4 燕麦地水库工程存在的主要问题及除险加固任务

4.1 工程存在的主要问题

4.1.1 概述

根据水利部大坝安全管理中心（原大坝安全检测中心）的安全鉴定复核意见，存在的主要问题有：①防洪能力不满足规范规定的防洪标准要求；②大坝坝体填筑质量差、渗漏严重、上游块石护坡损坏；③输水涵洞浆砌石洞身裂缝、砂浆脱落、渗漏；④闸门及启门机破损老化；⑤溢洪道破坏严重，不能正常运用；⑥安全检测设备和设施老化。

4.1.2 防洪标准及防洪能力

水库总库容269.9万m³（本次复核值），根据《水利水电工程等别划分及洪水标准》（SL 252—2000）的要求，工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，其主要建筑物级别为4级、次要建筑物为5级。设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。设计洪水位1962.76m，最大下泄流量45.9m³/s；校核洪水位2779.71m，最大下泄流量73.3m³/s；坝顶高程复核结果为2781.20m，比现状坝顶高程1.20m。水库防洪能力不满足300年一遇的校核洪水、30年一遇设计洪水的坝顶超高要求。

4.1.3 大坝

燕麦地大坝为均质土坝，坝高30m，坝顶宽3.5～5.0m，左边宽，右边窄，长185m。水库建成后，存在严重的沉陷、变形及裂缝等险情，自水库竣工蓄水至今，一直带病运行，大部分年份不能达到正常蓄水位，给灌区生产造成巨大损失。主要问题为：

（1）坝基未进行处理。据钻孔资料ZK2、ZK3、ZK4揭露，大坝坝基河床底部残留第四系含砾质黏土夹砂卵砾石冲洪积厚1.0～1.8m，下伏基岩为强—弱风化岩体，岩石透水率q=1.89～58.57Lu，属弱—中等透水层。

滑坡、蠕动变形体：右岸玄武岩风化剧烈，全风化下限达33m；岩层流面产状：N30°～40°E，SE∠8°～15°，为顺层坡，发育两组节理。钻孔揭露第二层凝灰岩厚2.5～2.7m，埋深16～30m；第三层凝灰岩厚3.0m；凝灰岩易风化、泥化，浸水后力学性质差，属顺层的软弱结构面。地下水活动强烈，高程2761.00～2781.50m见泉水点5个，泉水流量0.2～1.0L/s。分析由上述地质原因及地震综合作用形成右岸滑坡体。滑坡范围：前缘高程2760.00～2775.00m，宽度自坝上游冲沟至坝下游冲沟间，后缘至高程2820.00m，面积约0.12km²；滑面大致以第二层凝灰岩为底界，滑面倾角15°；物质包含地表土及部分全至强风化玄武岩，深度16～30m，滑向SE。但水库建成至今，除1974年4月发生地震，滑体中部产生两条地裂缝，宽5～20cm外，经历水库蓄水以及1993年、1995年鲁甸发生多次地震，滑坡体无明显滑动迹象，说明滑坡体现状基本稳定。但存在较严重的绕坝渗漏问题。

由于清基不彻底，坝肩未开挖结合槽，也未作灌浆处理，加之施工质量较差，故大坝存在层间、坝体与坝肩结合部渗漏、绕坝渗漏及坝端结合部渗漏的问题。大坝后坡出现大面积潮湿。

（2）坝体填筑质量差。坝体填筑时，全系人工完成，技术力量薄弱，填筑中土料性质、铺土厚度和碾压遍数控制不规范，对土体压实度、干容重、含水量这些衡量土坝压实的主要指标无相关技术参数控制，铺土厚度普遍大于40cm，各段填土厚薄不均匀，碾压密实度不够，坝体层间结合部处理不到位，坝体施工质量较差。根据本次试验结果，坝土由砾质、粉质黏土组成，颗粒组成：砾粒6.7%～24.6%，均值14.7%，砂砾14.5%～27.1%，均值20.7%，粉粒16.4%～43.1%，均值36.8%，黏粒14.8%～52.0%，均值27.9%。不均匀系数为14.5～20.0，曲率系数为0.53～1.25，级配不良。总体看小于0.075mm的细颗粒平均含量达76.8%，体现出细粒土的高含水率，高液限，低强度等特性。坝体土料粗颗粒含量普遍较多，局部有粗颗粒集中架空现象。

对坝体扰动土样作标准击实实验，最优含水量为31.1%，最大干密度γ_d为 1.566g／cm³。从坝土钻孔中所取15组原状样进行测试，干密度为1.15～1.45g/cm³，压实度为73.2%～92.4%，平均值为82.9%，未达到规范96%～98%要求，坝体碾压不密实。坝体土料的天然含水量平均值为42.6%，孔隙比为0.99～1.55。

（3）坝体变形大。水库自运行以来，变形较大，目前坝体形态不规整。

1）上游坝坡：上游坝坡护坡块石全被风化为碎石，风化后块径5～20cm，坝坡起伏不平，起伏度20～40cm。

2）坝顶：坝顶高程2779.60～2780.00m，两边高中间低，最大起伏达40cm。坝顶宽度3.5～5.0m，整个坝顶向上游倾斜，高差40cm。

3）下游坝坡：坝面无排水系统，两坝肩与岸坡接合处形成冲沟；坝坡变形、雨水冲刷后形成小土坎和小塌陷区较多；下游坝脚排水棱体形状不规整，左侧向下游突出，下游第三马道到排水棱体之间存在隆起现象，最高达20cm。排水棱体为玄武岩块石，表面已被风化为碎石，结构松散，局部存在塌陷、变形、堵塞等现象，说明排水棱体已失效。下游坝坡主要变形情况见表4.1-1。

（4）渗漏严重。燕麦地水库自下闸蓄水后，未进行过系统的观测。1976年每到库水位蓄至24m时，水库总的渗漏量与进水流量相平衡，无法使库水位再提高。据1973年鲁甸县水利局蓄水观测，水库蓄水至20m时，大坝浸润面积约800m²，渗漏量约40L/s；输水道进口至中段渗水严重，输水道漏水量约为50L/s，渗漏量随着水库蓄水水位的升降而增减变化。

1976年7月16日当库水位为13m时，实测到滤脚渗水为35L/s。坝坡中部渗水1.48L/s，顺流右坝端利用滑坡体（长33m）部分作坝体，右坝端渗漏2.18L/s。据水库管理人员介绍，每到库水位蓄至24m时，坝体渗漏总量达40L/s，顺流左岸绕坝渗漏达0.15L/s，再加上输水涵洞的漏水量后，渗漏总量为50L/s，无法使库水位再提高。随后于1976年、1978～1979年先后分别对输水涵洞及坝体进行灌浆。灌浆后，渗漏略有减少，但仍存在渗漏问题。

1981年1月当蓄水位26m时，右坝端产生绕坝渗漏，最大的渗漏量约达2L/s。坝体中部第三平台浸润面18m²；左岸绕坝渗漏及坝身渗漏严重，有数处漏水点，估计最大渗漏为4～5L/s。

2007年4月现场巡视时，水库无蓄水。据调查从1994年以来就一直限制蓄水。

右坝肩溢洪道右岸小山包有泉水出露，高程2781.50m见泉水点，流量1.0L/s；右坝肩高程2775.00m以下大面积渗水，总宽度78.0m，面积达2700m²，集中有3处出水点，出水量分别为1.5L/s、1.0L/s、0.03L/s。

（5）上游块石护坡裂缝、下滑、沉陷，抗风化能力差。

（6）根据安全鉴定报告，上下游坝坡抗滑稳定均不能满足要求。

（7）根据安全鉴定报告，大坝下游坡脚存在渗透破坏。

（8）坝顶高程不能满足要求。

（9）大坝原型观测设施不全。

4.1.4 输水涵洞

输水涵洞布置在左岸坝体内，断面为1.6m×1.8m圆拱直墙式石灰砂浆砌块石结构，其进口段与坝轴线斜交，出口段与坝轴线正交，属坝下埋管式无压输水涵洞。全长164.0m，底坡i=1/100，进口底板高程2759.00m，出口底板高程2757.68m。在坝前闸室内安设0.8m×0.8m平板钢闸门及螺杆式启闭机一套。最大输水能力5.2m³/s。存在的主要问题：

（1）裂缝及砂浆脱落。经现场检查：

1）进口段：进口段前沿八字墙长2m，左右岸均断裂、坍塌；由于泥沙淤积，现边墙在淤积以上只有0.4m，边墙和拱高均有砌缝砂浆脱落，裂缝宽3cm。

2）出口段：后段明渠左岸边墙出口处有1.5m长垮塌；两侧墙底面高0.3～0.5m浆砌石被冲蚀，深度为5cm；砂浆裂缝被冲蚀，深度为5cm。

3）洞身段：在渐变段进口处两边边墙均有孔洞，右侧孔洞长0.5m，宽0.2m，深0.08m，左侧孔洞：长0.3m，宽0.3m，深0.06m；渐变段后涵洞右边墙断裂长3.0m，出口左边墙断裂长5.0m，均为边墙突出，裂缝宽3cm且有点滴状漏水；从出口算起在19m处拱顶有一孔洞：长0.15m，宽0.15m，深0.05m；从出口19m处至闸室段均有渗水，拱顶部分有脱落现象；两侧墙底板高0.3～0.5m被冲蚀，深度为5cm，砂浆裂缝被冲蚀，深度为5cm；洞身和明渠段底板均有淤积且浆砌石底板被冲蚀且凸凹不平。

输水涵洞进口淤积严重，闸门井出口渐变段两侧结构被破坏，拱顶和边墙均有渗水现象，底板和两侧墙底部冲蚀严重。

（2）渗漏严重。输水涵洞据记载，顶拱及边墙一直出现漏水，特别是前段及中段，当库水位达17m时，涵洞的渗漏量为23L/s，且漏水时带走坝土，对坝体稳定不利。于1975年对输水涵洞进行灌浆处理，1976年库水为蓄到24m时，输水涵洞漏水0.01m³/s，1976年对输水涵洞又进行了灌浆处理，渗漏量略有减少，但仍存在渗漏问题。现经巡视检查，侧墙及顶拱勾缝砂浆脱落，顶拱及侧墙上布满钟乳石，该钟乳石是由于砌石体长期受渗漏水侵蚀的作用产生的；在渐变收缩段后发生变形断裂破坏的洞身段，有渗漏通道，通道缝宽3cm。

（3）洞身结构不满足要求。由于洞身侧墙及顶拱沟缝砂浆脱落，两边墙砌石被冲刷侵蚀破坏，渐变收缩段两边墙及顶板被闸后的高速水流冲刷破坏，紧接渐变收缩段后长1.5～3m的洞身两侧墙发生不均匀沉降变形破坏。故涵洞不能满足结构安全稳定要求。输水能力因涵洞表面被冲刷侵蚀破坏，糙率增大，经复核允许最大过流量Q=4.71 m³/s，加之进口被淤积高0.8m，过水能力比此值还要低，小于所需过流量5.2m³/s的要求，不能满足大坝正常运行要求。

（4）闸门及启门机破损老化。燕麦地水库金属结构为布置于左坝段输水涵洞中部闸门井内，包括平板钢闸门一道，手摇螺杆式启闭机1台。

经现场检查，闸门启闭困难，门叶锈蚀面为100%，锈蚀达3～5mm。

启门中心线偏离，顺水流右门槽上面比下面宽3mm，左门槽上面比下面宽4mm，止水铜片凸凹不平，最大凸起4mm，最大凹陷3mm，关闭不严，漏水严重。

钢闸门采用手摇螺杆式启闭机启闭，启闭机及拉杆锈蚀严重，锈蚀达3～5mm，机座老化，现转动启闭困难。

4.1.5 溢洪道

溢洪道位于右坝肩，为开敞式溢洪道，堰顶底板高程2776.50m，宽11.4m，实有长度147.56m（原设计长度260m，已冲毁112.44m），为浆砌石结构，整个溢洪道边坡及基础均置于滑坡体内，工程运行以来年久失修，溢洪道当时只作临时支砌。经现场检查：①底板浆砌石凸凹不平；②第一个斜坡下游8m处有泉水从边墙渗漏，长10m；③溢洪道出口第二个斜坡有0.5m的跌坎，跌坎后两侧边墙垮塌，底板浆砌石被冲毁，陡坡只余下一些碎石；④溢洪道出口尾段被冲毁；⑤尾段处于蠕动体上。