【文章內容簡介】 岸山坡附近料場一帶表部有 左右的耕植土，據(jù)現(xiàn)場調查：有用層厚度 2~3m，儲量在 60104m3。本料場與大壩有簡易公路相通，運距較近。 土料粘粒含量 %~%，塑性指數(shù) ~，滲透系數(shù)＜ 105cm/s，天然含水量 ~％，最大干容重 ，最優(yōu)含水量 ％，該土料場粘粒含量偏高，其它各項質量指標符合要求，土料質量一般。 主要工程地質問題的結論性意見 （ 1） 工程區(qū)地處新華夏構造體系 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《中國地震動峰值加速度區(qū)劃 圖》及《中國地震動反應譜 特征 周期圖區(qū)劃圖》（ GB183062021），本工程區(qū)地震動峰值加速度為 ，地震動反應譜特征周期為 ，相應地震基本烈度為 Ⅵ 度，屬相對穩(wěn)定地塊。 （ 2） 大壩為 斜墻土壩 ， 壩體填土均為礫質重粉質壤土、礫質粉質粘土。調查表明，壩體填筑質量較差，碾壓疏密不一，結構較松散，干密度大小不一，滲透系數(shù)偏大，部分壩段壩身存在滲漏、散浸及變形現(xiàn)象。 （ 3）由于施工清基不徹底，尤其兩岸壩肩仍殘留有第四系松散堆積的殘坡積層，以致存在接觸帶滲漏，并且隨庫水位升高，滲漏量相應增加，滲漏量 的變化與庫水位具有較好的相關關系。 （ 4）壩基地層 主要為 泥盆系中 統(tǒng)紫 灰 色中厚 ～ 厚層狀 含礫石英砂巖、泥質粉砂巖夾頁巖及碳質頁 巖 。上部巖體比較破碎，多為強風化，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。 （ 5）溢洪道左側邊坡表部巖體因節(jié)理裂隙切割，完整性較差，加之風化影響，在重力、降雨等因素的作用下， 經常發(fā)生崩塌 ，并使其堵塞，危及建筑物的安全 。 （ 6）放水臥管因施工質量較差，加之多年運行中水流沖刷等影響， 存在嚴重腐蝕、脫落，多處地方鋼筋裸露等 ，危及大壩安全。 （ 7）擬建引水隧洞進、出口屬Ⅲ類圍巖 ，存在有沿結構面與層面組合塊體掉塊及塌落。出口邊坡為順層邊坡，有沿層面與結構面組合體滑移的穩(wěn)定問題。 工程任務和規(guī)模 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，水庫設計洪水位標準為 50年一遇，設計洪水位為 ，校核洪水標準為 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?。?1）型水 庫水利工程。水庫設計灌溉 8200 畝，有效灌溉 6230 畝，最大實灌 5100 畝，供水量 460 萬 m3，其位置居高臨下，保護下游鄉(xiāng)政府、村莊、學校，人口 9600 余人，枝柳鐵路 7km， 209 國道 3km 的安全，同時對下游 15km 處的老里碑水庫（庫容 萬 m3）的正常運行和安全起了很大的調節(jié)保障作用。如水庫失事將直接威脅下游上萬人的生命財產安全。因此，有必要對該水庫進行除險加固處理。 本次設計主要考慮水庫安全，確保水庫正常運行 ,并通過除險加固使水庫達到設計的灌溉效益。根據(jù)水庫設計標準、運行要求及存在的問題，確定水庫 工程除險加固的主要任務是：加固大壩、溢洪道和輸水涵洞等建筑物，完善工程運行、管理及防汛設施，達到原設計的蓄水和防洪能力，確保水庫大壩安全，充分發(fā)揮本工程的社會和經濟效益。 除險加固設計 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，調整上、下游 壩坡坡比并護坡，上游防浪刷處理； ③增設大壩下游排水設施，以降低壩身浸潤線。 ④對大量白蟻進行整治。 2）溢洪道：針對溢洪道非正式、下游沖淤嚴重等問題，建議： ①整修建溢洪道、泄槽、增設消力池，并采用相應的抗腐蝕性混凝土； ②對溢洪道兩側山坡進行整理、護砌并作好防滲排水設施。 3）輸水涵管：針對涵管開裂、存在嚴重滲漏及啟閉設備老損等問題，建議： ①對輸水涵進行封堵灌漿處理； ②新建輸水建筑物，并采用相應的抗腐蝕性混凝土。 4）放水臥管：針對放水臥管嚴重漏水、進水口嚴重損壞等問題，建議： ①對放水涵進行封堵灌 漿處理； ②新建放水建筑物。 5）大壩監(jiān)測系統(tǒng) ①增設大壩觀測設施。 6）上壩公路 ①改造上壩公路、增設通訊設施，以滿足防汛要求。 大壩除險加固設計 1）大壩防滲 設計 大壩防滲設計采用 兩個方案進行比較： 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。 推薦采用粘土斜墻 +土工膜方案： 對 高程以上壩面鋪設土工膜防滲， 土工膜參數(shù)： HDPE150g++150g。 粘土斜墻防滲 ， 粘土斜墻 滲透系數(shù) 要求不大于 106cm/s。土工膜四周伸入砼基座內，兩側砼基座以下設帷幕灌漿，使壩體與壩基形成一個封閉的防滲體系。 壩基帷幕灌漿按 q=10lu 線控制 ，孔距 3m。 12 2）大壩結構加固設計 （ 1）壩坡加固 壩坡加固設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。推薦采用壩軸線不變，培厚上、下游壩坡方案 ： 壩頂高程 ,上游邊坡 培厚至坡比 1： 、 1： 、 1： ，馬道高程分別為 、 ， 高程以上采用砼預制塊護坡；下游 邊坡培厚至坡比 1： 、 1： 1： ，馬道高程分別為 、 ， 坡面采用草皮護坡。 （ 2）大壩壩坡排水設計 下游為草皮護坡，為避免雨水匯流沖刷壩坡，在下游壩坡面上設置縱、橫排水溝。 橫 向排水溝設置于馬道處，采用矩形斷面，底寬 ，起點深 ，設 %排水坡。 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一條 縱 向排水溝，壩坡面上亦設置兩條縱向排水溝， 排水溝斷面型式為 矩 形，底寬 ，深 ，縱、橫排水溝相互連通。集水導排至壩腳 范圍以外，以免影響大壩安全。 （ 3）排水棱體設計 大壩下游壩坡排水棱體采取新建處理方法。新建棱體頂部高程為 ，頂部寬度為 2m，兩端伸入兩岸山體。棱體上游坡比為 1∶ 1，下游坡比為 1∶ 2。棱體與壩體及壩基接觸處分別設 厚的 粗 砂及砂卵石反濾層 和 厚的塊石層 。 輸水建筑物除險加固設計 因原輸水涵洞的斷面尺寸較小 (直徑 1m)，且漏水嚴重，不便于進洞進行處理，本次擬對其進行封堵，在大壩壩頂開挖直徑 2m 的豎井，與涵管相接后，再往上下游各開挖尺寸 的施工平洞，將涵管的漿砌石結 構拆除，在上下游兩端采用 1m 長的C20 砼塞封堵，對平洞及豎井以粘土進行填筑，形成新的防滲體將底涵進行截斷。 根據(jù)地形及地質條件， 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。隧洞進口用鋼閘門控制；因隧洞引用流量不足 1m3/s，按水力學計算經濟斷面過小，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。隧洞 進口高程為 ， 出口高程為 ，出口接消力池，消力池 斜坡段長度為 ，坡比為 1:3，消力池長度為 ，池底高程為 ，深度為 ，消力池下游接原渠道。 溢洪道加固設計 本次設計 對局部損壞的溢洪道底板和擋墻進行修復。 新 修復段 鋪設 300mm 厚 C20鋼筋砼 底板 ，每隔 10m分一道伸縮縫，分縫設止水。底板 下 設孔徑 50mm 的 盲管縱 、 橫排水 系統(tǒng) 。泄槽兩側 巖石不完整 邊坡采用 100mm 厚 C20 混凝土噴護，掛鋼絲網(wǎng)。 新建消力池，消力池采用 兩級消能方式， 等寬矩形斷面下挖式消力池 。 一級設計消力池池長 ，池深 ， 消力池底板厚度 600mm，底板設孔徑 50mm 的 PVC 排水管，排水管間、排距 ，梅花形布置。二級 設計消力池池長 ，池深 ， 消力池底板厚度 600mm，底板設孔徑 50mm 的 PVC 排水管，排水 管間、排 距 ，梅花形布置。 控制段導墻拆除重建：拆除原漿砌石擋墻，重新修建 C15 砼擋墻，墻頂高程，頂寬 ，擋土側坡比 1： ，擋墻設 D50PVC 排水管，排水孔間排距 2m，梅花型布置。 防汛公路加固設計 考慮在現(xiàn)有基礎上進行適當?shù)母纳坪蛿U建，路面進行削坡處理，降低路面坡降，重新鋪設混凝土路 面，控制路面坡降 i≤ 5%；混凝土路面寬 3m。改善公路兩側排水問題，在公路兩側開挖排水溝，排水溝為矩形斷面，排水溝底寬 ，深 。 安全監(jiān)測設計 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。 設計采用全站儀進行水平位移和豎向位移的監(jiān)測。在大壩左、右岸共設 2 個工作基點和 4 個校核基點，水準基點分別設在大壩下游左、右岸距壩軸線約 1km 處，在大壩共設置了 2個觀 測斷面共 4個測點觀測水平位移和豎向位移。 滲流量采用量水堰法，在大壩下游側 的平臺上導滲溝（排水溝）內設量水14 堰 2 個用以觀測其流量，并觀測滲水的渾濁度；大壩壩體滲流壓力觀測共設 3 個觀測橫斷面，設 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 3 個滲流觀測點，以觀測兩岸的繞壩滲流。滲流壓力選用測壓管，管內設揚壓力計觀測。 在大壩上游設一把水尺，用以觀測大壩上游水位。降水量是在壩區(qū)設 1 個雨量器觀測壩區(qū)降水量。氣溫觀測是設在壩區(qū)專用的百頁箱內的自記溫度計來進行壩址氣溫的自動記錄。 金屬結構 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 ，設計水頭 （至底坎）?？紤]到兩閘門孔口尺寸相同，布置位置靠近，為方便設計和施工，檢修門和工作門采用相同的門頁結構，為潛孔式平面定輪鋼閘門。檢修門平時存放于啟閉機房，采用臨時啟閉設施靜水操作（小開度提門平壓）；工作門動水啟閉，利用部分水柱閉門，采用一臺型號為 LQ160 的螺桿啟閉機進行啟閉操作。 白蟻整治工程 四十灣 水庫白蟻普查發(fā)現(xiàn) 以下情況。 （ 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 。 （ 2） 在大壩兩端山坡上 發(fā)現(xiàn) 土棲黒翅大白 蟻 和散白 蟻活 動 跡象多處 。 （ 3） 在大壩下游坡中部 發(fā)現(xiàn) 有少數(shù) 危害跡象多處。 為切實做到除險加固工程建設和白蟻防治工作兩不誤，所以白蟻工作要采取“以防為主，防治結合，綜合治理：的原則，以無損修復技術為核心，配合生物防治法、物理機械防治法、化學防治和檢疫防治法綜合治理的白蟻主防治施工方案，分重、輕、急、緩四個步驟有序進行，確保大壩的安全正常運行。 水土保持和環(huán)境保護設計 水土保持設計 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)生在項目建設過 程中，除15 險加固施工完成后，生產運行過程中不需擾動地面，不會新增水土流失。本項目水土流失預測時段考慮按項目各分區(qū)工程施工期（含施工準備期）和施工結束后自然恢復期。 根據(jù)樞紐除險加固工程的總體布置，經初步計算，項目施工擾動地面面積 萬 m2，臨建占地 2700 m2，防汛公路和施工道路 3300m2。 根據(jù)工程分布的特點，項目建設區(qū)水土保持以工程措施為先導，項目建設施工工作面（或“點”）在施工期的水土流失結合建筑物建設給予以防治，防止暴雨洪水時施工面上的土、渣入河、入溝。在可能新增水土流失得以控制的前提下，通過 “面”上草、林植被建設和土地復墾措施，保護新生地表，改善庫區(qū)生態(tài)環(huán)境，使建設工程能充分發(fā)揮其效益。 本工程水土保持投資 萬元。 環(huán)境保護設計 本工程的建設有利于項目區(qū)社會、經濟、生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展，促進項目區(qū)資源的持續(xù)利用，促進項目區(qū)國民經濟的可持續(xù)發(fā)展。該工程在施工期將對地表植被、水土流失多方面造成破壞和影響，運行期對外河水質可能會造成一些污染，對工作人員會產生一定的噪聲影響，但這些不利影響都是局部的、暫時的，只要對這些局部的破壞和影響采取必要的防治措施，這些暫時的不利影響即可消除，局部的 環(huán)境破壞即可得以恢復。 從環(huán)境保護角度分析，工程建設可行。 本次環(huán)境保護設計主要為水環(huán)保措施、施工噪聲防治措施 、 大氣 環(huán)境保護措施 、施工區(qū)固體廢棄物處理、人群健康保護措施 等。 對本工程而言，凡為避免工程施工造成的環(huán)境影響而采取的環(huán)境保護措施、監(jiān)測手段以及相應的運行費，均列為環(huán)保投資。本工程環(huán)境保護投資 萬元，其中專項環(huán)保投資 萬元。 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 110176。 00′ 46″，北緯 27176。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。水庫壩址以上集雨面積 ，干流長度 ，干度坡降 13‰。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。 氣象 本區(qū)域位于 屬 亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛，溫熱潮濕，日照長，霜期短。根據(jù)懷化市氣象站歷年實測氣象資料統(tǒng)計，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