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4.2大坝运行

4.3大坝维修

4.4大坝安全监测

4.5结论

5、防洪标准复核

5.1设计洪水复核

5.2调洪演算

5.3水库抗洪能力复核

5.4结论

6、渗流安全评价

6.1坝体渗流安全评价

6.2其他建筑物渗流安全评价

6.3结论

7、结构安全评价

7.1大坝结构安全评价

7.2其他建筑物结构安全评价

7.3结论

8、抗震安全复核

9、结论与建议

9.1结论

9.2建议

附图

1、牛角坡水库枢纽工程平面布置图

2、牛角坡水库大坝纵剖面图

3、牛角坡水库大坝横断面图

4、牛角坡水库溢洪道平面图、纵剖面图

5、牛角坡水库涵管纵、横剖面图

序号

指标名称

单位

原设计

本次复核

备注

一

水文

1

集雨面积

km2

0.56

2

干流长度

km

0.82

3

干流平均坡降

‰

33

4

多年平均降雨量

mm

1482.7

5

P=5.0%时设计暴雨H24面

220.6

P=0.5%时设计暴雨H24面

336.0

6

设计洪水标准及流量

m3/s

/

6.78

P=5.0%

设计洪水总量

万m3

10.8

校核洪水标准及流量

10.84

P=0.5%

校核洪水总量

17.3

二

水库

水库水位

校核洪水位

m

149.17

149.10

设计洪水位

148.93

148.88

P=5%

正常蓄水位

148.35

相对高程

死水位

137.20

正常蓄水位时水库面积

亩

60

库容

总库容（校核洪水位）

12.12

11.98

正常蓄水位库容

11.64

11.54

死库容

0.75

三

洪水最大下泄流量

设计洪水位时最大泄量

6.01

6.23

校核洪水位时最大泄量

10.24

10.53

四

主要建筑物

坝

型式

均质土坝

坝顶高程

149.80

最大坝高

15.50

坝顶宽

5.0

坝顶轴线长

80.0

泄水建筑物

溢洪道型式

岸边正槽式

堰顶型式

矩形明渠

进口地板高程

进口段净宽

6.0

溢洪道全长

消能形式

无消能设施

输水建筑物

（1）

输水涵

输水涵管

碑石箱涵

全线封堵

涵管全长

85.0

进口底高程

底板纵坡

1/210

内孔尺寸

0.45×

0.8

五

工程效益

灌溉面积

600

可养鱼水面

防洪保护耕地面积

4200

影响人口数量

人

4500

下游主要城镇及交通干线情况

距重要城镇距离

35

益阳市

7.5

泥江口镇

距公路干线距离

20

S208

1.1.1工作安排和进度

受项目法人委托，我院承接了牛角坡水库大坝安全综合评价工作，具体工作安排与进度见表1.1。

工作安排与进度表表1.1

时间

工作内容

备注

2011.7.11

成立牛角坡水库大坝安全论证工作小组

包括水文、地质、水工等技术人员

2011.7.13

地形图测量

实地踏勘

查阅有关历史档案资料

复核确认有关基本资料（如：

F、L、J等）

2011.7.15

防洪安全复核

2011.8.10

地质勘察（外业）

2011.8.15

现场安全检查

2011.8.20

提交地勘报告

7

2011.8.25

复核渗流安全

在水文、地质成果基础上复核

8

2011.8.30

复核结构安全

9

2011.9.5

复核抗震安全、金属结构安全

10

2011.9.10

编制完成《赫山区牛角坡水库大坝安全综合评价报告》

1.1.2提供的成果报告

《赫山区牛角坡水库大坝安全综合评价报告》包括：

现场安全检查评价、工程质量评价、大坝运行管理评价、防洪标准复核、渗流安全评价、结构安全评价、抗震安全复核等。

主要结论如下：

工程质量评价为不合格，大坝运行管理评价为差，防洪安全性评价为B级，渗流安全性评价为C级，结构安全性评价为B级，根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000之大坝综合评价方法，牛角坡水库大坝评定为三类坝。

益阳市水利局组织专家对安全鉴定成果进行了核查，确定牛角坡水库大坝为三类坝。

1.2.1水库工程位置

牛角坡水库位于益阳市赫山区泥江口镇高洞村，东径112°

16′、北纬28°

25′，位于资水一级支流志溪河流域，大坝下游距泥江口20km,距省道S308线4km。

该水库坝址以上控制集雨面积0.56km2，干流长度0.82km，干流平均坡降33‰，库区风区长度为140m，水域平均水深为13m，多年汛期最大平均风速为12.0m/s。

1.2.2主要效益

牛角坡水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小

（2）型水利工程。

水库设计总库容12.12万m3，正常库容11.64万m3，死库容0.75万m3，本次复核总库容11.98万m3；

水库设计灌溉面积600亩，受益人口1200人；

水库有可养鱼水面5亩；

水库下游防洪保护面积4200亩，保护人口4500人。

1.2.3枢纽的主要建筑物及其特性参数

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成。

大坝为均质土坝，坝顶高程149.80m（相对高程，以溢洪道控制段进口处底板控制点高程为148.35m，下同），最大坝高15.50m，坝顶宽5.0m，坝顶轴线长80m。

大坝上游从上往下坡比为1：

2.6、1:

2.0，上游高程142.30m设有一级平台；

大坝下游从上往下坡比为1：

2.0、1:

3.1、1:

2.2，下游高程143.45m、138.20m处设平台，平台宽分别为3.0m、4.5m。

溢洪道位于大坝右岸山体，为岸边正槽式，控制段为矩形明渠，控制段长12m，底板宽6m，进口底板高程148.35m；

泄槽段长68m，底板宽6～4m。

现状溢洪道未衬砌，经多年运行，毁坏严重，陡坡段两侧无导墙，另外，溢洪道控制段兼做建筑物连接通道，影响泄洪。

输水涵管距左坝端约27m处，净尺寸为0.45×

0.8m碑石箱涵，设计最大放水流量0.2m3/s，全长85m，进口底板高程为137.20m，底板纵坡1/210，现状涵管四周渗漏严重。

1.2.4工程的简要建设过程

牛角坡水库始建于1954年6月，1958年12月竣工，坝顶高程149.80m，可蓄水量11.64万m3，原设计灌溉面积600亩，现实际灌溉面积500亩。

牛角坡水库由原益阳县水电局设计并提供技术指导，由原岩子潭（公社）组织有关技术人员及当地群众进行施工。

水库枢纽工程施工时就地取土、人工夯实，填筑土料多为两岸山坡残坡积物，大坝清基不彻底。

1.2.5工程存在的主要问题

（1）大坝坝基渗漏严重

坝体渗漏：

大坝为均质土坝，整体填筑质量一般，其土体土主要为残坡积土、粉质粘土和砾质重壤土组成，土体在长期的渗透水流作用下，结构遭到一定程度的破坏，透水性也较强；

为中等透水层，渗透系数不满足K＜1×

10-4cm/s规范要求。

大坝坝基泥质页岩夹变质板岩为中等风化程度，由于坝体填筑时对基础清除不彻底，从而导致其岩体与填筑土体接触不紧密，坝体与基岩接触面形成接触冲刷或接触流失出现渗漏。

现场压水试验表明，大坝下伏强风化岩石的透水率较大，表层岩石透水率为11.3～16.2Lu，渗漏现象明显。

大坝两岸山体出露基岩为石英砂岩，风化程度高，节理、裂隙发育好，岩石较破碎，通过现场压水试验查明，两岸山体上部岩体透水率为13.3～18.2Lu，透水率较大，为中等透水带，渗漏现象较为严重。

（2）泄洪设施配套不完善

溢洪道位于右坝端，为岸边正槽式，控制段为矩形明渠，现状溢洪道控制段未衬砌，经多年运行，毁坏严重，影响泄洪；

陡坡段两侧无导墙；

出口无消能设施，另外，溢洪道控制段兼做建筑物连接通道，影响泄洪，危及大坝安全。

（3）输水设施不满足要求

输水涵管为碑石箱涵结构，经过多年运行已部分损坏脱落，部分条石错位，造成涵管渗漏及堵塞严重，涵管周围土体已经空虚，四周渗漏严重，给大坝安全造成隐患。

（4）大坝坝脚无排水设施，渗透水流冲刷坝体带走泥沙。

（5）防汛通道不满足防汛管理要求

水库现有建筑物连接通道长0.3km，其路面均为土质路面，未做加固处理，经多年运行，路面破坏严重，坑坑洼洼，无法满足防汛物质的及时调运，急需进行路面整修硬化，以利于水库防汛及管理。

（6）大坝目前无任何观测设施和设备，不满足《土石坝安全监测技术规范》SL60-94的要求。

（7）水库管理所无值班室。

根据国务院颁发的《水库大坝安全管理条例》和水利部颁发的《水库大坝安全鉴定办法》，益阳市水利局大坝安全鉴定领导小组组织益阳市水利局、益阳市水利水电勘测设计研究院、赫山区水利局、泥江口镇水利管理站等有关单位的专家和工程技术人员于2011年8月15日对牛角坡水库大坝进行了现场安全检查，主要采用目测、现场测量、检查运行管理单位记录资料等方法进行现场安全检查。

大坝为均质土坝，坝顶高程149.80m，最大坝高15.50m，坝顶宽5.0m，坝顶轴线长80m。

该水库大坝渗漏严重，下游坝坡脚多出逸出点逸出，渗漏量约每s18L，且渗漏水冲刷坝体，影响坝体稳定。

。

大坝上游坡面原为草皮护坡，经多年来的风吹浪打，导致坝坡土体被冲刷掏空，上游坡坑洼不平。

大坝下游坡原有草皮护坡，部分已毁坏，导致坝体水土流失严重，部分甚至塌陷。

溢洪道位于大坝右岸山体，为岸边正槽式，控制段为矩形明渠，控制段长12m，底板宽6m,底板纵坡1/100，进口底板高程148.35m；

泄槽段长68m，底板宽6～4m,底板纵坡1/4.4。

现有输水涵管结构为三合土墓碑衬砌，距左坝端约27m处，净尺寸为0.45×

0.8m碑石箱涵，设计最大放水流量0.2m3/s，全长85m，进口底板高程为137.20m，底板纵坡1/210。

当库水位较高时，沿涵渗漏较严重。

大坝坝脚无排水设施，渗透水流冲刷坝体带走泥沙。

水库现有防汛通道路面为土质路面，未做加固处理，经多年运行，路面破坏严重，坑坑洼洼，防汛物质难以调运。

大坝目前无任何安全监测设施和设备，不满足《土石安全监测技术规范》SL60-94的要求。

水库无防汛值班室。

水库周围植被覆盖较好，库盆两岸无大的溪流，主要受上游汇水区降雨地表径流的季节性补给，固体径流来源较小，无大的淤积问题及滑坡、崩塌等库岸稳定问题。

库区地表分水岭宽厚，无低矮邻谷和垭口存在，封闭条件良好，因此，不存在库区渗漏问题。

现场安全检查表明，大坝存在坝体、坝基渗漏。

其次，现状溢洪道未衬砌，经多年运行，毁坏严重，陡坡段两侧无导墙，不能安全泄洪。

另外输水涵管为三合泥砌条石箱涵结构，经过年运行，老化逐年加剧，导致管周渗漏严重。

根据检查所发现的问题，严重影响牛角坡水库大坝的安全运行，根据《大坝安全鉴定办法》的有关规定，专家组确定牛角坡水库大坝为三类坝。

3.1.1前言

为配合牛角坡水库安全鉴定工作，受益阳市赫山区水利局委托，我院于2011年8月10日至2011年8月20日对水库大坝及建筑物进行了安全鉴定阶段地质勘察，并编写了本阶段工程地质勘察报告。

主要目的是查明坝址、坝体及两岸山体的工程地质情况，找出渗漏原因及影响坝体安全的不利因素，获取坝基及两岸岩层的各项物理指标，提出设计所需的有关地质参数，为大坝的安全鉴定提供必需的地质依据。

本次勘察共钻孔4个，最大孔深30.0m最小孔深6.0m，总进尺83m。

所完成的勘探试验工作量见表3-1。

完成工作量一览表表3-1

项目名称

数量

1：

1000地质平面测绘

库区地质构造调查

工日

钻孔

m/孔

83/4

取原状土（岩）样

组

12

压水试验

段/孔

8/4

注水试验

12/4

3.1.2坝区地形地貌

水库坝区属构造剥蚀丘陵地貌，坝端两岸山顶高程一般为120～160m，库底宽缓，两岸地形较为对称，左岸山坡角45～65°

，右岸山坡角40～60°

坝址区岩层产状15～25°

∠20～50°

坝址区未见有滑坡、崩塌等不良物理地质现象，自然山坡较稳定。

3.1.３地层岩性

库区出露地层主要为第四系覆盖层和元古界板溪群（Pt）岩层。

由新到老分述如下：

（1）第四系覆盖层

①人工填土（Qs）：

红褐色，以残坡积土为主，主要由粉质粘土、粘土、粘土夹沙、砂卵石组成，沙为粗砂，卵石直径约3mm-8mm，极为疏松。

为坝体人工填筑土，分部不均匀，物理力学性质差异较大。

②冲积堆积（Q4al）：

主要为粉质粘土层夹少量砂卵砾石，黄褐色，含黑色铁锰质结核。

结构较密实，含水量较低，可-硬塑状。

分布较均匀，物理力学性质差别不大。

③残坡积土（Qedl）：

黄褐色、红褐色，为砂质板岩的风化产物，主要以砾质粘土为主，局部呈粘土状，结构较紧密，分布较广。

（2）元古界板溪群（Pt）岩层

元古界板溪群岩层在该区域分布较广泛，坝区出露地层为主要为泥质页岩夹变质板岩，黄色、黄褐色，呈厚层块状，两岸山体风化程度较高，岩石节理、裂隙较发育。

3.1.４地质构造

坝区位于雪峰山弧形构造东北转折端，受其影响，区域内褶皱构造发育，但运动年代久远，早已稳定，区内无新的构造活动，相对稳定。

根据《中国地震动参数区划图（1:

400万）》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，场地地震基本烈度为Ⅵ度，属相对稳定地区。

区内未见大的断裂或活动断裂通过，区域稳定性较好。

3.1.５水文地质条件

坝区地下水主要为第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水，为简单型水文地质条件。

基岩裂隙水储存运移于基岩裂隙中，接受大气降水、地表水、上部松散堆积层孔隙水补给，向相对低洼处排汇，水量较贫乏。

松散堆积层孔隙水储存运移于第四系松散堆积层孔隙中，接受大气降水及地表水补给，并与地表水呈季节性互补关系，富水性、水位变化、排泄条件受堆积物孔隙度、周边地表水体等多种因素制约。

地下水对构筑物钢筋砼无腐蚀作用。

本次勘探对坝基及两岸山体基岩进行了压水试验共计10段/5孔、坝体注水试验12段/4孔，试验成果见表3-2、表3-3。

根据《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99附录J岩土渗漏分级标准，按渗透试验K值和透水率q值进行分级，将该坝区分为两个透水带：

①中等透水带：

主要为部分坝体填筑土、两岸山体残坡积层，该区风化剥蚀现象较严重，岩土体密实度低，呈中等透水性。

②相对不透水带：

主要为弱～微风化岩体中。

注水试验成果表3-2

钻孔编号

试验深度（m）

试验段长（m）

试段高程（m）

P－Q曲线

透水率（Lu）

岩芯采取率

ZK1

15.5～20.5

134.3～129.3

B

18.2

80%

20.5～24.5

4.0

129.3～125.3

8.6

85%

ZK2

11.5～16.5

138.3～135.3

13.6

79%

16.5～20.5

135.3～131.3

8.2

86%

ZK3

10.5～15.5

139.3～134.3

13.4

15.5～19.5

134.3～130.3

5.7

ZK4

9.5～14.5

140.3～135.3

13.3

84%

14.5～18.5

6.9

压水试验成果表3-3

试验方法

渗透系数（cm/s）

1.5～3.9

2.4

148.3～145.9

钻孔常水头注水试验

3.4×

10-4

4.8～7.0

2.2

145～142.8

6.5×

7.5～10.6

3.1

142.3～139.2

3.8×

11～14.0

3.0

138.8～135.8

6.8×

1.5～3.8

2.3

148.3～146

9.2×

4.6～6.9

145.2～142.9

5.5×

6.2×

2.0～4.5

2.5

147.9～145.4

2.9×

5.0～7.0

2.0

144.9～142.9

7.5～10.5

142.4～139.4

1.5～3.5

142～140

3.6×

4.5～7.8

139～135.7

3.1.6工程地质条件评价

根据钻孔资料，大坝为均质土坝，整体填筑质量一般，透水性较强；

为中等透水层；

大坝坝基泥质页岩夹变质板岩风化程度较强，岩石节理裂隙较发育，由于坝体填筑时对基础清除不彻底。

大坝存在坝体和坝基渗漏问题。

（1）大坝

大坝为均质土坝，坝顶高程149.80m，最大坝高15.50m，坝顶宽5.0m，坝顶轴线长80.0m。

大坝整体填筑质量一般，其施工方法是采用木夯和石夯实，坝体填筑土料主要来源于附近山坡，为碎屑岩风化后的残坡积物，成分以含少量砾的粉质粘土和砾质重壤土为主，土体中杂质含量高，土料均一性差，填土性质不均一，孔隙率较大，透水性较强，导致大坝渗漏；

大坝清基时未彻底，未进行深层开挖，且未对接触带部位进行防渗处理，导致上部坝体与坝基接触不甚紧密，容易形成渗漏通道，整体工程质量较差。

（2）其他建筑物

溢洪道位于大坝左坝端山体，型式为岸边正槽式，溢洪道底板及两侧基底均为基岩。

进口段为为上坝公路，控制段坡角较陡，边坡稳定性及抗冲刷能力差，且长年失修，严重冲毁变形，且淤积严重，杂草丛生。

影响大坝安全泄洪。

涵管为三合泥砌条石箱涵结构，涵管基础为基岩，受当时物质条件限制，块石易风化，砂浆的拌制质量较差，经过几十年的运行，构成涵管的条石中之间砂浆经过多年运行已部分损坏脱落，部分条石错位，造成涵管渗漏及堵塞严重，涵管周围土体已经空虚，存在渗漏通道，当库水位较高时，沿涵渗漏较严重。

（1）大坝渗漏严重

水库大坝为均质土坝，坝体填筑土料主要来源于附近山坡，为碎屑岩风化后的残坡积物，成分以含少量砾的粉质粘土和砾质重壤土为主，土体中杂质含量高，土料均一性差，填土性质不均一，孔隙率较大，透水性较强，导致大坝渗漏。

通过现场注水试验，填土渗透系数值为7.2×

10-4～7.4×

10-4cm/s，渗透系数不满足K＜1×

10-5cm/s规范要求。

大坝坝基泥质页岩夹变质板岩为中等风化程度，岩石节理裂隙较发育，由于坝体填筑时对基础清除不彻底，从而导致其岩体与填筑土体接触不紧密，当库水位较高时，坝体与基岩接触面形成接触冲刷或接触流失出现渗漏。

大坝两岸山体出露基岩为石英砂岩，山体外观为山舌状，向河床延伸较远，长期在水的作用下，风化程度高，节理、裂隙发育好，岩石较破碎，通过现场压水试验查明，两岸山体上部岩体透水率为13.3～18.2Lu，透水率较大，为中等透水带，渗漏现象较为严重。

大坝各区物理力学性质指标推荐值见表3-4。

涵管为三合泥砌条石箱涵结构，涵管基础为基岩，受当时物质条件限制，块石易风化，砂浆的拌制质量较差，经过几十年的运行，构成涵管的条石中之