浅谈水库大坝安全评价报告编制要点

徐文晖

摘 要：水库大坝不仅是调控水资源时空分布、优化水资源配置的重要措施，也是江河防洪体系的重要组成部分。水库大坝安全评价掌握和认定水库大坝安全状况，采取科学调度、控制运用、除险加固或降等报废等安全措施的重要依据。结合蕉岭县水库大坝安全评价报告编制过程，以现行规程规范为标准，介绍了水库大坝安全评价编制内容和要求，总结评价报告中应注意的问题。

关键词：水库大坝；安全评价；编制要点

中图分类号：TV64                                 文獻标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2023）10-0087-03

1 工程概况

鸡公田水库位于梅州市蕉岭县文福镇，于1957年11月建成并投入运行，以防洪、供水及灌溉为主的小⑵型水库，为镇级权属水库。水库集水面积1.5 km?，水库总库容为11万m?。水库主要由主坝、副坝、输水涵、溢洪道及其他附属建筑物构成。

水库主坝为均质土坝，坝顶长74 m，坝顶高程277.10 m，坝顶砖砌防浪墙，防浪墙顶高程277.70 m，坝顶宽5.3 m，为泥结石路面，坝路肩设浆砌石路缘石。前坡为土工膜防渗和C20混凝土护坡，坡比为1：2.2，后坡植草护坡。反滤体为贴坡式干砌石，坡比1：2.28，反滤体后坡脚设横向0.4 m×0.4 m集水沟，出口设三角形量水堰。

水库副坝为均质土坝，坝顶长40 m，坝顶高程277.6 m，防浪墙顶高程278.2 m，坝顶宽5 m，为泥结石路面，坝路肩设浆砌石路缘石。前坡采用土工膜防渗和C20混凝土护坡，前坡坡比为1：2.2，后坡植草护坡，分为两级，后坡由于有4 m耕山道路。

溢洪道位于主坝右岸，为开敞式溢洪道，无闸门控制。泄流明渠段长54.2 m，溢洪道净宽8.5 m，坡度i=0.031，进口底高程为275.25 m，出水口底高程273.68 m。两侧挡墙采用M7.5浆砌石砌护，与主坝连接设置交通桥。

输水涵位于主坝左侧，为Ф300 mm钢筋混凝土涵管，管长59 m，进口中心高程为264.42 m，出口中心高程为 263.82 m，用Ф300 m手动式斜拉杆控制启闭，启闭房建筑面积9 m?。管理房位于副坝右岸，建筑面积80 m?，配置管理电源和通讯设施。防汛公路由主坝右岸通往坝顶。防汛公路长1.3 km，路面宽3.5 m，为混凝土路面。

2 基础资料搜集

大坝安全鉴定工作主要通过走访、现场检查查勘，收集水库安全与管理方面的历史资料，对缺失和不足的资料，补充地质勘察、安全检测等相关资料。基础资料搜集运行过程中可能遇见资料变化的情况，因此搜集的资料尽可能反映水库当前实际状况，如淤积与库容变化、水库特征值变化、大坝下游冲刷等方面的资料。

3 现场安全检查及安全检测

3.1 现场安全检查

现场安全检查项目主要包括坝体、输水涵、溢洪道、金属结构等。根据资料，对大坝外观、运行状况、设备和管理设施等进行全面检查，填写现场安全检查记录表，对现场安全检查成果进行分析，提出大坝安全评价工作的重点和建议。

3.2 安全检测

安全检测应在满足相关规范要求下，尽量减小对检测对象结构的扰动和不利影响。安全检测主要是钻探试验与隐患探测。钻探试验主要复核水库工程区水文地质、工程地质条件，检查坝体填筑质量，为评价提供地质资料和物理力学参数，提出地质建议。隐患探测采用无损检测技术与装备对大坝进行隐患探测和检测，判断被检测对象内部结构隐患病害等，针对现场安全检查暴露出来的工程安全运行问题，提出安全评价工作重点和要点。

4 安全监测资料分析

水库安全监测范围包括水库的坝体、坝基、输泄水建筑物和设备以及对水库大坝安全有重大影响的近坝区岸坡。施工质量缺陷、不同建筑物接合面、坝肩结合部以及运行中出现异常现象等部位附近的监测资料应作为分析重点。对因除险加固工程建设或监测系统更新改造造成监测资料不连续的，应分阶段进行分析，并注意前后系列资料之间的对比。根据安全监测资料分析结果，说明可能影响大坝安全的潜在隐患与原因，并针对性地提出改善大坝维修养护、运行管理或在除险加固时的措施及建议。

5 运行管理评价

水库运行管理能力评价主要复核水库管理体制机制、管理机构及人员、管理规章制度、管理设施等是否符合大坝安全管理法规与技术标准相关要求，以及满足大坝安全运行需求，提供改进大坝运行管理工作指导性意见及建议。

6 工程质量评价

6.1 工程地质条件评价

工程地质问题主要有区域稳定性、基础沉降变形、地基和边坡或洞室围岩的稳定性、渗漏、地质灾害5个方面。因此，地质条件评价应对枢纽区地形地貌、地质构造、水文地质等进行评价。

评价要求有以下5个要点：①应明确工程所在地地震相关参数。②评价水库库岸稳定、渗漏及水库淤积等情况。③查明是否存在影响工程安全地质问题和缺陷，对工程地质条件发生重大变化或在运行中发生地震的水库大坝，应评估工程地质条件变化和其对工程安全的影响。④对坝基、岸坡等处理效果作出地质初步分析，分析可能的地质缺陷及其影响。⑤提供计算所需的其他各种地质边界和进行数值分析所需的岩体物理力学参数。

6.2 土石坝质量评价

土石坝工程质量评价主要复核坝基处理、筑坝材料选择与填筑、坝体结构等是否满足设计规范、施工规范及安全评价导则要求。

常见工程质量问题有以下4点：①大坝基础防渗不能满足现行规范要求。②坝体渗透系数偏大、混凝土防渗面板标号不达标、混凝土护坡变形较大等原因，防渗不能满足现行规范要求。③坝体填筑土料压实度不够、孔隙率不能满足规范要求。④坝体反滤料和过渡层料级配砂不达标，透水性不能满足规范要求、排水体失效等。

7 防洪能力复核

7.1 评价中应注意的问题

具体有以下3点：①若水库经批复现状防洪标准符合或超过现行规范要求，可采用原批复数值。否则应进行调整水库防洪标准，并履行审批手续。②应优先采用流量资料推求进行设计洪水复核计算，如原设计洪水成果大于设计洪水复核计算成果，应采用原值。③调洪计算应根据水行政主管部门批复的工程调度原则和水位-泄量库容关系曲线。当调洪计算结果低于原设计或前次大坝安全鉴定确定的指标时，宜仍沿用原值[1]。

7.2 复核与评价内容

根据水库设计阶段采用的水文资料和运行期延长的水文资料，并考虑建坝后上下游地区人类活动的影响及水库工程现状，进行设计洪水复核和调洪演算，评价大坝现状抗洪能力是否满足现行有关规范的要求。防洪标准复核、设计洪水复核计算、调洪计算及大坝抗洪能力复核是防洪能力复核主要内容。

7.3 常见防洪能力问题

7.3.1 基本资料

基本资料不能反映水库当前的实际状况，运行过程中可能发生变化的资料未重点搜集，主要是水文系列延长、淤积与库容变化、水库特征值变化、大坝下游冲刷等方面资料。

7.3.2 设计洪水计算

具体有以下3点：①个别水库甚至设计洪水复核未进行计算，而直接套用原设计洪水成果。②历次洪水资料未进行分析及对照。③成果合理性未进行，当原成果与设计洪水有较大差别时，合理性分析尤其重要。

7.3.3 调洪计算

具体有以下4点：①有些水库复核时未进行调洪计算与超高复核，直接套用原设计洪水比较洪峰、洪量及洪水过程线，并据此得出是否安全的结论。②调洪计算时采用调度原则与实际批复调度方式不一致。③有些水库为增加兴利功能擅自将汛期限制水位提高，且未进行上级主管部门批准下，此时再进行调洪计算，由于防洪库容减少了，水库防洪能力也减弱了。④年淤积量较大的有些水库，未采用水库近期实测库容曲线进行调洪演算，而套用原设计资料，基础资料不准确，导致计算结果偏离，实际工程意义不大。

7.3.4 現状抗洪问题

超高复核和坝顶、防渗体超高未进行复核，而以原设计成果的最高静水位与复核的最高静水位进行对较，并按此得出是否安全的结论，不太适当。有的水库大坝的设计成果静水位比复核静水位低，超高较富裕，也是安全的。未将计算要求坝顶、防渗体顶高程与实际高程比较，而与设计高程进行比较，未注意到实际值与设计值的显著差别。

8 渗流安全评价

水库渗流安全问题，在大坝的整体安全中尤为重要。对土石坝来说，渗透水流除浸湿土壤降低指标外，当渗透力大至极限时将导致坝坡滑动、坝基管涌、流土等重大渗流事故，直接严重威胁大坝安全。

8.1 渗流安全评价主要内容

具体有以下4方面内容：①复核水库的设计与施工质量是否满足现行相关规范要求，反滤排水设施和防渗设施是否完善。②水库运行中发生过何种渗流异常现象应查明，判断大坝安全是否造成影响。③分析水库防渗的工作性态及大坝渗流安全性态，评价大坝渗流稳定性是否满足要求。④对大坝存在的渗流安全问题分析其原因和可能产生的危害。

8.2 渗流安全评价注意问题

蕉岭县多数水库大坝未设置渗流、渗压观测，造成地质及岩土试验资料缺损。水库经长年运行，大坝岩土渗透性能发生变化。对此安全评价应补充地质勘探和岩土试验等检测工作，查清大坝岩土的渗透性能、反滤及排水系统的有效性等，为评价大坝渗流的安全性提供准确数据。

由于当时条件的限制，蕉岭县一些土石坝施工时碾压密实度未达到现行规范的要求，坝体渗透系数偏大。水库在运行中未到达过正常水位以上的高水位，也未发现大坝渗流异常的情况。在渗流计算分析的正常蓄水位下，大坝渗流是安全的，但在设计洪水位和校核洪水位下，其浸润线提高。出现渗流从坝坡出逸，且出逸比降大于允许比降，即显示高水位渗流出现不安全的状态。因此，渗流评价应分析设计及校核洪水位等未来高水位的渗流安全状态。

对均质土坝应特别注意坝基的渗透性，若坝基渗透性较大，又未做防渗处理，即使坝体填筑质量满足要求，当库水位较高时，其坝下游也容易出现浸润线较高，渗流于下游坝坡出逸，且出逸比降大，渗流稳定出现不安全的状态。

土石坝埋设输涵管，由于当时条件有限，施工质量较差，结构设计不完善、坝体不均匀沉降等原因，涵管产生裂缝漏水，而产生接触冲刷渗透破坏问题，危及大坝安全。在评价中，应注意涵管渗流安全检测与评价。

8.3 评价报告编制注意问题

对工程运行中的渗流表现进行评价。通过现场检查、观察迹象，陈述自工程运行以来有无发生过渗流异常现象，发生渗流异常的时间、空间条件，产生了哪些危害，采取过何种处理措施，效果如何，还有无影响工程安全的隐患或疑虑评价，以及是否需做进一步勘探、试验及论证分析的工作等，并对原设计、施工的渗流控制措施进行评价。

对工程渗流安全性态进行分析和评价。先根据各种实测的资料，对工程状况和常用运行条件下所得到的渗压力分布与安全状态进行比较，评价现状条件下工程的渗流安全性。在此基础上，还应根据现状资料做延伸预报，推算今后高水位时的渗压分布和渗流安全性态，以评价未来高水位条件下工程的渗流安全程度。

9 结构安全评价

结构安全评价在现场安全检查基础上，根据工程地质勘察、监测、安全检测等资料，综合监测资料分析与结构计算对水库大坝结构进行安全评价。对运行中暴露的影响结构安全的裂缝、塌陷、滑坡等问题或异常情况应作重点分析。

土石坝常见结构问题有以下6点：①坝坡坡比偏陡。②大坝填筑质量不满足要求，干密度较小，渗透性大，且填筑不均匀，或新老坝体结合面处理不当。③湿陷性黄土坝体产生裂缝。④坝顶宽度不足。⑤防浪墙裂缝或未与防渗体紧密连接。⑥坝体与混凝土建筑物的接触面渗漏、下游出口反滤层未设置或不满足要求，因不均匀沉降产生裂缝等。

10抗震安全评价

根据《水库大壩安全评价导则》（SL258-2017）10.1.3条[2]：对抗震设防烈度超过6度的大坝，应进行抗震安全复核。抗震设防烈度为6度时，可不进行抗震计算。

11金属结构安全评价

在水库大坝安全评价工作中，应充分重视金属结构及供电设施安全评价，需要结合现场检查与检测及运行表现情况，复核金属结构及其电气设备等在现状下能否按设计条件安全运行，如泄输水建筑物钢闸门、启闭机、压力钢管等，对钢闸门结构刚度、强度和稳定性，闸门启闭机启闭能力，压力钢管抗外压稳定性、强度等进行验算[3]。

常见金属结构安全问题有以下6点：①金属结构使用条件与设计条件不同。②部分闸门的高度不能满足挡水要求。③金属结构的腐蚀、变形及磨损。④金属结构焊接质量存在缺陷，焊接强度不能满足要求。⑤部分金属结构的活动部件不灵活或锈死，影响结构安全运行。⑥供电设施单一，无备用电源，稳定性较差，存在安全隐患。

12 结束语

水库大坝病险情和不安全因素不但影响水库效益的发挥，还会给下游人民生命财产安全带来严重的威胁。水库大坝安全问题是大坝运行管理中的关键问题，大坝安全评价是大坝管理的重要手段，不仅可以通过安全鉴定发现影响工程的不安全因素，及时进行除险加固。通过安全评价全面掌握大坝运行性态，完善大坝安全监测设施，科学合理调度水资源，最大限度地提高工程效益。

参考文献

[1] 中华人民共和国水利部.水库大坝安全鉴定办法[S].水建管〔2003〕271号.

[2] 中华人民共和国水利部.SL 258-2017.水库大坝安全评价导则[S].

[3] 马福恒.水库大坝安全评价[M].南京：河海大学出版社，2019.