XXXXXX水电站可行性研究报告 8施工组织设计 区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.10g,相应的地震基本烈度为Ⅶ度。
②引水系统工程地质条件
引水洞线位于洮河右岸低山区,山顶海拔2903~2972m,高出河水面250m。隧洞顶板埋深15~163m,坝址最大埋深163m。河流流向总体为NE18°。河流在此段转了一个“Ω”形的弯,流向由进入坝址时的SE128°转过大弯后又恢复为SE128°方向。本河段河谷宽250m左右,坝址区谷宽达260余米。
隧洞轴线主要出露三叠系中统地层(T2d),岩性以变质砂岩.、砂质板岩为主,新鲜岩石致密坚硬。隧洞沿线岩层产状变化较小,进水口附近为NE75°NW∠56°,出口段为NW276°NE∠54°,沿线断层不发育。
引水洞线地下水类型为基岩裂隙水。地下水埋深20~100m,最大埋深200m,接受大气降水补给,贮存和运移于基岩裂隙及断层破碎带内,向洮河及支流或向第四系松散地层中排泄,地下水和地表水对混凝土无腐蚀性。
引水洞沿线物理地质现象主要表现为岩体风化、卸荷拉裂、松动倾倒、崩塌、泥石流等方面。
引水洞线进、出口基岩岸坡平缓,经受了长期的侵蚀、堆积作用,岩体风化、卸荷强烈。基岩岸坡就坡度而言,达到了自然稳定坡角。据坝址、厂址勘探资料,椐地质调查及勘探资料,坝址区岩性为变质砂岩和砂质板岩分段出现。砂岩段厚度一般25~34m。板岩段岩层厚度一般50~80m。由于变质砂岩岩性较坚硬,而砂质板岩岩性较软弱,两种岩性抗风化能力的不同,形成了不同的地貌现象。砂岩段形成山脊,而板岩段形成山谷。岩体表部以强风化为主。变质砂岩强风化水平厚度一般1~3m,弱风化水平深度15~20m,纵波速度Vp=1370~2520m/s;微风化岩体RQD值平均大于50%,纵波速度Vp=3060~3490m/s。砂质板岩强风化水平厚度一般3~5m,弱风化水平深度15~20m,纵波速度Vp=1370~2520m/s;微风化岩体RQD值平均大于50%,纵波速度Vp=3060~3490m/s。
崩塌主要发生于高陡岸坡中上部,堆积于岸坡中下部,常呈现倒石锥地貌,组成物质为块石、碎石及碎石土,厚度变化较大,中部薄,下部厚。一般厚3~5m,较大者厚达10m。此类地质现象常发生于引水洞线板岩段凹地形,凹地形接受两侧山坡及山顶岩体崩塌物形成崩塌堆积体。岩体松动、倾倒主要分布在单薄山梁、厚3~5m,规模小,一般对引水建筑物影响小。引水洞线全线未跨越大型、深切冲沟,所跨越小型冲沟对建筑物无影响。
③厂房区工程地质条件
8-8 XXXXXX水电站可行性研究报告 8施工组织设计 电站厂房位于如吾村下游700m处的洮河右岸坡麓地带上,阶面宽阔。厂址区洮河较为顺直,流向为SE152~178°,河水位高程2725~2723.40m,平水期河水面宽47~63m,谷宽180~280m,厂房尾水区以下河水面宽60~65m,谷宽320~338m,河谷呈不对称的“U”形,左岸大部为第四系堆积体,岸坡坡度较缓,坡度25~30°;右岸为高山斜谷地貌,部分段基岩裸露,坡度45~60°。两岸断续发育Ⅰ级阶地,前缘高程一般为2726~2727m,拨河高度为3~4m,左岸局部残留有Ⅲ级基座阶地,阶地主体为坡度较缓的Q3堆积粉土地层,前缘高出河水面30~40mm,基座顶面高程2732~2734m, 高出河水面7~10m。厂址区及其上、下游没有规模较大的冲沟发育。
厂址区出露三叠系中统地层,岩性为薄层砂质板岩夹变质砂岩,第四系(Q)不同成因的堆积物分布在河床、漫滩、阶地和坡脚及缓坡地带。冲积砂卵砾石层(Q4Sgr)主要分布于漫滩、河床及Ⅰ、Ⅲ阶地中下部,组成物为砂卵砾石,砂卵砾石层厚15~20m。
崩坡积块碎石土(Q4col+dl)分布在调压井、压力钢管附近坡脚和岸坡缓坡地带,一般厚3~5m,局部厚度大于10m,由孤石、块石、碎石土等组成,松散,局部架空。
冲洪积块碎(卵)砾石层(Q4al+pl)主要分布在冲沟口,组成物为砂卵砾石,块碎石油土交互状出现。 8.2施工导流 8.2.1设计条件
坝址区河道略弯曲,沟谷开阔,呈不对称的“V”型,右岸为基岩山坡,坡度较缓。左岸为Ⅰ级阶地,地表平坦;右岸为基岩岸坡,坡度40o~50°。
经水文资料分析可知:每年的5~10月,水量相对较大,划为汛期,每年的11月~翌年4月,水量相对偏小,划分为枯水期。 8.2.2导流标准
本工程为Ⅳ等小(1)型工程,工程枢纽主要建筑物按4级建筑物设计,次要建筑物按5级建筑物设计。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)的规定,其导流建筑物级别为5级。
根据本工程所处河流的水文特点、首部枢纽的布置及现场地形特点,本工程首部枢纽采用明渠导流方式。导流标准:选用5年一遇洪水重现期(全年),相应导流流量为Q20%=486m3/s。
厂房导流标准选用5年一遇洪水重现期(全年),相应导流流量为Q20%=495m3/s。
8-9 XXXXXX水电站可行性研究报告 8施工组织设计 8.2.3导流方式及导流规划
(1)导流方式 ①枢纽导流方式
根据坝址处地形、地质、水位等实际情况,本阶段对三种导流方案进行了比较,见表8.2.1。
方案Ⅰ(推荐方案):河床一次断流,明渠全年导流方式。导流标准:选用5年一遇洪水重现期(全年),相应导流流量为Q20%=486m3/s。
方案Ⅱ(备用方案):河床一次断流,明渠枯水期导流方式。导流标准:选用5年一遇洪水重现期(枯水期),相应导流流量为Q20%=188m3/s;度汛标准选用10年一遇洪水重现期(汛期),相应流量为Q10%=684m3/s。
方案III(比较方案):明渠全年导流,汛期围堰过水导流方式。枯水期导流标准:选用5年一遇洪水重现期(枯水期),相应导流流量为Q20%=188m3/s。方案Ⅰ、方案Ⅱ与方案III的布置、优、缺点、工程量及造价比较见表8.2.1、表8.2.2与表8.2.3。
坝址处右岸有乡级公路通过,左岸有阶地存在。考虑到首部枢纽泄洪闸、冲砂泄洪闸及进水口的布置特点,以及冬季寒冷,混凝土无法浇筑,金属结构闸门与埋件安装的工期要求等因素,虽然方案Ⅰ比方案Ⅱ工程造价高28.91万元,但方案Ⅰ可为工序安排创造了条件,能够保证电站按期发电,所以本阶段推荐首部枢纽采用全年导流方案,主体工程分二阶段施工。
第一阶段(全年):施工泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、浆砌石副坝段、电站进水口等有关建筑物到坝顶2743.50m高程。
第二阶段(枯水期):导流明渠封堵,河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄,施工左岸副坝未完建部分等。
②厂房导流方式
厂房导流根据岸坡地形、地质条件以及尾水渠等建筑物的布置方式采用全年导流方式。
(2)导流规划 ①枢纽导流规划
根据首部枢纽建筑物布置特点,推荐方案主体工程施工分二阶段进行,施工期共经历两个汛期。
8-10 XXXXXX水电站可行性研究报告 8施工组织设计 表8.2.1 首部枢纽各导流方案特性比较表
方案Ⅰ (推荐方案) 单位 (全年明渠导流方案) m/s m m m/s m m m m 3序号 项目名称 一 二 三 导流明渠 流量 明渠底宽 渠底坡度 明渠边坡坡比 糙率(浆砌石面层) 渠道水深 流速 渠道防渗 上游围堰 高度 顶宽 上/下游坡比 围堰防渗 基础防渗 下游围堰 高度 顶宽 围堰防渗 基础防渗 方案II (备用方案) (枯水期明渠导流方案) 188(枯水期) 684 (度汛) 9 0.003 1:1.5 0.03 4.2 3.35 彩条布 5 6 1:2.0/1:1.5 粘土+彩条布 粘土+彩条布 5 6 粘土+彩条布 粘土+彩条布 方案III (比较方案) (明渠导流,汛期围堰过水方案) 188 (枯水期) 684 (度汛) 9 0.003 1:1.5 0.03 4.2 3.35 土工膜 5 6 1:2.5/1:3.0 土工膜 土工膜铺盖 5 6 土工膜 土工膜铺盖 486(全年) 16 0.003 1:1.5 0.032 5.2 3.99 彩条布 6.1 7.0 1:2.0/1:1.5 粘土+彩条布 粘土+彩条布 6.0 7.0 粘土+彩条布 粘土+彩条布 第一阶段(全年,第1年12月~第2年11月):基坑在上、下游横向围堰和纵向围堰围护下,河水由左岸导流明渠通过,进行泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、消力池、护坦、纵向导墙、左岸浆砌石副坝及电站进水口的施工。导流采用全年导流方式,导流流量为Q20%=486m3/s。
第二阶段(枯水期,第2年11月~第3年3月):导流明渠封堵,河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄,施工左岸副坝未完建部分等。导流流量为Q20%=94m3/s。
第3年2月中旬,坝体挡水,永久泄洪建筑物泄洪,首台机运转发电。至第3年6月底,整个工程全部完工。
首部枢纽导流特性见表8.2.4。
8-11 甘肃洮河如吾水电站可行性研究报告 8施工组织设计 表8.2.2 枢纽导流工程各方案主要工程量比较表
方案Ⅰ(推荐方案) (全年明渠导流方案) 项目及名称 导流明渠开挖 干块石护坡(底) 防渗彩条布 导流 明渠 粗沙垫层 围堰填筑(渠堤顶) 渠堤顶拆除 抛填块石 导流明渠回填 砂砾石开挖 砂砾石填筑 粘土垫层 干砌块石护坡 上/下围堰 堆石护脚 防渗彩条布 围堰拆除 单位 m m m m m m m m m m m m m m m 323333333333233项目及名称 方案Ⅱ(备用方案) (枯水期明渠导流方案) 项目及名称 砂砾石开挖 干砌石护坡 防渗彩条布 抛填块石 明渠回填(碾压) 渠堤顶拆除 砂砾石开挖 砂砾石填筑 块石护坡 堆石体 截流戗堤 防渗粘土 防渗彩条布 围堰拆除 单位 m m m m m m m m m m m m m m 32333333333233方案III(比较方案) (明渠导流,汛期围堰过水方案) 项目及名称 砂砾石开挖 干砌石护坡 粗砂垫层 复合土工膜 明渠回填(碾压) 渠堤顶拆除 砂砾石开挖 砂砾石填筑 斜墙与地下粘土 干砌块石护坡 C20砼护坡 反滤料 复合土工膜 围堰拆除 单位 m m m m m m m m m m m m m m 32333333332333
数量 20271 1690 5462 1092 1397 1397 626 2483 1722/1396 12067/10139 269/266 261/144 458/576 1659/1331 11332/9729 数量 18201 1795 8976 626 1161 11610 2036/867 7564/5256 590/245 714/304 821 1073/452 1789/753 16106 数量 14270 1124 749 3746 9476 9476 1231/912 6508/6607 3246/3243 414/420 1172/1176 614/612 3538/3470 22590 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 8-12