水库结构安全评价

5 结构安全评价
5．1 概述
5．1．1 流域概况
北松水库位于雷州半岛南部徐闻县前山镇东北3公里，座落于北松河下游。

水库流域集水面积49.3平方公里，坝址以上干流长21.0公里，干流平均坡降0.0039。

原正常蓄水位为27.5米，相应的库容为1127.25万立方米。

北松河发源于曲界镇大园山南部，流经曲界、前山两镇，后经挖仔港出南海。

水库流域地处低纬度，属亚热带季风气候，年平均气温23℃左右，主要气候特征是夏季高温多雨，日照强，相对湿度大，冬暖少冰霜，常出现冬春连旱。

雨量集中，年平均降水量北部约1600毫米，南部约1300毫米。

夏秋多受台风暴雨影响，雷暴发生也频繁。

5．1．2 工程概况
北松水库位于徐闻县前山镇东北，距离前山镇约3公里，座落于北松河中游，工程于一九六四年动工兴建，一九七三年十月枢纽工程基本建成，同年十二月发挥效益。

水库集雨面积49.3平方公里，原正常蓄水位为27.5米，相应的库容为1127万立方米。

水库现有枢纽工程：主坝一座，长1200米，坝顶高程29.10米，坝顶宽5米，最大坝高22.10米；胸墙式实用堰永久性溢洪道一座，孔口尺寸为7m×3.78m，工作闸门为钢筋混凝土弧形闸门；输水涵工
程一座，全长78.4米，现管内径为88.4厘米钢管，坝后电站一座，总装机容量为250KW。

水库原设计灌溉面积2万亩，其中水田1.3万亩，旱坡地0.7万亩。

5．2 鉴定复核依据
5．2．1鉴定复核的主要规程规范
1）《水利水电工程等级》划分及洪水标准》SL252-2000；
2）《水库大坝安全鉴定办法》水管[1995]86号；
3）《水库大坝安全评价导则》SL258-2000；
4）《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；
5）《溢洪道设计规范》SL253-2000；
6）《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97。

5．2．2 工程等级及洪水标准
北松水库总库容2050万米3，根据《水利水电水电等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，该水库工程为中型水库工程，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑为4级。

建筑物洪水标准采用如下表5-1。

表5-1北松水库建筑物洪水标准[重现期（年）]
5．2．3 水库特征水位
此次安全鉴定水库洪水计算及调洪演算均按五十年一遇洪水设计，一千年一遇洪水校核。

水库死水位14.00米，相应的库容为184万米3；正常蓄水位27.50米，相应的库容为1127万米3；设计洪水位30.09米，相应的库容为1457万米3；校核洪水位34.29米，相应的库容为2050万米3。

5．3 工程地质概况
5．3．1 地形地貌
勘察场地位于丘陵地区，主坝座落在原河流之上、河流自西向东弯曲迂迴，径流宽度约5米，河床平缓，河床沉积物较薄，河床两岸坡度平缓，坡度角约为20°。

库区范围内出露地层为第四系下更新统冲积土层以及石卯岭组（β63b（a））玄武岩风化土及玄武层，坝址附近未发现有塌方、滑坡、断裂等不良地质现象，而坝址外坡有轻微的水土流失。

5．3．2 工程地质条件
依成因时代，岩性综合土（岩）层的物理力学性质将勘察场地深度27.60米以内的土（岩）层划分为7层，现自上而下分述：（一）主坝
主坝上布置钻孔17个，揭露地层如下：
1、坝体（Q4m1）
①筑填土：层厚1.70～22.30米，层底高程6.65～23.69米。

土粒组成以粉、粘粒为主，约占土体的78.3%，局部含砂砾较多。

土体
呈褐红、黄色，稍湿～湿，软～可塑，填土较均匀。

该层取原状土样30件，土试结果平均值：含水率（W）=37.%,孔隙比（e）=1.140，比重（Gs）=2.74,液性指数（I L）=0.27,塑性指数（Ip）=25.1，压缩系数（av）=0.543Mpa-1，压缩模量（Es）=4.13 Mpa，属高压缩性土。

小值平均值：内聚力（C）=21 Kpa，内摩擦角（φ）=23度。

该层做标准贯入试验38次，校正击数N63.5kg=2.9～10击，平均击数N63.5kg=3.8击，修正后击数N63.5kg=2.6击，查表f k=91Kpa,土试查算
f k=84Kpa。

综合层承载力f k=88Kpa
2、坝基（Q1a1）
②粉质粘土：层厚1.90～7.00米，层底高程2.37～21.39米，土粒组成以粉、粘粒为主，约占土体的73.1%。

土体呈褐红、黄色，稍湿～湿，软～硬塑。

该层取原状土样16件，土试结果平均值：含水率（W）=26.9%,孔隙比（e）=0.765，比重（Gs）=2.70，液性指数（I L）=0.30，塑性指数（Ip）=21.9，压缩系数（av）=0.311Mpa-1,压缩模量（Es）=6.33Mpa，属中压缩性土。

小值平均值：内聚力（C）=26Kpa,内摩擦角（φ）=18度。

该层做标准贯入试验24次，校正击数N63.5kg=3.9～9.8击，平均击数N63.5kg=7.6击，修正后击数N63.5kg=5.4击，查表f k=150Kpa,土试查算f k=180Kpa。

综合层承载力标准值f k=165Kpa。

③中细砂：层厚1.00～6.60米，层底高程0.63～17.94米，砂粒组成以砂为主，约占土重47.3%，砂粒呈褐黄、灰黑色，湿、结构松散～稍密。

该层取原状砂样14件，土试结果平均值：含水率（W）
=22.7%,孔隙比（e）=0.685，比重（Gs）=2.66, 小值平均值：内聚力（C）=6Kpa,内摩擦角（φ）=27.5度。

该层做标准贯入试验25次，校正击数N63.5kg=4.9～15.1击，平均击数N63.5kg=10击，修正后击数N63.5kg=7.1击，查表f k=128Kpa,综合层承载力标准值f k=120Kpa。

④粉质粘土：层厚0.80~3.25米,层底高程6.86~12.04米，土粒以粉、粘粒为主，约占土重的77.8%,土粒呈褐黄、灰白色，稍湿，可塑～硬塑。

该层取原状土样8件，土试结果平均值：含水率（W）=35.8%,孔隙比（e）=1.012，比重（Gs）=2.69, 液性指数（I L）=0.82，塑性指数（Ip）=18.0，压缩系数（av）=0.384Mpa-1,压缩模量（Es）=5.61Mpa，属中压缩性土。

小值平均值：内聚力（C）=16Kpa,内摩擦角（φ）=22度。

该层做标准贯入试验11次，校正击数N63.5kg=5.3～10.6击，平均击数N63.5kg=7.6击，修正后击数N63.5kg=4.7击，查表f k=145Kpa, 土试查算f k=149Kpa,综合层承载力标准值f k=147Kpa。

（二）溢洪道
1、坝体（Q4m1）
①筑填土：层厚5.10～6.50米，层底高程22.89～23.92米。

土粒以粉、粘粒为主，约占土重92.7%，土粒呈褐红、黄色，稍湿，软～可塑。

该层取原状土样7件，土试结果平均值：含水率（W）=54.9%,孔隙比（e）=1.635，比重（Gs）=2.75,液性指数（I L）=0.71,塑性指数（Ip）=23.5，压缩系数（av）=0.867 Mpa-1，压缩模量（Es）=3.14
Mpa，属高压缩性土。

小值平均值：内聚力（C）=15Kpa，内摩擦角（φ）=24度。

该层做标准贯入试验6次，校正击数N63.5kg=2～6.5击，平均击数N63.5kg=3.4击，修正后击数N63.5kg=2.4击，查表f k=85 kpa,土试查算f k=77 Kpa。

综合层承载力f k=81 Kpa。

2、坝基（Q e1）
⑤粉质粘土（玄武岩风化土）：（ZK17、18两孔顶部1.50米Q1a1粉质粘土）。

层厚1.00～5.40米，层底高程18.04～23.83米，土粒以粉、粘粒为主，约占土重79.5%。

土粒呈褐红、黄、灰黑色，稍湿～湿，软～硬塑。

该层取原状土样10件，土试结果平均值：含水率（W）=52.0%,孔隙比（e）=1.516，比重（Gs）=2.70，液性指数（I L）=0.88，塑性指数（Ip）=18.1，压缩系数（av）=0.585Mpa-1,压缩模量（Es）=4.70Mpa，具高压缩性土。

小值平均值：内聚力（C）=18Kpa,内摩擦角（φ）=25.5度。

该层做标准贯入试验10次，校正击数N63.5kg=3～16击，平均击数N63.5kg=4.6击，修正后击数N63.5kg=2.5击，查表f k=100Kpa,土试查算
f k=140Kpa。

综合层承载力f k=120Kpa。

3、岩基（β63b(a)）
⑥玄武岩（强风化）岩石：层厚0.60～1.80米，层底高程17.44～
23.13米，岩石呈褐黄色、稍湿，岩性硬脆，节理发育，岩芯破碎。

该层做标准贯入试验4次，N63.5kg大于50击，岩石较破碎未取岩样做试验，根据查表层承载力标准值f k=200Kpa。