【正文】 土、卵石，卵石層部分壩段出露壩基表層，且滲透性較強(qiáng)，水庫建成初期，庫水延卵石層向外滲漏，但經(jīng)過多年運(yùn)行后，水庫淤積嚴(yán)重，淤積層厚 ，為天然隔水層，壩基滲漏減少，經(jīng)本次勘察在壩后未發(fā)現(xiàn)滲漏出露點(diǎn)。 卵石位于粉土層之下，（其中樁號 0+2500+100 卵石出露于壩基表層）呈青灰色，可見最大粒徑 300mm，粒徑多在 4060mm 之間，磨圓度較差，骨架交錯(cuò)排列，部分接觸，孔隙由中粗砂充填，較密 中密狀。 根據(jù)壩軸線探井，取樣測試的土體干密度，液塑限、孔隙比、滲透系數(shù)等物理性質(zhì)指標(biāo)，繪制了干密度、滲透系數(shù)分區(qū)圖，從上述圖件可以直觀地看出壩體質(zhì)量在剖面上的分布狀況，現(xiàn)將壩體按涵洞以西壩段（ 0+000— 0+676）、涵洞以東壩段（ 0+000— 0450）分別論述： 涵洞以西壩段 （ 0+6760+000）除 （ 0+500 — 0+450）段 m 以下，（ 0+450— 0+250）段 （ 0+2500+100）段 m以下壩體，填筑質(zhì)量滿足要求外，其余壩體均不符合填筑要求。 壩體斷面不規(guī)則，壩頂寬窄不一，壩頂面凸凹不平整，應(yīng)采取消坡、護(hù)坡加厚壩體 等措施。 水庫工程 未 建前，春洪及冬閑水利用率不到 10%，水庫蓄水受益后，生產(chǎn)面貌 大 變 。控制灌溉面積 萬畝。 大草灘 水庫水利工程示意圖 大草灘 水庫大壩原設(shè)計(jì)為 均質(zhì)土 壩 。 溢洪道 只完成進(jìn)口和 85m 泄槽 混凝土澆筑 ，進(jìn)口控制閘門、 還有 55m 的 泄 槽 沒有施工； 放水 涵洞 出口未做控制閘門， 目前出口用臨時(shí)圍堰堵水運(yùn)行； 由于資金缺乏， 放水涵洞 閘門 啟閉機(jī) 當(dāng) 4 時(shí)當(dāng)時(shí)安置在豎井檢修平臺(tái)上，沒有安裝檢修閘門，控制 閘門無法檢修 。 該水庫服務(wù)區(qū)的 大草灘 村 是以 種植 業(yè)為主， 大草灘 水庫 對 大草灘 村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)的開發(fā)建設(shè) ， 農(nóng) 民定居起巨大作用 ； 1989由米泉縣水電局 進(jìn)行 勘察 設(shè)計(jì)，在前期的設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員對庫區(qū)、壩區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件作詳 細(xì)勘探 ，與 1989年年 底 完成技術(shù)設(shè)計(jì)， 計(jì)劃工期 1年 ； 新設(shè)計(jì)的水庫大壩為 均質(zhì)土 壩，設(shè)計(jì)庫 40 萬 m3，最大壩高 。 1989 年米泉縣水利局為解決大草灘村居民和牲畜用水計(jì)劃 在澇 壩基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì) 擴(kuò)建 大草灘水庫 。由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在低山區(qū)丘陵地帶沉積著厚度不等的第四紀(jì)冰磧沉積層和黃土。 從鐵廠溝的資源量 看，保證率 50％的水平年，年徑流量為 萬 m3。上游稱玉什布早河，由大溝、貨郎溝、 甘 溝匯合而成。年降水量 毫米，其中作物生長期（ 4～ 9月）降水量 毫米。大草灘水庫位于堿泉子溝和沙溝的合匯處，主要引蓄鐵廠溝河冬閑水及堿泉子溝和沙溝的春季洪水和夏季暴雨洪水。 該水庫屬于未完工工程， 除了初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)各階段的資料比較齊全以外，施工階段的 有關(guān)資料比 較缺乏 ； 對此我們采用與原設(shè)計(jì)、施工人員座談收集，并與規(guī)范相比較，以判斷工程的實(shí)際施工質(zhì)量；同時(shí) ， 對該水庫的有關(guān)建筑物以及壩基進(jìn)行補(bǔ)充勘探、試驗(yàn)，重新取證壩體參數(shù)，用新參數(shù)重新進(jìn)行評價(jià)，最后利用收集的資料和勘探試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算，通過與現(xiàn)行規(guī)范比較，最終確定大壩的安全級別。 2021年 3月，我院 測量 專業(yè)人員對 大草灘 水庫 進(jìn)行了 壩址區(qū) 地形測量和橫斷面測量，地質(zhì)專業(yè)人員進(jìn)行了 詳細(xì)的地質(zhì)勘察，其中包括對壩體的鉆孔取樣和 探坑取樣，進(jìn)行樣品試驗(yàn)及試樣分析等地質(zhì)勘察工作， 3 月 底完成 試驗(yàn) 資料 數(shù)據(jù)分析 。 1 前 言 我院于 2021年 3月受 米泉市水利局 水管總站 的委托，對 米泉市鐵廠溝鎮(zhèn)大草灘 水庫進(jìn)行大壩安全鑒定。 4 月在 完成 大壩的地質(zhì)勘察 試驗(yàn) 資料后，開始進(jìn)行大壩的 防洪、 滲流穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和抗震安全的復(fù)核工作。 本次 大草灘 水庫 安全鑒定提供的成果報(bào)告有：《 米泉 市 大草灘 水庫 大壩安全鑒定報(bào)告》 。 氣 象 大草灘 流 水庫氣象資料缺乏，本次收集到距水庫 12km 的米泉市氣象站的部分觀測資料，根據(jù)資料分析鐵廠溝鎮(zhèn)處于中部暖溫帶地區(qū)（平原區(qū)）。年平均風(fēng)速 ，春末夏初多大風(fēng)，大風(fēng)日數(shù) 11天，瞬間最大風(fēng)速 30m/s。大溝最長，為主流，源于沙勒克爾至冰草臺(tái)子，有大小泉 18個(gè)，流量 500 秒公升 ，天蓬溝以下變?yōu)闈摿?，只大石崖斷層阻隔出露地面。在非灌溉期?11 月到次年 4 月，這六個(gè)月的冬閑水就有 萬 m3，占總進(jìn)流量的 44％。區(qū)域地層從元古界至第四系多有出露，中元古界長城 — 薊縣系為結(jié)晶片巖、片麻巖、混合巖和大理巖組成的變質(zhì)巖系，出露于西南高山區(qū)， 場區(qū)附近被第四系地層全部覆蓋，主要為坡積、風(fēng)積和沖洪積物。工程于 1989 年底開工， 1990 年 7 月 26 日昌吉州水利局尹局長一行四人對水庫工地檢查 ，對于大草灘水庫工程不按技術(shù)要求進(jìn)行施工提出建議停工整頓，并形成米水（ 90） 031 號文件未果。 該水庫開工初期由于資金基本上可以保證，施工進(jìn)度基本上可以按施工計(jì)劃進(jìn)行， 到 1992 年，由于當(dāng)時(shí)物價(jià)飛漲，資金無法保障，工程施工進(jìn)度無法保證，在施工過程中許多設(shè)計(jì)也被簡化了。 水庫管理機(jī)構(gòu) 及管理制度 水庫為 米泉市水利局 水管總站下屬 鐵廠溝鎮(zhèn) 水管 站管理 ，水管所現(xiàn)有管理人員 11 人，大專 6名，中專 3名，高中 1 名，初中 1名；其中技術(shù)人員 2 名，助理工程師 2名；還有 季節(jié)性配水員 6 名。 壩頂高程 652m。 水庫的主要效益 由于 米泉市 是資源性缺水地區(qū)， 無大的河流 ，水利工程調(diào)蓄能力低，地表水還有開發(fā)潛力，可增加引用水量；水庫雖然不大，但在攔蓄 春夏洪水 、冬閑水、調(diào)節(jié)水量、灌溉供水、補(bǔ)給地下水源均起到不容忽視的作用；水庫的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，尤其是對下游灌區(qū)的水資源的充分利用起到調(diào)節(jié)作用，提高了水資源的利用率。 工程存在的主要問題 水庫大壩 一直屬于未完工程帶病 運(yùn)行至今存在的問題較多，主要原因 為 重 建庫時(shí) 由于受資金 、技術(shù) 及各方面的因 素 ， 未按 原設(shè)計(jì) 施工 ， 許多 工程措施不到位 ，水庫工程有多項(xiàng)未完項(xiàng)目 ， 目前現(xiàn) 主要 問題 有： 通過本次地質(zhì)勘探工作所取得的資料分析認(rèn)為，涵洞以西（ 0+6760+000）壩段除 （ 0+500 — 0+450）段 m 以下，（ 0+450— 0+250）段 以上壩體及（ 0+2500+100）段 m 以下壩體，填筑質(zhì)量滿足要求外，其余壩體均不符合填筑要求。 放水涵洞地基土為卵石，工程地質(zhì)條件較好，但經(jīng)多年運(yùn)行，工程以老化，鋼管腐蝕嚴(yán)重， 閘閥常年露水， 以不能正常使用。涵洞以東壩段 （ 0+0000450） 6 除樁號（ 00500150）段 m以下壩體填筑土質(zhì)量滿足要求外，其余壩體填筑質(zhì)量均不符合要求。壩基土巖性主要為卵石，根據(jù)顆分試驗(yàn)成果分析：土體為非連續(xù)級配土，不均勻系數(shù) Cu 在 之間，判定土的滲透變形類型為管涌型，土的滲透管涌破壞臨界水力坡度 Jcr 可用下列方法確定： （ 1）根據(jù)土中細(xì)粒含量確定（粒徑＜ 1 mm 的顆粒含量） 根據(jù)顆分試驗(yàn)資料，壩基土中細(xì)粒含量在 13%16%之間，根據(jù)臨界水力坡度與細(xì)顆粒含量關(guān)系曲線分析確定：臨界水力坡度 Jcr 在 之間。 根據(jù)壩基巖土性質(zhì)、形成地質(zhì)年代（ Q3）及地下水埋深條件，按《水利水電抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》判定：壩基土無液化的可能。 壩體斷面不規(guī)則，壩頂寬窄不一，壩頂面凸凹不平整，應(yīng)采取消坡、護(hù)坡加厚壩體等措施。 由于 1989 年施工存在質(zhì)量問題，水庫屬于未完工程一直帶病運(yùn)行，水庫蓄水受到限制，蓄水位限制在 648m 以下，限制庫容 28 萬 m3。干容重最大值為 g/cm3 ，干容重最小值為 g/cm3，平均值為 g/cm3。 建筑物地基 處理 質(zhì)量 評價(jià) 壩 基處理 質(zhì)量評價(jià) （ 1） 0+000+100 段、 0+3300+430 段 壩體座落在長石中細(xì)粒砂巖與泥質(zhì)巖互層之上，巖層走向同壩軸線夾角 200。滲透系數(shù)為 103— 102cm/s，河床天然容重 ，與上部碾壓壩體共同組成水庫大壩。 （ 1） 0+000+100 段、 0+3300+430 段基巖出露段； 由圖 05 顯示，趾板基礎(chǔ)，對表面強(qiáng)風(fēng)化層進(jìn)行清除，開挖深度 。當(dāng)水頭蓄至 1700m時(shí)，西岸壩下游 700 余米處的小羊圈溝有滲漏溢出點(diǎn)。 （ 2） 0+1000+330 段趾板固結(jié)灌漿區(qū)； 該段基礎(chǔ)基巖為粉砂質(zhì)泥巖與長石中 — 細(xì)粒砂巖互層，破碎較嚴(yán)重，清基最深處可達(dá) m，基礎(chǔ)在死水位以下，對此段基巖，基礎(chǔ)以下平均 范圍，進(jìn)行固結(jié)灌漿。據(jù)原 大草灘 水庫修建施工人員稱，當(dāng)時(shí)河床開挖在這 20余 m范圍內(nèi)，因嚴(yán)重漏水多臺(tái)抽水機(jī)都力莫能助，無法施工，由此可見滲透性能之良好。形成壩下最主要的滲漏通道，也是該庫區(qū)地下水的下游排泄的通道，因而必須引起足夠的重視。當(dāng)水位升到 1700m 高程時(shí)，滲流通過冰磧堆積物向下游滲漏。巖性為 0+004段為中粒長石砂巖； 0+0040+007 左右為斷層破碎帶，寬度約為 ，推斷為層間滑動(dòng)斷層， 0+0070+134 段粉砂質(zhì)泥巖與長石中細(xì)砂巖互層。當(dāng)水位升至 1700m 左右時(shí)，呈線狀分 布有長 的出水區(qū)，根據(jù)水庫管理人員測定，出水量約為 45l/s。開挖后，地質(zhì)人員發(fā)現(xiàn)，基巖節(jié)理發(fā)育，據(jù)施工人員回憶，對基礎(chǔ)進(jìn)行超深開挖，后又用砼回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，進(jìn)口處又進(jìn)行了帷幕灌漿處理，基礎(chǔ)安全沒有大的問題。 （ 2） 防滲砼面板澆筑質(zhì)量差，面板砼強(qiáng)度保證率為 %，達(dá)不到 80%的要求。 （ 4）溢洪道基礎(chǔ)基巖節(jié)理發(fā)育、破碎比較嚴(yán)重，而且又有斷層存在，基礎(chǔ)又有滲漏現(xiàn)象，對斷層處理只做 深處理，滿足不了防滲要求。處 理深度應(yīng)以透水率小于 10Lu為界限。 大壩維修 自 1993 年壩體規(guī)模和壩高基本定型后，由于種種原因大壩未經(jīng)過高水位的檢驗(yàn)、未作過全面的鑒定，只是局部的修修補(bǔ)補(bǔ)，對威脅壩體安全和正常運(yùn)行的隱患未作 徹底 處理 ， 大壩沒有得到完好的維修，并限制水位運(yùn)行，限制了大壩效益的發(fā)揮。 大壩安全監(jiān)測 大壩沒有 完整的 安全監(jiān)測設(shè)備，水庫大壩壩址地處 Ⅶ 度地震區(qū)，氣候嚴(yán)寒，風(fēng)浪較大，而大壩缺少必備的安全監(jiān)測設(shè)備，同時(shí)也就缺少可供鑒定的資料；根據(jù)大壩的現(xiàn)狀情況，威脅壩體安全的壩基 滲漏 等 問題有發(fā)展的趨勢。 觀測、交通和通訊設(shè)施 目前工程缺乏觀測設(shè)備， 僅有一個(gè)浸潤線觀測斷面，對大壩整體觀測不夠完善，管理單位管理手段落后，為水庫的安全運(yùn)行和管理帶來很大的盲目性。 （ 2） 壩體前壩坡設(shè) 混凝土 護(hù)坡，同時(shí)由于風(fēng)浪的 沖涮 ， 作為壩體的防滲體面板有 個(gè)別 斷裂，表層的焦油塑料脫落 、嵌縫止水可別發(fā)生分離 。 防洪 標(biāo)準(zhǔn) 復(fù)核 大草灘 水庫 為 山區(qū) 水庫， 擔(dān)當(dāng)一定的 防洪任務(wù)，工程規(guī)模為?。?1）型水庫；水庫大壩的工程等別為Ⅳ等， 壩體 的級別為 4 級， 溢洪道、 涵洞級別為 4 級，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)： 設(shè)計(jì)情況為 50年一遇 ，校核情況為 300 年一遇 （ 防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定是用于壩頂超高的計(jì)算 ） 。 設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)行情 況的壩頂超高； 正常蓄水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高； 校核洪水位加非常運(yùn)行情況的壩頂超高； 正常高水位加非常運(yùn)行情況的壩頂超高，加地震安全加高（ ～ ），取 。 以下為根據(jù)《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中介紹的方法和公式，計(jì)算水庫波浪爬高，確定壩頂高程。 1） 正常蓄水位 加非常運(yùn)行情況的壩頂超高 +地震安全加高；S=++=（ m）； 2） 設(shè)計(jì) 洪水位 ； S=+=（ m）； 3） 正常蓄 水位 加正常運(yùn)行情況的壩頂超高 ； S=+=（ m）。 15 放水涵洞流量復(fù)核計(jì)算表 表 512 μ A H g Q H 白楊河水庫涵洞水位～流量曲線 流量( m3/s)水位(m) 放水涵洞經(jīng)復(fù)核流量滿足下游灌溉要求，但放水涵洞未完工，涵洞出口未做控制閘門，閘門槽只做了一期混凝土，二期混凝土未做，閘門啟閉機(jī)未放在啟閉機(jī)平臺(tái)上，閘門無法檢修。 潰壩洪水下游淹沒范圍與損失評估 大草灘 水庫 大壩質(zhì)量較好 ，一般情況下不會(huì)存在潰壩的危險(xiǎn)。 結(jié)構(gòu)安全 評價(jià) 穩(wěn)定計(jì)算工作條件 穩(wěn)定計(jì)算的工作條件按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL 2742021）規(guī)定執(zhí)行，采用大壩現(xiàn)狀的實(shí)際環(huán) 境條件和水位參數(shù)，故只針對已建的 大草灘 水庫 運(yùn)用期可能遇到的 工況 條件。 水庫水位為正常蓄水位時(shí)，下游取相應(yīng)的最低水位；水庫水位為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，下游取相應(yīng)的最高水位。 由于 C、φ值采用的是直剪儀慢剪實(shí)驗(yàn)，故穩(wěn)定計(jì)算方法采用瑞典條分法分析及有效應(yīng)力法計(jì)算 。 103 壩體戈壁填筑 37176。