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水库大坝安全评价导则
(SL258-2000)
1总则
,规范其技术工作的内容、方法及标准(准则),
保证大坝安全鉴定的质量,根据《水库大坝安全鉴定办法》(水管[1995]86号)(以
下简称《办法》),制定本导则。
、中型及特别重要小型水库的1、2、3级大坝(以
下简称大坝)。大坝包括永久性挡水建筑物以及与大坝安全有关的泄水、输水和过船
建筑物及金属结构等。一般小型水库4级以下的坝可参照本导则执行。
、结构安全、渗流安全、抗震安全、
金属结构安全以及工程质量和运行管理等的复核或评价的要求和方法作了规定。安全
鉴定中的现场安全检查可参照有关的规范执行。
,根据国家现行有关规范,按水库大
坝目前的工作条件、荷载及运行工况进行复核与评价。应查明大坝建筑质量,所选取
的计算参数应能代表大坝目前的性状、大型及重要中型水库大坝必要时可通过测试获
得。
,重点突出。对有安全监测资料的
水库大坝,应从监测资料分析入手,了解大坝性状。
,编写
专项报告,再综合各专项报告编写大坝安全鉴定总报告。复核或分析所采用的资料和
数据应准确可靠,结论应明确合理。
《办法》第十六条水库大坝安全分类的标准及本导则第9章的方法对
大坝进行安全分类。
,除应符合本导则外,尚应符合国家现行有关法规和
技术标准的规定(详见附录A)。
2工程质量评价
:
1:.
1评价工程地质及水文地质条件;
2复查工程的实际施工质量(含基础处理、结构形体和材料等)是否符合国家现
行规范要求;
3检查工程投入运用以来在质量方面的实际情况和变化,能否确保工程的安全运
行;
4为大坝安全鉴定的有关复核或评价提供符合工程实际的参数;
5为大坝除险加固提供指导性意见。
:
1工程地质及水文地质资料;
2关于基础(含岸坡)开挖、基础处理等工程的设计、施工、监理及验收的有关
图件和文字报告等;
3关于建筑物施工的质量控制、质量检测(查)、监理以及验收报告等资料;
4工程在施工期及运行期出现的质量事故及其处理情况的有关资料;
5竣工后历次质量检查及参数测试等资料。
:
1现场巡视检查法通过直观检查或辅以简单测量、测试,复核建筑物的形体尺寸、
外部质量以及运行情况等是否达到了原设计的要求和功能;
2历史资料分析法对有资料的大、中型水库主要是通过工程施工期的质量控
制、质量检测(查)、监理以及验收报告等档案资料进行复查和统计分析;对缺乏资
料的水库需与原设计、施工人员进行座谈收集资料,并与有关规范相对照,以评价工
程的施工质量;
3勘探、试验检查法当上述两种方法尚不能对工程质量作出评价,或者工程投
入运用6~10年以上或运行中出现异常时,可根据需要对建筑物或坝基岩层进行补充
勘探、试验或原位测试检查,取得原体参数,并据此进行评价。
,应首先采用历史资料分析法,必要时再进
行补充勘探和试验。
、施工的技
术要求,并符合SL47-94《水工建筑物岩石基础开挖施工技术规范》、SDJ249-90《水
2:.
利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》、SDJ218-84《碾压式土石坝设计
规范及修改和补充规定》、SD21-78《混凝土重力坝设计规范》、SD145-85《混凝土
拱坝设计规范》的规定:
1坝基及岸坡的清理;
2防渗体基础及岸坡的开挖;
3坝基及岸坡防渗、固结及对地质构造的处理;
4坝基及岸坡特殊地质问题如软弱层、岩溶、涌泉等的处理。
当坝基及岸坡采用灌浆处理时,还需检查其是否满足SL62-94《水工建筑物水泥
灌浆施工技术规范》的规定。
,应结合工程的
现实状况进行专门论证,并确定是否需要补充勘探试验和采取处理措施。
,还应从以下几方面复查其
填筑质量是否达到工程设计、施工的技术要求,并符合规范SDJ213-83《碾压式土石
坝施工技术规范》、(SDJ218-84)、SL228-98《混凝土面板堆石坝设计规范》的有
关规定:
1坝料的选择、开采和运输;
2填筑方法与压实标准、接合部的处理及质量;
3土质或混凝土防渗体、垫层、过滤层、反滤层、排水设施及护坡的施工质量;
4土石坝与相邻混凝土、砌石体的连接及其施工质量;
5安全监测设备的埋设与保护;
6施工质量控制与质量检测。
复查重点是填料的压实干密度和相对密度合格率以及填料的强度、变形及防渗排
水性能是否满足规范要求,防渗体和反滤排水体是否可靠,以及坝坡是否稳定。
,或经复查大坝的填筑质量不满足要求
或存在质量隐患时,应结合工程的运行工况补充必要的勘探试验工作。
、裂缝、滑动、散浸或集中渗漏等现
象时,应针对具体情况做补充探查和试验,并结合大坝的变形分析、稳定分析和渗流
分析等作进一步论证。
3:.
,还应从以下几方面复
查实际施工质量是否达到了工程设计、施工的技术要求,并符合规范SDJ21-78、
SD145-85、SDJ207-82《水工混凝土施工规范》、GBJ204-83《钢筋混凝土工程施工
及验收规范》、GBJ107-87《混凝土强度检验评定标准》等的有关规定:
1水泥、砂石料(骨料)、钢筋、掺和料及外加剂等原材料的质量;
2混凝土拌和及其入仓浇筑的质量;
3混凝土养护(凝固后的)及其接缝处理的质量。
复查重点是混凝土实际的强度、抗渗、抗冻等级(标号),抗冲、抗磨蚀、抗溶
蚀性能,以及变形模量等是否满足规定要求。凡使用外加剂的还需符合规范SD108-83
《水工混凝土外加剂技术标准》和GB8076-1997《混凝土外加剂》的有关规定。
、耐久性以及基
础处理的可靠性。对已发现的裂缝、剥蚀、漏水等问题需进行调查、检测,并分析其
对大坝稳定性、耐久性以及整体安全的影响。
,或经复查大坝的实际施工质量不满足
要求或存在质量隐患时,应结合工程的运行工况对大坝进行实体检验或钻探、试验工
作,对混凝土质量作进一步论证。
、流态混凝土、水下混凝土、压浆混凝土、喷射混凝土以及
沥青混凝土等特种混凝土,其质量评价应按专门的规程规范的要求进行。如碾压混凝
土的施工应符合SL53-94《水工碾压混凝土施工规范》的规定,其质量检验应按SL48-94
《水工碾压混凝土试验规程》执行。
、泄水建筑物及其金属结构。
、泄水建筑物的工程质量评价参照混凝土坝工程质量评价执行。
、泄水建筑物金属结构的质量评价按DL/T5018-94《水利水电工程钢
闸门制造安装及验收规范》及DL/T5019-94《水利水电启闭机制造、安装及验收规范》
执行。
,且工程运行中也未暴露出质量问题,可
4:.
认为工程质量优良。
,或工程运行中已暴露出某些质量
缺陷,但尚不影响工程安全,可认为工程质量合格。
,或工程运行中已暴露出严重质量
问题,影响工程安全,可认为工程质量不合格。
3大坝运行管理评价
,为安全鉴定提供大坝的运行、管理及性状
等基础资料,作为大坝安全综合评价及分类的依据之一。
、维修和监测。
,结合水库大坝的具体情况,
制定相应的规章制度,并有专人负责实施。
,但重点在于工程现状。
《综合利用水库调度通则》(水管[1993]61号)的要求,结合水
库的具体情况,编制水库防洪和兴利调度运用规程(或计划),报上级主管部门审定
后执行。
《通则》及SL61-94《水文自动测报系统
规范》要求建立水文测报站网,有条件的要建立自动测报系统,进行水文观测及预报。
,专门记载运行中出现的异常情况,尤其是
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。
、中型及特别重要小型水库应制订应急预案,并形成正式书面文件,
报上级主管部门审批。
,以及大坝安全所必需的相关设备(包含安全监测
仪器设备)应经常维修,使其处于安全和完整的工作状态。对设备还应定期检查和测
试,确保其安全和可靠的运行。
,以及有关设备的维修要点,应按SLJ702-81《水库
5:.
工程管理通则》及SL210-98《土石坝养护修理规程》和SL230-98《混凝土坝养护修
理规程》执行。
。
。
、项目、方法及要求等,对于混凝土坝及土石坝应
分别按SDJ336-89《混凝土坝安全监测技术规范》及SL60-94《土石坝安全监测技术
规范》执行。
、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,对于混凝土坝及土石坝应分别按规范(SDJ336-89)及(SL60-94)
执行。
:
1监测资料应及时进行整编分析,以便通过监测资料及时了解大坝的性状,同时
也为大坝总体安全评价提供基本资料;
2监测资料整编分析工作,土石坝应按SL169-96《土石坝安全监测资料整编规
程》执行,混凝土坝应按规范SDJ336-89执行;
3监测资料整编分析应严格审查监测资料(数据)的可靠性,并在资料分析的基
础上,结合巡视检查结果,回答如下有关大坝总体性状的问题:
l)大坝变形(含裂缝或接缝)是否符合一般规律,是否趋于稳定,或有何异常;
2)大坝渗流场(包含渗流压力或扬压力和渗流量)是稳定的(或是向有利方向
发展),还是有恶化趋势;
3)土石坝坝体的浸润线及混凝土坝坝基的扬压力是否正常,并与设计值相比较。
若低(小)于设计值,可初步判断大坝整体是稳定的;否则,可能不稳定,应作进一
步分析研究。
(或计划)合理调度运用;水文测报及通信
设施是否完备;各项规章、制度或计划(或文件)是否齐全落实。
,并处于完整的可运行状态。
;大坝安全监测是否按规范执行,并由监测
6:.
资料整编分析初步结果,审查大坝的变形、渗流及稳定总体上是否处于正常状态。
~,对大坝运行管理进行综合评价。三条都做
得好的,评为好;大部分做得好的,评为较好;大部分未做到的,评为差。
4防洪标准复核
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否满足现行有关规范的要求。
、设计洪水总量和设计洪水过程线。对天然
河道槽蓄能力较大的水库,应采用入库设计洪水资料进行复核计算。若设计阶段采用
坝址设计洪水的,应尽可能改用入库设计洪水,或估算其不利影响。对于难以获得流
量资料的中、小型水库,可采用雨量资料或经验公式推求洪水的方法,但应对其计算
成果进行合理性检查。
:
1大坝设计文件中的设计洪水计算部分;
2运用期流域内相关雨量站降雨资料;
3运用期流域内相关水文(位)站历年实测洪水资料及人类活动对水文参数的影
响资料;
4水位库容曲线;
5水位泄量曲线;
6下游洪水淹没区社会、经济、人口等资料;
7水库集水面积及其范围内的分、蓄、调水工程的有关资料;
8工程运行资料;
9大坝验收及前次安全鉴定资料。
,,
对洪水资料应按SL44-93《水利水电工程设计洪水计算规范》要求进行复核。
坝址洪水系列资料、历史调查洪水资料,加入运行期入库洪水或坝址洪水资料,延长
7:.
洪峰流量和选定时段洪水总量的系列,进行经验频率计算。如在运行期无实测入库洪
水资料时,可利用实测库水位记录及库容曲线反演求得。
Ⅲ
型。可采用矩法或其它参数估计法初步估算统计参数,然后采用适线法调整初步估算
的统计参数。调整时可选定目标函数求解统计参数,也可采用经验适线法。根据确定
的统计参数用理论频率曲线计算各种频率洪水。
,按规范要
求选用对工程防洪运用较不利的有代表性的实测大洪水过程作为典型洪水过程线,据
以放大求取各种频率的洪水过程线。
、小型水库,可应用雨量资料推求设计洪水。
、分布比较均匀、并具有长期比较可靠的资料时,可
直接选取各种时段的年最大面暴雨量,进行频率计算。当无法直接计算时,可用间接
计算法,即先求流域中心附近代表站的设计点暴雨量,然后通过暴雨的点面关系,求
相应的面暴雨量。
,进行产流计算,求得设计净雨。根据设计净雨过
程推求入库洪水的流量过程线。
,应复核可能最大
暴雨的计算成果。
。计算前应做好调洪计算条
件的确定和有关资料的核查等准备工作。
1核定起调水位
1)大坝设计未经修改的,应采用原设计确定的汛期限制水位。
2)大坝经过加固或改、扩建或上游人类活动对设计洪水有较大改变的,应采用
经过上级主管部门审批重新确定的汛期限制水位。
3)对于设计洪水标准未达到规范要求,汛期降低限制水位运行的,应仍按原来的汛期限制水位
进行调洪计算。
2复核设计规定的(或经上级主管部门批准变更了的)调洪运用方式的实用性和可操作性,了解
8:.
有无新的限泄要求。
3复核水位~库容曲线,对多泥沙河流上的水库,淤积比较严重的,要采用淤积
后实测成果,且应相应缩短复核周期。
4复核泄洪建筑物水位~泄量曲线。对具有泄洪功能的输水建筑物的泄量,可加
入水位~泄量曲线进行调洪计算。但对输水建筑物的泄量是否能全部或部分参与泄
洪,应根据SL10495《水利工程水利计算规范》的规定确定。
5复核洪水预报方案,包括预见期、预报合格率、预报精度,以及雨情、水情数
据采集、传送的可靠性等。对于可能发生的误报对大坝防洪的影响宜进行评估。
,对动库容占较大比重的重要大型水库,宜
用动库容法。当设计洪水采用坝址洪水时,宜采用静库容法。
,但对于通讯可靠、预报方案完善、预
报精度较高的水库,在留有余地情况下,可在调洪计算时适当考虑水情预报预泄。
(SDJ218-84)及其他坝型设计规范的有关大坝安全的规定和工
程质量评价结果,复核并确定水库安全度汛的设计和校核洪水位及其相应的最大下泄
流量。据此确定的设计和校核洪水位所相应的设计洪水频率和校核洪水频率,即为水
库大坝现状的抗洪能力。
(含防渗体顶高程)是否满足相应规范的要求。
,应根据水库规模及所处地形特征(山区、丘
陵区或平原、滨海区),满足GB50201-94《防洪标准》的规定。
1水库工程的等别及大坝级别应符合标准(GB50201-94)水利水电枢纽工程等别
及水工建筑物的级别的规定。如果大坝经过改、扩建,工程规模改变,或因下游环境
变化而重要程度有改变时,应对大坝级别进行调整,并报上级主管部门批准。
2水库大坝现状的抗洪能力应满足标准GB50201-94及《水利枢纽工程除险加固
近期非常运用洪水标准的意见》(水规[1989]21号)的要求。
3当复核结果不符合标准(GB50201-94)及《意见》要求时,应进一步复核计算大坝可安全运行
的洪水频率。
,应研究各种洪水组合按梯级水库调
洪方式进行防洪标准的复核。考虑上游水库拦洪作用对下游水库的有利因素时要留有
9:.
足够余地,并应考虑上游水库超标准泄洪时的安全性。
,要求非常溢洪道能按原设计
要求及时泄洪。
,包括泄洪建筑物能否安全下泄
最大流量,以及下泄洪水对大坝和下游有何影响等。
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、工矿企业、交
通干线等损失。
。
:
1原设计的大坝防洪标准和设计洪水是否需要修改;
2水库大坝的实际抗洪能力是否满足国家现行规范要求;
3要求的最大泄洪流量能否安全下泄。
5结构安全评价
,按国家现行规范复核计算大坝(含近坝库岸)
目前在静力条件下的变形、强度及稳定是否满足要求。遭遇地震时的结构安全评价见
本导则第7章抗震安全复核。
、变形及稳定分析。土石坝的重点是变形及稳定
分析;混凝土坝及泄水、输水建筑物的重点是强度及稳定分析。
,对已暴(揭)
露出的问题或异常工况应做重点复核计算。
:
1勘测设计资料;
2工程地质及水文地质资料;
3大坝竣工及现状纵横断面图;
4大坝施工质量控制检测资料,以及大坝运行期尤其当前的坝基及坝体勘探与试
验资料;
5大坝验收资料;
10:.
6大坝运行期监测资料及相应的上下游水位、降水量及气温观测资料;
7此前大坝安全评价及事故与处理等资料。
(包含人工防渗体坝)结构安全评价主要包括变形及稳定的分析
复核。
(竖向位移)分析、水平位移分析、裂缝分析及应力
应变分析。其分析方法或途径有变形监测资料分析和变形计算分析,两者应相互验证
和补充。
对有变形监测资料的大坝,首先应作监测资料分析;当缺乏变形监测资料且大坝
已发生异常变形和开裂的,或沿坝轴线地形和地质条件变化较大有开裂疑虑的,可进
行变形计算分析。变形分析要点如下:
1变形监测资料分析方法可按规程SL169-96有关规定执行。
2变形计算分析主要是裂缝分析和应力应变分析。
裂缝分析可采用基于沉降观测资料的倾度法。当缺乏沉降观测资料时,可利用沉
降计算结果。沉降计算按规范(SDJ218-84)附录四,采用分层总和法计算,也可采
用有限元法计算。
对1、2级高坝及有特殊要求的土石坝,应进行应力应变分析。应力应变分析可
采用有限元法。
3变形分析评价应包括下列内容:
1)大坝总体变形性状及坝体沉降是否稳定;
2)大坝防渗体是否产生危及大坝安全的裂缝;
3)大坝变形监测的评价。
:
1稳定计算的工作条件按规范(SDJZ18-84)及(SL228-98)执行,并应采用大
坝现状的实际环境条件和水位参数;
2稳定计算方法按规范(SDJ218-84)及(SL228-98)执行;
3稳定分析所需的主要计算参数有抗剪强度和孔隙水压力;
当无代表现状的抗剪强度参数时,对于大型及重要中型水库大坝宜钻探取样,依
规范(SDJ218-84)的规定按GBJ123-88《土工试验方法标准》、SDJ01-79《土工试验
11:.
现程》及SD128-84《土工试验规程》测定其抗剪强度。
稳定渗流期坝体及坝基中的孔隙水压力,应根据流网确定。对于1、2级坝及高
坝和重要中型水库大坝,其流网应根据孔隙水压力观测资料绘制。高水位(校核洪水
位、设计洪水位及长期限制低水位运行下的正常蓄水位)下绘制流网所需的孔隙水压
力,应由相应观测资料整理的数学模型推算。必要时,可由有限的孔隙水压力观测资
料用有限元法反演坝体及坝基的有关计算参数,然后通过有限元法计算相应高水位下
的渗流场,绘出流网。
水位降落期上游坝壳内的孔隙水压力,宜优先采用原体观测值。当缺少原体观测
资料时,对于无粘性土,可用一般计算方法确定水库水位降落期坝内浸润线位置,绘
出瞬时流网,走出孔隙水压力;对于粘性土,可用规范(SDJ218-84)附录三式(附
)的近似方法估算孔隙水压力。
对特别高的坝或特别重要的工程,宜用有限元法,采用坝体及坝基的反演计算参
数,做库水位降落期非稳定渗流计算,确定相应的渗流场及孔隙水压力。
4稳定计算所得到的坝坡抗滑稳定安全系数,应不小于规范(SDJ218-84)修改
和补充规定及(SL228-98)规定的数值。
:
1对危及大坝、输泄水建筑物及附属设施安全的新老滑坡体或潜在滑坡体的表面
位移、深层位移、裂缝开合度等观测资料,应依空间和时程进行整理,并与原因最(水
库水位、降水量及气温等)进行相关分析。有条件时,应建立相应的数学模型,进行
安全监控。
2对上述滑坡体,应结合地质勘探及观测资料做边坡稳定分析,其分析方法可参
照坝坡抗滑稳定分析的方法执行。对于重要大坝的岩石滑坡体的稳定,应做专门试验
研究和分析。
3对坝体与库岸结合部位的表面位移(沉降及纵向水平位移或应变)、深层位移
(应变)、裂缝开合度等观测资料,应依空间和时程进行整理。有条件时,应建立相
应的数学模型,并对该部位变形性态的现状及未来做出分析和评估。该部
-2进行。
。
12:.
、监测资料分析法及计
算分析法。当有监测资料时,应优先采用监测资料分析法并结合现场检查与计算分析
综合评价大坝的结构安全性;当缺乏监测资料时,可采用计算分析结合现场检查评价
大坝的结构安全性。
1现场检查法通过现场检查和观察大坝的变形、沉降、位移、渗漏等情况,判
断其结构安全性;
2监测资料分析法通过对大坝监测资料的整理分析,了解大坝的位移、变形、
应力等观测值的变化、有无异常以及随作用荷载、时间、空间等影响因素而变化的规
律,并建立监测量与作用荷载、时间、空间等因素之间的统计或混合数学模型,通过
监测量的实测值或数学模型推算值与有关规范或设计、试验规定的允许值(如允许应
力、安全系数、允许挠度、允许裂缝宽度、允许位移等)的比较,判断大坝的结构安
全性;
3计算分析法重力坝和拱坝应分别按照规范(SDJ21-78)和(SD145-85)规定
的方法进行。支墩坝和浆砌石坝等坝型可参照上述规范及SL25-91《浆砌石坝设计规
范》执行。
;稳定复核主要是
核算重力坝与支墩坝沿坝基面的抗滑稳定性、拱坝两岸供座的抗滑稳定性以及支墩坝
支墩的侧向稳定性,对平面曲率较小的拱坝,也需验算沿坝基面的抗滑稳定性。
,对于高坝,必要时应重新进行
坝体或坝基的钻探和试验,按照GB50199-94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》
的规定确定各计算参数的标准值和设计值;对于中、低坝,当观测资料或分析结果表
明应力较高或变形较大或安全系数较低时,也应重新试验确定计算参数。在有观测资
料的情况下,应同时利用观测资料进行反演分析,综合确定各计算参数。
:
1混凝土重力坝与拱坝的作用荷载及荷载组合应分别按照规范(SDJ21-78)和
(SD145-85)确定;
2坝体及其上永久设备的自重可参照设计文件核定;水压力及相应的扬压力、浪
压力应根据防洪标准复核结果和有关观测资料、试验资料复核确定;泥沙压力、冰压
力、土压力及温度荷载应根据观测资料或根据坝体边界条件观测资料核定,在缺乏实
13:.
测资料时可参考设计文件取用;
3各种荷载的代表值和设计值应按照标准(GB50199-94)的规定确定。
:
1在现场检查或观察中,如发现下列情况之一,可认为大坝结结构不安全或存在
隐患,并应进一步监测分析:
1)坝体表面或孔洞、泄水管道等削弱部位以及闸墩等个别