【正文】 置鉆孔和現(xiàn)場注水試驗。 Ⅱ區(qū)為壩體與基巖接觸帶區(qū)， 基巖巖性 主要為 D2t中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖， 基巖表部呈強風(fēng)化，且較破碎，透水性較大，透水率 為～ 18Lu，為中等透水區(qū)，接觸帶區(qū)滲透系數(shù) 3 10－ 4 cm/s ~ 10－ 4 cm/s。 壩體工程地質(zhì)特性 壩體填土組成及分區(qū) 通過調(diào)查并結(jié)合鉆孔資料，壩填筑土主要為 礫質(zhì)重粉質(zhì)壤土、礫質(zhì)粉質(zhì)粘土、礫質(zhì)粘土。洞臉邊坡存在層面與結(jié)構(gòu)面組合的崩塌、掉塊現(xiàn)象， 建議 對邊坡進行噴砼，建議永久開挖坡比 1： ，臨時開挖坡比 1： 。～ 15176。地面高程 ~，坡高 605m左右，洞臉邊坡為順向邊坡，巖層傾角大于坡角。走向與洞軸線近于直交 。圍巖巖性為中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖 ，巖層產(chǎn)狀 N45176。 ， 走向與隧洞軸線 近于直交 ，傾角較陡，傾向 出 口。巖體中發(fā)育與壩區(qū)相同的 二 組節(jié)理， 其節(jié)理走向多與洞臉邊坡斜交，傾角較陡， 巖層產(chǎn)狀 N45176。 隧洞 進口明挖段（ 0~）臉邊坡：坡角 27~32176。 據(jù)調(diào)查，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。 ~70176。 W， NE∠ 45176。 E， SE∠ 60176。坡高 15~20m，右側(cè)邊坡坡角 10176。 滲漏產(chǎn)生的原因一是壩基表部的第四系松散堆積物沒 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 。壩基淺部巖體為強風(fēng)化狀態(tài)，由于節(jié)理裂隙的切割， 上部巖體相對較破碎，鉆孔壓水試驗其透水率 q＝ ～ ， 為中等透水帶。 壩基滲漏問題 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)粉砂巖夾頁巖及碳 質(zhì)頁巖，巖層產(chǎn)狀 N40176。 水文地質(zhì) 壩區(qū)地下水類型除第四系松散堆積層孔隙水外，主要為分布在巖體中的裂隙水，接受大氣降水及第四系孔隙水補給，地下水埋藏深度，右岸 6~12m，左岸 8~13m。 壩區(qū)巖體為 泥盆系中統(tǒng) (D2t)紫 灰 色中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖， 頂、底 部 為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，巖石軟硬相間，炭質(zhì)頁 巖 、泥質(zhì)粉砂巖 抗風(fēng)化能力 較 弱，風(fēng)化較強烈。 E， SE∠ 65176。 W， NE∠ 45176。 W， NE∠ 65176?！?50176。 ③ 人工堆積 (Qs)：在大壩區(qū)域主要為人工堆積的 礫質(zhì)重粉質(zhì)壤土、礫質(zhì)粉質(zhì)粘土、礫質(zhì)粘土，為大壩填筑體 。 地層巖性 （ 1）泥盆系中統(tǒng) (D2t) 紫 灰 色中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖， 頂、底 部 為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖， 厚度 100~150m， 分布于工程區(qū)。 （ 4）查明 擬建放水 隧洞、溢洪道水文、工程地質(zhì)條件及 可能 存在 的 主要工程地質(zhì)問題； （ 5） 對天然建筑材料產(chǎn)地進行詳查。 為查清樞紐工程存在的問題，分析險情出現(xiàn)的地質(zhì)原因。 （ 7） 防汛公路為單行道土路，彎多坡陡，路面高低不平，睛通雨陰，防汛搶險困難。在非正常運行情況下，上游壩坡最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。 2021 年 4月 26 日， 懷化市 水利 局 組織 有關(guān) 專家對 本工程 進行了 安全鑒定， 鑒定主要結(jié)論為： （ 1）大壩內(nèi)、外壩坡上部較陡，內(nèi)坡無防浪巖坡，浪蝕嚴(yán)重，局部出現(xiàn)沖刷塌陷現(xiàn) 。 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核 四十灣水庫溢洪道為開敞式無閘門控制，根據(jù)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（ SL253— 2021） 規(guī)定，溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程在泄洪時不得 低于校核洪水位加安全超高，因此四十灣水庫溢洪道控制段導(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；在擋水時不低于設(shè)計洪水位加波浪計算高度和安全超高 ，不滿足擋洪的要求。根據(jù)計算查表得 ?WK 。根據(jù)水庫的實際情況，庫水位與超高按以下三種不同運用條件計算，取相應(yīng)組合的最大值作為水庫大壩的設(shè)計壩頂高程。 計算結(jié)果見表 ； 表 四十灣水庫泄流曲線表 Z（ m） 301 Q（ m3/s） 四十灣水庫泄流曲線3003010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Q （m 3 / s ）Z（m）圖 3）洪水過程線見表 。 調(diào)洪基本方程： 21*2 21*2 21 VVtqqt ???????20 基本資料 1）庫容曲線采用原設(shè)計成果 ， 成 果見表 及圖 。 設(shè)計洪水過程線 19 四十灣水庫地面設(shè)計洪水過程線采用《查算手冊》徑流分配系數(shù)法求得，地下水過程按等腰三角形法求得， 地面地下徑流過程疊加得各頻率設(shè)計洪水過程線，成果見表 。求出各頻率設(shè)計洪峰流量。本次采用《湖南省暴雨洪水查算手冊》中的推理公式及經(jīng)驗單位線法計算四十灣水庫設(shè)計洪水。 表 四十灣 水庫設(shè)計暴雨成果表 測站或 方法 系列 統(tǒng)計參數(shù) 頻率（ %） 備注 均值 Cv Cs 2 5 懷化站 1972～2021 黔城 站 1951～2021 386 采用 《手冊》 成果 ～ 1985 348 從成果表可以看出，懷化、黔城站實測暴雨成果要大于《手冊》成果，由于《手冊》為 1985 年出版成果，其采用各雨量站系列較短；考慮懷化、黔城站實測暴雨成果相差不大，本次推薦采用黔城站實測暴雨成果，與水庫安全鑒定成果一致。 設(shè)計暴雨 設(shè)計暴雨成果 本次采用兩種 方法計算設(shè)計暴雨，一是由《暴雨洪水查算手冊》查圖求得，二是由懷化、黔城雨量站歷年實測年最大 24 小時暴雨進行頻率計算求得。流域內(nèi)暴雨以由氣旋所造成的鋒面暴雨出現(xiàn)機會最多，范圍一般屬區(qū)域性，出現(xiàn)時間多為 5～ 7月。 基本資料 水庫無水位流量測驗資料，亦無暴雨觀測資料。該水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪，養(yǎng)殖等綜合效益的?。?1）型水庫水利工程。 16 2 水文 流域概況 四十灣水庫位于懷化市鶴城區(qū)蘆坪鄉(xiāng)坪星村，地處東經(jīng) 110176。 從環(huán)境保護角度分析，工程建設(shè)可行。在可能新增水土流失得以控制的前提下，通過 “面”上草、林植被建設(shè)和土地復(fù)墾措施，保護新生地表，改善庫區(qū)生態(tài)環(huán)境，使建設(shè)工程能充分發(fā)揮其效益。 水土保持和環(huán)境保護設(shè)計 水土保持設(shè)計 本項目屬于除險加固項目，項目區(qū)新增水土流失主要發(fā)生在項目建設(shè)過 程中，除15 險加固施工完成后，生產(chǎn)運行過程中不需擾動地面，不會新增水土流失。 （ 1） 在主壩下游壩腳左端或右端 發(fā)現(xiàn) 土棲黒翅 大白 蟻活 動 跡象多處 。 金屬結(jié)構(gòu) 放水隧洞進口依次布置檢修門和工作門，孔口尺寸均為 ，底坎高程均為 ，設(shè)計水頭 （至底坎）。滲流壓力選用測壓管，管內(nèi)設(shè)揚壓力計觀測。 安全監(jiān)測設(shè)計 本水庫為?。ㄒ唬┬退麡屑~工程， 根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (SL6094)要求其觀測項目為：巡視檢查、大壩表面變形、大壩滲流量、壩體滲流壓力、上、下游水位、降水量、氣溫等項目。二級 設(shè)計消力池池長 ，池深 ， 消力池底板厚度 600mm，底板設(shè)孔徑 50mm 的 PVC 排水管，排水 管間、排 距 ，梅花形布置。底板 下 設(shè)孔徑 50mm 的 盲管縱 、 橫排水 系統(tǒng) 。隧洞進口用鋼閘門控制；因隧洞引用流量不足 1m3/s，按水力學(xué)計算經(jīng)濟斷面過小，難以施工，因此，隧洞凈空尺寸考慮施工及日常維護方便取為 （寬高），斷面型式為城門洞形，隧洞全線縱坡為 1%，全斷面襯砌，襯砌厚13 度取為 250mm。棱體上游坡比為 1∶ 1，下游坡比為 1∶ 2。 縱 向排水溝垂直壩軸線方向布置，在下游壩面與兩岸交線處各設(shè)一條 縱 向排水溝，壩坡面上亦設(shè)置兩條縱向排水溝， 排水溝斷面型式為 矩 形，底寬 ，深 ，縱、橫排水溝相互連通。 12 2）大壩結(jié)構(gòu)加固設(shè)計 （ 1）壩坡加固 壩坡加固設(shè)計采用兩個方案進行比較：壩軸線不變，培厚上、下游壩坡方案和壩軸線向下游移 ，迎水坡削坡，背水坡培厚的方案。 推薦采用粘土斜墻 +土工膜方案： 對 高程以上壩面鋪設(shè)土工膜防滲， 土工膜參數(shù)： HDPE150g++150g。 4）放水臥管：針對放水臥管嚴(yán)重漏水、進水口嚴(yán)重損壞等問題，建議： ①對放水涵進行封堵灌 漿處理； ②新建放水建筑物。 除險加固設(shè)計 根據(jù)水庫大壩安全評價報告及懷化市水利局對本工程的鑒定意見，結(jié)合本工程實際情況，對工程存在的問題和安全隱患進行除險加固設(shè)計，除險加固措施如下： 1）大壩：針對大壩存在的滲漏、散浸，壩頂高程及寬度不夠，壩坡穩(wěn)定不夠，無排水11 棱體等問題，建議： ①對大壩壩基、壩肩及大壩壩身進行防滲處理； ②對大壩進行加高培厚，調(diào)整上、下游 壩坡坡比并護坡，上游防浪刷處理； ③增設(shè)大壩下游排水設(shè)施，以降低壩身浸潤線。如水庫失事將直接威脅下游上萬人的生命財產(chǎn)安全。出口邊坡為順層邊坡，有沿層面與結(jié)構(gòu)面組合體滑移的穩(wěn)定問題。上部巖體比較破碎，多為強風(fēng)化，透水率較大，加上前期防滲處10 理效果差，是壩基滲漏的主要原因。 （ 2） 大壩為 斜墻土壩 ， 壩體填土均為礫質(zhì)重粉質(zhì)壤土、礫質(zhì)粉質(zhì)粘土。 3）土料 大壩 左、 右岸山坡附近料場一帶表部有 左右的耕植土，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查：有用層厚度 2~3m，儲量在 60104m3。 大部分洞段處于 強風(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?！?50176。 新建放水隧洞工程地質(zhì)條件 隧洞 進口明挖段 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 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖 ?！?65176。通過初步分析認(rèn)為， 大壩修筑時材料選料不嚴(yán)，施工質(zhì)量比較差，在多年運行過程中，由于水流沖刷，造成上述現(xiàn)象。根據(jù)水庫多年運行觀測資料，隨庫水位升高，散浸面積擴大，滲水處流量增大。 ～ 65176。 工程地質(zhì) 壩址區(qū)河谷基本對稱的 “V”字型，河谷寬 20~30m，河床高程 左右，兩岸地形 基本對稱，自然坡角為 30～ 35?，相對高差較大，基巖大面積出露，風(fēng)化剝蝕較為強烈，局部第四系殘坡積層零星覆蓋。 抗洪能力復(fù)核 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SDJ2742021），水庫大壩的壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和。成果見下表。歷年平均日照小時 1480h；多年平均相對濕度 81%；多年平均風(fēng)速 ，實測最大風(fēng)速 ，風(fēng)向 NE（ 1976 年 4月 22日）。 37′ 9″，屬沅水流域長譚溪二級支流，其樞紐工程距枝柳鐵路 7km，距 209 國道 16km。 經(jīng)安全鑒定， 水庫大壩總體安全類別為三類 ，存在重大安全隱患，不能正常運行，因此，有必要對該水庫進行除險加固處理。 5）大壩監(jiān)測系統(tǒng) ①增設(shè)大壩觀測設(shè)施。 基于以上安全鑒定結(jié)論，安全鑒定報告書最后對 四十灣 水庫的運行管理或除險加固的意見和建議為： 1）大壩：針對大壩存在的滲漏、散浸，壩頂高程及寬度不夠，壩坡穩(wěn)定不夠，無排水5 棱體等問題，建議： ①對大壩壩基、壩肩及大壩壩身進行防滲處理； ②對大壩進行加高培厚，調(diào)整上、下游壩坡坡比并護坡，上游防浪刷處理； ③增設(shè)大壩下游排水設(shè)施，以降低壩身浸潤線。放水臥管砼及金屬結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重，且多次穿孔漏水。下游無排水棱體。臥管位于大壩左岸山坡，為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，全長 85 米，斷面尺寸Φ =，共有 12 個放水孔，孔口尺寸 ，鑄鐵翻板閘門控制放水。 水庫壩址以上集雨面積 ，干流長度 ，干度坡降 13‰，多年平均降雨量 1427mm，水庫設(shè)計洪水位標(biāo)準(zhǔn)為 50年一遇，設(shè)計洪水位為 ，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 500 年一遇，校核洪水位為 ，正常蓄水位 ，總庫容 366 萬 m3，興利庫容 萬 m3，死水位 ,為年調(diào)節(jié)水庫。 該水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪，養(yǎng)殖等綜合效益的小（ 1）型水庫水利工程。 大壩監(jiān)測系統(tǒng) : 增設(shè)大壩觀測設(shè)施。包括： 大壩：壩基、壩肩及大壩壩身進行防滲處理；大壩進行加高培厚，調(diào)整上、下游壩坡坡比并護坡，上游防浪刷處理；增設(shè)大壩下游排水設(shè)施，以降低壩身浸潤線。 對四十灣水庫地理位置、流域、氣象、水文等數(shù)據(jù)進行收集，通過設(shè)計洪水復(fù) 核、 設(shè)計洪水分析計 算、水庫調(diào)洪計算、水庫抗洪能力復(fù)核、大壩滲流計算、大壩抗滑穩(wěn)定計算、溢洪道泄流能力復(fù)核、溢洪道消能防沖計算等計算及演算，設(shè)計了四十灣水庫除險加固方案。放水臥管：對放水涵進行封堵灌漿處理；新建放水建筑物。 關(guān)鍵詞 ： 四十灣水庫 ； 除險加固 ； 設(shè)計 方案 目 錄 四十灣主要工程特性表 ..................................... 1 1．綜合說明 .............................................. 3 概述 ....................................................... 3 工程概況 .....................