團(tuán)灘河水庫電站工程主要建筑物設(shè)計方案

團(tuán)灘河水庫電站工程主要建筑物設(shè)計方案1.1一級電站主要建筑物1.1.1擋水建筑物（1）壩體剖面設(shè)計=1\*GB3①壩頂高程的確定根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（DL/T5395-2007），壩頂高程按以下公式計算：y=R+e+A式中：y——壩頂超高(m)；R——最大波浪在壩坡上的爬高（m）；e——最大風(fēng)雍水面高度(m)；A——安全加高(m)，正常情況取0.7m，非常情況取0.5m。波浪的波高和平均波長采用官廳水庫公式：式中：h——波高（m），當(dāng)=20～250時，為累積頻率5%的波高h(yuǎn)5%；當(dāng)=250～1000時，為累積頻率10%的波高h(yuǎn)10%；W——計算風(fēng)速（m/s）。正常運(yùn)用情況下取W=1.5V；非常運(yùn)用情況下取W=V。V為多年平均最大風(fēng)速，V=9.9m/s；D——風(fēng)區(qū)長度（m），取為500m；Lm——平均波長（m）。經(jīng)計算，設(shè)計情況下，gD/W2=23，其值介于20～250之間；校核情況下，gD/W2=50，其值亦介于20～250之間，因此，波高h(yuǎn)為累積頻率5%的波高h(yuǎn)5%。平均波高h(yuǎn)m與平均水深Hm的比值小于0.1，故查表得，累積頻率5%的波高h(yuǎn)5%與平均波高h(yuǎn)m的比值為1.95，即可求得平均波高h(yuǎn)m。風(fēng)壅水面高度計算公式如下：式中：e——計算點處的風(fēng)壅水面高度(m)；D——風(fēng)區(qū)長度（m），取500m；K——綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；β——計算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角(°)；Hm——水域平均水深(m)。平均波浪爬高計算公式如下：式中：Rm——平均波浪爬高(m)；m——單坡的坡度系數(shù)；K△——斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型確定，本工程為砼護(hù)坡，取K△=0.9；kW——經(jīng)驗系數(shù)；hm——平均波高(m)。該大壩工程等級為3級，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（DL/T5395-2007），3級壩應(yīng)采用累積頻率為1%的波浪爬高值R1%，其值可由平均波浪爬高Rm換算求得。查表得，累積頻率為1%的波浪爬高值R1%與平均波浪爬高Rm比值為2.42。經(jīng)計算，壩頂高程計算成果見表6-29。壩頂高程計算成果表表6-29計算工況水庫水位(m)設(shè)計爬高R(m)風(fēng)壅高度e(m)安全加高（m）計算壩頂高程(m)正常蓄水情況480.01.1850.00020.7481.885設(shè)計洪水情況480.01.8850.00020.7481.885校核洪水情況481.390.820.000090.5482.71由上表可知，計算最大壩頂高程由校核洪水情況確定，其計算最大壩頂高程為482.71m。為減少壩體工程量，考慮在壩頂上游側(cè)設(shè)2.6m高的防浪墻，墻頂高出壩頂1m，因此確定墻頂高程483.0m，壩頂高程482.0m。=2\*GB3②壩頂結(jié)構(gòu)設(shè)計壩頂寬度是根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》（SL228—98）的要求和壩頂交通及施工要求確定的。壩頂寬6m（不包括防浪墻），上游側(cè)設(shè)高為2.6m的鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻底部與面板頂部有一接縫并設(shè)止水。壩頂結(jié)構(gòu)考慮交通公路的要求，設(shè)20cm厚的混凝土路面，其下為30cm厚的碎石墊層，壩頂采用單側(cè)坡度向下游排水，分段集中引至壩下。壩頂下游側(cè)設(shè)有30cm厚、50cm高的混凝土路緣石。=3\*GB3③上、下游壩坡擬定=4\*GB3④壩體分區(qū)設(shè)計壩體材料分區(qū)原則:A、壩軸線以上堆石體是承受水荷載的主體,此部位堆石體應(yīng)具有較高的變形模量，以使壩體變形盡可能小，從而使面板和止水系統(tǒng)不致因壩體變形過大而遭致破壞，壩軸線下游堆石體的變形模量可適當(dāng)降低。B、各區(qū)壩料之間應(yīng)滿足水力過渡要求，滲透系數(shù)從上游至下游遞增，并保證壩體排水暢通，以防止壩體內(nèi)部產(chǎn)生管涌和沖蝕。C、D、壩料分區(qū)盡可能簡單。按照以上原則，大壩分為以下幾個主要填筑區(qū)：(a)上游粉細(xì)砂鋪蓋區(qū)當(dāng)面板局部開裂和止水系統(tǒng)受損后，防滲料隨水流帶進(jìn)縫中，經(jīng)面板下墊層料的反濾作用，淤堵裂縫，恢復(fù)防滲性能。鋪蓋頂部高程河床段為432.00m，兩壩肩為453.00m，河床段與兩壩肩通過1：1.5的坡度相連，頂寬3.0m，上游邊坡1:1.5。(b)蓋重區(qū)覆蓋在上游粘土鋪蓋上，維持上游鋪蓋區(qū)的穩(wěn)定，并起保護(hù)作用。選用大壩開挖的棄碴料填筑，頂部高程河床段為432.00m，兩壩肩為453.00m，河床段與兩壩肩通過1：1.5的坡度相連，頂寬3.0m，上游邊坡1：2.8。(c)特殊墊層區(qū)：此處有出現(xiàn)漏水的可能性，為加強(qiáng)對周邊縫的滲漏控制，在趾板周邊縫下游側(cè)設(shè)置特殊墊層區(qū)，該區(qū)材料為料場人工破碎篩分后配制的砂巖料。最大粒徑為40mm，小于5mm的顆粒含量為35%～60%，小于0.75mm的顆粒含量控制在5～10%。薄層碾壓密實（碾壓層厚0.2m，適量加水），以盡量減少周邊縫的位移，同時起到反濾作用。(d)墊層區(qū)：墊層區(qū)水平寬度3.0m，以1:1.4的坡等寬布置。材料為料場人工破碎篩分后配制的砂巖料。最大粒徑為80mm，小于5mm的顆粒含量為30%～45%，小于0.75mm的顆粒含量控制在4～6%。設(shè)計干密度2.2g/cm3，孔隙率18.5%，滲透系數(shù)1×10-4cm/s，碾壓層厚0.4m，適量加水。墊層上游坡面為擠壓砼邊墻，以滿足面板施工及臨時度汛的要求。擠壓式邊墻斷面為梯形，以鉸接的方式使邊墻可適應(yīng)墊層區(qū)的變形，其底部不會形成空腔，有效避免空腔對面板的不利影響。墻高度為墊層料的設(shè)計鋪填厚度，邊墻上游側(cè)坡度與混凝土面板堆石壩的上游壩坡相同，為1:1.4。本工程頂部寬度確定為10cm。邊墻下游側(cè)坡度采用8:1(e)過渡層區(qū)：砂0mg/cm10-3cm/s，(f)主堆石區(qū)：是面板堆石壩的主要受力區(qū)，要求用良好的級配，堅硬的石料填筑，壓實后能自由排水。最大粒徑600mm，粒徑小于5mm的顆粒含量不超過，粒徑小于0.075mm的顆粒含量不超過5%，2.1g/cm3，10-2cm/s，(g)次堆石區(qū)：次堆石區(qū)由于其變形對壩體和面板變形影響不大，材料選用微風(fēng)化砂巖料，部分采用泄洪洞開挖料填筑。最大粒徑80mm,粒徑小于0.075mm的顆粒含量不超過5%，設(shè)計干密度2.05g/cm3，孔隙率22%，填筑層厚度1.0m，適量加水。另外，在下游壩坡最外層砌筑粒徑的大于60cm的干砌石幫砌整齊作為護(hù)面。(h)濾水壩趾區(qū)：在大壩下游414m以下設(shè)置堆石棱體,材料選用微風(fēng)化灰?guī)r料。最小粒徑1.0m,設(shè)計干密度2.0g/cm3,孔隙率23%，填筑層厚度1.2m。壩體分區(qū)堆石設(shè)計指標(biāo)表表6-30壩體分區(qū)填筑材料最大粒徑（mm）設(shè)計干容重（g/cm3）建議碾壓遍數(shù)加水量墊層區(qū)人工破碎砂巖料802.218.50.43～10適量人工破碎砂巖料402.218.50.2——過渡區(qū)人工破碎砂巖料3002.15200.48～1025主堆石區(qū)料場砂巖料6002.1210.86～825次堆石區(qū)料場砂巖料和泄洪洞開挖料8002.05221.06～825濾水壩趾區(qū)人工破碎砂巖料≥10002.0231.26適量（2）壩體防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計=1\*GB3①混凝土面板設(shè)計面板頂部高程480.77m，頂部厚度取0.3m，并向下部逐漸增加，底部厚度按下式計算：t=0.3＋0.003H式中：t——面板厚度（m）；H——計算斷面至面板頂部的垂直距離（m）。鋼筋混凝土面板底部最大厚度為0.51m。面板采用單層雙向配筋，各向平均含筋率為0.4%。面板混凝土標(biāo)號C25W8F50，二級配，水灰比小于0.50。=2\*GB3②趾板設(shè)計根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》（SL228—98）要求、地質(zhì)建議及本工程的實際情況，趾板建在弱風(fēng)化巖的上部。趾板寬度按水頭的1/10～1/20考慮，根據(jù)所處的地質(zhì)條件及水頭，趾板寬度分為5m、4.5m和4m，分界在432.00m、457.00m高程，厚度均為0.5m。為了適應(yīng)溫度變化和干縮影響，趾板沿長度方向設(shè)伸縮縫，每段長約12m，與面板垂直縫錯開。趾板混凝土標(biāo)號C25W8F50，頂部設(shè)配筋率0.3%單層雙向鋼筋。為了提高趾板基礎(chǔ)部位巖石的完整性，保證趾板與基礎(chǔ)結(jié)合，同時提高表層基巖的抗?jié)B能力，沿趾板線全長布置錨筋和進(jìn)行淺孔固結(jié)灌漿，錨筋直徑φ28mm，錨入巖石深4m，間距為2m；淺孔固結(jié)灌漿深6m。=3\*GB3③接縫止水設(shè)計止水系統(tǒng)在混凝土面板堆石壩中是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)壩體的沉降變形，在面板與趾板之間設(shè)置周邊縫，面板與面板之間設(shè)置垂直縫，趾板之間設(shè)置伸縮縫，防浪墻與面板設(shè)水平縫。在不便滑模澆筑的局部，設(shè)臨時水平施工縫，該縫可不設(shè)止水，但面板鋼筋要穿過縫面。根據(jù)縫的不同作用和要求，采用了以下幾種不同的止水構(gòu)造型式。A、周邊縫周邊縫設(shè)二道止水，即底部銅片止水，周邊縫表面設(shè)柔性填料止水，其上用橡膠膜密封保護(hù)，兩側(cè)用扁鋼固定并保護(hù)。周邊縫采用瀝青浸漬木板嵌縫，厚度為12mm。B、面板垂直縫垂直縫分為壓性縫（B型垂直縫）和張性縫（A型垂直縫）兩種。A型垂直縫：張性垂直縫，左岸3條，右岸5條，縫間距為6m，該縫設(shè)二道止水，即底部止水銅片，頂部設(shè)柔性填料止水。B型垂直縫：壓性垂直縫，共9條，縫間距為12m，設(shè)一道止水，即底部止水銅片。C、趾板伸縮縫趾板伸縮縫與面板分縫錯開，而且垂直于“x”線，設(shè)一道橡膠止水，并與周邊縫止水構(gòu)成封閉系統(tǒng)。D、壩頂縫防浪墻伸縮縫間距為12m，與面板垂直縫錯開，設(shè)一道橡膠止水。防浪墻與面板縫間設(shè)二道止水，即底部止水銅片，頂部設(shè)柔性填料止水。結(jié)構(gòu)與面板A型垂直縫相同。（3）基礎(chǔ)處理=1\*GB3①壩基地質(zhì)條件壩址區(qū)位于馬槽壩背斜北西翼，構(gòu)造簡單，巖層為單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀：走向N65°～76°，傾向NW，傾角9～25°，巖層傾向上游微偏左巖。壩址區(qū)斷裂、褶皺不發(fā)育。壩址區(qū)岸坡裂隙發(fā)育長度較短，最長3～4m，一般＜1.5m。裂面多閉合。巖體中裂隙發(fā)育程度與巖性有關(guān)，砂巖、灰?guī)r類強(qiáng)度較高的脆性巖體裂隙發(fā)育，而泥巖、頁巖等軟質(zhì)巖的巖體裂隙一般不發(fā)育。壩基河谷為橫向谷，巖層傾向上游，且為弱透水的泥、頁巖巖層，不存在貫通壩基上下游的斷層破碎帶或節(jié)理密集帶，不會產(chǎn)生大的壩基滲漏問題。壩基存在的滲漏現(xiàn)象主要為裂隙性滲漏。河床巖體強(qiáng)風(fēng)化層微弱發(fā)育，僅ZK101孔發(fā)育有2.0m強(qiáng)風(fēng)化層。弱風(fēng)化層厚度為18～21.90m左右，底板埋深22.20～23.50m(高程385.99～395.23m)，向兩岸增厚。河床壩基巖體卸荷作用較弱，卸荷帶不明顯，裂隙不發(fā)育，巖體完整性好，估計弱卸荷帶分布深度為5m左右。河谷左岸坡強(qiáng)風(fēng)化較薄，壩肩鉆孔ZK105強(qiáng)風(fēng)化層厚5.90m(高程468.58m)；弱風(fēng)化較厚，厚度為38.30m，底板埋深44.70m(高程430.28m)。微風(fēng)化底板埋深75.42m(高程399.56m)。左岸岸坡下部地形較陡，上部較緩。據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，卸荷裂隙較右岸發(fā)育，強(qiáng)卸荷帶水平深度約為5～8m，弱卸荷帶水平深度約10～15m。河谷右岸坡強(qiáng)風(fēng)化較薄，壩肩鉆孔ZK107強(qiáng)風(fēng)化層厚3.90m；弱風(fēng)化較厚，厚度為21.60m，底板埋深25.50m(高程462.39m)。微風(fēng)化底板埋深81.80m(高程406.09m)。右岸岸坡，由于地形較緩，強(qiáng)卸荷帶不發(fā)育。弱卸荷帶水平深度約為8m，裂隙不發(fā)育，且一般閉合不夾泥，巖體較完整。=2\*GB3②基礎(chǔ)開挖壩基開挖主要根據(jù)地質(zhì)條件及面板堆石壩的受力情況，分別確定不同的建基高程，以便達(dá)到既滿足穩(wěn)定和沉降的要求，又減少工程量的目的。兩岸邊坡屬層狀斜向緩傾巖質(zhì)邊坡，兩岸為斜向坡，兩壩肩岸坡無大的不利軟弱結(jié)構(gòu)面分布，總體穩(wěn)定性較好。后坡無危巖發(fā)育，兩壩肩岸坡巖體強(qiáng)風(fēng)化厚度薄，不存在整體穩(wěn)定問題。兩岸坡清除強(qiáng)卸荷帶，并在裂隙較發(fā)育帶布置錨固措施進(jìn)行處理，基礎(chǔ)置于弱風(fēng)化層上，建議開挖邊坡:第四系（Q）松散堆積層為1：1～1：1.50，基巖強(qiáng)風(fēng)化的為2：1，基巖弱風(fēng)化的為3：1。根據(jù)面板的受力特點，壩軸線以上區(qū)域基礎(chǔ)的變形，將直接影響面板的變形和安全。因此趾板及其下游主堆石范圍內(nèi)的壩基基礎(chǔ)建在弱風(fēng)化巖上部，即基巖面下1.5～3.0m。堆石體其它部位基礎(chǔ)只需清除覆蓋層和松散巖體，趾板基礎(chǔ)與堆石體基礎(chǔ)用不陡于1：2的底坡相連接。=3\*GB3③節(jié)理及建基面的處理趾板地基遇到節(jié)理密集帶，局部風(fēng)化較深帶，要求作深挖刻槽作混凝土塞處理，并加密固結(jié)灌漿孔。紫紅色粉砂質(zhì)泥巖均出露在岸坡上，不作開挖刻槽處理，只要求開挖到建基面后，及時噴砂漿保護(hù)，或立即澆筑基礎(chǔ)混凝土，防止干裂軟化。=4\*GB3④壩基防滲設(shè)計A、壩基垂直防滲趾板基礎(chǔ)垂直防滲采用帷幕灌漿，在進(jìn)行帷幕灌漿之前先進(jìn)行固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿為3排，孔距2m，孔深5m。帷幕灌漿為單排，孔距2m，與中間固結(jié)灌漿孔相結(jié)合，孔深要求深入基巖相對隔水層（q≤3Lu）以下5.0m處，在谷底段帷幕深度為23～61m，兩岸坡為5.04～53m。B、繞壩滲流處理根據(jù)地質(zhì)所提供資料，帷幕兩岸向山里延伸接相對隔水層。左、右岸將壩基防滲帷幕延伸至正常蓄水位與地下水位線相交處，左岸延伸18m，右岸延伸138m，形成岸幕，以減少兩岸的繞壩滲漏。（4）壩體穩(wěn)定、應(yīng)力及變形分析根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》（DL/T5016-1999）的相關(guān)規(guī)定，本工程可不作穩(wěn)定分析。本工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，本工程最大壩高72m，Ⅲ級建筑物可不進(jìn)行應(yīng)力及變形分析。1.1.2一級電站泄水建筑物（1）設(shè)計原則根據(jù)團(tuán)灘河（水庫）電站工程一級電站初步選定壩址區(qū)的地形、地質(zhì)、水文和樞紐布置等因素，確定泄水建筑物布置基本原則為：=1\*GB3①滿足樞紐安全、正常泄洪需要，具備一定超泄能力；=2\*GB3②水流進(jìn)水平穩(wěn)，均勻入渠，合理選擇消能防沖形式，盡量使下游出口水流流態(tài)平穩(wěn)，盡量減少沖刷，節(jié)省防護(hù)工程量；=3\*GB3③盡量減少耕地占用和土石方開挖；=4\*GB3④投資節(jié)省，技術(shù)可行，運(yùn)行安全，管理方便。（2）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)本工程為Ⅲ等中型水利工程，泄水建筑物級別為3級。推薦壩址攔河壩采用面板堆石壩壩型，大壩設(shè)計洪水重現(xiàn)期為50年，相應(yīng)下泄洪水流量為1270m3／s，校核洪水重現(xiàn)期為1000年，相應(yīng)下泄洪水流量為1900m3，消能防沖建筑物按30年一遇洪水流量（1160m3／s）設(shè)計。（3）泄洪方式選擇一般地，溢洪道可擬定無閘開敞式和設(shè)閘控制泄洪兩個大類方案。受推薦壩址區(qū)兩岸地形條件以及下泄流量大的限制，本工程若采用無閘控制的岸坡式溢洪道，在下泄相同流量條件下（即淹沒范圍相同），溢流前緣凈寬至少達(dá)160m左右，無閘開敞式方案盡管結(jié)構(gòu)簡單，但在平面上布置卻十分困難，特別是布置在右岸更為困難,且出口水流對岸坡沖刷面較大。因此，本工程溢洪道推薦采用有閘控制泄洪方式。兩種泄洪方式的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表6-31。一級電站水庫泄洪方式比較表表6-31項目單位方案一方案二泄洪方式有閘控制無閘控制溢洪道溢流寬度m3*9=27160溢洪道底板高程m471.00480.00校核洪水位m481.39481.39樞紐工程靜態(tài)投資萬元10582.9812402.87其中：淹沒萬元2901.872901.87大壩萬元6357.207123.00溢洪道萬元1323.912378.00推薦/比較推薦比較注：本表工程投資僅用于溢洪道方案初選，與投資估算額可能略有差別。（4）消能方式的選擇根據(jù)樞紐總體布置，溢洪道出口位于鴨子梁轉(zhuǎn)彎河道處，河床大部分基巖裸露，巖性為泥、頁巖，巖體強(qiáng)度較低，節(jié)理裂隙發(fā)育，抗沖性能較差；且該轉(zhuǎn)彎段左岸地形陡峭，巖性為泥巖夾砂巖，邊坡穩(wěn)定性較差，若采用挑流消能方式，計算沖坑深度達(dá)24.0m（上、下游水頭差68m，單寬流量51.0m3/s），這將直接影響左岸邊坡的穩(wěn)定，因此，溢洪道消能方式不宜采用挑流消能。由于本工程下游河道水位不穩(wěn)定，采用面流消能也是不適宜的。綜上，根據(jù)溢洪道縱軸線方向沿程地形地質(zhì)條件，采用底流+臺階消能方式對本工程是適合的，通過多級消力池和臺階消能后，可使進(jìn)入河道的水流流態(tài)較好，便于下泄水流與原天然河道銜接順暢，減少溢洪道出口以后的防護(hù)工程量和工程投資。因此，本工程溢洪道消能采用底流+臺階消能方式。（5）閘門孔口選擇從兩岸地形來看，右岸470.0m高程以上地形較陡，坡角43～46°，閘門布置3孔可以減少邊坡高度和開挖量，而不宜布置5孔或7孔。左岸壩肩470m～490m高程有一緩坡平臺，地面坡較角9～11°，因本工程下泄流量較大，按常規(guī)閘門尺寸，布置1孔時泄流能力不夠。因此，在選定正常水位和相同下泄流量前提下，并考慮到《水利水電鋼閘門設(shè)計規(guī)范》SL74-95所規(guī)定的閘門孔口尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)及土建工程量等多方面因素，擬定了3孔-9m×9m（方案一，3孔方案）和5孔-8m×7m（方案二，5孔方案）兩個閘門孔口尺寸方案進(jìn)行初步比較，見表6-32。左岸閘門孔口尺寸比較表表6-32項目單位方案一（3孔方案）方案二（5孔方案）孔口尺寸（孔數(shù)-寬×高）3-9×95-8×7溢洪道溢流前緣凈寬m3×9=275×8=40溢洪道底板高程m471.00473.00溢洪道軸線總長度m326.80337.95校核洪水位m481.39481.39工程占地畝1928靜態(tài)投資萬元10582.4811042.68其中：淹沒萬元2901.872901.87大壩萬元6357.206357.20溢洪道萬元1323.911783.61對比結(jié)果：推薦/比較推薦比較注：本比較表未考慮閘門門體、埋件及啟閉機(jī)等金結(jié)投資的差異，若計入該部分投資，方案一金結(jié)投資約為606萬元，方案二為626萬元。從上表可以看出，5孔閘門方案溢洪道建筑工程投資比3孔閘門方案多230.92萬元，占地比3孔方案多9畝，且5孔閘門方案出口水流對岸坡的沖刷范圍更大。因此，本階段采用3孔閘門孔口尺寸方案，即方案一。（6）溢洪道布置方案擬定本工程校核洪水對應(yīng)的下泄流量較大，溢洪道采用有閘控制開敞方式泄洪，根據(jù)選定壩址左、右岸地形地質(zhì)條件，初步擬定了3個有閘控制方案，即：左岸3孔有閘控制開敞式溢洪道（方案一）、右岸3孔有閘控制開敞式溢洪道（方案二），左岸5孔有閘控制開敞式溢洪道（方案三）。分別敘述如下。=1\*GB3①左岸3孔有閘控制開敞式溢洪道（方案一）。左岸壩肩有一緩坡臺階，從下游河道的走勢看，可將溢洪道軸線布置成直線，進(jìn)口段軸線與壩軸線近似正交，出口段出流方向可平順歸入河道，與天然河道良好銜接。上下游水頭差近70.0，溢洪道縱軸線地面較平緩，可通過臺階及消力池聯(lián)合消能，減小出口水流流速，減輕對岸坡和河床的沖刷。=2\*GB3②右岸3孔有閘控制開敞式溢洪道（方案二）。此方案布置在右壩肩，控制段及收縮段布置與左岸方案一相同，溢洪道軸線為曲線，通過96.25m長彎段引水渠進(jìn)水，溢洪道前段地形較緩，尾部段地形較陡，出口水流方向順下游河道直段。=3\*GB3③左岸5孔有閘控制開敞式溢洪道（方案三）本方案與方案一總體布置基本相同，僅在泄水道寬度、邊墻高度和開挖工程量等方面有所不同，此處不再贅述。（7）擬定方案布置=1\*GB3①左岸3孔有閘控制開敞式溢洪道（方案一）。本方案引水渠和控制段布置在左岸黑咀梁（靠近壩肩），其中心線與壩軸線交角為91.08°，該方案溢洪道由進(jìn)水渠、閘室（控制段）、陡槽及消能工段四部分組成，軸線全長326.80m(指水平投影長度，含消能工段長度)。A、進(jìn)水渠進(jìn)水渠長30.85m，進(jìn)水渠底板高程469.00m，渠寬34.00m。B、閘室閘室采用開敞式，閘室長26.50m，閘室總寬度34.0m。溢流堰采用2m高WES曲線型低實用堰。溢流堰堰頂高程471.00m，堰前進(jìn)水渠底板高程469.00m，溢流堰前緣凈寬27.0m。C、陡槽段陡槽段長49.25m，底坡i=0.05。陡槽凈寬從控制段末端由34.0m收縮至22.0m，收縮段長31.0m，邊墻收縮角11.0°,陡槽采用矩形斷面。D、底流臺階消能段消能段全長220.20m，由三段臺階消能段和2級底流消力池組成。一級臺階消能段長49.0m，一級消力池長27.0m、深2.0m，二級臺階消能段長35.2m，二級消力池長22.0m、深2.0m，三級臺階消能段長87.0m。由于下游河床為裸露基巖，計算得出的出口水流自由水躍共軛水深與下游水深相同，因此，第3級階梯末端后不設(shè)消力池。=2\*GB3②右岸3孔有閘控制開敞式溢洪道（方案二）該方案布置在右岸，為岸坡式溢洪道。本方案由引水渠段、閘門控制段、泄槽段以及消力池段四部分組成，軸線全長423.87m（指水平投影長度、含消力池長度）。A、引水渠引水渠軸線長96.25m，尾部寬度34m。引水渠采用梯形斷面，左側(cè)采用重力式擋墻，右側(cè)采用貼坡式擋墻。B、閘室閘室采用開敞式，溢流堰采用WES曲線型低實用堰，堰頂上游面由雙圓弧組成，下接冪曲線，堰頂高程471.00m。閘室為三孔，設(shè)三扇弧形鋼門，弧形門尺寸為9.0m×9.0m（寬×高），采用液壓式啟閉機(jī)啟閉。C、泄槽泄槽段分為收縮段、陡槽段、階梯消能段三部分，軸線全長237.12m。收縮段軸線長31m，溢洪道凈寬由34.0m收縮至22.0m，坡度為i=0.03。陡槽段軸線長89.43m，坡度為i=0.03。階梯消能段軸線長130.20m，過水?dāng)嗝娌捎镁匦危挥覀?cè)邊墻采用衡重式擋土墻，左側(cè)邊墻采用重力式擋土墻；左側(cè)邊墻底部懸空段采用C15埋石混凝土砌筑基座，并用錨筋加固。D、消力池溢洪道尾部采用底流消能方式，即下挖式消力池，采用等寬22.0m，長66.5m，池深5.9m。護(hù)坦底板高程404.00m，厚1.5m，護(hù)坦頂以上導(dǎo)墻高14.4m，導(dǎo)墻采用衡重式擋墻。=3\*GB3③左岸5孔有閘控制開敞式溢洪道（方案三）。此方案布置在左岸，平面布置上與方案一大致相同。不同的是：溢洪道縱軸線向岸坡方向平移9.0m，溢流前緣凈寬由27m加寬至40m，進(jìn)水渠寬由34m加寬至52m，閘墩厚度由3.5m減小至3m，泄槽段寬由22m擴(kuò)寬至40m，相應(yīng)邊墻高度降低1～2m。（8）方案比選以上擬定的左右岸3個比選方案工程量及建筑工程直接投資比較見表6-33、表6-34、表6-35、表6-36。左岸3孔開敞式溢洪道方案工程量及投資表（方案一）表6-33編號名稱單位數(shù)量單價合價（萬元）1土方開挖m31100013.1714.492石方開挖m35450038.61210.423土石回填m31450021.3330.934C20砼底板m32400346.2283.095C25砼閘墩m32500431.9790.716C20砼邊墻m312500409.88512.357C25砼交通橋m31104605.068C25砼底板m33600357.5128.709礫碎石排水溝m3150346.62346.6210C20埋石砼m31300306.4839.8411土工布m2145016.6616.6612鉆排水孔m55069.6339.6313鋼筋制安t1808938.228938.2214細(xì)部結(jié)構(gòu)m32201016.3535.981～14合計1323.91右岸3孔開敞式溢洪道方案工程量及投資表（方案二）表6-34編號名稱單位數(shù)量單價合價（萬元）1土方開挖m311650613.17153.432石方開挖m327184738.611049.603土石回填m31400021.3329.864C20砼底板m31459346.2250.515C20砼邊墻m36666409.88273.226C20砼溢流堰m3974346.2233.727C25砼邊墻m320639431.97891.548C25砼底板m34836357.5172.889礫碎石排水溝m3155346.625.3710噴砼護(hù)坡m31671787.06131.5111C15埋石砼m310557318.75336.5012φ22鋼筋，L=3.0m根1486146.8721.8213鋼筋網(wǎng)t14.58938.2212.9614細(xì)部結(jié)構(gòu)m34513116.3573.781～14合計3236.70左岸5孔開敞式溢洪道方案工程量及投資表（方案三）表6-35編號名稱單位數(shù)量單價合價（萬元）1土方開挖m33140013.1741.352石方開挖m310580038.61408.493土石回填m31320021.3328.154C20砼底板m34320346.22149.565C25砼閘墩m33200431.97138.236C20砼邊墻m310600409.88434.477C25砼交通橋m31704607.828C25砼底板m36480357.5231.669礫碎石排水溝m3160346.625.5410C20埋石砼m31300306.4839.8411土工布m2150016.6624.9912鉆排水孔m60069.634.1713鋼筋制安t2508938.22223.4514細(xì)部結(jié)構(gòu)m32807016.3545.891～14合計1783.61現(xiàn)將擬定的三個方案比較如下：=1\*GB3①從技術(shù)角度，三個方案均可行；=2\*GB3②從施工干擾程度看，由于溢洪道所需砂石料及水泥等主材從左岸運(yùn)入，左岸溢洪道（方案一和方案三）的施工對大壩及其他建筑物的施工基本無干擾，且汛期不受影響；=3\*GB3③左岸方案溢洪道軸線順直，水流流態(tài)要好于右岸方案；=4\*GB3④從工程投資看，方案一（左岸三孔開敞式方案）工程投資比方案二少1912.79萬元，方案三比方案二少1453.09萬元，方案一工程投資比方案三少459.70萬元。從以上四方面綜合考慮，選取方案一（即左岸3孔有閘控制開敞式方案）作為本階段溢洪道推薦方案。泄水建筑物不同方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表表6-36指標(biāo)名稱單位方案一方案二方案三左岸3孔有閘控制方案右岸3孔有閘控制方案左岸5孔有閘控制方案1、左岸/右岸左岸右岸左岸2、正常蓄水位m4804804803、設(shè)計洪水位m4804804804、校核洪水位m481.39481.39481.395、堰頂高程m471.00471.00473.006、孔數(shù)個3孔3孔5孔7、弧形閘門孔口尺寸m9×99×98×78、泄水建筑物總長m326.80423.87337.959、引水渠長度m30.8596.2542.0010、壩頂高程m482.0482.0482.011、溢洪道工程投資萬元1323.913236.701783.6112、淹沒補(bǔ)償投資萬元2901.372901.372901.37（9）泄水建筑物布置溢洪道推薦方案布置在左岸，即左岸3孔有閘控制開敞式方案。本方案引水渠和控制段布置在左岸黑咀梁（靠近壩肩），其中心線與壩軸線交角為91.08°，該方案溢洪道由進(jìn)水渠、閘室（控制段）、陡槽及消能工段四部分組成，軸線全長326.80m(指水平投影長度，含消能工段長度)。=1\*GB3①進(jìn)水渠進(jìn)水渠長30.85m，即樁號溢0-030.85～溢0±000.0，進(jìn)水渠底板高程469.00m，渠寬34.00m。進(jìn)水渠靠山體一側(cè)采用1：0.3開挖斷面襯砌護(hù)坡，襯砌厚度1.5m，其后為長18.0m的漸變段與閘室連接。進(jìn)水渠邊墻頂高程482.00m，底板采用0.6m厚C20砼襯砌，邊墻采用C20砼澆注。=2\*GB3②閘室閘室采用開敞式，閘室長26.50m，即樁號溢0±000.0～溢0+026.50,閘室總寬度34.0m。溢流堰采用2m高WES曲線型低實用堰，堰頂上游面由雙圓弧組成，堰面下游為冪曲線方程y=0.074711x1.85，與下游陡槽底板（i=0.05）采用R=30m的反弧段連接。溢流堰堰頂高程471.00m，堰前進(jìn)水渠底板高程469.00m，溢流堰前緣凈寬27.0m，最低建基面高程466.15m，堰體上下游側(cè)下部設(shè)齒墻與地基加強(qiáng)結(jié)合。閘室孔口尺寸擬定了3-8.0×9.5m（孔數(shù)-寬×高）、3-9.0×9.0m及3-12×7.5m三個方案，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，初步選定閘門采用3-9.0×9.0m（寬×高）方案，每孔孔口設(shè)一扇弧形工作門，弧門采用液壓式啟閉機(jī)啟閉。經(jīng)水庫調(diào)節(jié)計算，庫水位每年有1個月以上時間低于堰頂高程，可安排弧門檢修，故不設(shè)檢修門。溢洪道控制段閘墩頂部下游設(shè)6.0m寬交通橋。=3\*GB3③陡槽段陡槽段長49.25m，即樁號溢0+026.50～溢0+075.75，底坡i=0.05。陡槽凈寬從控制段末端由34.0m收縮至22.0m，收縮段長31.0m，邊墻收縮角11.0°。陡槽采用矩形斷面，底板厚0.6m，邊墻采用衡重式擋土墻，邊墻和底板均采用C20砼澆注，邊墻高度根據(jù)陡槽內(nèi)的水面線確定。=4\*GB3④底流臺階消能段消能段全長220.20m，由三段臺階消能段和2級底流消力池組成。一級臺階消能段（長49.0m，除第一步臺階高2.0m外，其余每步臺階皆寬7.0m，高1.0m）、一級消力池（長27.0m、深2.0m）、二級臺階消能段（長35.2m，除第一步臺階寬1.0m外，其余每步臺階皆寬1.8m，高1.0m）、二級消力池（長22.0m、深2.0m）、出口（三級）臺階消能段（長87.0m，除第一步臺階寬2.0m外，其余每步臺階皆寬2.5m，高1.0m）。底流臺階消能段亦采用矩形斷面，底寬同陡槽后段底寬一致，為22.0m，其從上至下一級消力池、二級消力池及三級臺階消能段出口護(hù)坦底板高程分別為456.66m、438.66m、406.66m，相應(yīng)位置溢洪道邊墻頂高程分別為467.66m、449.66m、415.66m。溢洪道出口左側(cè)臨河岸坡采用1：0.3的開挖邊坡襯砌護(hù)岸，采用C20砼襯砌，厚1.5m，墻頂高程414.00m。底流臺階消能段及出口護(hù)坦底板厚0.6m，采用C25鋼筋砼襯砌，邊墻采用衡重式擋墻，在地面線較低的地方則采用重力式擋墻，墻下采用C20埋石砼回填，擋墻采用現(xiàn)澆C20砼（面層布筋）。（10）結(jié)構(gòu)設(shè)計溢洪道底板置于弱風(fēng)化泥巖夾砂巖基礎(chǔ)之上，基礎(chǔ)裂隙不發(fā)育，整體穩(wěn)定性好。進(jìn)水渠、陡槽段底板采用0.6m厚C20砼襯砌，邊墻采用C20砼襯砌；底流臺階消能段底板根據(jù)類似工程經(jīng)驗進(jìn)行類比確定采用0.6m厚C25砼澆注，邊墻采用C20砼。溢洪道底板共設(shè)3條縱縫，沿溢洪道中心線底下布置一條，兩側(cè)邊墻于墻內(nèi)側(cè)1.0m處設(shè)結(jié)構(gòu)縫與底板分開。溢洪道底板及邊墻每隔10-15m設(shè)一條橫向結(jié)構(gòu)縫，縫間采用橡膠止水帶（厚度不小于8mm，寬不小于300mm）止水，底板及邊墻橫向結(jié)構(gòu)縫錯開布置。邊墻后臨時開挖邊坡1:0.3。為排除坡面雨水，在泄槽邊墻后的坡腳分別設(shè)一條排水溝，沿坡腳與溢洪道大致平行布置，用C20砼襯砌。為降低地下水位和溢洪道底板揚(yáng)壓力，沿溢洪道中心線布置三條矩形斷面(0.3m×0.3m)的縱向排水溝，在沉降縫處設(shè)橫向排水溝（0.2m×0.2m），溝中填滿不易風(fēng)化的礫碎石（強(qiáng)度大于MU40）。在溢流堰帷幕灌漿后垂直于水流方向鉆設(shè)一排豎向排水孔（通過排水孔頂部橫向排水溝與縱向排水溝連通），孔深取上游側(cè)帷幕灌漿深度的0.5倍（即約25m），排水孔橫向孔距3m，孔徑100mm。在一、二級底流消力池縱橫排水溝下鉆設(shè)豎向排水孔，孔徑100mm，孔距3m，排水孔應(yīng)深入基巖2m。（11）溢洪道水力及結(jié)構(gòu)計算=1\*GB3①泄流能力計算本工程溢洪道溢流堰采用WES型實用堰，溢流凈寬27m,按不淹沒自由出流計算泄流能力，計算公式為《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL253-2000附錄（A.2.1）經(jīng)計算，不同庫水位時溢流堰下泄流量見表6-37。溢流堰上水位流量關(guān)系表表6-37水位（m）471.0471.5472.0472.5473.0473.5474.0474.5475.0475.5流量(m3/s)017.750.091.9141.5197.8260.0327.6400.3477.6水位（m）476.0477.0478.0479.0480.0481.0482.0483.0484.0485.0流量(m3/s)567.1764.0988.21236.01499.61785.42084.92404.22732.43071.7根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果，50年一遇設(shè)計洪水時下泄流量1270m3/s，相應(yīng)水庫水位480.00m，1000年一遇校核洪水時下泄流量1900m3/s，相應(yīng)水位481.39m。=2\*GB3②泄槽水面線計算泄槽水面線按照校核洪水位對應(yīng)的下泄流量1900m3/s，通過能量方程選取典型斷面逐段計算確定，摻氣水深按《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL253-2000附錄A.3.2式（ξ=1.1）計算。泄槽首端控制斷面（堰下反弧處）收縮水深按SL253-2000附錄A.3.1-3式計算，經(jīng)計算收縮水深為5.24m，以該斷面為起始斷面，向下游選取9個典型斷面依次推算水力參數(shù)。計算參數(shù)：溢洪道糙率n=0.014，臺階消能率取70%。泄槽水面線計算結(jié)果詳表6-38。泄槽水面線計算成果表表6-38距控制斷面距離（m）計算水深（m）摻氣水深（m）流速（m/s）05.245.9713.4175.105.9113.8486.057.0114.3665.826.8114.81155.626.5715.41429.5610.519.11775.206.1516.61998.469.4110.22864.495.4419.2溢洪道邊墻高度按摻氣水深加安全超高1.0m確定。=3\*GB3③消能防沖計算本工程采用在臺階段末端設(shè)置底流消力池方式消能，采用下挖式消力池，本工程共2級消力池，消力池長度根據(jù)布置要求分別定為27m和22m，消力池深度都是2.0m，消力池寬度與臺階段末端寬度相同（22.0m）,本工程按30年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)下泄流量計算消力池尾檻抗滑穩(wěn)定。抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL253-2000給出的抗剪強(qiáng)度公式計算：Kc=f∑W/∑P∑W——作用于堰閘體上的全部荷載對計算滑動面的法向分量；∑P——作用于堰閘體上的全部荷載對計算滑動面的切向分量；計算結(jié)果Kc=1.18>[Kc]=1.0=4\*GB3④結(jié)構(gòu)計算A、控制段堰（閘）基底面的抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力計算（a）計算荷載及基底面選擇計算單元為全段閘室，沿基巖面長26.5m，寬12.5m，選取466.15m高程為計算基底面。作用在基面上的主要荷載有：堰體自重、閘墩自重、閘門自重、水壓力、閘門前水重、揚(yáng)壓力、交通橋自重，對閘基結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定影響較小的其余荷載可忽略不計。（b）計算公式及參數(shù)選擇：閘基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL253-2000給出的抗剪斷強(qiáng)度公式計算：K=（f＇∑w+c＇A）/∑P式中K——按抗剪斷強(qiáng)度計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f＇——堰閘體砼與基巖接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)；c＇——堰閘體砼與基巖接觸面的抗剪斷凝聚力；∑W——作用于堰閘體上的全部荷載對計算滑動面的法向分量；∑P——作用于堰閘體上的全部荷載對計算滑動面的切向分量；A——堰閘體與基巖接觸面的截面積；閘室基礎(chǔ)為弱風(fēng)化泥巖，根據(jù)地質(zhì)報告建議值并結(jié)合類似工程經(jīng)驗，本階段堰基與巖石間抗剪斷摩擦系數(shù)取f＇=0.7，c＇=0.4Mpa，溢流堰堰體混凝土容重采用γ=24kN/m3，堰基有防滲帷幕，帷幕后設(shè)有排水孔，取揚(yáng)壓力折減系數(shù)=0.25。（c）計算結(jié)果及分析溢流堰基底抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力計算成果表6-39抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K′基底應(yīng)力（kPa）計算值允許值基本組合正常蓄水位擋水4.33.017992特殊組合校核洪水位擋水3.42.518785從以上計算結(jié)果可知，堰閘體在正常工況和非常工況條件下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范要求的最小安全系數(shù)值，基底最大應(yīng)力小于巖石的允許承載能力，閘室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。B、消力池底板抗浮穩(wěn)定計算（a）計算公式Kf=式中：ΣV——鉛直力總和（自重+水重）；ΣU——揚(yáng)壓力總和；ΣP——脈動壓力總和；（b）抗浮穩(wěn)定計算成果揚(yáng)壓力按消力池排水失效考慮，護(hù)坦容重24KN/m3，取消力池中間斷面進(jìn)行計算。經(jīng)計算，消力池護(hù)坦厚度取0.6m時，底板抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)大于1.1，滿足規(guī)范要求。C、泄槽及消力池邊墻穩(wěn)定計算溢洪道泄槽選取兩個典型邊墻斷面（即樁號溢0+075和溢0+250），消力池選取一級消力池中間斷面進(jìn)行穩(wěn)定計算。計算方法采用理正巖土計算3.1版《擋土墻穩(wěn)定分析》程序。計算參數(shù)根據(jù)地質(zhì)報告及參照相關(guān)資料綜合取用，即：巖石地基砼與基礎(chǔ)摩擦系數(shù)f=0.50，擋墻砌筑材料γ=24KN/m3，墻背與回填土之間外摩擦角δ=10°，墻背回填料綜合內(nèi)摩擦角φ=25°,粘聚力c=0。計算成果見表6-43（在滿足正常運(yùn)用條件穩(wěn)定要求時，僅列出最不利工況成果）。溢洪道陡槽及消力池段邊墻穩(wěn)定復(fù)核表表6-40溢0+075溢0+250溢0+138抗滑移安全系數(shù)1.382.581.24抗傾覆安全系數(shù)2.293.882.10從上表可看出，3個計算斷面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于1.1，抗傾覆安全系數(shù)均大于1.4，邊墻抗滑和抗傾安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。1.1.3一級電站MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\r1\hSEQMTChap\r1\h導(dǎo)流放空洞（1）導(dǎo)流放空洞布置為便于水庫事故檢修時放空水庫，本工程擬將施工導(dǎo)流洞改造為永久放空洞。放空建筑物僅對施工導(dǎo)流洞首部進(jìn)行改造，將導(dǎo)流洞前部封堵時埋設(shè)放水鋼管。放水鋼管從446.0m高程沿山坡向下敷設(shè)，鋼管直徑Φ700，坡度為1：0.5。為防止鋼管銹蝕，四周采用0.5m厚Ｃ15砼包裹。鋼管進(jìn)口處設(shè)可爆破鋼悶蓋擋水，使用時炸開鋼悶蓋邊接螺栓，打開鋼悶蓋放水。在444.8m處設(shè)Ｃ25砼鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩長2.7m、寬2.7m、高1.2m；放水鋼管在425.66m高程以下，經(jīng)兩次轉(zhuǎn)彎后沿導(dǎo)流洞前部Ｃ15砼封堵體底部埋設(shè)，連接施工導(dǎo)流洞放水。放水鋼管總長92.6m，導(dǎo)流洞堵體長12m。放空鋼管出口接長300m，斷面為7m×7m城門洞形隧洞（即原導(dǎo)流洞）,在距放空鋼管出水口19m處建消力坎，坎高2.3m，使水流平穩(wěn)下泄。（2）放空洞水力計算團(tuán)灘河水庫壩址處多年平均流量3.82m3/s，計算水庫放空歷時。從正常水位480m到453m(死水位)放空洞和電站機(jī)組同時運(yùn)行。死水位至放空洞進(jìn)口446.0m，為放空洞單獨運(yùn)行。放空起始水位為正常高水位480m。=1\*GB3①泄流能力計算放空洞進(jìn)口為高程446m，水流為自由出流，按孔口自由出流公式計算泄流能力：式中：μC——流量系數(shù)；ω——過水?dāng)嗝婷娣e；H0——閘前總水頭；經(jīng)計算水位流量關(guān)系見表6-41。放空洞水位流量關(guān)系表表6-41水位(m)4804784764744724704684664644625.625.535.445.355.255.165.064.964.854.75水位(m)4604584564544534524504484464.644.534.424.314.254.194.063.943.81=2\*GB3②放空時間計算水庫的放空時間按水量平衡計算：ΔV=(Q入－Q出)ΔT式中：ΔT－計算時段;ΔV－ΔT時段內(nèi)水庫蓄水量的變化,蓄水為正,泄水為負(fù);Q入－ΔT時段內(nèi)平均入庫流量;Q出－ΔT時段內(nèi)水庫放空流量和發(fā)電流量;水庫放空時間計算結(jié)果見表6-42。放空洞放空時間計算表6-42水庫水位(m)庫容V(萬m3)庫容差△V(萬m3)放空流量(m3/s)放空平均流量(m3/s)多年平均入庫流量(m3/s)發(fā)電流量(m3/s)流量差(m3/s)時間(天)4801598.465.62120.365.583.8211.513.261.054781478.15.53113.585.493.8211.513.171.004761364.525.44106.895.403.8211.513.080.954741257.635.35100.635.303.8211.512.980.9047211575.2595.215.213.8211.512.890.864701061.795.1689.855.113.8211.512.790.81468971.945.0684.035.013.8211.512.690.77466887.914.9678.514.913.8211.512.590.72464809.44.8573.944.803.8211.512.480.69462735.464.7569.854.703.8211.512.380.65460665.614.6465.994.593.8211.512.270.62458599.624.5362.214.483.8211.512.160.59456537.414.4257.794.373.8211.512.050.56454479.624.3127.294.283.8211.511.960.26453452.334.2526.44.223.8211.511.900.26452425.934.1950.44.133.8211.511.810.49450375.534.0646.924.003.8211.511.680.46448328.613.9443.733.883.8211.511.560.44446284.883.81水庫放空從正常高水位480m水位降到死水位453.0m約需10.42天，降至放空洞進(jìn)口446m約12.08天。=3\*GB3③消能計算放空洞消能采用消能坎計算，消能坎的高度、池長水力計算根據(jù)武水的《水力計算手冊》第二版消能坎水力公式：Fr1=v1/若>,需設(shè)下一級消力坎，算法與上面計算方法相同。水躍長度L按下式計算：Lk=0.8L式中：Fr1——收縮斷面弗勞德數(shù)；hc——收縮斷面水深，m；v1——收縮斷面流速，m/s，c——消力坎坎高，m；σ——水躍淹沒度，可取σ=1.05；——池中發(fā)生臨界水躍時的躍后水深，m；——池中發(fā)生臨界水躍時的收縮水深，mQ——流量，m3/s；b——消力池寬度，7.0m；m——過坎流速系數(shù)，取0.42；L——自由水躍的長度，m；Lk——消力池長度，m。計算成果見表6-43。消力坎計算成果表表6-43名稱項目池長Lk坎高c計算值（m）18.62.3設(shè)計值（m）192.3計算求得上游正常水位480m，下泄流量5.62m3/s時，設(shè)消力坎高坎高2.3m，消力坎躍后水深0.4m，水躍后的隧洞凈空面積遠(yuǎn)大于隧洞斷面積的15%，滿足無壓隧洞要求。=4\*GB3④無壓洞身水力計算消力池與無壓隧洞（及施工導(dǎo)流洞）連接，尾坎高程417.76m，后段無壓隧洞，水力計算按《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（DL/T5166-2002）計算，經(jīng)計算最大下泄流量6.68m3/s時，臨界水深hk=0.437m，均勻流水深0.375m。=5\*GB3⑤封堵段長度計算根據(jù)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》（DL/T5195-2004）規(guī)定，等斷面封堵體長度可按下式計算：式中Ｌ——封堵體長度，m；Ｐ——封堵體迎水面取受的總水壓，ＭＮ；——容許剪應(yīng)力，取0.2∽0.3ＭＰa；Ａ——封堵體剪切面周長，m。在校核洪水位481.9時，計算得封堵體長6.0m，由于導(dǎo)流洞為IV類圍巖，裂隙發(fā)育，為保證導(dǎo)流洞進(jìn)水口處長期運(yùn)行穩(wěn)定，在導(dǎo)流沿封堵門槽后設(shè)12m長C15砼封堵體。為防止區(qū)滲漏，封堵段選在弱風(fēng)化層內(nèi)，從導(dǎo)0+034.43m起，采用C15砼向洞內(nèi)封堵30m，洞頂以上圍巖覆蓋厚度大于2倍洞高，運(yùn)行期間圍巖不發(fā)生滲透失穩(wěn)和水力劈裂。1.1.4一級電站引水建筑物（1）一級電站進(jìn)水口①進(jìn)水口型式的選擇A、進(jìn)水口的布置原則（a）在各種運(yùn)行水位下，進(jìn)水口均具有良好的水利條件，水流順暢、流態(tài)平穩(wěn)、進(jìn)流均稱和水頭損失??；能夠適應(yīng)電站負(fù)荷變化，引進(jìn)發(fā)電所需流量。（b）在進(jìn)水口前緣水域應(yīng)盡量避免回流發(fā)生，避免產(chǎn)生貫通式漏斗旋渦。（c）應(yīng)有有效的防沙措施，防止沙淤堵進(jìn)水口，不使推移質(zhì)進(jìn)入引水系統(tǒng)。（d）應(yīng)設(shè)置有效的排污和清潔措施。（e）與樞紐其它建筑物布置相協(xié)調(diào)。（f）工程量小，造價經(jīng)濟(jì)合理。B、進(jìn)水口地質(zhì)條件進(jìn)水口布置在大壩左岸上游鴨蕩灣處，岸坡大部分基巖裸露，巖性為侏羅系中統(tǒng)新田溝組(J2X)的砂、頁巖。巖體弱風(fēng)化，其強(qiáng)風(fēng)化層不發(fā)育，弱風(fēng)化層水平厚度為5～8m。C、進(jìn)水口型式比選根據(jù)進(jìn)水口地形及地質(zhì)條件，本階段擬定了豎井式和岸塔式兩種不同型式的進(jìn)水口進(jìn)行比選。兩方案的工程量及工程造價見表6-44。一級電站進(jìn)水口型式比較各方案工程量表表6-44項目單位豎井進(jìn)水口岸塔式進(jìn)水口土方明挖m347504990石方明挖m319902090石方洞挖m3570510石方井挖m312000C20混凝土邊坡噴護(hù)m35080C20混凝土閘井、排架柱m310801200交通橋混凝土m30300C25二期混凝土m36060M7.5漿砌塊石護(hù)坡m3300C15砼砌塊石導(dǎo)水墻m3390410Φ25錨桿根120130Φ6鋼筋網(wǎng)t23鋼筋制安t2536固結(jié)灌漿m330200回填灌漿m2360360工程造價萬元154.225171.083工程造價差萬元16.858岸塔式進(jìn)水口適用于岸坡地質(zhì)條件較差或地形平緩而不宜建豎井式進(jìn)水口處，且塔式結(jié)構(gòu)要承受風(fēng)浪壓力及地震力，必須有足夠的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。豎井式進(jìn)水口適用于隧洞進(jìn)口地質(zhì)條件較好、地形坡度適中的情況。根據(jù)以上特點，結(jié)合進(jìn)水口地形地質(zhì)情況，豎井式方案較岸塔式方案省16.858萬元。本階段推薦豎井式進(jìn)水口方案。=2\*GB3②進(jìn)水口布置電站進(jìn)水口布置于壩前左岸上游約900m的鴨蕩灣，由攔污柵段、漸變段、閘前連接段、閘門井段及閘后漸變段組成。進(jìn)水口底板高程446.0m，攔污柵設(shè)計為單孔，過柵流速0.88m/s，進(jìn)水喇叭口寬3.7m，高4.4m，喇叭口段長3m，喇叭口上緣及兩側(cè)邊墻為橢圓曲線，曲線方程分別為（x/3）2+(y/2)2=1、（x/3）2+(y/0.65)2=1。喇叭口前緣布置一孔3.7×4.4m(寬×高)傾斜的固定式攔污柵，攔污柵槽傾角75°。進(jìn)水口設(shè)檢修閘門和工作閘門各一扇，孔口尺寸均為2.4×2.4m，工作閘門布置于樁號引0+75.8處。檢修閘門采用前止水，工作閘門采用后止水，閘門豎井井深36.5m，豎井頂部高程482.5m，底高程446.0m，閘門井為矩形，長7.05m，寬5.2m。閘門井前隧洞底坡i=0，閘門井后隧洞坡度i=4‰。閘門后經(jīng)4m長方變圓漸變段與洞徑2.4m的壓力隧洞連接。進(jìn)水口、閘門井及攔污柵槽均為C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)。為了在引水道充水時排氣以及在放水時補(bǔ)氣以防止出現(xiàn)有害真空，于工作閘門后設(shè)置一通氣孔，通氣孔面積按最大進(jìn)氣流量除以允許進(jìn)氣流速得出。最大進(jìn)氣流量可近似認(rèn)為等于進(jìn)水口最大引用流量9.6m3/s，允許進(jìn)氣流速可取70～80m/s，設(shè)計通氣孔兼進(jìn)人孔為矩形，孔口尺寸為0.9×1.2m。=3\*GB3③進(jìn)水口設(shè)計計算進(jìn)水口在最底運(yùn)行水位時，頂部必須有足夠的淹沒水深，以防止產(chǎn)生旋渦以及進(jìn)口頂部出現(xiàn)負(fù)壓。最小淹沒深度按戈登公式計算：S=cvd1/2式中：s——最小淹沒深度；d——閘孔高度（m）；d=2.4mv——閘孔斷面平均流速（m/s）；v=1.67（m/s）c——系數(shù)，對稱水流取0.55，邊界復(fù)雜和側(cè)向水流取0.73。經(jīng)計算s=1.5m，根據(jù)進(jìn)水口底板高程的確定原則，應(yīng)避免進(jìn)口在各種工況下發(fā)生漏斗吸氣；進(jìn)水口底板高程高于30年淤砂高程。因此，進(jìn)水口底板高程確定為446.00m。（2）一級電站引水隧洞=1\*GB3①一級電站引水隧洞布置洞線沿推薦壩址左岸上游鴨蕩灣處進(jìn)水口處進(jìn)入隧洞，經(jīng)二個轉(zhuǎn)點后與調(diào)壓井相連。從進(jìn)水口0+000至0+086m洞線為直線段，方位角NE132°46′4.29″；0+086m至0+088m洞線為弧形段，轉(zhuǎn)彎半徑30m；0+088m至2+053m洞線為直線段，洞線方位角NE122°3′15″；2+053m至2+059m洞線為弧形段，轉(zhuǎn)彎半徑30m；2+059m至2+905m（調(diào)壓井），洞線為直線段，方位角NE133°20′23.07″。隧洞洞線總長2905m。在樁號1+736m和調(diào)壓井處分別設(shè)1#、2#施工支洞，長度分別為200m、102m。=2\*GB3②引水隧洞開挖斷面型式比選本電站引水隧洞總長2905m，設(shè)計引用流量9.6m3/s，隧洞斷面型式對整個工程投資和工期都有很大的影響，在水頭損失相同的前提下，本階段對圓形斷面及馬蹄形斷面進(jìn)行比較。各斷面具體尺寸見下圖。馬蹄形斷面圓形形斷面圓形斷面及馬蹄形斷面具體比較如下：A、工程量及投資比較圓形斷面及馬蹄形斷面工程量及投資比較見表6-45：一級電站隧洞不同斷面型式工程量及投資比較表表6-45編號項目單位馬蹄形斷面圓形斷面1石方洞挖m322770219202C20砼m3309027903C20噴砼m3152018204鋼筋t81.173.26回填灌漿m2517051707合計總投資萬元716.247700.254經(jīng)計算圓形斷面比馬蹄形斷面節(jié)省投資15.993萬元。B、施工條件施工條件主要從開挖出渣、施工排水、襯砌澆注施工、施工工期等方面進(jìn)行比較。隧洞不同斷面型式施工條件比較表表6-46項目馬蹄形圓形開挖出渣好不便施工排水好較好襯砌澆注施工鋼模臺車，運(yùn)行靈活鋼模臺車，運(yùn)行靈活控制段開挖澆注時間14月16月由上表可知馬蹄形由于斷面底部有平臺，可以降低開挖出渣、施工排水的難度，而圓形斷面開挖后需預(yù)留出渣、排水操作平臺。在一定程度上增加了施工難度，因此在施工方面馬蹄形有一定優(yōu)勢。經(jīng)以上綜合比較：圓形斷面雖然比馬蹄形節(jié)省投資，但施工工期相對增加2個月，因此本階段推薦馬蹄形開挖斷面。=3\*GB3③水力計算A、水頭損失計算用摩阻公式和曼寧公式計算，公式為：△hf=其中：C=·R1/6△hf——隧洞沿程水頭損失（m）局部水頭損失用下式計算hj=隧洞水頭損失見表6-47。推薦洞線引水隧洞水頭損失計算表表6-47項目數(shù)量備注過水面積（m2）4.52A型斷面6.39B型斷面周長(m)7.54A型斷面9.13B型斷面水力半徑（m）0.71A型斷面0.83B型斷面流量（m3/s）9.6流速(m/s)2.12A型斷面1.5B型斷面長度（m)776.05A型斷面2128.95B型斷面糙率0.014A型斷面0.022B型斷面局部水頭損失系數(shù)進(jìn)口1進(jìn)水口0.12攔污柵0.113閘門槽0.24漸變段0.2隧洞轉(zhuǎn)彎0.088調(diào)壓井1.5局部水頭損失（m）0.47沿程水頭損失（m）6.4總水頭損失（m）6.87B、壓坡線計算根據(jù)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》（DL/T5195-2004），該有壓隧洞壓坡線按照《水力計算手冊》（武漢大學(xué)）公式計算：式中，--測壓管水頭，m；--各過水?dāng)嗝娴目偹^值，m；--進(jìn)水口處總水頭，m；--各管段的沿程水頭損失，m；--各管段的局部水頭損失，m；--各管段流速水頭，m；以出口中心線為基準(zhǔn)線，高程為435.91m。經(jīng)計算，當(dāng)水庫在最底運(yùn)行水位453.00m時，有壓隧洞在調(diào)壓井（K2+905）處測壓管水頭為9.02m，以有壓隧洞終點斷面中心線為基準(zhǔn)線，壓力隧洞內(nèi)無負(fù)壓產(chǎn)生。=4\*GB3④結(jié)構(gòu)設(shè)計推薦方案引水隧洞洞線所處地質(zhì)條件主要為Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖，主要以砂巖為主。其中Ⅱ類圍巖總長1874m，占隧洞總長的64.51%，該部分隧洞一般不支護(hù)，部分噴混凝土結(jié)合錨桿加固；Ⅳ類圍巖總長912m，占隧洞總長的31.39%，隧洞開挖后需及時支護(hù)，噴錨掛網(wǎng)，必要時可全部襯砌或設(shè)鋼拱架；Ⅴ類圍巖總長119m，占隧洞總長的4.1%，該段成洞條件差，開挖需支護(hù)跟進(jìn)，全斷面襯砌。本階段根據(jù)地質(zhì)提供的支護(hù)措施，結(jié)合工程實際，對Ⅱ類圍巖按規(guī)范規(guī)定采用10cm厚C20砼噴護(hù)；Ⅳ類、Ⅴ類圍巖采用采用30cm厚鋼筋混凝土襯砌。A、計算方法采用屠規(guī)彰等提出的襯砌結(jié)構(gòu)非線性常微分方程組，應(yīng)用初參數(shù)數(shù)值解法，解算隧洞襯砌在水壓力、山巖壓力及襯砌自重等荷載作用下彈性抗力分布，算出變位和內(nèi)力，并按水工鋼筋混凝土規(guī)范進(jìn)行配筋計算。B、荷載組合計算荷載及荷載組合：施工情況：回填灌漿壓力+襯砌自重+山巖壓力運(yùn)行情況：均勻內(nèi)水壓力+滿水重+襯砌自重+山巖壓力檢修情況：外水壓力+襯砌自重+山巖壓力C、計算結(jié)果 經(jīng)采用《隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序（G-12）》對隧洞進(jìn)行變位、內(nèi)力及配筋計算，其抗裂安全系數(shù)、裂縫開展寬度均滿足規(guī)范要求，控制工況為檢修情況。計算結(jié)果：Ⅳ類圍巖洞段采用30cm厚鋼筋混凝土襯砌，配筋為單層配筋，每m單寬計算受力鋼筋截面面積為：As=1970mm2，選用φ16@100（As=2011mm2）；縱向分布筋：φ=12@200。Ⅴ類圍巖洞段采用30cm厚鋼筋混凝土襯砌，為雙層配筋，每m單寬計算受力鋼筋截面面積為：As=2626mm2，內(nèi)層選用φ16@150（As=1340mm2）；外層選用φ16@150（As=1340mm2）。經(jīng)計算強(qiáng)度及裂縫限制滿足要求。=5\*GB3⑤引水隧洞防沙及檢修措施隧洞來水在經(jīng)過庫內(nèi)沉沙和進(jìn)水口攔蓄作用后，推移質(zhì)被擋在進(jìn)水口之外。隧洞來水平均含沙率很小，其中粒徑相對較小，由于隧洞水流流速為1.85m3/s，因此可以考慮隧洞內(nèi)泥沙不淤積。由于本電站引水隧洞全段都采取了支護(hù)措施，因此本階段不考慮設(shè)置集石坑，但為了運(yùn)行期檢修方便，在1#施工支洞堵頭處設(shè)置進(jìn)人孔和檢修設(shè)備進(jìn)出口。（3）一級電站調(diào)壓室=1\*GB3①調(diào)壓室型式的選擇調(diào)壓井井口位于五童岔團(tuán)灘河左岸山坡中部。出露基巖為三迭系須家河組（T3xj）中至厚層長石巖屑石英砂巖，巖屑石英砂巖夾薄層頁巖。地表巖石風(fēng)化比較嚴(yán)重。裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化層深3～5m。B、調(diào)壓室型式比選根據(jù)本電站水頭較高，引用流量不大的特點，結(jié)合調(diào)壓室的地形、地質(zhì)條件，以及調(diào)壓室選型的基本原則，本階段在阻抗式和簡單圓筒式之間進(jìn)行比選。本工程廠房推薦方案機(jī)組兩臺，引用流量9.6m3/s，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行要求，增負(fù)荷為0臺-1臺-2臺遞增，并由此工況確定調(diào)壓室的最低涌波水位；根據(jù)工程運(yùn)行經(jīng)驗，機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)同時甩掉全部負(fù)荷的幾率非常小，但不能排除機(jī)組突然甩掉全部負(fù)荷的可能，因此調(diào)壓室的最高涌水位按甩負(fù)荷為2臺-0臺的工況來確定。兩種調(diào)壓室水力計算成果見表6-48。不同型式的調(diào)壓室水力計算成果表表6-48序號調(diào)壓室型式調(diào)壓室斷面尺寸最高涌浪（m）最低涌浪（m）1簡單圓筒式豎井d=7m489.81439.552阻抗式豎井d=7m，阻抗孔直徑d＝1.6m486.45439.60從以上計算可以看出，簡單圓筒式調(diào)壓室最高涌浪水位比阻抗式調(diào)壓室高3.36m，且阻抗式調(diào)壓室具有結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，宜于操作等特點。因此，本階段推薦阻抗式調(diào)壓室。=2\*GB3②調(diào)壓室布置調(diào)壓室布置在引水隧洞末端廠房上游山體內(nèi)，中心坐標(biāo)為（X=463592.176m，Y=571253.620m），經(jīng)方案比選擬采用阻抗式調(diào)壓室。調(diào)壓室正常運(yùn)行水位480.00m，最低涌浪水位439.60m，最高涌浪水位486.45m。調(diào)壓室井筒內(nèi)徑7m，阻抗孔直徑1.6m，井口高程488.30m，底板高程434.71m。=3\*GB3③調(diào)壓室水力計算設(shè)置上游調(diào)壓室條件可根據(jù)《水電站調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范》（DL/T5058-1996）式（3.1.2-11）作初步判別。Tw>[Tw]Tw=式中：Tw——壓力水道中水流貫性時間常數(shù)，s；Li——壓力水道及蝸殼和尾水管（無下游調(diào)壓室時應(yīng)包括壓力尾水道）各分段的長度,m；Vi——各分段內(nèi)相應(yīng)的流速m/s；g——重力加速度，m/s2；Hp——設(shè)計水頭，m；[Tw]——Tw的允許值，一般取2~4s。經(jīng)計算：Tw=5.4s＞4s，考慮水電站在電力系統(tǒng)的作用，本工程擬設(shè)置上游調(diào)壓室。A=KLA1/(2ga(H0-hw0-3hwm)=4\*GB3④調(diào)壓室支護(hù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計A、支護(hù)設(shè)計調(diào)壓室一次支護(hù)采用錨噴支護(hù)。錨桿直徑25mm，深入巖石3m，間、排距3.0m，掛網(wǎng)噴混凝土厚100mm，網(wǎng)筋直徑8mm，間距200mm×200mm。永久支護(hù)即為鋼筋混凝土襯砌(厚60cm)。調(diào)壓室井壁應(yīng)進(jìn)行固結(jié)灌漿，灌漿壓力由現(xiàn)場試驗確定。固結(jié)灌漿孔間、排距3.0m，孔徑50mm，深入巖石5.0m。B、結(jié)構(gòu)設(shè)計本電站調(diào)壓井的結(jié)構(gòu)主要可分為：a大井（直井）井壁：埋設(shè)在基巖中的鋼筋混凝土圓筒；b底板：置與彈性地基上的圓。因此，調(diào)壓井的結(jié)構(gòu)計算，基本上可以看成是圓筒和圓板的計算問題。計算內(nèi)力時，先分別計算，然后再考慮整體作用。荷載組合主要有下列三種情況。正常運(yùn)行情況：最高內(nèi)水壓力+巖石彈性抗力+外水壓力。施工情況：灌漿壓力+外水壓力檢修情況：外水壓力+巖石主動壓力調(diào)壓井襯砌內(nèi)力計算以第一種是最不利的組合情況。經(jīng)采用《隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序（G-1）》對調(diào)壓井襯砌進(jìn)行變位、內(nèi)力及配筋計算，其抗裂安全系數(shù)、裂縫開展寬度均滿足規(guī)范要求。配筋為單層配筋，每m單寬環(huán)向受力鋼筋截面面積：As=1396mm2，選用φ16@150（As=1407mm2）；豎向分布筋：φ=10@250。（4）一級電站壓力管道=1\*GB3①概述壓力管道位于團(tuán)灘河左岸山坡，下部有102省道穿過。管道前接調(diào)壓井，后接電站廠房，正對廠房呈直線布置。電站裝機(jī)2×5000KW，管道設(shè)計引用流量9.6m3/s，管線總長約217m。管道區(qū)地表山坡坡度41°，巖層傾向與坡向斜交，為斜向坡。絕大部巖石為三迭系上統(tǒng)須家河組砂巖，僅下部靠近河床部分為三迭系中統(tǒng)巴東組上部灰白色薄至中厚狀泥質(zhì)灰?guī)r。管道區(qū)中上部地表山坡發(fā)育第四系崩坡積砂巖塊碎石，粘性土，厚5～10m，公路以下至廠房地表發(fā)育崩坡積和修建公路的人工堆積物厚3～5m。=2\*GB3②敷設(shè)方案及管線的選定結(jié)合管道區(qū)的地質(zhì)地形條件，壓力管道敷設(shè)有明管和埋管兩種方案可供選擇。明敷構(gòu)造簡單，受力明確，鋼管處于露天環(huán)境，施工條件相對較好，運(yùn)行和維護(hù)較為方便，但管道區(qū)中上部地表崩坡積砂巖塊碎石和粘性土厚度較大，達(dá)5～10m，管道區(qū)坡度較陡，管槽開挖量較大，對管道沿線植被影響較大，易造成此生災(zāi)害，管槽支護(hù)和鎮(zhèn)、支墩基礎(chǔ)處理較困難，安裝難度較大，且下部有102省道穿過，施工干擾大。埋管雖然施工工藝要求高，地下施工條件差，但工程施工干擾較小，運(yùn)行安全可靠，且管道洞挖對周邊自然生態(tài)環(huán)境的破壞很小。為降低施工難度，避免管道槽明挖對山坡塌滑體造成新的安全隱患，保障工程竣工后的正常運(yùn)行，本階段壓力管道采用埋管方案。管線方案應(yīng)力求總長度最短，平面和空間轉(zhuǎn)彎最少，以達(dá)到節(jié)約投資，減少水頭損失的目的。根據(jù)選定的調(diào)壓井和電站廠房位置，結(jié)合鋼管區(qū)地形、地質(zhì)條件，壓力管道布置擬定兩個管線方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較：管線方案一：管道首端與調(diào)壓井相接，為保證水流與調(diào)壓井及引水隧洞的平順相接，管道順?biāo)矶摧S線方向延伸11.9m后經(jīng)空間轉(zhuǎn)彎（縱向轉(zhuǎn)彎40°、平面轉(zhuǎn)彎97.92°）后與斜井段相接，斜井傾角為40°，管道轉(zhuǎn)平后經(jīng)長66.826m的平洞掛口于廠區(qū)上游約96m處，洞外埋管順云陽至開縣省道外側(cè)河道岸坡布置，至廠房后側(cè)分岔，側(cè)向進(jìn)水。壓力管道主管總長370.344m，管內(nèi)徑1.8m，其中洞內(nèi)埋管長214.65m；支管管內(nèi)徑1.2m，總長50.26m。管線方案二：管道首端與調(diào)壓井相接，管道順?biāo)矶摧S線方向延伸11.9m后經(jīng)空間轉(zhuǎn)彎（縱向轉(zhuǎn)彎40°、平面轉(zhuǎn)彎117.27°）后與斜井段相接，由于斜井上部覆蓋層較厚，為滿足埋深要求，斜井傾角為45°，管道轉(zhuǎn)平經(jīng)長119.86m的平洞后掛口于廠區(qū)上游約12m處，洞外埋管順廠區(qū)后側(cè)布置，分岔后側(cè)向進(jìn)水。壓力管道主管總長338.085m，管內(nèi)徑1.8m，其中洞內(nèi)埋管長255.321m；進(jìn)廠支管段與房案一布置一致。一級電站壓力管道不同敷設(shè)方案比較表見表6-49。一級電站壓力鋼管不同管線方案比較表表6-49序號項目單位方案一方案二備注1土方明挖m3302049002石方明挖m31503803石方洞挖m3145017204砂卵石回填m34502505C15砼鎮(zhèn)墩m34202906地下埋管C20微膨脹砼回填m395011107C15砼回填m38756108C15砼砌塊石河堤m34801109噴C20砼m3205010Φ25砂漿錨桿孔4819211固結(jié)灌漿m2960218012回填灌漿m219040013接觸灌漿m2204014鋼筋制安t151215板材t33532516多年平均發(fā)電量萬kw.h3092309917投資萬元524.22525.48本階段從以下方面對管線布置進(jìn)行方案比選：A.從管道布置上看：方案二管道布置相對順直，主管長度略短于方案一；B.從發(fā)電量及工程量上看：兩方案多年平均發(fā)電量相差較小，工程量也相差不多；C.從地質(zhì)上看：根據(jù)踏勘表明，方案二平洞出口覆蓋層較厚，洞口處理工程量較大，且出洞口后側(cè)山坡430m高程以下均為崩坡堆積體，洞口的大規(guī)模開挖將對后坡產(chǎn)生新的安全隱患，且下平段長達(dá)120m，其圍巖類別主要為Ⅳ類，平洞的臨時支護(hù)工程量較大，方案一平洞出口基巖出露，洞口的支護(hù)處理簡單可靠，平洞僅67m，臨時支護(hù)工程量相對較小。從地質(zhì)上看，方案一優(yōu)于方案二。D.從施工對周邊環(huán)境的影響上看：方案一出洞口底板高程與公路路面高程相差17m，平洞橫穿公路施工時對交通無不利影響；方案二平洞掛口需要挖斷公路，對102省道的正常通行影響較大，洞口距離民房較近，施工中的爆破對附近居民影響較大，易產(chǎn)生糾紛，施工干擾較大。從施工干擾上看，方案一優(yōu)于方案二。綜上所述，為減少工程施工對周邊環(huán)境的不利影響，避免管道施工對原有自然環(huán)境的破壞，保障工程竣工后的安全可靠運(yùn)行，本階段管線布置推薦采用方案一。=3\*GB3③供水方案及管徑的選定鋼管最大設(shè)計內(nèi)水壓力約1.9MPa，引用流量2×4.8m3/s，壓力管道主管長約217m。電站供水有單元和聯(lián)合兩種型式可供選擇。采用單元供水運(yùn)行靈活，可減少局部水頭損失，但管道在平面上所占尺寸大，工程量較大，管道與調(diào)壓井的連接需要在洞內(nèi)分岔，施工較困難。聯(lián)合供水靈活性較差，但管道布置比較容易，兩者在相同水頭損失下比較，聯(lián)合供水的工程投資小，較為經(jīng)濟(jì)，因此本階段推薦采用單管聯(lián)合供水方式。本階段按《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》（GB50071-2002）規(guī)定的鋼管經(jīng)濟(jì)流速4.0～6.0m/s來確定鋼管直徑。本工程電站設(shè)計水頭僅123m左右，為充分利用水力資源，減少因水頭損失引起的電量損失，鋼管流速應(yīng)控制在4.0m/s內(nèi)為宜。經(jīng)試算，主管直徑選定為1.8m，設(shè)計流速3.77m/s。=4\*GB3④鋼管布置調(diào)壓井與發(fā)電廠房之間采用埋藏式高壓鋼管連接，一管兩機(jī)聯(lián)合供水方式，設(shè)計流量9.6m3/s。壓力管道主管長370.344m，內(nèi)徑1.8m，支管長50.26m（岔管中心至進(jìn)水閥中心），內(nèi)徑1.2m。岔管采用非對稱Y形分岔。壓力管道由上平段、斜井段、下平段、洞外埋管段和進(jìn)廠支管段五部分組成。上平段長11.9m，其中漸變段長6.0m，管徑由2.4m漸變至1.8m后與鋼管相接，中心高程435.61m；斜井段長135.924m，傾斜角度40°，管內(nèi)徑為1.8m,鋼襯厚度12～16mm,管周回填0.6m厚C20微膨脹砼；下平段長66.826m，鋼襯厚度18mm,管周回填與斜井段相同，中心高程348.0m；洞外埋管順云陽至開縣省道外側(cè)河道岸坡布置，管內(nèi)徑為1.8m,鋼壁厚度18mm，長155.694m，管周包裹不小于0.6m的C15砼；進(jìn)廠支管段布置于洞外，經(jīng)公切直徑為2.1m的月牙肋岔管分岔后與機(jī)組進(jìn)水閥相接，支管直徑為1.2m，管壁壁厚為16mm。埋管鋼襯鋼種均采用Q235C。=5\*GB3⑤管道結(jié)構(gòu)設(shè)計A、管壁應(yīng)力和抗外壓穩(wěn)定計算地下埋管鋼板材質(zhì)采用Q235C，鋼襯外回填C20微膨脹混凝土，厚度為0.6m，根據(jù)管道的布置情況，上平段、斜井段及下