兴县阁老湾水库大坝安全鉴定简述

2018-03-25孙冬艳

山西水利 2018年7期

孙冬艳

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

1 概述

兴县阁老湾水库位于汾河支流南川河中游的康宁镇阁老湾村西侧，距兴县县城28 km。水库坝址以上河道长度26.76 km，控制流域面积169 km2，河道平均纵坡14.27‰，总库容1 060.6万m3，是一座蓄清调洪，以防洪、灌溉为主的中型水库。阁老湾水库按照100年一遇洪水设计以及1 000年一遇洪水校核进行防洪标准设计。

阁老湾水库于1976年10月动工兴建，1982年基本建成。整个枢纽主要由建筑物大坝主体、溢洪道、泄洪洞及次要建筑物灌溉涵管组成，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别3级、抗震设防烈度6度。

大坝为水力冲填均质土坝，最大坝高29 m，坝顶宽5.5 m，坝顶长683 m，坝顶防浪墙高1.1 m。坝顶为混凝土路面，原设计坝顶高程为1 088.15 m，现状坝顶高程为1 088.09～1 089.60 m。上游坝坡马道以上坡比1∶3，马道以下坡比1∶3.5，马道设在高程1 080.70 m处，宽1.0 m。马道以下为干砌石护坡，马道以上左半部分为干砌石护坡，马道以上右半部分为碎石护坡。下游坝坡马道以上坡比1∶2.5，马道以下坡比1∶3，马道设在高程1 080.40 m处，宽1.0 m。下游坝坡采用草皮护坡，设纵、横向浆砌石排水沟；下游坡脚在原主河槽处设置52 m长的排水棱体。

坝基上部为淡黄色低液限粉（粘）土，结构松散，稍湿，含细砂及细砾，厚度0～2.5 m，下部为卵石混合土，局部夹级配不良砾（砂）透镜体，厚1.0～5.0 m。下伏基岩为灰绿、紫红色泥岩，局部夹黄绿色长石石英砂岩，厚度大于20 m。

溢洪道位于大坝右坝头，为开敞式宽顶堰，由引渠段、溢流堰控制段、陡坡泄槽段、挑流消能段组成，全长194.3 m，底宽20 m，最大泄量480 m3/s。引渠断面为梯形明渠，全长133 m。引渠底板宽20 m，采用混凝土衬砌防护，两侧边坡为1∶1，采用浆砌石衬砌防护。溢流堰控制段为宽顶堰，堰顶高程为1 080.45 m。陡坡泄槽段采用混凝土衬砌，底坡1∶3，斜长25 m，下接挑流消能段。尾水渠为土质明渠，断面为30 m×3 m，未防护。

泄洪洞为有压洞，位于大坝左侧原主河槽右岸，全长106 m，采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度0.6 m，内径3.0 m，外径4.2 m，最大泄量92 m3/s。泄洪洞进水口为喇叭型，长8 m，底高程为1 064.15 m，泄洪洞出口挑流消能段长21.5 m，设置差动式挑流鼻坎。

灌溉涵管置于泄洪洞右侧顶部，为2根直径0.4 m的铸铁管，至出口合并为1根直径1 m的管道，并设阀门控制。灌溉涵管总长144m，进口设置在泄洪洞进水塔塔筒上，进口底高程1 069.75 m，出口高程1 069.05 m，纵坡1%。

阁老湾水库自建成以来，一直按缓洪蓄清，空库度汛的方式运行。水库主要效益是防洪和灌溉。水库下游防洪重点保护对象有康宁镇等3个乡镇28个村及离石—兴县公路等，共涉及人口1.36万、耕地面积2 433.33 hm2。水库原设计灌溉面积1 000 hm2，但由于灌区渠系不配套，不能充分发挥水库效益。

2 现场安全检查及存在的主要问题

大坝。水库淤积严重；上下游坝坡面破损严重，大坝上游坝坡部分未防护，杂草丛生；下游坝坡杂草丛生，坡脚部分排水棱体干砌石塌陷。目前大坝观测设施缺失，大坝的位移状况难以判断，坝体和坝基的渗流情况更加难以掌握，无法指导大坝安全运行。

溢洪道。溢洪道进口段两翼墙局部未衬砌；控制段两翼墙及底板均已衬砌，局部损毁严重；出口段现设有挑流消能设施，已填满建筑及生活垃圾，尾水渠为土质明渠，未防护。

泄洪洞。泄洪洞进口段墙面有蜂窝麻面及裂缝；洞内混凝土衬砌局部存在漏石、漏筋、剥蚀及渗水等现象；伸缩缝有开裂、渗水问题；泄洪洞出口左侧侧墙浆砌石有几处开裂。

灌溉涵管。进口设置在泄洪洞进水塔塔筒上，出口控制阀门已漏水、锈蚀严重，启闭困难。

用于安全监测的设施缺失。

3 大坝安全评价

按照《水库大坝安全评价导则》（SL 258-2017）的相关规定，工程各专项评价结果A级的认定为“安全可靠”；评价结果B级的认定为“基本安全，但有缺陷”；评价结果C级的认定为“不安全”。

3.1 工程质量评价

大坝筑坝土料特性指标符合要求，坝体填筑质量满足要求，但坝体土结构松散，土质不均，干密度为1.36～1.64 g/cm3，平均值为1.50 g/cm3，干密度不大。坝基砂卵石层未进行过防渗处理。坝体右坝段直接座落于右坝肩上，右坝肩又为Ⅱ等湿陷性场地，且未进行过任何处理。大坝的上下游坝坡面破损严重，局部未防护。综合大坝运行情况和现场巡视情况，大坝质量综合评价为不合格。鉴于溢洪道直接坐落在右坝肩湿陷性地基上，且溢洪道结构单薄，局部损毁严重，质量评价为不合格。泄洪洞局部损毁严重，影响工程安全；灌溉涵管管身为铸铁管，锈蚀严重。综合以上分析，工程质量综合评价为不合格。

3.2 大坝运行管理评价

阁老湾水库能在审批的调度规程范围内合理调度运用；水库具备基本的通信设施和水位观测设施，各项规章制度落实状况良好；大坝的养护修理基本可以保证，运行状态处于一般水平；大坝安全监测的设施缺失。根据现有资料以及现场检查的结果来看，大坝运行状况较为正常。综合以上分析，大坝运行管理评价为较规范。

3.3 防洪能力复核

通过复核计算，以现有的泄洪洞以及溢洪道为依托，水库抗洪能力达不到1 000年一遇校核洪水的标准。综合以上分析，水库防洪安全复核评价结果为C级。

3.4 大坝渗流安全评价

大坝坝基和坝肩未进行防渗处理，下游坡脚排水设施不符合相关要求，防渗和反滤排水设施不完善；通过计算分析，大坝渗流压力与渗流量变化改变既往规律，在相同条件下显著增大，坝基卵石混合土出逸处渗透比降大于允许渗透比降。综合以上分析，大坝渗流安全可评价为C级。

3.5 结构安全评价

大坝坝体变形规律基本正常；抗滑稳定及上游护坡满足规范要求；近坝岸坡比较稳定。检查发现局部坝顶裂缝较短且浅、不贯通，不会危及大坝安全。溢洪道坐落在湿陷性地基上，且结构单薄，局部损毁严重，出口消能段的尾水土渠泄水时会产生冲刷破坏；泄洪洞洞身配筋不满足要求。综合以上分析，结构安全评价为B级。

3.6 抗震安全评价

根据《中国地震动峰值加速度区划图（GB 18306-2015图A1）》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB 18306-2015图B1），工程区地震动反应谱特征周期值为0.45 s，地震动峰值加速度为0.05 g，相应地震基本烈度Ⅵ度。大坝为3级建筑物，设计地震烈度为6°。

根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2017），可不进行抗震安全复核。

3.7 金属结构安全评价

泄洪洞工作闸门超过使用折旧年限要求，且门体和埋件锈蚀、锈穿现象严重；启闭设备陈旧老化，运行控制系统可靠性差，容量超过临界状态，电气性能检测存在安全隐患，电动机控制柜属于“三无”产品，不符合安全运行要求，严重影响闸门的正常启闭运行；检修闸门和启闭设备整体缺失。综合以上分析，阁老湾水库金属结构安全评价为C级。

4 大坝安全鉴定结论及建议

4.1 大坝安全鉴定结论

按照《水库大坝安全评价导则》（SL 258-2017）的相关规定，综合各专项安全性评价结果对大坝安全进行综合评价。各专项评价结果均达到A级，且工程质量合格、运行管理规范的，可评为一类坝；有一项以上（含一项）是B级的，可评为二类坝；有一项以上（含一项）是C级的，应评为三类坝。根据以上评判标准，阁老湾水库大坝安全鉴定结论为三类坝。

4.2 建议

水库防洪能力不满足规范要求，建议采取加坝或提高水库泄洪能力等措施，确保水库满足防洪标准的要求；大坝坝基渗流稳定不满足要求，建议对大坝坝基采取防渗措施；大坝右坝肩及溢洪道均坐落在湿陷性地基上，不满足规范要求，建议尽快采取措施处理；泄洪洞及溢洪道结构均不安全，建议采取措施处理。建议更新金属结构设备，增加检修闸门及启闭机设备。建议加强大坝安全监测设施。