劉 莉

（深圳市廣匯源環(huán)境水務(wù)有限公司,廣東 深圳 518172）

1 工程概況

三坑水庫位于坪地街道六聯(lián)社區(qū),壩址在惠鹽高速路之西約1 km,有公路到達壩腳,水庫下游為三坑水,最終匯入黃沙河左支,屬龍崗河三級支流。水庫建于1957 年,是村民自發(fā)興建的灌溉農(nóng)田的小型水利工程,改革開放后,轉(zhuǎn)變了水庫的功能,目前水庫功能是防洪。

2 安全鑒定

2.1 現(xiàn)場安全檢查及安全檢測

2.1.1 現(xiàn)場安全檢查

現(xiàn)場檢查主要存在問題：大壩上游壩坡排水溝有裂縫,深度10 mm,寬2 mm~5 mm,暫不影響大壩安全運行。大壩下游排水棱體有兩處較小的滲水點,排水棱體下游排水不順暢,導致排水溝存在積水。壩后坡草皮局部缺失；大壩壩后坡左下方有居民房,導致生活污水流至壩后排水棱體排水溝內(nèi)。由于外環(huán)高速施工,溢洪道起點至下游上壩路段高差近5 m,無消能措施,下泄時對下游上壩路及周邊會造成一定程度的沖刷。

2.1.2 安全檢測

本次混凝土回彈強度共計檢測10 個測區(qū),混凝土強度推定值為21.4 MPa；水下閘門未設(shè)置攔污柵；閘門整體一般腐蝕；螺栓腐蝕一般,防腐涂層脫落,管內(nèi)焊縫銹蝕?；炷两Y(jié)構(gòu)及漿砌石結(jié)構(gòu)情況良好,未見較大明顯缺陷。

2.2 安全監(jiān)測資料分析

2.2.1 監(jiān)測系統(tǒng)完備性和監(jiān)測資料可靠性評價

（1）監(jiān)測系統(tǒng)完備性評價

水庫目前正在安裝沉降位移監(jiān)測設(shè)備,水庫現(xiàn)狀監(jiān)測設(shè)施有水尺、自計水位計、測壓管、量水堰等。

（2）監(jiān)測資料可靠性評價

三坑水庫大壩的下游坡腳布置有量水堰；大壩下游壩坡布置測壓管共計9個；大壩下游壩坡布設(shè)6個大壩位移監(jiān)測設(shè)備。數(shù)據(jù)基本齊全,數(shù)據(jù)資料基本可靠。

2.2.2 大壩安全性態(tài)評估

通過對已有監(jiān)測資料的分析、現(xiàn)場安全檢查,大壩的滲流、穩(wěn)定基本運行正常,可以認為大壩安全性態(tài)基本正常。

2.3 工程質(zhì)量評價

2.3.1 壩肩壩基

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)壩基部位有一處明顯滲漏現(xiàn)象,壩基部位主要是花崗巖強風化帶,裂隙比較發(fā)育,夾塊較多,為中等滲透性,存在滲漏隱患。大壩局部壩段揭露存在沖洪積層（粗砂）,存在滲漏隱患。

2.3.2 壩體填筑

壩體填筑土料滿足《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL 274-2001）,但壓實度未能達到規(guī)范的要求。壩體填土為弱~中等透水性,壩筑土塑性指數(shù)IP=15.8,在7~20范圍內(nèi),符合規(guī)范要求。

2.3.3 輸水涵管及溢洪道

閘門整體一般腐蝕；螺栓腐蝕一般,防腐涂層脫落,管內(nèi)焊縫銹蝕。溢洪道結(jié)構(gòu)完好無開裂等現(xiàn)象。溢洪道下游無消力池,泄洪時對大壩會造成沖刷。

2.3.4 工程質(zhì)量評價結(jié)論

工程質(zhì)量評價等級為基本合格。

2.4 防洪能力復(fù)核

通過對水庫調(diào)洪演算和防洪能力復(fù)核,當壩頂上游側(cè)設(shè)有防浪墻時,壩頂超高可改為對防浪墻頂?shù)囊?。計算結(jié)果見表1。

表1 三坑水庫壩頂高程復(fù)核成果表

從表1 可見,大壩防浪墻頂高程、壩頂高程均滿足規(guī)范要求。水庫屬?。?）型水庫,V等工程,主要建筑物級別為4 級。設(shè)計洪水50 年一遇,校核洪水500 年一遇。水庫洪水調(diào)度運用方式符合水庫運行的特點,滿足大壩安全運行要求。因溢洪道無消能措施,存在一定的安全隱患。防洪能力評為B級。

2.5 滲流安全評價

滲流穩(wěn)定分析的目的是復(fù)核當前的實際滲流狀態(tài)能否保證大壩安全運行。

2.5.1 計算結(jié)果

計算方法采用有限元法,計算工具采用河海大學AutoBank 軟件。計算模型見圖1,計算結(jié)果見表2。

圖1 三坑水庫大壩最大壩高計算斷面圖

表2 三坑水庫大壩滲流計算成果

2.5.2 計算結(jié)果分析與評價

從單寬滲流量來看,大壩的滲流量較小。水庫大壩各工況出逸比降均小于相應(yīng)土層的允許水力比降,不會發(fā)生滲透破壞。

根據(jù)本次地勘成果,壩體填土滲透系數(shù)滿足規(guī)范要求,填筑土土質(zhì)一般且不均一,填土壓實度不滿足規(guī)范要求；壩基部位主要是花崗巖強風化帶,為中等滲透性,大壩修建時局部位置清基不徹底,大壩局部壩段揭露存在沖洪積層（粗砂）,存在滲漏隱患。滲流安全評價為B級。

2.6 結(jié)構(gòu)安全評價

2.6.1 計算結(jié)果

計算方法采用計及條塊間作用力的簡化畢肖普法,計算工具采用河海大學AutoBank 軟件,計算成果見表3。

表3 大壩抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果表

2.6.2 評價結(jié)論

大壩在各工況下,壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求；大壩上游護坡厚度滿足規(guī)范要求；大壩經(jīng)過多年運行,填筑土體已經(jīng)固結(jié),壩體沉降已穩(wěn)定。輸水涵安全復(fù)核計算結(jié)果表明輸水涵管結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計要求,輸水涵管無漏水等情況；閘門整體一般腐蝕；螺栓腐蝕一般,防腐涂層脫落,管內(nèi)焊縫銹蝕；根據(jù)本次對溢洪道的過流能力復(fù)核計算,溢洪道過流能力滿足設(shè)計要求。對溢洪道兩側(cè)邊坡高度進行復(fù)核,邊坡現(xiàn)有高度均滿足復(fù)核計算成果；但該水庫無消力池,下泄時對下游上壩路及周邊會造成一定程度的沖刷。三坑水庫大壩結(jié)構(gòu)安全評為B級。

2.7 抗震安全復(fù)核

計算工具采用“autobank7.07穩(wěn)定分析軟件”之“簡化Bishop法”。經(jīng)計算,在非常運用條件II：正常蓄水位遭遇烈度7度地震的上、下游坡工況下的主坡穩(wěn)定安全計算模型成果見圖2。

圖2 正常蓄水位大壩上、下游壩坡穩(wěn)定（抗震工況）

上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)1.49,大于最小安全系數(shù)1.1,滿足規(guī)范要求。本次鉆探揭露深度內(nèi)未見有區(qū)域性斷裂構(gòu)造/全新活動斷裂構(gòu)造、發(fā)震斷裂構(gòu)造通過的跡象,壩區(qū)未來發(fā)生破壞性地震或強震的可能性不大,地震及區(qū)域地質(zhì)斷裂對壩區(qū)場地的穩(wěn)定性影響不大。三坑水庫大壩抗震安全性評價為A級。

2.8 金屬結(jié)構(gòu)安全評價

三坑水庫金屬結(jié)構(gòu)布置合理,設(shè)計與制造、安裝符合規(guī)范要求；安全檢測結(jié)果為“安全”,強度、剛度及穩(wěn)定性復(fù)核計算結(jié)果滿足規(guī)范要求；閘門整體一般腐蝕；螺栓腐蝕一般,防腐涂層脫落,管內(nèi)焊縫腐蝕銹蝕,并未超報廢折舊年限使用。三坑水庫大壩金屬結(jié)構(gòu)安全性評價為B級。

2.9 綜合評價結(jié)論

水庫大壩的工程質(zhì)量基本合格,大壩防洪能力滿足國家要求的洪水標準,滲流性態(tài)基本安全,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定滿足規(guī)范要求,金屬結(jié)構(gòu)基本安全,大壩抗震安全,水庫尚能正常運行,綜合評定為二類壩。

3 加固措施建議

經(jīng)評定,三坑水庫綜合安全評價為二類壩,根據(jù)相關(guān)規(guī)范針對本水庫存在的安全問題,提出如下建議：

（1）建議對壩頂?shù)缆妨芽p進行修補完善,修復(fù)損壞的測壓管。

（2）對壩后排水棱體排水溝進行疏浚,使排水順暢,避免壩腳積水。對壩后坡草皮局部缺失部分鋪設(shè)草皮；對大壩壩后坡左下方有居民房排污情況的進行治理,禁止生活污水流至壩后排水棱體排水溝內(nèi)。

（3）對輸水涵管閘門、螺栓進行防銹處理。

（4）建議對溢洪道下游渠道新建消能措施,防止泄洪時淹沒上壩路及造成內(nèi)澇、沖刷等情況。

（5）建議加強水庫的運行管理,重點巡查滲流點情況。

4 結(jié)語

文章論述了安全監(jiān)測資料分析、復(fù)核防洪、滲流、結(jié)構(gòu)安全計算與評價,結(jié)合各分項評價得出水庫安全鑒定結(jié)論。同時應(yīng)依據(jù)評價結(jié)論和缺陷,對壩體及時開展后續(xù)的除險加固工作。