4 燕麥地水庫工程存在的主要問題及除險加固任務

4.1 工程存在的主要問題

4.1.1 概述

根據水利部大壩安全管理中心（原大壩安全檢測中心）的安全鑒定復核意見，存在的主要問題有：①防洪能力不滿足規范規定的防洪標準要求；②大壩壩體填筑質量差、滲漏嚴重、上游塊石護坡損壞；③輸水涵洞漿砌石洞身裂縫、砂漿脫落、滲漏；④閘門及啟門機破損老化；⑤溢洪道破壞嚴重，不能正常運用；⑥安全檢測設備和設施老化。

4.1.2 防洪標準及防洪能力

水庫總庫容269.9萬m³（本次復核值），根據《水利水電工程等別劃分及洪水標準》（SL 252—2000）的要求，工程規模為小（1）型，工程等別為Ⅳ等，其主要建筑物級別為4級、次要建筑物為5級。設計洪水標準為30年一遇，校核洪水標準為300年一遇。設計洪水位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；壩頂高程復核結果為2781.20m，比現狀壩頂高程1.20m。水庫防洪能力不滿足300年一遇的校核洪水、30年一遇設計洪水的壩頂超高要求。

4.1.3 大壩

燕麥地大壩為均質土壩，壩高30m，壩頂寬3.5～5.0m，左邊寬，右邊窄，長185m。水庫建成后，存在嚴重的沉陷、變形及裂縫等險情，自水庫竣工蓄水至今，一直帶病運行，大部分年份不能達到正常蓄水位，給灌區生產造成巨大損失。主要問題為：

（1）壩基未進行處理。據鉆孔資料ZK2、ZK3、ZK4揭露，大壩壩基河床底部殘留第四系含礫質黏土夾砂卵礫石沖洪積厚1.0～1.8m，下伏基巖為強—弱風化巖體，巖石透水率q=1.89～58.57Lu，屬弱—中等透水層。

滑坡、蠕動變形體：右岸玄武巖風化劇烈，全風化下限達33m；巖層流面產狀：N30°～40°E，SE∠8°～15°，為順層坡，發育兩組節理。鉆孔揭露第二層凝灰巖厚2.5～2.7m，埋深16～30m；第三層凝灰巖厚3.0m；凝灰巖易風化、泥化，浸水后力學性質差，屬順層的軟弱結構面。地下水活動強烈，高程2761.00～2781.50m見泉水點5個，泉水流量0.2～1.0L/s。分析由上述地質原因及地震綜合作用形成右岸滑坡體。滑坡范圍：前緣高程2760.00～2775.00m，寬度自壩上游沖溝至壩下游沖溝間，后緣至高程2820.00m，面積約0.12km²；滑面大致以第二層凝灰巖為底界，滑面傾角15°；物質包含地表土及部分全至強風化玄武巖，深度16～30m，滑向SE。但水庫建成至今，除1974年4月發生地震，滑體中部產生兩條地裂縫，寬5～20cm外，經歷水庫蓄水以及1993年、1995年魯甸發生多次地震，滑坡體無明顯滑動跡象，說明滑坡體現狀基本穩定。但存在較嚴重的繞壩滲漏問題。

由于清基不徹底，壩肩未開挖結合槽，也未作灌漿處理，加之施工質量較差，故大壩存在層間、壩體與壩肩結合部滲漏、繞壩滲漏及壩端結合部滲漏的問題。大壩后坡出現大面積潮濕。

（2）壩體填筑質量差。壩體填筑時，全系人工完成，技術力量薄弱，填筑中土料性質、鋪土厚度和碾壓遍數控制不規范，對土體壓實度、干容重、含水量這些衡量土壩壓實的主要指標無相關技術參數控制，鋪土厚度普遍大于40cm，各段填土厚薄不均勻，碾壓密實度不夠，壩體層間結合部處理不到位，壩體施工質量較差。根據本次試驗結果，壩土由礫質、粉質黏土組成，顆粒組成：礫粒6.7%～24.6%，均值14.7%，砂礫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%。不均勻系數為14.5～20.0，曲率系數為0.53～1.25，級配不良。總體看小于0.075mm的細顆粒平均含量達76.8%，體現出細粒土的高含水率，高液限，低強度等特性。壩體土料粗顆粒含量普遍較多，局部有粗顆粒集中架空現象。

對壩體擾動土樣作標準擊實實驗，最優含水量為31.1%，最大干密度γ_d為 1.566g／cm³。從壩土鉆孔中所取15組原狀樣進行測試，干密度為1.15～1.45g/cm³，壓實度為73.2%～92.4%，平均值為82.9%，未達到規范96%～98%要求，壩體碾壓不密實。壩體土料的天然含水量平均值為42.6%，孔隙比為0.99～1.55。

（3）壩體變形大。水庫自運行以來，變形較大，目前壩體形態不規整。

1）上游壩坡：上游壩坡護坡塊石全被風化為碎石，風化后塊徑5～20cm，壩坡起伏不平，起伏度20～40cm。

2）壩頂：壩頂高程2779.60～2780.00m，兩邊高中間低，最大起伏達40cm。壩頂寬度3.5～5.0m，整個壩頂向上游傾斜，高差40cm。

3）下游壩坡：壩面無排水系統，兩壩肩與岸坡接合處形成沖溝；壩坡變形、雨水沖刷后形成小土坎和小塌陷區較多；下游壩腳排水棱體形狀不規整，左側向下游突出，下游第三馬道到排水棱體之間存在隆起現象，最高達20cm。排水棱體為玄武巖塊石，表面已被風化為碎石，結構松散，局部存在塌陷、變形、堵塞等現象，說明排水棱體已失效。下游壩坡主要變形情況見表4.1-1。

（4）滲漏嚴重。燕麥地水庫自下閘蓄水后，未進行過系統的觀測。1976年每到庫水位蓄至24m時，水庫總的滲漏量與進水流量相平衡，無法使庫水位再提高。據1973年魯甸縣水利局蓄水觀測，水庫蓄水至20m時，大壩浸潤面積約800m²，滲漏量約40L/s；輸水道進口至中段滲水嚴重，輸水道漏水量約為50L/s，滲漏量隨著水庫蓄水水位的升降而增減變化。

1976年7月16日當庫水位為13m時，實測到濾腳滲水為35L/s。壩坡中部滲水1.48L/s，順流右壩端利用滑坡體（長33m）部分作壩體，右壩端滲漏2.18L/s。據水庫管理人員介紹，每到庫水位蓄至24m時，壩體滲漏總量達40L/s，順流左岸繞壩滲漏達0.15L/s，再加上輸水涵洞的漏水量后，滲漏總量為50L/s，無法使庫水位再提高。隨后于1976年、1978～1979年先后分別對輸水涵洞及壩體進行灌漿。灌漿后，滲漏略有減少，但仍存在滲漏問題。

1981年1月當蓄水位26m時，右壩端產生繞壩滲漏，最大的滲漏量約達2L/s。壩體中部第三平臺浸潤面18m²；左岸繞壩滲漏及壩身滲漏嚴重，有數處漏水點，估計最大滲漏為4～5L/s。

2007年4月現場巡視時，水庫無蓄水。據調查從1994年以來就一直限制蓄水。

右壩肩溢洪道右岸小山包有泉水出露，高程2781.50m見泉水點，流量1.0L/s；右壩肩高程2775.00m以下大面積滲水，總寬度78.0m，面積達2700m²，集中有3處出水點，出水量分別為1.5L/s、1.0L/s、0.03L/s。

（5）上游塊石護坡裂縫、下滑、沉陷，抗風化能力差。

（6）根據安全鑒定報告，上下游壩坡抗滑穩定均不能滿足要求。

（7）根據安全鑒定報告，大壩下游坡腳存在滲透破壞。

（8）壩頂高程不能滿足要求。

（9）大壩原型觀測設施不全。

4.1.4 輸水涵洞

輸水涵洞布置在左岸壩體內，斷面為1.6m×1.8m圓拱直墻式石灰砂漿砌塊石結構，其進口段與壩軸線斜交，出口段與壩軸線正交，屬壩下埋管式無壓輸水涵洞。全長164.0m，底坡i=1/100，進口底板高程2759.00m，出口底板高程2757.68m。在壩前閘室內安設0.8m×0.8m平板鋼閘門及螺桿式啟閉機一套。最大輸水能力5.2m³/s。存在的主要問題：

（1）裂縫及砂漿脫落。經現場檢查：

1）進口段：進口段前沿八字墻長2m，左右岸均斷裂、坍塌；由于泥沙淤積，現邊墻在淤積以上只有0.4m，邊墻和拱高均有砌縫砂漿脫落，裂縫寬3cm。

2）出口段：后段明渠左岸邊墻出口處有1.5m長垮塌；兩側墻底面高0.3～0.5m漿砌石被沖蝕，深度為5cm；砂漿裂縫被沖蝕，深度為5cm。

3）洞身段：在漸變段進口處兩邊邊墻均有孔洞，右側孔洞長0.5m，寬0.2m，深0.08m，左側孔洞：長0.3m，寬0.3m，深0.06m；漸變段后涵洞右邊墻斷裂長3.0m，出口左邊墻斷裂長5.0m，均為邊墻突出，裂縫寬3cm且有點滴狀漏水；從出口算起在19m處拱頂有一孔洞：長0.15m，寬0.15m，深0.05m；從出口19m處至閘室段均有滲水，拱頂部分有脫落現象；兩側墻底板高0.3～0.5m被沖蝕，深度為5cm，砂漿裂縫被沖蝕，深度為5cm；洞身和明渠段底板均有淤積且漿砌石底板被沖蝕且凸凹不平。

輸水涵洞進口淤積嚴重，閘門井出口漸變段兩側結構被破壞，拱頂和邊墻均有滲水現象，底板和兩側墻底部沖蝕嚴重。

（2）滲漏嚴重。輸水涵洞據記載，頂拱及邊墻一直出現漏水，特別是前段及中段，當庫水位達17m時，涵洞的滲漏量為23L/s，且漏水時帶走壩土，對壩體穩定不利。于1975年對輸水涵洞進行灌漿處理，1976年庫水為蓄到24m時，輸水涵洞漏水0.01m³/s，1976年對輸水涵洞又進行了灌漿處理，滲漏量略有減少，但仍存在滲漏問題。現經巡視檢查，側墻及頂拱勾縫砂漿脫落，頂拱及側墻上布滿鐘乳石，該鐘乳石是由于砌石體長期受滲漏水侵蝕的作用產生的；在漸變收縮段后發生變形斷裂破壞的洞身段，有滲漏通道，通道縫寬3cm。

（3）洞身結構不滿足要求。由于洞身側墻及頂拱溝縫砂漿脫落，兩邊墻砌石被沖刷侵蝕破壞，漸變收縮段兩邊墻及頂板被閘后的高速水流沖刷破壞，緊接漸變收縮段后長1.5～3m的洞身兩側墻發生不均勻沉降變形破壞。故涵洞不能滿足結構安全穩定要求。輸水能力因涵洞表面被沖刷侵蝕破壞，糙率增大，經復核允許最大過流量Q=4.71 m³/s，加之進口被淤積高0.8m，過水能力比此值還要低，小于所需過流量5.2m³/s的要求，不能滿足大壩正常運行要求。

（4）閘門及啟門機破損老化。燕麥地水庫金屬結構為布置于左壩段輸水涵洞中部閘門井內，包括平板鋼閘門一道，手搖螺桿式啟閉機1臺。

經現場檢查，閘門啟閉困難，門葉銹蝕面為100%，銹蝕達3～5mm。

啟門中心線偏離，順水流右門槽上面比下面寬3mm，左門槽上面比下面寬4mm，止水銅片凸凹不平，最大凸起4mm，最大凹陷3mm，關閉不嚴，漏水嚴重。

鋼閘門采用手搖螺桿式啟閉機啟閉，啟閉機及拉桿銹蝕嚴重，銹蝕達3～5mm，機座老化，現轉動啟閉困難。

4.1.5 溢洪道

溢洪道位于右壩肩，為開敞式溢洪道，堰頂底板高程2776.50m，寬11.4m，實有長度147.56m（原設計長度260m，已沖毀112.44m），為漿砌石結構，整個溢洪道邊坡及基礎均置于滑坡體內，工程運行以來年久失修，溢洪道當時只作臨時支砌。經現場檢查：①底板漿砌石凸凹不平；②第一個斜坡下游8m處有泉水從邊墻滲漏，長10m；③溢洪道出口第二個斜坡有0.5m的跌坎，跌坎后兩側邊墻垮塌，底板漿砌石被沖毀，陡坡只余下一些碎石；④溢洪道出口尾段被沖毀；⑤尾段處于蠕動體上。