大坝安全综合评价Word格式.docx
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东、西输水涵管均修建于1959年,为4级建筑物。
西输水涵管为钢筋砼圆形有压涵管,涵管纵坡比降1/200,设计流量2.5m3/s,进口为框架式钢筋砼工作台,配一扇平面钢闸门和一台100KN手摇螺杆式启闭机。
1974年水库扩建时,在大坝右端设计了一座土质溢洪道,设计堰顶高程99.0m、堰宽10m,但未按设计实施,只是在该处靠水库侧坡面进行了开挖。
开挖使该处形成了底宽10~20m沟谷,底高程95m左右,坡高2.8~5.50m的人工开挖边坡。
坡顶为大坝右端与外界的交通道路,其高程为100m左右。
孙赵湾水库设计灌溉面积1.15万亩,实际灌溉面积0.65万亩,养殖面积380亩。
水库保护下游襄阳区古驿镇的宋湾乡、孙赵湾村、刘湾村等,保护耕地0.81万亩,保护人口0.73万人。
如果失事,将造成较大经济损失和政治影响。
根据国家《防洪标准》(GB50201—94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,孙赵湾水库为小
(1)型水库,其工程等级为Ⅳ等,主要建筑物为4级。
1.2工程存在的问题
孙赵湾水库自1959年基本建成运行以来,已运行了40多年,出现了以下问题:
(1)“先天不足”。
孙赵湾水库溢洪道、反滤排水棱体未按设计实施,坝顶高程未达到设计高程,坝下游无排水沟,造成水库功能不全。
(2)坝内坡原有砼护坡未护砌至坝顶,砼护坡厚度不够,经过40多年的运行,大部分已风化、损坏、脱落,面积达6320m2。
坝外坡坡面不整,凹凸不平,有多处散浸,面积达314m2。
(3)输水涵管接缝处漏水,管身碳化剥蚀严重,管身砼存在多条环向裂缝,漏水严重。
(4)输水涵管工作桥桥面无护栏,底梁露筋严重,钢筋锈蚀,强度已不能满足规范要求。
(5)输水涵管进口闸门已使用30多年,超过了中小型闸、阀规定的折旧使用年限,闸门、拉杆锈蚀严重,止水橡皮老化脱落,漏水严重,启闭机老损严重,操作费时费力,急需更换。
(6)水库缺应有的工程观测设备、设施,无法对大坝进行观测,以了解工程工作状态。
水库无任何通讯设备,遇险情时与外界联系困难。
进坝公路晴通雨阻,严重影响防汛抢险。
1.3工程质量评价
1.3.1原设计施工情况
孙赵湾水库枢纽工程从1958年修建至今已有40多年,为襄阳区古驿镇的农业生产、防洪发挥了重要作用。
但由于特定历史时期的社会环境和经济条件等多种因素的限制,修建水库前未进行勘探工作,边设计边施工,且施工条件差,施工方法落后,造成工程质量不高。
因水库施工于上个世纪50年代和70年代,距今历时较长,有关施工记录未完全保存。
现根据所存档案和当时施工人员的回忆分述如下:
(1)坝基岸坡处理
孙赵湾水库坝基座落中更新统冲湖积可~硬塑性粘土上,土体具明显膨胀性。
由于筑坝时清基不彻底,下游坡部分坐落在②层全新统灰黑色淤泥质砂壤土上。
根据档案记录,在1974年冬施工时,因扩建坝基清理不彻底,造成大坝有50m长在施工中下陷。
指挥部命令停工,重新清出后,进行了土方回填。
水库库岸为土质岸坡,岸坡平缓,土质坚硬,水库周边未发现大的崩塌、滑坡等影响库岸稳定的不良地质现象。
库岸基本稳定。
(2)坝体部分
大坝建设时,坝体填筑施工方法主要是:
土料开采采用人工挖土装运,运输以人力胶轮车为主,部分辅以牵引机拉运,碾压主要采用拖拉机带石滚碾压和人工夯实。
填筑高程要求各坝段均匀上升,实际施工时,由于是组织民工施工,且按村组分段包干,填筑质量参差不齐,标准不一,各坝段施工进度也不一致。
由于各坝段填筑上升速度不均衡,未及时采取平衡措施,以致各坝段接头处高差较大,坡度较陡。
虽在接头处采取铲除松土,开挖结合槽和人工夯实措施,控制接头处的填筑质量,但质量还是存在缺陷。
坝体底部填土采自冲沟底部表层全新统冲洪积土及耕植土,填土大都呈灰黑色,由壤土、砂壤土构成,夹部分植物根茎,虽经碾压,但碾压效果较差。
坝体中部及上部填土基本上采自右岸厚层中更新统冲湖积土,土料较纯净,含少量砾石,土质均匀。
施工中虽然制订了填筑要求、质量检查制度、安全操作制度等,但受多种主观因素的影响,未能按此实施。
主要问题是填土过厚和碾压不实。
如坝体填筑时,分层厚度较大,一般为0.35~0.45m,最厚达0.6m;
填土碾压仅靠胶轮拖拉机带石滚(平碾)碾压,由于赶工程进度,填土碾压遍数少,土料碾压不实,因此大坝的填筑质量是不合格的。
1.3.2地质勘探资料所反映的工程质量问题
根据<
<
碾压式土石坝设计规范>
>
(SL274-2001),粘性土的填筑密度以压实干密度为设计指标,并按压实度控制,对3级中低坝及以下的中坝压实度为96%—98%.孙赵湾水库大坝为4级建筑物,大坝土体击实试验表明,其最优含水率为25.8%,最大干密度为16.4KN/m3。
本次勘察,共取样组,平均干密度15.5KN/m3,不合格样组,即合格率为%。
由此可见,孙赵湾水库大坝土体填筑质量未达到现行规范要求。
由钻孔资料可以看出,填土虽经分层碾压过,普遍具有拟层状构造,填体碾压质量总体中等偏下。
填土钻孔注水试验的渗透系数在2.96×
10-4~8.05×
10-4cm/s之间。
填土大部分属于中等透水性土体,局部为弱透水性土体,抗渗性较差,需进行防渗处理。
土样渗透性与大部分填土渗透性差二数量级,反映填土是不均匀。
1.3.3现场检查所反映的问题
经现场踏勘及调查发现,大坝下游坡在高程85.2~93.0m桩号0+150~0+330有4处出现明显散浸,桩号0+163、0+270、0+330因散浸出现明流。
下游坡多处因散浸形成湿润带,桩号0+163~0+330坝坡脚间有多处渗水,形成沼泽。
经实际测量,大坝下游坡散浸面积314m2。
以上现象,从另一方面说明坝体局部填筑质量较差。
除此之外,大坝外坡脚设计的反滤排水棱体和排水沟未实施。
1.3.4上下游坡质量评价
大坝上游坡面为混凝土护坡,护坡厚度平均为10cm,因维护较差且护坡厚度较薄,许多混凝土护坡面断裂、塌陷,混凝土护坡裂缝处长出许多杂草,混凝土护坡损坏严重。
据测算,大坝上游坡混凝土护坡面积损坏达6430㎡。
下游坡面为草皮护坡,因坡面排水不畅、维护较差,坡面杂草丛生、雨淋沟纵横分布,整个坡面凹凸不平。
下游无排水沟。
1.3.5安全监测设备评价
大坝在施工和运行中未埋设安全监测设备。
1.3.6大坝工程质量评价
根据孙赵湾水库大坝40多年的运行情况,结合工程地质勘探资料,对大坝工程质量评价结论如下:
(1)大坝填筑土料选自坝两岸山坡,土料质量基本符合均质土坝要求。
(2)大坝坝体填筑质量不合格。
(3)大坝上游混凝土护坡损坏严重,面积达6430㎡。
大坝下游坡散浸严重,面积达314m2。
下游坡面杂草丛生、雨淋沟纵横分布,整个坡面凹凸不平。
大坝下游坡面无排水沟,坡脚未建反滤坝。
大坝上下游坝坡质量不合格。
(4)大坝在施工和运行中未埋设安全监测设备。
综上所述,大坝质量较差,评定为不合格。
1.3.7其它建筑物工程质量评价
(1)输水建筑物质量评价
孙赵湾水库没有溢洪道。
水库在1974年扩建时,在大坝右端设计有土质溢洪道,设计堰顶高程99.0m、堰宽10m,未完全实施。
只是在靠近水库一侧进行了开挖。
开挖便使靠近水库一侧形成底宽10~20m、坡高2.8~5.50m的人工开挖边坡。
由于溢洪道未按设计开挖,影响水库的防洪安全,故评定孙赵湾溢洪道质量不合格。
(2)输水建筑物质量评价
孙赵湾水库现有输水涵管一座,位于大坝桩号0+180处,管内径1.0m,涵管进口底高程85.0m。
该输水涵管为钢筋砼圆形有压涵管,修建于1959年,1974年进行了扩建,为4级建筑物。
限于当时生产力发展水平和科学技术水平,混凝土配合比未做试验,参考已建工程经验数据确定;
混凝土的拌制、浇筑、振捣等均采用人工操作,质量控制不严,施工中曾出现“蜂窝”“麻面”等缺陷,用水泥砂浆进行了填补处理。
输水涵管建成后,经过四十多年的运行,涵管出现不同程度的老化、破损,且漏水严重,处于带病运行状态。
2005年8月对输水涵管进行检查,发现输水涵管接缝处漏水,管身混凝土碳化剥蚀严重,最大混凝土剥落厚度为4.5cm,管身砼存在多条环向裂缝,漏水严重。
关闭闸门后,测得涵管出口处渗漏量达5.4L/s。
输水涵管工作桥桥面无护栏,底梁露筋严重,钢筋锈蚀,强度已不能满足规范要求。
由此评定,输水涵管质量不合格。
(3)金属结构质量评价
孙赵湾水库金属结构部分主要有输水涵管进口的一扇工作闸门及一台100KN手摇螺杆式启闭机。
输水涵管进口闸门已使用30多年,超过了中小型闸、阀规定的折旧使用年限,闸门、拉杆锈蚀严重,止水橡皮老化脱落,漏水严重。
门槽埋件已使用30多年,一直未维护,埋件表面锈蚀较严重。
手摇螺杆式启闭机使用30多年,一直未正常维修,锈蚀严重,机身破损,螺杆已弯曲变形,操作费时费力,闸门启闭非常困难。
且该启闭机已超期服役,属报废品。
故金属结构质量评定为不合格。
1.3.8工程质量的综合评价
根据对原有档案资料分析、安全鉴定阶段对大坝的勘探测量及现场的检查复核,结合孙赵湾水库投入使用以来暴露出的质量问题,依据《水库大坝安全评价导则》,孙赵湾水库工程质量的综合评价为不合格。
1.4大坝运行管理评价
1.4.1大坝运行
(1)水库运行参数
表1.1水库特性表
主管单位
襄樊市襄阳区古驿镇水利站
调节性能
多年调节
建设地点
襄樊市襄阳区古驿镇
高程基面
吴淞
所在河流
白河支流黄渠河水系
校核洪水位
99.75m
承雨面积
2.58k㎡
设计洪水位
99.47m
设计单位
原襄樊市襄阳县水电科
正常蓄水位
99.0m
施工单位
原襄阳县古驿区
总库容
496.6万m3
开工日期
1958年9月
兴利库容
432.45万m3
竣工日期
1959年4月
死库容870
5.05万m3
扩建
1974年9月
多年平均降雨量
870.7mm
扩建完工
1976年12月
多年平均径流深
260mm
(2)运行中发现的问题
a.由于施工质量不高,大坝在运行中沉降不匀,造成坝顶高程和坝背水坡高低不平,最大高差在0.6—0.8m。
b.大坝迎水坡混凝土护坡由于强度不够,厚度不足,在运行中沉陷开裂,老化破损,损坏严重。
c.坝体渗漏严重,共发现较明显的散浸渗流处。
d.2000年6月对水库枢纽进行全面检查时,发现大坝下游坡面存在白蚁3窝,对其进行了清除
e.输水涵管漏水,闸门锈蚀,止水橡皮老化脱落,工作桥底梁露筋。
1.4.2工程维修
由于缺少维修资金,运行中发现的问题一直未能
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