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1、最新资料推荐前 言我院于2005年3月受米泉市水利局水管总站的委托，对米泉市铁厂沟镇大草滩水库进行大坝安全鉴定。我院对此工程十分重视，首先制订了大草滩水库大坝安全鉴定工作大纲，在工作进度、深度及任务方面做了安排。2005年3月4月，勘察设计人员对水库进行了多次现场勘察，并在米泉市水利局的协助下收集了许多有用的资料。2005年3月，我院测量专业人员对大草滩水库进行了坝址区地形测量和横断面测量，地质专业人员进行了详细的地质勘察，其中包括对坝体的钻孔取样和探坑取样，进行样品试验及试样分析等地质勘察工作，3月底完成试验资料数据分析。4月在完成大坝的地质勘察试验资料后，开始进行大坝的防洪、渗流稳定、结构
2、稳定和抗震安全的复核工作。5月初进行室内计算工作，5月1日基本完成工程质量评价报告、大坝运行管理评价报告、防洪标准复核报告、结构安全评价报告、渗流安全评价报告、抗震安全复核报告、大坝安全综合评价报告7本报告。大草滩水库大坝安全鉴定报告的编写是严格按照水库大坝安全评价导则的要求进行编写的。该水库属于未完工工程，除了初步设计、技术设计各阶段的资料比较齐全以外，施工阶段的有关资料比较缺乏；对此我们采用与原设计、施工人员座谈收集，并与规范相比较，以判断工程的实际施工质量；同时，对该水库的有关建筑物以及坝基进行补充勘探、试验，重新取证坝体参数，用新参数重新进行评价，最后利用收集的资料和勘探试验数据，根据
3、规范要求进行计算，通过与现行规范比较，最终确定大坝的安全级别。本次大草滩水库安全鉴定提供的成果报告有：米泉市大草滩水库大坝安全鉴定报告。1 综合评价1.1自然地理概况铁厂沟河、沙沟及碱泉沟发源于天山北坡东段前山区。由于发源地山势低而狭窄，无冰川补给，属岩层裂隙水补给型河流，当山区融雪或降雨时才形成洪水。大草滩水库位于碱泉子沟和沙沟的合汇处，主要引蓄铁厂沟河冬闲水及碱泉子沟和沙沟的春季洪水和夏季暴雨洪水。1.1.1气象大草滩流水库气象资料缺乏，本次收集到距水库12km的米泉市气象站的部分观测资料，根据资料分析铁厂沟镇处于中部暖温带地区（平原区）。该区域年平均气温7.2，年差40.6，大于10的积
4、温3.542，无霜期190天，太阳辐射年总量每平方厘米134.4千卡。1月最冷，平均气温-15.1，极端最低气温-32.9，7月最热，平均气温25.6，极端最高气温42。年降水量218.3毫米，其中作物生长期（49月）降水量147.9毫米。年平均风速2.2m/s，春末夏初多大风，大风日数11天，瞬间最大风速30m/s。盛行偏南风，频率为12；夏季山谷风明显，西北风最多，频率为18。1.1.2径流铁厂沟河源于天山东段前山区，属岩层裂隙水补给型河流。上游称玉什布早河，由大沟、货郎沟、甘沟汇合而成。大沟最长，为主流，源于沙勒克尔至冰草台子，有大小泉18个，流量500秒公升，天蓬沟以下变为潜流，只大石
5、崖断层阻隔出露地面。甘沟源于吉德勒，有大小泉13个，流量120秒公升，但暴雨洪水量较大，泉水少，只有一个泉眼。两水汇合后年总径流量2400.2万m3，流域面积268平方公里。从铁厂沟的资源量看，保证率50的水平年，年径流量为2396.7万m3。在非灌溉期的11月到次年4月，这六个月的冬闲水就有1055.9万m3，占总进流量的44。1.1.3洪水1.1.4地质概况大草滩水库在大的地貌上处于博格达山西北侧山前斜坡地带，地形总的趋势是南高北低。山体属博格达山脉的西部末梢，走向北东西南，山势由北向南逐渐抬升，山区有数条大的断层，与山脉走向一致，使高中山区与低山丘陵区明显分开。由于新构造运动，在低山区丘
6、陵地带沉积着厚度不等的第四纪冰碛沉积层和黄土。区域地层从元古界至第四系多有出露，中元古界长城蓟县系为结晶片岩、片麻岩、混合岩和大理岩组成的变质岩系，出露于西南高山区， 场区附近被第四系地层全部覆盖，主要为坡积、风积和冲洪积物。1.2工程概况1.2.1工程的简要建设过程米泉市大草滩水库位于米泉市东北12km处铁厂沟镇大草滩村东南2km处。地理坐标为大草滩水库原为蓄水七八万方的涝坝，始建于六十年代。1989年米泉县水利局为解决大草滩村居民和牲畜用水计划在涝坝基础上设计扩建大草滩水库。工程于1989年底开工，1990年7月26日昌吉州水利局尹局长一行四人对水库工地检查，对于大草滩水库工程不按技术要求
7、进行施工提出建议停工整顿，并形成米水（90）031号文件未果。1995年米泉县铁厂沟镇政府为大草滩村节水增地提出对大草滩水库进行整修。水库在80年代由于经费不足，坝体东坝段500m长已经达到原设计工程，西坝段600m长还未达到设计工程，防浪墙、护坡及反滤料都未建设，水库属未完建工程。该水库服务区的大草滩村是以种植业为主，大草滩水库对大草滩村农业生产区经济的开发建设，农民定居起巨大作用； 1989由米泉县水电局进行勘察设计，在前期的设计中设计人员对库区、坝区的工程地质、水文地质条件作详细勘探，与1989年年底完成技术设计，计划工期1年；新设计的水库大坝为均质土坝，设计库40万m3，最大坝高5.0
8、m。该水库开工初期由于资金基本上可以保证，施工进度基本上可以按施工计划进行，到1992年，由于当时物价飞涨，资金无法保障，工程施工进度无法保证，在施工过程中许多设计也被简化了。该工程重建工作从1986年到1998年，历时13年，由于资金问题，一直是一个未完工程。重建的施工基本过程如下： 1987年冬天招标，1988年春天5月开工，1991年11月坝体主体完工，1992年10月坝体面板完工，涵洞泄洪为40 m3/s，设计标准为20年一遇，1993年开始蓄水，蓄水前由水利厅组织验收，1993年停工一年，1994年开始施工溢洪道，1998年施工大坝原型观测；截至1998年，水库大坝基本完工，水库放水
9、涵洞、溢洪道一直未能完成。溢洪道只完成进口和85m泄槽混凝土浇筑，进口控制闸门、还有55m的泄槽没有施工；放水涵洞出口未做控制闸门，目前出口用临时围堰堵水运行；由于资金缺乏，放水涵洞闸门启闭机当时当时安置在竖井检修平台上，没有安装检修闸门，控制闸门无法检修。1.2.4水库管理机构及管理制度水库为米泉市水利局水管总站下属铁厂沟镇水管站管理，水管所现有管理人员11人，大专6名，中专3名，高中1名，初中1名；其中技术人员2名，助理工程师2名；还有季节性配水员6名。1.2.5枢纽的主要建筑物及其特性参数米泉市水利局大草滩水库由拦河大坝、放水涵洞两部分组成。根据防洪标准（GB50201-94）中表6.1
10、.1和表6.1.2关于水利水电枢纽工程等别和水工建筑物的级别划分，该水库大坝的工程等别为等，大坝坝体的级别为4级，涵洞的工程级别为4级，水库任务以灌溉，兼有养鱼能；工程规模为小（1）型山区水库。大草滩水库水利工程示意图大草滩水库大坝原设计为均质土坝。坝顶高程652m。坝轴线长1100米，其中东坝段500m，西坝段600m；死水位647.5m；死库容2.5万m3；正常蓄水位650.5m；有效库容40万m3；校核洪水位651.5m；防洪库容10万m3。放水涵洞进口高程647.5m，放水涵洞采用坝下铺设管径为500mm的钢管，在坝后安装500mm的闸阀控制，最大泄水流能力0.6m3/s。控制灌溉面积
11、0.3万亩。1.2.6水库的主要效益由于米泉市是资源性缺水地区，无大的河流，水利工程调蓄能力低，地表水还有开发潜力，可增加引用水量；水库虽然不大，但在拦蓄春夏洪水、冬闲水、调节水量、灌溉供水、补给地下水源均起到不容忽视的作用；水库的经济和社会效益显著，尤其是对下游灌区的水资源的充分利用起到调节作用，提高了水资源的利用率。大草滩水库主要受益单位为铁厂沟镇大草滩村。大草滩村为农业区，是一个汉、回等民族聚居区，现有1268户，总人口为5175人，全村大部分劳力从事农业生产，多种经营，全面发展；大草滩村现有可耕面积3.1万亩，水库控制灌溉面积2.2万亩，主要农作物有小麦、玉米、豌豆、油菜和蔬菜。水库工
12、程未建前，春洪及冬闲水利用率不到10%，水库蓄水受益后，生产面貌大变。1.2.7工程存在的主要问题水库大坝一直属于未完工程带病运行至今存在的问题较多，主要原因为重建库时由于受资金、技术及各方面的因素，未按原设计施工，许多工程措施不到位，水库工程有多项未完项目，目前现主要问题有： 1、通过本次地质勘探工作所取得的资料分析认为，涵洞以西（0+676-0+000）坝段除 （0+500 0+450）段1.0 m以下，（0+4500+250）段4.0m以上坝体及（0+250-0+100）段2.0 m以下坝体，填筑质量满足要求外，其余坝体均不符合填筑要求。涵洞以东（0+000-0-450）坝段除桩号（0-
13、050-0-150）段2.0 m以下坝体填筑土质量满足要求外，其余坝体填筑质量均不符合要求。2、坝基岩性为粉土、卵石，卵石层具有较强渗透性，但水库淤积层较厚，形成天然隔水层，阻断坝基渗漏通道.，坝基渗漏量较少。3、坝体断面不规则，坝顶宽窄不一，坝顶面凸凹不平整，应采取消坡、护坡加厚坝体等措施。4、放水涵洞地基土为卵石，工程地质条件较好，但经多年运行，工程以老化，钢管腐蚀严重，闸阀常年露水，以不能正常使用。5、管理混乱，无相应的管理制度，由村民自行管理。1.3 工程质量评价1.3.1坝体工程地质条件评价水库坝体为均质土坝，坝体填筑土料主要以低液限粉土为主，粘土成份较少，主要分布于东坝段3.0m以
14、下坝体中。根据坝轴线探井，取样测试的土体干密度，液塑限、孔隙比、渗透系数等物理性质指标，绘制了干密度、渗透系数分区图，从上述图件可以直观地看出坝体质量在剖面上的分布状况，现将坝体按涵洞以西坝段（0+0000+676）、涵洞以东坝段（0+0000-450）分别论述：涵洞以西坝段（0+676-0+000）除 （0+500 0+450）段1.0 m以下，（0+4500+250）段4.0m以上坝体及（0+250-0+100）段2.0 m以下坝体，填筑质量满足要求外，其余坝体均不符合填筑要求。涵洞以东坝段 （0+000-0-450）除桩号（0-050-0-150）段2.0 m以下坝体填筑土质量满足要求外
15、，其余坝体填筑质量均不符合要求。1.3.2 建筑物地基处理质量评价坝基均座在原始地层上，未进行清基处理，基底高程644.1-649.5m，地层岩性为第四系上更新统（Q3）粉土及卵石层，粉土位于坝基表层，土黄色，呈可塑状，最大厚度2.0m，由东、西两侧向中间逐渐变薄，直至尖灭。根据试验资料分析：粉土具有中压缩性，土体渗透系数在10-5-10-6之间，渗透性较差。卵石位于粉土层之下，（其中桩号0+250-0+100卵石出露于坝基表层）呈青灰色，可见最大粒径300mm，粒径多在40-60mm之间，磨圆度较差，骨架交错排列，部分接触，孔隙由中粗砂充填，较密-中密状。坝基土岩性主要为卵石，根据颗分试验成
16、果分析：土体为非连续级配土，不均匀系数Cu在90.63-102.5之间，判定土的渗透变形类型为管涌型，土的渗透管涌破坏临界水力坡度Jcr可用下列方法确定：（1）根据土中细粒含量确定（粒径1 mm 的颗粒含量）根据颗分试验资料，坝基土中细粒含量在13%-16%之间，根据临界水力坡度与细颗粒含量关系曲线分析确定：临界水力坡度Jcr在0.12-0.25之间。（2）根据土的渗透系数确定：卵石渗透系数在2.5810-2-3.810-2 cm/s之间，根据临界水力坡度与渗透系数关系曲线分析确定：临界水力坡度Jcr在0.16-0.4之间。从大坝安全角度考虑建议：坝基卵石临界水力坡度Jcr取0.12-0.25
17、之间，允许水力坡度J允许可采用0.1。坝基岩性为粉土、卵石，卵石层部分坝段出露坝基表层，且渗透性较强，水库建成初期，库水延卵石层向外渗漏，但经过多年运行后，水库淤积严重，淤积层厚2.5-3.5m，为天然隔水层，坝基渗漏减少，经本次勘察在坝后未发现渗漏出露点。 根据坝基岩土性质、形成地质年代（Q3）及地下水埋深条件，按水利水电抗震设计规范判定：坝基土无液化的可能。1.3.3 结论1、通过本次地质勘探工作所取得的资料分析认为，涵洞以西（0+676-0+000）坝段除 （0+500 0+450）段1.0 m以下，（0+4500+250）段4.0m以上坝体及（0+250-0+100）段2.0 m以下坝
18、体，填筑质量满足要求外，其余坝体均不符合填筑要求。涵洞以东（0+000-0-450）坝段除桩号（0-050-0-150）段2.0 m以下坝体填筑土质量满足要求外，其余坝体填筑质量均不符合要求。2、坝基岩性为粉土、卵石，卵石层具有较强渗透性，但水库淤积层较厚，形成天然隔水层，阻断坝基渗漏通道.，坝基渗漏量较少。3、坝体断面不规则，坝顶宽窄不一，坝顶面凸凹不平整，应采取消坡、护坡加厚坝体等措施。4、放水涵洞地基土为卵石，工程地质条件较好，但经多年运行，工程以老化，钢管腐蚀严重，以不能正常使用，建议重建放水涵洞。1.4大坝运行管理评价1.4.1 工程运行情况水库运行水库大坝管理是按照调度规程合理调度
19、运行，各项规章制度、计划齐全。但水文测报及坝体监测设施不完备。由于1989年施工存在质量问题，水库属于未完工程一直带病运行，水库蓄水受到限制，蓄水位限制在648m以下，限制库容28万m3。，严重影响了水库效益的发挥。2工程质量评价2.1工程质量评价2.1.1 坝体工程地质条件评价水库坝体为碾压堆石坝，设计干容重为2.26g/cm3，上坝料的含泥量要求不大于5%，上坝料颗粒粒径不大于20cm。根据新疆昌吉州水利科学技术研究所1991年11月完成的检测结果，对50组堆石干容重结果分析显示，达到设计要求的占42.0%，未达到设计要求的占58.0%。干容重最大值为2.33 g/cm3 ，干容重最小值为
20、2.06 g/cm3，平均值为2.24 g/cm3。上坝料的含泥量为8.9%-17.0%，严重超标。上坝料中超径现象严重，最大粒径达100cm。上坝料的相对密度Dr=0.63坝体碾压质量未达到设计要求，不满足现行规范要求。2.1.2 建筑物地基处理质量评价1、坝基处理质量评价（1）0+00-0+100段、0+330-0+430段坝体座落在长石中细粒砂岩与泥质岩互层之上，岩层走向同坝轴线夹角200。碾压填筑时，仅对基岩强风化表面进行清理。坝轴线出露岩体以砂岩为主。 （2）0+1000+330河床段坝体坐落在河床卵砾层上，厚度8-15m不等。渗透系数为8.1610-31.4610-2cm/s，河床
21、天然容重2.15g/cm3，与上部碾压坝体共同组成水库大坝。桩号0+120处，F1 断层在3号钻孔60m处揭露，破碎带近2m宽，为张性断裂，是坝下的主要渗水通道；桩号0+300处，F3断层在1号钻孔30m处揭露，断层破碎带垂直厚度达8.6m，岩心采样观察为断层泥，为压性断裂，不透水。（2）0+4300+466段左岸副坝0+4300+466段，坝体坐落在冰碛堆积物层上，层厚度10.0m左右，作为坝体的载体，对大坝安全没有大的问题。2、砼面板趾板地基处理质量评价1990年在对趾板基础进行帷幕灌浆处理时，基坑开挖后，由于基岩风化破碎比较严重，在基岩面以下15m内，又重新做了压水试验，结果如下；压水试
22、验结果表表3-2-1透水率深度W试验孔W试验孔W试验孔透水率q(Lu)1.0-2.0m235.6204.52.0-6.0m39.552.426.0-10.0m38.1233.412.710.0-15.0m32.8743.25.57 试验数据表明，15m以上，透水率q为235.633Lu，18.0m以下局部透水率q可达3Lu，可见在15.0m范围内，基岩q值超出规范要求3-5Lu。（1） 0+00-0+100段、0+330-0+430段基岩出露段；由图05显示，趾板基础，对表面强风化层进行清除，开挖深度0.5-1.0m。右坝段0+00-0+100段，左坝段0+330-0+430段，虽然趾墙与基岩
23、相连，但该段基岩没有进行帷幕灌浆处理。基岩0-2.0m范围内，透水率q平均为221Lu，为极强透水层。而且左坝段0+350-0+440段，坝体为冰碛堆积物，渗透系数为6.4810-3cm/s，为中等透水性岩层。当水头蓄至1700m时，西岸坝下游700余米处的小羊圈沟有渗漏溢出点。根据水库管理人员测定，流量约5-6l/s，且具有随着水头的增高，溢出量显著加增的趋势。现场考察，发现泉水都经基岩裂隙流出。左坝段0+330-0+430段绕坝渗漏，是小羊圈沟渗漏溢出点的原因之一。（2） 0+100-0+330段趾板固结灌浆区；该段基础基岩为粉砂质泥岩与长石中细粒砂岩互层，破碎较严重，清基最深处可达4.0
24、-5.0 m，基础在死水位以下，对此段基岩，基础以下平均12.0m范围，进行固结灌浆。但在坝后约50.0m、350.0m处，各有出水点一处，见插图4、5，当水位升至1700m时，根据水库管理人员测定，两处总出水量约为20l/s。该段坝下有两条断层通过，在0+310桩号，有F3 压扭性顺层断层，由压水试验资料表明，透水率为2.3Lu；在0+120桩号，有F1张扭性断裂，钻孔压水试验透水率q值达230Lu。该断裂在坝下形成一条宽约20m的深沟。据原大草滩水库修建施工人员称，当时河床开挖在这20余m范围内，因严重漏水多台抽水机都力莫能助，无法施工，由此可见渗透性能之良好。F1断层趾板基础开挖时，破碎
25、比较严重。施工处理，对断层表面进行开挖、清理，用混凝土回填。断层深部未作处理。形成坝下最主要的渗漏通道，也是该库区地下水的下游排泄的通道，因而必须引起足够的重视。（3） 0+430-0+460段趾板基础由于基岩埋深较大，再未施工。只是在冰积层中开挖了宽约3.0m，深约5.0m的基槽（未到基岩），用黄土回填碾压做了一道防渗墙。其下为冰碛堆积物，渗透系数为6.4810-3cm/s，图05显示，0+430-0+460段冰碛堆积物埋深约为10.0m左右。当水位升到1700m高程时，渗流通过冰碛堆积物向下游渗漏。这是小羊圈沟渗漏溢出点形成的另一个原因。3、溢洪道地基处理质量评价见图7；1994年开始施工
26、溢洪道。溢洪道基础全部坐落在基岩上。岩性为0+004段为中粒长石砂岩；0+004-0+007左右为断层破碎带，宽度约为2.0m，推断为层间滑动断层，0+007-0+134段粉砂质泥岩与长石中细砂岩互层。开挖后，发现，基岩节理、裂隙发育，但该段未做灌浆处理；对断层，延走向进行开挖，开挖深度34m，用C15混凝土填充。但对断层下部的裂隙密集带未进行灌浆处理，使得溢洪道基础下产生渗漏。渗流在溢洪道出口下游70.0m处的右岸坡角处溢出。当水位升至1700m左右时，呈线状分布有长10.0m的出水区，根据水库管理人员测定，出水量约为4-5l/s。根据岩层倾向与溢洪道驼峰堰断层推断，该出水区为断层所造成的。
27、此出水区水位下降到一定高程时，无水渗出。4、放水涵洞基础工程地质条件放水涵洞基础地质情况与溢洪道基本相同，全部为基岩，0-51-0-41段为泥岩；0-41064段基本由中-粗-细砂岩组成，局部加有少量泥岩。开挖后，地质人员发现，基岩节理发育，据施工人员回忆，对基础进行超深开挖，后又用砼回填至设计标高，进口处又进行了帷幕灌浆处理，基础安全没有大的问题。不在累述。2.1.3 结论（1） 干大草滩水库坝体碾压质量达到设计要求的占42.0%，未达到设计要求的占58.0%。干容重最大值为2.33 g/cm3 ，干容重最小值为2.06 g/cm3，平均值为2.24 g/cm3，相对密度0.63，坝体填筑质
28、量总体未达到设计要求。（2） 防渗砼面板浇筑质量差，面板砼强度保证率为72.0%，达不到80%的要求。面板开裂、止水缝未按设计处理，起不到止水作用，成渗漏通道，需进行修复处理。（3） 在左坝间，趾墙段桩号0+430-0+460段，由于冰水堆积物渗透性较强，渗水试验其平均K值约6.4810-3cm/s ，下游沿基岩裂隙形成渗漏通道，在左岸小羊圈沟中渗流量达5-6l/s。该段应进行防渗加固处理。（4）溢洪道基础基岩节理发育、破碎比较严重，而且又有断层存在，基础又有渗漏现象，对断层处理只做3.0m深处理，满足不了防渗要求。建议；对溢洪道基础基岩进行全面灌浆处理，处理深度应以透水率小于10Lu为界限。
29、（5）坝基渗漏是目前水库存在的主要问题，虽然砼面板趾板下0+1000+330段基岩已做防渗漏灌浆处理，但灌浆深度不够，两坝间大部分坝段未进行灌浆处理。建议，沿面板趾板墙，全线进行灌浆处理。处理深度应以透水率小于10Lu为界限。2.2 大坝运行管理评价2.2.1 工程运行情况1、水库运行水库大坝管理是按照调度规程合理调度运行，各项规章、制度和计划齐全且落实，但水文测报及通讯设施不完备。由于坝体存在较多安全问题，于1993年开始蓄水，蓄水前由水利厅组织验收，但由于工程未完工，水库一直限制水位运行，水库蓄水位限制在1712.60m以下、水库库容限制在380104m3，坝后脚有多处渗漏，严重影响了坝体
30、的稳定，限制了水库效益的发挥。 2、坝体护坡水库经过重建后坝体上游采用防渗混凝土面板，混凝土面板浇筑后强度及抗渗不能达到设计要求，表层用焦油塑料涂刷用于防渗；由于面板采用分离式结构，面板缝数量较多，当时面板缝施工只采用一道止水，较为简单，经过多年的运行，面板表面的焦油塑料已经有部分脱落，嵌缝止水个别也有分离现象，坝肩和坝体接触的周边缝铆固螺栓已有部分脱落。3、大坝维修自1993年坝体规模和坝高基本定型后，由于种种原因大坝未经过高水位的检验、未作过全面的鉴定，只是局部的修修补补，对威胁坝体安全和正常运行的隐患未作彻底处理，大坝没有得到完好的维修，并限制水位运行，限制了大坝效益的发挥。4、坝体运行
31、出现的问题（1）由于建设时坝基处理不彻底，建成蓄水后便发现坝后脚300m、400500m之间、羊圈沟处发现出漏点，这些出漏点的渗流量较大，而且随库水位的升高而增大；据观测，坝后脚北200300m范围河槽内两个渗出点的最大渗漏量在水库水位接近1712.60m时可达100mL/s，存在较为严重的渗流安全隐患，不满足安全运行要求。现在通过人工巡查，坝后渗水到目前仍然存在，渗漏对坝体安全威胁较大，因此需进行研究和处理。（2）溢洪道和放水涵洞均存在安全隐患，在溢洪道基础开挖时，发现一个断层，位置在驼峰堰下，当时由于资金问题，未做灌浆处理，只是简单的用C15混凝土填充，填充深度只有34m，这样溢洪道基础存
32、在渗漏问题；同时，溢洪道后部的55m泄槽未做，这样导致溢洪道后部排水不畅；涵洞出口未做控制闸门，闸门槽只做了一期混凝土，二期混凝土未做，闸门启闭机未放在启闭机平台上，闸门无法检修，影响建筑物的正常运行。5、大坝安全监测大坝没有完整的安全监测设备，水库大坝坝址地处度地震区，气候严寒，风浪较大，而大坝缺少必备的安全监测设备，同时也就缺少可供鉴定的资料；根据大坝的现状情况，威胁坝体安全的坝基渗漏等问题有发展的趋势。坝体缺乏监测设备，目前只能依靠巡视监测对发现的险情段作局部处理，修修补补，不能根本解决坝体的隐患，水库始终是带病运行。2.2.2 现场安全检查1、坝体大坝总长436.0m，最大坝高为37.
33、0m。坝体整体较好，防渗面板的表层焦油塑料部分脱落，同时也有个别面板断裂，影响面板防渗；嵌缝止水个别有分离现象。2、观测、交通和通讯设施目前工程缺乏观测设备，仅有一个浸润线观测断面，对大坝整体观测不够完善，管理单位管理手段落后，为水库的安全运行和管理带来很大的盲目性。3、闸门及启闭机等金属建筑物涵洞闸门自投入运行以来，由于启闭机安装在数经检修平台上，闸门运行困难，多年来未进行维修，闸门止水老化厉害，闸门漏水严重，放水涵洞又没有设检修闸门，洪水期间，闸门不能正常开启，这样就可能对大坝的运行造成巨大的威胁。4、检查结论与建议通过现场安全检查和有关资料分析，该工程由于资金问题对工程简化，再加上部分未
34、完工，在以后工程运行中暴露出严重的安全问题，主要总结为以下问题：（1）坝体、坝基渗漏严重，大坝重建于80年代，建设时间长达13年，当时大坝清基不彻底，部分坝基未清到基岩，岩石裂隙处理简单，有些甚至未进行有效处理，致使大坝自建成运行后就出现渗漏严重，并限制水位运行，水库的效益未得到充分发挥。但水库淤积较少，仍有充分发挥效益的潜力。（2）坝体前坝坡设混凝土护坡，同时由于风浪的冲涮，作为坝体的防渗体面板有个别断裂，表层的焦油塑料脱落、嵌缝止水可别发生分离。从唯一的一个断面的浸润线观测数据分析和对坝后段现场查看，坝体渗漏在允许范围之内。（3）大坝安全监测设备不够完善，管理手段落后；水库大坝坝址处气候严
35、寒，风浪较大，而大坝缺少必备的安全监测设备，同时也就缺少可供鉴定的资料，使大坝的管理处于盲目状态。（4）大坝溢洪道和放水涵洞未施工完，均存在不同程度的安全隐患，不能正常运行。2.3 防洪标准复核大草滩水库为山区水库，担当一定的防洪任务，工程规模为小（1）型水库；水库大坝的工程等别为等，坝体的级别为4级，溢洪道、涵洞级别为4级，设计防洪标准：设计情况为50年一遇，校核情况为300年一遇（防洪标准的确定是用于坝顶超高的计算）。经过再次复核，大草滩水库有防洪任务，大坝的防洪复核不仅要复核坝顶高程是否满足要求，同时溢洪道、涵洞是否满足要求。2.3.1 坝顶超高复核一、采用规范：1、碾压土石坝设计规范
36、（SL 274-2001） 2、水工建筑物抗震设计规范 （SL 203-97） 3、水库大坝安全评价导则 （SL 258-2000） 4、防洪标准（GB 50201-94） 5、小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL 189-96）二、根据规范规定，坝顶高程由水库静水位加波浪爬高、风浪壅高及安全超高确定。并从下列四种情况中选择最大坝顶高程。1、 设计洪水位加正常运行情况的坝顶超高；2、 正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高；3、校核洪水位加非常运行情况的坝顶超高；4、正常高水位加非常运行情况的坝顶超高，加地震安全加高（0.51.0m），取0.5m。三、坝顶高程的复核1、基本资料多年平均最大风
37、速16.0m/s，吹程1000m，水库平均水深29.0m，水库正常蓄水位1713.46.00m，风向与坝轴线的法线方向的夹角为30度。2、计算方法采用碾压土石坝设计规范附录推荐的方法进行计算。公式如下： Y=R+E+A+地震涌浪高+地震附加沉陷值式中：Y水库静水位以上的超高（m）； R波浪爬高（m）； E库水位因风浪引起的壅高（m）； A安全加高（m）；根据规范取值。以下为根据碾压土石坝设计规范中介绍的方法和公式，计算水库波浪爬高，确定坝顶高程。按碾压式土石坝设计规范中5.3.5条的规定：非常运用条件下，采用多年平均最大风速。3、坝顶超高复核；见下表2-3-1。坝顶超高Y计算表 表2-3-1防
38、洪标准频率（%）Y（m）Rp（m）E（m）A（m）地震涌浪高度（m）地震附加沉陷值（m）设计52.131.630.00060.50.50校核51.331.030.000250.30.504、坝顶高程复核按照碾压土石坝设计规范推荐的四种情况复核坝顶高程S。1）正常蓄水位1713.46m 加非常运行情况的坝顶超高+地震安全加高；S=1713.46+1.33+0.5=1715.29（m）；2）设计洪水位1714.35m加正常运行情况的坝顶超高；S=1714.35+2.13=1716.48（m）；3）正常蓄水位1713.46m加正常运行情况的坝顶超高；S=1713.46+2.13=1715.59（m）
39、。4）校核洪水位1715.62加非常运行情况的坝顶超高S=1715.68+1.33=1717.01（m）。计算表明：计算设计坝顶为1717.00m，实际坝顶高程为1717.00m，坝顶高程满足要求，满足碾压土石坝设计规范要求；因此大草滩水库的坝顶高程满足防洪标准（GB50201-94）的要求。2.3.2主要附属建筑物安全评价1、放水涵洞安全评价放水涵洞泄流量复核计算闸前采用有压洞计算公式：（情况说明）放水涵洞进口高程1686.50m，放水涵洞断面型式城门洞型，断面尺寸2.02.8m，最大泄水流能力20m3/s；Q=W式中：流量系数；W过水面积；H为上游水头；经过复核，放水涵管水位泄量关系曲线见
40、图5.1-2，数据详见表5-1-2。放水涵洞流量复核计算表表5-1-2AHgQH0.60 2.50 0.00 9.81 0.00 1686.50 0.60 4.38 2.50 9.81 18.42 1689.00 0.60 4.38 5.00 9.81 26.05 1691.50 0.60 4.38 7.50 9.81 31.91 1694.00 0.60 4.38 10.00 9.81 36.84 1696.50 0.60 4.38 12.50 9.81 41.19 1699.00 0.60 4.38 15.00 9.81 45.12 1701.50 0.60 4.38 17.50 9.81
41、 48.74 1704.00 0.60 4.38 20.00 9.81 52.11 1706.50 0.60 4.38 22.50 9.81 55.27 1709.00 0.60 4.38 25.00 9.81 58.26 1711.50 0.60 4.38 27.50 9.81 61.10 1714.00 0.60 4.38 30.00 9.81 63.82 1716.50 放水涵洞经复核流量满足下游灌溉要求，但放水涵洞未完工，涵洞出口未做控制闸门，闸门槽只做了一期混凝土，二期混凝土未做，闸门启闭机未放在启闭机平台上，闸门无法检修。这样放水涵洞不能完全正常运行，影响整个水库大坝效益的发挥。2
42、.3.2 溢洪道安全评价溢洪道流量复核计算公式：式中，m0.437，0.982，B堰宽取19.6m,H堰上水头2.18m。溢洪道流量复核计算表表5-1-3mHBQ0.4370.9822.1819.6119.92最大泄量119.92m3/s，经复核溢洪道基本能满足泄洪要求，但溢洪道后部的55m泄槽未做，这样导致溢洪道后部排水不畅，目前的出口离坝体太近，如果溢洪道工作，泄槽洪水直接威胁后坝脚和放水涵洞的安全；溢洪道进口控制闸门没有施工，水库蓄水水位最高只能达到溢洪道堰顶高程1686.50m，使水库不能正常发挥效益。2.3.3 溃坝洪水下游淹没范围与损失评估大草滩水库大坝质量较好，一般情况下不会存在
43、溃坝的危险。经过本次鉴定，水库大坝的坝顶高程满足规范要求，但是大坝主要建筑物溢洪道、涵洞均不满足防洪要求。如果不及时对溢洪道、涵洞进行除险加固处理，大坝的防洪存在巨大的威胁，对下游造成洪灾，其直接淹没范围包括大草滩乡7个村，大石头乡2个村，照壁山乡1个村，农田2.2104亩、人口约5175人。如果发生溃坝洪水，其淹没范围和损失，不仅是大草滩乡、大石头乡、照壁山乡，而且影响下游雀仁乡牧民定居的安全，其危害程度将大大增加。2.4 结构安全评价2.4.1 稳定计算工作条件稳定计算的工作条件按碾压式土石坝设计规范（SL 274-2001）规定执行，采用大坝现状的实际环境条件和水位参数，故只针对已建的大
44、草滩水库运用期可能遇到的工况条件。大草滩水库运用期可能遇到的工作条件分为以下三种情况。1、水库水位为正常蓄水位（或设计洪水位）的稳定渗流期的上游坝坡正常工作条件。2、水库水位为正常蓄水位（或设计洪水位）的稳定渗流期的下游坝坡正常工作条件。水库水位为正常蓄水位时，下游取相应的最低水位；水库水位为设计洪水位时，下游取相应的最高水位。3、水库水位的非常降落时的上游坝坡非常工作条件。2.4.2 稳定计算方法及结果本次鉴定选择坝体具有代表性的2个断面，桩号0+042.5断面与0+066.5断面，坝顶平均高程1716.00m，最大坝高37m，上游坝坡为1:1.7，下游坝坡为1：1.5。详见附图4.1-1。
45、由于C、值采用的是直剪仪慢剪实验，故稳定计算方法采用瑞典条分法分析及有效应力法计算。 1、计算软件的选择；此次计算采用北京理正公司编制的边坡稳定软件计算；2、计算参数的选择；土层定义,以地质勘查资料为依据,选择典型断面,以典型断面0+042.5与0+066.5断面地质资料计算。 大草滩水库大坝计算采用参数表表2-4-1 土料指标部位湿容重g/cm3饱和容重g/cm3内摩擦角粘聚力Ckpa/m2渗透系数cm/s坝前砼面板2.42.454035110-6砂石料垫层2.242.3330.48.1610-3坝体戈壁填筑2.292.42370.41.4610-3坝基砂砾石2.152.25350.42.0610-2基岩2.32.44050110-7大草滩水库大坝稳定计算成果表表2-4-2 项目 状况上游坝坡安全系数下游坝坡安全系数规范最小安全系数桩号0+042.50+066.50+042.50+066.5正常蓄水位稳定渗流期1.6921.6761.1621.1541.15正常蓄水位至死水位非常工作条件2.1571.5621.06通过大坝稳定计算得出的数据来看，原坝体正常水位上游、下游均满足规范规定的安全系数，水位降落期上游满足规范规定的安全系数。由此大坝抗滑稳定满足规范要求。2.5 渗流安全评价