陕西省府谷县水洞沟水库。
大坝安全质量评价报告。
陕西水环境工程勘测设计研究院。
二oo九年三月。
批准:张润平。
审定:余金龙。
审核:薛长青。
校核:张越峰。
编写:杨勇智
目录。1概述 1
1.1工程概况 1
1.2目的和任务 5
1.3编制依据 5
1.4水文 6
1.5地质 7
2工程地质条件评价 8
3施工质量评价 8
4工程质量评价 9
4.1大坝工程质量评价 9
4.2溢洪道质量评价 13
4.3水库放水设施质量评价 13
4.4交通及供电设施评价 13
4.5水库观测设施评价 14
5结论和建议 14
5.1结论 14
5.2建议 16
1概述。1.1工程概况。
水洞沟水库位于府谷县城北部约34.5km处,坝址位于清水川流域小南川的支沟水洞沟沟口,控制流域面积约6.5km2,是一座以灌溉、拦沙为主、兼顾防洪、养殖等综合利用的小(1)型水库。
水库于2023年建成,至今运行30年。水库原设计总库容166万m3,有效库容99万m3,滞洪库容43万m3,死库容24万m3。正常蓄水位1288.
94m,死水位1274.94m。原设计防洪标准为20年一遇设计,200年一遇洪水校核,82年水库“三查三定”确定的水库防洪标准为50年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核,82年已淤积库容12万m3,(2023年底淤积库容达到104.
20万m3。)校核洪水位1291.94m。
水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施等组成。工程平面位置示意图见图1-1、大坝横断面见图1-2。
1.1.1大坝。
大坝为水坠均质土坝,最大坝高36m,坝顶高程1293.50m,坝顶宽7m,坝顶长140m,底宽167m。大坝上游坝坡在高程1257.
94~1276.94m坡比为1:3,1276.
94m以上为1:1.5,下游坝坡坡比为1:
1.8,坝基设有截水槽,深1.0m、宽3.
0m、边坡1:1.0。
上、下游坝坡无砌护,坝后未设排水设施。截止2023年底水库淤积104.20万m3,现状坝前淤积面高程1287.
15m。
1.1.2放水设施。
水库放水设施位于大坝左岸,由放水卧管和涵洞组成。放水洞全长110m,进口高程1274.94m,矩形断面,浆砌石结构,现进口已被淤埋。
放水洞进口采用卧管取水,放水卧管断面尺寸0.5×0.5m,其下端接消力池,池长2.
0m、深1.0m、宽0.5m,消力池后紧接放水涵洞,涵洞长90m,断面为城门洞形,断面尺寸:
宽×高为0.6×0.9m,洞底比降为1/200,出口高程1274.
54 m。
1.1.3溢洪道。
溢洪道位于大坝的右岸石基上,为开敞式正槽溢洪道。溢洪道总长150m。矩形断面,现溢洪道深4m,宽6m。
进口高程1288.94m,坡比1:100。
底板及边墙均未衬砌,出口未设消能设施。泄水水流冲刷坝脚,直接威胁大坝安全,溢洪道无法安全泄洪。
根据《水库大坝安全评价导则》,大坝工程质量评价的目的和任务是:
1) 评价工程地质及水文地质条件;
2) 复查工程的实际施工质量(含基础处理、结构形体和材料等)是否符合国家现行规范要求;
3) 检查工程投入运用以来在质量方面的实际情况和变化,能否确保工程的安全运行;
4) 为大坝安全鉴定的有关复核或评价提供符合工程实际的参数;
5) 为大坝除险加固提供指导性意见。
水洞沟水库安全质量报告主要是通过全面调查水洞沟水库各主要建筑物的地质、施工情况及工程现状的基础上做出评价。并针对评价结论提出补救措施,为水库以后的除险加固提供依据。
1)《水库大坝安全评价导则》(sl258—2000);
2)《水库大坝安全鉴定办法》(发布稿);
3)《水坠坝技术规范》(sl302—2004);
4)《碾压式土石坝设计规范》(sl 274—2001);
5)《碾压式土石坝设计规范及修改和补充规定》(sdj218—84);
6)其它水库基础资料。
水洞沟水库坝址位于府谷县赵五家湾乡张家梁村水洞沟沟口,水洞沟为清水川右岸支流小南川的一条支沟,发源于赵五家湾乡张家梁村附近的王顺梁,于张家梁村附近汇入石窑沟,流经小南川,在转角楼村附近于右岸汇入清水川。水库坝址控制流域面积6.5km2,河道长3.
64km,河道平均比降31.1‰。
坝址以上流域地貌为黄土梁峁丘陵沟壑区,沟壑纵横,土质疏松,地面植被稀少,水土流失严重。
水洞沟水库流域地处西北内陆地区,属温带干旱、半干旱大陆性季风气候,具有冬长而干冷,夏短而多暴雨,春旱严重,霜早雹多,南北气候差异大等特点。
据府谷县气象站实测资料统计,多年平均气温9.1℃,多年平均水面蒸发量1230mm(e601型),多年平均径流深60mm。年输沙量24.
6万t/km。最大冻土深度142cm,多年平均风速2.6m/s,多年平均最大风速16m/s,风向为nnw。
流域内降水量较少,并具有年际变化大,年内分配不均的特点。多年平均降水量433.1mm,最大年降水量819.
2mm(2023年),最小年降水量205.6mm(2023年),降雨主要集中在两个月,占年降水量的56%。降水多为暴雨,历时短,强度大,易形成洪水。
水洞沟流域内暴雨最早发生在4月,最迟出现在10月,但量级和强度较大的暴雨一般发生在7~9月。暴雨一般分为锋面雨和雷暴雨两种,锋面雨历时长,强度均匀,笼罩面积大;雷暴雨笼罩面积小,强度大,历时短。
水洞沟流域的洪水由暴雨形成。暴雨特性和流域下垫面决定了该河的洪水特性。洪水最早出现在4月,其峰量较小,年最大洪水主要发生在7~9月,10月由于受淋雨影响,亦有洪水发生。
水洞沟流域洪水受下垫面条件影响,洪水具有汇流快,陡涨陡落,峰型略瘦的特点。由于流域面积较小,河槽调蓄能力小,一次暴雨形成一个洪峰,在多雨季节形成涨落明显的连续洪峰。一次洪水过程一般在24小时以内。
工程区位于清水川流域小南川的一条支沟内。水库区地处陕北黄土高原强烈侵蚀区,河谷两岸沟谷纵横,黄土梁、峁地貌景观明显。
区内地层中生代侏罗纪中侏罗统延安组泥页岩互层零星出露,第四系地层以风、冲、洪积粉细砂及砂质粘土为主。
工程区位于祁(连)吕(梁)贺(兰)山字型构造,马蹄型盾地的东翼与新化夏系第三系沉降带的复合部位。依据《中国**动参数区域划分图》(gb18306-2001)确定工程区**动反应谱特征周期为0.45s,**动峰值加速度为0.
05g,**基本烈度为ⅵ度。
工程区处于陕甘宁盆地分区的第四系地层内,库区地下水可分为潜水和基岩承压水两类,潜水又可分为孔隙潜水和基岩裂隙潜水。
水洞沟水库库区内以风、冲、洪积粉细砂及砂质粘土为主。
根据现场查勘,尽管坝基采用截渗槽处理,但左侧坝脚处存在管涌现象,水流清澈,且坝基及左、右坝肩连接处渗漏严重,可见明水出流,渗流量约为20m3/d。
由于存在绕坝渗流,导致右坝肩与溢洪道连接处边坡大面积滑塌,左侧背水坡形成塌坑,左坝肩形成较大冲沟,已严重威胁到坝体安全。此外,溢洪道右侧边坡高陡,约700,冲蚀严重,并有滑塌现象。
由此可见,水洞沟水库大坝岸坡及坝基处理质量较差。
水洞沟水库于2023年有府谷县水利队编制设计,2023年9月由榆林水利局批准,未进行过抗震鉴定。
水洞沟水库于2023年9月开工,2023年11月竣工。由府谷县赵五家湾乡组织群众进行施工,府谷县水利队派员技术指导。首期完成坝高18m,涵洞、卧管已形成。
由于劳力等各方面因素,汛前没有完成防汛坝高,于2023年8月2日遇大洪水冲垮坝体,涵洞、卧管完好无损。在第二次施工中采用水力冲填加人工填土的办法,坝身基础采用结合槽,溢洪道结构尺寸基本符合质量要求,没有发生重大事故,但在实际施工中,没有按原设计边坡施工,且又加高坝体3m。
原设计坝顶宽10m。大坝原设计上游坝坡高程1257.94~1276.
94m坡比均为1:3,1276.94m以上为1:
2.5,原设计下游坝坡坡比为1:2,因未按设计施工,现状坝顶宽度7m,现状上游坝坡高程1276.
94m以上为1:1.5,下游坝坡为1:
1.8。
溢洪道未按设计开挖,施工中只按深4m,宽6m矩形断面开挖。按照洪水标准查定,应按照50年一遇洪水标准设计,洪量31.35万m3,300年一遇洪水标准校核,洪峰195.
6 m3/s,洪量47.77万m3,在现有溢洪道尺寸的情况下(总深4m,底宽6m)最大泄洪量53.14 m3/s。
水库没有经过验收,设计资料现已流失,没有竣工文件、图纸及验收报告,因此原施工竣工资料未得到有效验证,质量难以保证。
根据2023年2月完成的《土工试验报告》中探坑开挖描述反映,坝体填土以粉质粘土为主(按sl237-1999规程定名为低液限粘土)。土物性试验包括比重、含水率、密度、塑性指数等,试验成果统计见表4-1。
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