蛤蟆神水库安全评价及加固处理措施

李俊杰

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

蛤蟆神水库位于汾河水系岚河支流普明河上，地处岚县县城上游23 km的蛤蟆神村，是一座防洪、灌溉综合利用水库。坝址以上控制流域面积103 km2，总库容624万m3，属小（一）型水库。水库原设计防洪标准为20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。

水库于1972年7月动工兴建，1975年5月完工，由大坝、溢洪道、泄水涵洞组成。大坝为均质土坝，左岸为花岗片麻岩，右岸为黄土台地，最大坝高26.5 m，坝顶高程1 354.2 m，坝顶长335 m，坝顶宽4 m，坝顶未设防浪墙；大坝上游坝坡为 1∶2，1∶2.5，1∶3，采用干砌石护坡；下游坝坡为 1∶2，1∶2.5，草皮护坡，在上游坝坡1 335.65 m，1 343.15 m及下游坝坡1 338.95 m高程均设有宽1.5 m的马道。大坝下游坝脚设有排水棱体，棱体高4.5 m，顶高程1 332.8 m，顶宽5 m，底宽13.5 m。溢洪道位于大坝右侧，为开敞式土基溢洪道，由进口溢流段、陡坡段、出口挑流段三部分组成，全长174 m，进口底高程1 350.0 m，出口底高程1 345.2 m，设计最大泄量320 m3/s。泄水涵洞位于大坝左岸，为坝下埋涵，基础座落在风化基岩上，由进口段、无压箱涵段、出口消力池段组成，全长129.6 m，设计泄量5.0 m3/s。

2 安全检查

现场安全检查时水库水位为1 341.7 m，存在以下主要问题：坝基渗漏严重，并有细颗粒泥沙带出；大坝上游干砌石护坡损坏严重；坝顶无防浪墙；大坝无监测设施；溢洪道进口地基不均匀沉陷，翼墙倾斜严重；跨溢洪道的简易桥高度不够，不能满足防汛抢险要求；溢洪道末端未设挑流鼻坎及防护工程，回水冲刷坝脚；泄水涵洞进口检修闸阀失效，漏水严重。

3 安全评价

3.1 大坝运行管理评价

蛤蟆神水库汛期运用方式主要按上级部门批准的方案进行，制定了运行、观测、维修等管理制度，管理人员分工明确，责任到人。但由于大坝存在渗流破坏问题，虽经多次处理，仍未彻底解决。而且由于水库没有工程监测设施，只能靠人工进行水情预报，因此，水库管理运用评价为较好。

3.2 工程质量评价

由于大坝坝基下存在泉眼，施工时未得到彻底处理，给水库安全运行埋下了隐患。在低水位运用下，大坝下游坝坡桩号0+080～0+110段坝脚高8 m处先后发生4次大坝塌坑渗流破坏，虽几经处理，但该问题仍未解决，危及大坝安全。溢洪道末端没有挑流及坝坡防护工程，溢洪道进口翼墙待加固，溢洪道虽未泄过洪，但安全隐患一直存在。反滤体反滤料质量较差，未达到设计要求，尽管水库一直处在低水位运行下，一旦出现问题将直接危及大坝安全。根据工程实际运用和存在的问题，工程质量等级定为C级。

3.3 防洪标准复核

蛤蟆神水库为无水文资料区，本次洪水复核采用了《山西省暴雨洪水计算实用手册》。经计算，水库在正常运用条件下坝顶安全超高值为2.08 m，非常运用条件下坝顶安全超高值为1.21 m。目前水库实际防洪能力为20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核，不满足现行规范要求。因此，水库防洪安全复核为C级。

3.4 结构安全评价

蛤蟆神水库大坝为4级建筑物，依据《碾压式土石坝设计规范》，正常运用条件下坝坡抗滑稳定安全系数最小为1.25，非常运用条件下坝坡抗滑稳定安全系数最小为1.15。通过对主河槽最大断面和黄土台地断面进行抗滑稳定计算，主河槽最大断面在正常蓄水位、设计洪水位、可能达到防洪标准洪水位时，下游坝坡稳定最小安全系数分别为1.197，1.085，0.99，均小于坝坡稳定允许最小安全系数，坝坡不稳定。鉴定大坝结构安全等级为C级。

泄水涵洞进水塔为4级建筑物，依据《水利水电工程进口设计规范》，经计算，在基本组合条件及特殊组合条件下，进水塔抗滑、抗倾安全系数均满足规范要求，进水塔稳定。溢洪道进口浆砌石翼墙地基不均匀沉陷，伸缩缝被拉开，局部挡土墙产生沿伸缩缝向溢洪道方向内倾，一旦泄洪，翼墙失稳将危及坝坡安全。溢洪道与泄水涵洞结构安全等级为B级。

综上所述，水库大坝结构安全评价为C级。

3.5 大坝渗流安全评价

根据水库大坝工程现状，对主河槽最大断面和黄土台地断面进行了渗流稳定分析计算，结果表明，主河槽最大断面在各种特征水位下坝基渗透坡降均大于允许水力比降，渗流形态不安全。

大坝施工时，由于坝基砂卵石层防渗处理不彻底，桩号0+080~0+110坝基段发现的泉眼处理不当等原因，给大坝安全留下了安全隐患，导致水库低水位运行状态下（库水位11~16 m）在0+080~0+110坝段下游坝坡距坝脚高8 m处发生塌坑，产生渗流破坏。虽进行了开挖处理，但于1989年9月在同一处坝坡又发生了塌坑渗流破坏，表明该问题尚未解决，大坝一直存在安全隐患。

综上所述，大坝渗流安全评价为C级。

3.6 抗震安全复核

根据《中国地震动参数区划图》，坝址区地震峰值加速度为0.05 g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。依据《水库大坝安全评价导则》，工程可不进行抗震安全复核。

3.7 金属结构安全评价

泄水涵洞进口共有两台闸阀，其中检修闸阀已失效，不能正常启闭。由于年久失修，工作闸阀止水失效漏水，加之闸阀未配电，一直手动操作。鉴于上述情况，金属结构安全定为C级。

4 结语

依据《水库大坝安全评价导则》，蛤蟆神水库大坝为三类坝，属病险水库。因此，建议对其进行除险加固：一是对大坝加固改造，提高防洪标准；二是对大坝坝基进行防渗处理；三是对溢洪道进行加固改造；四是更新泄水涵洞金属结构；五是增设大坝观测及监测设施。