团滩河水库电站工程设计依据.docx

团滩河水库电站工程设计依据1.1 工程等别及建筑物级别团滩河(水库)电站工程开发任务为发电，包括一级电站、二级电站共两个梯级电站，总装机容量2.1万KW,一级电站为混合式电站，水库正常蓄水位480m,相应库容为1598万m3,总库容为1687万m3,兴利库容为1146万m3,水库具有年调节性能。一级电站设计引用流量9.6m3s,电站装机容量2X5000KWo二级电站为引水式电站，坝前正常蓄水位338.5m,设计引用流量13.0m3s,电站装机容量2X7500KW。根据防洪标准(GB50201-94)和水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL51082003)的规定，一级电站为三等中型工程，枢纽主要建筑物拦河坝、溢洪道、引水建筑物为3级建筑物，结构安全级别为11级；根据电站装机容量确定厂房、电站尾水渠为4级建筑物，次要建筑物及临时建筑物为5级，结构安全级别为m级。永久性次要建筑物消能防冲设施等按4级设计，其结构安全级别为HI级；施工导流隧洞、围堰等临时建筑物为5级，其结构安全级别为m级。根据防洪标准(GB50201-94)和水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL51082003)的规定，二级电站为四等小(1)型工程，厂房、电站尾水渠、引水建筑物为4级建筑物，次要建筑物及临时性建筑物均为5级，结构安全级别为In级。根据取水枢纽库容、坝高确定取水枢纽主要建筑物为5级建筑物，次要建筑物及临时建筑物为5级建筑物，结构安全级别为In级。1.2 设计安全标准(1)洪水标准首部枢纽根据防洪标准(GB50201-94)和水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL51082003)的规定，一级电站挡水坝设计洪水频率为10050年一遇，定为50年一遇(P=2%),校核洪水标准依坝型而不同，混凝土面板堆石坝定为1000年一遇(P=0l%),埋石混凝土重力坝定为500年一遇(P=0.2%);消能防冲建筑物洪水频率为30年一遇(P=3.33%)o根据防洪标准(GB50201-94)和水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL51082003)的规定，当山区、丘陵区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度低于15m,且上、下游水位差小于IOm时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定。据此确定二级电站挡水坝设计洪水标准为10年一遇(P=IO%),校核洪水标准为20年一遇(P=5%)；消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇(P=I0%)。厂区工程根据防洪标准(GB50201-94)和水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL51082003)的规定，一、二级电站厂房设计洪水标准为50-30年一遇,定为50年一遇(P=2%),校核洪水标准为100年一遇(P=l%)推荐方案工程主要建筑物洪水标准见表6-1o主要建筑物洪水标准表表6-1由十上之殊建特物I招主出永宙林炫出7k击一级电站拦河即3刎5隼l隼由才工厂电绯Sn生1住引水3Fa家70位1隹潜能防於.辑an住/二级电站拦河即S辄住住由站厂房4幺H5年1年己I永建特,幺J51住s住消能防冲5匆10住/(2)抗震设计标准根据中国地震动参数区划图(GB18036-2001),本区地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期035s,相当于地震基本烈度Vl度。根据水工建筑物抗震设计规范(DL5073-1997)的规定，本工程可不进行抗震计算。2008年四川省汶川地震对四川省境内多个水利工程造成不同程度的损伤，部分工程遭遇险情。根据地震部门资料显示,2008年5月12日下午主震发生时，震波传递到重庆市境内的震级低于5级，烈度小于VI度，对水工建筑物造成的影响有限。本工程最大坝高为72%总库容为1687万11均达不到规范规定的提高一度设防标准，故本次设计建筑物不进行抗震计算。(3)建筑物安全超高按照水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL5180-2003)之规定，一级电站面板堆石坝安全超高：设计情况07m,校核情况0.5m；重力坝安全超高:设计情况04m,校核情况0.3mo二级电站拦河坝安全超高:设计情况03m,校核情况0.2m。按照水工隧洞设计规范(DI7T5195-2004)之规定，无压引水隧洞洞内水面线以上空间不宜小于隧洞净断面面积的15%,且高度不小于40cmO1.3 设计采用的主要技术标准、规程、规范水电工程可行性研究报告编制规程(DI7T5020-2007)水电工程预可行性研究报告编制规程(DL/T5206-2005)水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL5180-2003)水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-2006)；防洪标准(GB50201-94)水工建筑物抗震设计规范(DL5073-2000)水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)砌石坝设计规范(SL25-2006)混凝土重力坝设计规范(DL5108-1999)混凝土面板堆石坝设计规范(DI7T5016-1999)碾压式土石坝设计规范(DI7T5395-2007)混凝土坝安全监测技术规范(DI7T5178-2003)土石坝安全监测技术规范(SL60-94)溢洪道设计规范(DI7T5166-2002)水闸设计规范(SL265-2001)水利水电工程进水口设计规范(DI7T5398-2007)水工隧洞设计规范(DL/T5195-2004)水电站调压室设计规范(DL/T5058-1996)水电站引水渠道及前池设计规范(DL/T5079-1997)水电站压力钢管设计规范(DL/T5141-2001)小型水力发电站设计规范(GB50071-2002)水电站厂房设计规范(SL266-2001)水工混凝土结构设计规范(DL/T5057-1998)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DI7T5148-2001)。水力发电厂机电设计规范(DI7T5186-2004)水利水电工程启闭机设计规范(DL/T5167-2002)水电水利工程工程量计算规定(DL/T5088/999)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)1.4 设计基本资料1.4.1 水文、气象及泥沙设计采用的工程区水文、气象与泥沙资料见表6-2。团滩河（水库）电站工程水文、气象与泥沙资料一览表表6-2项目单位一级电站二级电站备注水文坝址以上流域面积km2151226.1多年平均流里m3s3.825.72多年平均径流量亿m31.21.8泥沙多年平均输沙量万t13.9设计30年坝前淤积高程为445.0m悬移质输沙量万t12.1推移质输沙里万t1.82气多年平均降mm1135.6云阳气象站象雨量多年平均蒸友里mm1323.620Cm蒸发皿观测值多年平均气温18.7极端最低气温-4.0极端最高气温41.7多年平均最大风速m/s9.91.4.2水位流量关系一级电站坝址坝下水位流量关系一级电站坝址坝下天然水位流量关系曲线见表6-3。一级电站坝址坝下天然水位流量关系表表6-3水位(m)406.20406.50407.00407.50408.00408.50409.00409.50流量(m3/s03.119.152101170259372)水位(m)410.00410.50411.00411.50412.00412.50413.00流量(m3/s)5086888871090135016301930一级电站厂址水位流量关系一级电站厂址水位流量关系曲线见表6-4o一级电站厂址处水位流量关系成果表表6-4-,k÷7/I1njonjocQylOC勺/1勺4(QQ/U八nnA1COQ1C1Q/IQ<nnQQHQ/ICC/1(C/1(Q/17疵&1”八1Ann1nn0Q9二级电站坝址坝下水位流量关系二级电站坝址坝下天然水位流量关系曲线见表6-5。二级电站坝址坝下处天然水位流量关系成果表表6-5QQQQQ/1QQ/1QQCQQCQQQQaQQr7麻层/1二匚公Q17QQr7Q11n山信QQr7QQQQQQQQ疵&1二二八1Q/19QQ11OQ二八二级电站厂址水位流量关系二级电站厂址水位流量关系曲线见表6-6o二级电站厂址水位流量关系成果表表6-6-»lz/占1OO1O1OIOC1OU1O公1OC1Or7沽&Aacr7二1。公0Q/1Q7Q二QQQ-V舟1Qr71QQ1QQ1Q1Q1Q八疵&11on1/1Q17791Q9RQ91n1.4.3特征水位及流量(1)一级电站一级电站水库特征水位及流量见表6-7,厂区特征水位及流量见表6-8o一级电站水库特征水位及流量表表67项目最大入库流量(m3s)上游库水位(m)相应下游水位(m)下泄流量(rrP/s)校核洪水(P=0.1%)1960481.39412.961900设计洪水(P=2%)1270480.0411.871270P=5%洪水1070480.0411.451070P=10%洪水910480.0411.06910P=3.3%洪水1160480.0411.651160正常蓄水位/480.00/死水位/445.00/一级电站厂区特征水位及流量表表6-8项Il水位(m)流量(r113s)校核洪水(P=l%)345.981590设计洪水(P=2%)345.761420最低尾水位338.77/(2)二级电站二级电站取水枢纽特征水位及流量见表6-9,厂区特征水位及流量见表6-10o二级电站取水枢纽特征水位及流量表表69项目最大入库流量(m3s)上游库水位(m)相应下游水位(m)下泄流量(l113s)校核洪水(P=5%)1490340.07337.421490设计洪水(P=10%)1270339.51337.121270正常引水位/338.5/二级电站厂区特征水位及流量表表6-10项H水位(m)流量(r113s)校核洪水(P=l%)189.152250设计洪水(P=3.33%)188.842010最低尾水位183.943.31.4.4水利动能指标各级电站水利动能指标见表6-11表6-120一级电站水利动能指标表表6-11项目单位数值项目单位数值装机容量kW10000水库调节特性年调节机组台数台2机组安装高程m340.42多年平均发电量万kW.h3108单机引用流量m3/s4.8保证出力万kW1179电站最大水头m133.0水轮机型号HLA575C-LJ-95电站最小水头m106.0发电机型号SF5000-8/260O电站加权平均水头m123.9年利用小时数h3108电站设计水头m123.85二级电站水利动能指标表表6-12项目单位数值项目单位数值装机容量kW15000年利用小时数h3354机组台数台2机组安装高程m185.25多年平均发电量万kW.h5032单机引用流量m3/s6.5保证出力万kW2163电站最大水头m145.58水轮机型号HLA575C-LJ-110电站最小水头m142.94发电机型号SF7500-8/2600电站设计水头m144.01.4.5地基特性团滩河(水库)电站工程一级电站大坝坝基地层岩性为侏罗系中统新田沟组(K)砂岩、泥岩、页岩及灰岩。一级电站引水隧洞沿线依次穿越侏罗系中统新田沟组(J2X)岩屑石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、页岩、介壳砂岩；中下统自流井组(J1.2Z)介壳页岩、粉砂岩、砂岩、砂质页岩、泥岩、介壳砂岩；下统珍珠冲组(JlZ)岩屑石英砂岩、泥质粉砂岩、页岩、薄层煤；三叠系上统须家河上亚组(T3j2)岩屑石英砂岩、砂岩、页岩、炭质页岩、薄层煤；三叠系上统须家河下亚组(T3J)岩屑石英砂岩、页岩、砂岩、薄层煤、砂质页岩。根据岩性组合、岩体结构、岩石强度、主要结构面特征、地下水状态等将围岩分成II、IV、V三类。一级电站厂房发电机组置于基岩上，其它次要建筑置于砂卵石层。各类岩、土的物理力学及抗剪强度指标建议值见表6-136-16o一级电站坝址区岩体（石）物理力学参数建议值表6-13LU石石名称风化程度颗粒密度Ppgcm3干密度Pdg/cm3饱和吸水率Ws%孔隙率n%干抗压强度RsMPa饱和抗压强度RsMPa软化系数n变形模量Eo(GPa)弹性模量EGPa泊桑比承载力砂Uj石微风化2.722.660.772.0548.2-15038.5-1000.8630350.245-6弱风化2.712.650.862.2246.7-9048.7-63.70.7520250.254灰1.Ll石弱风化2.722.670.621.6051.5-81.239.2-61.70.6015200.203-4泥、页UL4石微风化2.712.640.972.636.9-86.913.3-46.10.5010150.301.5-2.0弱风化2.702.630.952.825-4012-200.508100.351.3-1.5一级电站坝址区岩体力学参数建议值表6-14岩石名称风化程度混凝土/岩体岩体/岩体f,C,(MPa)ff,C,(MPa)fC(MPa)砂岩微风化1.10.90.701.150.90.700弱风化0.90.80.61.000.80.60泥、页岩微风化0.70.40.50.70.40.50弱风化0.60.20.40.600.20.400灰石微风化0.90.60.651.00.80.650弱风化0.80.50.650.80.70.60胶结结构面0.700.15无充填结构面0.600.08一级电站引水隧洞围岩物理力学参数建议表表6-15建议参数抗压强变形度抗剪强度密模量围(MPa)单位弹坚泊）乂I-Ll石软化内凝性抗力固Y松类系数摩聚系数系gEX比别干湿Ka擦力K0数/IO3RaRw角CMPa/cmfcmMPaMPoa2.0.60641400.61523504II07*142.80451.0200.80507292.0.1102300.10.52951IV*w*w*w05*wZZ*w<*w2.2010350.45.00.102335<V2.300.10.50.50.815一级电站厂区基础岩土物理力学参数建议值表表6-16岩土的名称容许承载力(MPa)砂、卵砾石0.40.5砂岩夹页岩(弱风化)33.5薄至中厚层泥质灰岩夹页岩(弱风化)2-2.5团滩河(水库)电站工程二级电站大坝坝基地层岩性为第四系冲洪积(Q1)层，主要为砂卵砾石层；三迭系中统巴东组一段地层页岩、钙质页岩夹泥质灰岩，泥质灰岩、白云质灰岩；三迭系中统巴东组二段地层泥岩、页岩夹粉砂岩。二级电站引水建筑物依次穿越三叠系中统巴东组第一段(T2b)含白云质灰岩、泥质灰岩，页岩；三叠系中统巴东组第二段02)页岩、泥岩、砂质页岩、泥质粉砂岩、泥质灰岩；三叠系中统巴东组第三段(T2b3)英砂岩、页岩、砂岩、薄层煤、砂质页岩；三叠系上统须家河下亚组(T3jl)石英砂岩、页岩、砂岩、薄层煤、砂质页岩；三叠系上统须家河上亚组(T3j2)石英砂岩、长石砂岩、页岩、炭质页岩、薄层煤；侏罗系下统珍珠冲组OlZ)石英砂岩、泥质粉砂岩、页岩、薄层煤；侏罗系中下统自流井组。L2Z）粉砂岩、砂岩、砂质页岩、泥岩，介壳页岩、粉砂岩、介壳砂岩；侏罗系中统新田沟组。2X）石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、页岩、介壳砂岩。根据岩性组合、岩体结构、岩石强度、主要结构而特征、地下水状态等将围岩分成II、III、IV、V三类。二级电站厂房基础直接置于砂卵石层上。各类岩石的物理力学及抗剪强度指标建议值见表6-176-2Io二级电站坝址区砂卵砾石物理力学指标建议值表6-17±的名称天或密度g/cm3内摩擦角o凝聚力KPa变形模量MPa压缩模量MPa充许承载力MPa基底摩擦系数参透系数k(md)允许水力坡降J允卵砾石夹2.130025200.450.4560-800.15-0.2砂218二级电站坝址区岩石物理力学指标建议值表6-18U-I石风自然岩石/岩石抗剪断强度岩石/岩石抗剪强度混凝土/岩石抗剪断强度混凝土/岩石抗剪强度变形模量弹性模量泊允许承载石名称化程度密度g/cm3Fc,(MPa)fC(MPa)f,c,(MPa)fC(MPa)IO3(MPa)IO3(MPa)松比(U)力R(MPa)LU石屑石英弱风化2.640.8-1.00.7-0.90.6-0.5500.8-0.90.7-0.80.6-0.65010-1212-150.204-5砂U-I石砂质泥IJU石弱风化2.670.45-0.550.20.4-0.4500.550.150.400.7-11-1.50.350.8-1.2粉砂U-I石弱风化2.650.7-0.80.6-0.80.5-0.5500.7-0.80.4-0.470.45-0.505-66-70.281.5-1.8贞U-I石弱风化2.660.50-0.550.20.4-0.500.50-0.600.20.4-0.4500.8-1.215-2.00.301.0-1.5泥质弱风2.660.8-0.90.6-0.70.55-0.600.75-0.850.5-0.60.55-0.608-1010-120.253-4灰石化泥质灰Li-I石中缓倾结构面0.550.08二级电站引水隧洞围岩物理力学参数建议表表6-19围岩类别建议参数密度Yg/cm抗压强度(MPa)软化系数Ka抗剪强度变形模量泊松比单位弹性抗力系数K0MPa/cm坚固系数f干Ra湿RwOCMPaEXIO3MPaII2.62.760/*-/14041*>800.740450.61.015/*-/200.23/*>0.2950/*-/8045IV2.12.310202100.530*,*w/350.10.40.55.00.29Z,*w0.355101*w2V<2.1300.10.50.50.50.86工程布置及主要建筑物二级电站厂区覆盖层物理力学参数建议值表表6-20士的名称天然密度抗剪强度容许承压缩模量基底摩擦系数KNm3(°)C(kPa)(MPa)(MPa)含碎石粉质粘土18.210250.1560.25松散-稍密卵砾石20.52600.50180.45密实卵砾石22.03501.00200.50二级电站厂区岩体力学参数建议值表6-21岩石名称风化程度允许承载力(MPa)临时边坡砂岩弱风化3.51：0.5页岩弱风化1.01:0.75灰岩弱风化3.01：0.5泥岩弱风化LO1：0.751.4.6电站进水口、发电引水隧洞及压力管道设计原则电站进水口应满足发电死水位时孔口最小淹没深度的6工程布置及主要建筑物要求；拦污栅过栅流速不超过LOms,发电引水隧洞洞内经济流速不超过3.5ms;压力管道及支管内的设计流速宜为35mSo1.4.7材料重度混凝土及埋石混凝土重度24kNm3,钢筋混凝土重度25kNm3,淤沙浮容重7kN1.4.8糙率碎衬砌：0017,水泥砂浆抹面：0.017,有裂缝的砂岩喷C15碎：0.028,压力钢管：0.012o