4水库枢纽结构安全评价报告.doc

PAGE 1 工程概述 某水库位于某xx镇雷家畈村，大坝拦截长江北岸柏临河的支流院子河，距某市约30km，交通便利，是某区的重要水库之一，水库承雨面积11.3km2，总库容376×104m3，有效库容335.6×104m3，工程级别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，该水库以灌溉、防洪为主，同时兼顾养殖等。 某水库由大坝、溢洪道、输水建筑物和渠系建筑物等配套工程组成。 大坝为粘土心墙代料坝，代料为红砂岩风化砂，坝顶高程262.00m，坝顶长225m，坝高29.6m，坝面宽3.0m，河底高程232.40m，迎水坡为三坡两平形式，即1:2.25，1:2.5，1:2.5，对内一级平台宽度4.5m，二级平台宽度1.5m，采用0.2m厚干砌块石护坡，背水坡也为三坡两平形式，即1:2.0，1:2.5，1:1.75，对外一级平台宽度4.5m，二级平台宽度1.5m，采用草皮护坡，坝基为砂岩夹砾岩。 溢洪道位于大坝左端，为开敞式宽顶堰，堰顶宽68.5m，堰顶高程259.70m，无闸门启闭设备和消能工。 大坝两岸各有一条输水隧洞，呈城门洞形，左岸为低管，设计过水流量为1.0 m3/s，长111.0m，平均衬砌厚度0.15m，出口渠道为东干渠，闸门为扇铸铁平面闸门，尺寸为0.5m×0.7m采用5T手摇螺杆式启闭机控制。右岸为高管，设计过水流量1.0 m3/s，围岩为砾石，无衬砌，出口渠道为西干渠，闸门为扇铸铁平面闸门，尺寸为0.5m×0.7m，采用斜拉手摇螺杆式启闭机。 渠道建筑物分东、西两条干渠，过水能力1.0m3/s。 某水库由原某县水电科设计，于1960年10月开工，1971年1月竣工。由于受当时条件、技术等方面限制，大坝在兴建之初未进行工程地质勘察工作，施工中采用人海战术，质量难以保证，大坝竣工运行后，曾出现过许多险情，后采取诸多除险措施，然而，大坝许多病害仍未得到根治。 某水库的非正常运行不仅影响自身效益充分发挥，而且给下游居民生命财产带来了极大的安全隐患。为保证水库正常运行，对其险情进行彻底根治处理，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的要求，按30年一遇洪水设计（261.23m），500年一遇洪水（261.87m）校核的防洪标准对某水库大坝、溢洪道等进行全面复核。本文即为枢纽结构安全评价专题报告。  2　某水库大坝抗滑稳定复核 2.1 计算条件 根据渗流稳定分析成果，选取Ⅱ－Ⅱ比较有代表性的断面（如图2-1），进行抗滑稳定计算。 根据《中国地震动参数区的划图》（GB18306－2001）水库所在地区的地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为t＝0.25s，相应地震基本烈度为Ⅵ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203－97），大坝为四级建筑物无须进行抗震稳定性计算。 根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）的要求，并结合水库的运用情况，计算工况选取为： 1）正常工况 （1）正常蓄水位259.7m时形成稳定渗流期，下游坝坡稳定； （2）设计洪水位261.23m时形成稳定渗流期，下游坝坡稳定； 2）非正常工况 校核洪水位261.87m骤降至正常蓄水位259.7m，上游坝坡的稳定。 2.2 计算参数的选取 为了解大坝填土等材料的物理力学特性，我院委托某省地质勘察基础工程公司承担了某水库安全鉴定地质勘察工作，对大坝、溢洪道进行了地质勘察工作，为复核计算提供了依据。 本次稳定计算对计算断面进行了简化，共有心墙（粘土），坝壳代料（粉质粘土），强风化砂岩和中风化砂岩四种材料，计算时采用参数如表2-1。 表2-1　某水库大坝稳定分析参数表 材料类别 内摩擦角φ （°） 凝聚力C （KPa） 天然容重γ （KN/m3） 饱和容重γ （KN/m3） 心墙（粘土） 15 26 20.02 20.24 坝壳代料（粉质粘土） 20 15 19.52 20.04 强风化砂岩 30 200 16.93 17.49 中风化砂岩 35 300 26.59 26.68 2.3 计算方法 2.3.1　计算原理及依据 按《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001），对某大坝采用瑞典圆弧法和毕肖普法进行抗滑稳定计算。计算方法：采用水利水电规划总院推荐的“土石坝边坡稳定计算程序（陈祖煜STAB）”进行计算。 简化毕肖普法和瑞典圆弧法抗滑稳定安全系数的公式为： 简化毕肖普法 （式2-1） 瑞典圆弧法 （式2-2） 式中： w－土条重量； Q－水平地震惯性力； ，hQ为水平地震力和圆心的垂直距离。 ru－孔隙水压力系数 α－条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角； c’,φ’－土条底面的有效应力抗剪强度指标；