土石坝抗震安全复核

Geostudio关于土石坝计算工程问题一、目前大坝安全评价中经常用到Geo-studio软件计算大坝渗流稳定性、坝坡抗滑稳定。

1、渗流计算和坝坡稳定计算，计算参数如何选取？答：对于渗流计算，需要知道土层的渗透系数，现场取样，室内进行渗透试验可得到该参数；对于稳定性计算，需要得到土层抗剪强度参数（粘聚力，内摩擦角），现场取样，室内进行三轴试验可得到该参数。

2、渗流计算主要结果与分析答：通过渗流计算主要得到坝体内浸润线、坝体单宽渗流量和最大水力比降三个结果，通过分析这三个结果，对坝体渗流安全进行复核，验算大坝是否存在管涌和潜蚀可能性，同时得到坝内浸润线为坝坡稳定性计算提供水位边界条件参数。

3、坝坡抗滑稳定性计算主要工况答：稳定性计算分两大类三种工况，每一类计算工况下对应的坝坡抗滑稳定计算安全系数应符合相关规范要求，其中正常运行条件是指水库水位处于正常蓄水位和设计洪水位的稳定渗流期，非常运用条件I是指校核洪水位有可能形成的稳定渗流情况，非常运用条件II是指地震工况（即抗震安全复核）。

二、目前水库大坝安全评价依托的规范是《水库大坝安全评价导则》1、《水库大坝安全评价导则》中说明的水库大坝安全评价内容答：工程质量评价、运行管理评价、防洪能力复核、渗流安全评价、结构安全评价、抗震安全评价、金属结构安全评价以及大坝安全综合评价。

三、Seep计算问题1、计算结果的等势线在浸润线以上还存在？答：因软件认为浸润线以上存在非饱和区，故存在等势线，修改方法，将图复制到visio中，取消组合，删除浸润线以上等势线即可，如下图所示。

2、单宽渗流量与设置的渗流线有关，该怎么设置渗流线合理？答：软件认为浸润线以上是非饱和区，也存在渗流和等势线水位，与实际不符合的，因此，渗流线绘制时应略高于浸润线即可，得到的单宽渗流量符合实际。

3、计算土石坝，浸润线不合理？答：检查上下游边界条件和土层参数，坝体内不透水料设置非饱和参数，得到浸润线较合理。

大坝安全鉴定报告书水库名称：鉴定审定部门：鉴定时间：年月日填表说明一、工程概况：应填明水库建设时间、规模及功能，续建、加固情况，现状工程规模、防洪标准及特征水位，枢纽主要建筑物组成及其特征参数，运行中的主要问题及水库大坝对下游的影响等情况。

二、现场安全检查：填明现场安全检查的主要结果，指出严重的运行异常表现，反映工程存在的主要安全问题。

三、工程质量评价：填明施工质量是否达到设计要求，总体施工质量的评价，运行中暴露出的质量问题。

反映施工及历年探查试验的质量结果，反映补充探查和试验的主要结果。

四、运行管理评价：反映主要运行及管理情况，历史最高蓄水时的大坝运行情况，历年出现的主要工程问题及处理情况，水情及工程监测、交通通讯等管理条件。

五、防洪标准复核：应填明本次鉴定中采用的水文资料系列和洪水复核方法，主要调洪计算原则及坝顶超高复核结果，指出水库大坝现状实际抗御洪水能力，及与标准的比较。

六、结构安全评价：根据本次对大坝等主要建筑物的结构安全评价结果，填明大坝是否存在危及安全的变形，大坝抗滑是否满足规范要求，近坝库岸是否稳定，混凝土建筑物及其他泄水、输水建筑物的强度安全是否满足规范要求等。

七、渗流安全评价：根据本次鉴定中对大坝进行渗流稳定性分析评价结果，填明大坝运行中有无渗流异常，各种岩土材料中的渗透稳定是否满足安全运行要求，坝基扬压力是否满足设计要求等。

八、抗震安全复核：根据《全国地震动参数区划图》或专门研究确定的基本地震参数及设计烈度，土石坝的抗滑稳定、坝体及地基的液化可能性；重力坝的应力、强度及整体抗滑稳定性；拱坝的应力、强度及拱座的抗滑稳定性；以及其它输、泄水建筑物及压力水管等的抗震安全复核结果。

九、金属结构安全评价：是否做了检测，填明金属结构锈蚀程度，复核的强度、刚度及稳定性是否满足规范要求，闸门启闭能力是否满足要求，紧急情况下能否保证闸门开启。

十、工程存在的主要问题：根据现场安全检查及大坝安全评价结果，归纳水库大坝存在的主要安全问题。

4 土副坝防洪及抗震安全复核4.1 复核计算的依据（1）《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）； （2）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）；（3） 陕西省水利电力土木建筑勘测设计院，《陕西省二郎坝引嘉(陵江)如汉（江）水利工程初步设计说明书》，1990年7月；（4） 陕西省水利电力勘测设计研究院，《二郎坝水电工程水库枢纽竣工安全鉴定设计自检报告》，2007年9月。

4.2 坝顶高程复核计算4.2.1 基本资料根据《二郎坝水电工程水库枢纽竣工安全鉴定设计自检报告》，天生桥水库枢纽区多年平均最大风速为20m/s ，风区长度（有效吹程）为3km ；副坝建筑物级别为3级；水库正常蓄水位为1080m 。

根据《天生桥水库枢纽建筑物防洪及抗震安全复核计算任务书》，本次复核计算采用地震设计烈度为7度。

根据本次洪水调节复核计算结果，水库设计洪水位为1180.31m （重现期50年），校核洪水位为1185.52m （重现期1000年）。

4.2.2 计算方法按照《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）5.3.3条要求，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，坝顶超高应按下式计算:y = R + e + A （4.1）式中，y 为坝顶超高，m ；R 为最大波浪在坝坡上的爬高,m ；e 为最大风壅水面高度，m ；A 为安全加高, m 。

本工程地震设计烈度为7度。

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）5.3.2条规定，地震区的安全加高A 尚应增加地震沉降和地震壅浪高度（地震附加安全加高）。

波浪爬高按莆田试验站公式计算:λh mK K R W 21+=∆ （4.2）式中，∆K 为坝坡的糙率渗透性系数，按砌石护坡查得∆K =0.75；W K 为经验系数；根据坝坡前水深查得W K =1； h 为波高，h =31450208.0DW；λ为波长，λ=21304.0WD。

最大风壅水面高度计算按下式计算: βcos 22gHDKW e =（4.3）式中，K 为综合摩阻系数，取值6106.3-⨯； H 为水域平均水深，根据吹程取为80m ；β为风向与水域中线夹角，取β=0。

小型水库大坝安全鉴定工作要点二、水库大坝安全鉴定工作要点2.1 鉴定办法的适用范围坝高15米以上或库容100万立方米以上的水库大坝，按《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）执行。

库容10万（含）～100万立方米（不含）且坝高小于15米（不含）的小（2）型水库，按《坝高小于15米的小（2）型水库大坝安全鉴定办法（试行）》（水运管〔2021〕6号）执行。

部分库容小于10万立方米的山塘，但由于历史原因被登记为水库，在未降等为山塘前，根据坝高选择按《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）或《坝高小于15米的小（2）型水库大坝安全鉴定办法（试行）》（水运管〔2021〕6号）执行。

2.2 安全鉴定时限要求坝高15米以上或库容100万立方米以上的水库大坝应在竣工验收后6~10年进行安全鉴定；坝高15米以下的小（2）型水库应在竣工验收或蓄水使用后5年内进行安全鉴定，以后每隔10年进行一次安全鉴定。

水库在运行中遭遇大洪水、强烈地震等影响安全的重大事件，工程发生重大事故或出现影响安全的异常现象后，应及时组织安全鉴定。

2.3 基础资料的收集及整编水库安全鉴定前应全面收集流域概况、水文气象、勘察、设计、施工、验收、除险加固、安全监测、安全鉴定及运行管理等资料。

由于历史原因，小型水库往往存在资料缺失严重或者各部分资料不一致的问题，应有针对性地补充现状地形测量和地质勘探，以现状实测资料为依据进行安全鉴定。

2.4 现场安全检查及安全检测检查范围：坝体、坝基、坝肩，各类泄洪、输水设施及其闸门，以及对大坝安全有重大影响的近坝区岸坡和其它与大坝安全有直接关系的建筑物和设施。

检查方法：眼看、耳听、手摸、脚踩等直观方法，或辅以锤、杆、卷尺、手电筒等简单工具，对工程表面和异常现象进行检查测量，并认真填写大坝现场安全检查表。

由于小型水库的输水涵管管径普遍较小，工作人员无法进入检查，可采用CCTV 管道检测机器人、管道QV潜望镜、管道3D声纳探测仪等新技术检查输水管道内部的缺陷（如渗漏、沉降、错位、裂缝、腐蚀等）。

四川汶川抗震救灾科技快报（四十）中国水科院 2008年5月24日土石坝坝下涵管震害分析与处理修复措施1．震害表现涵管震害表现形式主要有管身裂缝、折裂、漏水，启闭设备倾斜、断裂，进出口翼墙及消力池裂缝和坍陷等。

（1）管身裂缝分纵、横向的局部或贯穿性裂缝。

局部裂缝一般不漏水，而贯穿性裂缝，常有漏水现象。

（2）管身断裂坝下涵管受震后沿伸缩缝拉开、沿浆砌块石砌筑缝拉断，甚至预制钢筋混凝土管和铸铁管的薄弱部位被拉断。

（3）涵管漏水坝下涵管受震后，常伴随断裂或裂缝产生漏水，常见的漏水是穿管壁的横向漏水。

此外，有的压力涵管经地震后产生管内向坝体漏水，然后再沿管壁外漏出坝外。

这种漏水称为纵向漏水，对工程危害较大。

（4）启闭塔和交通桥断裂及倾斜启闭设备和交通桥一般是较高的暴露建筑物，地震后容易产生断裂及倾斜等震害。

即使是烈度较低的地区，这类震害有时也会产生。

（5）进出口翼墙和消力池裂缝及沉陷2．震害处理修复地震后坝内涵管如产生震害，必须及时处理和修复，否则将影响坝体的安全。

对于震害较严重无法修复的涵管，则须废弃旧管，另建新管。

另建新管的方法，如开挖坝体重建、打隧洞、“顶管”等，不论采用哪一种方式，对旧管都要做彻底的处理，即予以挖除或堵塞严实，不能留在坝内成为隐患。

（1）涵管断裂加固涵管断裂的加固处理，主要是地基加固和加强管身结构强度。

（2）地基加固对于坝较低，断裂发生在管口附近的，可直接开挖坝体进行翻修。

在岩基与土基交接地段，主要是提高土基承载能力，减少沉陷，可清除表土、松土、淤泥，开挖到坚实土层，均匀夯压后，再分层（每层25～30厘米）回填夯实三合土，当回填到离相邻的岩石面1米左右，再用混凝土砌至及岩石齐平，若管身周围均回填三合土同样采用分层回填夯实。

当坚实土层很深，则需根据土层性质换土或打桩，提高土的压实性，再按前述方法回填三合土。

对于就地浇注管径较大的涵管，可在管内钻孔灌浆充填基础。

对于断裂发生在涵管中部，坝又较高，全部挖开不经济，可在管内进行基础钻孔压力灌浆处理。