彰武县八堆子水库大坝安全鉴定分析

胡 伟

(彰武县水利事务服务中心，辽宁 彰武 123200)

1 工程概况

八堆子水库位于彰武县冯家填王家村八堆子屯北、养息牧河右侧支流东地河上，距冯家镇政府所在地7.5km，距彰武县城30km。水库控制的流域处于科尔沁沙漠南缘，坝址以上面积14.2km2，大部分为沙荒地，降雨时雨水全部渗入地下，不产明流，建库时经实地调查，洪水产流面积为2.6km2，河长5.8km，河道平均比降为5.18‰，该水库在辽宁省水文分区中属东部II区。

大坝长332m，坝顶高程147.53m，坝顶宽4.0m，最大坝高14m，防浪墙高0.8m，墙顶高程148.33m。上游坡比1∶3，采用干砌块石护坡；下游坡1∶8，为草皮护坡。下游坝脚排水体长100m，高2.0m。

溢洪道由进口渐变段、闸室段、出口渐变段、陡坡段、出口石笼防冲段组成。

进口渐变段长4.0m，由宽13m变至5.6m；闸室段净宽5.0m，分两孔，长4.5m，堰顶高程145.03m；出口渐变段长7.0m，由宽5.6m变至2.0m，侧墙高2.5m，比降为1/16；陡坡段长161m，底宽2.0m，前段41m，比降1/16，后段120m，比降1/22；侧墙高2.0-1.5m；出口石笼防冲段长25m，宽12m，厚0.5m，石笼下铺土工布反滤。溢洪道设计最大溢洪水深1.8m，最大泄量15.34m3/s。

输水洞：虹吸式输水洞，为φ400mm钢管，进口底高程为142.35m，出口底高程136.85m，最大输水流量0.5m3/s。

八堆子水库具有灌溉、防洪、改善生态环境涵养地下水、养殖等综合效益。灌溉水库下游八堆子村水田面积166.67hm2；保护下游大郑铁路15km、国道304线20km、移动GSM中继光缆10km；保护冯家镇八堆子、北沟、稻地窝堡等村1.7万人生命和财产的安全。

2 工程地质条件评价

八堆子水库所在区域为内蒙古科尔沁沙地南缘，地形地貌为波浪起伏的低矮沙丘，具有相对高差小、坡度缓、植被稀疏的特点。沙丘高程一般为200-231.5m，相对高差20m左右。组成岩性为细砂、粉细砂。坝址以上河谷呈缓“U”型，宽度在20-50m，两岸大部分为缓坡低地，间有零星低矮沙丘，坡地外围仍以低矮沙丘为主。河谷上游冲沟发育，沟头呈“V”字型，沟口呈“U”字型，区域内植被稀疏，水土流失较严重，但未见滑坡、崩塌等不良地质现象。

库区地下水第四系孔隙潜水为主。补给以大气降水为主，地下迳流条件良好，地下水排泄有两种方式：以地下迳流方式向下游、库区排泄；还有是蒸发排泄。

八堆子水库库区出露地层以第四系砂壤土为主，干容重15.7kN/m3、湿容重18.3 kN/m3、浮容重9.6 kN/m3、饱和容重19.7 kN/m3、渗透系数为2.66×10-5cm/s 、内摩擦角27°、凝聚力c=11kPa、土粒比重2.6、孔隙率37.75%。

3 工程质量评价

八堆子水库于2011年工程竣工验收。建设程序按照当时国家建设标准要求进行，由具有相应设计资质的单位承担水库的设计工作，并通过了相关部门的审查和批复，工程施工单位及监理单位是通过招标形式确定的，建设过程内业资料记录完整，并形成了各参建单位的工作报告，工程完工后，通过了工程竣工验收委员会的验收。

3.1 拦河坝

大坝上游混凝土护坡水位变化区域受冻害，表皮脱落、混凝土变酥；大坝下游坡脚散浸，下游护坡局部缺少草皮。根据《水库大坝安全评价导则》，拦河坝质量基本满足设计和规范要求，且运行中暴露局部质量缺陷，但尚不严重影响工程安全，因此，评定八堆子水库大坝工程质量为“基本合格”。

3.2 溢洪道

溢洪道进口八字翼墙破损；溢洪道边墙底受冻破坏，溢洪道出口无消力设施；溢洪道启闭机及闸门锈蚀严重。根据《水库大坝安全评价导则》，工程质量基本满足设计和规范要求，但运行中暴露局部质量缺陷和问题，存在的局部强度不足、异样变形，尚不严重影响工程安全现象，因此，评定八堆子水库溢洪道工程质量为“基本合格”。

3.3 输水洞

下游坡脚的灌溉渠道破损严重；输水洞出口处边坡部分脱落。根据《水库大坝安全评价导则》，工程质量基本满足设计和规范要求，但运行中暴露局部质量缺陷和问题，存在的局部强度不足、异样变形，尚不严重影响工程安全现象，因此，评定八堆子水库输水洞工程质量为“基本合格”。工程质量基本满足设计和规范要求，运行中暴露局部质量缺陷，但尚不严重影响工程安全，八堆子水库总体工程质量评价评为“基本合格”。

4 运行管理评价

1)八堆子水库管理单位编制人员满足标准要求，管理区的管理、养护、办公、生活等用房满足生产和生活要求。

2)大坝没有安全监测设施；防汛交通与通信等设施完善。

3)水库有调度规程，有应急预案。

综合以上分析，根据SL258—2017《水库大坝安全评价导则》，八堆子水库运行管理评价为较规范。

5 防洪能力复核

八堆子水库属于山区、丘陵区水库工程，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017) 规定，八堆子水库工程永久性挡水建筑物的挡水高度低于15m，且上下游最大水头差<10m，洪水标准按照平原、滨海区标准确定。

丘陵地区的小(1)型水库设计标准在20a-10a之间，校核标准在100a-50a之间，最终确定八堆子水库的设计洪水按10a一遇设计，校核洪水按50a一遇设计，水库工程等别为IV，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别5级。

由于此次为安全鉴定，所以不改变原兴利库容，查原资料得：水库正常高水位146.83m ，正常高水位对应的库容为100.79万m3。水库死水位为142.35m ，相应的死库容为26万m3。水库防洪限制水位为145.03m，相应库容为63.62万m3。

采用实测水位库容曲线调洪演算复核后，水库设计洪水位为145.87m ，相应库容为85.97万m3；水库校核洪水位为146.56m ，相应库容为94.78万m3。

复核后，校核标准最大泄量为15.34m3/s。经复核，校核洪水时溢洪道满足最大下泄流量要求。

经复核，坝顶高程取校核洪水位与安全超高之和，高程为146.56m，低于现状坝顶高程。八堆子水库现状拦河坝坝顶高程满足现行国家、行业等相关规范要求。

综上所述，八堆子水库防洪标准及大坝抗洪能力满足近期非常运用洪水标准要求，八堆子水库大坝防洪安全性评为B级。

6 渗流安全评价

大坝下游坡脚散浸。大坝坝体排水设施破损，关键部位渗透比降小于允许渗透比降，运行中已出现局部渗漏异常现象，但尚不影响大坝安全。根据《水库大坝安全评价导则》，认为大坝渗流性态基本安全，评为B级。

7 结构安全评价

1)大坝在计算的3种工况下抗滑稳定安全系数均大于规范规定的容许值，抗滑稳定性满足规范要求。

2)近坝库岸稳定，未发现滑坡现象。

3)溢洪道结构抗滑、倾覆稳定满足规范要求。

大坝坝体及泄水建筑物整体稳定，结构存在局部破损，根据《水库大坝安全评价导则》，认为大坝结构基本安全，评为B级。

8 抗震安全评价

按《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》(SL189-2013)和《水工建筑物抗震设计标准》(GB51247-2018)有关规定，本次安全评价对大坝坝坡不进行抗震稳定计算。

9 金属结构安全评价

八堆子水库金属结构存在锈蚀、磨损现象，但尚不严重影响正常运行，金属结构基本安全，评为B级。

10 大坝安全综合评价

在现场安全检查的基础上，通过对八堆子水库防洪能力、渗流安全、结构安全等专项复核，并参考工程质量与大坝运行管理评价结论，本次安全评价将八堆子水库大坝鉴定为二类坝。

11 建 议

八堆子水库大坝鉴定为二类坝，应安排资金尽快进行维修养护，建议维修养护的主要措施如下：

11.1 大坝

1)维修大坝上游混凝土护坡。

2)对大坝下游坡脚散浸进行防渗处理。

3)对大坝下游坡种植草皮。

11.2 溢洪道

1)修建溢洪道进口破损的八字翼墙。

2)维修加固溢洪道边墙，溢洪道出口设消力设施。

3)更换溢洪道启闭机及闸门。

11.3 输水洞

维修加固下游坡脚的灌溉渠道和输水洞出口。