【正文】 （ 1）大壩 內(nèi)坡坡度過陡且無防浪護坡，浪蝕嚴重，局部出現(xiàn)沖刷塌 陷 現(xiàn)象。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題，庫水位 時，壩基、壩體及壩肩繞壩滲漏量達 9L/s，下游壩面有散浸，壩頂高度與寬度不夠 ,嚴重威脅大壩安全。 （ 3）輸水建筑物 輸水涵洞漏水較大，庫水位 時，其滲漏量達 ,且斷面尺寸較小，運行檢查、維修很不方便。 （ 4）其它 大壩壩體無任何觀測設(shè)施， 防汛公路為單行道泥土路面，路口狹窄，無排水溝，路面坑洼，晴通雨阻，對防汛搶險構(gòu)成安全隱患。 水庫大壩安全鑒定報告的主要結(jié)論 《四十灣水庫大壩安全鑒定報告書》對四十灣水庫工程的安全鑒定結(jié)論為：工程質(zhì)量不合格，運行管理綜合評價差，大壩防洪安全等級為 C 級，大壩滲流形態(tài)評定為 C級，結(jié)構(gòu)安全性評定為 C 級，沒有大型金屬結(jié)構(gòu)，水庫大壩總體安全類別為三類。 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(shè)消力池，并采用相應(yīng)的抗腐蝕性混凝 土； ②對溢洪道兩側(cè)山坡進行整理、護砌并作好防滲排水設(shè)施。 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。 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。如水庫失事將直接威脅下游上萬人的生命財產(chǎn)安全。 鑒于工程上述病險問題，在 《湖南省鶴城區(qū)四十灣水庫大壩安全評價報告》 的基礎(chǔ)上，針對 湖南省懷化市水利局《四十灣水庫大壩安全鑒定報告書》 建議與意見，受6 業(yè) 主委托，我院組織赴現(xiàn)場查勘，收資及補充勘探，為初步設(shè)計提供了可靠依據(jù)，于 2021 年 5月進行了本工程初步設(shè)計報告的編制。 00′ 46″，北緯 27176。水庫壩址以上集雨面積 ，干流長度 ，干度坡降 13‰。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 年 1 月 30 日）；多年平均年 降雨量 1427mm；多年平均蒸發(fā)量 。 設(shè)計洪水復核 四十灣水庫水庫所在支流無水文測站，庫區(qū)內(nèi)也沒有雨量站，因此，本次設(shè)計洪水的復核采用暴雨推求洪水的方法來推算設(shè)計洪 水。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)計洪水成果表 計算方法 項目 各頻率設(shè)計值（ %） 2 5 推理公式 Qm（ m3/s） W 總 （萬 m3） 由于無實測水文資料，本次采用暴雨推算洪水的方法來推算施工期洪水，施工期(11～ 2 月 )設(shè)計暴雨根據(jù)鄰近懷化雨 量站建站～ 2021 年暴雨資料進行頻率計算推求，經(jīng) 計算施工期 (11～ 2 月 ) 設(shè)計最大流量為 ， 24小時洪水總量 萬 m3。 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)計洪水位為 ，校核洪水位為 ，本次計算結(jié)果略高，以本次復核計算結(jié)果來進行安全評價。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。 四十灣水庫溢洪道為開敞式無閘門控制，溢洪道控制段導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。 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)粉砂巖夾頁巖及8 碳質(zhì)頁巖，巖層產(chǎn)狀 N40176。E ， SE∠60176。 ，壩基淺部巖體為強風化狀態(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。 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 。 根據(jù)調(diào)查和運行觀測資料，放水涵管主要存在嚴重 腐蝕、脫落，多處地方鋼筋裸露。 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 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖，巖層產(chǎn)狀 N45176。 E， SE∠ 60176。傾向右側(cè)坡內(nèi)偏小游，未見斷層發(fā)育。 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。 強風化帶下限埋深 5m~7m。洞身段上覆圍巖為中厚 ～厚層狀 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖 ，巖層產(chǎn)狀 N45176。 E， SE∠ 60176。走向與洞軸線近于直交 。 其它 洞段 為弱風化狀 ，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)附近一帶無砂礫石料，均需在 20km 以外的 舞水沿河 一帶的 采 砂場購買。 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 含礫石英砂巖夾頁巖及炭質(zhì)頁 巖， 巖性軟硬相間，可選擇含礫石英砂巖做為塊石料。本料場與大壩有簡易公路相通，運距較近。 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《中國地震動峰值加速度區(qū)劃 圖》及《中國地震動反應(yīng)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(yīng)譜特征周期為 ，相應(yīng)地震基本烈度為 Ⅵ 度，屬相對穩(wěn)定地塊。調(diào)查表明，壩體填筑質(zhì)量較差，碾壓疏密不一，結(jié)構(gòu)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。 （ 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(zhì)粉砂巖夾頁巖及碳質(zhì)頁 巖 。 （ 5）溢洪道左側(cè)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(jīng)常發(fā)生崩塌 ，并使其堵塞，危及建筑物的安全 。 （ 7）擬建引水隧洞進、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。 工程任務(wù)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(shè)計洪水位標準為 50年一遇，設(shè)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(diào)節(jié)水庫。水庫設(shè)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(diào)節(jié)保障作用。因此，有必要對該水庫進行除險加固處理。根據(jù)水庫設(shè)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(wù)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(shè)施，達到原設(shè)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(jīng)濟效益。 ④對大量白蟻進行整治。 3）輸水涵管：針對涵管開裂、存在嚴重滲漏及啟閉設(shè)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(yīng)的抗腐蝕性混凝土。 5）大壩監(jiān)測系統(tǒng) ①增設(shè)大壩觀測設(shè)施。 大壩除險加固設(shè)計 1）大壩防滲 設(shè)計 大壩防滲設(shè)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。 粘土斜墻防滲 ， 粘土斜墻 滲透系數(shù) 要求不大于 106cm/s。 壩基帷幕灌漿按 q=10lu 線控制 ，孔距 3m。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(yù)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。 橫 向排水溝設(shè)置于馬道處，采用矩形斷面，底寬 ，起點深 ，設(shè) %排水坡。集水導排至壩腳 范圍以外，以免影響大壩安全。新建棱體頂部高程為 ，頂部寬度為 2m，兩端伸入兩岸山體。棱體與壩體及壩基接觸處分別設(shè) 厚的 粗 砂及砂卵石反濾層 和 厚的塊石層 。 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。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。 新 修復段 鋪設(shè) 300mm 厚 C20鋼筋砼 底板 ，每隔 10m分一道伸縮縫，分縫設(shè)止水。泄槽兩側(cè) 巖石不完整 邊坡采用 100mm 厚 C20 混凝土噴護，掛鋼絲網(wǎng)。 一級設(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。 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(cè)坡比 1： ，擋墻設(shè) D50PVC 排水管，排水孔間排距 2m，梅花型布置。改善公路兩側(cè)排水問題，在公路兩側(cè)開挖排水溝，排水溝為矩形斷面，排水溝底寬 ，深 。 設(shè)計采用全站儀進行水平位移和豎向位移的監(jiān)測。 滲流量采用量水堰法，在大壩下游側(cè) 的平臺上導滲溝（排水溝）內(nèi)設(shè)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(shè) 3 個觀測橫斷面，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 個滲流觀測點，以觀測兩岸的繞壩滲流。 在大壩上游設(shè)一把水尺，用以觀測大壩上游水位。氣溫觀測是設(shè)在壩區(qū)專用的百頁箱內(nèi)的自記溫度計來進行壩址氣溫的自動記錄。考慮到兩閘門孔口尺寸相同，布置位置靠近，為方便設(shè)計和施工，檢修門和工作門采用相同的門頁結(jié)構(gòu)，為潛孔式平面定輪鋼閘門。 白蟻整治工程 四十灣 水庫白蟻普查發(fā)現(xiàn) 以下情況。 （ 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 。 為切實做到除險加固工程建設(shè)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(jié)合，綜合治理：的原則，以無損修復技術(shù)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。本項目水土流失預(yù)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(jié)束后自然恢復期。 根據(jù)工程分布的特點，項目建設(shè)區(qū)水土保持以工程措施為先導，項目建設(shè)施工工作面（或“點”）在施工期的水土流失結(jié)合建筑物建設(shè)給予以防治，防止暴雨洪水時施工面上的土、渣入河、入溝。 本工程水土保持投資 萬元。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(zhì)可能會造成一些污染，對工作人員會產(chǎn)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。 本次環(huán)境保護設(shè)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。本工程環(huán)境保護投資 萬元，其中專項環(huán)保投資 萬元。 00′ 46″，北緯 27176。水庫壩址以上集雨面積 ，干流長度 ，干度坡降 13‰。 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。歷年平均日照小時 1480h；多年平均相對濕度 81%；多年平均風速 ，實測最大風速 ，風向 NE（ 1976 年 4月 22日）。 本次收集懷化、黔城雨量站實測暴雨資料，作為設(shè)計依據(jù)。 暴雨 洪水特性 根據(jù)氣象資料分析，本流域處于中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)。臺風暴雨出現(xiàn)機會不多，間有發(fā)生也一般在 7 月至 9 月。 且水庫集水面積小，河長短，坡降大，地形作用強烈，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。 一）《手冊》暴雨 查湖南省暴雨洪水查算手冊，本工程位于湖南省暴雨一致區(qū)的第四區(qū)，流域中心年最大 24小時暴雨均值為 100mm， Cv=， Cs/Cv=。 二）實測暴雨 本 次收集了懷化雨量站（ 1972～ 2021年） 、黔城雨量站 （ 1951～ 2021 年）歷年實測最大 24小時暴雨資料，進行頻率計算，采用 PⅢ 曲線適線，成果見表 。 短歷時設(shè)計暴雨 各短歷時設(shè)計暴雨按《查算手冊》公式計算推求，即： 1～ 6小時： )1()()124 2323 624 nnnntp tHH ??? ???? （面 6～ 24小時： )()124 32324 nnntp tHH ?? ??? （面 其中， n n3由《查算手冊》附圖查得。 設(shè)計洪水分析計算 設(shè)計洪水 本工程位于湖南省產(chǎn)流分區(qū)的第三區(qū)， Io