彰武县长坨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

长坨子水库位于彰武县北部的兴隆山镇长坨子村，水库位于养息牧河支流东地河上游，长坨子水库是小(1)型水库。长坨子水库于1976年竣工并投入生产运行，1993年修建第一溢洪道，2000年修建了第二溢洪道。2012年进行了除险加固设计。主要为加高培厚土坝，修建厚0.3m、高0.7m，长1920m的防浪墙，上游坡新建混凝土面板护坡，新建长260m、高1.5m、宽1.5m，内坡1：1，外坡1：1.5的排水棱体；坝顶铺设长1920m的砂石路面，下游坝肩安装路缘石，下游铺设草皮护坡。翻建了主坝、副坝两个输水洞，更换输水洞闸门及启闭机。重建了第一溢洪道，维修了第二溢洪道。除险加固后，水库总库容141.47×104m3，其中死库容为32.24×104m3，兴利库容109.23×104m3，防洪库容49.80×104m3。

长坨子水库是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养鱼、旅游等综合利用的小(1)型水库，有效灌溉面积130hm2，养鱼水面83hm2，可保护下游333hm2耕地和县城内5万人口生命财产安全。

2 工程地质条件评价

长坨子水库库区位于彰武县北部沙化漫岗区，区域大地构造位于中朝准地台燕山台褶带东部，水库区范围未见有大的构造发育。水库及坝址区地层简单，无不良工程地质现象，区域稳定良好。

根据勘察钻孔揭露及工程地质测绘，工程区坝基岩性主要为第四系冲洪积(Q4al+pl)粉砂，该层分布连续，最大揭露厚度12.3m。

本区出露地层主要为第四系冲洪积物：砂土黏质砂土。

对该工程区影响较大的区域断裂构造主要为凌源—北票—沙河岩石圈断裂、哈尔套锦州断裂带、大巴—瓦子峪—后三角山韧性断层带。

3 工程质量评价

长坨子水库于2012年竣工验收，大坝护坡为混凝土面板护坡，设计强度等级为C20，本次安全鉴定采用回弹仪现场测得数值见表1。

表1 大坝监测成果表

经计算大坝混凝土护坡强度为20.95 MPa，检测护坡混凝土强度高于原设计强度，混凝土强度满足要求。

大坝坝顶为混凝土路面，有裂痕。迎水面混凝土浇筑面板。排水棱体为干砌块石结构，顶部砂浆罩面部分破碎、缺失，局部开裂。排水棱体部分干砌块石脱落、松动变形。排水体下游侧存在多处明显渗流区。副坝上游坡混凝土面板破坏严重，已不能保护坝体主体。背水坡副坝排水体底脚有渗水现象，排水棱体部分块石脱落。

根据《导则》规定，工程质量基本满足设计和规范要求，运行中暴露严重质量缺陷和问题，严重影响工程安全运行，评定长坨子水库大坝工程质量为“不合格”。

溢洪道混凝土设计均为C25。本次安全鉴定采用回弹仪现场测得数值见表2。

表2 第一溢洪道监测成果表

经计算第一溢洪道闸墩混凝土强度为42.75 MPa，为原设计强度171%，边墙混凝土强度为36.2MPa，为原设计强度145%，检测混凝土强度高于原设计强度，混凝土强度满足要求。

表3 第二溢洪道监测成果表

经计算第二溢洪道闸墩混凝土强度为30.25MPa，为原设计强度121%，边墙混凝土强度为30.03MPa，为原设计强度120%，检测混凝土强度高于原设计强度，混凝土强度满足要求。

溢洪道进口段、闸室段部分混凝土粗骨料外露、出口消能段底部无防冲池，启闭平台局部混凝土裂缝。其中溢洪道末端消力池无防冲设施，已冲刷出坑洼情况。

根据《导则》规定，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和问题，已经影响正常泄洪，因此，评定长坨子水库溢洪道工程质量为“基本合格”。

输水洞设计强度等级为C20，本次安全鉴定采用回弹仪现场测得数值见表4。

表4 输水洞监测成果表

经计算输水洞混凝土结构强度为52.4 MPa，为原设计强度262%，检测混凝土强度高于原设计强度，混凝土强度满足要求。

主、西两侧输水洞，出口结构有冻融破损现象，启闭机、闸门锈蚀，评定长坨子水库输水洞工程质量为“基本合格”。

长坨子水库工程质量基本满足设计和规范要求，运行中暴露大部分质量缺陷，已经严重影响工程安全，长坨子水库总体工程质量评价评为“不合格”[1-2]。

4 运行管理评价

水库由兴隆山镇水利站负责日常管理，管理部门制定相关规章制度、管理章程和调度方案，主要包括大坝及建筑物安全检查制度、值班制度、巡查制度等。2012年长坨子水库除险加固后，已运行近10年，正常情况下，由水库管理人员每周进行一次巡视检查。在每年的汛前汛后、用水期前后等，对水库进行全面或专门的巡视检查。

综合以上分析，根据《导则》，长坨子水库运行管理评价为较规范。

5 防洪能力复核

长坨子水库位于彰武县兴隆山乡长坨子村，内蒙古科尔沁沙漠前缘，养息牧河左侧一级支流地河上。水库坝址以上区间流域面积28km2，坝址以上区间河长8.7km，河道平均比降2.44‰。水库位于科尔沁沙漠前沿，流域内大部分是沙丘，根据实际勘测洪水产流面积为12.5Km2，该水库所在的水文分区为Ⅱ区。

复核后，溢洪道设计标准最大泄量为82.91m3/s，校核标准最大泄量为120.05m3/s。经复核，校核洪水时溢洪道陡坡边墙高于洪水位加超高，溢洪道满足最大下泄流量要求。坝顶高程满足现行相关要求。

长坨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，且洪水能够安全下泄，长坨子水库大坝防洪安全性评为A级。

6 渗流安全评价

水库大坝坝体排水体下游侧存在多处明显清水渗流区，坝体坝基渗漏量较大，虽未见渗漏破坏现象和渗透变形，但存在渗透量和渗透位置不稳定情况，因现场检查时，库水位较低，坝面只有少量渗水，但具水库管理员简述，库区高水位时，渗流量和位置变化很大，存在巨大风险；副坝坝体背水坡存在大面积盐渍线，并有塌陷现象，距离坝脚垂直高度约1.5m。

副坝坝体因无排水设施，渗透出逸点高出地面，坝体渗透不满足要求，主坝坝体有排水棱体，渗透满足稳定要求，但坡脚局部存在异常管涌现象。

库区两侧为较为平坦的耕地，水库岸坡以5°-20°的缓的土质岸坡为主，没有大的断裂构造带通过库区；故不存在产生绕坝渗漏的问题，水库蓄水条件较好。

主坝坝体的排水棱体为干砌块石结构，顶部砂浆罩面部分破碎、缺失，局部开裂。部分干砌块石局部脱落、松动变形。排水棱体部分块石脱落。

大坝坝体排水设施发生损坏，副坝坝体无排水设施，渗透出逸点高出地面，主坝坡脚存在管涌现象，不满足规范要求。根据《导则》规定，大坝渗流安全评为C级。

7 结构安全评价

土坝在计算的，得出抗滑稳定安全系数，均在规范规定的容许值之内，满足规范相关要求。库岸未发现滑坡现象。溢洪道结构稳定满足要求。

土坝及闸室整体稳定，结构存在不同程度破损，根据《导则》，认为大坝结构基本安全，评为B级。

8 抗震安全评价

按相关规范规定，本次评价对土坝上下游坡不进行抗震稳定的计算。

9 金属结构安全评价

溢洪道设6扇3×2m平面钢闸门，2019年维修养护进行全部更换，并通过验收；满足规范要求。

东、西输水洞金属结构强度及刚度满足规范要求，但启闭机有局部锈蚀，但运行状况良好。评为B级。

10 大坝安全综合评价

在现场安全检查的基础上，通过对长坨子水库各专项复核，并结合水库质量与土坝运行管理评价的结论，本次安全评价将长坨子水库大坝鉴定为“三类坝”。

11 建 议

长坨子水库大坝鉴定为三类坝，应安排资金尽快进行除险加固，建议除险加固的主要措施如下：

11.1 大坝

1)拆除重建副坝防浪墙，维修主坝防浪墙。

2)副坝坝顶建议延长，形成封闭库区。

3)维修主坝排水棱体，副坝增设排水棱体。

4)副坝迎水坡混凝土面板拆除重建或采用其他护坡形式，主坝维修上游坡面板。

5)副坝路面铺碎石硬化。

11.2 溢洪道

1)溢洪道维修，出口段消力池设置防冲设施。

2)输水洞

3)维修或重建主、西两输水洞。

11.3 运行管理

1)增设必要的大坝安全监测系统，满足水库运行日常管理的需要；

2)制订调度规程，并形成正式书面文件，报上级主管部门审批。