水利樞紐工程混凝土施工施工條件

8.1.1工程條件 18.1.2自然條件 4（4）冰情 68.1.1工程條件（1）工程位置XX水電站位于XX省XX州XX縣XX鎮(zhèn)XX村附近的洮河干流上。在洮河干流開發(fā)規(guī)劃報告中，洮河青走道～古城河段共規(guī)劃了33個梯級，XX水電站為其中規(guī)劃范圍內(nèi)的第12個梯級電站。推薦壩址位于XX村上游約300m洮河拐彎處，距XX縣城約57km，廠房位于樞紐下游洮河右岸，距XX縣城約55km，沿洮河右岸有鄉(xiāng)級公路貫通并通往XX。XX縣城至蘭州310.9km，至隴海鐵路隴西站187km。對外交通比較便利。（2）工程特性XX水電站是以發(fā)電為主的低壩（無調(diào)節(jié)）引水式電站。樞紐工程主要由攔河閘壩、發(fā)電引水系統(tǒng)和地面廠房三部分組成。水庫正常蓄水位2742.00m，總庫容223萬m3。壩址處多年平均流量59.9m3/s，發(fā)電引用流量為112.4m3/s，最大水頭19.1m，平均水頭17.6m，額定水頭15.5m，裝機容量15MW，多年平均發(fā)電量5834萬kW·h，年利用小時數(shù)3889h。根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》（DL5180-2003）中的規(guī)定，工程規(guī)模為Ⅳ等?。?）型，主要建筑物級別為4級，次要建筑物及臨時建筑物為5級。XX水電站主體工程主要工程量匯總見表8.1.1。（3）攔河閘壩攔河閘壩由三孔泄洪閘、一孔沖砂泄洪閘壩段、漿砌石左副壩等建筑物組成。最大壩高14.3m，壩前沿總長269.9m（其中副壩長231.1m）。泄洪閘、沖砂泄洪閘壩段為鋼筋混凝土結構。閘頂高程2743.50m，閘室總寬為38.8m，閘段最長處為23.6m。泄洪閘、沖砂泄洪閘閘墩齒墻基礎面高程2728.20m。泄洪閘內(nèi)設平板檢修門一扇，孔口尺寸6.2m×11m（寬×高）；設平板工作門三扇，孔口尺寸6.2m×11m（寬×高）。底板高程2731.00m，底板厚度1.8m。出口為底流消能，消力池長34m，底板厚度1.5m，下設0.2m厚的反濾層與0.2m厚的碎石墊層，底板高程2728.50m。其后接鉛絲籠塊石。基礎為砂礫石基礎，泄洪閘前河床設置50m長的混凝土水平鋪蓋。表8.1.1XX水電站主體工程主要工程量匯總表序號項目單位大壩引水隧洞工程廠房尾水渠開關站合計泄洪沖砂閘漿砌石副壩進水口引水隧洞調(diào)壓井壓力管道1砂礫石覆蓋層開挖m31779517172183134295130110245787621682石方明挖m330172001472097383石方洞挖m3223602148245084石方井挖m3323332335回填石渣m3336544602321101466砼澆筑m39486278545215214918166456954501242319757噴混凝土m317957419478198漿砌石m31267104132623143039干砌石m34951495110鋼筋t34956164207119722841826129511鋼材t19019012金屬結構t38229247.5721.513錨桿根2491104170146166914固結灌漿m2926856426420815回填灌漿m238531973582616接觸灌漿m2沖砂泄洪閘閘頂高程2743.50m，閘室段寬為23.6m（順水流方向）。閘內(nèi)設平板檢修門一道，孔口尺寸6.2m×11m（寬×高）；設弧形工作門一道，孔口尺寸6.2m×11m（寬×高）。閘底板末端為消力池，池底板高程2728.50m，池長28m。左副壩為漿砌石重力壩，壩頂寬為4m，長231.1m，壩頂高程2743.50m，。左副壩上游垂直，下游坡為1：0.8。壩基為砂礫石基礎，副壩前河床設置35m長的干砌石面層水平鋪蓋，水平鋪蓋采用復合土工膜防滲。=2\*GB3②發(fā)電引水系統(tǒng)發(fā)電引水系統(tǒng)由進水口、壓力引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道四部分組成。電站進水口布置采用塔式進水口，取水口底板高程2733m，閘頂高程2743.5m，進水口前緣寬度20m，中墩厚度3.0m，邊墩厚度2.0m，設攔污柵兩孔，單孔孔口尺寸6.5×9.5m（寬×高），攔污柵后設一孔事故檢修門，孔口尺寸為6.5×8.5m（寬×高），進水口后為一方變圓漸變段與引水隧洞相接，漸變段長10m。引水隧洞洞長488.18m，隧洞襯砌段內(nèi)徑6.5m，襯砌段厚度：=3\*ROMANIII類圍巖為30cm，=4\*ROMANIV類圍巖為40cm。隧洞進水口底板高程2728.50m，隧洞末端底板高程為2714.95m，縱向坡度2.83%。調(diào)壓井為阻抗式，上室高20.00m，上室內(nèi)徑12m，阻抗孔內(nèi)徑3.0m，上室開挖直徑13.8m。壓力鋼管為地下埋管，在進廠前一分為二，岔管分岔形式為"卜"形。鋼管主管直徑為5.5m，主管段長度39.61m，外包混凝土厚度60cm，支管直徑為4.2m。③廠房系統(tǒng)廠房系統(tǒng)由電站地面主廠房、副廠房、尾水渠、開關站等組成，副廠房布置在主廠房的上游，主廠房長度46m，副廠房長度40.6m，總寬度32.4m（其中主廠房寬度20.4m，副廠房寬度12m），主廠房高31.8m，機組段長度13.5m，安裝間長度17m。尾水渠按1：3.2的反坡與洮河相接。尾水渠長30m，寬29m，底板混凝土襯砌50cm，并按梅花型布置φ20的排水孔，間排距為2.0m，尾水渠邊墻采用M7.5的漿砌石重力式擋墻。開關站采用開敞式開關站，布置在主副廠房左側，平面面積29.5m×18.4m。（4）施工特性本工程所處河段屬于中高山區(qū)，相對高差100～500m，河谷較寬闊，兩岸植被較好。沿河兩岸有不對稱的階地，且多為耕地，工程施工可利用的場地有限。施工期間環(huán)保要求嚴格。攔河閘壩首部樞紐區(qū)位于XX村上游約0.3km洮河拐彎處，廠址區(qū)位于XX村下游約0.7km處作婁村西側長隧洞出口的洮河右岸坡麓地帶，發(fā)電引水隧洞長488.18m。各水工建筑物布置相對獨立，相互間施工干擾較小。工程計劃總工期24個月，第一臺機發(fā)電工期19.5個月。工程經(jīng)2個月籌建后，于第一年8月開工，第三年3月第一臺機組發(fā)電，第三年6月底竣工。電站對外交通比較方便，施工期所需的鋼材、水泥、炸藥、生活及生產(chǎn)物資等均可采用公路運輸直抵工地，木材可在當?shù)亟鉀Q?，F(xiàn)有鄉(xiāng)級公路經(jīng)過拓寬可滿足電站施工期外來物資的運輸要求。樞紐區(qū)附近天然砂石骨料較充足，質量滿足工程需要。本工程地處洮河干流上游，壩址區(qū)及廠址區(qū)附近無大、中型工業(yè)企業(yè)，河水清澈，水量豐富，水質較好，含沙量小，基本無污染，可直接提取作為生產(chǎn)用水，經(jīng)沉淀、消毒處理后可作為生活用水。工程區(qū)有10kV農(nóng)用輸電線路通過，可作為本工程施工用電電源。洮河流域屬中緯度內(nèi)陸高原，屬典型的高原大陸性氣候，高寒陰濕。具有冬春長而夏秋短、氣溫日差較大和無霜期短的特點。根據(jù)本地區(qū)氣候條件，砼施工要求進行溫度控制，以防止砼裂縫?？刂祈旁牧?，低溫季節(jié)加強砼表面保護，高溫季節(jié)砼澆筑降溫等溫度控制措施，即可滿足施工要求。8.1.2自然條件（1）水文條件洮河是黃河上游右岸最大的一級支流，發(fā)源于XX、青海兩省交界處的西傾山東麓。洮河干流全長673.1km，流域面積為25527km2，河道平均比降2.8‰，水力資源較為豐富。XX水電站距上游下巴溝水文站約17km。根據(jù)1：50000地形圖量算，電站壩址和廠址以上控制流域面積分別為9094.9km2和9238.3km2，多年平均流量為59.9m3/s，多年平均降水量499mm，其中在4月～10月降水量占年降水量的93.8%，6月～8月降水量占全年降水量的54%。XX水電站設計洪水成果是依據(jù)∑下巴溝站和岷縣站洪水設計成果，按其壩址、廠址流域面積采用內(nèi)插法求得；分期洪水設計成果是依據(jù)下巴溝站和岷縣站各分期洪水設計成果，按壩址、廠址面積采用區(qū)間內(nèi)插法求得。壩址、廠址設計洪水、分期洪水成果表見表8.1.2和8.1.3。表8.1.2XX水電站壩址、廠址設計洪水成果流量：m3/s名稱設計值P（%）0.20.330.5123.33510壩址193017601630140011801020893684廠址195017801650142011901030906695表8.1.3XX水電站壩址分期洪水成果流量：m3/s名稱時段設計值（%）1020100/350壩址12～3月66.057.750.844.44～5月2281761361046.1-6.25月2391841421096.26-9.30月68448635025510月24318814811511月11394.079.466.3廠址12～3月66.758.351.344.94～5月2331791391076.1-6.25月2441881451116.26-9.30月69549535826210月24719215111711月11495.380.567.2（2）氣象條件洮河流域地處中緯度的內(nèi)陸高原，屬典型的大陸性氣候，具有冬春長而夏秋短，氣溫日較差、年較差大和無霜期短的特點。因流域地形變化幅度較大，海拔高程由4400m的河源降至1400m的入黃河口，緯度由河源的34°增至入黃口的36°，氣候在上、中、下游有一定的差異。上游地區(qū)高寒陰濕，冬季漫長，基本無夏天；中游地區(qū)高寒濕潤，四季不分明；下游地區(qū)為溫帶半干旱地區(qū)。XX水電站位于洮河中游的高山地區(qū)，氣候高寒陰濕，冰雹和暴雨是主要災害性天氣。據(jù)臨潭縣氣象站1971～2000年共30年氣象要素資料統(tǒng)計，多年平均氣溫3.4℃，極端最高氣溫30.6℃，極端最低氣溫-27.1℃。多年平均風速2.6m/s，多年平均相對濕度64%，多年平均降水量499mm，其中4月～10月降水量占年降水量的93.8%，6月～8月降水量占全年降水量的54%，實測最大日降水量48.3mm。最大凍土深度147cm，最大積雪深度18cm。由于XX水電站工程距臨潭縣縣城最近，海拔高程相近，因此采用臨潭縣氣象站做為XX水電站工程氣象設計代表站，臨潭縣氣象站各氣象要素見表8.1.4。表8.1.4臨潭縣氣象站氣象要素統(tǒng)計表項目123456789101112全年平均氣溫（℃）-8.0-5.5-0.84.28.211.213.412.89.04.2-1.6-6.43.4極端最高氣溫（℃）15.116.322.629.428.627.230.629.626.622.219.515.530.6極端最低氣溫（℃）平均地表溫度（℃）-7.0-3.02.68.612.715.718.517.712.56.60.0-5.96.6平均5cm地溫（℃）7.111.314.417.016.612.06.6平均10cm地溫（℃）6.711.114.116.716.512.26.9平均15cm地溫（℃）6.511.214.216.916.812.77.5平均20cm地溫（℃）5.910.713.816.516.512.67.6平均降雨量（mm）2.85.214.830.564.779.396.693.768.035.56.31.7499.0最大日降雨量（mm）6.210.414.128.133.338.648.347.337.033.411.82.948.3降雨量≥0.1mm日數(shù)4.76.611.012.216.318.917.216.216.511.94.42.5138.3降雨量≥10mm日數(shù)0000.41.92.23.23.12.20.50.1013.6降雨量≥25mm日數(shù)00000.10.20.50.50.10001.5降雨量≥50mm日數(shù)0000000000000蒸發(fā)量（mm）65.777.6114.3160.0180.1165.9174.9167.2118.798.279.570.71472.8平均總云量（成）4.46.17.47.27.77.77.26.97.66.44.23.76.4平均日照時數(shù)（h）213.6187.9196.8206.6206.8193.5209.8207.5156.6175.6210.1221.12385.8平均相對濕度（%）48526062667276777772584764平均風速（m/s）2.32.83.03.12.92.72.42.32.32.32.22.32.6大風日數(shù)（天）2.02.42.52.81.81.71.11.20.60.50.62.219.2雷暴日數(shù)（天）001.23.49.610.711.010.16.92.80.2055.9最大積雪深度（cm）81418121440011312818最大凍土深度（cm）145147146131300031049105147（3）泥沙XX水電站壩址位于植被良好、含沙量相對較小的洮河中上游，距上游下巴溝水文站17km，距下游岷縣水文站157km。XX水電站年內(nèi)懸移質輸沙量分配不均勻，主要集中來汛期6～9月，汛期輸沙量約占年沙量的84.8％，8、9月份來沙分別占年沙量的26.6％和27.0％。XX水電站壩址控制流域面積9095km2，多年平均懸移質入庫沙量58.3萬t，入庫推移質沙量為其懸移質的10％，推移質沙量5.83萬t，約合3.24萬m3。壩址年平均流量59.9m3/s，年平均含沙量0.308kg/m3。汛期平均流量94.1m3/s，汛期平均含沙量0.498kg/m3。（4）冰情建庫后河道冰情將較天然河道發(fā)生明顯變化。由于建庫后庫區(qū)產(chǎn)生明顯壅水，庫內(nèi)水面比降變緩、水流流速減小，有可能在庫區(qū)形成冰蓋。河流封凍后冰蓋逐漸增厚，影響冰厚的主要因素是氣溫，在其他條件相同時，氣溫愈低及負氣溫的歷時愈長，則冰蓋也愈厚，即冰厚與累積負氣溫成正比。洮河中上游，冬季氣候寒冷，每年自10、11月開始至翌年3、4月為冰期。據(jù)臨潭氣象站30年資料統(tǒng)計，累積月平均負氣溫為–22.3℃，以此估算的XX電站冰期平均冰厚約為0.91m。（5）工程地質條件=1\*GB3①首部樞紐區(qū)工程地質條件洮河以NW358o方向流進下壩線區(qū)，經(jīng)NW316～323o轉向后，以NW312o方向流出壩線區(qū)。河流平面型態(tài)呈“S”型，平水期河水位為2733～2734m，水面寬12～19m，水深0.6～1.5m。河谷呈不對稱“U”型，谷寬50～60m；正常蓄水位2742m時，壩前水面寬約300m。左岸為Ⅰ級階地，地表平坦。右岸為基巖岸坡，坡度40～50°。壩線Ⅰ、Ⅲ級堆積階地呈不對稱分布。Ⅰ級階地連續(xù)分布在左岸，前緣分布高程在2735～2736m之間，高出河水面2～3m；Ⅲ級基座階地連續(xù)分布在左岸壩線右端頭，階地前緣分布高程為2747～2749m，高出河水面13～15m；基座分布高程2739m，高出河水面6m，其上覆漂石砂卵礫石層，可見厚度3～5m，表部被薄層沖積粉土覆蓋。壩址區(qū)右岸壩前發(fā)育2#沖溝，切割深度大于100m，延伸長度大于2km，溝底縱向坡降10～18%，溝谷呈不對稱的“V”型，兩岸松散堆積物以崩坡積、沖洪堆積為主，溝口及兩岸臺地的堆積物以塊碎石土為主，厚10～20m，溝底為洪積堆積，組成物質為大孤石、塊石、碎石夾少量砂土。壩線出露三疊系中統(tǒng)地層（T2d）及第四系堆積物（Q）。壩址區(qū)左岸Ⅱ級基座階地上部為砂卵礫石層，厚度1.0～1.5m。下部為Td2中厚層—巨厚層狀砂巖夾板巖；壩址區(qū)左岸Ⅰ級階地及河床砂卵礫石層厚約21.0m，屬極強透水層；壩址區(qū)右岸為裸露基巖山體，巖性以砂巖為主，夾頁巖或板巖。庫區(qū)兩岸岸坡大部分較平緩，局部基巖裸露，岸坡較陡，岸坡相對高差一般在100m以上，河谷不對稱呈“U”型。崩坡積物或沖洪物等松散堆積物覆蓋的岸坡坡度一般小于45°,基巖岸坡一般為50°～70°，較陡，局部為陡崖。左右岸均零星有漫灘，少部分河段有河心灘發(fā)育，高出河水面1.5～3.3m；兩岸斷續(xù)分布有Ⅰ、Ⅲ級階地，撥河高度分別為2～4m、30～35m。其中Ⅲ級階地為基座階地，基座高出河水面3～5m，階面高程為2749～2772m，在縱橫方向，階地表面起伏較大，且向河谷方向傾斜，坡度10o～20°。根據(jù)國家地震局頒布的《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306—2001），工程區(qū)50年超越概率10％的地震動峰值加速度為0.10g，相應的地震基本烈度為Ⅶ度。=2\*GB3②引水系統(tǒng)工程地質條件引水洞線位于洮河右岸低山區(qū)，山頂海拔2903～2972m，高出河水面250m。隧洞頂板埋深15～163m，壩址最大埋深163m。河流流向總體為NE18°。河流在此段轉了一個“Ω”形的彎，流向由進入壩址時的SE128°轉過大彎后又恢復為SE128°方向。本河段河谷寬250m左右，壩址區(qū)谷寬達260余米。隧洞軸線主要出露三疊系中統(tǒng)地層（T2d），巖性以變質砂巖.、砂質板巖為主，新鮮巖石致密堅硬。隧洞沿線巖層產(chǎn)狀變化較小，進水口附近為NE75°NW∠56°，出口段為NW276°NE∠54°，沿線斷層不發(fā)育。引水洞線地下水類型為基巖裂隙水。地下水埋深20～100m，最大埋深200m，接受大氣降水補給，貯存和運移于基巖裂隙及斷層破碎帶內(nèi)，向洮河及支流或向第四系松散地層中排泄，地下水和地表水對混凝土無腐蝕性。引水洞沿線物理地質現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖體風化、卸荷拉裂、松動傾倒、崩塌、泥石流等方面。引水洞線進、出口基巖岸坡平緩，經(jīng)受了長期的侵蝕、堆積作用，巖體風化、卸荷強烈?；鶐r岸坡就坡度而言，達到了自然穩(wěn)定坡角。據(jù)壩址、廠址勘探資料，椐地質調(diào)查及勘探資料，壩址區(qū)巖性為變質砂巖和砂質板巖分段出現(xiàn)。砂巖段厚度一般25～34m。板巖段巖層厚度一般50～80m。由于變質砂巖巖性較堅硬，而砂質板巖巖性較軟弱，兩種巖性抗風化能力的不同，形成了不同的地貌現(xiàn)象。砂巖段形成山脊，而板巖段形成山谷。巖體表部以強風化為主。變質砂巖強風化水平厚度一般1～3m，弱風化水平深度15～20m，縱波速度Vp=1370～2520m/s；微風化巖體RQD值平均大于50％，縱波速度Vp=3060～3490m/s。砂質板巖強風化水平厚度一般3～5m，弱風化水平深度15～20m，縱波速度Vp=1370～2520m/s；微風