1工程概况
1.1工程建设必要性
花坪河水库坝址位于巴东县大支坪镇,距离野三河汇合口12.56km,坝址以上流域面积172.4km2,占支井河流域面积的71.1%。
巴东县电网以水电为主,自八十年代后期开始,陆续建成了多座小型水电站,大大改善了巴东县电网的组成结构。但随着国民经济的高速发展,电力供需矛盾仍很严重,枯水期调峰容量依然不足。每年需从州网购电,为此,兴建花坪河水电站,对提高巴东县用电的保证率有重要作用。
花坪河水电站的兴建,是合理开发利用河流水能资源的需要,工程建成后不仅可增加巴东县电网的电力供应,缓解电力供需矛盾,而且还可带动和促进本地区经济发展,节省煤耗,保护环境,其兴建有很好的经济和社会效益,工程建设是十分必要的。
1.2初步设计审查意见
2012年5月14湖北省水利厅印发《关于巴东县花坪河水电站工程初步设计报告的审查意见》,鄂水利电函 [2012]334号文。部分内容如下:
四、同意工程开发任务为发电
同意发电死水位0.00米,同意设置极限死水位636.00米。 同意电站装机容量30兆瓦。
基本同意洪水调节计算方法及成果。同意采用敞泄方式进行洪水调节,水库50年一遇设计洪水位为670.00米,1000年一遇校核洪水位为672.80米;厂房50年一遇设计洪水位为402.07米,200年一遇校核洪水位为404.82米。
五、电站水库总库容2238万立方米、总装机30兆瓦,属三等中型工程。大坝、溢洪道、引水发电系统、电站厂房等主要建筑物为3级建筑物,由于大坝最大坝高97米(坝高超过70米),按2级建筑物设计,但洪水标准不予提高。同意钢筋砼面板堆石坝、溢洪道、发电隧洞进口按50年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核,电站厂房按50年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核,消能防冲建筑物按30年一遇洪水设计。
同意《报告》推荐的上坝线和采用钢筋砼面板堆石坝“全堆石”坝型。
同意右岸布置溢洪道,采用一孔11×14.8米洞式溢洪道泄洪并采用挑流消能方式。 同意《报告》推荐的左岸发电引水系统布置方案和结构布置。 同意采用竖井式进水口和压力隧洞衬砌方案。 同意采用窑洞式发电厂房。基本同意厂房布置。 基本同意工程安全监测设计。
同意在锁口坝址的上坝线建砼面板堆石坝挡水成库、右岸洞式溢洪道泄洪、右岸洞式溢洪道泄洪、通过左岸约8千米压力隧洞引水在老鲁班桥附近支井河左岸建窑洞式厂房发电的工程总体布置。
六、基本同意电站装机容量2×15兆瓦,水轮机为HLA351-LJ-130型,配套发电机为SF15-8/2600型。
九、同意导流方案。上下游围堰及导流隧洞为4级临时建筑物。 十二、同意概算编制的依据、原则及所采用的定额和取费标准。
经复核调整,按2011年三季度价格水平计算,工程总投资为39029.85万元,其中静态总投资为35691.73万元,建设期贷款利息3338.12万元。
2水文
2.1流域概况
支井河是野三河的一级支流,发源于武陵山支脉巴东县境内绿葱坡镇的野花坪,由东北向西南,在花坪河汇入野三河,进入清江水布垭库区。支井河干流全长42.58km,全流域集水面积242.4km2。
2.2气象
支井河流域内山高坡陡,相对高差较大,气侯特性也随高程变化较大,其气温、降水、日照时数均有明显的差异,支井河流域大部分属高山区,特别是中上游一带,气温偏低、多雾、多雨,具有明显的高山气候特性。夏季受太平洋季风影响,气候暖湿多雨,雨量较为充沛;冬季受西伯利亚高压寒潮威胁,气候寒冷,且多雪。流域内无气象观测站,在相邻流域有建始气象站。据建始气象站资料统计夏 季最高气温为39.4℃,冬季最低气温可达-15.2℃,多年平均气温为15.4℃,最大风速为18m/s。
2.3洪水调节
(1)洪水标准
花坪河电站为混合式电站,水库总库容2337万m3,电站初拟装机容量为30MW,根据《防洪标准》(GB50201-94)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定,花坪河水电站工程为Ⅲ等工程, 因大坝采用面板堆石坝,最大坝高达97m,,大坝级别提高为2级,其他永久建筑物为3级,但洪水标准不变,相应拦河坝按照50年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。电站厂房按50年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。消能防冲建筑物采用30年一遇洪水设计。
(2)设计洪水
洪水调节采用坝址洪水以静库容计算。水库下游无防洪任务,洪水调节已确保大坝安全为原则,其调度原则为:以正常蓄水位670m为起调水位,当入库流量小于闸门全开下泄量时,控制闸门开度,使其泄量等于来量,维持正常蓄水位不变;当入库流量大
于闸门全开的下泄流量时,此时溢洪道闸门全开,全力下泄以保大坝安全。调洪计算时不考虑发电引用流量。
厂房的防洪水位受水布垭水库影响,其水位通过推求水面线得到,水布垭水位按同频率水位考虑(其50年一遇水位低于正常蓄水位,按正常蓄水位398.23m考虑,200年一遇库水位为398.43m),对应花坪河厂址处同频率洪峰流量,推求河道水面线得到花坪河厂址处各频率洪峰流量对应水位,作为厂房防洪特征水位。
根据调洪原则、库容曲线和泄流曲线,对水库各频率的设计洪水进行调算,计算成果见表2.3-1。大坝50年一遇设计洪水位为670m,1000年一遇校核洪水位为672.80m。
表2.3-1 洪水调节计算成果表
项 目 坝前洪峰流量(m3/s) 坝前洪水位(m) 水库相应库容(万m3) 最大下泄流量(m3/s) 坝下最高水位(m) 厂址洪峰流量(m3/s) 天然 受水布垭顶托 频率P(%) 0.1 2190 672.80 2338 1910 590.15 0.2 1960 671.93 2282 1750 5.71 0.5 10 1700 404.80 2 1180 670 2158 1180 587.94 1270 401.87 3.33 1040 670 2158 1040 587.42 厂址处洪水位(m) 404.82 402.07 (3)施工洪水
支井河是清江支流,在花坪河汇入清江水布垭库区。支井河全长39.10km,流域面积240.01km2,河道坡度19.9‰,流域平均海拔高程1244m。
支井河属山溪性河流,坡陡流急,洪水陡涨陡落,洪枯流量相差悬殊。一般每年5~9月为主汛期,4月、10月分别为汛前期、汛后期,11月~次年3月为枯水期。花坪河厂房位于水布垭水库库区,厂房施工期可能受水布垭水库回水顶托影响。
表2.3-2 坝址处分期分月施工洪水 (单位:m3/s) P(%) 洪水分期 2 5 10 20 33.3 10~3月 197 155 113 81 10~4月 241 197 152 116 11~3月 94 75 55 40 11~4月 203 161 118 85 全年 1180 937 750 556
表2.3-3 厂址处分期施工洪水 (单位:m3/s) P(%) 洪水分期 11~3月 11~4月 全年 5 113 246 10 90 195 788 20 66 143 998.4 33.3 48 103 2.4工程任务和规模
花坪河电站地处巴东县大支坪镇,坝址位于支井河下游段,距离野三河汇合口12.56km,电站尾水进入水布垭水库库区。根据《湖北省巴东县支井河流域水电开发规划报告》,流域开发的任务主要任务是发电。沿河两岸均无集镇,无特殊防洪要求,村民均居住在半山坡及坡缘以上,耕地较高且很分散,难以发展大面积的自流或提水灌溉。
根据规划,支井河流域采用2库4级5站梯级开发方案,花坪河电站为支井河干流第四级,与河段梯级开发任务相应,花坪河电站工程以发电为主,其坝址具有建高坝的条件,正常蓄水位670m,最大坝高97m,电站装机容量30MW,多年平均发电量7396
万kW·h。
花坪水库库区均为林地,无灌溉要求。 综上所述,花坪河电站工程开发任务为发电。
3工程地质
3.1区域地质构造与地震
本区地处鄂西山地,支井河流域位于长江与清江分水岭的南部,纵观流域地势,自北向南倾斜。一般山顶高程均在1000m以上,最高可达1850.2m,属中高山地形。区域内河流河槽深切,河谷狭窄,常构成“V”字型或“U”字型峡谷,河谷与山地高差达数百米。清江河床是区内地表水和地下水的最低侵蚀基准面。经过碳酸盐岩类地层的支流存在有岩溶暗河。
流域地形地貌特征概括地讲:从鄂西中高山地到江汉平原构成西高东低的区域地貌格架;以夷平面为主体的层状地貌特征;以清江干流和长江三峡段为主体的深切河谷及其高陡边坡特征。而山脉总体走向又受区域主要构造线控制。
区内地层出露比较齐全,支井河流域内主要出露中生界三迭系碳酸盐岩类地层,其次为上古生界二迭系、石炭系和泥盆系地层以及少量的下古生界志留系地层。其中:志留系地层主要分布在本流域上游的东北角:泥盆、石炭系地层在流域内零星公布,主要出露于本流域上游的东北角和流域外的西部;二迭系地层主要分布于流域的中、上游和流域外的西部:三迭系的碳酸盐岩类地层是本流域出露的主要地层,在本流域内分布广泛。第四系松散堆积物在流域内零星分布,按其成因主要有河流冲积物(Q4a1):岩性以全新统砂卵石为主,厚度各处不一,一般上游较薄,局部基岩裸露,下游较厚,估计厚度10~30m;崩积、坡积物(QCOl+d1):岩性主要为块石、碎石夹粘性土,厚度变化较大,零星分布于平缓的岸坡或坡脚处;残、坡积物(Qedl):岩性主要为粉质粘土夹碎石,主要分布于岩溶洼地及槽谷中,厚度0~5m。
二、地震
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),工程区地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s,相应的地震基本烈度为Ⅵ度。
3.2 各建筑物工程地质条件及评价
3.2.1 大坝工程地质条件
拟定的上坝线面板堆石坝轴线部位,河床宽约30m。两岸基岩裸露,左岸坡角55°,右岸坡角平均50°,植被覆盖,残坡积层厚约0~1.5m,主要成分为粘土夹碎石及少量块石,残坡积体分布不均,陡峭处基岩裸露。
河床分布第四系冲洪积物,最大厚度28.63m,最小厚度12.72m,具较为明显的分层性,物质组成差异较大。
坝基岩体均为三迭系大冶组(T1d)的灰岩,物理力学指标建议:单轴饱和抗压强度42.8MPa,饱和弹性模量17.3GPa,软化系数0.80,岩体允许承载力4.5MPa,混凝土/岩体(微-新鲜):抗剪断强度:f’=0.90,c’=0.75 MPa。
坝址位于支井河向斜南东翼的单斜地层中,岩层走向为NE向,倾SE,岩层产状165°~175°∠25°~65°。坝区两岸岩层产状在720m高程以下较稳定,以上岩层倾角稍缓。
3.2.2 坝基及坝肩稳定
1)坝基抗滑稳定
坝基岩体为大冶组三迭系大冶组第三段(T1d3):灰色中至厚层状灰岩,偶夹极薄层深灰色炭质、钙质页岩。岩层走向为N75°E,倾向左岸略偏下游,倾角45°。河流走向由2°转至132°,岩层走向与河流走向夹角由70°转为17°。
坝基岩体的抗滑稳定性主要由结构面组合及应力条件来决定。坝基岩体主要结构面有:层面S。:面平直光滑,延伸长且稳定,密集,产状135°~170°∠32°~50°;NE向陡倾角裂隙L1,走向315°~345°,近于直立,张裂隙,充填铁质薄膜或方解石脉,延伸较长,密度大;NW向裂隙L2,走向45~70°,倾向SW,倾角63°~90°,L1和L2呈现共轭关系。
坝址内河床基岩面起伏较大,存在深槽。从河床钻孔成果资料看,河床基岩面以下未见断层、软弱结构面及缓倾角结构面发育,裂隙大多充填方解石脉,胶结好,岩芯中弱风化岩体有少量溶蚀现象。
坝基滑动可能的产生类型有表层滑动和深层滑动。表层滑动即沿着坝体与岩体接触面剪切破坏,坝基岩体虽划为三层,但主要以薄层灰岩为主,岩性较单一,完整。岩石
与混凝土之间的抗剪断强度:f′=0.9,c′=0.75MPa。
2)边坡稳定性评价
拟定的堆石坝坝轴线方向为345°~350°,为顺向谷。左岸坡向345°,岩层倾向130°,为逆向坡,边坡总体较稳定;右岸坡向135°,岩层走向135°,为顺向坡,岩层倾角52°~65°,大于坡角,顺层滑移可能性较小,无其它缓倾角结构组合,边坡较稳定。
3.2.3 坝基处理
1)河床覆盖层特征及处理
拟定的面板堆石坝基础上、下游底宽约285m,河床分布大量的冲洪积堆积物,从勘探资料揭示,堆积物极不均一。从上至下可分为5层,各层的性状如下:
①卵石夹砂:卵石含量在45~60%,砂含量10~15%,少量漂石。卵石平均粒径30mm,卵石磨园度好。砂粒以粗细砂为主。分布高程578.5~570.90m,最大厚度9.6m,最小厚度2.2m。此层分布稳定。
②砂夹砾石:砂含量在60~70%,块石、卵石含量在10-20%,局部含少量巨块石。分布高程575.08~5.0m。最大厚度10.8m,最小厚度1.78m。
③-1粘土夹砂:黄褐色粘土含量在60%以上,土质均一,新鲜,树叶为松木枝,新鲜,砂含量在10%左右。平均厚度3.5m。此层主要分布在坝基下游河床。局部出现。
④粉细砂夹腐质物:粉细砂含量在30~40%,腐质物含量在20~30%,少量泥质物。粉细砂以灰色粉砂为主,腐质物为暗黑腐朽木块、木片、树枝、树叶,呈碎片、碎渣状。分布高程567.90~552.37m。层位较稳定,此层主要集中分布在坝轴线附近,呈透镜状分布。
⑤淤泥质土夹腐质物:淤泥质土含量在40~50%,腐质物含量在15~20%,砂含量在5%左右。淤泥质土为黑色淤泥质粘土,平均含水量35%,土质较均一。腐质物以黑色腐质木片为主,含在淤泥质土中。分布高程572.06~560.00m。平均厚度6.8m。此层主要分布在距坝轴线107m以下河床。分布较稳定。
⑥粉细砂夹粘土:以粉细砂为主,夹少量黄褐色粘土。此层厚约3.2m,呈透镜状分布,面积较小,主要集中在坝轴线下游107m处。
从现场超重型动探成果分析,各层力学性质差异较大,其中第③、④、⑤层承载力明显偏低,不能直接作为大坝基础。
由于河床堆积物较厚,全部开挖清除工程量较大,建议采用振冲碎石桩法和高压喷射注浆法对基础进行加固处理。
2)趾板基础处理
左岸沿趾板线从670m高程至河床580m高程,趾板线长约200m。沿趾板线方向地形坡度为35°~52°,下陡上缓。
左岸趾板线基岩裸露,岩性为大冶组第三段第二层(T1d3-2):灰色薄层夹少量中厚层灰岩,第三层((T1d3-3):灰色中厚层夹少量薄层灰岩。岩层倾向左岸偏下游,岩层产状为165°~175°∠52°~65°。
在左岸趾板线上,仅发育规模较小的f3,主要构造以裂隙为主,特别是顺河向或与河流小角度相交的NW、NE裂隙较为发育。趾板线基岩弱风化下限深度约5.0~11.0m。建议左岸趾板基础开挖深度以3~5m为宜,趾板开挖边坡为1∶0.3左右。
右岸沿趾板线从680m到583.0m高程,沿趾板线方向的长度约150m。沿趾板线方向地形坡度约为38°。
右岸沿趾板线基岩裸露,岩性为大冶组第三段第二层(T1d3-2):灰色薄层夹少量中厚层灰岩。岩层产状为165°~185°∠48 °~62°。
右岸趾板线上断层不发育,主要发育为NE向且垂直趾板的裂隙(如L6),岩层的走向为南东向。建议右岸趾板部位基础开挖深度以见基面下2~3m为宜。由于右岸为顺向坡,不宜陡于岩层倾角。
河床段趾板对深厚层河床覆盖层采取混凝土防渗墙进行截渗处理。 3)两岸基础处理
两岸基岩裸露,岩体呈弱风化状,断裂构造不发育,岩体较完整,建议左、右岸开挖边坡1:0.75。
3.2.4 防渗工程
3.2.4.1 趾板地基防渗条件
坝区出露的地层为三迭系大冶组第三段薄至中厚层灰岩夹极薄层页岩,从地质测绘及坝址钻探成果看,坝址地表及深部岩溶不发育,坝基及两岸以裂隙性渗漏为主,无岩溶管道性渗漏。
支井河断裂沿河分布,走向为50-60度,在锁口坝址区规模趋于减小。为进一步分
析其对大坝的影响,在右坝肩高程680.2m布置一条勘探平洞,洞深达140m,平洞内顺层夹泥较发育,洞深在134m处,顺层充填0.6m厚黄褐色粘土,大量的方解石团块,表明存在溶蚀现象,在135m处,发育F1断层破碎带,断层带产状为155°~160°∠45°~50°。断裂带宽约1.2米。断裂带上、下层面为宽3-8cm方解石脉大量黄褐色粘土充填,溶蚀产生的方解石脉,其间为紫红色断层破碎岩,为碎块状岩体夹泥,胶结一般,见溶蚀和渗水现象。断层两侧岩体连续完整,未见相关挤压破碎带迹象。距离坝肩134m左右。向坝址上游延伸,在地表迹象不明。总体来讲,F1断裂对坝肩影响不大,平洞内岩体溶蚀虽较强烈,但均为顺层裂隙性溶蚀,而且裂隙均为泥质充填 ,坝肩不存在岩溶管道性渗漏通道。根据钻孔资料:岩层中裂隙较发育,但裂隙面多充填方解石脉且胶结较好。基岩中存在溶蚀现象,主要分布于强至弱风化岩体中,微风化至新鲜岩体,完整性较好。从两岸钻探揭示的钻孔地下水位分析,两岸地下水位较高(见表3-2),地下水位水力坡降与地表坡降呈正相关系,无陡降与异常现象。坝肩渗漏以裂隙性为主。
坝址区岩性以薄层灰岩为主,无隔水岩组分布,从地勘资料分析,将透水率小于3Lu的岩体作为相对隔水岩组,结合勘探期间地下水位,和水工渗流计算,综合确定趾板防渗帷幕下限。
3.2.4.1.1 河床段
根据上述,河床砂卵石层经加固处理后,坝基直接座落在河床砂卵石上,采取冲击钻成墙防渗,防渗墙厚100cm,基岩以下采取帷幕灌浆。河床坝基岩体透水率均下于3Lu,大部分为微透水层,结合水工渗流设计,建议坝基防渗帷幕深度为30~35m,帷幕下限为524.1~521.1m。
3.2.4.1.2 左岸段
从(Ⅳ-Ⅳ’堆石坝趾板轴线渗透剖面图)可以看出:左岸仅在632.0~672.8m高程为中等透水和弱透水上段岩体,岩体透水率大于3.55Lu,为弱风化上部岩体,下部632.0~605.71m高程以弱透水岩体为主;其它均为微透水岩体。左坝肩ZK08号孔地下水位高程为657.80m,ZK05号孔地下水位高程为637.60m,地下水位水力坡降约0.36。因此建议左岸防渗帷幕端点以接正常蓄水位与地下水位线交点为原则。根据水力坡降0.36推算,正常蓄水位670m高程地下水位线距ZK08水平深度15m(距670m高程水平深度约62m),因此左岸防渗帷幕端点以670m高程,防渗帷幕下限高程为595~5m。
3.2.4.1.3 右岸段
右岸山体雄厚,670m~595m高程岩体以弱透水层为主,局部为微透水岩体,ZK07号孔揭示高程627.2~632.8m为一裂隙性溶洞,泥质充填。ZK07钻孔地下水位629.40m,分布在溶洞以下,比水库正常蓄水位略低。右岸地下水水力坡降约0.29,按此推算,地下水位与670m正常蓄水位衔接。右岸防渗帷幕从高程670m深度按3Lu上限控制,帷幕下限高程约605~5m。
3.2.4.2 两岸绕坝防渗工程
根据地形条件及地下水位高程,地下水位与地形坡度呈正相关关系,地下水位会越来越高,采用帷幕延长后,其绕坝渗漏可能性较小。
从670m高程起,采取平洞帷幕灌浆方式,沿坝轴线向两岸山体内延伸,左岸延长79m;右岸根据PD03号平洞揭示的岩体分析,延长136m。帷幕深度按1/2水头考虑。具体深度和范围建议在施工期根据先导孔试验确定。
3.2.5 溢洪工程
洞室溢洪道布置在右岸山体内,轴向222° 。溢洪道堰定高程656.0m,宽12m,由进水渠、闸室、明流洞身和鼻坎段组成,其平面投影总长为268.07m,其中闸室段长29m,明流洞深长199.07m。
穿越地层为三迭系大冶组第三段薄至中厚层灰岩夹极薄层页岩,岩层产状175°∠48~70°。洞轴线与岩层走向夹角大于30度,岩层倾角较陡,洞室总体稳定性较强。
据地表测绘,右坝肩受F1断裂影响,岩体挤压变形强烈,在PD03号平洞揭示,从地表进入山体约45m,岩体层间挤压较强,薄层页岩呈碎块、薄片状,局部存在掉块现象。洞室溢洪道推测在洞深 140m可能进入挤压变形区,建议对此段,重点是顶拱进行钢衬。
洞室溢洪道进口至桩号140m左右,围岩类别Ⅱ类。推测在洞深140m左右可能进入岩体挤压变形区,围岩类别Ⅲ-Ⅴ类。施工时可能出现顶拱坍塌,建议对此段进行系统锚杆加混凝土衬砌处理,重点部位进行钢衬。桩号140m至出口,围岩类别Ⅲ类。
3.2.6 发电引水工程
拟定的发电引水线路布置在左岸。引水隧洞自左岸坝前取水-王家台-老鲁班桥出
口,隧洞全长7969.316m,厂房位于老鲁班桥边,发电引水隧洞进口底板高程5m,出口高程380m。设计引用流量14.186m3/s。
1)地形地貌
引水线路分布于河流左岸岸坡,所经地段为溶蚀、剥蚀褶皱中低山地貌,山脉延伸总体与河流走向一致,为近南北向。河段处于碳酸盐岩区,主要为陡崖、溶沟、溶糟、溶洞及落水洞等岩溶地貌景观。山顶高程 800~1300m左右,相对高差约400~600m不等。岩溶槽谷从两岸斜切至岸坡,两岸未见深切冲沟。但地形略低的小冲沟较发育,冲沟切割深度约10~30m,平均纵坡降50% 。支洞口的布置充分利用较低高程的冲沟点。
2)地层岩性
发电引水线路沿线穿越地层较单一,主要为:三叠系大冶组第三段(T1d3)薄层微晶灰岩、泥灰岩夹页岩;嘉陵江组第一段(T1j1)微晶灰岩、含生物屑、砂屑亮晶鲕粒灰岩、微晶白云岩。
3)地质构造
引水线路纵穿支井河宽缓向斜的南东翼。支井河向斜轴迹约25°,引水线路总体走向17°。支井河断裂F1位于下游右岸,隧洞未切穿该断裂。
4)水文地质条件
引水线路穿过碳酸盐岩地区。主要为强岩溶化强透水岩组。水文地质条件较为复杂,洞线沿线可见到溶洞、岩溶洼地、落水洞、漏斗和岩溶管道等岩溶地貌。地下水以岩溶水为主,表现形式为上层潜水、裂隙性岩溶地下水和岩溶管道式地下水。隧洞开挖可能遇到多层地下水,而岩溶管道式地下水一般流量较大,稳定,对施工影响较大。施工时局部洞段可能会遇到岩溶涌水问题,尤其是W11、W12附近,应引起高度重视。
3.2.6.1 进口段
进水口距左坝肩170m,桩号0+000~0-50.27m,为竖井式进水口,出露岩性为三叠系大冶组第三段(T1d3)薄层微晶灰岩、泥灰岩夹页岩。裂隙发育,裂隙特征为:
(1)走向310°,倾向东北,倾角54°,面较为平直,张开1~3cm,大部分附泥质、铁质薄膜,为切层发育裂隙,间距30~50cm。
(2)、走向60°,倾向东北,倾角45°,为垂直层面发育的裂隙,面较为平直,张开1~5cm,大部分附铁质、泥质薄膜,发育间距20~50cm,
(3)、走向75°,倾向东南,倾角50°,为顺层发育裂隙,面较为平直,张开1-10cm,大部分附铁质、泥质薄膜,局部充填泥质,延伸长度2-5m,发育间距2-30cm,
(4)、走向55°~65°,倾向西,倾角65°~75°,面较为平直,局部稍弯曲,张开0.5~1cm,无充填,大部分延伸较长,一般大于10m,少数延伸较短,延伸长度在1m左右,
(5)、走向0°,倾向东,倾角80°,面较为平直,延伸较长,张开,延伸长度一般在5m左右,发育间距1~1.5m。
进口边坡岩体较破碎,裂隙发育,其中第(4)、(5)组裂隙延伸长,无充填,与进口边坡倾向基本一致,建议边坡呈阶梯状开挖,开挖坡角小于此组裂隙倾角,并对进口边坡进行喷锚支护,以利进口边坡稳定。竖井式进水口段围岩为Ⅲ类,建议全断面混凝土衬砌。
3.2.6.2 引水隧洞 3.2.6.2.1 洞身段
引水隧洞布置在左岸,轴线方向近SN向。全长7969.316m,隧洞穿过岩体为三叠系大冶组第三段(T1d3)薄层微晶灰岩、泥灰岩夹页岩。岩体较完整。岩层产状变化较大,长潭以下倾向NW,以上倾向SE;倾角35~50°,倾角较平缓。岩层走向与洞轴线斜交,局部与洞轴线走向近一致。据地表测绘,倾向NNW或NNE两组裂隙较为发育,倾角较陡,东西走向的次生小断裂较为发育。围岩多为弱透水岩体,隧洞大部分处于地下水位以下。
①桩号0+000~0+950,此段长950.0m,岩性为三迭系大冶组上段(T1d )灰色薄至中厚层灰岩夹极薄层灰岩,局部夹黄绿色钙质页岩,属Ⅲ类围岩。洞身围岩总体稳定性较好。局部稳定性较差。本段虽属弱岩溶化弱透水岩组,但不排除局部出现充水充泥溶隙和小溶洞,应对局部进行全断面衬砌。岩层产状:走向北东60°~80°,倾向南东,倾角42°~49°。岩层走向与洞向夹角10°~30°,交角较小,因此局部可能出现掉块或小规模洞顶塌顶现象。
②桩号:0+950~1+400段:此段长450.0m,埋深50~150m。岩性为三迭系嘉陵江组下段(T j )浅灰色微晶灰岩,含生物屑、砂屑亮晶鲕粒灰岩,微晶白云岩,属Ⅱ类围岩。岩层产状:走向北东30°~60°,倾向北西,倾角51°~56°。岩层走向与洞向夹角20°~
40°,交角较小,因此局部可能出现掉块或小规模洞顶塌顶现象。
③桩号:1+400~2+700段:此段长1300.0m,桩号1+400~2+100洞线走向178°,桩号2+100~2+700洞线走向211°,埋深100~250m。岩性为三迭系大冶组上段(T d )灰色薄至中厚层灰岩夹极薄层灰岩,局部夹黄绿色钙质页岩,属Ⅱ类围岩。洞身围岩总体稳定性较好。本段虽属弱岩溶化弱透水岩组,但可能出现溶洞和充水充泥溶隙,应对局部进行全断面衬砌。岩层产状:走向北东25°~55°,倾向北西,倾角39°~45°。岩层走向与洞向夹角20°~35°,交角较小,因此局部可能出现掉块或小规模洞顶塌顶现象。
④桩号:2+700~7+919.0段:此段长5219.0m,桩号2+700~6+900洞线走向198°~217°,桩号6+900~7+600洞线走向256°,桩号7+600~7+919洞线走向312°,埋深70~250m。岩性为三迭系大冶组上段(T1d 3)灰色薄至中厚层灰岩夹极薄层灰岩,局部夹黄绿色钙质页岩,属Ⅱ类围岩。洞身围岩总体稳定性较好。本段虽属弱岩溶化弱透水岩组,但不排除局部出现充水充泥溶隙和小溶洞,应对局部进行全断面衬砌。岩层产状:走向北东20°~55°,倾向北西,倾角36°~45°。岩层走向与洞向夹角15°~50°,交角较小,因此局部可能出现掉块或小规模洞顶塌顶现象。
支洞段:根据隧洞经过的地形地貌,选择在桩号1+350~1+450m,3+200~3+400m,5+600~5+800和7+600~7+800m共四处连接支洞,支洞进口地表均为冲沟所在地,地表高于发电洞顶板约30~50m,支洞进洞时注意角度,以斜坡形式与主洞相联。
发电引水隧洞围岩微风化~新鲜岩体属基本稳定的Ⅱ类,弱风化岩体属局部稳定性差的Ⅲ类,强风化岩体、断层破碎带和岩溶发育地段属稳定情况较差的Ⅳ-Ⅴ类。
岩石的坚固系数(f)值按单轴湿抗压强度(Rc)确定,即f=(1/6~1/8)Rc,建议岩石坚固系数f=3~5。
新鲜岩石单位弹性抗力系数建议K0=45~60MPa/cm。 外水压力系数:0.5~0.7。
3.2.6.2.2 调压井
调压室段:桩号:7+919~7+939。该段长20.0m,采取竖井式。埋深100~200m。岩性为三迭系大冶组上段(T1d 3)灰色薄至中厚层灰岩夹极薄层灰岩,局部夹黄绿色钙质页岩,岩层产状:走向北东50°~70°,倾向北西,倾角32°~40°,属Ⅲ类围岩。洞身围岩总体稳定性一般。本段虽属弱岩溶化弱透水岩组,但不排除局部出现充水充泥溶隙和
溶洞,局部可能出现掉块现象。建议此段全断面混凝土衬砌。
3.2.6.2.3 压力隧洞、尾水洞
压力隧洞段:轴线高程631.35m~558.05m,岩性为三迭系大冶组上段(T1d 3)灰色薄至中厚层灰岩夹极薄层灰岩。围岩类别Ⅲ类。建议此段全断面混凝土衬砌。
尾水洞段:岩性为三迭系大冶组上段(T1d 3)灰色薄至中厚层灰岩夹极薄层灰岩。围岩类别Ⅲ类。建议此段全断面混凝土衬砌。
3.2.6.3 电站厂房
厂址厂房设置在左岸,支井河左岸一凹地上。河床宽约10m。河床高程386m左右,砂卵石厚约3~5m,高程400m以下两岸陡峻。靠近河流侧为老鲁班桥――石拱桥,距下游新建鲁班桥(铁锁桥)约600m。厂址地形呈斜坡,坡向349°,地面高程445m~402m,高程516.0m以上坡角46°。自然边坡坡角上陡下缓,为逆向坡。地表覆盖第四系壤土夹块石,厚约0.5~2.8 m不等,局部较厚。下部基岩为大冶组薄至中厚层灰岩,岩体较完整。岩层产状为165°∠45°,岩石多呈弱风化状。
厂房处于一低凹地,地表覆盖1.5~2.8m厚土夹石。下部为较完整中厚层基岩。由于厂房处于深山峡谷地貌中,山体垂直高差达600m以上,厂房后边坡陡峻,采取地面厂房方案,存在运行期安全隐患。可考虑半窑洞式方案。
由于地处峡谷边缘,山体地应力基本以自重应力场为主,地应力值不大,岩层产状为165°∠45°,半窑洞式厂房轴线易尽可能垂直岩层走向。围岩主要为大冶组薄至中厚层灰岩,围岩类别为Ⅱ-Ⅲ类,岩体较完整,具有较好的稳定性,建议施工时根据开挖揭示的地质情况,对存在地质缺陷部位做出加固处理方案。
厂房洞脸上部受裂隙切割和风化卸荷影响,存在不稳定危石或块体,建议加固处理。
3.2.7 施工导流工程 3.2.7.1 导流隧洞
导流隧洞布置在右岸,横断面为圆拱直墙城门型,宽、高为5x6m。进出口段底板高程分别为582.0m及580.00m,全隧洞为直线,方向 222°,洞身全长340m。
隧洞沿线穿越右岸坝肩山体,进口在上坝线右岸陡壁处。进口岩体完整,断层、裂隙不发育,成洞条件较好。因进口洞壁陡峻,施工时应注意上部落石对施工安全的影响。
出口边坡坡角12°,覆盖第四系崩坡积(Q4col+dl)粘土夹孤块石。厚约0.8~6.2m,岩层产状185°∠57 °~60°,岩层倾角大于坡角,岩质边坡总体稳定,出口岩体属Ⅲ类围岩,应进行全断面衬砌。对上覆松散崩坡积应适当清除。
隧洞穿越大冶组第三段第一层(T1d3-1):灰色中厚层灰岩夹薄层灰岩,第二层(T1d3-2):灰色薄层夹少量中厚层灰岩,岩层走向与洞轴线夹角38°。岩体以Ⅱ类围岩为主,局部为Ⅲ类。岩石湿抗压强度约42.8MPa,较坚硬完整,变形模量9~12GPa,岩体完整性系数0.58~0.63,属较完整岩体。未见性状较差的软弱夹层以及断裂,顺层及顺河向裂隙较发育。隧洞位于地下水位以下,岩溶不发育。成洞条件总体较好。
3.2.7.2 上游围堰
上游围堰分布在锁口处,河床宽17.5m,两岸基岩裸露,河床覆盖层厚度20.95m,基岩面高程568.55m,主要为卵砾石,粒径1~5cm约占60%,主要成分为灰岩,稍密,渗透系数为2.4×10-1~4.7×10-2cm/s。围堰基础岩石为T1d3-1灰色中厚层灰岩夹薄层灰岩。
3.2.7.3 下游围堰
下游围堰分布在河流转弯处,距下坝线210m,河谷顺直,河床宽50m,覆盖层厚度17.5m,由砂卵石、粘土夹腐质物、粉细砂夹粘土等组成,物质成分复杂,分布极不均一。河床基岩面高程561.0m,左岸基岩裸露,右岸平缓,分布第四系崩坡积(Q4col+dl)粘土夹孤块石。围堰基础岩石为第三层((T1d3-3)灰色中厚层夹少量薄层灰岩。
上,下游围堰河床覆盖层较厚,透水性强,建议采取防渗墙处理基础。
3.3 天然建筑材料
本阶段按设计要求,需提供上坝填料、混凝土骨料及围堰土料等相关参数。根据现场地形地貌、岩性特征,初步确定了2个石料场、1个土料场和16个砂卵石料场。
石料主要作为面板堆石坝的上坝填料以及混凝土骨料使用,本阶段在坝址下游近5km范围内进行普查。根据岩石特征、开采条件、储量、运距等综合比较,选择了2个石料场。总储量达2956.0×104m3,大于堆石料、人工骨料总和的3倍以上,储量满足要求。
K1:板莲河石料场,分布锁口上坝址下游河床右岸,分布高程600~750.1m。距离坝址0.9km,岩性为三叠系嘉陵江组第一段(T1j1)微晶灰岩。岩石湿抗压强度为54.8MPa,容重2.75g/cm3,软化系数0.82,密度范围2.69~2.71g/cm3,建议值2.70g/cm3。干燥块
体密度范围2.67~2.69 g/cm3,建议值2.68g/cm3;饱和吸水率范围0.16~0.29%,建议值0.24%。
可作为混凝土骨料使用,也满足堆石料使用技术要求。
K2:奔家冲料场:分布在锁口上坝址下游左岸。分布高程580m~720.5m。距坝址1.0km,岩性为三叠系大冶组第三段(T1d3)薄层微晶灰岩。其原岩物理力学指标与K1一致。均可作为人工骨料和堆石料使用。
K1、K2两石料场储量统计见表3.5-3,总储量远大于设计所需。质量均满足要求。由于坝区为峡谷型地貌,难以选择地势平缓之处开采石料。本次选取的两石料场均分布于山坡沟槽洼地,地形较开阔,便于开采、堆积、以及骨料的筛、拌系统的布置。岩性较坚硬,质量较好。但由于处于岩溶较为发育的地区。溶蚀较为强烈。裂隙,溶洞充填粘土等较为普遍,开采时应注意清除。另外,两料场虽距坝址直线距离较近,但山高坡陡,应修建沿岸坡公路至坝区,解决运输问题。
由于溢洪道和导流洞开挖弃料为薄层大冶组灰岩,夹有少量页岩。不宜作为混凝土骨料使用。作为上坝堆石料可选取部分填筑于大坝浸润线以上部分。
坝址区砂卵石的勘察分布范围,主要集中在坝址区沿河床上、下游10km范围,考虑施工阶段开采困难等因素,按上、下游及坝区均匀布置。对出露面积大,有开采价值的河床砂卵石料进行了勘察,共选取了10个料场,并作了相关的试验工作与电法勘探,查明勘探总储量179.88×104m3,
坝址上游河床石料(粗骨料)取样6组,其表观密度范围2.69~2.71 g/cm3,吸水率范围0.7~0.9%,压碎指标范围3.2~4.1%,各个取样点含泥量范围0.2~0.9%,针片状颗粒含量范围6.9~11.8%,石料(粗骨料)各项指标均符合《水利水电工程天然建材勘察规程》(SL251 -2000)的质量要求。上游河床砂料(细骨料)试验取样6组,其表观密度代表值2.71 g/cm3,堆积密度范围1.59~1.72 g/cm3,含泥量范围0.6~1.9%,无泥块存在,无云母存在,细度模数范围3.03~3.82,属粗砂范畴。砂料(细骨料)各项指标除了细度模数外均符合《天然建材勘察规程》(SL251 -2000)的质量要求。
坝址下游河床石料(粗骨料)取样12组,其表观密度范围2.70~2.72 g/cm3,吸水率范围0.9~1.1%,压碎指标范围3.0~4.6%,各个取样点含泥量范围0.6~1.1%,针片状颗粒含量范围7.5~10.7%,石料(粗骨料)各项指标均符合《天然建材勘察规程》(SL251 -2000)的质量要求。下游河床砂料(细骨料)试验取样12组,其表观密度范围2.70~
2.71 g/cm3,堆积密度范围1.61~1.73 g/cm3,含泥量范围1.1~4.7%,无泥块存在,无云母存在,细度模数范围2.36~4.15,属中粗砂范畴。砂料(细骨料)各项指标除了含泥量、细度模数外均符合《天然建材勘察规程》(SL251 -2000)的质量要求。
上、下游河床石料(粗骨料)试验成果详见专题报告。
河床砂卵石用于面板坝堆石料,本次地勘进行了颗分,压缩等试验。大于5mm的粗粒含量均大于60%,含泥量0.7%。不均匀系数在10.2~48.2,曲率系数在0.7~2.7之间。渗透系数大于1×10-3cm/s,碾压后紧密密度1.996~2.167g/cm3,击实后最大干密度2.07~2.28g/cm3,,压缩系数在0.0109~0.0128MPa-1之间,压缩模量在82.8~123.3MPa,内摩擦角 37.1°~40.7° 。可用于堆石填筑料使用。作为填筑标准。对应的干密度可直接作为设计干密度使用,坝区分层碾压时,均采用重型振动碾,其密实性可提高10%,因此砂砾石料可用于坝区堆石区部位填筑。
本次地勘对河床砂砾石层可利用程度进行了极为详细的地勘与试验工作,从以上成果总结认为:1)本次选取的16个砂卵石料场,质量均较好,除S8料场表层有较大的山顶崩塌下来的孤块石外,其余料场均可直接开采。2)砂卵石料场可作为混凝土粗细料及垫层料使用。 3)主要适用于面板堆石坝次堆石区。4)工程区河床狭窄,砂卵石料虽然厚度较大,但由于绝大部分储量在河水位以下。特别是围堰形成后,上游河床砂卵石难以开采和运输至坝上,影响坝体填筑工期,应合理安排施工。5)由于近坝库岸右岸分布有1#堆积体,为了不影响其稳定性,该段河床砂砾石不宜开采。
支井河河流域两岸多为延绵高山,河道多为“V”字型深切峡谷,河谷阶地很少,两岸可耕地不多。根据设计使用围堰土料量,本次选取了上坪坡地作为土料场。
该料场位于支井河右岸西流水岸坡,地形较开阔,地形坡度25度,现多为耕地或民居点,分布高程为601~780m。与坝区运距约4.0km。
拟采料层为第四系残坡积层,为含碎块石粘性土,粘性土呈灰黄或黄色,主要为粉质粘土,夹少许粘土及粉土,砂感较强,多呈可塑状态。所含碎块石主要为灰岩,多呈棱角状,粒径大小不等,一般为20~300mm,少数大于300mm。碎块石含量约占20~25%。
料场有用层厚度分布不均,总体而言,地势低洼处土层厚度反而较大。最大厚度超过6m,平均厚度2~3m,可采有用层总方量约1.65×104m3,剥离层平均厚度为0.2m,总方量约0.3×103m3。
4工程布置及主要建筑物
4.1工程等别和标准
花坪河水电站总装机容量30MW,水库正常蓄水位670.00m时,最大坝高97m,水库总库容2238万m3,根据中华人民共和国国家标准《防洪标准》(GB50201—94)和 《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,本工程规模属中型,工程等别为Ⅲ等,本工程面板坝最大坝高97m,超过70m,故大坝级别提高一级,面板坝为2级建筑物,其它主要建筑物:左岸岸边溢洪道、发电引水隧洞、调压井、压力管道、厂房和升压站等均属3级建筑物,次要建筑物属4级建筑物。
本工程永久性水工建筑物洪水标准分别为: (1)设计情况
本枢纽工程挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物及电站厂房均按50年一遇洪水标准设计,消能防冲建筑物按30年一遇洪水标准设计。
(2)校核情况
本枢纽工程挡水建筑物、泄水建筑物,引水建筑物均采用1000年一遇洪水校核;电站厂房采用200年一遇洪水校核。
4.2工程总体布置
锁口坝址的上坝线建砼面板堆石坝挡水成库、右岸洞式溢洪道泄洪、右岸洞式溢洪道泄洪、通过左岸约8千米压力隧洞引水在老鲁班桥附近支井河左岸建窑洞式厂房发电的工程总体布置。
4.3挡水建筑物
4.3.1 坝体设计
(1)结构布置和材料
混凝土面板堆石坝坝轴线A点坐标XA= 3384232.27m,YA=422482.5319m;B点坐标XB=3384359.5287m,YB=422401.9853m。
坝轴线以上坝体通过趾板与岸坡连接,河床趾板落于砂卵石层上,两岸趾板座落在微风化或弱风化岩基上,坝轴线以下坝体与两岸的连接按规范要求削坡。
根据调洪演算成果,1000年一遇校核洪水位672.80m为坝顶高程控制组合,经计算选定坝顶高程675.00m,防浪墙顶高程676.20m,设高5.7m的U型钢筋混凝土防浪墙,墙底高程670.50m,高于正常蓄水位670.00m。坝顶宽6m,坝顶长度173m。河床趾板建基面高程578.00m,最大坝高97m,最大坝底宽290m。上游坝坡1∶1.4;下游设有3级马道,第一道马道高程650.50m,马道宽2.0m,坝坡为1∶1.3;第二道马道宽2.0m,马道高程630.50m,坝坡1∶1.3;第三道马道宽2.0m,马道高程610.50m,坝坡1∶1.3。下游坝脚设有堆石棱体回填,平台高程593.00m,高于下游校核尾水位,平台宽度15m,边坡为1∶1.5。大坝上游设有粉质粘土铺盖和石碴盖重,粉质粘土铺盖顶高程为593.00m,顶宽5m,边坡为1∶2.0;石碴盖重顶高程595.00m,顶宽8m,边坡为1∶2.5。
坝体总填筑量约92万m3,筑坝材料主要为微晶灰岩,,施工铺层厚80cm。大坝下游堆石,主要利用溢洪道引水渠道和闸室段开挖的新鲜微晶灰岩。
(2)坝体填料分区
根据坝体标准剖面,从上游至下游依次分为:上游粉质粘土铺盖、混凝土面板、垫层区、上游堆石区、下游堆石区、下游护坡及超径石回填等八个区。
1)上游粉质粘土铺盖:粉质粘土铺盖顶高程为593.00m ,顶宽5m,控制边坡为1∶2.0,下设1m厚Ⅱ级粉煤灰。
2)混凝土面板:顶部厚30cm,底部厚60cm,其间按t=0.3+0.00335H(H以m计)变截面。
3)垫层料区:面板下为半透水性垫层,控制边坡1∶1.4,水平宽度3m,采用加工后合乎级配要求的碎石和人工砂,适当掺配满足级配要求的河床砂卵石。
4)主堆石区:采用满足级配要求并有连续级配的开挖石渣料作为大坝上游主堆石区料,上游堆石区与下游堆石区从坝顶下游侧以1∶0.25倾向下游的坡线为分界线。
5)下游堆石区:主要为溢洪道及发电洞开挖的部分满足级配和强度要求的石碴料,允许部分弱风化岩石分散填筑,为充分利用河床砂砾石,在次堆石区下游坝基以上划分一块砂砾石区,采用满足级配要求并有连续级配的砂砾石料。
6)坝脚为堆石棱体区,顶部高程593.0m,顶宽15m,边坡为1:1.5,超径石回填。 7)下游坝面设0.5m厚干砌块石护坡。
考虑到混凝土面板浇筑前利用坝体临时断面挡水渡汛,面板堆石坝上游坡面的垫层料施工,一般在上游面超填50cm左右,先进行水平分层碾压,待垫层料铺填至一定高度后,再用机械和人工进行削坡、整理并进行斜坡碾压,削坡、整理需反复多次才能满足设计要求,然后,根据面板分期情况,分次对坡面采用碾压砂浆或喷混凝土防护。这样的施工方法难以保证垫层区坡面的密实度和平整度,坡面作业工序复杂,坡面长期无防护,面板混凝土施工期的选择受制约,对工程进度、工程质量和经济性都有负面影响。
因此,本工程设计中拟采用挤压式混凝土边墙,即在每填筑一层垫层料之前,用边墙机挤压制作出一个近似于三角形的半透水混凝土小墙,然后在其内侧按设计要求铺设垫层料,用振动碾平面碾压,合格后重复以上工序,一个循环可以在很短时间内完成。此方法可减少作业人员,保证施工安全,垫层区不需要超填,节省工程量;也给导流、渡汛提供了一个可抵御冲刷的上游坡面,使导流、渡汛安全性提高;由于边墙的防护,面板混凝土施工可安排在合适的时间进行,从而延长面板浇筑前的堆石沉降期,使面板坝建成后的沉降变形减小。
渡汛时趾板顶部是产生集中渗流的薄弱环节,故在趾板下游坝体内设有特殊垫层料回填区。
4.3.2 混凝土趾板
坝轴线布置在锁口上坝址,坝址区两岸坡角在45°~60°之间,整个坝体范围内,左岸稍陡,右岸稍缓,河势顺畅。
河床砂砾石平均厚25m左右,且河床覆盖层有反向沉积现象,砂卵石与基岩之间夹杂腐殖质及细沙,分布极不均一,厚度约14m左右;河床趾板线处砂卵石层分布均一,无腐殖质及细沙存在。残坡积主要在左右岸河床岸坡,厚度不深,右岸700m高程以上存在小量崩坡积体。左右岸裸露基岩为为弱风化岩石。
基于上述地形地貌、工程地质和水文地质条件,坝轴线选定以后,趾板“X”线的布置基本平顺,岸坡趾板基础均能座落在弱风化岩基上。河床趾板座落在砂卵石层上。趾板分为河床段、左岸段和右岸段共3段。
河床段趾板“X”线长22m,共分为1块,趾板宽7m;左岸“X”线长175.5m,共分为12块;右岸“X”线长170m,共分为14块;左、右岸趾板宽为3.5~7m。趾板砼靠缝浇筑,缝面刷涂沥青,缝顶沿趾板方向,在后浇块上设一上底宽5cm,下底宽2cm,高6cm
的梯形槽,回填止水嵌缝材料GB。
由于坝体堆石存在沉降变形,面板不能与河床及两岸基岩直接连接,只能通过混凝土趾板与河床及两岸基岩相连接,面板与趾板之间设周边缝。
趾板结构型式,根据地形地质条件,便于设计和施工,采用贴坡板式混凝土结构。趾板几何尺寸的拟定,从防渗、灌浆、温度变化,止水片的埋设和消除周边缝处面板的应力等各方面考虑,选取趾板宽度为3.5~7m。利用坝体挡水渡汛期间,趾板之间的周边缝,在未浇面板前,是容易产生集中渗流的薄弱环节,故在趾板下游坝体内设有特殊垫层料。趾板厚度拟为0.6m。为了基岩灌浆时趾板能起盖板作用,防止灌浆时趾板下部抬动,岸坡趾板设有纵横间距均为1.5m的锚筋与基岩锚固,锚筋直径φ25长4m。河床趾板一端与面板连接,另一端与与刚性防渗墙连接,为使趾板同时适应面板和防渗墙的变形,防止趾板断裂,在趾板顺水流方向水平段分为两段,两段之间设止水连接。
趾板运用期所受荷载有上游水压力、水重、自重、堆石体侧压力、下游水压力、浮托力及渗透压力等。虽然趾板较薄,但有钢筋将其与岩石连为整体受力,并有灌浆措施,故不需进行稳定和应力计算。主要从防渗、灌浆要求、与周边缝的连接等方面来考虑。
趾板采用C25混凝土,抗渗标号为W10,抗冻F100,为了适应温度变化,减少混凝土收缩产生的裂缝,在趾板顶部配双向单层钢筋,配筋率取0.4%,保护层厚度为10cm。在趾板下游端面,为避免混凝土挤压破坏和便于钢筋架立,设有加强钢筋和附加钢筋。
4.3.3 混凝土面板
(1)面板分缝布置
大坝坝顶长173m,大坝面板总面积14047m2,最大板块长159m。
根据“X”线的布置,面板布置分为河床受压区及左、右岸受拉区,共分15块。左、右岸按1/8坝顶长布置为拉应力区,块宽8m,共10块;河床受压区,每块宽16m,计3块;左右岸各有一块异型板块。随着滑模机具的改进,沿周边缝未设三角形填补板。除周边缝外,根据受力情况,受压区设有4条B缝(挤压缝),受拉区设有9条A缝(张拉缝)。为防止因水平拉应变产生裂缝和便于止水设备的安装埋设,A、B缝与周边缝垂直连接。垂直连接段长度为80cm。
(2)面板设计
由于面板紧贴在挤压式边墙上,在水荷载作用下面板将其承受的水压力均匀地传至
垫层及堆石体上,并起防渗和护坡作用,板厚主要是由防渗性和耐久性、柔性确定的,板厚随高程变化,计算公式为t=0.3+0.00335H(H是坝顶防浪墙前趾控制点至计算点的高差),底部最大厚度60cm,顶部最小厚度30cm。
面板采用C30混凝土,抗渗标号W10、抗冻F100。骨料由微晶灰岩组成,采用42.5#普通硅酸盐水泥,选用二级配混凝土,塌落度6~8cm,小石粒径5~20mm,砂为人工砂,细度模数2.8~3.0,混凝土掺加WHDF高密度减水剂及混凝土引气剂。
面板配筋,主要是承受蓄水前温度变化和干缩产生的应力,防止裂缝展开或发状裂缝的作用,增加面板混凝土的整体性和耐久性。在面板中部设一层双向钢筋,每向含钢率为0.3~0.4%。在周边缝和A、B缝处,由于要承受局部拉应力和防止受挤压剪切,避免边角混凝土剥落,在面板的边、角处设置抗挤压钢筋。
4.3.4 止水布置及设计
(1)周边缝
周边缝为沿周边设置的趾板与面板连接的永久缝。周边缝的构造要具有适应水平、垂直位移及转动的特点,避免产生张拉、渗透和剪切破坏。周边缝设置三道止水设备:
第一道止水为底部“F”型紫铜片,一端埋入趾板,另一端粘贴在沥青砂垫层梯形槽表面的GB止水片上,铜止水片头80mm折成90°埋入面板混凝土内。为防止外水压力破坏铜片的凸肋,在肋内缘粘贴φ25mmPVC棒和聚氯乙稀泡沫塑料。
第二道止水为橡胶止水带,将原来设置在中部的橡胶止水带提到表面,并做成波浪形橡胶止水带,使其单独承受并适应高水头、大变位的工作状态。波浪形橡胶止水带可作为一道的止水,弥补由于取消中部橡胶止水带对整体止水结构的削弱,并可以对表层GB柔性填料进行封闭,使其在设计接缝位移范围内,滞留在表层发挥止水作用。为防止施工期面板对趾板的挤压,沿缝(趾板混凝土面)粘贴12mm厚沥青杉板,也可保护止水片在运用期的安全。
第三道止水,为保证周边缝的止水能在坝体沉降、缝张拉变形后安全运行,在缝口处增设φ80mmPVC棒和铺设弧状GB嵌缝材料。当缝被拉开后,在水压力作用下,PVC棒和GB材料被压入缝内,起填充止水的作用。为保护和防止止水填料老化,在GB材料表面铺GB三复合橡胶板和电镀钢片,用膨胀螺栓固定。
(2)“A”缝——张拉缝
“A”缝从坝顶与坝轴垂直沿坝坡面延伸,在接近周边缝0.6m处折转,垂直于周边缝。 为尽量减少面板因坝体沉降产生相对位移,不设缝宽,只在缝面涂刷沥青乳胶。A缝在面板底面设一道“W”型铜止水片,底面粘贴在垫层表面用水泥砂浆构成附有GB止水片的基底面上。为保护“W”型铜止水片的凸肋,在肋内缘粘贴φ25mmPVC棒和聚氯乙稀泡沫塑料。基于变形和保护需要,在缝口也增设了φ50mmPVC棒和GB嵌缝材料以及GB三复合橡胶板遮盖保护。
(3)B缝——挤压缝
B缝沿坝坡面下延在接近周边缝0.6m处折转,垂直于周边缝。
坝体沉降后,B缝呈挤压状态,相对位移较小,在底部设一道“W”型止水铜片,基于变形和保护需要,在缝口也增设了φ30mmPVC棒和GB嵌缝材料以及GB三复合橡胶板遮盖保护。
(4)止水加强部分
由于水头较高,水压力较大,在A、B缝靠近趾板周边缝10m范围内,以波浪形橡胶止水带加强,与周边缝止水带“T”接。为了形成封闭系统,上端折转90°与“F”止水铜片边连接,因材质不同,接头细部结构处理采用塑铜连接,以达到牢固不漏水的目的。
(5)趾板分块缝止水
趾板每16m设一缝,与面板缝呈错缝布置,设“D”型止水铜片和橡胶止水带分别与“F”止水铜片和橡胶止水带“T”接,止水铜片和橡胶止水带与基础的连接按要求埋设。缝上设梯形槽用GB材料堵塞,适应变形起充填止水作用。
4.3.5 基础处理
为了使面板堆石坝工作安全可靠,不仅需做好沿坝上游周边的面板、趾板以及缝间的止水设计,而且需做好固结灌浆和帷幕灌浆等防渗处理工作。
4.3.5.1 基础开挖
地质勘探成果表明,左右岸坡裸露岩体基本为弱风化,趾板开挖只需保证趾板平顺要求,即可满足岸坡趾板座落在弱风化岩基上的要求,左岸挖深3~13m,右岸挖深4~10m。
经两岸开挖削坡后,基岩的稳定、变形、渗透、强度等不存在问题,可作为趾板基础。
经5.2.1节论述,坝基河床覆盖层因成分复杂,上层约5m厚度的砂卵石层强度较高,变形较小,能够满足建坝要求,由于下部腐殖质等软弱层存在,需要对其进行处理后作为坝体及趾板基础。河床覆盖层深20多米。对大坝最为安全的措施是全部挖除覆盖层后基础座落于基岩上。河床覆盖层开挖,无论是全部开挖还是部分开挖,都有很大难度:①坝址区河谷两岸无大的平台,河谷两岸山坡坡度大多在40°~70°之间,无合适的弃渣场;②开挖深度平均20m左右,下基坑道路约250m长,相应导流洞需增长250m;③深基坑排水问题突出,特别是雨季施工排水难度更大,施工安全也不易保障;④开挖工程必须在导流洞及围堰工程结束后进行,占用主线工期;⑤坝址处河床宽度约25~30m,全部开挖工程量约32万m3,开挖工程量巨大,坝体回填量相应增加约12万m3。相对开挖而言,基础加固工作在河床进行,施工难度较小,施工安全;基础加固工程量较大,工期较长,但可以与导流洞及辅助工程同时进行,不占用主线工期。因此,从施工难度和定性的工程量及工期判断,本次设计考虑河床覆盖层开挖仅清理局部孤石及表层树枝等杂质,坝体回填前对砂卵石进行碾压。对于深厚覆盖层采取基础加固处理。
4.3.5.2 河床段基础加固处理
振冲碎石桩的处理原理是通过置换或挤密使土体的空隙减少,强度增大,碎石桩与桩间土形成复合地基,从而提高地基的承载力,减少沉降量;旋喷桩喷射流的能量大速度快,对从粒径很小的细粒土到卵石、块石都有巨大的冲击的搅拌作用,浆液与土石体成为新的固结体,从而达到加固地基的作用。
河床振冲碎石桩桩径1m,间、排距1.5m,梅花形布置,顺河向长度为271.4m;强夯可使基础以下6-8m范围内的基础承载力得到提高,在坝基回填前对基础进行碾压;为避免河床趾板的不均匀沉降,在防渗墙后进行高压旋喷灌浆对趾板“X”线以后30m的河床覆盖层进行处理,旋喷桩桩径1m,间排距1.5m,梅花形布置。
4.3.5.3 固结灌浆和趾板防渗、帷幕灌浆及防渗墙
趾板基础处理是大坝防渗的关键,岸坡固结灌浆和帷幕灌浆在趾板上进行,灌浆技术要求与一般土石坝相同,由于趾板较薄、较窄,在进行岸坡帷幕灌浆前应先进行固结灌浆,以保证帷幕灌浆的质量并避免趾板上抬。坝址区岩石为微晶灰岩,岩体完整性较好。
根据地质结论,支井河断裂沿河分布,在锁口坝址区趋于歼灭。根据勘探平洞资料,
右岸平洞内岩体溶蚀虽较强烈,但均为裂隙性,而且裂隙均为泥质充填 ,坝肩不存在管道性岩溶通道。基岩中存在溶蚀现象,主要分布于强至弱风化岩体中,微风化至新鲜岩体,完整性较好。两岸地下水位较高,坝肩渗漏以裂隙性为主。两岸岩体的透水性比较均一。由于左、右岸无相对隔水岩层分布,设计考虑悬挂式帷幕。
根据上述章节,河床砂卵石经加固处理后,坝基直接座落在河床砂卵石上,大坝河床段趾板轴线处砂卵石深约20m,采用冲击钻成墙防渗,防渗墙厚100cm,基岩以下部分防渗采用帷幕灌浆。
大坝670.00m高程以下采用双排固结灌浆,灌浆孔距3m ,排距1.5m,孔深8m。大坝670.00m高程以下帷幕灌浆采用两排,位于上游侧的为主帷幕,下游侧的为副帷幕,主帷幕孔深深入q〈1~3lu相对不透水层以下5m。大坝左、右岸670.00m高程以上为单排帷幕灌浆,左岸向山体延伸79m,右岸向山体延伸136m。
4.4泄水建筑物
4.4.1工程布置
洞式溢洪道布置在右岸山体内,溢洪道最大泄量1910m3/s。溢洪道由进水渠、闸室、明流洞身和鼻坎段组成,其平面投影总长为271.2m。
进水渠底宽11m,长6m,底高程650m。进口段为薄壁锚筋混凝土导墙,墙顶高程675.00m,最大墙高25.00m。
控制段采用开敞式WES低堰型闸室,由堰体、闸墩、启闭台、交通桥等部分组成。孔口尺寸为11×14.8m。闸室堰顶高程655.20m,堰高5.2m,堰顶下游面幂曲线方程为y=0.053x1.85,上游面堰头曲线采用三圆弧,堰体上游面直立。溢洪道闸室为3级建筑物,五十年一遇设计洪水位670.00m,一千年一遇校核洪水位672.80m,考虑适当的超高,闸室顶高程确定为675.00 m。闸室段长26.5m,前缘宽11m。溢流堰和陡槽之间由半径为30m的反弧段相连。堰后与陡坡段相切连接,闸墩首部采用半园型式。交通桥面高程与闸墩顶同高为675.0m,宽5m。
闸室后接明流泄洪洞,洞长259.55m,洞底纵坡i=1∶5,其上接溢流堰的反弧段,反弧段半径30m。洞身断面采用城门洞型,进口断面底宽11 m、直墙高15.52m、顶拱半径15.56m、中心角90°,出口断面底宽11m、直墙高8.75m、顶拱半径15.56m、中心角90°。明流洞身后接明流泄槽,长16.5m,泄槽底板衬砌厚60cm,采用锚筋与基岩联
接,锚筋间距2.0m,深4.0m。
挑流鼻坎长19.2m,反弧半径30m,鼻坎高程598.45m,挑射角为27°。溢洪道鼻坎齿墙底部高程585.92m。为了使下泄水流尽可能远离坝脚,使其不对鼻坎后段山体造成冲涮,鼻坝设计为窄缝式鼻坎形式。
消能防冲设计的洪水标准按30年一遇设计。设计工况下,下泄水流挑距170m以上,威胁不到大坝安全。为避免小流量下泄对泄槽周边造成冲刷,泄槽下游设长20m,厚40cm的护坦。
为提高洞身段围岩承载能力并减小渗漏,洞身段全长均进行固结灌浆。洞顶固结灌浆和排水孔共孔。利用灌浆孔作排水孔的孔位满足灌浆要求后再进行扫孔,作为排水用。
固结灌浆孔孔深5m,排距3.0m,孔距3m,梅花型布置,顶拱固结灌浆孔兼作排水孔,径向等距分布,排距2.5m,梅花型布置。排水孔孔径φ25mm,深入岩石2m。孔深3m。固结灌浆压力0.6MPa。
进、出口洞脸采用锚喷支护型式,喷200#混凝土厚10cm,砂浆锚杆支护参数:φ25锚杆,L=3m,深入岩石3m,间、排距3.0m,梅花型布置。
泄洪洞最大流速34.2m/ s。其抗冲耐磨和防空蚀措施主要是采用适宜的混凝土标号来达到规范要求的平整度。
泄洪洞洞壁表面不平整度的最大允许高度为10mm,垂直水流的磨平坡度1∶50,平行水流的磨平坡度1∶30。
4.4.2放空底孔
(1)放空方案
由于某种原因,需要泄空水库,首先通过溢洪道将库水很快泄至655.00m,再利用发电引水隧洞将库水泄至发电引水隧洞进口底板630.00m,然后利用放空管(孔径2.0m)进行放空,放空管总长140m。
(2)工程布置 1)导流洞封堵
结合地质条件,选择在导流洞的中部封堵,堵头长20m,采用加镁混凝土浇筑。 2)放空底孔进口
在导流洞进口顶部设放空底孔进口,将库水引至导流洞内。放空底孔进口高程为
615.00m,洞径为2.0m。
3)放空底孔出口
导流完毕后,浇筑堵头,埋设直径2m放空管,管口设控制阀门和检修阀门。 4)放空时间计算
放空洞过流能力采用管道自由出流计算,经计算,放空洞前水位由630m降至615m时,过流量为97.6 m3/s ~81.7m3/s,平均流量.65 m3/s,查库容曲线,615m~630m之间库容为278万m3,放空期间来流量按多年平均流量4.68 m3/s考虑,则库水由630m降至615m需278*10000/(.65-4.68)/3600=9小时。
4.4.3 生态放水管
工程建成后,由大坝挡水,发电引水系统引水至下游8Km处的电站厂房发电。这将造成坝后约8Km的河段脱水,为维持河段的生态系统稳定,需采用工程措施解决坝后河道脱水问题。本设计在导流洞内埋设φ150mm钢管,连通至库内,以保证下游生态流量。
4.5引水建筑物
4.5.1 引水隧洞地质条件概况
在满足枢纽枢纽总布置的要求下,引水洞线应选在线路短、沿线地质构造相对简单、岩体较完整稳定、覆盖层厚度适中、水文地质条件及施工方便的地区,同时考虑与厂房良好衔接。
引水线路分布于河流左岸岸坡,所经地段为溶蚀、剥蚀褶皱中低山地貌,山脉延伸总体与河流走向一致,为近南北向,沿线穿越地层较单一,主要为:三叠系大冶组微晶灰岩、泥灰岩夹页岩;嘉陵江组微晶灰岩、含生物屑、砂屑亮晶鲕粒灰岩、微晶白云岩。岩层产状变化较大,长谭以下倾向NW,以上倾向SE;倾角35~50°,倾角较平缓。岩层走向与洞轴线斜交,局部与洞轴线走向近一致。围岩多为弱透水岩体,隧洞大部分处于地下水位以下。
引水隧洞自左岸坝前取水-王家台-老鲁班桥出口,隧洞全长7969.316m,而最大发电量仅为14.186m3/s,不大,故引水隧洞采用一洞二机的布置型式。
4.5.2 建筑物布置
发电引水建筑物布置在左岸,主要由进水口、压力隧洞、调压井和岔、支洞等组成。引水线路全长7969.316m,设计引用流量14.186m3/s。
依据洞顶围岩覆盖厚度、岩性、内水压力的大小、地质条件等,考虑到方便施工和节省工程造价,隧洞分段采用钢筋混凝土衬砌、内衬钢管和喷锚支护等不同的结构措施,隧洞断面采用圆形。沿线重要控制点位置:竖井式进水口桩号0+000,坐标X=3384351.9811m,Y=422624.3859m;调压井桩号7+737.546,坐标X= 3378491.0402 m,Y= 418614.5 m;支管末端桩号7+939.046。
引水隧洞直径2.7(衬砌)及3.2(喷护)m,从桩号0+004.73至7+919.046总长7914.316m,轴线高差73.3m,通过上下圆弧段及竖井段降至385.00m。
引水隧洞与压力隧洞之间为长20m的调压室段,轴线高程558.05m。
岔洞,根据地形结合厂房布置,采用Y型岔,分岔桩号7+4.046。支管直径1.2m,至桩号7+919.046 厂房上游边缘处与机组钢管相接。
4.5.2.1 进水口
进水口距右坝肩约170m,为竖井式进水口。出露岩性为大冶组灰岩,岩性相对较好。由喇叭口、方涵段、闸门井、检修平台及启闭平台组成。
进水口起点桩号拟为0-050.27,水库发电死水位为0.00m。经计算,进口底板高程拟定为630.00m,进水口建基面高程629.20m。喇叭口段上唇由长半轴a=2.3m,短半轴b=3m的椭圆组成,喇叭口顶部高程635.00m,在死水位0.00m时,进口闸室和全洞满足最小淹没深度要求。喇叭口前沿设置拦污栅,拦污栅倾角70°,栅孔尺寸5.0×4.5m,过栅流速控制在1m/s以下;闸门井外轮廓采用简洁的上下游等宽结构,拦污栅和闸室处两侧墙厚分别为1.20m和1.80m,上游拦污胸墙和门后隔墙均厚0.6m,下游外围墙厚0.6m,全长50.0m,闸室后通过10m长的渐变段与隧洞连接由2.7×2.7m(宽×高)的方形断面变为内径2.7m的圆形断面。
井内设事故—检修闸门一道,门孔尺寸2.7×2.7m2,门后设有通气孔;检修平台高程为670.50m;启闭平台高程677.00m。
4.5.2.2 压力隧洞
压力隧洞线路沿线穿越地层主要为:三叠系大冶组第三段薄层微晶灰岩、泥灰岩夹
页岩;嘉陵江组第一段微晶灰岩、含生物屑、砂屑亮晶鲕粒灰岩、微晶白云岩。洞身围岩大部分属稳定性较好的Ⅱ类,局部属Ⅲ类岩体。
发电引水隧洞轴线高程631.35m~558.05m,发电引用流量14.186m3/s,圆洞内径2.7m(衬砌)及3.2m(喷护)。
引水隧洞平面上,洞线呈折线布置,由6个弯段及7条直线段组成,6个折弯发生在河流Ω形弯道处。河流Ω形弯道处,若过分追求洞顶岩体埋深(侧向易满足),则折弯过分深入山体,折弯角度过大,施工支洞太长,故埋深按不小于0.4倍内水压力考虑。因条件基本有利,拟让压力水道侧向进厂,且拟采用Y型岔,以上要点,控制了隧洞的总体走向。
根据地质章节,桩号0+000~0+950m埋深100m左右,属Ⅲ类围岩,洞身围岩总体稳定性较好;桩号0+950~7+850m属Ⅱ类围岩,洞身围岩总体稳定性较好;桩号7+850~8+152m属Ⅲ类围岩,隧洞沿线虽属弱岩溶化弱透水岩组,但不排除局部出现充水充泥溶隙和小溶洞,应对局部进行全断面衬砌。设计桩号0+004.730m前采用钢筋混凝土衬砌,在进水口以后上平洞桩号0+004.730m至7+617.546长7612.816m洞段采用喷射砼、钢筋网组合支护,顶拱和侧墙喷砼厚为0.15m,为大幅减少喷砼的回弹损失,明显改善喷砼的完整性、抗裂、抗渗性,喷砼掺入约0.9kg/m3的聚丙烯纤维,为C20砼湿喷,圆弧底部采用C15素砼护底厚0.15m。喷混凝土与围岩的粘结力对于Ⅱ类围岩不小于1.2MPa,对于Ⅲ类围岩不小于0.8MPa。考虑到局部洞段可能出现溶隙和小溶洞,隧洞沿线考虑1公里C20钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度40cm,施工期根据实际开挖情况灵活布置。
隧洞以调压井为界,分为上、下两段平洞,中间以竖井相连接,竖井与上、下平洞之间立面转弯为两段半径15.0m、的圆弧段,为方便与调压井相连故在上平段调压井前侧7+17.546至7+737.546长20米洞段采用0.6米钢筋混凝土衬砌。
压力隧洞穿局部衬砌洞段,将进行回填灌浆,灌浆孔范围为顶拱120度,灌浆孔孔轴夹角40°,排距3m。固结灌浆孔每断面均布4个,孔轴夹角60孔,排距3m,孔深3m。回填灌浆孔和固结灌浆孔均为梅花型布置。
调压井后压力隧洞采用钢管和混凝土联合衬砌,钢管内径φ2.6m,外包0.6m厚混凝土,钢管与混凝土之间进行接触灌浆。
4.5.2.3 调压室
本次设计初拟调压室型式为阻抗式调压室,该调压室结构简单,施工方便,与简单圆筒式调压室相比,波动时振幅小,衰减快,正常运行时水头损失较小。
据地形、地质条件及引水隧洞和厂房的布置,调压井位于厂房前约201.5m处,中心线桩号7+727.546m。为了较充分地反射水击波,避免过大的“水击穿室”,阻抗孔口的阻抗系数取值较小,选阻抗孔内径为2.0m。按托马公式计算、并考虑施工等因素,确定调压井内径为10.0m,最高涌浪水位为681.92m,最低涌浪水位为624.5m,按调压室最高涌波水位以上的安全超高不小于1.0m,调压室底板以上留不小于1.0m的安全水深,并留有一定的余地的原则,拟定井底高程为623.50m,井顶高程为683.0m。井壁厚为0.8m,下部为内径2.0m阻抗孔与中心高程为558.05m的主洞垂直相接。
从主洞顶至井顶,调压井深达93.6m,而调压室上部地表高程约为680m左右。
4.5.2.4 进人孔及沉砂池
发电引水隧洞上平洞7.6Km线路大部分采用喷混凝土衬砌,为隧洞检修方便,沿隧洞结合施工支洞布置两个进人孔,进人孔桩号分别为3+569和7+701。在进人孔附近分别设置沉砂池,桩号分别为3+358~3+5和7+701~7+717,沉砂池长16m,深1m,沉砂池衬砌形式与其上下游衬砌形式一致,桩号3+358~3+5沉砂池采用10cm厚C20混凝土找平,桩号7+701~7+717沉砂池采用60cm厚C20钢筋混凝土衬砌。
4.5.2.5 岔洞与支洞
根据引水隧洞轴线和厂房机组中心线的相对关系,岔洞布置成Y型岔,分岔桩号7+4.046,分岔角450,岔洞中心线高程385.00m,与机组安装高程同高。
岔洞段采用钢板与混凝土联合衬砌;衬厚1.0 m。两支洞内径为1.2m,支洞压力水头较大,考虑水击压力且其一旦漏水可能会影响厂房安全,故本阶段支洞拟采用钢板与混凝土联合衬砌,外包混凝土厚度为1.0m。
压力隧洞混凝土衬砌段均进行回填灌浆和固结灌浆,回填灌浆范围为顶拱120°,灌浆孔间距60°,排距3m;固结灌浆孔每断面均布6个,孔间距60°,排距3m,孔深3m,回填灌浆孔和固结灌浆孔均为梅花型布置,调压井亦进行回填和固结灌浆,有钢内衬的部位还进行接触灌浆。
4.6发电厂房
4.6.1 厂房布置
根据地形地质等条件,将引水发电系统选择在左岸布置,窑洞方案厂址仍选择在也此沟段左岸山体选址建设。此在保证洞顶径向上覆岩体不小于6m情况下选择洞室纵轴线,最终选择的洞室轴线座标为(洞口:X=3525367.92,Y= 478433.9722;洞内端:X=3525405.51 ,Y= 478388.9288)。洞轴方向为240°。
厂房围岩主要为基岩为大冶组薄至中厚层灰岩,岩体较完整。围岩类别主要为Ⅱ~Ⅲ类围岩,具有较好的稳定性。厂房由外至内一列式依次布置有副厂房、安装间和主机间,主变压器紧接副厂房布置于主洞室洞口的上游侧,GIS开关站与主变压器分两层布置洞口处。厂内安装两台水轮发电机组,机组间距12.00m。装机容量30MW,厂房洞室总长63m,宽16.2m,洞顶高程为418.10m。主厂房长29.00m,宽16.2m,,安装间长11.50m,宽同主厂房相同,副厂房长18.5m,宽亦为16.2m,洞口预留4米的门庭。安装间与主机间、副厂房间留伸缩缝,厂房高38.475m(不含集水井)。机组安装高程385.00m,发电机层高程393.10m,水轮机层高程386.80m,厂房建基高程379.625m。厂房最低处为集水井,为377.80m。GIS室布置在洞外防护场地内,平面尺寸10.5×10.5 m2,站内布置有一台主变压器和开关站。
厂房尾水通过两条尾水洞与支井河相接,两条尾水洞长分别为38和57m,从厂房下游侧381.125m高程以1/5的坡比上升至368.125后接支井河。因尾水洞出口段无覆盖,且为陡峻坡,坡角达56°~76°,因此考虑在从厂区布设交通洞,布置尾水闸。
厂房洞室内端附近上游侧布置一安全通道洞,直通厂外地面,作为窑洞式地下厂房必须的第二结外通道,安全通道采用城门洞型,洞宽2.5m,洞高3.5m,洞长82.4m。
4.6.2 厂房内部布置
厂房自洞内向外依次布置有主机间,安装间及副厂房,为尽量减小工程量及施工难度,减少工程投资,将主变压器和GIS开关站放在洞外地面。
(1)主厂房布置
主厂房内安装15MW的水轮发电机组两台套,总长为29m,总宽度16.2m,地面(405.10m)以上的总高度13.0m。厂内布置一台桥式起重机,容量为50/10t,跨度14.0m,可从主机间直通安装场,用于起吊、安装机组等设备。主厂房自下到上分为四层,最低
层为蝶阀层,第二层为水轮机层,第三层为发电机层,第四层为地面人行道层。
蝶阀层高程为382.60m,上游侧装有两台蝴蝶阀,两端设有楼梯通往水轮机层,渗漏集水井主厂房右上角、在蝶阀层下方,为厂房的最低点,从蝶阀层设爬梯通往渗漏集水井。
水轮机层高程为386.80m,机组间距12m,水轮机安装高程为385.00m,采用全埋式金属蜗壳、圆筒式机墩,上游侧布置两个长3.5m,宽2.0m的蝶阀吊孔,,在主厂房左上角和右上角布设楼梯向上通往发电机层。本层上游侧布置水力机械的辅助设备。
发电机层高程393.10m,低于安装场12.0m,其机组中心轴线距上下游侧边墙分别为9.2m和7.0m(边墙外边线),左、右上角布设楼梯与水轮机层和地面层人行通道相通,并可通往安装间的各侧。主厂房下游布置机旁盘。
地面层高程405.10m,与安装层同高,仅在主厂房上游墙设悬壁板做为人行通道,并与左右两侧的两部楼梯相通。人行道宽1.2m。
地面层上部结构高程由安装检修机组时的起吊空间,并考虑安装场卸车所需要的高度确定。桥机轨顶高程为412.10m,屋顶暂拟钢筋混凝土屋面大梁,梁底高程416.10m。
(2)安装场
安装场紧邻主厂房左侧,长11.5m,宽与主厂房同宽16.2m。安装间自上而下分为三层,地面一层为安装场,高程同主厂房地面层为405.10m。下部两层作为水机副厂房,第一层底板高程为393.1,层高4.5m,系透平油库及油处理室,第二层高程为397.60m,层高7.5m,系空压机室。
(3)电气副厂房
电气副厂房布置在安装间外的洞口侧。结合电气设备和其它布置要求,副厂房长18.5m,地面以上宽16.2m,地面以下宽9.7m,地面以上共两层,上部一层为会议室及通迅室,底板高程为409.60m,层高4.5m;下部一层(地面层)为中控室层,底板高程为405.10m,层高4.5m;地面以下三层,最下一层为电缆层,底板高程为393.10m,层高4.5m;第二层为高低压配电室,底板高程为397.60m,层高4.5m;第三层为电缆夹层,底板高程为402.10m,层高3.0m。为满足机组设备安装动输需要,在地面层副厂房内上游侧,留5m宽作为交通通道。在副厂房最外端布置一部楼楼梯从最下一层直通最上一层。
主变压器和GIS室布置在洞口靠下游侧,分两层布置,下层为主变压器,上层为
GIS室,平面尺寸为10.5×10.5m.
电站设计洪水位为401.87m,校核洪水位为404.80m,防洪要求受校核洪水位控制,考虑0.3m左右的安全超高,厂房地面层高程拟为405.10m,和安装场相平。室外场地高程405.00m与回车场相平。
厂房洞室内端下游侧布置一安全通道洞,作为地下厂房必须的第二对外交通道,直通厂外生活区。安全通道采用城门洞型,洞宽2.5m,高 3.5m,该洞底板采用20cm厚砼护底,两侧预留15×15cm的排水沟,排水沟采用5cm厚砂浆抹面,侧墙和顶拱予留了5~7cm厚的锚喷支护层。
4.6.3 厂房洞室支护设计
因洞室为浅埋的窑洞室,开挖段面较大,围岩,尤其是洞口段围岩完整性尚差,为减小洞室围岩变形,增加洞室稳定,洞室开挖后周边及时喷护15cm厚C20聚丙烯纤维砼,挂φ6@15cm钢筋网进行初期支护,并全断面系统锚杆支护。顶拱以洞室中心轴两侧夹角30度,布置三排φ36,入岩15m,间距3m的张拉锚杆,其余部位以间排距为2m,间隔布置φ28、入岩9m和φ25、入岩6m锚杆;边墙采用φ28、入岩7.5和φ25,、入岩6.0m两种间隔布置,间排距一般为2m;后期采用60cm厚钢筋砼全断面衬砌。地下厂房与其它洞室如尾水洞、安全通道洞及引水支洞相交部位,增加洞口锁口锚杆支护。厂房洞室施工,采取先顶拱开挖支护、钢筋砼衬砌和回填灌浆全部完成后,再进行下部洞室的开挖等的施工程序,增加施工期洞室稳定安全度。
为防止厂内潮湿,设一层防潮隔层,隔层净宽45cm,防潮设计主要是利用防潮隔墙及其与衬砌砼面之间的隔气层进行防潮。隔墙材料采用GRC轻质墙板,外刷防水材料。隔墙从底板直到吊车梁牛腿高程。吊车梁的牛腿初拟采用钢筋砼及锚杆联合支护方式。
4.6.4 洞室外边坡支护
厂房位于支井河左岸山体内,边坡陡峻, 450m高程以上地形自然坡度陡于55°,450~410m高程间地形自然坡度为30°~40°,厂区出露基岩为大冶组薄至中厚层灰岩,岩体较完整,洞口基本无覆盖层。洞内岩石致密坚硬,岩体风化卸荷作用明显。
厂房洞脸洞室顶拱以上3m,即420.3m高程以下正向采用垂直开挖,以上则采用1∶0.3的坡比开挖,洞室下游侧开挖边坡采用1:0.3。厂房洞口上游侧岩体永久开挖将形
岩石高边坡,由于受裂隙切割和风化卸荷影响,坡体上部局部仍存在不稳定块体或危石,对开挖坡体全面设直径为φ22、入岩4.5m(正面)和3.5m(侧面)的锚杆,喷护15cm厚C20聚丙烯纤维砼,挂一层φ6@15cm钢筋网进行联合支护。并布置间排距为3m的排水孔。
4.6.5 变电站
变电站布置于厂房右侧进厂公路边,变电站平面高程为405.10m,布置有变压器室,面积为10.5×10.5m2。站内布置SF10—40000/110kVA的主变压器一台,出线电压等级为110kV一回。
4.6.6 厂区防洪
在厂区原有地形,厂区以开挖为主,基本没有回填,厂区沿河边布设防洪栏杆设施,因厂区校核洪水位时安全超高较低,防护栏杆宜采用实体砼拦杆。
4.7工程安全监测设计
4.7.1 表面变形监测
1、枢纽区变形监测控制网
工程枢纽监测控制网为二等平面控制网和二等水准高程控制网。水平位移监测网采用边角网,由8个边角网点组成。控制点采用有强制对中装置的观测墩,照准标志采用棱镜。该网为边角全测网,按照DL/T5178-2003《混凝土坝安全监测技术规范》与GB/T17942-2000《国家三角测量规范》之二等边角测量要求进行观测,网点高程按二等水准测量要求联测。
垂直位移监测控制网采用二等精密水准法,由1组水准基点(由3个基岩标组成)、1组水准工作基点(由2个基岩标组成)和16个水准点组成一个沿上坝公路的闭合水准路线。水准基点设在大坝下游左岸2.5Km的稳定基岩上,起测基点分别设在大坝、溢洪道、厂房附近,水准点沿上坝公路每隔200m左右布置1个。水准基点由国家水准网引测和校核,按国家一等水准要求测量。
2、大坝表面变形监测
坝体水平位移采用视准线法监测,选择布置4条视准线。视准线分别位于坝顶下游侧和633.00m、613.00m和593.00m高程马道上,共有12个测点。每个测点均为水平、
垂直位移综合观测墩,安装强制对中基座和水准标志。每条视准线两端的延长线上各布置1个视准线工作基点和校核基点,共布置有8个工作基点和8个校核基点。工作、校核基点布置在坝体两岸岸坡通视条件良好的稳定基岩上。视准线采用经纬仪配活动觇牌和固定觇牌进行观测,其工作及校核基点由边角网点来校测。
坝体垂直位移采用国家二等水准的操作方法和一等水准的限差要求施测。精密水准网由水准工作基点和坝体垂直位移测点(与水平位移标点为同一测墩)组成。水准工作基点由枢纽垂直位移监测控制网引测和校核。
4.7.2 内部变形监测
1、坝体内部变形监测
根据规范、设计计算成果、坝址区域的地形地貌、大坝工程规模等要求,确定在坝横0+090m剖面(大坝最高断面)布置1个主要监测断面。
坝体内部竖向位移采用水管式沉降仪监测。在监测断面的630.50m和593.00m高程各设一层水管式沉降仪,共2层用以监测施工期和蓄水期坝体竖向位移以及不同堆石区的变形特征,测点分别分布为4个和7个,共布置有沉降测点11个。
坝体内部水平位移采用引张线式水平位移计监测。在主要监测断面布置2层测线,均与沉降仪成套布置,共布置有测点11个。
每层引张铟钢丝线和连通水管都引入观测横断面相应高程的下游坝坡观测房。堆石体内部变形观测各测点观测结果,均是相对于坝下游坡测站的相对位移,观测站的位移由平面控制网和精密水准控制网来观测,然后计算出坝体内部各观测点的绝对位移。
根据堆石体的施工设计,观测设计也兼顾了各区的观测,下游坝坡设置有4个观测房,均作为永久性测站,观测站内提供照明和220伏、36伏电源插座。
2、混凝土面板及周边缝监测
混凝土面板变形观测包括位移和挠度监测。
根据混凝土面板结构特点,选择一些特殊部位的混凝土面板为主要监测对象。面板的位移监测主要是对板间接缝和表面沉降进行监测。为了解面板纵向伸缩缝的位移情况,在坝横0+090m剖面的595.00m和630.00m高程沿面板竖直伸缩缝布置了2支两向测缝计,两向测缝计同时观测面板与垫料层间的脱空情况。
在坝横0+090m断面左右布置电平器监测面板挠度变化,沿坝面每隔10m左右布置
1个测点,共布置15个测点。
周边缝开合度的大小,止水可靠与否,直接关系到大坝的安全运行,对周边缝位移的监测是保证大坝安全运行,为改进周边缝止水设计积累资料的一项极为重要的监测内容。周边缝的观测采用二向和三向测缝计观测,在河床坝趾部位布置2组三向测缝计,主要监测面板的张拉、沉降和错切;在坝横0+090m放浪墙与面板的接缝处布置1组二向测缝计;在左右岸周边缝各布置3组三向测缝计,主要监测面板的剪切、位移、和开合度。共布置有8组三向测缝计和4组二向测缝计。
4.7.3 渗流监测
1、帷幕防渗及坝基渗压监测
为观测坝基的渗水压力及防渗帷幕灌浆质量,在坝横0+090m桩号布置一个监测断面,帷幕后布置8支渗压计,其中3支在帷幕下游基岩上钻1孔埋设,埋设深度为0m,10m和20m,其余5支渗压计均布置在下游基岩处。
2、周边缝止水效果监测
在周边缝三向测缝计位置下游垫层料中,对应布置坑埋式渗压计,观测缝后渗压。共布置渗压计6支。
3、大坝渗漏量监测
根据实际的地形和建筑物布置情况,在下游坡脚处设置截水墙,将坝体及坝基的渗流截住集中后,设置量水堰监测水库蓄水期渗水流量的演变过程和正常蓄水位时的渗水流量。
4.7.4 应力应变及温度监测
在坝横0+090m断面的655.0m、630.0m、610.0m和590.0m高程各布置1组二向应变计,并在其附近1m的同块面板内布置1支无应力计。在630.0m高程距离周边缝最近的面板内布置1组三向应变计。面板内共布置4组二向应变计、2组三向应变计和6支无应力计。
在坝横0+090m断面的655.0m、630.0m、610.0m和590.0m高程各布置1支钢筋计,其中在630.0m高程增加一支竖向钢筋计。面板内共布置5支钢筋计。各仪器电缆顺面板引至坝顶右岸观测站内。
面板温度由应变计监测。
4.7.5 环境量监测
为综合分析大坝的工作性态,需要对环境量监测,主要项目为上下游水位、水温、气温、降雨量、风速、风向等,其中气温、降雨量、风速、风向等气象资料可采用附近气象站的资料。
1、水位监测
在水库流速较小、水流相对平静、水位变动相对稳定的地方设置1套水位计观测水库水位。在大坝下游、厂房尾水、引水隧洞进水口、溢洪道进口及出口布置水尺。
2、水温监测
利用面板上布置的15支电平器进行水温的兼测。
5施工组织设计
5.1 施工条件
花坪河水电站位于支井河干流的第四级电站,为引水式电站。电站总装机容量30MW,为Ⅲ等中型工程,面板坝为2级建筑物,其它主要建筑物属3级建筑物,次要建筑物属4级建筑物。建筑物的分布高差大,引水隧洞路线较长。
工程区山高坡陡,可利用场地较少,场内施工道路布置难度大。工程区地质基本都为大冶组第三段(T1d3):灰色中至厚层状灰岩,局部夹薄层页岩。
支井河属山溪性河流,洪枯流量相差悬殊。一般每年5~9月为主汛期,4月、10月分别为汛前期、汛后期,11月~次年3月为枯水期。暴雨多发生在5~9月,以6、7月份最多。
枢纽大坝距清太坪镇约17km,再通过28km的县道和省道到达野三关互通,上G50沪蓉高速公路,距离武汉市415km,宜昌市132km,恩施市109km,巴东县城126km。工程所需水泥可就近采用恩施华新分厂的系列水泥,或在巴东县采购符合国家质量规范要求的产品,由汽车运输到工地。钢筋、钢材可在武汉等地购买。木材、油料可由巴东县采购,公路运输。
工程用电以当地电网供电为主,大支坪镇变电站35kV线路从坝前经过,可直接就近取电。支井河水源丰富,河水污染小,可满足施工期供水要求。
5.2 施工导流
大坝上下游施工围堰为4级建筑物,采用枯水期10~4月P=10%进行设计,相应洪峰流量为197m3/s。坝体施工期临时度汛设计洪水标准采用全年P=5%,相应洪水洪峰流量为937m3/s。厂房的导流建筑物标准为5级,采用全年P=10%的导流标准,相应洪峰流量788m3/s,相应水位为399.7m(考虑水布垭顶托)。
施工导流方案:第一个枯水期利用围堰挡水形成基坑,导流隧洞过水,进行大坝地基处理,并将大坝填筑到585m高程;在截流后的第二个枯水期对上游围堰做适当修复后,在围堰保护下大坝填筑到2.5m高程以上并完成一期面板施工,第二个汛期完成
大坝二期混凝土面板浇筑,导流洞下闸封堵,第一台机组发电。
导流隧洞进出口底板高程分别为586m和580m,断面为5m×6m的城门洞型断面,全长378.24m,进出口用混凝土锁口,中部采用喷锚支护。隧洞采用平面钢闸门封堵,拟在山体内设置封堵暗室,进行封堵作业。下闸时间选在第四年年8月初。
根据花坪河的水文特性,结合施工总进度安排,初选第一年10月初俟机截流。截流流量为10月10%频率月平均流量8.24m3/s,相应水位587.06m,截流戗堤顶部高程为5.00m。戗堤顶宽8m,上下游边坡均为1:2,填筑方量1200m3。大坝上游围堰顶部高程597.0m,最大堰高12.0m,围堰顶宽8m,上下游边坡1:2.0,基础采用高压旋喷防渗墙防渗,防渗墙顶部高程5.00m,上接粘土斜墙。下游围堰在大坝基础碎石桩完成后进行填筑,顶部高程586.0m,最大堰高8.0m,围堰顶宽10m,上下游边坡1:2.0,基础采用高压旋喷防渗墙防渗,上接粘土心墙。
窑洞式厂房施工时可考虑尾水渠预留岩埂,岩塞一次爆破施工的方式,不考虑修筑施工围堰。
5.3 料场的选择与开采
工程所需粘土量不多,可自与坝区相距4km处的支井河右岸西流水岸坡料场取料。料场在取土前必须将其表层的杂质和耕作土、植物根系等清除,剥离的表层土单独堆放,后期作为土料场恢复植被用土。料场规划开采深度2.5m,采用推土机集料,1m3反铲机装8t自卸汽车运输。
工程所需石料,可充分利用建筑物的开挖石料,不足部分由距离坝址0.6km的板莲河料场K1开采,岩性为三叠系嘉陵江组第一段(T1j1)微晶灰岩。石料场强风化下限以上的强风化、全风化无用层,夹泥及地表残坡积层,应全部清除干净。有用料自上而下分层、分梯段开挖,采用100型潜孔钻配手风钻钻孔,爆破石碴采用88kW推土机溜碴到出碴平台,2m3挖掘机挖装,12t自卸汽车运输。
坝体内部的砂卵石填筑方首先考虑充分利用坝基开挖方,不足部分从河床砂卵石料场S3、S4料场开采。工程所需混凝土骨料、垫层及过渡料由河床砂卵石料场S4、S5、S9开采。河床表层的剥离层采用59kW推土机集渣,2m3反铲挖掘机挖装,15t自卸汽车运至弃渣场。
5.4 主体工程施工
5.4.1 大坝施工
岸坡及河床覆盖层直接由2m3反铲装10~12t自卸汽车运输。石方开挖自上而下分层进行,采用YQ-100型潜孔钻钻孔,周边预裂爆破,开挖石渣由推土机集渣,2m3反铲装10~12t自卸汽车运输,可利用料堆方于存渣场,剩余部分作为弃料运至弃渣场堆弃。
大坝基础前30m采用直径1m的旋喷桩加固地基,剩余部分采用振冲碎石桩加固。为了给坝体填筑预留充足的填筑时间,截流前,可在枯水期水流较小时进行河床两岸部分碎石桩的施工。
堆石坝体各分区的填筑宜均衡上升。垫层料由砂石加工系统用2m3反铲装8~12t自卸汽车运料上坝,后退法卸料,推土机摊铺,并辅以人工整平,顺坝轴线方向用振动碾碾压。过渡区料用2m3反铲装12t自卸汽车运料上坝,按后退法卸料,层厚0.4m,88kW推土机平料,10t以上的自行式振动碾碾压。主、次堆石区采用进占法填筑,用2m3反铲装12t自卸汽车运料上坝,88kW推土机平料,20~25t自行式振动碾进退错距法顺坝轴线方向进行碾压。
混凝土趾板先于坝体填筑进行浇筑,混凝土面板分两期次滑模施工,最后进行坝顶混凝土结构的浇筑。
5.4.2 溢洪道施工
溢洪道土方开挖主要采用2.0m3的反铲配10~12t的自卸汽车运输。石方开挖主要采用液压潜孔钻钻孔,装岩机装渣、12t自卸汽车装运。混凝土由左岸混凝土拌和系统供料,3m3混凝土搅拌运输车运至施工部位。洞身段边墙、拱顶采用钢模台车分段衬砌。混凝土泵送入仓,两侧对称进料,分层浇筑上升,一次成型。分段长度12m左右。闸室采用组合钢模板、混凝土泵送入仓浇筑。闸门井采用滑模从下而上浇筑,混凝土通过溢洪道交通洞由井口平台挂溜筒入仓。
5.4.3 引水隧洞施工
进水口基础覆盖层及部分强风化料由1m3挖土机挖装,10t自卸汽车运输。岩石采用爆破开挖,由150型潜孔钻机钻孔,局部配手风钻。开挖后的石渣转至出渣作业平台,
由2m3反铲挖掘机配12t自卸汽车直接运至弃渣场。混凝土料取自进口630m高程附近的平地上布置的0.4m3混凝土拌和机,泵送混凝土入仓浇筑。
上平洞段洞线较长,拟布置6个施工支洞,支洞断面3.0×4.0m,均为城门洞型,根据地质情况采用30cm厚钢筋混凝土衬砌锁口,洞内喷8cm厚混凝土,并设随机锚杆支护。洞内石方开挖主要采用手风钻造孔,炸药光面爆破,装岩机装渣、蓄电瓶机车牵引762轻轨斗车运至洞口,再由2m3反铲挖掘机挖装,12t自卸汽车装运弃渣。平洞衬砌混凝土由混凝土搅拌运输车运至支洞洞口,蓄电瓶机车牵引762轻轨斗车运送,通过混凝土泵输送入仓浇筑。
调压井采用导井法进行施工,先采用LBM-200型反井钻在调压井中心自上而下钻导向孔到调压井底部,然后自下而上将钻孔扩成圆形导井,导井开挖时的石渣凭自重落到调压井底部,由0.2m3装岩机装,蓄电瓶车牵引762轻轨斗车运至洞口,再由12t自卸汽车运送弃渣。导井贯通后,进行调压井全断面扩挖施工,自上而下进行,手风钻钻孔,火雷管起爆,毫秒导爆雷管实现微差预裂爆破。调压井衬砌采用自下而上分段浇筑。阻抗孔板及上部倒角采用钢模板和木模板立模浇筑,井筒采用滑模浇筑。混凝土由混凝土搅拌运输车运至洞口,蓄电瓶机车牵引762轻轨斗车经上平洞运输,通过混凝土泵输送入仓浇筑。
引水洞钢管钢管由拼装场加工成圆形,由5t平板车运输,手动葫芦将钢管卸下,然后由卷扬机将钢管牵引至安装部位,进行调整、固定、焊接成一个整体。之后在钢管外围回填混凝土。钢管外回填混凝土由混凝土搅拌运输车运至施工支洞洞口,蓄电瓶机车或卷扬机牵引斗车至平洞段,通过混凝土泵输送入仓浇筑,钢管逐节进行混凝土回填与接触灌浆。
引水岔管段施工需从进厂道路405.00m高程设2.5m×3m施工斜井,石方开挖方法同上。
5.4.4 窑洞式厂房施工
土石方明挖采用405.1m高程的进厂道路出渣。施工方法同引水隧洞进口土石方开挖方法。石方洞挖拟自上而下分五层施工,顶拱部位先开挖中导洞,采用手风钻凿孔,中下部四孔楔形掏槽,光面爆破,然后扩挖顶拱,喷锚支护跟进,2m3装载机配10t自卸汽车出渣。高程405.1m以上部位的厂房施工中部采用梯段微差爆破,四周边墙采用
预裂爆破,2m3装载机装12t自卸汽车运输沿405.10m永久道路出渣,边墙喷锚支护跟进施工。高程405.1m以下部位的厂房施工方法同上,施工初期石渣可用机动翻斗车运渣,后期施工坡度较陡,车辆运输不便时可用卷扬机牵引吊篮出渣。尾水肘管以尾水隧洞为临空面,肘管两侧采用QZJ-100型潜孔钻钻孔的预裂爆破,基岩石方采用梯段微差爆破,手风钻钻孔,V形梯段微差起爆网络。爆破石渣可采用机动翻斗车通过尾水隧洞运至出渣竖井,卷扬机牵引出渣。尾水隧洞开挖时,先施工闸门槽,作为出渣竖井。由于临水侧水位较高,需预留岩塞,岩塞后设集渣坑,待闸门安装后将预留岩塞一次爆破。
厂房浇筑主要方法是:采用6m3混凝土搅拌车从进口拌和系统经进厂交通洞进入主安装间,将混凝土卸入料罐内,再用临时桥机吊入浇筑仓内,插入式振捣器捣实,钢筋和模板也是由桥机吊运;二期混凝土在各部位机组安装后,用永久桥机吊运3m3罐入仓。副厂房和安装间的板、梁、柱结构由混凝土拌和站供料,5t自卸汽车进行砼水平运输,吊罐或混凝土泵车入仓浇筑,插入式振捣器振捣。尾水隧洞衬砌分段浇筑,尾水闸门混凝土自下而上进行浇筑,混凝土泵浇筑入仓,插入式振捣器振捣。
5.5 施工交通
通过场外交通干道运输进场的主要物资有水泥、粉煤灰、钢筋钢材、木材、施工机械、永久机电设备、爆破器材、煤炭、油料、房建材料、生活物资等。
场内主交通干道,按场内三级道路设计,路基宽7.5m,路面宽6m;二是场内次交通干道,路基宽5m,路面宽4m,采用泥结碎石路面。共设有施工道路连接各建筑物施工区和料场,上下游各设漫水桥一座。
5.6 施工工厂设施
本工程在质量与储量均能满足设计需求的条件下,考虑全部利用天然骨料,在坝区和厂区中部设置一套筛分系统。混凝土加工考虑坝区和厂区分别布置一混凝土拌和站。另在导流洞出口滩地、引水隧洞进口旁平地以及调压井顶部各布置一台0.4m3混凝土搅拌机。
5.7 施工总布置
计划在施工现场布置的施工辅助设施主要有:天然砂石料加工系统、混凝土拌和系
统、钢筋、木材加工场、机械设备停放保养场、机电设备及金属结构安装场、供水系统、供风系统、供电系统、水泥仓库、炸药仓库、油料仓库、综合仓库、生活办公用房等,另外还需存渣场、弃渣场、石料开采场、河床砂卵石料场和土料场等。为节约用地,减小平地工程量,尽量利用弃渣场造地布置工程施工辅助设施。工程规划了3个弃渣场,2个存渣场,1个土料场,1个石料场和4个河床砂卵石料场。各工区均有道路到达。
坝区和厂区生产生活设施合计占地53.4万m2,约801亩。
5.8 施工总进度
本工程分为工程筹建期、工程准备期、主体工程施工期和工程完建期四个阶段。 工程筹建期约需8个月,不计入施工总工期;工程准备期计划安排9个月;主体工程施工期主历时29个月,施工完建期历时4个月,施工总进度为42个月,至首台机发电时间为38个月。
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