克上冲水库大坝存在的主要安全问题及处理措施

曾国辉

（桃江县克上冲水库管理处，湖南 益阳413414）

1 水库基本情况

克上冲水库建于1958 年，位于资水支流志溪河，坝址坐落在桃江县灰山港镇克上冲村，距离桃江县城30 km。水库集雨面积为36.1 km2，坝址以上干流长12.05 km，平均坡降14.06‰，年均降雨量为1 511 mm。水库设计灌溉农田面积为5.1 万亩，年供水量为852万m3，年发电量为120 万kW·h。

克上冲水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、供水等综合效益的中型水利工程。水库原设计正常蓄水位为156.85 m、相应库容1 772.0 万m3，设计死水位为137.64 m、相应库容为53 万m3。枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉引水隧洞等建筑物组成。大坝为均质土坝，最大坝高33.0 m，坝顶高程为163.85 m，坝顶宽7.0 m，坝轴线长146.4 m。溢洪道堰型为开敞式宽顶堰，堰宽38.0 m，堰顶高程为156.85 m，采用底流消能。输水隧洞位于大坝左岸山坡脚下，全长180 m，采用钢筋混凝土衬砌，洞径1.2 m，进口底板高程为137.64 m，最大引水流量为6.38 m3/s。水库运行近60 年来，在灌溉农田、向城镇供水、发电，对减少志溪河下游洪灾损失起到重要的作用，对促进当地经济发展发挥了显著作用。

2 存在的主要问题及安全鉴定结论

根据《桃江县克上冲水库大坝安全评价地勘报告》《桃江县克上冲水库大坝安全评价报告》《桃江县克上冲水库现场安全检查报告》和现场调查分析，克上冲水库大坝存在的主要问题包括：

1）溢洪道。左岸山体崩塌，泄槽矩形段被冲毁，泄槽收缩段、矩形段底板出现裂缝和渗漏，侧墙出现裂缝渗水，底板出现起拱现象。

2）大坝。左、右岸坝肩出现渗漏，5 号监测孔出现异常渗漏。

3）输水隧洞。用水高峰期存在供水能力不足问题，近坝3 条灌溉渠道及渠系建筑物老化严重。

4）其他。①闸门锈蚀严重，启闭设备超出正常使用年限，且为手动启闭；②入库防汛公路为村级公路，标准等级低；③大坝安全监测设施不完善；④坝体内废弃的老输水涵洞渗水；⑤大坝坝体白蚁危害严重。

根据益阳市水利局出具的《桃江县克上冲水库大坝安全鉴定报告书》，确定该水库大坝为三类坝，建议尽快进行水库除险加固工作，在水库未进行除险加固前，请市、县水利局督促水库管理单位，严格按三类坝进行管理，进一步落实安全管理职责，尽早完成水库调度规程和水库大坝安全管理应急预案的编制工作，并及时上报相关部门批准，加强水库的巡视检查和日常维修养护，按照水库大坝安全度汛方案，严格限制库水位运行，确保水库大坝安全。

3 大坝稳定复核计算

3.1 坝体渗流稳定分析计算

大坝渗流稳定分析计算采用北京理正软件设计研究所开发编制的《理正岩土计算分析程序》软件。计算工况包括：①上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；②上游设计洪水位与下游相应水位；③上游校核洪水位与下游相应水位。从渗流计算结果可以看出，现状稳定渗流期运行情况下，大坝的最大渗透坡降都发生在下游坝坡，其值为0.43～0.46，坝体填土允许渗透坡降为0.40，不满足规范安全要求；完建及非稳定渗流运行情况，大坝的最大渗透坡降都发生在上游坝坡，其值为0.09～0.39，坝体填土允许渗透坡降为0.40，满足规范安全要求。

加固处理后的计算方法、计算断面、基本计算参数、计算工况同现状大坝渗流计算，增加经比较后采用的塑性混凝土防渗墙+帷幕灌浆处理。从渗流计算结果可以看出，在经过塑性混凝土防渗墙+帷幕灌浆处理后，大坝的最大渗透坡降发生在下游坝坡，其值为0.22，坝体填土允许渗透坡降为0.40，满足规范安全要求，但大坝下游应设有排水棱体，使稳定渗流期逸出点位于排水棱体内，确保大坝渗流安全。

3.2 坝体边坡稳定分析计算

坝坡稳定计算同样采用北京理正软件设计研究所编制的《理正岩土计算分析程序》软件，坝坡抗滑稳定分析计算方法采用计及条块间作用力的简化毕肖普法。计算工况包括：①稳定渗流期的下游坝坡稳定；②稳定渗流期（施工完建）的上游坝坡稳定；③非稳定渗流期上游坝坡的稳定。计算结果表明，现状大坝下游坝坡的抗滑稳定安全系数计算值大于现行规范值，上游坝坡抗滑稳定安全系数大于现行规范值，抗滑稳定安全系数满足规范要求。

加固处理后的计算方法、计算断面、基本计算参数、计算工况同现状大坝坝体边坡稳定计算，增加经比较后采用的塑性混凝土防渗墙+帷幕灌浆处理。计算结果表明，处理后大坝下游坝坡的抗滑稳定安全系数计算值大于现行规范值，上游坝坡抗滑稳定安全系数大于现行规范值，抗滑稳定安全系数满足规范要求。

4 除险加固主要措施及规模

克上冲水库大坝除险加固工程建设的主要任务为：通过对克上冲水库大坝、溢洪道、灌溉供水发电隧洞等建筑物的除险加固，及新建灌溉供水隧洞，同时配备必要的管理和检测设施等措施，使该水库达到抵御1 000 年一遇校核洪水位的标准，保证大坝不漫溃，确保下游人民生命财产的安全，维护社会安定，并发挥水库原设计功能及效益，为当地的社会经济发展提供良好的水利条件保证。

根据安全评价报告、鉴定报告书及现场险情和计算复核，确定克上冲水库大坝除险加固工程建设内容和规模如下：

1）大坝除险加固。①大坝坝体渗漏采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理；②坝基及两岸坝肩绕渗问题，采用帷幕灌浆方案进行防渗加固处理；③上游坝坡预制混凝土护坡破损处采用整修加固修补；④下游坝坡采取草皮护坡形式进行加固处理，坝坡下游排水棱体采取整修加固处理；⑤坝下低涵渗水封堵处理；⑥大坝白蚁蚁害处理；⑦大坝坝肩接头处山体落石，采用清除+防护措施处理。

2）溢洪道除险加固。①进口段底板拆除重建处理；②溢洪道两侧侧墙整修加固处理；③泄槽段底板拆除重建处理；④消力池底板拆除重建处理；⑤溢洪道两侧山体边坡加固处理。

3）原灌溉供水发电隧洞除险加固。采用化学灌浆进行裂缝防渗处理，更换闸门及启闭等金属结构设备。

4）新建灌溉、供水隧洞。

5）渠道整修加固。采用浆砌石修补及重建渠道损毁段，并更换闸门及启闭等金属结构设备。

6）防汛公路整修加固。部分路段混凝土路面加宽（1.5 km），损坏路面重建（0.4 km）。

7）管理区整修加固。对损坏建筑物、道路等维修及补建，并绿化提质，改善生产生活环境。

8）补充完善水库大坝安全监测设施及水情测报设施。

5 结 语

克上冲水库大坝安全鉴定为三类坝。经坝体渗流和边坡稳定分析计算，对克上冲水库大坝进行除险加固是非常必要的。主要加固措施包括：大坝除险加固、溢洪道除险加固、灌溉供水发电隧洞除险加固、新建灌溉及供水隧洞、渠道整修加固及部分观测管理设施建设等。该工程社会效益显著，工程的建设对保障促进地区经济发展，提高居民生活水平，保障灰山港镇地区社会稳定具有积极的作用。