【文章內(nèi)容簡介】 年竣工，完成水庫現(xiàn)狀的主體工程建設(shè)，最大壩高 ，壩頂長度 ，壩頂高程 ～。目前，小春菁舊水庫樞紐區(qū)主要建筑物有大壩、輸水涵管、溢洪道等。庫區(qū)海拔高程為 1640～1478m，壩址以上主河長 ，平均坡降 ‰，多年平均降雨量 1153mm。壩址以上控制徑流面積，水庫總庫容 萬 m3，興利庫容 萬 m3，調(diào)洪庫容 萬 m3，小春菁舊水庫設(shè)計灌溉面積 7000 畝，主要受益區(qū)為響水村委會及小春菁舊中寨，水庫為下游村民增收增產(chǎn)、脫貧致富，改善生活條件等提供了有利條件，水庫的安全運行將有利的促進社會的發(fā)展和進步。另外水庫擔(dān)負著小春菁舊中寨 500 人、8000 畝耕地等的防洪安全任務(wù)。 大壩現(xiàn)狀小春菁舊水庫攔河壩經(jīng)過近 50 年的運行,主要存在以下病險問題:（1）、工程質(zhì)量不合格。（2）、運行管理為差。（3）、大壩現(xiàn)狀防洪能為不能滿足不能滿足二百年一遇（P=%）的校核洪水、二十年一遇（P=5%）的設(shè)計洪水洪水要求，僅能滿足二年一遇的洪水要求。水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為 C級。（4）、大壩存在壩體滲漏、壩基滲漏、繞壩滲漏及結(jié)合部滲漏問題，在正常蓄水位條件下，下游壩坡出逸點實際水力坡降為 ，均大于壩土的允許水力坡降【】；壩基出逸點實際水力坡降為 ，均大于壩基沖積層的允許水力坡降【】，壩土及壩基均產(chǎn)生流土形式的滲透變形現(xiàn)象，滲流性態(tài)不安全。大壩滲流安全等級為 C 級。（5）、壩體壓實度差碾壓不密實，結(jié)構(gòu)松散。大壩上、下游壩坡均存在抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于現(xiàn)行規(guī)范值的工況，有滑動失穩(wěn)的可能性。水庫大壩安全結(jié)構(gòu)等級為 C 級。（6）、大壩壩基表部的沖積物及下伏全～強風(fēng)化巖體不屬液化地層，輸水涵管及溢洪道地基均不屬液化地層。在 7 度地震條件下，大壩上游壩坡的最小抗震穩(wěn)定安全系數(shù)為，大于現(xiàn)行規(guī)范值（），下游壩坡最小抗震穩(wěn)定安全系數(shù)為 小于現(xiàn)行規(guī)范值（）。水庫大壩下游壩坡在 7 度地震條件下，下游壩坡存在滑動失穩(wěn)的可能性。水庫抗震穩(wěn)定性較差，安全等級評定為 C 級。（7）、輸水涵管屬壩下涵管，出口設(shè)置 DN150 凡爾閘，無事故檢修閘，閘閥漏水較為嚴重，可明顯聽到漏水響聲，采用手動啟閉，無啟閉房，啟閉設(shè)施呈暴露狀態(tài)，銹蝕深度36mm，無法正常啟閉。溢洪道無閘門、啟閉房及啟閉設(shè)施。金屬結(jié)構(gòu)安全等級為 C 級。（8）、溢洪道現(xiàn)狀最大下泄流量（ 3/s）小于水庫所需的最大下泄流量（ 3/s），不能滿足泄流要求。小春菁舊水庫大壩工程質(zhì)量不合格，運行管理差，防洪安全等級，滲流安全等級、結(jié)構(gòu)安全等級、抗震安全等級及金屬結(jié)構(gòu)安全等級均為 C 級，達不到現(xiàn)行規(guī)范要求，水庫大壩不能正常運行，急需除險加固處理。評定小春菁舊水庫大壩安全類別為三類壩。 針對小春菁舊水庫大壩存在的主要病險問題和大壩安全鑒定結(jié)論,提出以下加固意見和建議:（1）對大壩壩體、壩基及壩肩進行整體防滲處理；（2）對大壩上下游壩坡進行加高、培厚，增設(shè)上游護坡設(shè)施，翻修下游排水體；（3）對輸水涵管出口啟閉設(shè)施進行改建；（4）對溢洪道進行改建；（5）新建管理所用房，完善交通、通訊等設(shè)施。（6）增設(shè)水平位移、沉陷位移及滲漏量、滲漏壓力、測壓管等觀測設(shè)施，建立水情測報系統(tǒng)。本次防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核起調(diào)水位確定為溢洪道底板高程 （正常蓄水位），相應(yīng)庫容 ，采用列表試算法進行調(diào)洪演算，結(jié)果見下表： 目前地質(zhì)狀況 壩址區(qū)（１）壩體土壩體結(jié)構(gòu)松散，填筑壓實度差，碾壓不密實，透水性強，壩后貼坡排水體高度 ，而且砌筑時未按規(guī)范要求設(shè)置相應(yīng)的反濾層，排水效果差，壩體浸潤線位置較高，滲透水流直接在壩坡出逸（在現(xiàn)狀庫水位 時，下游壩坡出逸高程為 ，高于排水體頂 ）。壩土料質(zhì)量相對較差，抗?jié)B透穩(wěn)定性較差，使得壩坡的整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性均較差。（２）壩基壩址區(qū)所在河谷呈 SN 走向，河谷橫斷面為“U”型谷，左岸地形自然坡度為 10186。 左右，右岸地形自然坡度為 11176。左右，壩頂處河谷寬 80m，河床較為平緩。壩址區(qū)各種物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，主要表現(xiàn)為風(fēng)化。壩址區(qū)巖石風(fēng)化深度隨地形變化，山坡地帶強風(fēng)化深度 7～16m，河床部分強風(fēng)化深 5～16m。大壩壩基巖體中無斷層構(gòu)造線通過，雖節(jié)理裂隙發(fā)育，但巖層連續(xù)性好，未形成連續(xù)的軟弱帶和切割面，大壩下游無切割深槽等臨空面存在，壩基巖（土）體深層抗滑穩(wěn)定性好。但河床壩基表部覆蓋的沖積物承載力較低，對壩坡的穩(wěn)定性影響較大。同時壩基表部覆蓋的河床沖洪積層由于滲透系數(shù)較大，加之現(xiàn)狀壩基底部無防滲心墻及截水槽等防滲設(shè)施，存在壩基滲漏問題。 溢洪道溢洪道全部座落于三疊系中統(tǒng)法郎組薄中厚層狀粉砂巖、粉砂質(zhì)頁巖層上，且?guī)r層呈強風(fēng)化狀態(tài)，由于強風(fēng)化層承載力均能滿足溢洪道及泄水時的壓力要求，溢洪道沿線不存在差異沉降變形，地基穩(wěn)定性好。但地基沿線巖體透水率較大，屬中等透水層，易沿溢洪道基礎(chǔ)底部產(chǎn)生接觸滲漏。 工程任務(wù)和作用本次除險加固的主要任務(wù)是：壩體加固培厚、增設(shè)防浪墻、壩體、壩基、壩肩防滲處理，擴建溢洪道。 除險加固主要建筑物工程布置（一）攔河壩小春菁舊水庫攔河壩為粘土均質(zhì)壩，壩軸線與老壩軸線一致，壩軸線布置成“L”型，根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果，壩頂高程為 ，比原壩高 ，壩頂寬 4m，最大壩高為。由于壩頂加高，上下游壩坡也作相應(yīng)的的調(diào)整，上游壩坡維持現(xiàn)有坡比不變，為1：，采用干砌毛條石護坡，厚 ，護坡底線高程為 ，干砌毛條石護坡下設(shè)碎石墊層和砂墊層，厚度均為 。壩頂為泥結(jié)石路面，下設(shè) 厚的丙種石墊層。考慮防洪安全要求，設(shè)置高為，寬為 的防浪墻。下游壩坡坡比為 1：，整個壩坡采用草皮護坡，考慮整體景觀的布置要求，采用C15 砼預(yù)制塊劃分為 的網(wǎng)格，在網(wǎng)格內(nèi)植草護坡。排水體為棱體排水，對已失效的棱體進行拆除，新建排水棱體，排水棱體頂部高程為，頂寬 ，靠近壩坡側(cè)設(shè)置壩坡排水溝一條，棱體外坡比 1：，設(shè)置碎石墊層和砂墊層。上、下游壩坡均在里程 0+050m 處設(shè)置踏步一道，寬度為 ，采用 漿砌粗料石支砌。上游壩坡設(shè) 漿砌石護岸擋墻，下游設(shè)置 漿砌石護岸擋墻及岸坡排水溝，并在壩腳處設(shè)三角量水堰一座，以利壩體滲流觀測。攔河壩壩體、壩基及壩肩均采用帷幕灌漿防滲，灌漿頂界高程為 ，比設(shè)計洪水位 高 。左、右岸帷幕灌漿延伸至正常蓄水位與相對不透水層在兩岸的交點附近，防滲帷幕線全長 ，帷幕灌漿上排孔布置于壩軸線上，下排孔布置在壩軸線下游 處，其中壩體部分為雙排孔布置，孔距 ，兩壩肩單排孔布置，孔距。灌漿段總長度 。灌漿材料：基巖采用純水泥漿灌注，覆蓋層及壩體土采用水泥粘土漿灌注，防滲設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)≤5Lu。（二）溢洪道溢洪道位于大壩左壩肩，為開敞式，由進口段、控制段、消力池段組成，平面呈彎曲狀，進口底板高程 ，現(xiàn)狀型式為矩形斷面，尺寸為 （高）（寬） ，底板及邊墻均為漿砌塊石砌筑，底板沖刷、邊墻倒塌現(xiàn)象較為嚴重，出口消力池段采用跌坎消能，坎高 10～30cm。擴建溢洪道長為 ，擴建后的溢洪道與壩軸線交角 86176。28′18″，設(shè)計洪水位時下泄流量為 ，校核洪水位時下泄流量為 m3/s，溢洪道由進水渠段、控制段、泄槽段、出口段組成。另在溢洪道出口處新建引洪溝長 150m。2 水文 流域概況 地理位置小春菁舊水庫位于漾濞縣中和營鎮(zhèn)響水村委會小春菁舊上寨，壩址地理坐標(biāo)為東經(jīng)103176。37′，北緯 23176。49′。水庫所在河流為中和營河左岸支流，為珠江流域南盤江水系的次級小支流，大壩距中和營鎮(zhèn)政府約 9km，距漾濞縣區(qū)約 65km，有簡易公路直達壩頂。 流域特征小春菁舊水庫位于南盤江上游, 水庫控制徑流面積 178。，主河長 ，平均坡降‰。 氣象流域地處南盤江上游，屬滇東高原，地形起伏不大，氣候?qū)儆诒睖貛?，具有夏秋多雨溫暖，冬春少雨干旱的特點，多年平均降水量 1153mm，汛期降水占全年降水的 %，枯季降水僅占全年降水的 %，一般雨季開始于 5 月中旬，結(jié)束于 10 月中旬，形成干濕、暖冷分明的氣候特點。 基本資料小春菁舊水庫無實測水位流量資料，附近的流域也沒有水文站，因此本次設(shè)計采用暴雨洪水途徑推求設(shè)計洪水。開遠氣象站離小春菁舊水庫 20km 處，具有 19542022 年共 53年的短歷時暴雨資料，設(shè)計選用雨量站及資料情況見表 21。表 21 水庫基本資料一覽表資料類別站名 站別 資料年限年雨量 最大一日 短歷時暴雨開遠 氣象站 1957—2022 √ √ √該氣象站的資料經(jīng)過整編、審查和刊印，精度可靠，能滿足本次水庫大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核的要求。 基本資料綜合評價可靠性分析從可靠性來看：該站為國家基本氣象站點,降雨資料均由有關(guān)專業(yè)人員觀測，觀測場地固定、四周開闊，儀器設(shè)備性能良好，降雨過程觀測控制完整，每年的氣象觀測資料均通過漾濞縣氣象局及云南省氣象局的整編、校核、審查、刊印，是合理可靠的，因此，降雨資料（含暴雨資料）可靠。一致性分析對降雨系列而言，在相對地質(zhì)年代很短的時期內(nèi)，影響降雨的主要因素（如氣候成因、地形、地貌）不會因受人類活動的加劇明顯改變，而是基本處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，也即歷年降雨資料（含暴雨資料）成因前后具有較高一致性，因此，在具有相同成因條件下，歷年降雨樣本系列前后段具有較高的一致性。代表性分析根據(jù)目前理論研究水平，當(dāng)用統(tǒng)計推斷的方法推求某一指定頻率的暴雨時，為了減小計算的抽樣誤差，一般要求其樣本系列應(yīng)充分長，但從數(shù)理統(tǒng)計角度看，再長的實測系列也僅為總體的一個樣本，鑒于此，現(xiàn)行《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》 （SL442022）規(guī)定：實測或插補的暴雨樣本系列長度至少應(yīng)在 30 年以上，從大理氣象站實測暴雨系列情況看，實測最大一日降雨量系列連續(xù)達到 53 年，且在 53 年的時期內(nèi)已隨機地分布大暴雨（日降雨量≥100mm， ） 、暴雨（日降雨量在 50～100mm 之間）和一般暴雨（日降雨量＜50mm， ） ，說明該站系列中已包含有大、中、小暴雨量，系列長度滿足計算要求，具有代表性。對大理氣象站的年雨量資料逆時序進行累進均值、Cv 及差積曲線計算分析，從 2022年到 1965 年均值、Cv 值趨于穩(wěn)定，但差積曲線正半周期明顯，負半周期較弱，雨量資料具有一定的代表性。對雨量資料進行 PIII 型頻率曲線適線分析，統(tǒng)計參數(shù)見表 22：表 22 大理氣象站短歷時暴雨統(tǒng)計參數(shù)成果表（實測資料法）站名 最大 1 小時 最大 6 小時 最大 24 小時統(tǒng)計參數(shù) 均值（mm） Cv Cs/Cv 均值（mm） Cv Cs/Cv 均值（mm） Cv Cs/Cv大理氣象站 70 圖 21 大理氣象站年最大 1 小時降水量累進值圖圖 22 大理氣象站年最大 6 小時降水量累進值圖圖 23 大理氣象站年最大 24 小時降水量累進值圖圖 24 氣象站最大 24 小時暴雨頻率綜合曲線 歷史洪水和暴雨的調(diào)查、考證與應(yīng)用水庫集水面積較小，史志中沒有大洪水及受災(zāi)記錄，本次復(fù)核沒有調(diào)查考證的歷史資料。 設(shè)計暴雨推求水庫無實測短歷時降水量資料，本次設(shè)計直接移用大理氣象站 1954～2022 年短歷時降水量資料推求設(shè)計暴雨，從安全角度考慮，同時利用水利部水文[2022]100 號文正式批準(zhǔn)的《云南省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集》中的暴雨參數(shù)推求設(shè)計暴雨，比較兩種方法計算的設(shè)計暴雨，取最不利的情況作為本次評價的設(shè)計暴雨。 用大理氣象站的 24 小時時段暴雨系列資料作頻率計算，采用 PⅢ型曲線進行適線，統(tǒng)計參數(shù)見表 2成果見表 23表 23 小春菁舊水庫 24 小時設(shè)計點暴雨成果（實測資料法） 單位：mm 頻率項目 P=% P=1% P=5% % %H1h H6h H24h 從《云南省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集》中可以查到小春菁舊水庫的短歷時暴雨統(tǒng)計參數(shù)，從而計算出相應(yīng)頻率的設(shè)計值，見表 2表 25。表 24 小春菁舊水庫暴雨統(tǒng)計參數(shù)表（查圖法）站名 最大 1 小時 最大 6 小時 最大 24 小時統(tǒng)計參數(shù)　 均值（mm） Cv Cs/Cv 均值（mm） Cv Cs/Cv 均值（mm） Cv Cs/Cv大理氣象站 36 53 73 表 25 小春菁舊水庫 24 小時設(shè)計點暴雨成果（查圖法） 單位：mm頻率項目 P=% P=1% % % %H1h H6h H24h 比較實測暴雨統(tǒng)計參數(shù)和《云南省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集》中的參數(shù)，可以看出，使用云南統(tǒng)計參數(shù)圖籍得出的暴雨參數(shù)要大于實測暴雨統(tǒng)計參數(shù)，相應(yīng)的設(shè)計暴雨也大于使用實測暴雨資料計算出的設(shè)計暴雨值。由于水庫所在流域平均海拔比大理氣象站海拔高出 700m左右，而降雨量有隨海拔升高升高的特點，使用低海拔的降雨量可能會使計算結(jié)果偏低，為安全起見，最終的設(shè)計暴雨值采用了經(jīng)水利部審查批準(zhǔn)的《云南省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集》的參數(shù)計算出來的成果。水庫流域中心位于云南省暴雨區(qū)劃第 11 區(qū)，概化雨型及時深、面深關(guān)系按“云南省暴雨徑流查算圖表”中 11 區(qū)有關(guān)參數(shù)確定，據(jù)相關(guān)規(guī)定可求出設(shè)計面暴雨過程。 設(shè)計洪水推求查《云南省暴雨洪水查算圖表》 ，流域中心位于云南省產(chǎn)流區(qū)劃第 2 區(qū)，匯流區(qū)劃第 2區(qū)，產(chǎn)流參數(shù)包括前期土壤最大含水量 Wm、洪水前期土壤含水量 Wt、穩(wěn)定下滲率 fc、流域不平衡水量△R；匯流參數(shù)包括徑流面積 F、河道平均比降 J、河長 L、流域形狀系數(shù) B 及匯流系數(shù) Cm、Cn ，詳見表 26。根據(jù)設(shè)計面暴雨過程及產(chǎn)流參數(shù)按相關(guān)規(guī)定推求設(shè)計凈雨過程及主凈雨強度，按匯流參數(shù)及主凈雨強度由經(jīng)驗公式轉(zhuǎn)換求納希瞬時單位線無因次參數(shù),繼而推出 u（t） ，按流域面積