某引水式电站闸坝设计说明书Word格式.docx

1、 milldam; entirely milldam project; Pivot lay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

2、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

3、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

4、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30.535 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1631.501636.00m，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

5、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49月，约占全年降水的86，其中68月约占50，而122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.

6、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（E125S）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，45月径流主要由降水和融雪等混合补给，610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510月为丰水期，多年平均水量占全年水量的81.5，其中69月占全年的62.5；114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

7、.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69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23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23.70m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%146713141210994884775697643526440

8、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 0.65 kg/m3，汛期（510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）3110.70.70.50.50.250.250.100.100.050.050.010.01占总沙量百分比（%）1.02.23.010.527.329.521.35.23.2.4 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）2550100200300400水位（m）1621.001621.801622.401622.801623.45162

9、3.801624.1550060070080090010001624.501624.721624.951625.151625.381625.70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16003000m。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

10、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1020m，后者以碎石亚砂土为主，厚 025m。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

11、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0.1l ls。水质类型以 HCO3一Ca型水为主，矿化度0.l0.2 gl，pH值77.5。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 0.92.1m，水量0.31 ls，水质类型为HCO3一Ca型水，pH值7.27.4。地质灾害工区内由于地形畸岖，构造强烈，岩层破碎，

12、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60120m（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4080m，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，

13、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3468。二迭石炭系（cp）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4667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

14、 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

15、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400600m，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

16、和工程设计的经济、合理性，对该闸址的上 、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1621.60m1624.00m，河水深（枯水期）0.751.43m。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16241627m。右岸为陡峻的岩质边坡，左岸为公路，路面高程1631.50m1632.60m，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1015m，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3259在闸址右岸下游，有辉绿岩侵入

17、体，于岸边出露两段，分布宽度98m和51m。 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10.5015.20m，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0.400.50Mpa，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30.18md，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

18、流量为l.04 1s。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6683，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25m、宽l24cm与河流斜

19、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。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上轴线

20、基本相同，其厚度为11.7515.20m，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 目上闸轴线上 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10.0515.2m11.7515.2m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下