【正文】 因此，滲透系數(shù)取值以現(xiàn)場注水試驗(yàn)資料為準(zhǔn)?，F(xiàn)場試坑注水試驗(yàn)，其滲透系數(shù) K＝ 10－ 5cm/s～ 10－ 4 cm/s，說明該區(qū)填筑質(zhì)量一般。 ， 走向與隧洞軸線 近于直交， 傾向 出 口 。 隧洞 出口明挖段（ 180~190m）坡坡角 28~30176。 洞身段上覆圍巖厚度 5m~45m。 強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深 5m~7m。溢洪道邊坡巖體比較破碎，強(qiáng)風(fēng)化深度 5~8m。未見斷層發(fā)育，主要有： （ 1） N60176。 溢洪道沿線基巖祼露，泄水槽兩側(cè)邊坡左陡右緩，左側(cè)邊坡角 35176?！?65176。 兩 岸巖體 強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深 8~18m，河床 強(qiáng) 風(fēng)化帶下限埋深 10~20m（壩頂起算） 。 （ 3） N75176。據(jù)調(diào)查，壩區(qū) 節(jié)理裂隙比較發(fā)育，主要有以下幾組： （ 1） N50176。此外，在水庫庫底近代沉積了厚度較薄的淤泥質(zhì)粘土 。地勘工作的主要任務(wù)是： （ 1） 根據(jù)已有地質(zhì)資料 ,進(jìn)一步查明本工程存在的各類地質(zhì)問題； （ 2）查明壩體材料組成、物理力學(xué)性質(zhì) 特征 與透水特征； （ 3）26 查明壩基水文、工程地質(zhì)條件及存在的主要工程地質(zhì)問題。 （ 6）大壩壩體上無任何觀測設(shè)施，影響大壩安全監(jiān)測工作。 為此，懷化市鶴城區(qū)水利局于 2021 年 12 月，委托我院承擔(dān)了 四十灣 水庫工程地質(zhì)勘察工作，并于 2021 年 4月出具安全 評(píng) 價(jià) 報(bào)告。 （ 1）波浪爬高 R 計(jì)算 按蒲田試驗(yàn)站公式計(jì)算 AeRY ???RpP KR ?23 波浪平均爬高 式中 ?K —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)坡類型查得 WK —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速 W、坡前水深 H、重力加速度 g 所組成的無維量 按附表（ ）確定。計(jì)算公式如下 : 式中 Q 流量， m3/s； B 溢流堰總凈寬， m； b 單孔寬度， m； 2/32 Os HgBcmQ ???? ?? ? nbHnk ??? ????21 n 閘孔數(shù)目； H0 計(jì)入行近流速水頭的堰上總水頭， m； g 重力加速度， m/s2； m 二維水流 WES實(shí)用堰堰流量系數(shù)； c 上游堰坡影響系數(shù)； ε 閘墩側(cè)收縮系數(shù)； ξ k 邊墩形狀系數(shù)； σ s 淹沒系數(shù)。 表 四十灣水庫設(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 m3） 經(jīng)驗(yàn)單位線法 Qm（ m3/s） W 總 （萬 m3） 從上表可以看出，推理公式成果要大于經(jīng)驗(yàn)單位線法成果，由于水庫處于無資料地區(qū)，其原設(shè)計(jì)資料亦部分缺失，無對(duì)比分析資料，從安全考慮，推薦采用推理公式成果。 設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)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。 且水庫集水面積小，河長短，坡降大，地形作用強(qiáng)烈，雨水匯集迅速，17 洪水峰形高瘦，驟漲陡落，表現(xiàn)典型的山區(qū)洪水特征。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)測最大風(fēng)速 ，風(fēng)向 NE（ 1976 年 4月 22日）。本工程環(huán)境保護(hù)投資 萬元，其中專項(xiàng)環(huán)保投資 萬元。 根據(jù)工程分布的特點(diǎn)，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)水土保持以工程措施為先導(dǎo)，項(xiàng)目建設(shè)施工工作面（或“點(diǎn)”）在施工期的水土流失結(jié)合建筑物建設(shè)給予以防治，防止暴雨洪水時(shí)施工面上的土、渣入河、入溝。 白蟻整治工程 四十灣 水庫白蟻普查發(fā)現(xiàn) 以下情況。 滲流量采用量水堰法，在大壩下游側(cè) 的平臺(tái)上導(dǎo)滲溝（排水溝）內(nèi)設(shè)量水14 堰 2 個(gè)用以觀測其流量，并觀測滲水的渾濁度；大壩壩體滲流壓力觀測共設(shè) 3 個(gè)觀測橫斷面，設(shè) 3 條觀測鉛直線以觀測斷面上的壓力分布和浸潤線的位置，并在左右兩岸設(shè) 3 個(gè)滲流觀測點(diǎn)，以觀測兩岸的繞壩滲流。 一級(jí)設(shè)計(jì)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。 根據(jù)地形及地質(zhì)條件， 新建 灌溉引水隧洞布置于主壩左 岸 山體， 隧 洞 長度為， 為 有 壓洞。 橫 向排水溝設(shè)置于馬道處，采用矩形斷面，底寬 ，起點(diǎn)深 ，設(shè) %排水坡。 大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì) 1）大壩防滲 設(shè)計(jì) 大壩防滲設(shè)計(jì)采用 兩個(gè)方案進(jìn)行比較： 壩體防滲采用粘土斜墻 +土工膜方案，壩基防滲采用帷幕灌漿； 壩體防滲采用沖抓套井回填 +高噴灌漿方案，壩基防滲采用帷幕灌漿。根據(jù)水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行要求及存在的問題，確定水庫 工程除險(xiǎn)加固的主要任務(wù)是：加固大壩、溢洪道和輸水涵洞等建筑物，完善工程運(yùn)行、管理及防汛設(shè)施，達(dá)到原設(shè)計(jì)的蓄水和防洪能力，確保水庫大壩安全，充分發(fā)揮本工程的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 （ 7）擬建引水隧洞進(jìn)、出口屬Ⅲ類圍巖 ，存在有沿結(jié)構(gòu)面與層面組合塊體掉塊及塌落。 主要工程地質(zhì)問題的結(jié)論性意見 （ 1） 工程區(qū)地處新華夏構(gòu)造體系 雪峰山隆起帶南西段 ，附近 無大的 區(qū)域斷層通過，根據(jù) 1:400 萬《中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃 圖》及《中國地震動(dòng)反應(yīng)譜 特征 周期圖區(qū)劃圖》（ GB183062021），本工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 ，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 ，相應(yīng)地震基本烈度為 Ⅵ 度，屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。走向與洞軸線近于直交 。 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。 根據(jù)調(diào)查和運(yùn)行觀測資料，放水涵管主要存在嚴(yán)重 腐蝕、脫落，多處地方鋼筋裸露。E ， SE∠60176。 表 四十灣水庫調(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)果來進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。根據(jù) 懷化市氣象站歷年實(shí)測氣象資料統(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 。如水庫失事將直接威脅下游上萬人的生命財(cái)產(chǎn)安全。 水庫大壩安全鑒定報(bào)告的主要結(jié)論 《四十灣水庫大壩安全鑒定報(bào)告書》對(duì)四十灣水庫工程的安全鑒定結(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)，沒有大型金屬結(jié)構(gòu)，水庫大壩總體安全類別為三類。 （ 1）大壩 內(nèi)坡坡度過陡且無防浪護(hù)坡，浪蝕嚴(yán)重，局部出現(xiàn)沖刷塌 陷 現(xiàn)象。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)。放水臥管：對(duì)放水涵進(jìn)行封堵灌漿處理；新建放水建筑物。包括： 大壩：壩基、壩肩及大壩壩身進(jìn)行防滲處理；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；增設(shè)大壩下游排水設(shè)施，以降低壩身浸潤線。 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。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(gè)放水孔，孔口尺寸 ，鑄鐵翻板閘門控制放水。放水臥管砼及金屬結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重，且多次穿孔漏水。 5）大壩監(jiān)測系統(tǒng) ①增設(shè)大壩觀測設(shè)施。 37′ 9″，屬沅水流域長譚溪二級(jí)支流，其樞紐工程距枝柳鐵路 7km，距 209 國道 16km。成果見下表。 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。根據(jù)水庫多年運(yùn)行觀測資料，隨庫水位升高，散浸面積擴(kuò)大，滲水處流量增大?！?65176?！?50176。 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(chǔ)量在 60104m3。上部巖體比較破碎，多為強(qiáng)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。如水庫失事將直接威脅下游上萬人的生命財(cái)產(chǎn)安全。 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。 12 2）大壩結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì) （ 1）壩坡加固 壩坡加固設(shè)計(jì)采用兩個(gè)方案進(jìn)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。棱體上游坡比為 1∶ 1，下游坡比為 1∶ 2。底板 下 設(shè)孔徑 50mm 的 盲管縱 、 橫排水 系統(tǒng) 。 安全監(jiān)測設(shè)計(jì) 本水庫為小（一）型水利樞紐工程， 根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (SL6094)要求其觀測項(xiàng)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(xiàng)目。 金屬結(jié)構(gòu) 放水隧洞進(jìn)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(jì)水頭 （至底坎）。 水土保持和環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 水土保持設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目屬于除險(xiǎn)加固項(xiàng)目，項(xiàng)目區(qū)新增水土流失主要發(fā)生在項(xiàng)目建設(shè)過 程中，除15 險(xiǎn)加固施工完成后，生產(chǎn)運(yùn)行過程中不需擾動(dòng)地面，不會(huì)新增水土流失。 從環(huán)境保護(hù)角度分析，工程建設(shè)可行。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。流域內(nèi)暴雨以由氣旋所造成的鋒面暴雨出現(xiàn)機(jī)會(huì)最多，范圍一般屬區(qū)域性，出現(xiàn)時(shí)間多為 5～ 7月。 表 四十灣 水庫設(shè)計(jì)暴雨成果表 測站或 方法 系列 統(tǒng)計(jì)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(cè)》 成果 ～ 1985 348 從成果表可以看出，懷化、黔城站實(shí)測暴雨成果要大于《手冊(cè)》成果，由于《手冊(cè)》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(shí)測暴雨成果相差不大，本次推薦采用黔城站實(shí)測暴雨成果，與水庫安全鑒定成果一致。求出各頻率設(shè)計(jì)洪峰流量。 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(jì)成果 ， 成 果見表 及圖 。根據(jù)水庫的實(shí)際情況，庫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大壩的設(shè)計(jì)壩頂高程。 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(jì)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(shí)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(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。在非正常運(yùn)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。 為查清樞紐工程存在的問題，分析險(xiǎn)情出現(xiàn)的地質(zhì)原因。 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)。～ 50176。 W， NE∠ 45176。 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(qiáng)烈。 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。 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 。 E， SE∠ 60176。 ~70176。 隧洞 進(jìn)口明挖段（ 0~）臉邊坡：坡角 27~32176。 ， 走向與隧洞軸線 近于直交 ，傾角較陡，傾向 出 口。走向與洞軸線近于直交 。～ 15176。 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。 31 為了調(diào)查填土的物理力學(xué)特性，在壩體有代表性的斷面上布置鉆孔和現(xiàn)場注水試驗(yàn)。） C （ KPa） φ （176。 壩基強(qiáng)風(fēng)化帶 ,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(qiáng)風(fēng)化，且較破碎，透水性較大，透水率為 ~18Lu，為中等透水區(qū)。 根據(jù)調(diào)查和運(yùn)行觀測資料，放水涵管主要存在嚴(yán)重腐蝕、脫落，多處地方鋼筋裸露。 強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深 8m~10m。 E， SE∠ 60176。 E， SE∠ 60176。 放水隧洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 擬建放水隧洞布置于左壩端， 進(jìn)口 底板 底 高程 ，出口 底板 底 高程 。節(jié)理面平直光滑，切割深，地表可見29 延伸長大于 10m；（ 2）