【正文】 m 2 庫(kù)容 總庫(kù)容 萬(wàn) m3 366 366 366 正常庫(kù)容 萬(wàn) m3 死庫(kù)容 萬(wàn) m3 35 35 四 主要建筑物 1 擋水建筑物 壩型 土 壩 壩頂高程 m 最大壩高 m 2 四十灣主要工程特性表 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 原設(shè)計(jì) 安全鑒定 本次設(shè)計(jì) 備注 壩頂軸線長(zhǎng)度 m 130 130 壩頂寬度 m 2 泄水建筑物 型 式 側(cè)槽式溢洪道 堰頂高程 m 溢流孔口數(shù)量 孔 1 1 1 溢流孔口寬度 m 12 12 10 消能方式 底流消能 無(wú) 3 輸水涵管 型 式 砼城門(mén)洞型 斷面尺寸 m 寬高 進(jìn)口底板高程 m 設(shè)計(jì)流量 m3/s 4 放 水 臥管 型 式 鋼筋砼圓 形涵 廢棄封堵 斷面尺寸 m φ φ 閘門(mén)型式 人工拔插 塞 五 工程效益 1 設(shè)計(jì)灌溉面積 萬(wàn)畝 2 防 洪效益（保護(hù)耕地） 萬(wàn)畝 3 保護(hù)人口 萬(wàn)人 六 工程投資 1 靜態(tài)投資 萬(wàn)元 2 工程總投資 萬(wàn)元 3 湖南省懷化市鶴城區(qū) 四十灣水庫(kù) 除險(xiǎn)加固工程 設(shè)計(jì) 1．綜合說(shuō)明 概述 工程概況 四十灣水庫(kù)位于懷化市鶴城區(qū)蘆坪鄉(xiāng)坪星村，屬沅水流域長(zhǎng)譚溪二級(jí)支流，其樞紐工程距枝柳鐵路 7km，距 209 國(guó)道 16km， 交通 較為 方便。 該水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼顧防洪，養(yǎng)殖等綜合效益的?。?1）型水庫(kù)水利工程。水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉 8200 畝，有效灌溉 6230 畝，最大實(shí)灌 5100 畝，供水量 460 萬(wàn) m3。 該水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水涵洞、放水臥管等建筑物組成。該工程屬Ⅳ等工程，主要建筑物等級(jí)為 4級(jí)，次要建筑物為 5級(jí)。 水庫(kù)壩址以上集雨面積 ，干流長(zhǎng)度 ，干度坡降 13‰，多年平均降雨量 1427mm，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)準(zhǔn)為 50年一遇，設(shè)計(jì)洪水位為 ，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 500 年一遇，校核洪水位為 ，正常蓄水位 ，總庫(kù)容 366 萬(wàn) m3，興利庫(kù)容 萬(wàn) m3，死水位 ,為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。 大壩為 均質(zhì) 壩，壩頂高程 ，最大壩高 ，壩頂軸線長(zhǎng) ，壩頂寬， 上游壩坡坡比從上至下 1:、 1:,下游壩坡坡比從上至下 1:、1:、 1:。 溢 洪道 位于大壩 右 岸 ，堰頂高程 ，堰頂寬 10m，堰型為寬頂堰，自由出流式， 泄槽底板為強(qiáng)風(fēng)化下部巖石，較為破碎， 下游無(wú)消能設(shè)施 。 輸水涵洞位于左岸壩體內(nèi)，為鋼筋砼圓涵，全長(zhǎng) 250m，斷面尺寸Φ =，進(jìn)口高程 ，出口底板高程 ，縱坡 i=1/100。臥管位于大壩左岸山坡，為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng) 85 米，斷面尺寸Φ =，共有 12 個(gè)放水孔，孔口尺寸 ，鑄鐵翻板閘門(mén)控制放水。 該水庫(kù)樞紐工程始建于 1977 年 9月， 1979 年 12月竣工，設(shè)計(jì)單位為原懷化市水利4 水電局，施工單位為蘆坪鄉(xiāng)組織群眾投工投勞修建。 目前主要存在安全隱患：① 大壩存在滲漏、散浸現(xiàn)象，壩頂高程及寬度不夠，壩坡穩(wěn)定不夠，無(wú)排水棱體等問(wèn)題 ；② 溢洪道沒(méi)有護(hù)砌，下游沖淤嚴(yán)重，無(wú)消力池； ③ 涵管開(kāi)裂、存在嚴(yán)重滲漏及啟閉設(shè)備老損等問(wèn)題， 放水臥管嚴(yán)重漏水、進(jìn)水口嚴(yán)重?fù)p壞 。 （ 1）大壩 內(nèi)坡坡度過(guò)陡且無(wú)防浪護(hù)坡，浪蝕嚴(yán)重，局部出現(xiàn)沖刷塌 陷 現(xiàn)象。下游無(wú)排水棱體。施工中壩基及岸坡處理未徹底，壩基填筑質(zhì)量差，壩基、壩肩淺層巖體滲水率較大，存在壩基、壩體滲漏及繞壩滲漏問(wèn)題，庫(kù)水位 時(shí)，壩基、壩體及壩肩繞壩滲漏量達(dá) 9L/s，下游壩面有散浸，壩頂高度與寬度不夠 ,嚴(yán)重威脅大壩安全。 （ 2）泄水建筑物 溢洪道出口無(wú)消能設(shè)施，且兩岸山坡過(guò)陡，常有滑坡現(xiàn)象， 影響溢洪道安全運(yùn)行。 （ 3）輸水建筑物 輸水涵洞漏水較大，庫(kù)水位 時(shí)，其滲漏量達(dá) ,且斷面尺寸較小，運(yùn)行檢查、維修很不方便。放水臥管砼及金屬結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重，且多次穿孔漏水。 （ 4）其它 大壩壩體無(wú)任何觀測(cè)設(shè)施， 防汛公路為單行道泥土路面，路口狹窄，無(wú)排水溝，路面坑洼，晴通雨阻，對(duì)防汛搶險(xiǎn)構(gòu)成安全隱患。 防汛倉(cāng)庫(kù)嚴(yán)重破損，給防汛搶險(xiǎn)帶來(lái)安全隱患。 水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告的主要結(jié)論 《四十灣水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告書(shū)》對(duì)四十灣水庫(kù)工程的安全鑒定結(jié)論為：工程質(zhì)量不合格，運(yùn)行管理綜合評(píng)價(jià)差，大壩防洪安全等級(jí)為 C 級(jí)，大壩滲流形態(tài)評(píng)定為 C級(jí)，結(jié)構(gòu)安全性評(píng)定為 C 級(jí)，沒(méi)有大型金屬結(jié)構(gòu)，水庫(kù)大壩總體安全類別為三類。 基于以上安全鑒定結(jié)論，安全鑒定報(bào)告書(shū)最后對(duì) 四十灣 水庫(kù)的運(yùn)行管理或除險(xiǎn)加固的意見(jiàn)和建議為： 1）大壩：針對(duì)大壩存在的滲漏、散浸，壩頂高程及寬度不夠，壩坡穩(wěn)定不夠，無(wú)排水5 棱體等問(wèn)題，建議： ①對(duì)大壩壩基、壩肩及大壩壩身進(jìn)行防滲處理； ②對(duì)大壩進(jìn)行加高培厚，調(diào)整上、下游壩坡坡比并護(hù)坡，上游防浪刷處理； ③增設(shè)大壩下游排水設(shè)施，以降低壩身浸潤(rùn)線。 2）溢洪道：針對(duì)溢洪道非正式、下游沖淤嚴(yán)重等問(wèn)題，建議： ①整修建溢洪道、泄槽、增設(shè)消力池，并采用相應(yīng)的抗腐蝕性混凝 土； ②對(duì)溢洪道兩側(cè)山坡進(jìn)行整理、護(hù)砌并作好防滲排水設(shè)施。 3）輸水涵管：針對(duì)涵管開(kāi)裂、存在嚴(yán)重滲漏及啟閉設(shè)備老損等問(wèn)題，建議： ①對(duì)輸水涵進(jìn)行封堵灌漿處理； ②新建輸水建筑物，并采用相應(yīng)的抗腐蝕性混凝土。 4）放水臥管：針對(duì)放水臥管嚴(yán)重漏水、進(jìn)水口嚴(yán)重?fù)p壞等問(wèn)題，建議： ①對(duì)放水涵進(jìn)行封堵灌漿處理； ②新建放水建筑物。 5）大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ①增設(shè)大壩觀測(cè)設(shè)施。 6）上壩公路 ①改造上壩公路、增設(shè)通訊設(shè)施，以滿足防汛要求。 除險(xiǎn)加固的必要性 水庫(kù)有效灌溉 6230 畝，最大實(shí)灌 5100 畝，供水量 460 萬(wàn) m3，其位置居高臨下，保護(hù)下游鄉(xiāng)政府、村莊、學(xué)校，人口 9600 余人，枝柳鐵路 7km， 209 國(guó)道 3km 的安全，同時(shí)對(duì)下游 15km 處的老里碑水庫(kù)（庫(kù)容 萬(wàn) m3）的正常運(yùn)行和安全起了很大的調(diào)節(jié)保障作用。如水庫(kù)失事將直接威脅下游上萬(wàn)人的生命財(cái)產(chǎn)安全。 經(jīng)安全鑒定， 水庫(kù)大壩總體安全類別為三類 ，存在重大安全隱患，不能正常運(yùn)行，因此，有必要對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。 鑒于工程上述病險(xiǎn)問(wèn)題，在 《湖南省鶴城區(qū)四十灣水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告》 的基礎(chǔ)上，針對(duì) 湖南省懷化市水利局《四十灣水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告書(shū)》 建議與意見(jiàn)，受6 業(yè) 主委托，我院組織赴現(xiàn)場(chǎng)查勘，收資及補(bǔ)充勘探，為初步設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)，于 2021 年 5月進(jìn)行了本工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告的編制。 水文及調(diào)洪演算 流域概況 四十灣水庫(kù)位于懷化市鶴城區(qū)蘆坪鄉(xiāng)坪星村，地處東經(jīng) 110176。 00′ 46″，北緯 27176。 37′ 9″，屬沅水流域長(zhǎng)譚溪二級(jí)支流，其樞紐工程距枝柳鐵路 7km，距 209 國(guó)道 16km。水庫(kù)壩址以上集雨面積 ，干流長(zhǎng)度 ，干度坡降 13‰。 氣象 本區(qū)域位于 屬 亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛，溫?zé)岢睗瘢照臻L(zhǎng)，霜期短。根據(jù) 懷化市氣象站歷年實(shí)測(cè)氣象資料統(tǒng)計(jì)，氣象要素如下： 多年平均氣溫 ℃ ，極端最高氣溫 ℃ （ 1971 年 7月 27 日），極端最低氣溫 ℃ （ 1977 年 1 月 30 日）；多年平均年 降雨量 1427mm；多年平均蒸發(fā)量 。歷年平均日照小時(shí) 1480h；多年平均相對(duì)濕度 81%；多年平均風(fēng)速 ，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速 ，風(fēng)向 NE（ 1976 年 4月 22日）。 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核 四十灣水庫(kù)水庫(kù)所在支流無(wú)水文測(cè)站，庫(kù)區(qū)內(nèi)也沒(méi)有雨量站，因此，本次設(shè)計(jì)洪水的復(fù)核采用暴雨推求洪水的方法來(lái)推算設(shè)計(jì)洪 水。 本工程位于湖南省產(chǎn)流分區(qū)的第三區(qū)， Io=25mm。本次采用《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》中的推理公式及經(jīng)驗(yàn)單位線法計(jì)算四十灣水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水。成果見(jiàn)下表。 表 四十灣水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果表 計(jì)算方法 項(xiàng)目 各頻率設(shè)計(jì)值（ %） 2 5 推理公式 Qm（ m3/s） W 總 （萬(wàn) m3） 由于無(wú)實(shí)測(cè)水文資料，本次采用暴雨推算洪水的方法來(lái)推算施工期洪水，施工期(11～ 2 月 )設(shè)計(jì)暴雨根據(jù)鄰近懷化雨 量站建站～ 2021 年暴雨資料進(jìn)行頻率計(jì)算推求，經(jīng) 計(jì)算施工期 (11～ 2 月 ) 設(shè)計(jì)最大流量為 ， 24小時(shí)洪水總量 萬(wàn) m3。 7 調(diào)洪演算 本次計(jì)算采用無(wú)泄量控制的方式，從正常蓄水位 300m 起調(diào)，當(dāng)入庫(kù)流量大于溢洪道的泄流能力時(shí)，庫(kù)水位上漲，水庫(kù)滯洪；至入庫(kù)洪水流量等于溢洪道的泄流能力時(shí)，水庫(kù)水位達(dá)到該次洪水的最高水位；隨后，入庫(kù)洪水流量小于溢洪道的泄流能力，庫(kù)水位下降。 表 四十灣水庫(kù)調(diào)洪結(jié)果表 洪水頻率（ %） 洪峰流量（ m3/s） 最 高壩前水位（ m） 最大泄量（ m3/s） 2 5 原設(shè)計(jì)洪水位為 ，校核洪水位為 ，本次計(jì)算結(jié)果略高，以本次復(fù)核計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。 抗洪能力復(fù)核 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SDJ2742021），水庫(kù)大壩的壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與超高之和。根據(jù)水庫(kù)的實(shí)際情況，庫(kù)水位與超高按以下三種不同運(yùn)用條件計(jì)算，取相應(yīng)組合的最大值作為水庫(kù)大壩的設(shè)計(jì)壩頂高程。根據(jù) 計(jì)算結(jié)果，四十灣水庫(kù)大壩壩頂高程不得低于 ，大壩現(xiàn)有壩頂高程為 ，未能滿足擋洪要求。 四十灣水庫(kù)溢洪道為開(kāi)敞式無(wú)閘門(mén)控制，溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程在泄洪時(shí)不得低于校核洪水位加安全超高 ，因此四十灣水庫(kù)溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程不得低于 ，而現(xiàn)有擋墻頂高程為 ，不滿足行洪要求；在擋水時(shí)不低于設(shè)計(jì)洪水位加波浪計(jì)算高度和安全超高 ，不滿足擋洪的要求。 工程地質(zhì) 壩址區(qū)河谷基本對(duì)稱的 “V”字型，河谷寬 20~30m，河床高程 左右，兩岸地形 基本對(duì)稱，自然坡角為 30～ 35?，相對(duì)高差較大，基巖大面積出露，風(fēng)化剝蝕較為強(qiáng)烈，局部第四系殘坡積層零星覆蓋。 大壩 壩基、壩肩主要工程地質(zhì) 條件 河床壩基為泥盆系中統(tǒng)紫灰色中厚～厚層狀含礫石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾頁(yè)巖及8 碳質(zhì)頁(yè)巖，巖層產(chǎn)狀 N40176。 ～ 50176。E ， SE∠60176。 ～ 65176。 ，壩基淺部巖體為強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，由于節(jié)理裂隙的切割， 上部巖體相對(duì)較破碎，鉆孔壓水試驗(yàn)其透水率 q＝ ～ ，為中等透水帶。 另外據(jù)當(dāng)?shù)胤磻?yīng)，施工時(shí)，只對(duì)壩基表部風(fēng)化巖體進(jìn)行了簡(jiǎn)單開(kāi)挖后既進(jìn)行填筑，也沒(méi)有作防滲處理，從而為壩 基滲漏留下隱患。 壩肩滲漏主要發(fā)生在壩體與山體接觸帶部位，其表現(xiàn)形式為散浸和滲水。根據(jù)水庫(kù)多年運(yùn)行觀測(cè)資料，隨庫(kù)水位升高，散浸面積擴(kuò)大，滲水處流量增大。 滲漏產(chǎn)生的原因一是壩基表部的第四系松散堆積物沒(méi)有徹底清除，直接將壩體填筑在孔隙度偏大，結(jié)構(gòu)較松散的殘坡積土層上，從而形成了壩肩接觸部位的滲漏帶 。 輸水涵管工程地質(zhì)條件 灌溉放水涵管位于大壩左岸，為Φ 的現(xiàn)澆鋼筋混凝土有壓圓形壩下涵， 進(jìn)口底板高程 ，無(wú)閘門(mén)控制，上游處采用放水臥管控制。 根據(jù)調(diào)查和運(yùn)行觀測(cè)資料，放水涵管主要存在嚴(yán)重 腐蝕、脫落，多處地方鋼筋裸露。通過(guò)初步分析認(rèn)為， 大壩修筑時(shí)材料選料不嚴(yán)，施工質(zhì)量比較差，在多年運(yùn)行過(guò)程中，由于水流沖刷，造成上述現(xiàn)象。 溢洪道工程地質(zhì)條件 溢洪道沿線 出露地層為泥盆系中 統(tǒng)紫 紅 色中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖夾頁(yè)巖及炭質(zhì)頁(yè) 巖，巖層產(chǎn)狀 N45176?！?50176。 E， SE∠ 60176?！?65176。，傾向右側(cè)坡內(nèi)偏小游，未見(jiàn)斷層發(fā)育。溢洪道邊坡巖體比較破碎，強(qiáng)風(fēng)化深度 5~8m。 溢洪道邊坡巖體經(jīng)常發(fā)生小規(guī)模的崩塌、滑坡變形破壞，并使其堵塞。 新建放水隧洞工程地質(zhì)條件 隧洞 進(jìn)口明挖段 地面高程 ~，坡高 50m，基巖裸露，巖性為 為泥盆系中 統(tǒng)紫 紅 色中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖夾頁(yè)巖及炭質(zhì)頁(yè) 巖 。 強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深 5m~7m。洞臉邊坡巖體 呈強(qiáng)風(fēng)化狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理與層面組合將巖體切割成棱形塊體，完整性較差 ，存在洞臉邊坡沿結(jié)構(gòu)面組合滑移邊坡穩(wěn)定問(wèn)題 。洞身段上覆圍巖為中厚 ～厚層狀 含礫石英砂巖夾頁(yè)巖及炭質(zhì)頁(yè) 巖 ，巖層產(chǎn)狀 N45176?！?50176。 E， SE∠ 60176。～ 65176。，走向與洞軸線近于直交 。 大部分洞段處于 強(qiáng)風(fēng)化 帶內(nèi) ， 圍巖類別 屬 Ⅲ 類 ，欠 穩(wěn)定圍巖，地下水活躍，自穩(wěn)能力較差， 存在沿結(jié)構(gòu)面組合的掉塊現(xiàn)象。 其它 洞段 為弱風(fēng)化狀 ，巖體完整性較好 ，圍巖類別 屬 Ⅱ 類圍巖，自穩(wěn)能力較好， 9 天然建筑材料 1）砂礫石料 工程區(qū)附近一帶無(wú)砂礫石料，均需在 20km 以外的 舞水沿河 一帶的 采 砂場(chǎng)購(gòu)買。砂的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求， 礫石成分以石英砂礫、砂巖、灰?guī)r為主，磨圓度較好，采砂場(chǎng)有各種不同級(jí)配的粗骨料供應(yīng)， 可滿足設(shè)計(jì)要求，采砂場(chǎng)有公路可抵大壩，運(yùn)距 12km 。 2）塊石料 大壩 兩岸 附近 一帶主要分布地層為泥盆系 中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖夾頁(yè)巖及炭質(zhì)頁(yè) 巖， 巖性軟硬相間，可選擇含礫石英砂巖做為塊石料。 3）土料 大壩 左、 右