【導(dǎo)讀】云南省楚雄州楚雄市小瓦橋水庫除險加固工程。河南華北水利水電勘察設(shè)計有限公司。二○一○年十二月。高鳳桐施家勇馬蕊。孫斌沈春陽張永祥

　　

【正文】 移觀測樁、滲透壓力觀測管等觀測設(shè)施不完善、不配套，并且沒有建蓋管理所。 （ 7）水庫未設(shè)專業(yè)技術(shù)人員，加之資金、設(shè)備缺乏，監(jiān)測資料缺乏。 安全鑒定結(jié)論 2021 年 04 月楚雄州 水務(wù)局 組織專家組對 小瓦橋 水庫大壩安全評價報告進行評審，并形成專家組意見， 小瓦橋 水庫大壩類別為三類壩，楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 6 水庫的病害已嚴重制約了其社會、經(jīng)濟效益的發(fā)揮。安 全鑒定主要結(jié)論如下： 工程質(zhì)量評價 ： 大壩干密度 ～ 179。，平均 179。，擾動樣的干密度為 g/cm179。，相應(yīng)壩體壓實度為 ～ ，平均壓實度為 ，壓實度達不到規(guī)范規(guī)定要求，綜合評定工程質(zhì)量等級為不合格。 運行管理評價 ： 綜合評定運行管理等級為差。 大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核 ： 小瓦橋水庫現(xiàn)狀抗洪能力不滿足 200 年的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)，參照《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》（ SD258— 2021）之規(guī)定，小瓦橋水庫大壩防洪安全性分級為 C 級。 大壩及輸泄水建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性復(fù)核 ：根據(jù)大壩抗滑穩(wěn)定復(fù)核計算結(jié)果，大壩上游坡在各種運用條件下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，上游坡發(fā)生整體滑動的可能性較小。按《評價導(dǎo)則》土石壩結(jié)構(gòu)安全性分級，為 A 級。對于大壩的下游坡 ，在校核洪水位工況下的抗滑穩(wěn)定系數(shù)為 （簡化畢肖普法） ，小于規(guī)范值 ，結(jié)構(gòu)安全性分級為 C 級。在設(shè)計洪水位工況下的抗滑穩(wěn)定系數(shù)為 （簡化畢肖普法），小于規(guī)范值，結(jié)構(gòu)安全性分級為 C 級。 按《評價導(dǎo)則》土石壩結(jié)構(gòu)安全性分級，為 C 級。對照《水庫大壩安全評價導(dǎo)則（ SL258— 2021）》有關(guān)規(guī)定，土石壩結(jié)構(gòu)安全性分 級為 C 級。 溢洪道和輸水涵洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。綜合評定水庫大壩結(jié)構(gòu)安全等級為 C 級。 抗震穩(wěn)定性復(fù)核 ： 大壩壩基、溢洪道地基和輸水涵洞地基均不屬液化地基。水庫在Ⅶ度設(shè)防烈度情況下， 大壩下游壩坡在 設(shè)計洪水位工況下 抗震穩(wěn)定安全系數(shù) K 為 （ 簡化畢肖普法） ，小 于規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)值 K=， 結(jié)構(gòu)安全性分級為 C 級。在 正常蓄水位工況下 抗震穩(wěn)定安全系數(shù) K 為 （ 簡化畢肖普法） ，略大 于規(guī)范規(guī)定的楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 7 安全系數(shù)值 K=， 結(jié)構(gòu)安全性分級為 B 級。在 現(xiàn)狀運行水位工況下抗震穩(wěn)定安全系數(shù) K 為 （ 簡 化畢肖普法） ，大 于規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)值 K=， 結(jié)構(gòu)安全性分級為 A 級 ， 按《評價導(dǎo)則》土石壩結(jié)構(gòu)安全性分級， 為 C 級 。大壩上游壩坡在 現(xiàn)狀運行水位、正常蓄水位、設(shè)計 洪水位 、正常蓄水位緩降至死水位 工況下的抗震穩(wěn)定安全系數(shù) K分別為 、 、 、 (簡化畢肖普法） ，大 于規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)值 K=， 結(jié)構(gòu)安全性分級 為 A 級， 按《評價導(dǎo)則》土石壩結(jié)構(gòu)安全性分級， 為 A 級 。溢洪道 控制段 邊墻的抗震穩(wěn)定安全系數(shù)和抗傾安全系數(shù)均 大于 規(guī)范值，抗震安全性 滿足規(guī)范要求 。輸水涵洞 抗震穩(wěn)定性滿足規(guī) 范要求 。 綜合評定水庫大壩抗震安全等級為 C級。 大壩及輸泄水建筑物滲流穩(wěn)定性評價：大壩存在壩基和壩肩滲漏問題，且滲漏量隨庫水位的升降變化明顯，壩土滲透系數(shù)滿足規(guī)范要求，壩體出逸比降大于允許出逸坡降，壩基出逸比降大于允許出逸坡降，壩基可能發(fā)生滲透破壞。 溢洪道位于左岸山坡與壩體結(jié)合部，為無閘控制的寬頂堰，沿線出露基巖為侏羅系下統(tǒng)（ J1） 為淺紫紅色、黃灰、灰綠等色頁巖夾薄層砂巖，主要為全～強風(fēng)化，局部為弱風(fēng)化，強度一般可滿足荷載要求。溢洪道邊墻底板砂漿脫落、掉塊，裂縫等現(xiàn)象嚴重，抗風(fēng)化和沖刷能力弱。溢洪道不存 在滲漏現(xiàn)象。 輸水涵洞進口淤積，洞身頂拱和邊墻漏水。在正常蓄水位 下，關(guān)閉閘門，涵洞出口漏水量為 。在現(xiàn)狀水位 下，關(guān)閉閘門，涵洞出口漏水量為 。 這些病險危威脅著輸水涵洞的結(jié)構(gòu)安全和正常運行。 綜合評定水庫大壩滲流安全等級為 C 級。 金屬結(jié)構(gòu)復(fù)核：輸水涵洞的金屬結(jié)構(gòu)主要是啟閉機和一道平板楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 8 鑄鐵閘門，啟閉機設(shè)備較為陳舊，布滿油垢，外殼有局部銹蝕，啟閉較為靈活。平板鑄鐵閘門銹蝕 80%，銹蝕深度 ～ ，不存在滲漏現(xiàn)象。 綜合評定水庫金屬結(jié)構(gòu)安全等級為 A 級 。 根據(jù)水利部《水庫大壩安全鑒定辦法》和《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》， 小瓦橋 水庫大壩安全性評價為三類壩。 除險加固的必要性 小瓦橋 水庫位于 楚雄市 新村 鎮(zhèn) 灑樹咪 村委會， 灌溉著灑樹咪和大坎子兩個村委會。灑樹咪村委會涉及菜家、海子山、明家村、大青樹、陳家村、蒼房、多依樹、高家、紅土坡、魯克堵、對過山、大瓦房、易家、花紅樹、平掌、大戶、新村上排、新村下排、渣苴山、下灑打等村，大坎子村委會涉及小麻樹、大菜園、祭龍山、壩尾巴、上村等村，受益 26 個村民小組，農(nóng)戶 526 戶， 2091 人口，耕地 2194 畝（水田 畝、旱地 畝）。同時擔(dān)負著水庫下游 處市鄉(xiāng)公路， 3km 鄉(xiāng)村公路、三個水電站， 2091 多名村民， 2194 畝耕地的防洪任務(wù)，水庫若出現(xiàn)潰壩，將造成巨大的財產(chǎn)損失，其各種損失是無法估量的。故水庫安全與否，其地位是極其重要的，所以對小瓦橋水庫進行除險加固無論對受益區(qū)經(jīng)濟發(fā)展及下游的社會安定都是十分必要的。 小瓦橋 水庫是一座灌溉 、 防洪為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖的綜合性小 (二 )型水利工程。它的興建， 灑樹咪、大坎子兩個村委會共 2194 畝農(nóng)田灌溉得到保障， 改變了當(dāng)?shù)卮鬄?zāi)大減產(chǎn)、小災(zāi)小減產(chǎn)、風(fēng)調(diào)雨順靠天增產(chǎn)的局面， 成為 新村鎮(zhèn)灑樹咪村委會 的骨干水利工程 之一 。 楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 9 除險加固設(shè)計 水文 自然地理概況 小瓦橋 水庫 位于楚雄市東南部，屬新村鎮(zhèn)窩碑村委會， 距楚雄市，距灑樹咪村委會 7km，屬珠江流域紅河水系綠汁江支流馬龍河二級支流上大舊村河上的小瓦橋河，大舊村河發(fā)源于楚雄市新村鎮(zhèn)灑樹咪村委會麻栗樹附近，經(jīng)小瓦橋河匯入小舊村河，經(jīng)小舊村河匯入馬龍河，馬龍河一路向南匯入綠汁江。控制 徑流面積 （注冊表： ㎡） ，主河長 ，河道平均比降 ‰ ，水庫地理坐標(biāo)為 東經(jīng) 101186。10180。12″ ～ 101186。13180。48″ ，北緯 24186。43180。21″ ～ 24176。 44′09″。 壩頂高程 ,壩址河床高程 ,水庫總庫容 萬 m179。（注冊表： 萬 m179。），森林植被覆蓋好 。 設(shè)計洪水 小瓦橋 水庫 鄰近地區(qū)具有較長實測暴雨資料的站點是 雙柏 氣象站 ， 根據(jù)資料情況和水庫流域特性，以 雙柏 氣象站為參證站，將 雙柏縣氣象站長系列（ 1959～ 2021 年）短歷時實測 點 暴雨資料統(tǒng)計參數(shù)移置于 設(shè)計 流域中心， 并由設(shè)計暴雨推求設(shè)計洪水（該方法簡稱“參數(shù)移用法”） 。 小瓦橋 水庫流域中心 處點暴雨統(tǒng)計參數(shù)也可由《云南省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集》查算而得（該方法簡稱“圖集法”）。最終 小瓦橋 水庫流域中心處點暴雨統(tǒng)計參數(shù)采用 暴雨參數(shù)移植法 的成果，設(shè)計洪水是采用《云南省暴雨洪水計算手冊》程序計算。 表 小瓦橋 水庫設(shè)計洪水成果比較表 頻 率 方 法 % 1% 2% % 5% 10% 20% 暴雨途徑 洪峰（ m179。/s） 洪量（萬 楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 10 m179。） 枯期設(shè)計洪水，由于本流域無枯期洪水實測資料，選擇相鄰流域董戶村 水文站為參證站，根據(jù) 董戶村 水文站洪峰、一日洪量的枯、汛期同頻率洪水比值進行移置計算。 泥沙 依據(jù)云南省水電科學(xué)研究所 2021 年 2 月出版的《云南省 2021 年土壤侵蝕現(xiàn)狀遙感調(diào)查報告》查 查《楚雄州土壤侵蝕模數(shù)圖》，進行計算，小瓦橋多年平均入庫沙量為 萬 m179。/年 。 地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì) 小瓦橋水庫位于紅河上游支流～馬龍河右岸。由于地殼強烈上升，山高谷深，呈現(xiàn)典型的構(gòu)造高中 低山地形，相對高差 500～ 1500m，由于受強烈切割，河流縱坡，山坡都十分陡峻。以小瓦橋水庫壩址周邊地區(qū)為例：山坡坡度一般均在 30～ 40176。左右，局部更陡呈陡壁；壩址下游河床縱坡約為 10176。 庫區(qū)上游徑流區(qū)植被一般，主要為灌木林，少部分為松林。灌木林地區(qū)山坡較陡，松林地坡度相對稍緩，當(dāng)?shù)鼐用裼懈钏芍牧?xí)慣，由于人類活動較頻繁，松林中地面草皮相對較差，甚至為裸地，但無活動性沖溝。除此之外，局部陡坡地段以及公路人工開挖的邊坡，偶見小型塌方體，坍塌土方數(shù) 20 余立方米不等。 地層巖性 庫區(qū)及外圍出露 地層主要為中生界三疊系上統(tǒng)和侏羅系下統(tǒng)、中統(tǒng)以及第四系松散層。有老至新簡要說明如下： （ 1）三疊系上統(tǒng)（ T3）：下部為頁巖、砂巖不等厚互層，中部為厚層狀灰?guī)r夾泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾頁巖；上部為板狀楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 11 頁巖、細砂巖，主要分布在水庫西側(cè)外圍新村、納廠一帶，總厚度大于 1820m。 （ 2）侏羅系下統(tǒng)（ J1）：紫紅色頁巖夾細～中粒砂巖，頁巖受輕微變質(zhì)顯板巖，分布在庫區(qū)及其兩側(cè)呈北西～南東向帶狀分布，厚度變化大，自 820～ 4652m不等。 （ 3）侏羅系中統(tǒng)（ J2）：中厚層狀細至中粒砂巖與泥巖不等厚互層，局部夾 泥灰?guī)r。主要分布在水庫東側(cè)外圍，厚度 1103～ 1323m。 （ 4）第四系殘坡積（ Qedl）砂質(zhì)粘土、角礫、碎塊石，庫區(qū)兩岸大面積分布，含量變化大，厚度 2～ 5m不等。沖洪積（ Qpal）為砂、礫石、塊石，壩址下游谷底少量分布，厚度 1～ 2m。 地質(zhì)構(gòu)造與地震 庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，以斷裂為主，構(gòu)造線方向為 NW～ SE 向。 （ 1）中田～新村斷裂：位于水庫西側(cè)，直線距離約為 10km 左右，南段為 NNW向，表現(xiàn)為張性，三街以北變?yōu)?NW向，延伸至祥云縣為第四系掩蓋，性質(zhì)不明，全長大于 100km。 （ 2）中邑舍 斷裂：位于水庫東側(cè) 5～ 10km。分東、西兩條，均呈NW向波狀彎曲延伸，全長大于 25km。東支顯張性，西支性質(zhì)不明。 工程區(qū)巖層走向大致為 S～ N 向或 N 略偏 W 方向，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本吻合，巖層西傾，傾角大于 65176。至直立。但工程區(qū)由于殘坡積覆蓋（局部混雜重力堆積物）層較厚，基巖出露偶見。 工程位于云南山字形構(gòu)造西翼弧與滇藏歹字型構(gòu)造的交接部位，受其影響，北西向斷裂發(fā)育，巖層陡立，主壓應(yīng)力方向為北東～南西向。 據(jù) 1:400 萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB18306～ 221），本楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 12 區(qū)地震動峰值加速度為 g，地 震動反映譜特征周期 ，相應(yīng)地震基本烈度 7 度 。 水文地質(zhì) ㈠主要富水層 （ 1）富水性中等溶隙、溶孔含水層：主要指三疊系上統(tǒng)上部灰色厚層石灰?guī)r，質(zhì)純，夾少量泥灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r，泉水流量一般大于 10L/S。 （ 2）富水性弱裂隙含水巖層包括三疊系上統(tǒng)頂、底部的砂、頁巖侏羅系下統(tǒng)、侏羅系中統(tǒng)砂、泥巖、板狀頁巖，砂巖的裂隙、頁巖的片理均較發(fā)育，含微弱裂隙水。地下水徑流模數(shù) ～ 2L/S* km2,泉水流量～ 。 （ 3）第四系殘坡積廣泛分布于山坡表層，為透水層；第四系沖洪積層一般很 薄，不含水。 ㈡地下水補排關(guān)系 地下水主要由降雨補給，向溝谷運移，在谷底或山坡低洼處以小泉或散侵形式補給地表水或庫水 。 樞紐區(qū)工程地質(zhì) 壩址區(qū)出露地層較單一，為侏羅系下統(tǒng)（ J1） 和第四系，簡要說明如下： （ 1）侏羅系下統(tǒng)（ J1） 為淺紫紅色、黃灰、灰綠等色頁巖夾薄層砂巖，頁巖受輕微變質(zhì)顯板狀結(jié)構(gòu)，地表頁巖風(fēng)化較強烈，呈碎片狀剝落。在壩址區(qū)，基巖出露不多，例如左壩肩上游小沖溝底部露頭較好，巖層排列整齊、完整 。右壩肩全為第四系殘坡積覆蓋，基巖產(chǎn)狀不清。 （ 2）第四系 ①殘坡積層（ Qedl）為 砂質(zhì) 粘土、角礫、碎塊石，含量不定，互為混雜，厚度 2～ 5m不等。 楚雄州楚雄市 小瓦橋 水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 13 ② 沖洪積（ Qpal） 為砂、卵礫石、塊石，厚度 1～ 2m。 ③人工堆積（ Qs）僅指壩土，組成物質(zhì)大致同殘坡積層，厚。 （ 2）地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象 壩址區(qū)河谷狹窄，山坡陡峻，河谷大致呈南北向，與巖層走向基本一致，為走向谷。河谷底寬約 10m 左右，兩岸山坡基本對稱，山坡坡度 35～ 40176。局部地段更陡，幾乎呈陡崖。兩壩肩由人工開挖形成兩片小平臺：左壩肩平臺面積寬不足 20m，長約 30m，布置了溢洪道；右壩肩平臺面積更小，長、寬不足 20m，建蓋了水庫管理所。 兩壩肩山坡基本穩(wěn)定，僅溢洪道左側(cè)山坡特別陡，局部有小塌方體 。 一、大壩壩段巖 (土 )體工程水文地質(zhì)特征 壩體土 壩土為含礫或含砂低液限粘土，粘粒含量 ～ %,均值%，比較均勻，主要為低壓縮性土。干密度 ～ 179。，均值 179。，干密度偏低。 內(nèi)摩擦角Φ =～ 176。， 均值 176。；凝聚力 C=～，平均 。壩坡穩(wěn)定分析建議用均值。 壩土粘粒含量 ～ ％， 均值 %