四级水电站施工组织设计#四川.doc
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1、第一章工程概述1.1.1 工程概述某某水电站位于某某省某某甘洛县嘎日乡和越西县白果乡境内,为大渡河中游右岸支流尼日河梯级电站的第四级。为引水式开发的高水头电站,它由首部枢纽、引水系统、厂区枢纽三部分组成。上游水库总库容49.8万m3,正常蓄水位1279.0 m,设计水头162 m,设计引用流量57 m3/s,装机容量327MW,保证出力20.2MW,年利用小时5360h,多年平均发电量43400kWh。主要建筑物概况:(1)首部枢纽首部枢纽包括挡水闸坝和进水口。混凝土闸坝位于尼日河花果山铁路桥下游520m处,建于软基上,最大闸高21.9m;坝顶高程1280.5m,长88.5m;坝左、右为挡水坝
2、段,共长35.5m,中部为泄洪冲沙闸段,长32m,设5孔底孔式平底的泄洪冲沙闸,孔口尺寸均为7m8m(宽高),闸室底板高程泄洪闸为1264m,冲沙闸为1263.5m,闸室长32m;设5扇弧形工作门和5扇平面检修门;坝基采用防渗墙及帷幕灌浆处理,坝肩采用帷幕灌浆防渗;闸下游消能设施长70m。进水闸位于坝上游右岸;为岸塔深式进水口;进水室底板高程1265.5m,设2道互为备用的拦污栅和1扇平面检修门;拦污栅的孔口尺寸为6m12m(宽高),检修门的孔口尺寸为6m5.0m(宽高)。(2)引水系统引水建筑由右岸有压隧洞、阻抗式调压井和埋藏式压力管道组成。有压隧洞总长12649.67m,断面为平底马蹄形,
3、设计引用流量57m3/s,相应流速3.19m/s,围岩以、类为主,、类约占20.94%;采用钢筋混凝土衬砌为主,局部采用喷锚支护,沿洞线设有8个施工支洞。调压井位于隧洞尾部,为露顶的阻抗式调压井,井筒直径9m,高81m,阻抗孔直径1.9m;井筒钢筋混凝土衬砌厚度1m。压力管道为竖井式全埋管,主管长430m,直径4m,管壁厚2028mm;进厂方式为一管三机,卜型布置,支管总长83m,直径2.5m。(3)厂区枢纽厂房为地面式,位于右岸斯足河上游2km的小冲沟附近,由于地形狭窄,厂区建筑布置比较紧凑。主厂房依山开挖而成,长54.5m,宽19.28m,内装三台HLA520型水轮发电机组。主厂房下游为副
4、厂房和主变场,副厂房平面尺寸为21m8m(长宽),第三层为GIS户内式开关站。送出工程为两回110KV线路。1.1.2 水文气象和工程地质1.1.2.1 水文(1)流域概况尼日河位于某某北部,是大渡河中游右岸一级支流。地理坐标为:东经;北纬。源流有两支,主支普雄河发源于沙木拉打,北流至牛日与源于瓦吉木梁子的越西河汇合后称牛日河(亦称尼日河)。继续北流,经越西县的乃托、漫滩、梅花,甘洛县的某某、新市坝、岩润、苏雄等乡镇,在尼日注入大渡河。河流全长140km,流域面积4062km2,河床坡降11.6。流域南邻孙水河、昭觉河,东面北段以马鞍山与官料河、共安河,南段以年渣果、燕子崖与美姑河分界。西面以
5、小相岭北段与南桠河,南段与安宁河分水。尼日河水系发育,主要支流有白沙河、斯足河、甘洛河、田坝河。河流系山溪性河流,河床切割深。峡谷处河床多呈“V”型,宽谷有阶地。上游地区植被较好,源头及分水岭附近地区有森林分布,中、下游地区植被情况较差,高山上部有部分乔木,中部林地以灌木为主,间有耕地。某某电站是尼日河流域梯级开发的第四级电站,其河床平均坡降20.5。取水口控制集水面积1988km2,厂址控制集水面积2148km2,分别占全流域面积的49%和53%。本流域属某某盆地西南亚热带湿润气候区,季节变化明显。因海拔高度和地形起伏变化而形成特殊山地气候,日内温差较大,气候垂直差异亦很显著。域内气候主要受
6、高空西风环流,印度洋和太平洋季风气流控制。冬季受西风带气流影响,寒冷少雨,夏季受东南暖湿气流影响,湿热多雨。冬、春季高山上有积雪。厂、坝址处无气象资料,距离厂坝区1020km有甘洛气象站,将其资料移用于工程河段。根据统计,年平均气温16.2,七月份平均气温24.1,一月份平均气温7.1,平均风速2.1m/s,相对湿度68%,多年平均降雨量949.0mm。尼日河雨量垂直变化较大,随海拔升高而增大。(2)径流尼日河径流来源降雨,其次为高山融雪和地下水。某某电站工程河段无实测水文资料,结合工程位置及邻近测站资料情况,径流计算选用顺河、岩润两水文站作为设计依据站。本次设计最终采用某某电站闸址年、枯径流
7、见下表:某某电站设计径流成果表 表11 单位:m3/s时 段均 值设 计 流 量P=10%P=50%P=90%年(5翌年4月)59.871.859.448.6枯(11翌年4月)20.724.820.616.8(3)洪水1设计洪水尼日河洪水由暴雨形成,洪水出现时间与暴雨相应。但是因地形和水汽条件限制,不仅在全流域发生暴雨的机会少,而且大面积暴雨中心位于域内的情况也少见。多数情况为安宁河或马边河及青衣江暴雨的波及区。经计算某某电站各坝址和厂址的设计洪水和校核洪水,坝址500年一遇(P=0.2%)校核洪水流量1990m3/s,50年一遇(P=2%)设计洪水流量1490m3/s。厂房200年一遇(P=
8、0.5%)校核洪水流量1880m3/s,50年一遇(P=2%)设计洪水流量1560m3/s。某某电站设计洪水成果表表12 单位:m3/s项 目位 置主 要 频 率 值(%)0.20.5123.3102050闸 址19901640149013201110933677厂 址18801730156011709827122施工洪水施工洪水详见表13。某某电站闸址及厂址分期洪水成果表表13 单位:m3/s位置P(%)1月2月3月4月5月69月10月11月12月闸址1024.421.133.5122383111042312338.82022.919.727.578.028593332798.635.4厂址
9、1026.322.836.2130404117044513141.92024.821.329.782.930098334410538.3(4)泥沙推移质主要来源于崩塌、滑坡,悬移质则来源于流域内大面积的表土冲刷。尼日河岩润站有19591968年、19702002年泥沙实测资料,将各年月含沙量移用于电站闸址,并结合闸址所作的悬移质颗料级配分析资料,由此算出坝址处多年平均悬移质输沙量190万t,年平均含沙量1.03kg/m3。,多年平均推移质输沙量为 40.5万t。(5)水位流量关系曲线某某电站设计断面无实测水位流量资料,通过实测断面,及河水水边线,采用水力学公式计算绘制。河床糙率参考岩润、顺河两
10、站实测计算的糙率值,结合河床质组成情况分析选用,取值0.0550.065。坝址及厂址的水位流量关系曲线分别见表14和表15: 水位(m)流量(m3/s)水位(m)00.20.40.60.81261.00.3571262.05.3510.319.228.141.01263.053.968.883.71011191264.01411621892152461265.02773163543994441266.04925415916426951267.074981087193810001268.0107011401210128013501269.0143015001570164017201270.017
11、90187019602040某某电站坝轴线下50m水位流量关系曲线流率表表1-4某某电站厂区中断面水位流量关系曲线流率表表15 水位(m)流量(m3/s)水位(m)00.20.40.60.8 1083.0 0.399 1084.0 3.62 9.86 17.9 26.5 35.4 1085.0 45.5 59.6 83.1 113 147 1086.0 184 224 269 318 375 1087.0 436 504 577 656 741 1088.0 833 933 1040 1150 1270 1089.0 1400 1520 1660 1790 19301.1.2.2工程地质(1)
12、区域地质1)地层岩性区内主要山脉水系相间平行南北延展,显示着构造剥蚀形成的高山高中山地形和河谷下切形成的构造侵蚀地形,地势总的趋势由南向北逐渐降低,河口高程为685m,相对高差达4106m,区内冲沟发育,地形切割深而陡峻,悬崖陡壁屡见不鲜,由于受岩性、构造影响,尼日可流域内发育有一系列构造河谷盆地。工程区尼日河流向约NE40,属中高中山狭谷河段。区内除缺失石炭系、白垩系地层外,前震旦系至第四系地层均有分布,反映区域长期处于沉降区,除侏罗系为湖相盆地沉积外,其余多为海相沉积,几乎都由碎屑开始,碳酸盐告终。而二迭系的基性岩浆活动产生玄武岩。2)地质构造尼日河流域大地构造部位上处于川滇南北向构造带之
13、东北带大凉山断褶带。沉积层出露较全,反映该区为长期的沉降带。岩浆活动集中于前震旦纪及晚二迭纪,但以早震旦世最为强烈,产生大量酸性基性火山岩和侵入岩,由于“某某运动”作用的结果,产生大量北北西向为主的褶皱和断裂,迭加于早期东西向及南北向构造形迹之上,使之构造背景复杂化。主要的构造有:主要断裂为越西河断层、石棉马前门断裂、汉源昭觉断裂。褶皱:(1)新基姑碧鸡山复向斜(2)马基岗拉尔背斜。(3)阿则尔及向斜(4)某某背斜3)地震根据最新1/400万中国地震动参数区划图,本工程区地震动反应谱特征周期为0.45s,峰值加速度为0.15g。相应地震烈度为度。 4)水文地质区内玄武岩、砂页岩及第四系松散岩体
14、等分布地段,水文条件较为单一。在库区分布灰岩、白云质灰岩、泥灰岩,水文地质条件较为复杂;调压井、厂房地段则分布玄武岩,水文地质条件较简单。地下水、地表水补给来源为大气降水、雪水。地下水类型主要为松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水、碎屑岩类裂隙水及岩溶水。地下水属重碳酸钙型和硫酸钙型水,对地下水样进行评价后确认对混凝土均无腐蚀性。1.2.2.3 建筑物区工程地质条件(1)库区地质条件水库出露地层主要是震旦系灯影组(Zbd)白云岩白云质灰岩、下寒武系筇竹寺组(1q)钙质粉砂岩、偶夹砂质页岩;沧浪铺组(1c)泥质灰岩;龙王庙组(1L)白云质灰岩;大槽河组(1d)泥质灰岩;中寒武系西王庙组(2x)石英粉砂岩
15、夹薄层灰岩,上寒武系二道水组(3e)厚层状白云岩。露头较好,坡麓有少量第四系松散堆积层。水库封闭条件较好,山体雄厚,无低邻谷存在,不存在邻谷渗漏问题。水库库岸以岩质边坡为主,且为横向谷,岩层陡立,第四系松散堆积层规模小,且处于稳定状态,也不存在岸边再造问题,由于水库水位浅,并无断裂通过库区,故无水库诱发地震问题。(2)坝区地质条件坝址区地层以单斜岩层为主,产状N1012W/NE6175,倾下游略偏左岸。坝区未见断层,发育两组构造裂隙:N8085E/W4042,裂面闭合,裂隙间距0.51.0m,延伸长24m。N6070E/SW5056,裂面较平直,裂隙间距0.81.5m,延伸长度35m。据野外勘
16、察可见砂页岩层中软岩挤压层间错动迹象、擦痕,镜面及碎片碎块状。由于坝址区河床第四系冲积层厚22.3m,闸坝基础以中密实砂卵石层作持力层,但应坝基及坝肩均要进行防渗处理。坝基下伏暗紫色粉砂质泥岩,岩石干抗压强度(Rd)111.5Mpa,湿抗压强度(Rs)100.5Mpa,软化系数0.90,属坚硬岩。基础开挖存在基坑涌水问题,应加强排水,并防止抽水过程中产生流砂。施工导流洞推荐左岸方案,围岩类别类为主。进出口类,边坡采取适当的护坡处理措施。(3)引水线路右岸有压隧洞具备成洞工程地质条件,本工程隧洞最大埋深450m,最浅处仅50m,隧洞穿越地层多,且岩性复杂,有震旦系寒武系、奥陶系、二迭系、三迭系及
17、侏罗系地层,为白云岩、灰岩、玄武岩、砂页岩及含煤等。同时,隧洞通过新基姑向斜、拉尔背斜、阿则尔及向斜、某某背斜,并将遇到近10条断裂构造,以压性、压扭性为主。围岩多以坚硬、完整性较好的玄武岩、白云岩、灰岩、砂岩等为主。施工中应重视以下问题:1)隧洞通过断层及其影响带岩体破碎,围岩自稳能力差,需及时支护或衬砌;2)隧洞通过石灰岩区或冲沟洞段,据泉水点调查,泉水点出露高程均高出隧洞顶拱,应注意其地下水对施工影响,应加强施工排水。3)隧洞通过含煤地层段,应对瓦斯进行监测,作好预测预报及施工排风工作,以防安全事故发生。4)对隧洞深埋洞段作好监测预报,防止岩爆产生危害。(4)厂区枢纽厂区枢纽建筑物、调压
18、井、洞埋压力管道及厂房均布置于二迭系峨眉山玄武岩内,岩体属、类围岩,整体山体稳定,具备良好的地质条件,对调压井侧向围岩稳定问题,应采取工程措施处理。厂房及尾水区基岩裸头良好,为二迭系峨眉山玄武岩,由致密状玄武岩、斑状玄武岩、杏仁状玄武岩互层组成,强、弱风化带厚分别为35m。厂房东侧为觉果沟,沟心及岸坡为第四系冲洪积层组成坡体,厚度20m左右,须护坡处理,设有马道及排水沟。对觉果沟进行人工改道处理,确保厂区安全。对厂房顺向坡边坡及侧坡的稳定问题,采取锚索锚固或砼喷锚。工程区缺乏天然砼骨料,故选择人工骨料,呷日料场储量质量均可满足设计要求。工区河水、地下水为重碳酸钙镁型,PH值大于7,对任何水泥拌
19、制砼无腐蚀性。现将工程区涉及地层岩性特征列表于16。工程区地层岩性特征一览表表16地层时代地层代号岩 性 特 征厚度(m)分布位置系统组第四系全新统Q4粘土及亚粘土其下为砂砾石层,滚园,分选性较好,局部夹砂层及漂石。30尼日河床及I级阶地更新统QP粘土及亚粘土,下部为胶结砾卵石层,分选性差,砾径120cm,厚约5m,上部为排列不规则之砾石层,砾石大小不均匀,并夹有大漂石。30尼日河、级阶地第三系昔格达组N2x黄、灰黄色砂岩、泥岩,个别可见砾岩,砾石大小不等,一般25cm。3050尼日河甘洛附近侏罗系中统牛滚凼组J2n砖红、紫红色泥岩及粉砂岩,其上为灰紫色原层至块状细粒含长石石英砂岩,上部为鲜红
20、色泥岩及粉砂岩。445尼日河中游一带新村组J2x以紫红色泥岩、粉砂岩为主,偶夹泥灰岩,顶部泥岩及细砂岩为主,夹少量灰紫色钙质粉砂岩及细砂岩。700尼日河中游一带益门组J2y暗紫红色、浅黄色块状钙质粉砂岩夹石英细砂岩,粉砂岩中钙质集中呈透镜状,疙瘩状钙质结核。180200隧洞一带三迭系上统白果湾组T3J1bg深灰灰黑色炭质页岩、砂岩、砂质泥岩互层,含三层煤,兰灰灰黑色厚层状细粗粒砂岩夹砂质炭质页岩,上部兰灰灰黑色厚层粉砂细砂岩,顶部砂质页岩夹砂岩。668隧洞、厂区二迭系上统峨眉山玄武岩P2黄绿、灰绿、黑绿色致密状、斑状及杏仁状玄武岩,中部为玄武质凝灰岩,可见多个喷发旋回。279隧洞、厂区下统阳新



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