【文章內(nèi)容簡介】 風(fēng)速。壩頂超高復(fù)核；見下表 231。壩頂超高 Y 計算表 表 231防洪標準頻率（%） Y（m） Rp（m） E（m） A（m）地震涌浪高度（m）地震附加沉陷值（m）設(shè)計 5 0校核 5 0壩頂高程復(fù)核按照《碾壓土石壩設(shè)計規(guī)范》推薦的四種情況復(fù)核壩頂高程 S。1）正常蓄水位 加非常運行情況的壩頂超高+地震安全加高；S=++=（m） ；2）；S=+=（m） ；3）正常蓄水位 加正常運行情況的壩頂超高；S=+=（m） 。4）校核洪水位 加非常運行情況的壩頂超高S=+=（m） 。計算表明：計算設(shè)計壩頂為 ，實際壩頂高程為 ，壩頂高程滿足要求，滿足《碾壓土石壩設(shè)計規(guī)范》要求；因此大草灘水庫的壩頂高程滿足《防洪標準》 （GB5020194）的要求。 主要附屬建筑物安全評價放水涵洞安全評價15 / 83放水涵洞泄流量復(fù)核計算閘前采用有壓洞計算公式：（情況說明）放水涵洞進口高程 ，放水涵洞斷面型式城門洞型，斷面尺寸，最大泄水流能力 20m3/s；Q= μW gH2式中：μ—流量系數(shù)；W—過水面積；H 為上游水頭；經(jīng)過復(fù)核，放水涵管水位泄量關(guān)系曲線見圖 ，數(shù)據(jù)詳見表 512。放水涵洞流量復(fù)核計算表表 512μ 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，閘門啟閉機未放在啟閉機平臺上，閘門無法檢修。這樣放水涵洞不能完全正常運行，影響整個水庫大壩效益的發(fā)揮。 溢洪道安全評價溢洪道流量復(fù)核計算公式：16 / 832/30HgmQ??式中，m—，ξ—，B—堰寬取 ,H—堰上水頭 。溢洪道流量復(fù)核計算表表 513m ξ H B Q 最大泄量 ，經(jīng)復(fù)核溢洪道基本能滿足泄洪要求，但溢洪道后部的55m 泄槽未做，這樣導(dǎo)致溢洪道后部排水不暢，目前的出口離壩體太近，如果溢洪道工作，泄槽洪水直接威脅后壩腳和放水涵洞的安全；溢洪道進口控制閘門沒有施工，水庫蓄水水位最高只能達到溢洪道堰頂高程 ，使水庫不能正常發(fā)揮效益。 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，一般情況下不會存在潰壩的危險。經(jīng)過本次鑒定，水庫大壩的壩頂高程滿足規(guī)范要求，但是大壩主要建筑物溢洪道、涵洞均不滿足防洪要求。如果不及時對溢洪道、涵洞進行除險加固處理，大壩的防洪存在巨大的威脅，對下游造成洪災(zāi)，其直接淹沒范圍包括大草灘鄉(xiāng) 7 個村，大石頭鄉(xiāng) 2 個村，照壁山鄉(xiāng) 1 個村，農(nóng)田 104畝、人口約 5175 人。如果發(fā)生潰壩洪水，其淹沒范圍和損失，不僅是大草灘鄉(xiāng)、大石頭鄉(xiāng)、照壁山鄉(xiāng)，而且影響下游雀仁鄉(xiāng)牧民定居的安全，其危害程度將大大增加。 結(jié)構(gòu)安全評價 穩(wěn)定計算工作條件穩(wěn)定計算的工作條件按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 （SL 2742022）規(guī)定執(zhí)行，采用大壩現(xiàn)狀的實際環(huán)境條件和水位參數(shù)，故只針對已建的大草灘水庫運用期可能遇到的工況條件。大草灘水庫運用期可能遇到的工作條件分為以下三種情況。水庫水位為正常蓄水位（或設(shè)計洪水位）的穩(wěn)定滲流期的上游壩坡—正常工作條件。水庫水位為正常蓄水位（或設(shè)計洪水位）的穩(wěn)定滲流期的下游壩坡—正常工作條件。水庫水位為正常蓄水位時，下游取相應(yīng)的最低水位；水庫水位為設(shè)計洪水位時，下游取相應(yīng)的最高水位。17 / 83水庫水位的非常降落時的上游壩坡—非常工作條件。 穩(wěn)定計算方法及結(jié)果本次鑒定選擇壩體具有代表性的 2 個斷面，樁號 0+ 斷面與 0+ 斷面，壩頂平均高程 ，最大壩高 37m，上游壩坡為 1:，下游壩坡為1：。詳見附圖 。由于 C、φ 值采用的是直剪儀慢剪實驗，故穩(wěn)定計算方法采用瑞典條分法分析及有效應(yīng)力法計算。 計算軟件的選擇；此次計算采用北京理正公司編制的邊坡穩(wěn)定軟件計算；計算參數(shù)的選擇；土層定義,以地質(zhì)勘查資料為依據(jù),選擇典型斷面,以典型斷面 0+ 與0+ 斷面地質(zhì)資料計算。 大草灘水庫大壩計算采用參數(shù)表表 241 土料指標部位濕容重g/cm3飽和容重g/cm3內(nèi)摩擦角φ′粘聚力 C′kpa/m2滲透系數(shù)cm/s壩前砼面板 40176。 35 1106砂石料墊層 33176。 103壩體戈壁填筑 37176。 103壩基砂礫石 35176。 102基巖 40176。 50 1107大草灘水庫大壩穩(wěn)定計算成果表表 242 項目 狀況上游壩坡安全系數(shù)下游壩坡安全系數(shù)規(guī)范最小安全系數(shù)樁號 0+ 0+ 0+ 0+正常蓄水位穩(wěn)定滲流期 正常蓄水位至死水位非常工作條件 通過大壩穩(wěn)定計算得出的數(shù)據(jù)來看，原壩體正常水位上游、下游均滿足規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)，水位降落期上游滿足規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)。由此大壩抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。18 / 83 滲流安全評價 滲流場分析計算方法與參數(shù)：大壩滲流分析采用北京理正軟件設(shè)計研究所的滲流分析軟件，采用有限元法計算；計算斷面選取壩體典型斷面 0+ 與 0+ 斷面資料，土層滲透性按各項滲透性考慮。本次鑒定選擇壩體具有代表性的斷面，樁號 0+ 斷面，壩頂高程，壩高 31m；樁號 0+ 斷面，壩頂高程 ，壩高 37m，設(shè)計正常運行水位 ，斷面實測上游壩坡為 1:，下游壩坡為 1：，詳見圖 。大草灘水庫的計算水位條件：（1）上游水位為正常運行水位 ； 壩體主要分層與滲透系數(shù)的選取大壩面板堆石壩，壩體填筑以砂石料為主，壩前為砼面板；壩基表層為礫石土，深度為 1～，下部為細粒長石砂巖。壩前庫中有部分淤積，根據(jù)以上資料，計算斷面可以簡化為 5 個區(qū)域：①壩前砼面板；②砂石料墊層；③壩體戈壁填筑；；④壩基砂礫石；⑤基巖；米泉市水利局大草灘水庫的計算水位條件：上游水位為正常蓄水位，死水位為 ，分區(qū)厚度、范圍及各區(qū)地質(zhì)特性取值見圖 1。滲流計算所采用的主要參數(shù)見表 252。大草灘水庫大壩計算采用參數(shù)表表 252 土料指標部位濕容重g/cm3飽和容重g/cm3內(nèi)摩擦角φ′粘聚力 C′kpa/m2滲透系數(shù)cm/s壩前砼面板 40176。 35 1106砂石料墊層 33176。 103壩體戈壁填筑 37176。 103壩基砂礫石 35176。 102基巖 40176。 50 1107通過滲流程序計算結(jié)果見表 253，計算過程見附表 71712。大壩斷面滲流計算結(jié)果表 25319 / 83樁號 計算水位（m） 壩坡出逸高度（m）壩體溢出點滲透坡降允許滲透比降值 J 允許滲流量（m 3/）0+ 正常運行水位 0+ 正常運行水位 0 大壩 0+ 與 0+ 斷面有限元計算滲流結(jié)果繪制的相關(guān)圖件見滲流計算附圖 ～。 滲流穩(wěn)定性分析壩體的滲流穩(wěn)定性分析參用規(guī)范為：中華人民共和國行業(yè)標準 SL18996《小型水利水電工程碾壓土石壩設(shè)計導(dǎo)則》 、SL2742022《碾壓土石壩設(shè)計》 。壩體的允許滲透坡降：參照以下公式確定 ??n1??＝破 壞J BKj破 壞允 許 ＝————土粒比重 γ s=(g/cm3）n————土的孔隙率(n=)J————滲透坡降KB————流土安全系數(shù)，取 經(jīng)計算 J 破壞 ＝ J 允許 ＝根據(jù)滲流程序計算得出的流網(wǎng)計算，壩后溢出點的滲透比降 imax=＜J 允許 ＝，在允許的滲透比降范圍，因此，壩體的滲流是穩(wěn)定的。壩基的滲流穩(wěn)定性分析根據(jù)滲流程序計算得出的流網(wǎng)計算，壩基的滲透比降 i=，i＜J 允許 ，在允許的滲透比降范圍，因此，壩基的滲流是穩(wěn)定的。 結(jié)論當庫水位為 ，根據(jù)滲流程序計算得：大壩的年總滲流量為Q=105 m3。壩后坡溢出點的滲透比降 imax=＜, 壩基最大滲透比降＜J 允許 ，在允許的滲透比降范圍,壩基的滲流穩(wěn)定。綜上分析，該工程滲流穩(wěn)定，依據(jù)《大壩安全評價導(dǎo)則》SL 2582022,大草灘水庫大壩滲流穩(wěn)定綜合評價定為 B 級。20 / 83 抗震安全復(fù)核 抗滑計算的荷載組合地震荷載的完全組合是：[永久荷載（D）]+[永久荷載產(chǎn)生的地震動荷載（Q）]+[靜、動水荷載（H）]+[內(nèi)孔隙水壓力（U）]。其余荷載如[冰荷載（I）]、[地震巖土動壓力荷載（S）]、[溫度荷載（T）]等均忽略不計。 抗滑計算的方法和相關(guān)參數(shù)地震參數(shù)大草灘水庫的工程規(guī)模為?。?）型水庫，工程等別為Ⅳ等，大壩屬于永久性建筑物中的主要建筑物，工程等級為 4 級。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（SL 203—97）的規(guī)定確定，該大壩的工程抗震設(shè)防類別為丁類。壩址區(qū)經(jīng)查全國 1:400 萬地震烈度區(qū)劃圖為 7 度地震基本烈度區(qū)，相應(yīng)的設(shè)計烈度為 7 度，設(shè)計地震加速度代表值的概率水準為基準期 100 年內(nèi)超越概 P100為 。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，一般情況下，水工建筑物可只考慮水平向地震作用，土石壩在抗震設(shè)計中可只計入順河流方向的水平向地震作用。壩體抗震計算應(yīng)考慮的地震作用為：建筑物自重和其上的荷重所產(chǎn)生的地震慣性力及地震動土壓力，土石壩的地震動水壓力可以不計，不計地震浪壓力和地震對滲透壓力、浮托力及淤沙壓力的影響。計算方法按照《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》的要求，該壩體采用擬靜力法（瑞典圓弧法）進行抗震穩(wěn)定計算。計算程序采用北京理正軟件設(shè)計研究所編制的《邊坡穩(wěn)定設(shè)計軟件》中的邊坡抗震軟件，壩體的邊坡抗震穩(wěn)定性按有效應(yīng)力瑞典法進行計算。計算參數(shù)水平向設(shè)計地震加速度代表值 ah=，g= 2/s，特征周期 Tg=。壩體斷面選擇具有代表性的 2 個斷面，樁號為 0+ 與 0+,其斷面參數(shù)如下：壩頂高程 ，最大壩高 37m，設(shè)計洪水位為 ，上游壩坡為1:；下游壩坡為 1:。具體見附圖 、抗震計算采用參數(shù)表表 261 土料指標部位濕容重g/cm3飽和容重g/cm3內(nèi)摩擦角φ′粘聚力 C′kpa/m2滲透系數(shù)cm/s壩前砼面板 40176。 35 110621 / 83砂石料墊層 33176。 103壩體戈壁填筑 37176。 103壩基砂礫石 35176。 102基巖 40176。 50 1107 抗震計算結(jié)果通過理正計算軟件計算結(jié)果（附表 81812）壩體在 7 度地震+在正常水位下的穩(wěn)定系數(shù)如下表：壩體抗震穩(wěn)定計算成果表表 262非常工作條件樁號 項目穩(wěn)定滲流期與 7176。地震規(guī)范要求上游壩坡 0+下游壩坡 上游壩坡 0+下游壩坡 大壩抗震復(fù)核結(jié)論由大壩抗震計算結(jié)果表明，大壩上游、下游在非常工作條件下均滿足抗震規(guī)范要求，根據(jù)《大壩安全評價導(dǎo)則》SL2582022，大壩的抗震安全級別定為 B 級。 大壩安全鑒定結(jié)論與建議 大壩安全鑒定綜合結(jié)論根據(jù)對壩體的勘探資料分析及壩體多項專題計算分析論證，對大草灘水庫大壩的安全問題得出如下結(jié)論：壩基滲漏；大壩始建于 70 年代，1984 年垮壩后重建，建設(shè)時間長達 15年，由于受資金的限制，大壩的壩基處理不徹底，致使大壩自建成之日便列為病險庫，并限制水位運行，水庫的效益未得到充分發(fā)揮。但水庫淤積較少，仍有充分發(fā)揮效益的潛力。水庫位于大草灘鄉(xiāng)東南約 4km，一旦大草灘水庫出現(xiàn)險情，將危及大草灘鄉(xiāng)及其其他地區(qū)的安全，因此大草灘水庫的安全十分重要和顯著，社會、經(jīng)濟效益仍具有潛力。溢洪道和放水涵洞未完工，因此，大壩的防洪能力不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。22 / 83大壩采用混凝土面板防滲，并在混凝土面板涂一層焦油塑料防滲，但經(jīng)多年運行后焦油塑料有部分脫落，面板也有個別斷裂。目前工程缺乏觀測設(shè)備，僅有一組浸潤線觀測，管理單位管理手段落后，為水庫的安全運行和管理帶來很大的盲目性。根據(jù)以上資料鑒定，大草灘水庫安全級別為 C 級，屬于三類壩，急需進行除險加固處理；分析結(jié)果見表 271。大草灘水庫大壩安全性分級表表 271鑒定項目 安全級別 主要論據(jù)運行管理 差 缺乏安全監(jiān)測設(shè)備和維修資金，管理設(shè)施落后防洪復(fù)核 C 溢洪道、涵洞不滿足防洪要求滲流安全分析 B 壩基最大滲透坡降小于允許滲透坡降 正常運 用條件 瑞典圓弧法 B上游、下游壩坡安全系數(shù)滿足規(guī)范要求抗滑穩(wěn)定安全分析 非常運 用條件 瑞典圓弧法 B上游、下游壩坡安全系數(shù)滿足規(guī)范要求抗震安全分析 B 上游、下游壩坡安全系數(shù)滿足規(guī)范要求綜合鑒定 C 級，三類壩 大壩的防洪安全級別評價為 C 級 綜合