑等,必必要时可可能需要
27、要辅助现现场测试试效验。观观测手段段、观测测方法、原原始资料料的计算算整理方方法也需需要了解解和分析析评价。检测资料料的分析析方法,一一般包括括比较法法、作图图法、特特征值统统计法及及数学模模型法,具具体可按按混凝凝土大坝坝安全监监测技术术规范进进行。由于不同同监测测测量之间间成功存存在内在在联系或或互为因因果关系系,因此此在各监监测量观观测资料料分析工工作基础础上,还还应对监监测成果果进行综综合分析析,并互互相验证证,评价价大坝的的结构安安全。(3)计计算分析析法:根根据混混凝土大大坝安全全监测技技术规范范(SSL311920005),通通过计算算分析评评价大坝坝结构安安全。现场检查查与观测
28、测结果为为现实情情况的反反映,往往往与设设计和校校核工况况运用条条件下的的大坝性性态还有有一定差差别,因因此在大大坝结果果安全评评价中,计计算分析析一般都都是必不不可少的的,不仅仅能对现现场检查查和资料料分析中中发现异异常情况况(如变变形、裂裂缝)进进行验证证和原因因分析,还还可以推推算和评评价大坝坝在设计计和校核核工况的的安全性性。3.4 评价标标准判断一座座大坝结结构上是是否安全全,应该该首先观观测大坝坝是否存存在直观观上的险险情,然然后再结结合观测测值是否否超过或或小于范范围、设设计、试试验等规规定的控控制指标标来综合合评判大大坝的结结构安全全性。三三方面并并不是孤孤立的,相相互之间间存
29、在内内在联系系,例如如现场检检查发现现问题部部位的附附近如果果有观测测设施,一一般会在在观测资资料中得得到有效效反映,也也可能是是计算分分析中应应力、变变形、稳稳定等不不利的部部位。对于混凝凝土重力力坝,其其结构安安全评价价标准如如下:(1)在在现场检检查或观观测中,如如发现下下列情况况,可认认为大坝坝结构不不安全或或存在安安全隐患患,应进进一步监监测及必必要的计计算分析析。 坝体体表面或或孔、泄泄水管道道等削弱弱部位以以及闸墩墩等部位位出现对对结构安安全有危危害的裂裂缝。 坝体体混凝土土出现严严重碳化化现象。 在坝坝体表面面或坝体体内出现现混凝土土受压破破碎现象象。 坝体体沿坝基基面发生生明
30、显的的位移或或坝身明明显倾斜斜。 坝基基下游出出现隆起起现象或或两岸坝坝肩山体体出现明明显位移移现象。 坝基基发生明明显的变变形或位位移。 坝基基断层两两侧出现现明显相相对位移移。 坝基基或两岸岸出现大大量渗水水或涌水水现象。 当溢溢流坝泄泄流时,发发生坝体体共振。 廊道道内明显显漏水。仅根据上上述直观观表象可可能还难难以对大大坝结构构安全作作出全面面准确的的判断,但但这些现现象多为为大坝结结构安全全事故的的先兆,应应据此开开展针对对性的计计算分析析论证工工作,查查明原因因,采取取对策。(2)当当利用观观测资料料对大坝坝结构安安全作出出全面准准确的判判断,但但这些现现象多为为大坝结结构不安安全
31、或存存在隐患患。 位移移、变形形、应力力、裂缝缝开合度度等实测测值超过过有关规规范或设设计试验验规定的的容许值值如果观测测值仍在在继续向向不利的的方向发发展,超超过容许许值的范范围不断断扩大,据据此就可可认为大大坝结构构不安全全。 位移移、变形形、应力力、裂缝缝开合度度等在设设计或校校核条件件下的数数学模型型推算值值超过有有关规范范设计试试验规定定的容许许值。如果十几几运行中中曾经达达到的最最高库水水位与设设计洪水水位或校校核洪水水位相差差较大,需需要对模模型推算算值(特特别是利利用统计计模型)的的合理性性进行分分析评价价。如果果推算是是合理可可信的,可可以认为为大坝结结构不安安全。 位移移、
32、变形形、应力力、裂缝缝开合度度等观测测值作用用与荷载载、时间间、空间间等因素素的关系系突然变变化,与与以往同同样的情情况对比比有较大大幅度的的增长。如果监测测量与效效应量之之间的既既有关系系突然改改变并呈呈趋势性性增长的的变化,应应加强监监测并分分析原因因,如果果不是观观测仪器器本身或或认为因因素的原原因,可可以认为为大坝结结构不安安全。(3)当当采用分分析计算算法进行行大坝结结构安全全评价时时,重力力坝的强强度与稳稳定符合合控制标标准应满满足混混凝土大大坝安全全监测技技术规范范(SSL311920005)的的要求,均均可认为为大坝结结构不安安全或存存在安全全隐患。 沿建建基面稳稳定复核核当采
33、用用抗剪强强度公式式时,抗抗滑稳定定安全系系数应不不小于表表5.33规定的的数值。当当采用抗抗剪强度度公式时时,不分分工程级级别,抗抗滑稳定定安全系系数在基基本荷载载组合时时应不小小于3.0;特特殊组合合是应不不小于22.5.荷载组合合坝的级别别123基本组合合1.1001.0551.055特殊组合合非地震情情况1.0551.0001.000表5.33坝基岩体体内存在在软弱结结构面、缓缓倾角裂裂隙时,应应复核沿沿这些软软弱结构构面和缓缓倾角裂裂隙的抗抗滑稳定定安全性性,即进进行坝基基深层抗抗滑稳定定复核。坝坝基深层层抗滑稳稳定应按按抗剪强强度公式式计算其其抗滑稳稳定安全全系数KK,在基基本荷载
34、载组合时时K不小小于3.0;特特殊组合合时K不不小于22.5.当K值值不能达达到上述述要求时时,可按按抗剪强强度公式式计算坝坝基深层层抗滑稳稳定安全全系数KK,其安安全系数数指标不不得小于于表5.3的规规定,并并应有一一定的安安全富裕裕,对于于单滑面面情况,尤尤须慎重重。 混凝凝土重力力坝坝基基面在各各种荷载载组合情情况下所所承受的的最大垂垂直正应应力应小小于坝基基容许正正应力(计计算时分分别计入入扬压力力和不计计入扬压压力);最小正正应力应应大于00(计算算时应计计入扬压压力) 混凝凝土重力力坝坝体体应力应应满足以以下要求求a 上游面的的最小主主应力(不计计入扬压压力)应应满足=0.0255
35、H ,为库水水容重,HH为坝面面计算点点的静水水头。b 坝体最最大主压压应力应应不大于于混凝土土的容许许压应力力值。c 坝体内一一般不容容许出现现主拉应应力。宽宽缝重力力坝离上上游面较较远的局局部区域域,可容容许出现现不超过过混凝土土容许出出现主拉拉应力;在配置置了钢筋筋的溢流流堰顶部部廊道及及其他孔孔洞周边边可容许许出现拉拉应力,但但需进行行配筋验验算。(4)按按有限元元计算所所得的结结果,应应没有特特殊不利利的应力力分布状状态,局局部应力力数据可可不受前前述应力力控制指指标的局局限。(5)闸闸墩强度度复核在在核算纵纵向强度度时,应应尽量使使墩内不不产生拉拉应力,如如出现拉拉应力,应应按小偏
36、偏心受压压混凝土土构件进进行配筋筋验算;在核算算横向强强度时,应应将闸墩墩视为固固端的整整体构件件,根据据拉应力力的大小小,按照照小偏心心受压的的混凝土土构件或或按偏心心受拉的的钢筋混混凝土构构件进行行配筋验验算。(6)配配筋验算算应符合合水工工混凝土土结构设设计规范范要求求。3.5 溢洪道道结构安安全评价价和泄洪洪消能安安全评价价3.5.1溢洪洪道和消消能工病病害特点点溢洪道结结构形式式较多.滋洪道道常见的的病害问问题主要要有:(1)应应洪道没没有完建建,地方方工程中中,有的的只开挖挖了一段段进水渠渠,泄槽槽及出口口消能段段跟本就就没有施施工,出出口泄流流没有通通道。(2)溢溢洪道控控制段结
37、结构单薄薄,稳定定、应力力不满足足要求。(3)泄泄槽没有有衬砌,或或衬砌不不满足要要求,冲冲刷严重重,有的的已形成成巨大冲冲坑。 (4)泄泄槽边墙墙高度不不够,断断而偏小小,不满满足抗滑滑、抗倾倾要求。(5)混混凝土、砌砌石结构构质量差差,老化化脱落,结结构断裂裂强度低低,不满满足结构构及抗冲冲耐磨要要求。(6)溢溢洪道与与上坝连连接面垂垂直,不不满足变变形及防防渗要求求。(7)没没有消能能防冲设设施。3.5.2 评评价内容容溢洪道结结构安全全评价内内容主要要为控制制段和有有关边墙墙、挡土土墙、导导墙等结结构沿基基底面的的抗滑稳稳定和结结构强度度评价以以及泄流流能力、泄泄洪消能能安全评评价。3
38、.5.3 滋滋洪道结结构安全全评价方方法和标标准 溢洪道道控制段段沿建基基底面的的抗滑稳稳定一般般采用抗抗剪断强强度公式式计算,溢溢洪道边边墙沿建建基面的的抗滑稳稳定一般般采用抗抗剪断强强度公式式进行复复核,也也可按抗抗剪强度度公式复复核。抗抗剪断强强度公式和和抗剪强强度公式式及荷载载组合与与重力坝坝沿建基基面抗滑滑稳定类类似。当当库水位位或下游游水位骤降时,可可根据具具体情况况考虑是是否需要要核算进进水渠导导墙或消消力池边边墙的稳稳定。 控制段段基底面面上的垂垂直正应应力,应应满足下下列要求求:(1)在在各种荷荷载组合合情况下下(地震震情况除除外),堰堰(闸)基底面面上的最最大垂直直正应力力
39、应小于于基岩的的允许压压应力(计算时时分别计计人扬压压力和不不计人扬扬压力);最小小垂直正正应力应应大于dd (大大于扬压压力。(2)计计算双向向受力情情况时,基基底面上上可容许许出现不不大于00.1MMPa的的垂直拉拉应力。溢流堰体体上游面面的铅垂垂方向最最小正压压应力(计人扬扬压力)应大于于零。不不满足要要求时,应应配置钢钢筋。边墙基底底面上的的垂直正正应力,应满足足下列要要求:(1)边边墙基底底最大垂垂直正应应力不应应大于地地基容许许压应力力(计算算时分别别计人扬扬压力和和计、扬扬压力)二对于于重要部部位的边边墙.计计及扬压压力时。在在基本组组合情况况下,基基底不应应出现拉拉应力;在持殊
40、殊组合情情况下,可可允许出出现不大大于0.2MPPa的拉拉应力。(2)对对次要部部位的边边墙,计计及扬压压力时.在基本本组合情情况下,基基底面上上合力的的偏心距距不应大大于基底底宽的11/4;在特殊殊组合情情况下,偏偏心距不不应大于于基底宽宽的1/3。计计算墙基基应力时时,开裂裂部位的的扬压力力按受拉拉面一侧侧承受全全静水压压强计算算。对溢洪道道出口应应按其消消能方式式进行消消能工复复核和评评价。 挑流消消能应对对各级流流量进行行挑流水水舌抛距距、最大大冲坑深深度等水水力计算算。水舌舌抛距、水水舌入水宽宽度和最最大冲坑坑深度应应以不影影响鼻坎坎基础、两两岸岸坡坡的稳定定及保证证相邻建建筑物的的
41、安全为原则则。冲刷刷坑上游游坡度,根根据地质质条件确确定,不不应过陡陡,宜在在1:3一11:6之间间。同时.还应应评价小小流量时时的贴壁壁流和跌跌流的冲冲刷及其其防护措措施。 底流消消能消力力池一般般采用等等宽的矩矩形断面面,应保保证消力力池内形形成低淹淹没度稳稳定水跃跃,并应避免免产生两两侧回流流。底流流消能应应对各级级流量进进行水力力计算,确确定池底底高程、池池长及尾尾坎布置等等。消力力池两侧侧边墙高高度,可可根据跃跃后水深深加适当当超高确确定。对对消力池池护坦应应进行抗浮稳定定复核。抗抗浮稳定定安全系系数应大大于1.011.2。3.6 评价结结论结构评价价应作出出如下明明确结论论:(1)
42、大大坝抗滑滑稳定是是否满足足规范要要求。(2)大大坝是否否产生危危及安全全的变形形(含裂裂缝或接接缝)。(3)混混凝土坝坝及其他他泄水、输输水建筑筑物的强强度是否否满足规规范要求求。(4)近近坝库岸岸是否稳稳定。当上述问问题不能能满足要要求时,还还应分析析其原因因和可能能产生的的危害。3.7结结构安全全评价注注意的问问题 结构安安全评价价时应注注意以下下问题:(1)应应对水库库枢纽工工程影响响工程安安全的所所有建筑筑物的结结构安全全性进行行评价,不不要有遗漏。(2)评评价乎段段和方法法尽量多多样化。各各建筑物物的结构构安全评评价时应应针对建建筑物的的现状。根根据现场场检查情情况、有有关检测测结
43、果、安安全监测测资料以以及结构构稳定和和强度分分析计算算结果对对各建筑物的的安全状状况进行行综合评评价,切切忌仅根根据按一一定模式式和设定定参数的的结构计计算结果果对结构安全性性作出结结论。(3)结结构分析析计算时时,应尽尽量在原原设计采采用的参参数和计计算模式式的基础础上.综综合工程程运行情况和和结构材材料性能能衰变特特点.按按现行规规范规定定的方法法和标准准进行分分析计算算与评价价。第四章 渗流安安全评价价5.1 概述大坝的渗渗流安全全问题。在在大坝的的整体安安全中占占有重要要地位。据据国内外外大坝失失事原因因的调查查统计,因因渗流问问题而失失事的比比例仅次次于洪水水漫顶,高高达300%4
44、40%。对对土石坝坝而言,渗渗透水流流除浸湿湿土体降降低其强强度指标标外,当当渗透力力大到一一定程度度时将导导致坝坡坡滑动、防防渗体被被击穿、坝坝基管涌涌、流土土等重大大渗流事事故,直直接影响响大坝的的运行安安全。5.1.1 渗渗流安全全评价需需要的基基本资料料 (1)有有关渗压压力、渗渗流量和和水质的的监测资资料(包包含观测测设施的的平、剖剖面布置置和各种种原因量量的全部部观侧数数据),渗渗流异常常情况的的检查报报告或记记录。重重大渗流流事故及及其处理理情况。 (2)坝坝址区的的工程地地质和水水文地质质勘察报报告和试试验资料料。对非非岩石坝坝基,应应提供各各土层的的颐粒组组成、渗渗透系数数、
45、物理理指标、接接触关系系及其允允许渗透透比降。对对岩石坝坝基,应应提供基基岩裂隙隙、断层层和夹层层的产状状及发育育情况,以以及其中中松软充充填物的的渗透性性、可溶溶性及其其允许渗渗透比降降等。 (3)工工程设计计文件。对对土石坝坝,应提提供防渗渗和排水水设计及及有关说说明。坝坝体纵剖剖面图(含坝体体及坝基基的材料料种类分分区及其其渗透特特性)。防防渗体和和排水体体的型式式。细部部结构及及其与相相邻材料料的接触触过渡关关系,设设计预计计的渗流流压力分分布,渗渗流量和和各材料料的允许许渗透比比降,浸浸润线位位置等。 (4)施施工及验验收报告告。应提提供基础础与岸坡坡的处理理及其实实际完成成情况和和
46、质量,防防渗工程程与排水水设施的的实际完完成情况况和质量量。以及及施工中中发现的的重大渗渗流隐患患及其处处理措施施。5.2混混凝土坝坝的渗流流安全评评价5.2.1 混混凝土坝坝的渗流流病害特特点 混凝土土坝包括括混凝土土材料和和砌石材材料建造造的水工工大坝。混混凝土坝坝与土石石坝相比比其强度度和刚度度大大提提高,大大坝断面面尺寸大大大减小小,握凝凝土坝有有重力坝坝、宽缝缝重力坝坝、挑坝坝及连拱拱坝等多多种坝型型,不管管是哪种种坝型.其安全全主要由由坝基、坝坝肩稳定定性及坝坝体应力力控制,其其中其坝坝体及坝坝基的渗渗透压力力的大小小是其稳稳定和应应力主要要影响因因素。因因此,坝坝体和坝坝基的渗渗
47、流安全全至关重重要。 据统计计,从1194年年起,混混凝土坝坝失事的的原因有有70%与坝基基有关,只只有300%与坝坝体有关关。根据据国际大大坝委员员会所公公布的资资料。对对82座座混凝土土坝的失失事进行行了分类类统计得得出:由由于地基基渗透、排排水系统统失灵和和与扬压压力有关关的共551例,占占62.2%;由于大大坝产生生裂缝,沿沿地基滑滑动和山山水流冲冲刷引起起塌方、滑滑坡的共共31例例,占337.88%。 我国电电力部管管理的996座大大、中型型水电站站混凝土土大坝的的重大缺缺陷和隐隐患统计计显示:有322座坝(占322)的坝坝基扬压压力或坝坝休浸润润线偏高高,坝基基和坝体体渗漏量量偏大。有有的坝体体大量析析出钙质质。有770座坝坝(占772.99%)存存在坝体体裂缝.坝体裂裂缝破坏坏大坝的的整体性性和耐久久性。有有的裂缝缝贯穿上上、下游游渗漏严严重,有有的裂缝缝规模大大且所在在部位重重要,己己影响到到大坝的的强度和和稳定。 混凝土土坝坝体体一般不不会发生生渗流变变形问题题,但施施工和运运行过程程中容易易产生裂裂缝。井井引起坝体渗渗漏问题题。坝体体渗漏,可可能使坝坝休的渗渗透压力力增大,并并引起坝坝体结构构受力不不满足要要求。更重重要的是是渗漏水水会使混混凝土中中的氢氧氧化钙溶溶出带走走,在混混凝土外外部形成成白色碳碳酸钙结结晶。这这样就破