1综合说明1.1工程概述曲让水库位于青海省共和县切吉乡境内,地理坐标为东经99°38′10″,北纬36°26′04″,系黄河一级支流——沙珠玉河支沟——曲让沟上一座以灌溉为主的拦河式水库,距共和县恰卜恰镇85km,距省会西宁市235km。
交通条件便利。
坝址区海拔高程3000——3050m之间。
该水库修建于上世纪60年代,主要水工建筑为均质土坝、放水管、溢洪道。
坝顶宽度不一,大部分宽度为3m左右,局部仅有1.8m,局部最宽处有4.4m。
上游坝坡有块石护坡,但大多已经脱落、移位,坝坡不平整。
溢洪道位于水库右岸,自右岸至右岸坝脚一带布置。
目前已经无成型的建筑物存在,地表高程为3035.80-3039.24m,相对高差3.44m左右,地形较平缓。
放水管位于主坝左侧的坝下(桩号0+054.0左右),直径400mm,全长24m左右。
放水涵管启闭设备锈蚀漏水,陈旧老化,无法正常开启。
水库自蓄水以来发挥了较好的社会效益和灌溉效益,在保障当地水资源供应和发展当地经济中发挥着重要作用,但在运行过程中大坝等主要建筑物暴露出的一些工程缺陷及管理问题,逐渐使水库无法正常运行、不能按设计标准发挥效益,而安全隐患日趋严重,现已成为病险库。
2008年12月受共和县水务局委托,青海省水利水电勘测设计研究院(下称我院)承担了曲让水库大坝安全鉴定的技术工作。
本次安全评价工作以《水库大坝安全鉴定办法》(水管[1995]86号)、《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)的规定及其它有关标准、规范为依据,于2009年元月20日编制完成了《青海省共和县水库大坝安全鉴定曲让水库安全评价报告》。
2009年2月,青海省水利厅曲让水库大坝安全鉴定专家组依据《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》的规定对曲让水库进行了大坝安全鉴定,并做出曲让水库工程质量为“不合格”的评价。
2011年2月,受共和县水务局的委托,青海省水电设计院根据水利厅安全鉴定意见,进行共和县曲让水库除险加固工程的初步设计工作,于2011年4月底完成《青海省共和县曲让水库除险加固工程初步设计报告》。
2013年5月,青海省水利厅对《青海省共和县曲让水库除险加固工程初步设计报告》进行审查,并提出了审查意见,针对审查意见,于2013年9月完成《青海省共和县曲让水库除险加固工程初步设计报告》(报批稿)。
1.2气象及水文曲让水库位于青海省海南藏族自治州共和县切吉乡,地理坐标为东经99°38′10″,北纬36°26′04″,距共和县城85km,距省会西宁市235km。
工程区地处四周高山环绕、土质肥沃、地势平坦的共和盆地,平均海拔3070m左右,年平均风速3．5m/s,属大陆性气候,气温变化较大,多年平均约2.39℃,夏季最高达28.5℃,冬季最低–34.5℃,无霜期50～70天,全年日照数达2776h,适于农作物生长,为该县农业生产的主要基地之一。
本地区多年平均降水量为251.6mm,年蒸发量1761.2mm,属干旱地区。
经洪水合理性分析,设计洪水成果如下表。
洪水成果采用推荐值。
表1-1 本次成果与安鉴成果比较表单位:m3/s1.3 工程地质1.3.1 地质概况库区位于共和县切吉乡西北部的山前倾斜平原中,距离南部基岩山区12km左右,整体地势为南高北低。
北部沙珠玉河谷呈北西-南东向展布,一般高程为3050-3100m,最低点为沙珠玉河床,高程为3000m左右；南部为鄂拉山区,基本走向为北西-南东向,一般高程为3500-4200m,最高点为鄂拉山顶海拔5256.0m；水库区地形开阔,较平坦,坡度为3°-5°,一般高程3100-3200m,地表植被较不发育。
水库区出露的主要地层有:奥陶-志留系、二迭系下统变质岩、三叠系中统变质岩以及第四系松散堆积物。
另外还有印支期侵入岩、加里东期侵入岩。
根据《中国季节性冻土标准冻深线图》及青海省有关气象资料,坝址区标准冻深在1.85m左右。
根据国家质量技术监督局2001年2月2日发布的《中国地震动峰值加速度区划图》(见图2-1),工程区地震动峰值加速度为0.10g；根据《中国地震动反应谱特征周期区划图》(见图2-2),工程区地震动反应谱特征周期为0.45s,相应的地震基本烈度为7度。
1.3.2库区主要工程地质问题库区周边地形平缓,相对高差不大,无库岸稳定问题。
入库水平时较清,含泥量小,只有洪水时含泥量较大,库区有淤积,但总体淤积量不大。
右坝肩分布1.0m左右的第四系冲洪积砾石层(属强透水层),存在绕坝渗漏,范围在0+319.15~0+332.3处,总长13.15m。
根据钻孔揭露,左坝肩上部覆盖层厚度为 1.3m,下部为第四系下更新统冲积-湖积(Q1al-l)粉砂岩、泥岩,属弱透水层。
由于将粉砂岩作为相对隔水层,因此,左坝肩不存在绕坝渗漏问题。
1.3.3 坝体质量坝顶宽度不一,大部分宽度为3m左右,局部仅有1.8m,局部最宽处有4.4m。
上游坝坡有块石护坡,但大多已经脱落、移位,坝坡不平整。
坝体填筑土为粉土,土质不均,部分含砾石并有砾石层,大坝碾压分层层面发育,总体填筑质量较差。
坝体填筑土属大多为弱透水、中等压缩性土,作为均质土坝时达到渗透系数1.0×10-4cm/s的要求,但密实度不够,属于中等密实。
1.3.4 坝基工程地质条件坝基普遍分布冲洪积砾石层,一般分布厚度为1.5-2.0m,最大厚度为3.0m。
其渗透系数k＝17.34-32.85m/d,平均23.56m/d(2.72×10-2cm/s),透水性等级为强透水。
根据对坝基冲洪积砾石抽水试验及工程地质类比,建议允许承载力320Kpa,变形模量24Mpa,渗透系数2.0×10-2cm/s,内摩擦角32°-34°,允许水力坡度0.11-0.13。
坝基底部为第四系下更新统(Q1)冲积-湖积粉砂岩、泥岩等,厚度较大,一般在15.6m以上。
砂岩干密度为1.65-1.74g/cm3,平均1.67g/cm3左右,属弱透水层。
根据工程地质类比,砂岩、粉砂岩允许承载力260Kpa,渗透系数1.0×10-5cm/s,内摩擦角24°-26°。
1.3.5溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于水库右岸,目前无成型的建筑物存在,溢洪道地表高程为3038.50-3038.80m,相对高差0.3m左右,地形较平缓。
溢洪道自溢流堰至下游35m左右上部地层岩性上部为冲积(部分为坡积)粉土或粉砂,结构松散-稍密,一般厚度为1.0-1.2m；下部地层为第四系下更新统冲积-湖积(Q1)粉砂岩,分布连续,允许承载力为200kpa。
以其为溢洪道地基时,地基稳定。
35m以下为冲洪积砾石层,一般粒径1.5-3.5cm,最大可见7.5cm,含泥量为3-5%左右,结构中密,一般厚度为1.5-2.0m,底部地层为第四系下更新统冲积-湖积(Q1)粉砂岩。
1.3.6放水管工程地质条件及评价放水管位于主坝左侧的坝下(桩号0+054.0左右),直径400mm,全长24m左右。
放水涵管启闭设备锈蚀漏水,陈旧老化,无法正常开启。
根据出口高程,放水管地基主要在坝体填筑土中。
坝体土具有中-高压缩性,地基稳定性较差,容易产生地基变形,允许承载力为160Kpa、压缩模量6.2Mpa。
经调查并与水库管理人员了解,放水管控制阀位于出口处,放水基本正常,未发现管道有断裂现象。
1.4 安全鉴定结论(1)曲让水库为小(二)型拦河式水库工程,属V等工程。
主要建筑物为5级,根据国家《防洪标准》(GB50201-94),防洪标准复核按20年一遇设计, 100年一遇洪水校核。
经调洪计算,考虑坝顶超高后,水库坝顶高程满足规范要求,溢洪设施基本满足泄洪要求,但溢洪道结构损坏严重,不能安全泄洪。
水库防洪安全性为“B”级。
(2)大坝坝体、放水涵管现状下质量达不到现行规范及设计要求,运行过程中暴露出严重质量问题及安全隐患。
工程质量属“不合格”。
(3)曲让水库由于工程建设初期质量控制不严,运行后出现坝面凹陷和渗漏等情况,且由于经费短缺,险情得不到及时和彻底治理,目前工程存在坝面沉陷、渗漏等安全隐患,并缺少必要的大坝安全监测设施,防汛抢险设施也不完善,大坝运行管理综合评价为“差”。
(4)经坝坡抗滑稳定分析,在各种工况下,大坝上、下游坡的抗滑稳定性满足规范要求,大坝结构安全性为“A”级。
(5)现状下大坝防渗体系不完善,库区、坝基渗漏严重,渗透稳定性不满足安全运行要求,大坝渗流安全性为“C”级。
(6)根据《中国地震动参数区划图》(GB18306～2001),水库坝址区地震动峰值加速度为0.1g,经抗震稳定复核,大坝上下游坡抗震稳定性满足规范要求,抗震安全性为“A”级。
(7)放水管整体结构稳定,但放水涵启闭设施存在明显缺陷和严重结构安全隐患,影响安全运用,放水管结构安全性为“B”级。
(8)缺乏必要的大坝安全监测设施和通讯设施。
大坝安全鉴定结论详见附件《曲让水库大坝安全鉴定报告书》。
综上所述,曲让水库存在较为严重的病险情况,大坝库盘和坝基渗流异常,渗流作用下坝体稳定无法保证,输泄水建筑物也存在一定安全隐患,水库不能正常运行,加上缺乏必要的监测和抢险设施,总体评价应属三类坝,需尽快立项予以除险加固,充分发挥水库的社会经济效益。
1.5工程加固设计1.5.1 设计依据本报告主要是依据《青海省共和县水库大坝安全鉴定曲让水库安全评价报告》(青海省水利水电勘测设计研究院,2009年元月)、《共和县曲让水库大坝安全鉴定报告书》(青海省水利厅,2009年2月20日)、《曲让水库病险加固处理工程地质勘察报告》、《共和县曲让水库除险加固修改意见》(水利厅审查意见)、《重点小型水库除险加固工程初步设计指导意见》(讨论稿)及现行有关技术规范和规程进行初步设计工作。
1.5.2 工程等别曲让水库总库容为12.6×104m,正常蓄水位下库容为9.29×104m。
曲让水库属Ⅴ等小(2)型工程,主要建筑物按5级设计,次要建筑物按5级设计。
地震设防烈度按Ⅶ度设计。
1.5.3 除险加固设计内容本次水库除险加固设计的主要内容有:根据《曲让水库大坝安全鉴定报告》和现场调查,曲让水库除险加固的主要内容有:（1）新建坝基及坝体防渗；（2）新建右坝肩防渗；（3）重修溢洪道；（4）整修大坝上下游坝面；（5）新建排水盲沟；1.5.4 大坝防渗设计曲让水库大坝设计防渗处理采用复合土工膜防渗。
坝体在拆除原干砌石护坡后,平整坝坡,自下而上依次铺设复合土工膜(300g/0.5mm/300g)、30cm厚砂石垫层(粒径0.1-40mm)、40cm厚块石护坡(利用原护坡块石)。