水库大坝安全评价课件.pptx

1、概述u1我国水库大坝状况u2 水库大坝常见险情u3大坝安全鉴定的规定及程序u4 运行管理评价 u5 工程质量评价 u6 防洪标准复核u7 结构安全评价 u8 渗流安全评价 u9 抗震安全评价 u10 金属结构安全评价 u11 现场安全检查u12安全评价的地质勘察 u13 结语 1 我国水库大坝状况 u我国水库现状我国水库85153座，大型水库453座，中型水库2827座,小型水库81873座, 90%以上是土坝到2002年底，全国降等与报废水库累计4846座，其中小（1）型水库降等366座，报废224座；小（2）型水库降等2836座，报废1420座u我国病险水库的历史由来目前的病险水库大多建于

2、上世纪50年代到70年代，在“大跃进”和“文化大革命”时期，特殊的历史时期，同时由于当时物资相对匮乏，技术水平相对落后，工程质量较差，大都为“三边”工程这些水库在调节利用水资源，除害兴利，促进国民经济发展和保障人民生命财产安全发挥了很重要作用1 我国水库大坝状况u我国病险水库的特点 特殊历史时期兴建的水库，工程防洪标准较低，施工质量较差，同时管理工作跟不上水库自然的老化，经过50多年，甚至更长时间的运行。工程老化、效益衰减，安全问题严重水库管理单位重视技术管理工作不够，大部分水库没有完整的观测资料，没有洪水调度运用计划，防洪预案或有规章制度不严格执行加固工作进展迟缓，我国的加固开始于 “75.

3、8”事件之后，才引起重视，并开展加固工作。从上世纪80年代起，国家投入了大量的资金和科技人员，进行除险加固，但任务还比较大，尤其中小型水库。1 我国水库大坝状况u我国病险水库存在的安全问题裂缝问题，大坝坝体和铺盖裂缝较多且比较普遍渗漏、渗透破坏问题滑坡塌坑问题大坝上下游护坡破坏问题坝顶公路没有修筑，防洪公路标准较低溢洪道结构不完整或工程质量较差；闸门的漏水严重，金属结构锈蚀，启闭机不完备或不能正常运行输水涵管（隧洞）剥蚀碳化老化，输水能力衰减；钢闸门及启闭设施老化，常年失修，不能正常运行3大坝安全鉴定的规定及程序 u安全鉴定依据水库大坝安全鉴定办法（水建管2003271号） 水库大坝安全评价导

4、则（SL2582000） u安全评价的行为主体及职责 鉴定组织单位 为大坝主管部门，是水库效益受益者，工程业主定期组织大坝安全鉴定工作组织现场安全检查委托单位进行大坝安全评价提供基础资料；筹措大坝安全鉴定经费3大坝安全鉴定的规定及程序鉴定承担单位为水利行业设计院等单位，编制大坝安全评价报告参加现场安全检查，负责编制现场安全检查报告收集有关资料，开展地质勘探、工程检测等对大坝安全状况进行评价，编制评价报告起草大坝安全鉴定报告书3大坝安全鉴定的规定及程序 鉴定审定部门 为各级水行政主管部门聘请专家组建大坝安全鉴定专家组审查大坝安全评价报告组织召开大坝安全鉴定会审定并印发大坝安全鉴定报告书3大坝安全

5、鉴定的规定及程序u安全鉴定的程序(三步)1.组织评价:鉴定审定部门确定专家组，下达鉴定任务 鉴定组织单位组织现场安全检查 鉴定承担单位开展大坝各项分析论证工作（含现场勘探、检测及室内外试验），编写分项评价报告和评价总报告;2.开会审查: 鉴定审定部门组织专家组审查安全评价 报告、现场安全检查报告及安全评价总报告，讨论并 提出“大坝安全鉴定报告书”3.上报审定:鉴定审定部门审定“大坝安鉴定报告书”，上报.3大坝安全鉴定的规定及程序鉴定承担单位资质 大型水库和影响县城安全或坝高50m以上中型水库由具有水利水电勘测设计甲级资质的单位或者水利部公布的有关科研单位和大专院校承担其他中型水库和影响县城安全

6、或坝高30m以上小型水库有水利水电勘测设计乙级以上（含乙级）资质的单位承担其它小型水库由具有水利水电勘测设计丙级以上（含丙级）资质的单位承担3大坝安全鉴定的规定及程序鉴定专家组的构成及其职责人数：大型（50m中型）9人；中型（30m小型）7人；小型5人； 要求专业配置合理，人员资质合格，人数适当，行政管理人员不得超过1/3 ；原设计、施工、监理人员不得超过1/3；审查现场安全检查报告、安全评价报告评定大坝安全类别，提出加固建议，讨论提出“大坝安全鉴定报告书” 大坝安全评价内容 1个总报告7个分报告 大坝安全综合评价报告 质量、运行、防洪、结构、渗流、 抗震、金属结构安全评价报告 两个附件 地质

7、勘察 混凝土及金属结构检测报告4 运行管理评价u目的 提供大坝运行、管理及性状等基础资料，为工程的非工程措施评价u内容大坝运行；大坝维修；大坝安全监测评价大坝整个运行期情况，重点在工程现状4 运行管理评价 大坝运行u大坝运行水库调度运用规程水文观测与预报水库大坝运行大事记应急预案4 运行管理评价 水库调度运用规程u水库防洪调度核定各防洪特征水位制定实时防洪调度运用方式及判别条件制定防御超标准洪水的非常措施及其使用条件明确实施水库防洪调度计划的组织措施和调度权限。u水库兴利调度当年（期、月）来水的预测各部门用水需求拟定各时段的水库控制运用指标 制订年（期、月）的具体供水计划4 运行管理评价 水文

8、观测与预报u大型及重要中型水库，应布设水文测报站网，要建立入库、出库站，或自动测报和预报系统u应编制水文预报方案须经水库主管部门审定4 运行管理评价 运行大事记 u记载水库大坝运行中出现的异常情况，尤其水库遇到较大洪水，较高蓄水位或遭遇地震时水库大坝工作状况，以及对异常状态的事后处理情况4 运行管理评价 应急预案 u应急预案内容紧急情况的确定及发布可能的预防与抢救措施通知程序及通知流程图通信及报警系统抢险队伍组成储备物资、设备及材料恶劣环境（无照明、恶劣气候等）下的反应洪水淹没图疏散人口的组织与路线等4 运行管理评价 大坝维修 u维修的对象和目的 对象：大坝和附属建筑物，以及影响大坝安全的金属

9、结构与电气设备和安全监测设施目的：使建筑物和设备处于安全的工作状态，确保其安全和可靠的运行，不能有任何影响安全的隐患4 运行管理评价 大坝安全监测 u安全监测的方法 监测方法包括巡视检查和仪器监测。监测范围包括坝体、坝基、坝肩、输、泄水建筑物、近坝区岸坡u巡视检查巡视检查分为日常巡视检查，年度巡视检查和特别巡视检查三类u仪器监测 包括仪器监测项目、观测布置、观测设施及安装埋设、观测方法及要求、观测频次等，对于不同坝型分别按相应建筑物的安全监测技术规范执行4 运行管理评价综合评价（三个方面） u1.大坝运行是否编制防洪调度和兴利调度计划,经审定并合理运用；水文测报设施是否完备并编制水文预报方案；

10、各项规章制度是否齐全落实 u2.大坝维护是否养护和修理,金属结构、电气设备及安全监测仪器等是否进行维修,可靠运行u3.大坝安全监测 安全监测设施是否完备;大坝安全监测是否按规范执行,分析大坝的变形,渗流及稳定总体上是否处于正常状态u运行管理综合评价 评为“好”、“较好”、“差”评价时要注意的问题 1.评价是工程现状的评价 2.评价要全面 工程所有建筑物 管理设施（管理房、防汛抢险交通条件、安全检测设施、水雨情预报设施 规定管理（是否有调度规程、予案） 3.不是评先 5 工程质量评价 u主要目的 评价工程地质及水文地质条件复查工程的实际施工质量是否符合国家现行规范要求工程运用后质量实际情况及变化

11、，能否确保工程安全为水库大坝安全复核或评价提供符合工程实际参数u评价的方法有现场巡视检查、历史资料分析、勘探及试验检查5 工程质量评价 土石坝质量评价 u评价内容 筑坝料的选择、开采和运输填筑方法与压实标准、接合部的处理及施工质量土质或混凝土防渗体、垫层、过渡层、反滤层、排水设施及护坡施工质量土石坝与相邻坝体的连接及其施工质量截水槽宽度及深度、垂直防渗深度、水平防渗长度及厚度5 工程质量评价 土石坝质量评价 u基础防渗质量评价垂直防渗与坝体防渗体有效连接，底部深入相对不透水层截水槽采用与坝体防渗体相同土料，其压实度不应小于坝体同类土料。截水槽底宽不小于3m，回填土料的允许渗透比降砂壤土可采用3

12、，壤土可采用35，粘土可采用510坝基帷幕深入相对不透水层至少5m,主要通过查阅原始资料进行质量评价灌后基岩的透水率,1级、2级坝为35Lu，3级及其以下为510Lu水平铺盖长度和厚度满足设计要求, 渗透系数应小于坝基1/100，并小于i106cm/s5 工程质量评价 土石坝质量评价 u坝体防渗质量评价渗透系数，均质坝不大于1104cm/s，心墙和斜墙不大于1105cm/s有较好的塑性和渗透稳定性浸水与失水时体积变化小填筑防渗体砾石土，粒径大于5mm的颗粒含量不宜超过50%，最大粒径不宜大于150mm或铺土厚度的2/3，0.075mm以下的颗粒含量不应小于15%5 工程质量评价 土石坝质量评价

13、 u土坝填筑质量评价 粘性土压实度1、2级坝的压实度应为98%100%，3级及以下中坝压实度为96%98%设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取上述规定的大值砂砾石和砂的填筑标准砂砾石相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.70，反滤料宜为0.705 工程质量评价 土石坝质量评价 u土坝坝体反滤料、过渡层料和排水体质量评价 质地致密和抗风化经过多年运行后，级配是否满足设计要求；排水体是否失效；反滤料和排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含量应不超过5% 5 工程质量评价 其它建筑物质量评价 u评价内容包括溢洪道、泄槽，明渠、水工隧洞等。工程质量评价参照混凝土坝或浆砌石坝工程质量评价进

14、行。u综合评价结论“合格”, “不合格”质量评价注意的问题 1.必须以现行规程规范为标准 2是对工程现状下工程质量进行评价 3评价的依据主要是本次地质勘察资料成果、混凝土及金属结构检测成果 4评价项目要全面： 土石坝：心墙、坝壳、反滤体、防浪墙、坝基、坝肩基础急帷幕 溢洪道：控制段、泄槽、消能防冲设施、边坡衬砌、基础帷幕、混凝土强度质量评价注意的问题 泄水管、洞 混凝土重力坝 浆砌石坝 金属结构及启闭设备6 防洪标准复核 u评价内容根据大坝设计阶段洪水计算的水文资料和运行期延长的水文资料，考虑建坝后上游地区人类活动的影响和大坝工程现状，进行设计洪水的复核和调洪计算，评价大坝工程现状的抗洪能力是

15、否满足现行规范要求u评价结论 原设计的大坝防洪标准和设计洪水是否需要修改水库大坝实际抗洪能力是否满足国家现行规范要求要求的最大下泄量能否安全下泄6 防洪标准复核 u水库抗洪能力复核 包括建筑物安全性和泄洪安全性复核u挡水安全性 复核坝顶高程（含防渗体）是否满足规范要求复核泄洪建筑物挡水顶部高程是否满足规范要求复核进水口建筑物进口工作平台高程复核闸门顶高程是否满足挡水要求u泄洪安全性 泄洪建筑物过水断面尺寸满足过流要求 泄洪设施安全启用 6 防洪标准复核 u泄洪影响复核内容 评估设计和校核洪水的泄流情况下下游地区人民生命和社会经济损失的风险，根据社会经济的发展，调查复核洪水淹没区人口、耕地、工矿

16、企业、交通干线等损失复核评估垮坝可能造成的人民生命和社会经济损失6 防洪标准复核 u综合评价结论分为A、B、C 大坝防洪安全性分级 大坝级大坝级别别坝型坝型抗御洪水频率重现期（年）抗御洪水频率重现期（年）山区，丘陵山区，丘陵平原，滨海区平原，滨海区ABCABC1土坝，土坝，堆石坝堆石坝50005000200020002000200010001000混凝土坝，混凝土坝，浆砌石坝浆砌石坝200020001000100020002000100010002土坝，土坝，堆石坝堆石坝200020001000100010001000300300混凝土坝，浆砌石混凝土坝，浆砌石坝坝10001000500500

17、100010003003003土坝，土坝，堆石坝堆石坝10001000500500300300100100混凝土坝，浆砌石混凝土坝，浆砌石坝坝500500300300300300100100防洪安全评价要注意的问题 1.水帐要算清 2洪水标准的选用（原则是原标准） 3库容要复核 4挡水前沿高程要实测 5要在对溢洪道的堰顶高程、过流宽度、管涵洞径进行实测的基础上复核过流能力 6起调水位 7挡水安全包括：坝顶、溢洪道顶、进水口高程、闸门顶、低凹山体顶 8泄水安全：过流断面、消能设施、能否安全启闭 非常溢洪道能否及时起用、下游影响7 结构安全评价 u评价内容包括应力、变形及稳定分析;土石坝重点是变形

18、及稳定分析;混凝土坝及泄水、输水建筑物重点是强度及稳定分析u注意的问题应结合现场调查、勘察和监测资料分析工作进行，对已暴露问题或异常工况进行重点复核复核大坝现状实际工作条件与原设计相比是否发生变化7 结构安全评价 u土石坝变形分析内容大坝总体变形性状及坝体沉降是否稳定大坝防渗体是否产生危及大坝安全的裂缝大坝变形监测的评价u坝坡稳定分析主要计算大坝在各种正常运用和非常运用情况下的抗滑稳定性7 结构安全评价 u重力坝结构安全评价内容主要为抗滑稳定和结构强度评价抗滑稳定复核包括沿建基面的抗滑稳定和沿坝基软弱夹层抗滑稳定性强度复核主要包括应力复核与局部配筋计算对近坝库岸的稳定性进行复核与评价7 结构安

19、全评价 u其它建筑物结构安全评价内容包括溢洪道、隧洞、坝内埋管、进水口、挡土墙、导墙、交通或工作桥评价内容可参照重力坝结构安全评价执行安全评价时一般进行混凝土或浆砌石结构现场检测。检测内容包括混凝土强度评定、裂缝检查、混凝土碳化、钢筋锈蚀u综合评价分为A、B、C结构安全评价要注意的问题 1计算参数以本次地质勘察、检测成果为依据（不能照抄原设计参数） 2土石坝稳定计算方法与相应安全系数要对应 3成果要符合一般规律及实际情况（实际有脱坡但计算稳定） 4重力坝稳定计算要复核、分析现状渗压力 5混凝土强度要实测 6荷载要正确（如土压力）、工况要全面、程序要鉴定 7土石坝与岸坡、混凝土结构接触面坡比是否

20、满足规范8 渗流安全评价 u概述国内外大坝因渗流问题失事的比例仅次于洪水漫顶，高达30%40%土石坝渗透水流除浸湿土体降低其强度指标外，当渗透力大时将导致坝坡滑动、防渗体被击穿、坝基管涌、流土等重大渗流事故混凝土坝坝基渗透压力大小关系到大坝的抗滑稳定两岸渗透压力的高低关系到两岸坝肩及其岸坡岩体抗滑稳定过大的渗漏损失也将减少工程效益8 渗流安全评价 u渗流安全评价方法 渗流安全评价主要有现场检查法、监测资料分析法、计算分析法等 u土石坝渗流安全评价内容检查坝基及坝肩防渗处理措施是否完善复核现状防渗与反滤排水设施的渗流安全性，并预测在未来高水位运行时的渗流安全性8 渗流安全评价 u混凝土坝的渗流安

21、全评价检查坝基及两岸坝肩防渗处理措施是否完善复核坝基接触面断层破碎带、软弱夹层和裂隙充填物抗渗稳定性复核混凝土坝现状条件下坝体防渗、坝基防渗及排水设施的渗流安全性，并预测在未来高水位运行时的渗流安全性检查混凝土坝地下水侵蚀性及坝基可容成份，评价渗流侵蚀性对坝体及坝基安全的影响8 渗流安全评价 u溢洪道及水闸渗流安全评价 土基上的溢洪道及水闸，评价重点是刚性结构与土体接触面。根据水闸设计规范复核闸基水平段及出口段的渗流安全基岩上的溢洪道及水闸，评价方法和大坝坝基渗流评价类同8 渗流安全评价 u涵管渗流安全评价 分析其外围结合带有无接触冲刷等渗透稳定问题，如管身有无漏水、管内有无土粒沉积，土体与涵

22、管结合带是否有水流渗出、渗流出口有无反滤u综合评价 分为A、B、C渗流安全评价要注意的问题 1建筑物要全面 大坝（坝体、坝基）、溢洪道、洞、涵管 2计算参数、标准（土、砂） 3监测资料分析、反演计算 4评价时一定要考虑现状下排水凌体的有效性（是否淤堵） 5要与实际情况对照分析 6心墙、排水体有无反滤 7接触面有无渗流问题 8止水是否耐久、有效9 抗震安全复核 u地震裂度超过6度的水工建筑物，应进行抗震复核u抗震安全复核内容 复核大坝的设计地震烈度或基岩加速度复核大坝的抗震设防类别及相应的地震荷载土石坝坝体和坝基中的砂土和软土等进行液化判别对大坝、地基及可能发生地震塌滑的近坝库岸等进行地震稳定性

23、分析；对各类混凝土结构、钢筋混凝土结构应作抗震强度的分析计算结构抗震措施评价，包括对坝基防渗、软弱层加固、结构的整体性和刚度、施工接缝处理抗震安全评价要注意的问题 1规范 2土石坝坝壳密实度 3砂基液化问题10 金属结构安全评价 u常见的金属结构泄洪闸、泄洪洞工作闸门、检修闸门以及启闭机输水建筑物中如输水（引水）灌溉洞（涵管）工作闸门、检修闸门、事故闸门以及启闭机各种闸阀及压力钢管u闸门结构型式常用平面闸门和弧形闸门u启闭机常用固定卷扬机、螺杆启闭机10 金属结构安全评价 u存在的问题水库金属结构设计条件与实际使用条件发生变化部分闸门的高度不满足要求金属结构的腐蚀金属结构的变形,结构强度、刚度

24、、稳定性降低金属结构的磨损焊接质量存在缺陷，不满足要求部分金属结构的活动部件锈死11 现场安全检查 u鉴定组织单位应组织现场安全检查u安全检查项目水库防洪调度坝 基大坝坝体溢（泄）洪设施大坝安全监测防汛公路水库渗漏近坝库区塌方滑坡12 安全评价的地质勘察 u主要勘察内容收集水库历年险情资料，查明大坝病害险情类型、成因及处理情况调查坝区地形地貌特征、地质构造、物理地质现象、地层岩性、地质构造等基本地质条件查明坝基、坝肩及各建筑物地层结构、岩体层次特性及主要物理力学性质。查明坝址区水文地质条件、岩土体透水性、厚度和连续性，分析评价环境水对混凝土腐蚀性。调查近坝库岸地形地貌、物理地质现象及边坡岩层稳

25、定条件12 安全评价的地质勘察 调查近坝库岸地形地貌、物理地质现象及边坡岩层稳定条件查明坝身现状特征，包括坝身结构、坝体填土组成及填筑质量，提出渗透性参数和物理力学参数查明输水、泄水建筑物地基、边坡工程地质条件、下游岩土体抗冲条件查明大坝防渗体、坝基帷幕及排水体的有效性，评价级配、密实度、渗透系数复核坝址区地震动峰值加速度值12 安全评价的地质勘察 u主要勘察方法u工程测量工程测量包括地形测量和断面测量地形测量的范围包括枢纽中的各个建筑物、泄洪渠归槽部分,距离主坝较远的副坝可单独测图断面测量应选在最大坝高或原河床处，地质条件复杂处，坝内埋管及运行异常反应处，险情和隐患处对溢洪道、隧洞相应的纵、

26、横断面控制12 安全评价的地质勘察 u工程地质测绘范围应包括坝址区所有建筑物、近坝库区及泄洪渠归槽部分,至少包括大坝上、下游坝脚以外各50100m；坝肩两侧50100m剖面的布置、长度应满足设计抗滑、渗流稳定计算的需要测绘后应提供坝址工程地质平面图、纵横剖面图、险情等图件12 安全评价的地质勘察 u勘探 勘探是病险水库勘察最直接的检查方法，为加固工程取样、孔内原位测试和地下水位观察和了解岩土层结构的主要手段包括钻探、浅井、槽坑等。通过勘探可直接揭示坝区岩土层的分布，了解其特性。当坝高较小时或地质条件简单、无明显渗漏现象的水库，可仅采用浅井或槽坑探方法，以检验大坝土层分布、质量情况13 结语u大坝长期运行的多种破坏因素，使大坝的性态会向不利方向变化，致使大坝存在缺陷和隐患，影响设计功能的挥，甚至造成溃坝灾难性事故。u目前对建筑物老化和破坏机理的认识正在逐步加深，大坝安全评价体系和方法需进一步完善。u新的修补材料和修补技术正在研究、开发中，许多问题有待今后在实践中不断的完善和提高。虽然我国对一些大坝进行了加固处理，安全状况明显改善，但并不是所有的重大缺陷和隐患都已经根除，而随着时间的推移，现有大坝的坝龄不断增长，各种老化问题会进一步暴露出来。u水库大坝的安全评价任重而道远。