江坪河电站施工设计.docx
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江坪河电站施工设计
江坪河电站施工组织设计原始资料
1.1工程概况
江坪河水电站位于溇水上游河段，地处湖北省鹤峰县走马镇。
坝址至走马镇19km，经走马镇向西至鹤峰县城84km，经走马镇向东至湖南省石门县城167km。
溇水是澧水的最大支流，地跨湘、鄂两省，发源于湖北省鹤峰县下坪镇七垭村，流向自西北向东南，流经鹤峰县至大也坪，再沿湘鄂两省边界到江口朱家村，进入湖南省桑植县，于湖南省慈利县城汇入澧水。
溇水全长250km，流域面积5048km2，淋溪河以上河段为溇水的上游河段，河段长130km。
江坪河水电站坝址以上河段长113km，坝址控制流域面积2140km2。
本工程开发任务以发电为主，兼顾防洪。
工程为一等大
（1）型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸泄水建筑物（包括隧洞式溢洪道和泄洪放空洞）、左岸引水发电系统等建筑物组成。
水库正常蓄水位470.0m，汛期限制水位459.7m，死水位427.0m，正常蓄水位以下库容12.56亿m3，调节库容6.78亿m3，具有多年调节能力。
电站装机2台，总装机容量450MW，多年平均年发电量9.64亿kw.，坝顶宽10.0m，坝顶长度414.00m，最大坝高219.00m。
坝顶上游设置L形防浪墙，防浪墙顶高程477.20m，下游设混凝土挡墙，大坝上游坡比为1∶1.4，下游综合坡比为1∶1.4，局部坡比1∶1.36，设置4级马道，马道宽2m。
坝体自上游向下游分为粘土铺盖层（ⅠA区）、盖重层（ⅠB区）、混凝土防渗面板、垫层料区（ⅡA区）、过渡区（ⅢA区）、主堆石区（ⅢB区）、次堆石区（ⅢC区）和下游面大块石护坡。
ⅠA区顶高程380.00m，厚6.0m，ⅠB顶宽9m，上游坡1:
2.0；ⅡA区垫层料水平宽度4.0m，采用龙王庙灰岩人工轧制；ⅢA区过渡料水平宽度6.0m，采用洞挖料和冰碛砾岩料；ⅢB区采用冰碛砾岩料，ⅢC采用开挖利用料和冰碛砾岩料。
垫层料采用厚层灰岩人工轧制，最大粒径80mm，设计干密度2.25gcm3，相应孔隙率为15.4%。
过渡料采用洞挖利用料和冰渍砾岩料场料，设计干密度2.2gcm3，相应孔隙率为18.8%。
主堆石料主要采用冰渍砾岩，设计干密度2.l6gcm3～2.20gcm3，相应孔隙率为19.7%～18.2%。
次堆石料采用大坝和泄洪建筑物开挖料中的可利用料，不足部分由冰渍砾岩料场开挖，设计干密度采用2.16gcm3左右，相应孔隙率为19.7%～20.3%。
混凝土面板厚度沿高程变化，高程400.00m以上采用等厚面板，厚度0.45m，底部厚度1.1m，分缝间距为6m和12m，两岸受拉区面板宽6m，中间受压区面板宽12m。
面板分三期浇筑，不设永久水平缝，第一期面板顶高程320.00m，第二期面板顶高程400.00m，第三期面板顶高程472m。
在高程400m以上三期面板混凝土强度等级采用C30，高程400m以下一、二期面板混凝土强度等级采用C35，抗渗等级W12，抗冻等级F200。
趾板采用坝前设标准板，下接防渗板的结构型式，标准板宽度从6～8.5m，相应厚度从0.6～1.0m，防渗板宽度6～8.5m，水力梯度控制在10左右。
趾板与基岩间设有锚筋连接。
趾板分缝原则是尽量少设伸缩缝，仅在左右岸趾板的转折点及地质缺陷处设有伸缩缝，缝底部设一道铜止水，上游嵌入基岩，下游与周边缝底部止水连成整体。
趾板混凝土强度等级为C25，抗渗等级为W12，抗冻等级F200。
周边缝止水周边缝止水系统采用三道止水加自愈系统，即“粉煤灰与表层塑性填料～中部铜止水～底部铜止水”的止水结构。
面板坝垂直缝止水：
两岸坝肩附近张拉缝设表面塑性填料止水与底部“W”型铜止水。
河谷中部面板挤压缝设底部“W”型铜止水，表面塑性止水，在高程375m以下设一道中部铜止水。
坝基防渗设计标准：
坝基及近岸地段透水率q≤1Lu，远岸地段q≤5Lu。
防渗帷幕轴线在坝体沿混凝土面板堆石坝趾板布置，再自左、右坝肩视建筑物布置位置延伸，左岸穿过地面厂房引水洞后向下游折转接至隔水地层∈高于470m高程处；右岸穿导流洞、泄洪放空洞后延伸接溢洪道，并顺坝轴线方向延伸，接至右岸∈2k地层地下水水位高于正常蓄水位470m处。
为封闭下部∈灰岩的渗漏通道，防渗帷幕下部往上游折转为垂直岩层走向方向延伸来封闭∈灰岩，往南西方向防渗帷幕端点按高程170m控制延伸至∈∈分层处。
防渗帷幕主要技术参数：
帷幕灌浆孔排数，坝基及向两岸坝肩延伸100～150m范围布置两排，其余布置单排灌浆孔。
孔距.2.5m，排距1.5m。
（2）泄水建筑物布置
泄水建筑物包括2孔溢洪道和1孔泄洪放空洞。
溢洪道为2条平行布置的隧洞式溢洪道，洞轴线间距35m，2条溢洪道孔口及隧洞断面尺寸相同，引水渠共用，进水渠底板高程438.50m。
控制堰采用开敞式孔口，溢流堰采用WES实用堰，堰顶高程448.00m，孔口宽14m，溢流堰设弧形工作门和平板检修门。
泄槽采用无压隧洞型式，断面为城门洞型，隧洞宽度14m。
隧洞式泄槽由底坡为1∶0.8的陡坡段、半径为80.0m的反弧连接段、缓坡段及出口挑流鼻坎组成。
右岸泄洪放空洞，平行于溢洪道布置，进口底板高程370.00m，闸门控制段上游为压力隧洞段，闸门控制段后接无压隧洞，断面型式为城门洞形。
出口采用挑流消能方式。
（3）引水发电系统布置
引水系统采用一洞一机的引水方式，采用岸塔式进水口，设有2孔闸门段设一扇平板检修闸门和一扇工作闸门，孔口尺寸均为5m×7m（宽×高）。
引水隧洞内径6.4m，全部为有压隧洞，两条引水隧洞平行布置。
地面厂房布置在左岸陡坎下的阶地，⒂冲沟上游，靠近大坝下游建基面开挖线。
厂区范围内主要布置地面厂房（包括安装场）、开关站、出线场及副厂房等建筑物。
1.2现场自然条件
1.2.1气象特性
溇水为澧水的最大支流，发源于湖北省鹤峰县下坪镇七垭村。
江坪河坝址位于溇水上游，湖北省鹤峰县走马镇阳河乡境内，坝址以上集水面积2140km2。
溇水流域属副热带季风气候区，雨量充沛，气候温和，四季分明。
该流域在夏季既受西风带天气系统的控制，也受副热带系统的影响，有时受两类系统的共同作用，锋面活动显著，气旋经过频繁，是长江流域著名的暴雨区之一。
形成本流域暴雨的天气系统主要是锋，加上流域地形对偏东气流的抬高作用，易造成量大且强度高的暴雨。
如著名的“35.7”暴雨，其中心在临近本流域的五峰县湾潭镇，五峰站调查的最大1d降雨量为422.9mm，5d降水量达1281.8mm。
本流域年内降雨分配很不均匀，主要集中在4～8月份，此间降水量可占全年降水量的70%左右。
降雨受山区地形变化的影响，分布不均，一般随着地势的增高而雨量增加。
江坪河坝址处无气象站，坝址上游鹤峰气象站及附近走马坪气象站及邻近流域桑植气象站气象特征值统计见表1-1。
表1-1鹤峰、走马坪、桑植累年气象站气象要素统计表
项目
单位
鹤峰
走马坪
桑植
备注
平均降水量
mm
1684.5
1871.1
1396.9
最大1d降水量
mm
277.8
265.6
373.8
平均蒸发量
mm
1000.5
921.8
1119.7
平均气温
℃
15.4
12.2
16.3
极端最高气温
℃
40.0
29.7
40.7
极端最低气温
℃
-10.0
-5.6
-10.2
平均相对湿度
%
81
83
79
平均风速
ms
0.6
1.3
最大风速风向
ms
14.0ENE
16.0ENE
19.3NNE、SSW
走马坪实测最大18m无风向记录
江坪河坝址施工气象要素特征值见表1－2。
表1－2江坪河坝址施工气象要素特征值
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年平均
累年月年平均气温
（℃）
4.6
5.8
10.0
15.6
19.7
22.9
25.6
25.3
21.4
16.3
11.2
6.5
15.4
累年月年平均相对湿度
（％）
79
79
79
80
82
82
83
81
82
83
82
81
81
累年月处平均风速
（ms）
0.7
0.8
0.8
0.7
0.6
0.6
0.7
0.7
0.5
0.4
0.5
0.6
0.6
溇水多年各月平均水温
（℃）
7.5
8.7
12.3
16.2
18.8
21.1
23.3
25
22.4
18.5
14.4
9.5
16.5
注：
根据鹤峰站多年观测的资料，极端最高气温40℃，极端最低气温-10.0℃。
1.2.2水文特性
江坪河水电站水文分析计算的依据站为红花岭水文站，控制流域面积2393km2。
依据江坪河水电站可行性研究阶段成果，江坪河坝址多年平均流量为81.1m3s，多年平均径流量为25.6亿m3，坝址各月各频率平均流量见表1-3。
依据红花岭水文站1952年至2002年多年月、年平均流量资料分析，年内4月至9月份为丰水期，其径流量占年径流量的78.64%，其中，5月至7月径流量占年径流量的51.02%，12月至次年2月径流量占年径流量的5.86%，1月份最枯，其径流量仅占年径流量总的1.61%。
表1-3江坪河坝址各频率月年平均流量成果表单位：
m3s
项目
频率P（%）
5.0
20.0
50.0
75.0
95.0
1月
33.0
21.2
13.0
8.91
6.09
2月
54.1
34.3
20.0
12.8
7.20
3月
106
66.1
38.0
23.8
13.3
4月
150
112
78.5
57.4
34.4
5月
249
175
117
84.0
52.3
6月
320
223
143
95.7
48.2
7月
468
300
172
87.4
30.3
8月
317
170
78.7
42.3
24.9
9月
204
118
58.0
28.4
7.40
10月
157
96.6
51.7
28.1
9.30
11月
98.4
61.2
33.4
18.5
6.38
12月
42.9
27.3
15.9
10.1
5.72
年平均
125
100
78.1
63.5
46.9
溇水流域洪水系暴雨形成，其季节变化与暴雨一致。
每年3月份，太平洋暖湿气团开始登陆，4月份由南入侵，6月份到达湘北，7份月与长江平行，故本流域5月至7月份锋面活动显著，气旋经过频繁，降雨较多。
由于北南冷暖气团每年相遇的时间先后不同及强弱不等的原因和流域（山地）地形的影响，本流域每年3月至9月份均可发生年最大洪水。
每年3月至5月份，降雨在时程分配上较均匀，强度不大，河水涨落频繁，但量级一般不高。
6月、7月份多出现历时长、强度大的暴雨，故6月、7月份出现年最大洪水的次数最多。
8月、9月份的洪水多因局部暴雨形成。
根据红花岭水文站1954年至2002年资料统计，年最大洪水最早发生在3月29日（1959年），最迟发生在9月23日（1970年），年最大洪水主要出现在5月至8月份，占89.7%，年最大洪水各月发生情况见表1-4，各月实测最大最小流量见表1-5。
表1-4红花岭站（江坪河坝址）年最大洪水各月发生情况统计表
月份
3
4
5
6
7
8
9
年
发生次数
1
1
6
14
18
6
3
49
百分比（%）
2.1
2.1
12.2
28.6
3
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