水库大坝安全评价报告

云县小（二）型水库

大坝安全评价

临沧市云县大口水库

大坝安全评价报告

水利水电勘测设计队

二O一五年八月

水库管理单位：水利水电水土保持管理站安全评价单位：水利水电勘测设计队

批准：

核定：

校核：

编写：

1、概述 (1)

1.1安全评价工作概况 (1)

1.2工程概况 (1)

1.3 工程地质与水文地质条件 (2)

1.4工程建设简介 (7)

2、现场安全检查及存在的主要问题 (9)

2.1大坝 (9)

2.2输、泄水建筑物 (9)

2.3近坝库岸 (9)

2.4闸门及启闭机等金属结构 (10)

2.5检查小结 (10)

3、工程质量评价 (11)

3.1工程施工及现状质量评价 (11)

3.2 综合质量评价、质量等级 (12)

4、大坝运行管理评价 (13)

4.1水库的管理机构 (13)

4.2大坝运行 (13)

4.3大坝维修 (15)

4.4大坝安全监测 (15)

4.5运行管理综合评价、等级 (15)

5 防洪标准复核 (17)

5.1 基本情况 (17)

5.2 洪水的标准、方法及计算代表期的确定 (24)

5.3 设计暴雨 (24)

5.4. 设计洪水 (28)

5.5调洪演算 (29)

,5.6坝顶高程复核 (30)

6、结构安全评价 (33)

6.1大坝变形描述 (33)

6.2大坝抗滑稳定分析及评价 (33)

6.3近坝库岸及结合部稳定安全评价 (39)

6.4输泄水建筑物结构稳定安全评价 (39)

6.5大坝结构安全评价、安全等级 (40)

7、渗流安全评价 (42)

7.1原设计、施工的渗流控制措施评价 (42)

7.2大坝现状渗流情况评价 (42)

7.3输泄水建筑物渗流安全评价 (46)

7.4大坝渗流安全综合评价、安全等级 (47)

8、抗震安全复核 (48)

8.1地震基本烈度、抗震设防烈度 (48)

8.2设计标准 (48)

8.3大坝抗震安全复核 (48)

8.4输泄水建筑物抗震安全复核 (49)

8.5大坝抗震稳定综合评价、安全等级 (49)

9、金属结构安全评价 (50)

9.1闸门安全评价 (50)

9.2启闭机安全评价 (50)

9.3金属结构安全评价、安全等级 (50)

10、大坝安全综合评价 (51)

10.1 安全评价 (51)

10.2建议 (53)

大口水库工程特性表

序号及名称单位复核前值本次复核值备注一、水文

1.流域面积(本区)

2.利用的水文系列年限

3.多年平均年径流量(本区)

4.代表性洪水标准

正常运用（设计）洪水标准

非常运用（校核）洪水标准5.最大泄量

设计洪水位时最大泄量

校核洪水位时最大泄量

km2

年

万m3

m3/s

0.11

3.3%

0.33%

1.6

0.1139

3.3%

0.33%

1.6

二、水库

1.水库水位

校核洪水位设计洪水位正常蓄水位死水位m

2008.00

2004.00

2008.25

2008.15

2008.00

2004.00

2.水库容积

总库容(校核洪水位以下库容) 兴利库容

死库容万m3

万m3

10.8

9.5

0.4

10.8

9.5

0.4

三、工程效益指标

1.防洪效益(保护面积)

2.灌溉效益(面积)

3.其他万亩

万亩520 520

四、主要建筑物及设备

1.挡水建筑物型式

地震基本烈度/设防烈度

坝顶高程

坝最大坝高

坝坝顶长度/坝顶宽度m

8/8

2009.00

8.0

40/4

8/8

2009.00

8.0

40/4

2.输水建筑物条

(1)设计流量

最大流量

输水道型式

长度

断面尺寸

衬砌型式

闸门

启闭机

进口底板高程m3/s

m3/s

道

台

0.3

铸铁有压圆形

Φ300

2003.00

0.3

铸铁有压圆形

Φ300

2003.00

1、概述

1.1安全评价工作概况

1.1.1评价情况说明

⑴工作安排和进度

为查清大口水库的现状病害情况，以便有针对地进行下一步除险加固处理工作，云县水利局于2015年8月开始组织进行该水库大坝安全评价工作。

⑵评价单位资质说明

大口水库的大坝安全评价承担单位——云县水利水电勘测设计队，具有水利水电工程勘测设计丙级资质，满足本次大坝安全评价要求。

1.1.2 工作主要内容

⑴现场检查

本次大坝安全评价由云县水利局组织有关单位的相关技术人员进行现场巡视检查，并对水位观测、渗漏量观测、坝体变形观测等资料进行分析，提交水库病害特征图片。

1.1.3 提交的主要评价成果

本次安全评价提交的主要成果有：

①大口水库大坝安全评价报告；

②大口水库大坝注册登记表；

③大口水库枢纽平面布置图、大坝横断面图等相关图件。

1.2工程概况

云县大口小（二）型水库始建于1981年10月，于1982年5月竣工，位于澜沧江右岸一级支流大寨河中游右岸的大湾子河上，径流面积为0.11km2。坝址海

拔高程2100m，地理坐标：东经100°08′53″，北纬24°17′55″。水库距离茶房乡18km，距离云县城25km。

水库正常蓄水位2008.00m，设计洪水位2008.15m，校核洪水位2008.25m，死水位2004.5m。最大库容10.8万m3，兴利库容为9.5万m3，死库容0.4万m3。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），大口水库工程规模为小（二）型，工程等别为五等，其主要建筑物级别为5级、次要建筑物为5级。

水库枢纽建筑物主要有大坝、输泄水涵、管溢洪道等组成。

大坝：坝型为均质土坝，设计坝顶高程2009.00m，设计最大坝高8.0m，坝顶宽6.0m，坝轴线长40.0m。经本次复核实测，上游坝坡坡比：1：2.5，下游坝坡坡比：1：2.2，下部棱体高1.5m、顶宽1.5m。

输泄水涵管：输泄水涵管为Ф200mm的有压铸铁管，长45.0m，出口装有一道凡尔闸作为工作闸门，无前置事故检修闸，设计最大出流量0.3m3/s。

大口水库属小（二）型水库工程，其功能以农业灌溉为主，承担着云县茶房乡村头村农田灌溉的用水，实际灌溉面积520亩。但目前大口水库已病险严重，正常运行无法保障，为此做好该水库的安全评价工作并尽快进行除险加固处理已势在必行。

1.3 工程地质与水文地质条件

1.3.1工程地质条件

1.3.1.1区域地质

⑴地形地貌

区域内山脉走向受构造控制，多近南北向，地貌为浅切割中山地貌，相对切

割深度100～200m。区内沟谷相间，地势起伏不平，一般海拔2000～2800m，平均海拔2200m，区域最高点为库区东北部的红花山，海拔2834m。区域地势北高南低，向查房一带逐渐降缓。

⑵地层岩性

区域出露地层主要为中生界三叠系中统忙怀组（T2m）与上统小定西组（T2x）、γ51印支期花岗岩、第四系冲积层（Q hal）及第四系残坡积层（Q edl），按照从老到新分述如下：

A、三叠系中统忙怀组（T2m）：主要岩花岗岩基边侧分布，岩性为变质砂岩、板岩夹凝灰质砂板岩。

B、三叠系上统小定西组（T2x）：区域东北零星出露，岩性为凝灰质砂板岩、板岩夹火山角砾岩、玄武岩、粗安岩。

C、γ51印支期花岗岩：分布于库区四周，呈南北向展布。

D、第四系冲积层（Q hal）：灰黑色砾粉质粘土及灰色卵砾石，分布于库区河床地带，厚度0～2.5m，结构松散。

E、第四系残坡积层（Q edl）：灰黄色含砾中粗砂土，广泛分布于库区山坡及山丘地带，厚度0～2m。

⑶地质构造及地震基本烈度

水库区域地处青藏滇缅印尼巨型“歹”字形构造体系复合部位，三向经向构造体系之云县～蚂蚁堆亚带以东，小定西～小长街亚带以西的云县花岗岩偏北岩基上。

云县～蚂蚁堆亚带出露地层为下古生界澜沧群、中三叠统忙怀组和不整合于其上之中侏罗统以及少量新生界。规模宏大的云县花岗岩基呈南北向产出，褶皱、断裂以南北向为主，褶皱及断裂较发育，主要褶皱为头道水～羊头岩复式背斜和

独木村复式向斜，主要断裂有帮海～蚂蚁堆断裂和茂兰～晓街～大寨断裂。头道水～羊头岩复式背斜由PZ1ln、J2h地层组成，为2个向斜、4个背斜组成的小型帚状结构。独木村复式向斜由J2h和T2m组成。茂兰～晓街～大寨断裂近南北向，挤压破碎强烈，北断有温泉出露，为一压性断裂。帮海～蚂蚁堆断裂近南北向，长约29km，为一压扭性断裂。距离库区最近的断裂为茂兰～晓街～大寨断裂，约23km。

区域断裂活动强烈，地震活动频繁，地震烈度大。1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,该区地震动反应谱特征周期为0.45s，地震动峰值加速度0.2g，工程区地震烈度Ⅷ度。

1.3.1.2库区工程地质条件

水库位于澜沧江水系罗闸河支流勐麻河岔大湾子河上，河谷切深约150m，库区地势西南北东高，东、西低。河槽断面基本呈“U”型，两岸坡度20～30°，局部为40°。河槽宽50～45m，为浅切割低山丘陵地貌。地表森林植被覆盖良好。

库区未见构造断层，受区域地质构造影响，工程区稳定性差。

库区内地形坡度20～35°，局部40～50°，局部地区基岩裸露，地表普遍被厚1～2m的第四系地层覆盖，森林覆盖较好，库内滑坡、坍塌较少。

库区地层岩性为印支期中粒斑状黑云二长花岗岩。地下水类型为第四系孔隙水，渗透系数在中等～弱透水之间，局部为强透水。邻谷之间无导水断层相连，亦无低矮丫口及单薄山梁，库盆蓄水条件较好。水库自建成运行至今，未发现库区向低邻谷漏水现象。

1.3.1.3枢纽区工程地质条件

坝址区河床宽约3～5m，两岸地形基本对称，地层岩性单一，基础均匀。为印支期中粒斑状黑云二长花岗岩，地表为第四系残坡积含砂粘土，厚度 1.5～

2.5m。

渗透系数大部分在中等透水之间，局部为强透水。其下为黑云二长花岗岩，中上部节理裂隙发育，下部节理裂隙相对较少，渗透系数基本在弱透水范围内。

地下水位出露较高，远高于坝顶，地下水补给河水，地下水类型为第四系孔隙水和基岩裂隙水。

坝址区两岸地形基本对称，地层岩性单一，基础均匀，构造和物理地质现象不发育，基础岩性为黑云二长花岗岩全风化层，全风化层埋深较大。左右两岸地形基本对称，坡度相对均匀，边坡基本稳定。

坝址区出露地层单一，主要为：

⑴人工筑坝体（Q r）：印支期（γ51）花岗岩全风化含砾中粗砂土。

⑵第四系残坡积层（Q edl）灰黄色含砾中粗砂土，分布于两岸山坡及山顶，厚度0.5～2m，结构疏松。

⑶γ51印支期花岗岩全风化含砾中粗砂土，分布于整个坝址区。

1.3.2枢纽工程稳定性评价

1.3.

2.2稳定性评价

（1）坝基工程地质条件及稳定性评价

河床坝基出露地层单一，主要为三叠系印支期花岗岩全风化含砾中粗砂土和三叠系印支期强风化花岗岩。

根据现场勘查，大口水库未设粘土心墙，同时从建坝时的设计及施工资料显示，当时坝基也未进行开挖截水槽和帷幕灌浆等任何形式的防渗处理，因此坝基存在一定渗漏问题。

（2）坝肩工程地质条件及稳定性评价

左、右坝肩地形自然坡度为30～40°，两坝肩地层岩性相同，均为三叠系

印支期花岗岩全风化含砾中粗砂土，结构稍密至中密，全风化层厚度大于10～15m。上部5～15m岩，属中等透水；下部弱风化岩体，属弱透水层。

从外坝坡观测情况看，左、右坝肩不存在接触渗漏和绕坝渗漏问题。

根据以上分析，水库坝基、坝肩土体压缩性较大，岩性软弱，，抗剪强度低，地层中等透水，工程地质稳定性一般。

（3）坝体工程地质条件及稳定性评价

大坝填筑土料就地采取γ51印支期花岗岩全风化含砾中粗砂土料为填筑料，受条件的制约，库区土料有限，筑坝时大量使用全风化花岗岩含砾中粗砂土料，含砂量大，无粘粒含量，级配差，土料存在先天不足，施工中土料碾压质量控制不规范，碾压不实。

从大坝的施工情况看，在填筑过程中，采用爆破采土，人工挖装，马车、手推车运输，上坝土料的物理力学指标未作任何检测，填筑后的坝体土料密实程度和均匀程度均较差，大坝坝土填筑压实度低，小于现行规范值要求，大坝坝体的抗滑、抗震稳定性较差。

（4）输水涵工程地质条件及稳定性评价

输水涵：位于大坝右肩，为管径D200mm的铸铁管，坐落于γ51印支期全风化花岗岩上，洞身外围存在接触渗水，稳定较差。

1.3.3影响水库大坝稳定、渗漏及库岸稳定的地质情况评价

（1）大坝渗漏的地质情况评价

施工当时，河床坝基清基不彻底，且又未进行防渗处理，全～强风化岩体，属弱～中等透水层。坝基土体压缩性较大，岩性软弱，抗剪强度低，工程地质稳定性一般。

（2）大坝稳定的地质情况评价

坝体筑坝土料级配差，碾压机具落后，施工工艺、质量控制不规范，坝体填筑压实度低，从而导致坝体渗漏严重、坝体土料变形量大，使坝体的抗滑、抗震稳定性较差。

（3）库岸稳定的地质情况评价

库区无不良地质现象，从水库蓄水情况看，除坝址区外，水库周边无邻谷渗漏现象。库区地势开阔，左、右岸平缓，自然坡度30～40°，近坝岸坡基岩不存在滑动的边界条件，水库运行多年，未发现规模较大的滑坡、崩塌等不良物理地质现象，库岸稳定性较好。

1.4工程建设简介

（1）工程简要建设过程

水库于1981年2月动工兴建，至1982年5月竣工建成并投入运行，水库由于受建库当时客观原因的影响，受技术、经济条件的制约，枢纽建筑物施工质量总体较差，水库自投入运行以来一直带病运行，主要建筑物出现了多种病害。

自竣工投入运行后，后坝坡即出现普遍浸润，并在倒滤体以上汇流成股，呈逐年加重的发展趋势，出现了严重的坝体渗漏病害，危及大坝的安全。

（2）工程存在的主要问题

由于水库建设历时长，并受当时技术、经济等方面的制约和影响，水库始建时未对枢纽区进行任何地质勘探工作，施工中对水库设计指标控制不严，填筑后的坝体土料密实程度和均匀程度均较差，施工时对坝基及两岸坝肩均未采取任何防渗措施，水库自投入运行后不同程度地渗漏，出现了严重的坝体渗漏病害。水库蓄水一直未能达到设计要求，不能发挥工程设计效益。

现状有压输水涵管管身及工作凡尔闸锈蚀严重，在涵管凡尔闸关闭的情况

下，沿涵管外壁接触带存在严重的涌水现象，启闭丝杆锈蚀并扭曲变形，启闭困难，因闸门关闭不严而产生喷射状漏水，进口处未设事故检修闸，应急能力较差。

由于大坝坝体碾压密实度较低，现状坝体局部产生不均匀沉陷，坝面形态不规整。坝脚倒滤体下涌水严重，倒滤体失效。现状大坝仍然存在严重的坝体渗漏病害，并呈日益加重的发展趋势，严重危及大坝的运行安全。