常门铺水库大坝安全鉴定简析

高 超

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 水库概况

常门铺水库位于朔州市右玉县城西南约16 km的威坪乡常门铺村，是黄河一级支流苍头河上游的一座以防洪为主，兼顾灌溉、养殖的中型水库。水库控制流域面积310 km2，多年平均径流量1235.6万m3。水库总库容2176万m3，正常蓄水位1364.77m，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。地震设防烈度为7度。

水库于1959年开工建设，1978年2月建成并投入运行。水库枢纽由大坝、溢洪道、泄洪冲沙洞和灌溉输水洞四部分组成，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物大坝、泄洪冲沙洞、溢洪道级别为3级，次要建筑物岸边灌溉输水洞级别为4级。

大坝坝型为水中填土均质土坝，最大坝高22.5m，坝顶长320m，坝顶宽7m。原设计坝顶高程1369.77m（黄海高程系），现状坝顶高程1369.47～1370.64m，坝顶为混凝土路面。防浪墙高1.0m。上游坝坡为干砌石护坡，在高程1359.27m处设2.0m宽的马道，马道以上坝坡原设计为 1∶2.75，现状为 1∶2.63～1∶2.93；马道以下为1∶3.25。下游坝坡为0.5m厚的碎石护坡，在高程1359.27m处设2.0m宽的马道，马道以上坝坡原设计为 1∶2，现状为 1∶2.46；马道以下原设计为 1∶2.5，现状为 1∶2.55～1∶2.76。

溢洪道位于大坝右坝肩，为开敞式宽顶堰，最大泄量473m3/s，全长330m，由进口段、控制段、泄槽段、消能段、出水渠等五部分组成。进口段位于右岸坝前库区，进口底高程1362.77m，底宽32m，两侧边坡1∶0.75，桩号0-034—0-010段为扭面渐变段，底宽由32m渐变为23.9m，底坡向上为1∶48，两侧边坡由1∶0.75渐变为直墙，断面由梯形渐变为矩形。目前，现状进口渠渠底高程为1365.00～1363.00m，渠底宽12～27m，进口渠断面的开挖、浆砌石防护均未按设计完工。溢洪道的进口渠为土基，其余为岩基。目前，控制段的启闭机室及检修平台均未施工，闸门、启闭机及其电气设备均未安装。

泄洪冲沙洞位于大坝左岸，为城门洞型无压洞，全长150m，由进口段、洞身段和出口段组成。其中隧洞段长149.65m，宽4.0m，洞高5.8m，原设计最大泄量207m3/s，现状复核后泄量为212m3/s。

灌溉输水洞位于冲沙洞左侧，为城门洞型无压洞，全长340m，洞宽1.5m，洞高1.8m，最大引水流量3m3/s。

水库自建成投入运行以来，重点保护水库下游的威远镇、新城镇、右卫镇、杨千河乡、杀虎口等4个乡镇35个村及杀虎口旅游区、大呼高速公路、山和线公路、准池铁路等，共涉及2.5万人、6666.67 hm2耕地，水库有效灌溉面积800 hm2。

2 存在问题

一是水库现状实际防洪能力不能满足规范要求。二是溢洪道未完工，泄洪冲沙洞无压洞局部渗漏水，灌溉输水洞进口渗漏水。三是坝基卵石混合土出逸渗透坡降大于允许值，渗流形态不安全，存在渗漏和渗透稳定问题。四是灌溉输水洞进水塔上部浆砌石结构无抗震安全措施。五是现状溢洪道控制段未按设计要求配套闸门，泄洪冲沙洞及灌溉输水洞闸门年久失修，设备本身有严重缺陷，不能安全运行，启闭设施不能正常运行。六是水库淤积严重，且无大坝安全监测设施。

3 大坝安全评价

根据《水库大坝安全评价导则》规定，大坝工程性状各专项的安全性分为A、B、C三级。A级为安全可靠；B级为基本安全，但有缺陷；C级为不安全。

3.1 工程质量评价

大坝筑坝材料符合规范，施工质量大部分达到设计要求。经现场检查及勘查，主要存在以下问题：第一，坝体土土质不均，坝顶有数条裂缝，裂缝较短，深度较浅，不贯通。下游坝坡右坝脚处有一小型塌坑。第二，溢洪道未完工，已完工部分无明显缺陷，基本完好，引渠未开挖至原设计断面。第三，泄洪冲沙洞的衬砌混凝土标号偏低，局部有渗漏水现象。另外，闸门漏水、启闭设施老化。第四，灌溉输水洞洞内有淤泥、渗水现象，进口处相对严重。另外，进口闸门漏水。

3.2 运行管理评价

水库能够按照审定的调度规程合理调度运用；水文观测及通信设施基本具备，但资料整编时段太长；水库各项规章、制度齐全；大坝得到了完好的维修，并处于完整的可运行状态；大坝无安全监测设施。根据水文观测资料，结合现场检查结果认为：大坝的总体运行状况良好，大坝变形及稳定总体上处于正常状态，但下游坝坡的右坝脚处发现与坝基渗透坡坏有关的一小型塌坑。大坝运行管理综合评价为较好。

3.3 防洪标准复核

现状溢洪道未完工，经水库泄量水力计算和水文调洪复核计算，水库防洪能力满足《防洪标准》规定的设计洪水标准（P=1%），不满足校核洪水标准（P=0.1%）。水库防洪安全为C级。

3.4 结构安全评价

坝体变形基本稳定，各种工况下坝坡稳定安全系数均能满足规范要求，坝坡稳定。库岸多呈缓坡状，黄土岸坡滑塌不发育，岸坡稳定性较好，且水库运行近40年来未发现大的坍塌。

溢洪道闸室抗滑稳定安全系数和堰基应力均满足规范要求，溢洪道堰体稳定，仅进口渠未完工。

泄洪冲沙洞进水塔塔身最不利断面能够满足强度和限裂要求；闸室底板和侧墙均为构造配筋；引水隧洞衬砌结构为构造配筋；隧洞洞身结构因无资料无法核实。隧洞能正常运行，但闸后4m长洞身范围内有渗漏水现象。

灌溉输水洞内岩体稳定。目前，灌溉输水洞能正常运行，只是进口段部分衬砌破损，有渗漏水现象，闸门漏水，但不影响结构安全。

综上所述，结构安全综合评价为B级。

3.5 渗流安全评价

根据渗流稳定计算分析，水库正常蓄水位时，大坝坝体土出逸处渗透比降小于允许水力比降，渗流形态是安全的；坝基未进行过防渗处理，坝基卵石混合土出逸处渗透比降大于允许水力比降，渗流形态不安全，存在渗漏和渗透稳定问题。下游坡脚排水设施不完善，存在与坝基渗透坡坏有关的塌坑。故大坝渗流安全评价为C级。

3.6 抗震安全评价

水库所处地区地震基本烈度为7度。地震工况下，大坝在正常蓄水位和正常运用中水位降落期的坝坡稳定安全系数均大于规范允许值。溢洪道遭遇地震时堰体抗滑稳定安全系数和堰基应力满足规范要求。泄洪冲沙洞进水塔上部框架结构截面应力满足混凝土强度。灌溉输水洞进水塔上部浆砌石结构无抗震安全措施。故抗震安全评价为B级。

3.7 金属结构安全评价

水库现状溢洪道控制段未按设计配套闸门。泄洪冲沙洞及灌溉输水洞闸门年久失修，设备有严重缺陷，不能正常安全运行；固定卷扬式启闭机、电动葫芦无法保证闸门正常启闭。故金属结构安全性评为C级。

4 大坝安全鉴定结论及建议

根据《水库大坝安全评价导则》规定，常门铺水库大坝安全鉴定结论为三类坝。为消除水库安全隐患，保证大坝安全运行，充分发挥水库效益，建议对水库进行除险加固，提高水库防洪标准，达到现行规范要求；对大坝进行整修；对坝体、坝基采取渗流安全措施；溢洪道应按原设计完工；对泄洪冲沙洞和灌溉输水洞进行维修加固；金属结构和机电设备更新配套；增设大坝安全监测设施。