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文檔簡介

232/2711綜合講明1.1工程概述竹篙灘水利水電樞紐工程位于我省洞庭湖區(qū)沅水水系酉水支流花垣河下游,距河口26km。即東經(jīng)109°27′52″,北緯28°35′40″。花垣河(又名酉鄉(xiāng)河)是我州境內(nèi)酉水最大的一條支流,發(fā)源于貴州省松桃縣境內(nèi)東北角上的三陽鄉(xiāng)三角塘村的白馬泉。全長183.3km,流域面積2742.5km2。流域呈一長弧型,地勢西高東低,源地至松桃平均海拔800m,中游500m,下游300m左右。竹高灘壩址位于花垣縣城邊河灣頂部,操縱積水面積2151km2,干流長度156.4km,平均坡降20.8‰。竹高灘水利水電樞紐工程地理位置得天獨厚,距花垣縣城1.5km,距220kv花垣變電站4km,輸電距離短,工程施工條件好,交通方便,僅需擴建1.5km公路與207國道相接,是我州開發(fā)條件較好的一座中型電源點。解放50多年來,省、州、縣水電部門多次對花垣河流域進行了勘測規(guī)劃,提出了五級開發(fā),綜合整治利用方案。經(jīng)州計委審查后,以州計字(1991)第371號批準分期實施。五級電站總裝機6.5~7.5萬kW,竹篙灘水利水電樞紐工程屬五級中的第三級。它的興建,對緩和我州電力供需矛盾,鞏固和進展地點電網(wǎng),加快進展我州地點民族經(jīng)濟建設(shè)十分必要。依照湘西州移民局2004年對竹篙灘電站水庫庫區(qū)的淹沒實物指標調(diào)查報告:共需搬遷人口4371人(保靖縣2839人,花垣縣1532人),淹沒土地8746.8畝,(保靖縣4245.9畝,花垣縣4500.9畝),還有其他設(shè)施。按湘西州政發(fā)[2001]31號文及碗米坡電站水庫淹沒處理的補償標準計算,共需淹沒補償總投資23872.8萬元。由于庫區(qū)淹沒補償投資太大,這些年來,州內(nèi)外有多家想建竹篙灘電站的機構(gòu),看了后最終都沒有搞成功。為了充分利用花垣河的水能資源,減少庫區(qū)淹沒,提高電站的經(jīng)濟效益。2006年經(jīng)州水利局重新對竹篙灘電站流域進行規(guī)劃,將竹篙灘電站由一級開發(fā)改為三級開發(fā)。即在原壩址進行一級開發(fā),在竹篙灘上游16.9km的楊家坪進行二級開發(fā),在楊家坪上游5.5km處進行三級開發(fā)。本次設(shè)計為竹篙灘原壩址一級電站設(shè)計。經(jīng)初設(shè)選定水利水電樞紐工程規(guī)模是:以發(fā)電為主,兼有灌溉養(yǎng)殖,庫區(qū)航運等綜合效益的中型水利水電工程。水庫正常水位以二十年一遇洪水回水不淹保靖縣毛溝田土房屋為操縱,選定為259.0m,(黃海,以下同)相應(yīng)庫容為3370萬m3,屬日調(diào)節(jié)水庫。五百年一遇校核洪水位261.71m,相應(yīng)總庫容4184萬m3。保證出力3894kw,總裝機3×1.1萬kw,多年平均發(fā)電量1.0359億kw.h。經(jīng)比較,電站采納右岸壩后式,尾水位為229m,與下游獅子橋電站正常水位相銜接,擬選水輪機型號為軸流旋漿式ZZ920-LH-220,發(fā)電機型號為SF11000-18/3250。樞紐要緊建筑物有大壩,消力池、鋼筋混凝土壓力管及廠房。升壓站設(shè)在電站廠房大門的右側(cè)。大壩壩型采納100號小石子混凝土砌塊石重力壩,壩頂設(shè)六扇10×10.3米弧形鋼閘門,溢流堰頂高程為249m,最大泄洪單寬流量96.217m3/s。采納底流消能。本工程擬定建設(shè)年限為2.5年。要緊工程量有:土石方開挖10.618萬m3。漿砌石8520.5m3?;炷良颁摻罨炷?.1554萬m3。要緊建筑材料用量水泥2.5697萬t,鋼材及鋼筋2816.7t,木材307.8m3,工程靜態(tài)總投資20712.77萬元,每kw裝機投資6276.6元,每kw.h電能投資1.999元。1.2水文氣象1.2.1流域概況竹篙灘電站位于酉水一級支流花垣河下游,距花垣縣城1.5km。上游為騎馬坡電站,下游為獅子橋電站。壩址操縱集雨面積2151km2,干流長度156.4km,干流平均坡降2.8‰,多年平均流量57.35m3/s,多年平均產(chǎn)水量為18.08億m3。獅子橋電站正常水位為230.0m,騎馬坡電站尾水位為284.5m。1.2.2氣象壩址處多年平均氣溫16.0℃,最低氣溫-15.5℃,最高氣溫39.3℃。多年平均降雨量1421.7mm,最大年降雨量1818.7mm,最小年降雨量1026.3mm。多年平均蒸發(fā)量1108.1mm,最大年蒸發(fā)量1381.1mm,最小年蒸發(fā)量928.2mm。多年最大平均風速12.2m/s,多年最大風速20m/s。1.2.3水文差不多資料花垣河干流上有松桃水文站、茶洞水文站、巖板灘水文站,竹篙灘電站位于茶洞與巖板灘水文站之間。本次設(shè)計以茶洞、巖板灘水文站作為參證站,直接引用巖板灘和茶洞水文站1957年~2005年的徑流資料。1.2.4徑流與洪水引用巖板灘水文站的徑流系列,用三個代表年法,按面積比的一次方計算竹篙灘電站的徑流。竹篙灘電站水庫總庫容4184萬m3,電站裝機3×1.1萬kw,大壩設(shè)計洪水為50年一遇,校核洪水為500年一遇,電站廠房設(shè)計洪水為50年一遇,校核洪水為100年一遇。巖板灘水文站有1957年~1987年31年的實測洪峰資料,茶洞站有1981年~2005年25年的實測洪峰資料,并有四次歷史洪水調(diào)查資料。采納統(tǒng)計頻率分析法計算,巖板灘、茶洞站的洪峰與頻率,將茶洞和巖板灘站的洪峰按面積比的0.63次方換算到竹篙灘水庫。成果如下表P(%)0.20.5123.335102050Q(m3/s)603451764541388935263057243918211058施工導流洪水標準,采納枯水時段的3年一遇洪水,洪水流量為402m3/s。1.2.5泥沙泥沙計算采納酉水干流保靖站的泥沙實測資料,多年平均侵蝕模數(shù)為230t/km2,計算得到竹篙灘水庫的年輸沙量為49.5萬噸,50年后,淤積庫容為1176萬m3,相應(yīng)水位為248.9m。因此,大壩應(yīng)設(shè)沖沙底孔。1.3工程地質(zhì)1.3.1庫區(qū)地質(zhì)庫區(qū)兩岸山體雄厚,庫盆多由碳酸鹽類巖石組成,個不地段巖溶雖較發(fā)育,但巖溶水系統(tǒng)上游水位高于水庫正常蓄水位且均向花垣河排泄,故水庫無漏水之慮。經(jīng)湖南省地礦局405隊地質(zhì)資料證實,水庫正常水位以下未發(fā)覺有開采價值的礦床。庫區(qū)基巖廣布,庫岸多陡坡,地形起伏變化大,兩岸無寬敞平地,不存在浸沒問題。水庫兩岸邊坡穩(wěn)定條件較好。據(jù)歷史記載,本區(qū)域地震少,烈度小,地震活動微弱。水庫庫容小,類比已建工程,沒有水庫蓄水誘發(fā)地震的事例。1.3.2樞紐工程地質(zhì)樞紐分布地層有:(一)志留系下統(tǒng)龍馬溪組(s1L),為深灰色至黃綠色頁巖,夾中厚層細砂巖,下部為深灰色砂質(zhì)頁巖,分布于壩址上游及左岸埡口部位與下伏奧陶系呈整合接觸。(二)奧陶系(0):上統(tǒng)五峰組,臨湘組分布于樞紐上游及左岸山頂部位。中統(tǒng)(O2)寶塔組(O2b)、枯牛潭組(O2g)在河床及左、右岸壩基部位出露,為壩基持力層。下統(tǒng)(O3)大灣組(O1d)紅花園組(O1h)、分鄉(xiāng)組(O1f)、南津關(guān)組(O1n)與下伏寒武系整合接觸,分布在樞紐下游地區(qū)。壩址下游存在軟弱夾層,但遠離壩址,且?guī)r層傾向上游,傾角35°~50°,對壩基抗滑穩(wěn)定無阻礙。壩基抗滑穩(wěn)定計算,抗剪斷指標建議值:混凝土與新奇巖體抗剪斷強度:f′=1.0,c′=1.0MPa,砼與弱風化帶下部巖體:f′=0.9,c′=0.8MPa,新奇巖體:f′=1.1,c′=1.6MPa,弱風化帶下部巖體:f′=1.0,c′=1.1MPa,樞紐屬相對穩(wěn)定地區(qū),依照《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)與現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2001),本地區(qū)地震動值加速度小于0.05g,地震反應(yīng)譜周期為0.35s,可不作抗震設(shè)防。1.4工程任務(wù)和規(guī)模1.4.1工程規(guī)模竹篙灘電站水庫總庫容4184萬m3,屬中型水庫,電站總裝機33000kw,屬小型電站。工程的要緊任務(wù)是發(fā)電,兼有防洪、養(yǎng)殖、改善庫區(qū)航運等綜合功能。電站設(shè)計裝機33000kw,年發(fā)電量10400萬kw.h,保證出力3894kw,對緩解縣電網(wǎng)供需緊張局勢,進展當?shù)亟?jīng)濟,提高人們生活水平具有積極意義。1.4.2特征水位及裝機容量確定(1)正常水位確定水庫正常水位要緊是依照庫區(qū)淹沒情況確定,水庫尾水到達保靖毛溝鎮(zhèn),20年一遇洪水不淹毛溝鎮(zhèn)的要緊建筑,經(jīng)比較,確定正常水位為259.0m,相應(yīng)庫容3370萬m3。(2)死水位確定死水位確定要緊是依照水庫淤積高程及電站機組最小發(fā)電水頭確定,經(jīng)計算,確定水庫死水位為249.0m,相應(yīng)庫容為1220萬m3。(3)裝機容量確定經(jīng)水能計算,裝機容量比較了3×9000kw、3×10000kw、3×11000kw三個方案,各方案的計算成果如下表:裝機容量方案比較表裝機(kw)指標3×90003×100003×11000年發(fā)電量(萬kw.h)100621015210359保證出力(kw)389438943894年利用小時372733843139為了充分利用水能資源,設(shè)計推舉3×11000kw方案。1.4.3調(diào)洪演算調(diào)洪方案比較了堰頂249.0m為起調(diào)水位、正常水位259.0m為起調(diào)水位等三個方案,取上述三個方案的大值為設(shè)計值,成果如下表。水庫調(diào)洪計算成果表項目頻率來水洪峰(m3/s)最高洪水位(m)最大庫容(萬m3)最大泄流量(m3/s)0.2%6034261.71418457730.5%5176260.59377749971.0%4541259.66352143662.0%3889259.0337038893.33%3526259.0337035265.0%3057259.03370305750.0%1058259.0337010581.5工程布置及建筑物1.5.1壩址選擇竹篙灘電站水庫的壩址選擇進行Ⅰ壩址(豐和壩址)和Ⅱ壩址(竹篙灘壩址)兩個壩址的比較,豐和壩址位于竹篙灘壩址的上游2.5km處。豐和壩址地形條件較好,兩岸山勢宏偉,岸坡整齊,河床較窄,大壩的工程量比竹篙灘壩址小。但該壩址基巖卡斯特沿層面強烈發(fā)育,地質(zhì)條件復雜,巖溶滲漏嚴峻,處理工程量大。河床水位較深,施工導流比竹篙灘壩址困難,往常未做詳細地勘工作。竹篙灘壩址基巖為牯牛潭組瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r,卡斯特不發(fā)育,巖層走向與河流正交,向上游傾斜,傾角40°~45°,關(guān)于大壩的抗滑穩(wěn)定及基礎(chǔ)防滲均較為有利。河床基巖出露,兩岸風化層較薄,水文地質(zhì)條件單一。1992年湖南省地礦局湘西工程地質(zhì)勘察處已在該壩址做了詳細的勘察工作,建壩條件較好。通過地形地質(zhì)、建壩材料、施工條件、交通條件、樞紐布置方案等多方面比較,確定在竹篙灘壩址建壩。1.5.2樞紐布置方案比較依照工程的地形、地質(zhì)、交通、施工等技術(shù)經(jīng)濟條件,樞紐布置做了左岸引水式廠房、左岸壩后式廠房、右岸壩后式廠房三個方案的比較。通過比較,右岸壩后式廠房方案在水流條件、對外交通、施工條件、運行治理、工程投資方面均優(yōu)于其他兩個方案,因此,確定,采納右岸壩后式廠房樞紐布置方案。1.5.3大壩設(shè)計通過對砌石實體重力壩、砌石空腹重力壩、碾壓式鋼筋混凝土面板堆石壩三種壩型的比較,確定采納砌石實體重力壩。為了避開河床軟弱泥化層對大壩的阻礙,壩軸線在平面上呈折線布置,即河床中間的溢流壩段在原鉆孔線位置向上游移30m,兩岸非溢流壩向下游折轉(zhuǎn)12°、13°,沿兩岸山脊線布置。中間溢流壩段長74m,布置6扇10×10m鋼質(zhì)弧門。經(jīng)計算,壩頂高程262.90m,壩基高程按地質(zhì)情況確定為225.5m。最大壩高37.4m。壩頂厚5.0m,溢流壩段底厚30.431m,非溢流壩段最大底厚為28m。壩體上游為C15砼防滲面板,下游面為C15砼予制塊,中間為C10小石子砼砌塊石。在溢流壩2#閘墩下部241.0m高程設(shè)沖沙底孔一個,直徑1.0m。因下游水位較高,溢流壩堰頂與下游水位高差專門小,因此采納底流消能。經(jīng)計算,下游設(shè)長75m,寬70m,深5.7m的消力池。大壩抗滑穩(wěn)定計算,采納抗剪斷公式計算:K′=,式中:f′取為1.0,C′為0.7mPa。大壩應(yīng)力計算采納材料力學公式計算:,經(jīng)計算,大壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)及壩體應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。1.5.4引水建筑物設(shè)計依照樞紐布置,引水建筑物布置在河床右岸邊非溢流壩段。進水口布置在非溢流壩上游邊,采納塔式進水口,引水管采納單機單管供水,引水管橫斷面為矩形,寬6.385m,高3.733m,為鋼筋砼結(jié)構(gòu),壁厚1.0m。引水管單根長46.0m,設(shè)計流量45m3/s,管內(nèi)流速1.888m/s。進水口設(shè)快速閘門,閘門為平板鋼閘門,采納QPK—63t固定式啟閉機啟閉。1.5.5廠房、開關(guān)站及辦公生活區(qū)建筑依照地形、地質(zhì)條件及樞紐布置方案,電站廠房布置于大壩右岸下游,為壩后式地面廠房。主廠房布置3臺1.1萬kw軸流式機組。副廠房布置在主廠房的下游側(cè),升壓站布置在廠房的右側(cè)。主廠房總長度47m,寬度15.5m,高度31.7m,機組間距10.0m。副廠房分二層布置,總長度為33.8m,寬度為8.4m。升壓站內(nèi)布置一臺主變及出線構(gòu)架,占地面積28×13m2。在右壩端公路旁布置綜合樓一棟,三層,共600m2。6水力機械水輪機與其附屬設(shè)備依照電站的水能計算及多年平均徑流量,并綜合考慮廠房土建與機電設(shè)備投資,確定電站機型為立軸軸流式,型號為3臺ZZ920-LH-220。依照調(diào)速功計算,調(diào)速器選用型號為WZT-12-4.0。由于電站引水管只有46米長,進水口設(shè)計快速閘門,不設(shè)主閥。依照水輪發(fā)電機組的最大單件重量及主廠房設(shè)備布置的要求,選擇一臺50t/10t雙梁橋式起重機,跨度13.5m。依照電站的最低尾水位為229.0m,經(jīng)計算,機組的吸出高度為-0.2m,水輪機的安裝高程為228.8m。依照機組特性及計算比較,選擇水輪機導葉的關(guān)閉時刻為5秒。經(jīng)調(diào)保計算,在設(shè)計與校核工況下,蝸殼壓力上升;分不為14.8%、13.3%,機組速率上升分不為35.6%、36%均在標準范圍之內(nèi)。輔助機械設(shè)備輔助機械設(shè)備要緊有氣系統(tǒng)、油系統(tǒng)、水系統(tǒng)的設(shè)備。具體見第6章設(shè)計。水力機械要緊設(shè)備布置電站廠房為地面式,安裝場位于主廠房右側(cè),發(fā)電機層地面高程237.0m,安裝場地面高程為240.5m。自安裝場起,依次布置有1#、2#、3#機組。在水輪機上游側(cè)布置有調(diào)速器,在機組上方布置50t/10t雙梁橋式起重機,跨度13.5m。主廠房總長47.0m,凈寬13.5m,高31.7m,機組間距10.0m。1.7電氣工程(1)電站與電力系統(tǒng)的連接電站總裝機3×11000kw,在電網(wǎng)中所占比重較小,不起主導作用。電站建成后電能全部送往電網(wǎng),依照花垣縣電力系統(tǒng)接線情況,本站采納110kv線路送出,在花垣220KV變電站與其并網(wǎng),送電距離約4km。(2)電氣主接線電氣主接線比較了發(fā)電機電壓側(cè)采納單母線接線設(shè)一臺主變,主變?nèi)萘繛?0000KVA,與設(shè)二臺主變,主變?nèi)萘繛?×20000KVA兩個方案,通過經(jīng)濟技術(shù)比較,設(shè)計推舉三臺機單母線接線設(shè)一臺主變方案。電站廠用電電壓采納380/220V三相四線制供電。選用一臺S9-250/10.5/0.4KV廠用變壓器,另選一臺備用。(3)要緊電氣設(shè)備短路電流計算按最大運行方式的三相短路電流進行計算,基準容量為sj=100MVA,基準電壓為Uj=平均電壓,電網(wǎng)歸算至中心變?nèi)萘堪礋o窮大計算,阻抗標么值為0.2。具體見短路電流計算成果表。要緊電氣設(shè)備選擇是依照技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行維護方便和安全可靠的原則進行選擇,并符合有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求。具體見要緊電氣設(shè)備材料表。(4)防雷與接地直擊雷防雷愛護范圍為:主變壓器、開關(guān)站電氣設(shè)備、出線構(gòu)架等,愛護方式采納1基24米高獨立式避雷針。線路愛護采納全線架設(shè)地線愛護,110KV母線及10.5KV母線均設(shè)霹雷器。電站建筑物在屋頂設(shè)避雷帶。電站的接地裝置按照規(guī)程規(guī)定,設(shè)置配電裝置主接地網(wǎng)和獨立接地網(wǎng)。(5)綜合自動化電站運行方式為“少人值守”,操縱方式采納計算機監(jiān)控。電站操縱愛護屏、勵磁屏、交流電源屏等均布置在中控室。本次設(shè)計擬定采納MTC-3型綜合自動化系統(tǒng),該系統(tǒng)采納分層分布開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)主控級和現(xiàn)地操縱級兩層。系統(tǒng)的要緊功能是對電站要緊設(shè)備的運行狀況進行自動監(jiān)控,保證長期穩(wěn)定工作。(6)繼電愛護和自動裝置電站內(nèi)繼電愛護及自動裝置按照《電力裝置的繼電愛護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50062-92)進行配置。發(fā)電機、主變、110KV線路均實行微機愛護。1.8金屬結(jié)構(gòu)本工程的金屬結(jié)構(gòu)要緊為大壩鋼質(zhì)弧門、引水道進口工作閘門及啟閉機、進水口欄污柵、廠房尾水門及啟閉機、沖沙底孔閘門及啟閉機等。(1)大壩弧門溢流壩頂安裝6扇10×10.3m露頂式鋼質(zhì)弧門,弧門為桁架結(jié)構(gòu),面板厚度12mm,面板曲率半徑13m,閘門底坎高程249.0m,支鉸高程為257.0m。每二扇弧門配一套液壓啟閉機啟閉。液壓啟閉機分不設(shè)于2#、4#、6#閘墩頂部的啟閉機室內(nèi)。(2)引水道進水口閘門設(shè)計每條引水道進水口設(shè)工作閘門及階修閘門各一扇,為平面鋼閘門。閘門尺寸為7.2×4m,為板梁結(jié)構(gòu)。閘門厚度為500mm,面板厚度為10mm。主梁為I形,閘門支承為滾輪,止水采納P形止水橡皮。欄污柵的尺寸為8.0×5.0m,用角鋼與扁鋼焊接而成。啟閉設(shè)備為10t吊葫蘆。(3)沖沙底孔閘門在大壩2#閘前緣沖沙孔處設(shè)置平板鋼閘門,依照底孔的直徑及閘墩尺寸,閘門尺寸為1.6×1.3m。啟閉機為QPQ1×25t卷場式啟閉機。(4)廠房尾水閘門廠房尾水閘門為梁式平板鋼閘門,尺寸為7.4×2.6m。最大水頭為5m,閘門厚度初步擬定500mm,面板厚度為8mm。設(shè)二根主梁,一根頂梁和底梁,四根縱梁和二根邊梁。1.9消防設(shè)計電站消防場所及要緊對象:電站消防場所及要緊對象是:電站主、付廠房(中控室、配電室、工具室、空壓機室、檢修室)、電站綜合樓、升壓站。消防器材及布置電站的消防本著以防為主,防消結(jié)合的方針,滅火材料要緊以水為主,化學滅火為輔,與其它方式滅火相結(jié)合。消防水源取自壓力水管,經(jīng)加壓后至消防總管,通過支管送往各消防栓,整個廠區(qū)設(shè)3個防火分區(qū)。為了及時發(fā)覺和通報火災,防止和減少火災損失,保障人員和設(shè)備安全,本電站裝設(shè)火災自動報警系統(tǒng)。各分區(qū)建筑物及機電設(shè)備的消防設(shè)計具體見第9章。1.10施工組織設(shè)計(1)施工條件施工區(qū)多年平均氣溫16.0℃,最低氣溫-15.5℃,低氣溫歷時短,冰凍不嚴峻,對砼施工無大的阻礙。氣候條件好。交通運輸要緊靠公路和鐵路,工程區(qū)整修臨時施工公路1.5km,可滿足施工要求。工程所需的水泥、鋼材要緊由花垣縣城供應(yīng),所需的木材就近解決。施工用水、用電均可就近解決。生活物質(zhì)可到縣城采購。本工程總的施工條件較好,盡管項目較多,但相距較近,比較集中,可同時全面施工,便于治理。(2)施工導流依照大壩的工程等級,及臨時建筑物的級不,施工導流的洪水標準為3年一遇枯水段的洪水,導流流量為402m3/s。導流方案:比較了隧洞導流與利用左岸已有引水渠分段明渠導流二個方案,確定采納大壩基坑上、下游均設(shè)臨時及固定圍堰一道,臨時圍堰為袋裝土防滲的砂礫石圍堰。固定圍堰為漿砌塊石,利用左岸現(xiàn)有引水渠導流。(3)料場選擇與開采依照地質(zhì)查勘,工程區(qū)分布大片的中一厚層灰?guī)r,儲量豐富,其儲量和質(zhì)量完全能滿足工程需要。共有竹篙灘、花果山、預制廠、園藝場、貓鷹嘴、雙龍?zhí)兜绕邆€料場,有效機砂儲量4762575m3,有效塊石料7734160m3,距壩址0.4~1.21km。(4)主體工程施工主體工程施工要緊是擋水壩、消力池、壓力水管、廠房、升壓站及機電設(shè)備安裝施工。為保證大壩、廠房的基礎(chǔ)開挖質(zhì)量,基礎(chǔ)開挖的輪廓尺寸應(yīng)嚴格操縱,裝藥爆破應(yīng)按規(guī)程規(guī)范進行,基礎(chǔ)開挖后應(yīng)經(jīng)業(yè)主、質(zhì)檢、設(shè)計、監(jiān)理人員驗收合格后方可進行砼澆筑。擋水壩的砼澆筑、塊石砌筑、壓力水管及廠房的砼澆筑等施工,首先,施工單位應(yīng)按設(shè)計做好各建筑物的施工放樣,保證結(jié)構(gòu)尺寸,對地形圖、坐標進行復核。測量放樣的誤差標準應(yīng)滿足規(guī)范要求。第二是保證砼、塊石等建筑原材料的質(zhì)量,其質(zhì)量應(yīng)能滿足設(shè)計技術(shù)要求和規(guī)程規(guī)范要求。第三是保正施工工藝,要緊是砼配合比、拌合、振搗、裝摸、扎筋、養(yǎng)護等工藝質(zhì)量滿足規(guī)范要求。鋼閘門的施工要緊是鋼板的質(zhì)量、焊接、安裝質(zhì)量滿足規(guī)范要求。制作、安裝的尺寸誤差標準應(yīng)在同意范圍之內(nèi),防腐處理應(yīng)達到規(guī)范及設(shè)計技術(shù)要求。機電設(shè)備的安裝施工精度高,應(yīng)由專業(yè)隊伍安裝施工,應(yīng)按設(shè)計圖紙測量放樣,嚴格操縱誤差標準,確保安裝施工的質(zhì)量,以利正常運行。施工單位應(yīng)有健全的質(zhì)保體系,確保工程安全、文明施工。(5)施工總布置及總進度本工程施工集中,各現(xiàn)場的施工工廠應(yīng)盡量精簡,以降低工程投資。依照工程所在場地形,壩址上游240m高程為一平坦的河灘地,左右兩岸270~280m高程地形平坦寬敞,能夠布置施工輔助企業(yè)及砂、石料堆放場,河床高程228.0m,河床寬度80~90m,枯水期水面寬35~40m,主流在左岸,枯水位為227.0m,水深0.5~1.0m。左坡230.0m高程處已建成2.6×3.2m斷面的引水明渠,為工程施工導流提供了有利條件。本工程施工總工期為二年半,第一年9月~12月,完成工程預備工作,導流圍堰,壩基、消力池開挖。第二年1月至12月,完成壩體部分澆筑,固結(jié)灌漿,廠房及升壓站開挖,引水管澆筑等,第三年1月到12月,完成壩體澆筑,廠房澆筑,帷幕澆漿,升壓站基礎(chǔ)施工,機電設(shè)備安裝,金結(jié)安裝等,第四年1至2月工程掃尾,機組發(fā)電。1.11水庫淹沒處理及工程永久占地竹篙灘電站庫區(qū)屬山地地貌類型區(qū),為梯型河谷,兩岸階地復蓋層及河床堆積層較厚。庫內(nèi)岸坡穩(wěn)定,植被良好。據(jù)調(diào)查,庫區(qū)要緊在花垣、保靖兩縣內(nèi)。水庫要緊淹沒對象是房屋、耕地、林地和荒灘地。水庫移民搬遷洪水標準為二十年一遇,耕地征用標準為二年一遇。259.0m正常水位方案的水庫要緊淹沒指標有:淹沒稻田596畝,旱地672畝,林地116畝,荒灘地1017畝,房屋搬遷14176m2,人口搬遷250人。水庫淹沒處理總投資5812.02萬元。工程永久占地要緊是工程樞紐建筑占地及交通占地。共計42畝。費用補償已計入水庫淹沒處理投資中。1.12水土保持與環(huán)境愛護設(shè)計(1)水土保持設(shè)計工程區(qū)域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L性濕潤氣候,降水量年內(nèi)分配不均,多年平均降水量1421.7mm。區(qū)域內(nèi),地勢起伏較大,土壤以粉質(zhì)粘土為主,植被好,地表儲水能力較強,雖有部分地段巖石裸露,但水土流失不太嚴峻。本工程水土保持責任范圍要緊是工程建設(shè)征地、棄碴場、臨時工地及交通道路旁。所采取的防治措施要緊是工程與生物措施。工程措施是對棄碴場等地易造成水土流失地段設(shè)置擋土墻及排水溝,防止棄碴被雨水沖進河道。生物措施是對土層裸露區(qū),植樹造林,種草,對巖石裸露區(qū)能鋪土回填的鋪土回填,再植樹種草或種植作物,幸免水土流失。經(jīng)計算,水土保持工程費為332.21萬元。(2)環(huán)境愛護設(shè)計本工程為無污染企業(yè),無制約工程興建的嚴峻環(huán)境阻礙問題,只是工程興建過程中,對周圍的自然環(huán)境產(chǎn)生一些時期性的阻礙,要緊是生產(chǎn)、生活污水排放,空氣環(huán)境、噪聲環(huán)境、交通環(huán)境、生活垃圾等方面的阻礙。這些問題均可采取措施預防或消除。要緊環(huán)境愛護措施是:污水處理,防塵作業(yè)、機械尾氣凈化,消除噪聲,預防疾病,生活垃圾按指定地點堆放,并定期處理。實時進行環(huán)境監(jiān)測,確保良好的生活施工環(huán)境。經(jīng)計算,環(huán)境愛護工程投資為120萬元。1.13工程治理按現(xiàn)代企業(yè)治理方法實行業(yè)主治理制,由業(yè)主設(shè)立治理機構(gòu)及配置治理人員,本設(shè)計暫定治理人員為20人。治理范圍要緊為:壩區(qū),引水道、廠房區(qū)各水工建筑物及機電設(shè)備治理,廠區(qū)辦公生活區(qū)治理。治理區(qū)設(shè)施要緊有;綜合辦公樓600m2。輸電線路4km,抽水設(shè)備2套,通訊設(shè)備1套,公路1.5km,車輛1臺,工程區(qū)及廠區(qū)綠化面積6畝。1.14工程概算(1)編制依據(jù)本概算依據(jù)湖南省水利廳水建字[1998]第五號文《湖南省水利水電工程設(shè)計概算編制方法及費用標準》(下簡稱《標準》)。建筑工程定額采納湘水電農(nóng)水字[1992]第10號《湖南省水利水電建筑工程概算定額》,其它材料費和其它機械使用乘系數(shù)1.41,機械臺班的一類費用擴大74.32%。不足部分對比部頒概算定額(2002)及94補充預算定額。(2)工程量及投資工程共計完成開挖土方49520m3,開挖石方56660m3,砌石85205m3,砼及鋼砼61554m3,固結(jié)灌漿2000m,帷幕灌漿2300m,共消耗水泥25697t,炸藥76.49t,木材307.8m3,勞動工日91.13萬個。工程靜態(tài)總投資20712.77萬元,其中建筑物工程5809.40萬元,機電設(shè)備4953.96萬元,金結(jié)989.07萬元,水庫淹沒5812.02萬元,臨時工程1036.66萬元,差不多預備費709.56萬元。1.15經(jīng)濟評價本經(jīng)濟評價以《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》(SL-72-94)以及《小水電建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)程》(SL16-95)為依據(jù),并結(jié)合國家現(xiàn)行財稅制度和當?shù)貙嶋H情況,對本工程進行國民經(jīng)濟評價和財務(wù)評價。(1)財務(wù)評價本電站工程年平均發(fā)電量為10359萬KWh,有效電量系數(shù)為0.95,則銷售電量為9841萬kwh,上網(wǎng)電價按0.342元/kwh,則年收入為3365.6萬元。發(fā)電成本為321.5萬元,稅金210萬元,則發(fā)電利潤為2834萬元。財務(wù)評價指標見表15-2財務(wù)評價指標表表15-2項目單位數(shù)值投資回收期年9.8財務(wù)凈現(xiàn)值萬元1688.8財務(wù)凈現(xiàn)值率%8.15投資利潤率%13.68投資利稅率%14.70財務(wù)內(nèi)部收益率%11.28財務(wù)內(nèi)部收益率11.28%,大于基準收益率10%,投資回收期9.8年,(包括建設(shè)期2.5年半)小于15年,財務(wù)指標是可行的。(2)國民經(jīng)濟評價經(jīng)計算,經(jīng)濟凈現(xiàn)值427.1萬元>0,效益費用比1.03>1,經(jīng)濟內(nèi)部收益率12.44>12%,各項指標較好。因此,竹篙灘水電站工程在國民經(jīng)濟上是可行的。1.16要緊結(jié)論及今后工作意見(1)1992年省地礦局湘西工程地質(zhì)勘察處對竹篙灘電站水庫,壩址做了大量的詳細地勘工作,證明成庫條件好,從地形、地質(zhì),對外交通、工程施工、工程投資、電站運行等技術(shù)經(jīng)濟條件比較,竹篙灘壩址是較好的壩址。(2)從2004年湘西州移民局所做的庫區(qū)淹沒調(diào)查指標分析,為了減少庫區(qū)淹沒指標,提高電站的經(jīng)濟效益,將原竹篙灘電站的一級開發(fā)改為三級開發(fā)是合理的。(3)竹篙灘電站正常蓄水位降低后,減少了絕大部分的淹沒損失,經(jīng)計算,各項財務(wù)指標較好。風險小,能帶動地點經(jīng)濟的進展。建議盡快開發(fā)。2水文2.1流域概況2.1.1流域自然地理及河道特征竹篙灘電站水庫大壩位于酉水一級支流花垣河下游,花垣縣城郊,距河口26km,地理位置東經(jīng)109°27′52〞,北緯28°35′40〞?;ㄔ影l(fā)源于貴州省松桃縣東北角上的三陽鄉(xiāng)三角塘村的白馬泉,全長183.3km,流域面積2742.5km2。流域呈一長弧形,地勢西高東低,于保靖縣匯入鳳灘水庫。花垣河上湖南省境內(nèi)已建或在建有金銀山、紅衛(wèi)、騎馬坡、獅子橋和雙溶灘電站,干流上有松桃水文站(F=959km2)、茶洞水文站(F=1768km2)和巖板灘水文站(F=2628km2)。上游除貴州省虎度口電站具有2000萬m3調(diào)節(jié)庫容外,其它均為無調(diào)節(jié)庫容的徑流式電站。竹篙灘電站水庫壩址位于花垣縣騎馬坡電站和獅子橋電站之間,壩址河床高程229m,大壩操縱集雨面積2151km2,干流長度156.4km,干流平均坡降2.8‰,多年平均產(chǎn)水量18.08億m3,多年平均流量57.35m3/s。獅子橋電站正常蓄水位230.0m,騎馬坡電站尾水位284.5m。2.1.2氣象工程區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L濕潤氣候,氣候和氣,雨量充沛,日照充足,四季分明,秋初高溫少雨,常有伏旱。氣溫:多年平均氣溫16.0℃,最低氣溫-15.5℃(1977年1月31日),最高極端氣溫39.3℃(1972年8月12日)。多年平均降雨量1421.7mm,最大年降雨量1818.7mm,最小年降雨量1026.3mm。降雨多集中在4~7月,約占年降雨量的63%,三日最大暴雨205.8mm,一日最大暴雨153.4mm。蒸發(fā):多年平均蒸發(fā)量1108.1mm。最大年平均蒸發(fā)量1381.1mm,最小年平均蒸發(fā)量928.2mm。風速:多年平均風速1.3m/s,多年最大平均風速12.2m/s,最大風速20m/s。2.2水文差不多資料2.2.1本地區(qū)水文特征花垣河干流上有松桃水文站(F=959km2)、茶洞水文站(F=1768km2)、巖板灘水文站(F=2628km2)、13個雨量站和2個縣級氣象站。巖板灘水文站有1957年~1987年31年連續(xù)流量、水位資料,因下游獅子橋電站水庫回水阻礙,于1988年撤銷。曾在竹篙灘電站壩址下游550m處設(shè)立臨時水文站,施測了1985、1986兩年水位、流量。茶洞水文站有1981年~2005年25連續(xù)流量、水位資料。篙灘電站壩址位于茶洞和巖板灘水文站之間。故本工程設(shè)計以茶洞、巖板灘洞水文站作為參證站。工程所在區(qū)域內(nèi)汛期為4月~9月,枯水期為10月~次年3月。2.2.2徑流資料系列巖板灘水文站有1957年~1987年歷年徑流資料,共有31年資料,統(tǒng)計得多年平均流量70.90m3/s,相應(yīng)多年平均徑流量22.11億m3。茶洞水文站(F=1768km2),有1981年~2005年有25年徑流資料。2.3徑流2.3.1設(shè)計代表年的確定由《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》GB50071-2002和《小水電水能設(shè)計規(guī)程》SL76-94規(guī)定為80~90%,該電站的設(shè)計保證率取85%。本次設(shè)計直接引用巖板灘水文站和茶洞水文站1957年~2005年歷年逐日徑流資料延長巖板灘徑流系列。按年平均流量統(tǒng)計計算,均值為70.90m3/s,CV=0.25,CS=1.5CV,85%為52.48m3/s,50%為69.76m3/s,15%為89.74m3/s。巖板灘水文站豐水年(P=15%)為1976年87.91m3/s;平水年P(guān)=50%)為1957年69.55m3/s;枯水年(P=85%)為1961年52.90m3/s,三個代表年平均值為70.12m3/s與多年平均流量70.90m3/s相差1.1%,不再修正。按面積比的一次方換算至竹篙灘電站。2.4洪水2.4.1工程等級洪水標準竹篙灘電站水庫集雨面積F=2151km2,干流長度156.4km,干流平均坡降2.8‰,水庫正常水位259m,正常庫容3370萬m3,最大壩高37.4m,依照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《防洪標準》(GB50201-94)規(guī)定,水庫為中型水庫,工程屬三等工程,大壩建筑物為3級,廠房建筑物為4級。大壩洪水標準:50年一遇洪水設(shè)計,500年一遇洪水校核。消能防沖按30年一遇洪水設(shè)計。電站廠房洪水標準:50年一遇洪水設(shè)計,100年一遇洪水校核。2.4.2設(shè)計洪水分析計算花垣河流域洪水由暴雨形成,洪水的季節(jié)特點與流域暴雨相對應(yīng),在4~8月發(fā)生洪水暴雨的機率約占全年的80%以上。屬典型的山區(qū)河床,河床狹窄,河道坡降大,洪水陡漲陡落,一次洪水過程一般為一天。2.4.2.1巖板灘水文站洪水分析巖板灘水文站有1957年~1987年31年歷年實測洪峰資料系列,茶洞站有1981年~2005年有25年實測洪峰資料系列,并有1927年、1931年、1954年四年歷史調(diào)查洪水。分不進行巖板灘水文站和茶洞站洪峰統(tǒng)計分析計算得:巖板灘站:CV=0.64,Q平=1521m3/s,CS=3.5CV,經(jīng)驗點據(jù)與理論曲線吻合較好。茶洞站:CV=0.66,Q平=1180m3/s,CS=3CV,經(jīng)驗點據(jù)與理論曲線吻合較好。

采納頻率分析法,頻率曲線采納P-Ⅲ型,表2.4-1巖板灘水文站各頻率與洪峰、洪量關(guān)系表P(%)0.20.5125102050Q(m3/s)68485872515244123648276720661202W24(億m3)4.443.743.222.722.071.611.180.7W72(億m3)6.985.955.174.423.442.722.051.29表2.4-2茶洞水文站各頻率與洪峰關(guān)系表P(%)0.20.5125102050Q(m3/s)5227451639803440273521931657944利用茶洞和巖板灘水文站洪峰均值分析面積比系數(shù)為0.63,因此分不將茶洞和巖板灘水文站洪峰按面積比的0.63次方換算至竹篙灘電站水庫處,取較大者為竹篙灘設(shè)計成果,詳見表2.4-3。表2.4-3竹篙灘各頻率與洪峰流量表P(%)0.20.5123.335102050Q(m3/s)603451764541388935263057243918211058W24(億m3)3.633.062.642.231.921.691.320.970.57W72(億m3)5.714.874.233.623.192.822.231.681.068月1日分界后期洪水計算:按8月1日~3月31日(含8月1日)最大流量組成洪水系列,進行后期洪水頻率計算。表2.4-48月1日分界后期巖板灘水文站各頻率與洪峰流量表P(%)0.20.5125102050流量(m3/s)巖板灘3900331028802440187014501040537竹篙灘3440292025402150165012309174722.5洪水過程線依照湘西水文水資源勘測局提供的洪水資料,有1963年7月11日和1969年7月16日為典型洪水過程線,峰和W24、W72洪量按同頻率操縱進行換縮洪水過程線,經(jīng)調(diào)洪比較,后者較為嚴峻,則選擇1969年7月16日為典型洪水過程線。典型洪水過程線見表2.5-1。

表2.5-1竹篙灘電站水庫洪水過程線單位:m3/s時刻(1969年)Q典各頻率洪水(%)月日時:分0.20.512.03.335.010.020.050.071602:0033184071662253346941532824715605:00468113395582469659952741230317808:004951198101087173663455843632018811:005331290108793879268260146934520314:001420343628972499211118181600125091854017:00245060345176454138893526305724391821105820:0022705493463139953375290625581998146886323:0021205130432537313152271423891866137180671702:0019004598387633442825243221411672122972205:0016003872326428162379204818031408103560808:001230312126622312197917441542121991857911:0097924842119184115751388122797073146114:007932012171614911276112499478659237417:00667169314441254107394683666149831420:0057514591245108192581572157042927123:004981264107893680170662449437223571802:00433109993781469761454342932320405:00400101586675264456750139629918808:0036592679068658751745736227317211:0035189176066056549844034826216514:0034687874965055749143434325816317:0033384572162653647241733024915720:0032582570361152346140732224315323:0031078767158349944038930723114671902:00298756645560479422373295223140

2.6施工期洪水分析計算壩址處最枯流量為4.0m3/s,竹篙灘大壩工程采納兩期分段圍堰導流,安排在10月至次年3月,采納漿砌石圍堰,圍堰洪水標準為三年一遇洪水。由于圍堰導流時刻的變化,可能延期到5月至6月,須計算5月至6月五年一遇圍堰洪水。對巖板灘水文站有1957年~1987年的歷年5月和6月的最大洪峰進行頻率分析,5月的均值為830m3/s,CV=0.48,取CV=0.50,CS=3CV;6月的均值為1024m3/s,CV=0.45,取CV=0.48,CS=3CV,經(jīng)驗點據(jù)與理論曲線吻合較好。表2.6-1竹篙灘壩址時段洪峰頻率計算成果表單位:m3/s時段\頻率2.0%5.0%10.0%20.0%33.3%50.0%10月1日~4月15日110091776560348336710月1日~3月31日109088171554340229410月15日~3月15日75960548536226918811月1日~4月10日81065152739930421310月1日~3月31日70356145033725317512月1日~4月10日59147137728221014612月1日~3月15日2191821521209472表2.6-2竹篙灘壩址月最大洪峰頻率計算成果表單位:m3/s頻率\月份一二三四五六七八九十十一十二2.0%21018248615401620218037701840131010907031915.0%1481423531220137018302760142098782653914610.0%104112258961117015502010110074562641311220.0%6381167709959125012907775034292897850.0%21416535062478643234319717512436

2.7泥砂巖板灘水文站無泥沙實測資料,酉水干流保靖站有1956年~1973年懸移質(zhì)泥沙實測資料。保靖站在設(shè)計壩下20km,其地形、地貌、土壤、植被與本流域差不多相似。因此移用保靖站的侵蝕模數(shù)來推算壩址的輸沙量及含沙量。保靖站懸移質(zhì)多年平均侵蝕模數(shù)為230t/km2,竹篙灘電站水庫集雨面積F=2151km2,年輸沙量為49.5萬t,按泥沙浮容重1.35t/m3換算為36.6萬m3,按多年平均淤損率法計算,αν=0.4(WS入/V)0.90,正常運行期為50年,淤積庫容1176萬m3,相應(yīng)水位約為248.9m。3工程地質(zhì)3.1區(qū)域地質(zhì)及水庫工程地質(zhì)3.1.1區(qū)域地質(zhì)一、概況花垣河屬于沅江水系的二級支流,該河流發(fā)源于貴州省松桃縣三陽鄉(xiāng)白石泉,流徑松桃、花垣、保靖,注入沅江的一級支流——酉水。全長183km,流域面積2724km2。竹篙灘水電站位于花垣河下游,距離縣城1.5km,操縱積雨面積2151km2。花垣河流域地理座標大致為東徑108°40′~109°40°,北緯28°10′~28°40′。流域雨量充沛。屬亞熱帶濕潤氣候。河流兩側(cè)支流,呈樹枝狀分布。平均水系密度0.54km/km2。水庫區(qū)左岸有峨溶河,長棚河,右岸有梭落湖河三條較大支流分不匯入花垣河。本區(qū)位于武陵山脈西北部,屬中低山地貌。地勢北南高,中部低。山頂標高300~1100m。比高100~700m。挽近期本區(qū)表現(xiàn)為大面積抬升。河流急劇下切,灘多水急,兩岸多懸崖絕壁,階地零星分布。多呈“V”字型或不對稱“V”字型河谷。樞紐左岸最低垣口與河面相對高差59m。區(qū)域分布有震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、三迭系的淺海相及陸相交替的碳酸鹽類巖石建筑與碎屑巖或含煤建筑地層。大地構(gòu)造部位,本區(qū)位于楊子準地臺滇黔川鄂古凹陷的東南部。燕山運動使區(qū)內(nèi)三迭系往常的地層形成北東,北東東方向過渡型褶皺及斷裂。構(gòu)造線呈北東東、北東和展布。要緊構(gòu)造形跡有:團結(jié)背斜:分布在花垣河以南地區(qū)。長約15km。軸向約60°。呈弧形向北西向突出。因茶洞~花垣大斷裂阻礙,巖層產(chǎn)狀較零亂。軸部傾角19°~45°。兩翼傾角10°~25°,背斜略向北東東方向傾伏。長棚~馬蹄庫向斜:分布在花垣河以北橫跨酉水至澧水上源。長約100km,軸向由南向北在樞紐一帶由北東轉(zhuǎn)向北北東。軸部巖層傾角小于15°。北西翼25°~50°。南東翼20°~25°壩址所在之竹篙灘向斜及北部的小背斜是該向斜南東翼上的次級褶皺。茶洞~花垣大斷裂:是區(qū)域最大的斷裂。沿走向向西南延展至四川秀山。經(jīng)茶洞、花垣,向北東經(jīng)保靖、大庸至慈利,長度大于200km。由多條大致平行的斷層復合而成。本區(qū)內(nèi)斷裂出露長約25km,破裂帶寬度大于20m。走向50°~60°,傾家蕩產(chǎn)向北西,傾角70°~75°。斷層擠壓透鏡體、糜棱巖、硅化等構(gòu)造現(xiàn)象十分發(fā)育。斷層膠結(jié)好。兩盤地貌無明顯差異。講明斷裂較近地質(zhì)時期以來未見活動跡象。樞紐在斷裂上盤,斷裂帶距樞紐最近距離0.6km。二、新構(gòu)造運動本區(qū)新構(gòu)造運動以地殼整體間歇抬升為其特點。河流發(fā)育受構(gòu)造嚴格操縱。河道彎曲,切割較深。灘、潭相間,水急灘多。險灘的河水落差一般為3~5m,河流兩岸多懸崖絕壁。零星分布有一級侵蝕階地。階面與河面相對高差7~15m。樞紐鄰近地區(qū)無活動性斷裂分布。三、地震歷史記載,自1528年至1900年在大庸、永順、保靖、花垣、吉首、鳳凰、瀘溪、沅陵等縣范圍,共記載28次地震。且多為單縣有感地震。其中多縣有感地震8次。包括1856年6月10日四川黔江湖北咸豐地震在內(nèi)波及保靖、花垣、龍山,吉首的5級地震。1631年以來,壩址外圍地區(qū)共發(fā)生4級上地震6次。其中常德1631提8月14日6級地震最大,5級地震3次。包括1631年8月15日澧縣發(fā)生的常德地震震后余震;1710年4月16日新化地震,1856年6月10日黔江地震,1931年7月1日咸豐5級地震。1855年秋彭水4級地震,地震均遠離樞紐。對其阻礙烈度均在IV度以下。樞紐40km范圍內(nèi)無有感地震歷史記載。1971年至1986年樞紐附近地區(qū)未記載到小震活動。屬于較穩(wěn)定地區(qū)。原國家地震局地殼應(yīng)力研究所與湖南省地震辦公室為研究五強溪水電站與碗米坡水電站地震地質(zhì)環(huán)境及區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定,曾聯(lián)合開展了包括茶洞~花垣大斷裂活動性在內(nèi)的調(diào)查工作。該斷裂發(fā)育于前中生代。切割了古生代地層。局部地段白堊系紅層被錯斷。由西至東,斷裂走向由北東轉(zhuǎn)成北東東。慈利至大庸段挽近期斷裂又有新的活動。操縱了現(xiàn)代地貌形態(tài)及河流發(fā)育。衛(wèi)星照片呈淺色條帶。沿斷裂有溫泉分布。歷史記載和現(xiàn)代地震記錄,慈利、石門一帶沿斷裂多3級以下地震活動,屬活動斷裂。取樣熱釋光測定斷裂15.5萬年以來斷層無活動。大庸西南至茶洞一線,斷裂較近期未見活動跡象。斷層膠結(jié)好。沿斷裂歷史上有感地震少、震級小,且多在大庸以東地區(qū)?;ㄔ?、保靖一線至今無弱震活動,屬弱震區(qū)。樞紐屬相對穩(wěn)定地區(qū)。斷裂對工程無阻礙。依照《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2001)與現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001),本地區(qū)地震動值加速度小于0.05g,地震反應(yīng)譜周期為0.35s,即場地的地震差不多烈度為小于6度區(qū)??刹蛔骺拐鹪O(shè)防。3.2水庫工程地質(zhì)竹篙灘水庫正常蓄水位259m時,校核洪水位261.71m,壩頂高程262.9m干流回水至峨溶大橋下游。水庫全長約16.7km。水庫積雨面積2151km2??値烊?.4184億m3。其要緊工程地質(zhì)問題。3.2.1滲漏水庫區(qū)兩岸山體寬厚。除樞紐至上游1km左右范圍內(nèi)河谷較顯寬敞外,庫區(qū)河流深切。河谷狹窄。庫區(qū)支流常年有水,其上游水位高了水庫正常蓄水位。近壩庫區(qū)分布志留系、奧陶系地層,其余地段為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群巨厚層白云巖地層分布。水庫庫盆多由碳酸鹽類巖石組成,個不地段巖溶雖較發(fā)育。但巖溶水系統(tǒng)上游水位高于水庫正常蓄水位且均向花垣河排泄。故水庫無漏水之慮。近壩庫區(qū)滲漏疑慮:近壩庫區(qū)分布的奧陶系下統(tǒng)紅花園組(Q1h)、分鄉(xiāng)組(O1f)、南津關(guān)組(O1m)灰黑色、灰色厚層灰?guī)r,在河流右岸由庫內(nèi)的豐和村順巖層走向延伸到樞紐下游進入河床。庫內(nèi)豐和村河流邊坡在高程234~240m、250m左右、260~268m發(fā)育有三級水平溶洞,坡頂漏斗、落水洞廣泛分布。地面標高310.4m,Zk12鉆孔地下水位294.09m。三級溶洞相互串通,高程240m近花垣河水面的最底層溶洞群在近30m范圍內(nèi)有四個出水口常年有水向河流排泄補給河水。為巖溶暗河口,樞紐下游沖溝頂部311.6m高程漏斗中的Zk11鉆孔地下水位標高277.99m,溝底有巖溶泉常年不斷,溝中部堆積層挖掘槽坑見泉水出露,示有坡降較陡溶隙型通道順沖溝發(fā)育向河流排泄。上述兩個巖溶水活動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分水嶺在距壩線右端0.5kM的花果山附近。地面標高320m。經(jīng)Zk10鉆孔探明地下水高程302.19m,高于水庫正常蓄水位。故依照地下分水嶺高程推斷,庫水不可能通過奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r繞壩向下游滲漏。較近期以來本區(qū)地殼一直大面積整體抬升,無現(xiàn)代河流侵蝕基準面以下深層巖溶生成條件。故水庫建成后庫水不可能通過竹篙灘向斜底順奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r深層循環(huán)向壩址下游滲漏。3.2.2淤積庫區(qū)階地沉積零星分布,庫岸邊坡陡峭,多巖質(zhì)邊坡,殘坡積物厚度水大。其上部邊坡植被較好。通過樞紐河流多年平均輸砂量49.5萬噸,多年平均含砂量0.27kg/m3。通過適當排沙措施,可能在工程年代固體逕流的淤積可不能危及水庫正常使用。3.2.3礦廠湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局405隊地質(zhì)資料證實,水庫正常蓄水位259m以下尚未發(fā)覺有開采價值的礦床。3.2.4浸沒庫區(qū)基巖廣布,庫岸多陡坡。地形起伏變化大。兩岸岸邊無較寬敞土層較厚的平地。第四系松散地層厚度薄。不存在浸沒問題。3.2.5庫岸邊坡水庫兩側(cè)岸坡要緊為寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群巨厚層白云巖,巖層傾角平緩,一般為10°~15°,岸邊總體穩(wěn)定條件好,唯近壩庫區(qū)左岸大灣村雞公坡,位于竹篙灘向斜北西翼。巖層傾角20°。構(gòu)成了順向切層邊坡。穩(wěn)定條件較差。邊坡上切層巖體約34萬m3,距樞紐1km。巖層體由奧陶系寶塔組與牯牛潭組中厚層泥質(zhì)灰?guī)r組成。可做石料開挖予以處理。增加該段庫岸邊坡的安全余度。3.2.6水庫地震本區(qū)屬相對穩(wěn)定上升地塊。區(qū)域變質(zhì)作用輕微,茶洞~花垣~保靖大斷裂較近期未見活動,區(qū)域穩(wěn)定條件較好。歷史記載本區(qū)地震少、烈度小。地震臺網(wǎng)未記錄到本區(qū)有小震活動。地震活動微弱。類比本區(qū)已建成與本工程規(guī)模近似地震地質(zhì)條件相近的水利水電工程,沒有水庫蓄水誘發(fā)地震的事例。故竹篙灘水庫蓄水后誘發(fā)地震的可能性專門小??刹荒茏璧K水庫及電站的安全運行。3.3樞紐工程地質(zhì)3.3.1地形地貌花垣河由北向南流入樞紐。在壩線上游100m處轉(zhuǎn)向南東弧形彎曲東流。到壩線下游300m處流向北東后轉(zhuǎn)南流出樞紐區(qū)。在向南西突出的河彎地段,兩岸有略顯單薄的條形山脊對稱分布,河流與山脊走向近于垂直,山脊近上游一線為勘探線、設(shè)計壩線在其上游22.5m。壩線上游河谷地形寬敞,河床多沙灘,高出常水位0.5~3m,兩岸有1級階地分布,階面高出河面約7m。壩線下游河谷收縮,河床狹窄,水流湍急,謂之竹篙灘。當河水位229.2m時,壩線處河面寬83m,河中有條狀砂洲分布。砂礫石層厚2m。其右側(cè)河床水深2.4m,左側(cè)水深1.4m,河床多裸露基巖?;鶐r最低標高227m。259m高程時,河谷寬190m。近河左岸山頂標高305.4m。邊坡下陡上緩,近坡腳邊坡坡角約70°、中下部37°、中上部11°。順河方向山體上游邊坡坡角35°、下游22°。山后埡口高程288.28m。兩側(cè)有沖溝流向庫內(nèi)外,當水庫位為正常蓄水位259m時,山體厚約80m。河流右岸山頂標高約326m。邊坡中部平緩上下略陡,坡角8°~22°順河方向山體上游坡角30°下游約40°由坡腳向山頂坡角逐漸變陡為45°~50°緊靠山體上游有平行條形山脊沖溝分布。下游溝口及右河床為發(fā)電廠房部位。3.3.2地層巖性一、地層巖性除第四紀覆蓋層外,樞紐分布地層有:(一)志留系下統(tǒng)龍馬溪組(S1L):為深灰色至黃綠色頁巖,夾薄至中厚層細砂巖;下部為灰黑至深灰色砂質(zhì)頁巖,夾層紋狀粉砂巖,在樞紐出露不全。厚度大于100m,分布于壩址上游及左岸埡口部位,與下伏奧陶系呈整合接觸。(二)奧陶系(O):1、上統(tǒng)(O3),分兩組:(1)五峰組(O3W):黑色頁巖夾炭質(zhì)頁巖,夾1~2cm厚黑色燧石層,厚度10m。分布在壩址上游,左岸延伸到山頂至壩線下游邊坡。(2)臨湘組(O3L):灰綠色是中厚層瘤狀泥灰?guī)r,夾5~10cm頁巖多層,層厚6~8m,分布在樞紐上游及左岸近山頂部位。2、中統(tǒng)(O2)、壩基持力層。分兩組:(1)寶塔組(O2b):紫紅色厚層中厚層龜裂紋灰?guī)r,間夾10~30cm灰綠色瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r,致密性堅脆。地表巖石略具溶蝕現(xiàn)象。左岸厚度50m,右岸厚度39m,在左壩接頭處有分布。(2)牯牛潭組(O2g):灰綠色中厚層瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r,裂隙多方解石細脈充填。下部巖石泥質(zhì)含量逐漸增加。近底板2~3m處夾2~30cm粉砂質(zhì)頁巖數(shù)層。連續(xù)性好。巖石性軟弱,見軟弱夾層發(fā)育。左岸厚40m,右岸厚度31m,在河床及右岸壩基部位出露。3、下統(tǒng)(O3)分四組:(1)大灣組(O1d):紫紅色、灰綠色中厚層瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r。巖石相對軟弱。地表巖石風化后呈鱗片狀或扁豆太脫落。左岸厚28m。右岸厚15m。分布在樞紐下游發(fā)電廠房及大壩消力池部位。(2)紅花園組(O1h):為灰至深灰色厚層灰?guī)r,夾白云質(zhì)灰?guī)r。時夾黑色。乳白色燧石結(jié)核及條帶。地表見溶蝕現(xiàn)象。因F1斷層在樞紐出露不全。出露厚度約20m。分布在樞紐下游大壩消力池及廠房部位。(3)分鄉(xiāng)組(O1f):因F1斷層錯斷。樞紐地表未見出露。(4)南津關(guān)組(O1n):灰色厚層灰?guī)r。夾白云質(zhì)灰?guī)r。堅硬性脆,質(zhì)純、塊狀構(gòu)造。巖石溶蝕現(xiàn)象明顯。樞紐出露厚度20m。與下伏寒武系整合接觸。分布在樞紐下游地區(qū)。(三)寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群(€2+3Ls):淺灰、灰色厚層、巨厚層白云巖、性質(zhì)脆。近F1斷層處巖層巖溶發(fā)育。分布在樞紐右岸下游地區(qū)。出露厚度大80m。將巖石鑒定成果列表3-1。二、軟弱夾層樞紐分布地層巖性較為均一,大壩地基持力層奧陶系中統(tǒng)寶塔組(O2b)及牯牛潭組(O2g)多由泥質(zhì)灰?guī)r與瘤狀泥灰?guī)r組成,在構(gòu)造作用下難以形成順層面分布的剪應(yīng)力集中帶,軟弱夾層不甚發(fā)育。唯牯牛潭組(O2g)下部頁巖夾層較多,距F1斷層較近。在強烈的構(gòu)造作用下沿相對較軟弱的巖層間較易產(chǎn)生順層錯動,形成層間破裂帶。復經(jīng)地下水與風化作用阻礙,巖粉或碎片軟化形成了軟弱夾層。樞紐軟弱夾層為泥夾巖屑組成。泥粘性強、具滑感、可塑性好,牯牛潭組(O2g)下部分布的二層軟弱夾層為其典型代表,夾層連續(xù)性好,壩址左、右岸均見分布。厚0.5~20cm。一般為5~10cm,另有巖屑夾泥類型軟弱夾層多呈尖滅狀。在牯牛潭組(O2g)中下部與大灣組(O1d)中上部近37m的巖組中共有8層軟弱夾層。夾層總厚23~77.5cm,占巖層厚度

0.62~2.09%。由于壩址巖層橫河分布。巖層傾向上游,傾角35°~50°。壩基抗滑穩(wěn)定不受軟弱夾層直接操縱,有關(guān)軟弱夾層分布特征見表3-2:三、牯牛潭組(O2g)下部頁巖分布特征牯牛潭組(O2g)下部多粉砂質(zhì)頁巖,灰至深灰或黑灰色。含鈣質(zhì)、致密、性軟弱、劈理發(fā)育。撞壓易破裂成鱗片狀。常具分叉及尖滅現(xiàn)象。故同一層位頁巖層數(shù)不同,但在一定范圍內(nèi)頁巖仍成層分布。若構(gòu)造擠壓嚴峻可形成軟弱夾層。將牯牛潭組(O2g)下部由上至下頁巖分布特征列于下表3-3:序號野外定名巖石鑒定命名結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦物成分含量(%)采樣位置1234567891011頁巖生物屑泥-粉晶灰?guī)r泥質(zhì)石英粉砂巖碎裂角礫巖(斷層角礫巖)碎裂角礫巖(斷層角礫巖)定向構(gòu)造瘤狀構(gòu)造輕微碎裂構(gòu)造瘤狀構(gòu)造瘤狀構(gòu)造接觸式膠結(jié)>9055<1<1551-2<12-3<15105-753鐵泥質(zhì)153057060-657070303030ZK1壩上游約壩上游約500m右岸采石場壩下游左岸清水電站山上壩右岸下沖溝右岸上游表3-1巖石鑒定成果表表3-2軟弱夾層分布特征表序號巖組厚度(cm)類型特征描述1O2g0.5~15泥夾屑巖灰白或黃綠色泥夾少量巖屑,泥粘性強,壩址右岸成層分布。PD235.4mZK3孔深28.0m出露。22~20灰白或黃綠色泥夾巖屑,巖屑呈鱗片狀,光滑,泥粘性強,局部地段為巖屑夾泥。ZK624.75~24.85m、PD14.90m處分布,左右岸河床出露。3O2d20~40巖屑夾泥母巖為黑色鈣質(zhì)頁巖,受擠壓呈鱗片狀,軟弱、輕微泥化。ZK13孔深51.4~51.8m、ZK1446m處分布,成層性好。4~80.1~0.5河床左側(cè)ZK13斜孔深79.1m、82.1m、83.2m、85.9m、87m、層面擠壓明顯,分布巖屑,輕微泥化。夾層層數(shù)8巖層厚度(m)37占巖層厚百分比(%)0.62-2.09表3-3:頁巖分布特征表序號鉆孔號分布孔深(m)層數(shù)單層厚度(cm)備注1234ZK1ZK2ZK3ZK4ZK5ZK642.2~47.343.5~48.748.6~56.944.7~45.636.4~41.436.2~42.232122363~192~52~513~193~52~1845~4237~3220~127~67~28~2ZK4ZK5ZK6三孔頁巖處于同一層位。四、巖體風化特征樞紐基巖無全風化帶分布,按其風化程度可分兩帶:1、強風化帶:巖石表面風化變色,為學強度降低,較大巖塊仍要見新奇核部。層面、節(jié)理見風化或溶蝕現(xiàn)象。巖體透水性較強。2、弱風化帶:為強風化與新奇巖體過渡帶。沿節(jié)理面附鐵錳氧化物,下部減少,少見溶蝕現(xiàn)象。單塊巖石比新奇巖石強度低得不多,但巖體完整性仍有差不。風化帶上部層面或裂隙間見泥質(zhì)充填。壩址左岸強風化深2~3m。新奇巖體埋深5~9m。河床弱風化帶深1~2m。右岸強風化深1~4m。新奇巖體埋深6~12m。3.3.3地質(zhì)構(gòu)造樞紐巖體經(jīng)歷多次構(gòu)造運動。構(gòu)造形跡要緊有:一、竹篙灘向斜向斜軸向50°~60°。北西翼巖層平緩,傾角10°~15°;南東翼受F1斷層阻礙傾角變陡,為35°~45°。向斜在南西方向豐和村閉呈單斜構(gòu)造。巖層產(chǎn)狀50°~60°/NW∠35°~50°。二、斷層樞紐斷層按走向可分四組:(一)北東東組:1、F1斷層:茶洞~花垣~保靖大斷裂第二序斷層。亦為樞紐規(guī)模最大的斷層,斷層右岸分布在壩線下游沖溝,伸入河床再上右岸。距壩線65~100m。斷層產(chǎn)狀50°~70°/NW∠70°~82°。破裂帶寬3~10m。角礫成份為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖及少量方解石。礫徑0.2~2cm。呈次棱角、次圓狀。膠結(jié)物為鈣質(zhì)及少量氧化鐵。膠結(jié)緊密堅硬。角礫巖破裂面發(fā)育。局部見斷層面平行排列扁豆狀透鏡體。長5~15cm不等。其表面光滑發(fā)亮,扁而彎曲。斷層面呈舒緩皮狀,面光滑,普遍見斜向擦痕階步。局部地點見前期張裂隙被后期結(jié)構(gòu)面錯斷。有方解石細脈充填。方解石細脈呈網(wǎng)狀貫穿于角礫巖中。鏡下觀測前期角礫再次被壓碎。講明斷層有兩次以上活動。具先張后壓扭性質(zhì)。斷層上盤見軸向北東的牽引小褶皺。具左行平移下斷層特征。垂直斷距大于100m。2、F6斷層:分布在壩線右岸上游沖溝。斷層產(chǎn)狀斷層面的擦痕階步示斷層曾左行運動。充填方解石脈。為左行平移逆斷層。錯距2~6m。另樞紐區(qū)還有F4、F12、F13斷層分布。3、層間錯動:即層間斷層。在牯牛潭組(O2g)、大灣組(O1d)、巖層中見有分布。破裂帶由泥及巖屑組成。即軟弱夾層。(二)北北西組斷層產(chǎn)狀:335°~355°/NE∠70°~80°。右行平移正斷層。泥質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)。緊密,無溶蝕現(xiàn)象。具有代表性的有F3、F8、F14斷層。(三)北西組:斷層產(chǎn)狀:300°~315°/NE∠75°。右行平移正斷層。斷層短小。鈣質(zhì)膠結(jié)。緊密,具有代表性的有F5、F10、F11斷層。(四)北東組斷層產(chǎn)狀:30°~48°/NW、SE。正或逆斷層。斷層短小。鈣質(zhì)膠結(jié)。有F2、F7、斷層。規(guī)模較大斷層一般分布在樞紐的外圍地區(qū)。壩線附近及壩基持力層的寶塔組(O2b)與牯牛組(O2g)地層。斷層不發(fā)育,規(guī)模小。壩基巖體完整。樞紐斷層詳情見樞紐區(qū)斷層一覽表3-4。表3-4樞紐區(qū)斷層一覽表組不編號出露位置產(chǎn)狀斷層類型斷距(m)破裂帶寬度(m)斷層要緊特征走向傾向傾角垂直水平破裂帶阻礙帶北東東組F1F4F6F12F13右岸壩線下游沖溝河床右岸壩頭近山頂上游沖溝右岸下游河邊右岸下游85°65°70°65°NWSENWNWNW60°75°80°75°左行平移正斷層左行平移正斷層左行平移正斷層右行平移正斷層正斷層0.52-62-43-103-632斷層規(guī)模較大,伸延至壩址外圍,上游至豐和村附入茶洞~花垣大斷裂,破裂帶膠結(jié)良好。角礫成份發(fā)為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖與少量方解石。膠結(jié)物為鈣質(zhì)氧化鐵。角礫巖破裂是非曲直發(fā)育。前期角礫有壓碎現(xiàn)象。斷層有兩次以上活動。斷層兩側(cè)節(jié)理發(fā)育,方解石充填。角礫巖風化后呈泥狀,局部見溶蝕現(xiàn)象,兩盤巖層均為奧陶系牯牛潭組(O2q)泥質(zhì)灰?guī)r,平面延伸20m。斷層面見擦痕階步,充填方解石脈,閉合好,局部見溶蝕現(xiàn)象平面延伸45m。斷層面光滑,呈舒緩波狀,破裂帶寬2-4m。帶中的斷層角礫巖大小比較均勻,礫徑0.2-2cm,由脈石及鐵泥質(zhì)緊密膠結(jié),平面延伸長205m。斷層破裂帶寬約2m,帶中的角礫巖大小比較均勻,礫徑0.5-2cm,由白云石脈及鐵質(zhì)緊密膠結(jié),平面延伸115m。北北西組右岸下游沖溝下游坡左岸山頭下游坡左岸下游山頭邊坡右岸下游沖溝下游坡NENENENE70°75°75°83°正斷層右行平移正斷層右行平移正斷層正斷層21531.50.311斷層角礫良好,礫徑0.9-3cm,呈棱角狀,平面延伸85m。斷層兩側(cè)剪節(jié)理發(fā)育,充填方解石脈,見構(gòu)造角礫巖平面延伸75m。破裂帶寬度1m,斷層兩側(cè)巖層產(chǎn)狀零亂,充填方解石脈,平面延伸50m。斷層角礫巖角礫成份為白云巖礫徑1-4cm,鐵質(zhì)及方解石膠結(jié),緊密,平面延伸55m。北東組F2F7右岸下游溝上游坡右壩頭下游沖溝30°48°NWSE75°84°正斷層逆斷層111斷層面平直,其破裂帶寬約1m。帶中為破裂的巖石夾泥層,平面延伸33m。斷層面平直,兩盤巖層產(chǎn)狀不一,上盤為40°/SE∠84°,下盤40°/NW∠60°延伸65m。,北西組F5F10F11右岸壩線上游溝左岸埡口沖溝左岸埡口沖溝NENE90°70°75°右行平移斷層右行平移正斷層左行平移正斷層1610.2斷層閉合好,平面延伸8m。斷層阻礙帶寬2~5m。充填方解石脈,微溶蝕,延伸長100m。斷層兩側(cè)節(jié)理發(fā)育寬3m。充填方解石脈未見溶蝕現(xiàn)象,延伸長265m。三、節(jié)理裂隙樞紐發(fā)育的節(jié)理裂隙要緊有兩組:1、產(chǎn)狀:30°~70°/SE、NW∠40°~75°。2、產(chǎn)狀:325°~345°/NE、SW∠50°~85°。節(jié)理多閉合或充填方解石。石灰?guī)r分布區(qū)碼地表沿節(jié)理有溶蝕現(xiàn)象。壩址緩傾角節(jié)理不發(fā)育。3.3.4巖溶發(fā)育特征除志留系下統(tǒng)馬溪組(S1L)、奧陶系上統(tǒng)五峰組(O3w)為碎屑巖外,樞紐其它基巖多為碳酸鹽類組成。由于碳酸鹽或成份不同。各含量各異。各巖層溶發(fā)育程度不一,現(xiàn)分區(qū)敘述如后:一、巖溶中等發(fā)育地(層)區(qū)分布在樞紐下游地區(qū)的奧陶系下統(tǒng)紅花園組(O1h)、南津關(guān)組(O1n)及寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群(€2+3Ls),由質(zhì)地較純的灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r組成。巖石多溶蝕現(xiàn)象,見溶蝕漏斗、水平溶洞及溶隙、溶溝發(fā)育。近河床邊坡及沖溝較低部位有巖溶水活動。見巖溶泉出露。證實巖溶水補給河水。壩線右岸下游沖溝沿紅花園組(O1h)分布溝底有μ10、μ9、μ2、μ1巖溶泉在不同高程分布,應(yīng)為坡降較陡向河流排泄的溶隙型巖溶水活動網(wǎng)絡(luò)。二、巖溶微弱發(fā)育地(層)區(qū)奧陶系中統(tǒng)寶塔組(O1b)、牯牛潭組(O2g)是壩基持力層。要緊由龜裂紋灰?guī)r及瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r組成。巖石泥質(zhì)含量較高,間夾頁巖、斷層不發(fā)育、巖體完整,地下水活動微弱。地表面沿層面、節(jié)理見溶蝕現(xiàn)象。寶塔組(O1b)較牯牛潭組(O2g)明顯。壩線右岸山頂采石場長200m以上高約10m采石斷面未見溶洞發(fā)育。寶塔組(O1b)分布地段沿層面、節(jié)理有微弱溶蝕現(xiàn)象。為查明壩基巖體溶發(fā)育情況,沿壩線左右岸及河床進行8孔7對鉆孔無線電波透視,探明在地表下約10m以上巖溶微弱發(fā)育。以下巖溶不發(fā)育。左岸PD1探洞洞深17m高程247m洞頂沿層面有溶隙發(fā)育。溶隙可見長度1m,寬0.2~20cm。有巖溶水滲出。流量0.014L/S。洞頂以下溶隙尖滅,距地表約12m;鉆探與壓水試驗與上述資料相符,壩基巖體地下水位高,透水性微弱。相對隔水層埋深淺。三、巖溶不發(fā)育地(層)區(qū)奧陶系上統(tǒng)臨湘組(O3L)及下統(tǒng)大灣組(O1d)多由瘤狀泥灰?guī)r組成,頁巖夾層多,巖溶不發(fā)育,為相對不透水層。分布在壩基持力層中奧陶系(O2)地層上下層位。牯牛潭組(O2g)下部巖層也可歸并劃分本區(qū)。綜上所述,樞紐頒布碳酸鹽類巖層巖溶發(fā)育程度不一。壩基持力層巖溶發(fā)育微弱,相對隔水層埋深淺,巖溶中等發(fā)育地層分布在樞紐下游地區(qū),對樞紐水工建筑物地基無直接阻礙。3.3.5巖體(石)物理力學特征對大壩持力層地基巖體取樣進行了巖石物理力學試驗;混凝土與巖石極限抗剪(斷)強度試驗;巖層層面極限抗剪強度試驗。并通過鉆孔、探洞,采納聲波測試(井)及無線電波透視,查明巖體縱波速度變化與壩基巖體巖溶發(fā)育情況。一、巖石物理力學特征壩基持力層巖石物理力學指標列表3-5:表3-5巖石物理力學指標表巖石名稱比重密度吸水率%飽和吸水率%孔隙率%極限抗壓強度MPa軟化系數(shù)彈性模量GPa泊桑比地層代號干燥飽和灰綠色色瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r2.742.732.732.732.732.692.712.692.702.700.510.330.450.320.270.600.420.480.420.371.820.731.471.101.1047.959.065.289.153.631.843.453.564.444.30.660.740.821.720.8331.3859.1038.8347.8746.270.180.270.130.20O2g算術(shù)平均值2.732.700.380.461.2463.047.50.7544.690.20紫灰色龜裂紋灰灰綠色瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r2.732.742.722.712.692.700.240.590.140.290.610.200.731.820.7490.966.6109.166.450.693.60.730.760.8861.7346.3675.570.220.300.32O2bO2g算術(shù)平均值2.732.700.370.411.2886.472.10.8260.970.31試驗試驗指標表明,壩基持力層牯牛潭組(O2g),寶塔組(O2d)瘤狀泥(質(zhì))灰?guī)r多屬中硬巖。少數(shù)為堅硬巖,龜裂紋狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為堅硬巖。巖石飽和極限抗壓強在31.8~93.6MPa。一般為40~60MPa。巖性均一,強度適中。二、巖石層面抗剪強度取天然層面進行中型剪試驗,成果列表3-6:表3-6巖石層面抗剪強度試驗成果表巖石名稱極限抗剪強度巖石特性地層代號fC(MPa)青灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r紫灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r0.880.370.510.14新奇風化張裂O2b上列成果表明,新奇巖石天然層面抗剪指標明顯高于風化巖石。三、混凝土與巖石抗剪(斷)強度取持力層巖石人工制面,粗糙度約1.5mm,受剪面積225cm2。砂漿強度150#?,F(xiàn)鈄試驗成果列表3-7:表3-7混凝土與巖石抗剪(斷)強度試驗成果表基巖名稱極限抗剪強度極限抗剪斷強度地層代號fC(MPa)f′C′(MPa)青灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r青杰色紫灰色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r紫色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r算術(shù)平均值0.890.880.850.880.880.470.680.770.600.631.111.101.061.111.101.771.381.661.321.53O2bO2b四、巖體縱波速度通過鉆孔聲波測井及探洞聲波測試,經(jīng)整理將各類巖體縱波速度(m/s)列表3-8:表3-8巖體縱波速度聲波測試表巖類強風化弱風化新奇節(jié)理密集帶灰?guī)r夾層段波速(m/s)3600~37002900~34003000~3800五、占孔無線電波透視勘探線8孔7對鉆孔無線電波透視測試表明,其左岸地表下6~18m,河床6~7m、右岸12m以上表層巖溶稍較發(fā)育。其以下巖體巖溶不以育。其中左岸ZK7、ZK8鉆孔間距ZK8孔29m左右高2m陰影推斷為巖溶裂隙。右岸ZK3、ZK4鉆孔間陰影應(yīng)為PD2探洞反應(yīng)。3.3.6水文地質(zhì)一、地下水類型1、孔隙水:分布在河流砂礫石層、階地堆積層及邊坡底部坡積層中??紫端艽髿饨邓?、基巖裂隙水或巖溶水的補給,向河流或沖溝排泄。如河流上游左岸河邊清水電站引水渠左側(cè)U6下降泉。流量0.08L/S。2、裂隙潛水:分布在基巖裂隙內(nèi),受大氣降水直接

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