望月村小水库安鉴综合报告.docx

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望月村小水库安鉴综合报告

湖北省松滋市

望月水库大坝安全评价报告

工程设计证书

等级：

乙级

编号：

荆州市水利水电勘测设计院

二○○八年五月

院长：

樊豫枫

审核：

胡国华

编写：

童新宏严后山韦富瀛

王传元李杰王俊华

冯波张林波

水库工程位置图

水库工程特性表

附图：

1、总平面布置图

2、大坝现状图

3、输水管现状图

4、溢洪道现状图

5、水库水位、面积、库容曲线图

1大坝安全综合评价

1.1工程概况

1.1.1工程基本情况

望月水库位于松滋市新江口镇望月村，库区承雨面积0.11km2，该水库大坝为均质土坝，坝顶设计高程105.3m，设计总库容17.9万m3，有效库容11.84万m3，死库容4.08万m3，来水区域年均降雨量1250mm。

望月水库设计灌溉面积1500亩，是一座以灌溉为主，兼顾养殖、生活用水、防洪综合效益的小㈡型水库。

水库自建成以来，已运行56年，在农业灌溉方面累计为农业供水1300万立方米，灌区经济作物产量分别比建库前增长4～8倍，对促进灌区农业经济的发展和人民生活水平的提高发挥了重要作用。

在防洪减灾方面，充分发挥了水库拦洪错峰，调洪削峰的作用，保护了下游农田和人民生命财产安全。

1.1.2工程建设历史

望月水库属小㈡型水库。

工程于1950年10月动工兴建，1952年完工，坝高达到105.3m，工程建设时，由于抢时间，碾压质量差，冻土层清理不彻底，致使运用时大坝渗漏及散浸现象严重。

2003年5月对原溢洪道垮塌部位进行了翻筑，接长D500涵管8m，斜坡18.5m，建消力池一个。

1.1.3工程主要建筑物及标准

1.1.3.1工程主要建筑物

望月水库枢纽工程主要包括：

大坝、溢洪道、输水管等工程。

水库大坝全长210m，大坝坝顶高程为105.3m，大坝面宽8.5m，为粘土均质坝，大坝内边坡1:

3.5，下游边坡为1:

3。

溢洪道建在大坝右端，为浆砌石圆涵管。

涵管长30m，管径0.4m，输水管高程97.8m，从陡坡至消力池，陡坡长18.5m，设计最大泄洪流量为0.17m3/s。

大坝上建有一座输水管，输水管底板高程为93m，管径200mm，输水管长45m；设计流量0.2m3/s。

1.1.3.2防洪标准及工程等级

一、防洪标准

防洪标准为30年一遇设计，300年一遇校核，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），复核防洪标准为50年一遇设计，500年一遇校核。

二、工程等级

望月水库工程等级为等，工程规模为小㈡型，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。

1.2大坝安全综合评价

1.2.1工程质量评价

大坝填筑土质差，坝体基础接触面清基不彻底，导致坝基、坝体渗漏；溢洪道、尾水渠未硬化。

输水管浆砌石蹄形涵管老化失修，无闸门控制，不能正常运行。

综上所述，大坝及建筑物施工质量大部分未达到设计规范要求，工程运行中已暴露出较严重质量问题，可以认为工程质量不合格。

1.2.2大坝运行管理评价

望月水库枢纽工程建成运用以来，已有56余年历史。

尽管枢纽工程存在较严重的问题，但在工程管理单位的精心管理养护下，已在灌溉、防洪养殖等方面发挥了巨大的社会效益和经济效益。

望月水库管理所严格遵循汛期控制应用调度计划，合理调度运用，执行规章制度，各项效益均比较显著，但大坝险情尚未彻底清除，仍带病运行。

大坝运行管理综合评定为Ｂ级。

1.2.3防洪标准复核结论

根据分析计算，可以得出以下的复核结论：

⑴望月水库为小㈡型水库，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（LS252-2000）和《防洪标准》（GB50201-94）的规定，防洪复核标准为30年一遇设计，300年一遇洪水校核。

⑵水库流域属湖北省水文分区第五区，由于其承雨面积仅为0.11km2,且短缺入库洪水系列资料，本次复核准所采用的资料为《湖北省暴雨径流查算图表》和《湖北省可能最大暴雨图集》，所采用的方法是湖北省比较成熟的暴雨资料推求设计洪水的方法，因此可以认为本次复核的设计洪水成果具有合理性。

⑶根据复核结论，望月水库大坝的坝顶高程达不到规范要求，未达到部颁近期防洪标准。

防洪标准评为C级。

1.2.4结构安全评价

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）的规定，采用瑞典园弧滑动法进行稳定计算，上、下游坝坡在各种工况下（正常、设计、校核）情况下，Kf均大于1.15，不会出现滑动破坏；其他主要建筑物如溢洪道、输水管的结构安全存在重大隐患。

根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），综合分析评价大坝结构安全不能满足要求，结构安全评定为C级。

1.2.5渗流安全评价

从渗流稳定分析成果得出坝体填筑材料的渗流稳定不能符合规范要求的；但由于大坝填土质量不高、以及白蚁危害，大坝散浸及局部渗漏严重；由于排水体损坏严重，导致坝体浸润线及逸出点较高。

因此，将望月水库大坝的渗流安全综合评价定为C级。

1.2.6抗震安全复核

根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000第7.1.3条规定对Jc在6度（含6度）以下的工程可不进行抗震复核，根据国家地震局颁布的《中国地震动参数区划图》GB183006-2001，松滋市抗震设防烈度为6度，设计基本地震动峰值加速度为0.05g，因此不需进行抗震复核。

1.2.7水库大坝安全评价结论

依据大坝安全鉴定各专项报告复核结果，见表1-1。

按照《水库大坝安全评价导则》及国家现行有关规范的规定，经综合分析，将望月水库评价为三类坝。

专项报告复核结果表

表1-1

质量评价

运行管理

防洪标准

结构安全

渗流安全

金结安全

不合格

B级

C级

B级

C级

1.3存在问题及加固措施的建议

1.3.1大坝

一、存在问题

通过对望月水库大坝所做的勘探、试验及地质调查工作，目前大坝主要存在以下问题：

⑴大坝坝脚存在坝基渗漏，平台有散浸；大坝下游坡面无排水截流沟；坝脚无排水反滤坝。

⑵迎水面未护砌，冲刷严重形成浪坎。

⑶输水管无闸门等启闲闭设施。

⑷溢洪道为浆砌石圆涵管，砌石脱落松动。

⑸管护设施简陋。

防汛公路凹凸不平，为泥土路面，晴通雨阻。

⑹水库无管理房，无雨量、水位观测设施。

二、加固措施的建议

鉴于大坝存在上述诸多病害，应彻底、及时根治，刻不容缓。

建议加高大坝并沿坝轴线采用灌浆处理方案，减少库水渗漏，在迎水面重建护坡。

改建溢洪道、输水管配套启闭设备，疏通截流沟，导滤截渗。

1.3.2溢洪道

一、存在问题分析

1、建设时无资金，年久失修。

2、溢洪道进口段，为土质结构，没有进行砌筑,土体冲刷严重,垮塌。

3、泄洪渠脱坡、淤塞严重，阻滞行洪。

二、加固措施的建议

针对上述情况建议对大坝进行浆砌块石护坡，重建溢洪道；输水管配套启闭设施。

1.3.3输水涵管

一、存在问题分析

1、输水管现有结构不能满足规范要求。

2、受水流冲刷的部位，如管壁等部位，混凝土表面被剥蚀。

3、管身漏水，主要原因一是管身存在缺陷处库水通过坝体渗漏过去的；二是混凝土表面不平整，水流通过时易产生气蚀，致使混凝土局部剥落、破损，给漏水创造了通道；三是混凝土浇筑质量差、结构不密实等原因造成管身漏水。

4、涵管接头断开、错位，坝体内的渗透水会从裂缝处渗入输水管，再流向下游形成渗流通道，缩短了建筑物渗径长度，成为大坝安全重大隐患。

二、加固措施的建议

针对上述诸多问题，建议拆除原输水涵管，予以重建。

2工程质量评价

2.1工程地质及水文地质条件

2.1.1工程地质条件

一、地形地貌

勘察区地貌类型属垄岗地貌，流域地势为西北高、东南低，坝址以上主河道纵坡4.2‰，地势为浅表区，呈扇形，植被大部分为已开垦的农田。

枢纽区内地表形态多被冲沟切割，起伏不大，海拔高程多在87.00~110.00m，相对高程多在23.00m以内，坡度一般为10~25度左右，坡面多呈凹形，上陡下缓，沟谷一般呈喇叭口向谷口逐级倾斜。

二、地层岩性

库区地层分布比较简单，其地层岩性简述如下：

1、人工填土（Q4r）：

填料多由晚更新统冲、洪积粘性土构成，成份、碾压密实性差异较大，厚度0~8.35m。

2、第四系晚更新统冲、洪积（Q3al+pl）：

库区内广泛分布，为粉质粘土，呈褐红、褐黄色，可~硬塑状，厚度在6.0m以上。

三、区域地质构造及地壳稳定性评价

库区位于新华夏系第二沉降带江汉盆地的江陵凹陷边缘，包括洞庭湖盆地以及江汉平原（江汉盆地），都是燕山运动以来逐渐形成的大型地堑盆地，由于第四系所覆盖，其它构造形迹在地表所见甚少。

而近期构造运动，在地堑主要表现为以区域性的下降为主。

而且不同时期和不同地区这种下降是不等的。

在江汉平原（江汉盆地）和其周边地带，则表现为以下降接受沉积为主。

晚近期以来，区域内新构造运动的运动幅度不是很大，主要表现为以下降为主。

但同时受万城隆起带的影响，下降中又拌有间歇性和掀斜性等特点。

根据国家地震局颁布的1∶400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），当设防标准为50年超越概率10%时，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，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震分组为第一组。

四、区域水文地质条件

库区未见大的连续性地下水系，地下水补给均来自大气降水。

据次勘察资料，场区地下水类型主要为松散介质孔隙水。

主要埋藏于全新统人工堆积、冲洪积物中，水量较小。

2.2水利工程地质条件

2.2.1坝基工程地质条件

一、坝基地质条件

坝区位于望月村二级堆积阶地，属垄岗地貌，区内岗地与沟谷相间，地形起伏不大，海拔高程多在87.00~110.00m，相对高程多在23.00m以内，坡度一般为10~25度左右，坡面多呈凹形，上陡下缓，沟谷一般呈喇叭口向谷口逐级倾斜。

大坝坝区基底由晚更新统的粉质粘土构成，厚度超过6.0m。

二、土体物理力学性质

1、土体基本特征

坝区基底广泛分布第四系晚更新统冲洪积的粉质粘土层，该土层呈褐黄、褐红色等，刀切面光滑，粘滞感强，可~硬塑状。

揭露厚度4.70~6.80m。

2、土体物理力学性质及渗透性

坝基土体取样并在室内进行了土工试验，本次土体物理力学及渗透性统计指标，物理力学性质均采用平均值作为建议值，渗透性采用大值平均值作为建议值，坝基土体物理性质统计见表2-1，室内渗透试验成果见表2-2，力学及渗透性统计见表2-3：

试验结果表明：

大坝坝基底部分布的粉质粘土，其渗透系数8.71×10-8~1.92×10-6cm/s，平均（大值平均）6.1×10-7cm/s，属极微透水层，且分布较厚，故坝基土体抗渗稳定性良好，该大坝多年运行情况也表明，坝基不存在渗透变形问题。

表2-1坝基土体的主要物理性质统计表

地

层

编

号

岩

土

名

称

指标

类型

含

水

量

（%）

密

度

孔

隙

比

液

限

塑

限

塑性

指数

液性

指数

天然γ

g/cm3

干

γd

g/cm3

②

粉质

粘土

取样数量

最大值

24.1

2.05

1.73

0.675

38.8

26.0

16.4

0.573

最小值

18.3

2.02

1.63

0.595

26.0

13.4

10.3

＜0

平均值

21.4

2.04

1.69

0.63

33.1

20.2

13.2

建议值

21.4

2.04

1.69

0.63

33.1

20.2

13.2

土试样编号

取土深度（m）

渗透系数K

（cm/s）

土试样编号

取土深度（m）

渗透系数K

（cm/s）

K1-3

7.8-8.0

1.92×10-6

K3-5

11.5-11.7

7.97×10-7

K1-4

10.3-10.5

6.42×10-7

K4-2

4.8-5.0

2.89×10-7

K2-4

10.0-10.2

8.71×10-8

K4-3

7.2-7.4

3.99×10-7

K2-5

12.5-12.7

9.34×10-7

K5-2

5.8-6.0

1.48×10-7

K3-4

9.2-9.4

4.37×10-7

K5-3

8.2-8.4

4.89×10-7

表2-2坝基土体室内渗透试验成果表

表2-3坝基土体的力学性质及室内渗透试验统计表

岩

土

名

称

指标

类型

压缩

直剪（快剪）

允许渗

透坡降

渗透系数

压缩系数

av1-2

（MPa-1）

压缩模量

Es1-2

（MPa）

度

KPa

（cm/s）

粉质粘土

取样数量

最大值

0.42

8.5

32.0

84.5

1.92×10-6

最小值

0.19

3.9

5.0

28.0

8.71×10-8

平均值

0.28

6.2

18.6

48.4

6.14×10-7

建议值

0.28

6.2

18.6

48.0

0.52

6.1×10-7

2.2.2坝体工程地质条件分析及评价

一、填筑土料物理力学性质

库区属望月村二级阶地的垄岗地貌，地层时代为第四系晚更新统，区内广泛分布有超过6m厚的粉质粘土层。

据了解，大坝土料主要取自库内两岸，经本次在原土料场勘察土工试验：

粘性土呈可~硬塑状，褐灰或褐红色，天然含水量在20.0~25.0%之间，平均22.0%；天然容重2.0~2.1g/cm3，干容重1.60~1.75g/cm3，塑性指数10.0~20.0，平均15.0；渗透系数8.13~2.97×10-7cm/s之间，平均5.64×10-7cm/s。

击实试验成果：

最大干密度1.72g/cm3，最优含水量22.1%。

二、坝体填土物理力学性质

本次勘察，对坝体进行了工程地质钻探，取样基本上是3~4m间距，分层取样。

室内进行土样常规物理力学及渗透试验，抗剪试验采用快剪法。

指标取值：

物理力学指标建议值采用平均值，渗透试验指标建议值采用大值平均值。

现将坝体物理力学性质分述如下：

经本次地质钻探揭示，坝体填土以低液限粘土为主，呈褐灰、褐红色等，填土易掰开、易碎，粒间粘结力较差；填土物质较均一，局部含少量树根、杂草的植物根系；岩心多为长柱状，但其间常夹有松散平层，厚度5~10cm，孔隙较多，局部还有孔洞。

经土工试验和统计分析：

坝体填土粘粒含量在35%左右，塑性指数12.0~19.8，平均15.1；天然含水量24.0~27.2%，平均25.7%；液性指数0.085~0.717，可~硬塑状；快剪凝聚力平均值25.0KPa，内摩擦角平均值15.0°。

坝体填土物理性质指标统计见表2-4。

表2-4坝体填土的主要物理性质统计表

填

土

部

位

填

土

状

态

指标

类型

含

水

量

（%）

容重

g/cm3

孔

隙

比

液

限

塑

限

塑性

指数

液性

指数

天然

干

大

坝

可

硬

塑

取样数量

最大值

27.2

2.03

1.64

0.761

40.3

23.9

19.8

0.717

最小值

24.0

1.96

1.54

0.677

30.0

18.0

12.0

0.085

平均值

25.7

1.99

1.59

0.72

36.2

21.1

15.1

0.30

建议值

25.7

1.99

1.59

0.72

36.2

21.1

15.1

0.30

三、坝体填土渗透性

本次勘察为了解坝体填土渗透性质，于钻孔中自上而下分段作了钻孔注水试验，而且还取样进行了室内原状土渗透试验，分别取得了相应的试验数据。

现场注水试验自上而下进行，地质钻探采用干钻，注水之前量测孔内地下水位，试验段以上采用相同直径套管封闭，试验采用定水头法。

从试验数据来看，坝体填土渗透性普遍较大，渗透系数在i×10-4~i×10-3cm/s之间，反映填土较松散，粒间粘结不紧，甚至有架空现象，也反映出施工中土块接头、接缝等松散带未做专门防渗、压密处理。

坝体填土钻孔注水试验渗透性指标详见表2-5。

室内土工试验渗透系数除个别含有碎石、有细微裂缝试件外，绝大多数试件渗透系数均小于1.0×10-4cm/s，个别试件渗透系数大于1.0×10-4cm/s。

坝体土试样室内渗透试验成果统计详见表2-6。

室内试件渗透试验，仅能反映原状土样渗透特征，它不能代表整个坝体填土渗透性，具有很强的局限性。

钻孔注水试验，是一种原位渗透试验，试段不仅包括均匀土层，而且包含了所有层面、松散夹层以及贯穿过的各种施工缝，比较全面，故建议在进行坝体渗流稳定分析时，渗透系数建议采用钻孔注水试验结果。

坝体填土的力学性质及钻孔注水试验成果统计详见表2-7。

表2-5坝体钻孔注水试验成果表

试段

编号

套管长度

（m）

试段深

（m）

试段长

（m）

孔中水头

高度（m）

稳定注水量

（m）

钻孔半径

（mm）

渗透系数K

（cm/s）

ZK1-1

2.1

6.5

4.4

4.5

6.1

4.17×10-4

ZK2-1

3.0

8.5

5.5

7.2

15.8

5.61×10-4

ZK3-1

2.55

7.55

5.0

6.5

8.7

3.70×10-4

ZK4-1

1.9

4.5

2.6

4.0

3.1

3.60×10-4

表2-6坝体土室内渗透试验成果表

土试样编号

取土深度（m）

渗透系数K

（cm/s）

土试样编号

取土深度（m）

渗透系数K

（cm/s）

K1-1

2.7-2.9

1.61×10-4

K3-1

1.8-2.0

2.97×10-5

K1-2

5.3-5.5

7.05×10-5

K3-2

4.2-4.4

9.31×10-5

K2-1

2.7-2.9

2.29×10-5

K3-3

6.5-6.7

8.69×10-5

K2-2

5.0-5.2

3.72×10-5

K4-1

1.8-2.0

5.34×10-5

K2-3

7.5-7.7

2.02×10-5

K5-1

5.8-6.0

1.87×10-4

表2-7坝体填土的力学性质及室内渗透试验统计表

填

土

部

位

填

土

状

态

指标

类型

压缩

直剪

允许渗透坡降

渗透系数

压缩系数

av1-2

（MPa-1）

压缩模量

Es1-2

（MPa）

度

kpa

（cm/s）

大

坝

可

硬

塑

取样数量

最大值

0.48

8.4

31.0

34.0

5.61×10-4

最小值

0.21

3.7

3.5

8.0

3.60×10-4

平均值

0.34

5.4

15.3

25.0

4.3×10-4

建议值

0.34

5.4

15.0

25.0

0.48

4.3×10-4

四、坝体质量评价

1、坝体填筑质量评价

以本次在原土料场勘察击实试验结果作为评定坝体碾压密实性的一项依据，最大干容量1.72g/cm3，最优含水量22.1%。

评定标准采用《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）4.2.3条，粘性土的填筑密度以压实干容重为设计依据，并按压实度确定，对于大坝（相当于Ⅳ级坝）要求粘性土的压实度为0.96~0.98，具体评定时，采用0.96的下限指标，评价结果：

大坝实际平均压实度0.92，为碾压欠密实。

2、坝体抗渗性评价

评价依据为《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）4.1.5条，防渗土料应满足下列要求：

均质土坝土料渗透系数不大于1×10-4cm/s。

评价结果：

大坝坝体共采取10组填土试样作室内渗透试验，有8组试样的渗透系数满足规范要求，室内试验渗透系数合格率80.0%；进行注水试验共5段，无一试段渗透系数满足规范要求，注水试验渗透系数合格率0.00%。

综合评价为：

坝体填土渗透性超标。

2.2.3溢洪道区、输水管区工程地质条件及评价

一、溢洪道工程地质条件及评价

溢洪道位于大坝右端，为浆砌石圆涵管，边坡1:

3.5，于2003年对原溢洪道垮塌部位进行了翻筑。

二、输水管区工程地质条件及评价

输水管位于大坝右端，进水高程为97.80m，管长50.00m，断面尺寸0.4×0.4m，壁厚0.24m，设计灌溉流量0.20m3/s，进口建筑物为八字型结构，无闸控制。

据施工记载及现场勘察，输水管管座亦座落于第四系晚更新统冲洪积的粉质粘土之上，该土层物理、力学及渗透性指标与溢洪道基底相似，呈可~硬塑状，含水量21.4%，孔隙比0.63，压缩系数0.28，压缩模量6.2MPa，地基土允许承载力180KPa，渗透系数6.1×10-7cm/s，允许坡降0.52。

总之，相对于管座实际应力来讲，地基土体稳定性良好，土体抗渗性较强，地基不存在渗透变形问题。

由于输水管现有结构已不能满足规范要求，且经过五十多年的运行，混凝土表面存在不同程度的蜂窝麻面、表面被剥蚀甚至损毁现象，故建议将输水管拆除重建，配套闸门，启闭设备。

2.2.4结论及建议

一、结论

1、根据国家地震局颁布的1:

400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），当设防标准为50年超越概率10%时，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，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。

2、库区工程地质条件较好，区域构造稳定，水库渗漏、塌岸和浸没方面均不存在重大问题。

在固体径流方面，虽然库区地表存在第四系松散堆积物，雨季会造成一定的水库淤积，但体积不大，不会影响水库效益。

3、库区属垄岗地貌，岗地与沟谷相同，场区地质构造简单，区内广泛分布第四系晚更新统冲、洪积层，大坝两岸及基底由晚更新统冲、洪积层构成，坝基土体抗渗稳定性良好，坝基不存在渗透变形问题。

4、大坝坝体填土由第四系晚更新统粉质粘土构成，局部杂质含量较多，坝体碾压普遍欠密实，渗透性普遍较大，大坝长期渗漏，且白蚁危害严重，为大坝安全之隐患。

5、溢洪道各段基底土层为第四系晚更新统冲、洪积的粉质粘土，地基土体稳定性良好，土体抗渗性较强，地基不存在渗透变形问题。

溢洪道为浆砌石圆涵管，多处破损。

6、输水管管座座落于第四系晚更新统冲、洪积的粉质粘土之上，地基土体稳定性良好，土体抗渗性较强，地基不存在渗透变形问题。

输水管现有结构已不能满足规范要求，其混凝土表面存在不同程度的蜂窝麻面、表面被剥蚀甚至损毁现象。

无闸门、启闭设备。

二、建议

1、建议对大坝坝体进行防渗处理，并配合使用

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