某引水式电站闸坝设计说明书Word格式.docx
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第一章绪言
第二章设计资料综合说明
第一节流域概况
1流域概况
1.1自然地理概况
流域地势由东向西递增，西北山地海拔高程在4000m以上，而东部的河口高程仅870m。
河流受地势影响，坡陡流急，下切强烈，多呈“V”型河谷，全河道平均比降约2.54％，属山溪性河流。
河流主源——皮毛河发源于巴朗山东麓，与支源——正新河在岩谷大桥上游260m处汇合，以下称熊猫河。
整个流域植被发育良好，3500m以上为高山草甸，以下是茂密的森林、灌木和箭竹。
1.2地区经济概况
鱼潭水电站所处的自然保护区划分为核心区和实验区两部分。
岩谷大桥以上区域为核心区，岩谷大桥以下的河流两岸至山脊为实验区范围。
区内耕地零星，人烟稀少，工农业极不发达。
据1990年报统计，“全区总人口4821人，居民以藏族为主，非农业人口597人；
区内仅有农耕地（土）5880亩，农作物以玉米和土豆为主，有少量经济作物；
工业上仅有几座小水电站和农副产品加工工业；
牧业以牦牛为主；
森林和矿产资源较多，但因处于保护区内，禁止开发；
全区工农业总产值391万元，其中工业总产值仅55万元，属边远贫困少数民族地区。
”
保护区内水力资源丰富，目前熊猫河干支流上已装机326.8MW，约占其理论蕴藏量的37.5％。
第二节枢纽任务和开发方式
保护区因其“保护自然生态、环境”的性质不可能兴建工矿企业，故无大量工业用水的要求。
区内农业为粗放耕作方式，且境内雨量丰沛，故亦无特别的灌溉要求。
熊猫河为山溪性河流——河床陡、落差大、水流急，无漂木、航运要求。
农耕地及房屋所处地势均较高，无防洪要求。
因此，本工程开发任务单一，应在保护自然环境、维护生态平衡的前提下，因地制宜地合理利用水资源。
为加强区内生态环境保护，XX水电站的部分电力将用于进一步实施“以电代柴”，调整区内能源结构。
此外，除厂自用电外的余电送入四川主网。
四川电网中缺乏调节峰荷的电能，在已存在的电源构成中，有调节能力的水电站有限，致使系统运行很不经济，且十分被动。
按河流梯级规划方案，电站可建闸取水的河段为岩谷大桥以下约700m范围，有可以形成一定的日调节能力库容的河道地形条件，使电站在枯、平水季节进行日调节，带一定的变动负荷（按照水能设计，调节库容达30.5～35万m3时，便可满足本电站的日调节需求），为电力系统提供更多的峰荷电能，同时也使电站自身的运转更加灵活主动。
枢纽的正常蓄水位和汛期限制运行水位参见“毕业设计任务书”。
库容的大小，除应考虑到岩谷大桥（桥面高程为1643.40m）不受建闸蓄水影响外，还应考虑到对通过该河谷段的省级干道的淹没影响（闸坝区该干道路面高程约为1631.50～1636.00m，详见“坝区工程地质图”）在以及对上一梯级电站（其尾水高程为1640.50m）厂址选择的影响问题。
闸址枢纽布置和运行必须满足有利于取水、排沙、防洪、防於以及保持调节库容、防、排漂浮物的作用。
电站引水隧洞采用内径为4.50m的圆形钢筋混凝土衬砌有压方案。
进口中心线高程为1619.50m。
电站安装3台8MW水力发电机组，总计装机容量24MW；
按照机组选型设计，水轮机设计水头为46.50m，最大水头为65.00m，单机额定流量为15m3/s。
第三节气象水文资料
3.1气候特征
熊猫河流域受季风的影响，降雨充沛，气候温和、湿润。
流域内多年平均降水量932.6mm，年内降水主要集中在4～9月，约占全年降水的86％，其中6～8月约占50％，而12～2月降水量仅占年降水量的2.8％。
流域内多年平均气温8.6℃，极端最高最低气温为29.8℃和-13.8℃。
多年平均年相对湿度为81.1％。
闸坝区河谷呈东偏南方向，受地形影响，闸址处多出现东偏南（E1°
25′S）风向，最大风速20m/s。
3.2水文特征
3.2.1径流
熊猫河径流主要由降雨形成，其次是地下水和高山融雪补给。
每年自3月以后气温回升，河源及高山积雪开始融化，4～5月径流主要由降水和融雪等混合补给，6～10月径流主要由降雨形成，11月至翌年3月径流主要来源于地下水。
熊猫河5～10月为丰水期，多年平均水量占全年水量的81.5％，其中6～9月占全年的62.5％；
11～4月为枯水期，年内最枯月平均流量一般出现在2或3月，历年最小月平均流量为9.78m3/s（1984年3月），年流量变差系数CV为0.10。
闸坝址处多年平均流量48m3/s，多年平均年径流量15.14亿m3，多年平均年径流深1032.2mm。
3.2.2洪水
熊猫河主汛期一般为6～9月，洪水具有山溪性河流陡涨陡落的特点，多呈单峰过程，历时一般2～3天。
实测最大流量580m3/s（1966年7月28日），调查最大流量为894m3/s（1964年7月21日）。
洪水位变幅一般在2～3.70m左右。
闸址处设计洪水如下表所示：
表1闸址设计洪水成果表
流域
面积
（km2）
Qp（m3/s）
P=0.1%
P=0.2%
P=0.5%
P=1%
P=2%
P=3.33%
P=5%
P=10%
P=20%
1467
1314
1210
994
884
775
697
643
526
440
3.2.3泥沙
多年平均悬移质输沙量为98.5万t，多年平均含沙量0.65kg/m3，汛期（5～10月）多年平均含沙量为0.795kg/m3。
多年平均推移质输沙量19.7万t。
表2悬移质平均级配表
粒径范围
（mm）
3～1
1～0.7
0.7～0.5
0.5～0.25
0.25～0.10
0.10～0.05
0.05～0.01
＜0.01
占总沙量百分比（%）
1.0
2.2
3.0
10.5
27.3
29.5
21.3
5.2
3.2.4水位流量关系
闸址河段水位流量关系列表如下:
表3闸址水位流量关系表
流量（m3/s）
25
50
100
200
300
400
水位（m）
1621.00
1621.80
1622.40
1622.80
1623.45
1623.80
1624.15
500
600
700
800
900
1000
1624.50
1624.72
1624.95
1625.15
1625.38
1625.70
水位～流量关系曲线如图1所示，具体位置处可近似使用或据此推求。
3.2.5水位库容关系
Ⅲ—Ⅲ＇闸线处水位～库容关系曲线如图2所示，其它闸线处的关系曲线可据此推求或近似使用。
图1鱼潭水电站闸址处天然水位～流量关系曲线
图2鱼潭水电站库容曲线
第四节工程地质
4.1区域地质
工程区位于四川西北部的龙门山山脉，熊猫河上游，总的地势北西高、南东低。
最高海拔高程6519m，一般为1600～3000m。
区内主要山脉呈北东展布，熊猫河上游发育总体方向由南西流向北东，下游段转为北西向近东，沿岸坡高山陡，河谷深切，为高山峡谷区。
在地貌上为侵蚀构造地形和侵蚀堆积地形。
地层岩性
区内地层主要为中、古生界三迭系、志留系，由于受低——中级区域变质作用响，为一套浅变质岩系。
第四系冲洪积层、坡积层，分布于熊猫河河床两侧岸坡，前者以漂卵砾石夹砂为主，厚10～20m，后者以碎石亚砂土为主，厚0～25m。
另外，尚有部分岩浆岩分布，主要岩性为二迭系的玄武岩和辉绿岩。
前者分布于库尾区，沿二迭系灰岩呈北东——南西向一线产出，岩性呈暗灰色、块状构造、斑状结构、枕状结构。
后者分布于中、下闸址区一带，呈小岩株产出，岩石呈暗绿色，块状构造，辉绿结构。
地质构造
工程区在区域地质构造上，位于薛城——卧龙“S”型构造南东。
区内地质构造复杂，褶皱紧密，轴面倒转为强褶工程地质区，主要构造形迹有牛头山倒转复背斜，三道桥卡子倒转向斜，茂汶断层，转经楼沟断层。
水文地质
区内地下水类型单一，为基岩裂隙水和松散层孔隙水。
基岩裂隙水主要接受大气降水和冰缘融冻带的冰雪融水补给，沿其基岩裂隙在岸坡中部或坡脚以及河谷一带呈散状或股状排泄。
泉流量平均0.1～ll／s。
水质类型以HCO3一Ca型水为主，矿化度0.l～0.2g／l，pH值7～7.5。
松散层孔隙水，分布于熊猫河两岸的一级阶地和高河漫滩之中，水位埋深0.9～2.1m，水量0.3～1l／s，水质类型为HCO3一Ca型水，pH值7.2～7.4。
地质灾害
工区内由于地形畸岖，构造强烈，岩层破碎，加上人类工程经济活动，因此，以崩塌，滑坡、泥石流为主的地质灾害较为发育。
地震基本烈度
据中国地震烈度区划图（1990），工程区地震基本烈度七度。
4.2库区地质
河谷地形地貌
库区位于熊猫河上游，为高中山构造剥蚀地貌，深切峡谷型河谷，右岸为悬岩峭壁，左岸有省级干道通过。
熊猫河由皮毛河、正新河在岩谷大桥以上260m处汇合而成，汇合高程1641.40m，较岩谷大桥桥面高程低2m，该处河床比降为1.8％左右，河谷宽60～120m（以左岸公路高程为准）。
在河流两岸不对称地分布着宽阔的河漫滩，其宽度为40～80m，漫滩由砂砾卵石组成，其中有部份大型漂石分布。
地层及地质构造
库区除第四系松散堆积层外，主要为三迭系，二迭——石炭系地层。
三迭系西康群菠茨沟组（T1b）分布在岩谷大桥一带，分布宽度106m，为灰白色、浅灰色薄——中厚层粉细砂岩夹石英砂岩，层状结构，块状构造。
岩层产状为倾向北西面，倾角34°
～68°
。
二迭——石炭系（c—p）分布于三迭系地层北西和南东地区，在其北西侧的出露宽度为380m，南东侧的出露宽度为464m。
其岩性为灰色、灰黑色绢云千枚岩、砂质千枚岩、石英千枚岩、夹石英岩及砂质灰岩、石英岩状砂岩、石英岩等，层状结构、块状构造及千枚状构造，是构成库盆的主要基岩。
岩层倾向上游，倾角变化大，达46°
～67°
泥盆系危关群上组（Dwg2）分布于闸址区上游地段，为灰黑色炭质千枚岩、绢云千枚岩和石英千枚岩，岩层倾向上游，倾角35°
～59°
库区在地质构造上位于卧龙倒转向斜的南东翼，地层受构造影响较重，在走向上有扭曲现象，岩层中发育有北东、北西两组裂隙，倾角多为陡倾裂隙，其倾角一般大于50°
裂隙中一般无充填物，裂面闭合较好。
物理地质作用
区内为构造侵蚀高中山峡谷区，河谷两岸均为陡峭的岩质边坡，岩层受构造作用影响强烈，裂隙发育，地表浅部岩体在风化作用、人为地质作用等综合因素影响之下，其物理地质作用较为发育，主要有崩塌、局部危岩和小型滑坡。
但是，它们对工程无不良影响，仅构成库区固体径流的物源点。
工程地质条件
组成库盆的基岩多为千枚岩，抗渗性能好，为相对隔水层。
在库区地层中呈夹层状的砂质灰岩无岩溶现象，也不会产生渗漏。
同时，岩层均倾向上游，岩层中构造裂隙主要为陡倾裂隙，闭合度较好，无倾向下游的缓倾裂隙存在，这对防止库区的渗漏有利。
从地形上看，两岸山体雄厚，无低于正常高水位的邻谷存在，也无通向库外的沟谷。
因此，库区也不存在渗漏问题。
库区右岸边坡稳定性较好，无大型的崩塌，仅有两处危岩，其方量较小，距闸址400～600m，对工程无不良影响。
由于库区上游河道两侧，松散堆积物较多，斜坡剥蚀作用尚未得以控制，因此，库区尚存在淤积问题，工程设计中，应加强冲、排砂工程措施。
4.3闸坝区工程地质条件
本工程在河流规划工作的基础上，选择了上、下两个闸址，经过对两个闸址进行相关的比选工作，最终确定选择上闸址。
在上闸址选择了三条闸轴线，根据工程地质条件和工程设计的经济、合理性，对该闸址的Ⅱ上、Ⅲ上两条闸轴线进行了详细勘探工作。
闸址区为高山深切峡谷河段，河床主流位于右岸，水边线高程1621.60m～1624.00m，河水深（枯水期）0.75～1.43m。
右岸无边滩分布，左岸有宽阔的河漫滩，且延入库区，漫滩的中心高程1624～1627m。
右岸为陡峻的岩质边坡，左岸为公路，路面高程1631.50m～1632.60m，公路内侧为边坡陡峻的山体，外侧有部分人工堆积体。
河床为漂卵石夹沙，厚10～15m，地表漂石分布较多，约占30％左右。
两岸基岩为泥盆系危关群上组地层，其岩性为炭质千枚岩、石英千枚岩、砂质千枚岩等。
岩层倾向上游，倾角32°
～59°
在闸址右岸下游，有辉绿岩侵入体，于岸边出露两段，分布宽度98m和51m。
Ⅱ上闸轴线工程地质条件
该闸轴线方位角187°
，河水面宽20m，枯水期最大水深1.43m，水边线高程1623.18m，右岸无边滩分布，左岸分布有宽50余米的河漫滩，与公路的外坡相接，公路路面高程1632m。
河床冲洪积层厚10.50～15.20m，为不均匀级配的漂卵石类砂，密实度较好。
漂石在土体中起骨架作用，允许承载力可达0.40～0.50Mpa，可作为持力层。
漂卵石层中无成层的砂层分布，在闸址的下游钻孔内进行了简易抽水试验，测得其渗透系数为30.18m／d，属强透水层。
ZK1孔在接近基岩时（14.93m），孔内大量漏浆，终孔后数小时，孔内有地下水涌出，测得其流量为l.041／s。
经水样分析并与河水水样对比，离子含量上区别较大，水质类型也不同，表明为基岩裂隙水，但它们对混凝土均无侵蚀性。
下伏基岩界面在沿闸轴线方向，是向右岸倾斜，呈直线型。
顺河方向上，在右岸为凹凸型，在中部和左岸均为平缓直线型，表明其下游无深潭分布。
基岩岩性为云母角岩，局部夹薄层砂质灰岩和炭质千枚岩，其岩心采取率为66～83％，岩层的抗渗性能好，可作为相对隔水层。
两岸坝肩均为陡峻的岩质边坡，岩性为炭质千枚岩，稳定性较好。
右岸卸荷裂较发育，经探洞观察，其卸荷带宽10m，但毛洞自身稳定性好，在洞深9.50m处的一条裂隙的裂面上有泥膜充填。
在探洞的下游岸边，有三条长2～5m、宽l～24cm与河流斜交的陡倾裂隙。
在左坝端上游14m处的公路内侧，有一小规模的危岩体分布，体积约为142m3。
两岸基岩中的裂隙均为陡倾裂隙，无倾向下游的缓倾裂隙。
Ⅲ’上闸轴线工程地质条件
闸轴线方位角180°
，河床主流由右岸向左岸开始编转，河水面宽32m，枯水期最大水深1.50m，水边线高程1621.60m。
右岸有狭窄的边滩，基岩裸露，边滩与下游岩嘴相连，岩嘴伸入河床12m，其前缘宽约4m，高程为1622.59m，其后缘宽16m左右，与崖脚相接处高程1622.90m。
左岸河漫滩宽18m，与公路外侧边坡相连，在交接处有人工堆积体分布，公路路面高程1633.50m，其内侧为岩质边坡。
河床冲洪积层的物质组成和工程特性与Ⅱ上轴线基本相同，其厚度为11.75～15.20m，孔内无地下水涌出和漏浆现象。
下伏基岩界面在沿轴线方向呈“V”型，以ZK4孔处为最低。
顺河方向基岩界限形状在右岸为凹凸型，中部和左岸为平缓直线型，下游无深潭分布，基岩岩性为石英千枚岩、炭质千枚岩、云母角岩和辉绿岩，其工程特性良好，为良好的下卧层。
两岸坝肩岩体均为陡峻的岩质边坡，其岩性为石英千枚岩和炭质千枚岩，岩体稳定性较好，岩层中均为陡倾裂隙，无倾向下游的缓倾裂隙，裂隙闭合度较好，岸边卸荷裂隙相对不发育。
右岸闸轴线下游伸入河床中的岩嘴为石英千枚岩和辉绿岩，其工程特性良好，是良好的抗力体，对增强坝肩和右岸闸基的稳定极为有利。
工程地质评述
该闸址无严重的工程地质问题，工程地质条件良好，宜于工程兴建。
其中尤以Ⅲ’上闸轴线最佳，故为推荐方案，现将两轴线的工程地质条件列于表内进行比较。
表4闸轴线工程地质条件比较表
序号
项目
Ⅱ上闸轴线
Ⅲ’上闸轴线
备注
1
地形地貌
高山深切峡谷，两岸山体雄厚，左岸河漫滩宽50米
高山深切峡谷，两岸山体雄厚，左岸河漫滩宽20米
2
持
力
层
厚度
10.05～15.2m
11.75～15.2m
岩性
漂卵石夹砂
漂卵砾石夹砂
其它
有局部架空现象
无
3
坝肩岩体
碳质千枚岩；
右岸卸荷带宽10m；
左岸局部有危岩
石英千枚岩；
卸荷裂隙发育较差；
无危岩分布
4
河床下伏基岩有局部裂隙承压水
河床下伏基岩无局部裂隙承压水
5
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