安全生產(chǎn)_水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告

報告編號： *水電站水庫工程蓄水安全 鑒 定 報 告 *院院 二二七七年年四四月月 *水電站大壩上游全景 *水電站大壩下游側(cè)面 * 大壩右壩肩 水庫進水口 目目 錄錄 1 1 蓄水安全鑒定工作概況及工程建設(shè)概況蓄水安全鑒定工作概況及工程建設(shè)概況1 1 1.1 工作任務(wù)和工作范圍 .1 1.1.1 工作任務(wù) .1 1.1.2 工作范圍 .1 1.2 工程概況 .1 1.3 工程特性表 .1 1.4 工程等級與建筑物級別 .4 1.5 工程進度 .4 1.6 重大設(shè)計變更 .4 2 2 工程地質(zhì)工程地質(zhì)5 5 2.1 壩址地質(zhì)概況 .5 2.1.1 地形地貌 .5 2.1.2 地層巖性 .5 2.1.3 地質(zhì)構(gòu)造.5 2.1.4 巖體風(fēng)化 .7 2.1.5 水文地質(zhì) .7 2.1.6 壩址工程地質(zhì)評價 .8 2.2 隧洞進水口 .8 2.2.1 地層巖性 .8 2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造 .8 2.3 結(jié)論 .8 3 3 防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核9 9 3.1 流域概況及水文氣象特征 .9 3.2 洪水復(fù)核 .9 3.2.1 設(shè)計暴雨計算.9 3.2.2 設(shè)計洪水10 3.2.3 洪水調(diào)節(jié)計算11 3.3 挑流消能復(fù)核 12 3.4 壩頂高程復(fù)核 13 4 4 壩體應(yīng)力分析壩體應(yīng)力分析1515 4.1 拱壩基本情況 15 4.1.1 大壩等級和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 15 4.1.2 拱壩軸線及拱壩體型設(shè)計 15 4.1.3 計算采用的參數(shù) 16 4.2 拱壩設(shè)計應(yīng)力分析 17 4.2.1 拱壩應(yīng)力分析方法17 4.2.2 設(shè)計計算工況組合 17 4.2.3 拱壩應(yīng)力計算成果 17 4.3 蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力分析 17 4.3.1 拱壩應(yīng)力分析方法 17 4.3.2 蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力復(fù)核計算運行工況組合 18 4.3.3 運行工況線性計算數(shù)據(jù)成果 18 4.3.4 應(yīng)力計算成果分析 21 4.3.5 拱壩封拱溫度 24 4.4 評價 24 5 5 拱座穩(wěn)定分析拱座穩(wěn)定分析2525 5.1 拱座穩(wěn)定分析方法 25 5.2 荷載及組合 25 5.2.1 荷載計算 25 5.2.2 荷載組合 25 5.3 抗滑穩(wěn)定計算公式 25 5.3.1 抗滑穩(wěn)定計算公式 25 5.3.2 允許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 26 5.4.1 蓄水安全鑒定復(fù)核計算方法及結(jié)果 26 5.4.2 拱座穩(wěn)定分析結(jié)論 27 6 6 壩體質(zhì)量情況壩體質(zhì)量情況2828 6.1 基礎(chǔ)開挖及處理 28 6.1.1 壩基開挖 28 6.1.2 壩基基礎(chǔ)處理措施 28 6.1.3 壩基帷幕灌漿處理 29 6.1.4 壩基固結(jié)灌漿處理 29 6.1.5 斷層破碎帶處理 30 6.1.6 基礎(chǔ)開挖及處理施工質(zhì)量評價 30 6.2 壩體砌筑 31 6.2.1 原材料質(zhì)量 31 6.2.2 壩面砌筑 31 6.2.3 壩身砌筑 31 6.2.4 溢流堰砼澆筑 32 6.2.5 大壩砌體挖坑試驗成果 32 6.2.6 壩體砌筑的溫度控制 32 6.2.7 壩體外觀質(zhì)量 33 6.3 壩體施工期間受臺風(fēng)影響情況 33 6.4 壩體工程質(zhì)量評價 33 7 7 現(xiàn)場檢查情況現(xiàn)場檢查情況3434 7.1 大壩結(jié)構(gòu) 34 7.1.1 大壩檢查情況 34 7.1.2 壩頂溢洪道 34 7.1.3 引水系統(tǒng) 34 8 8 金屬結(jié)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)3535 8.1 大壩排砂放空鋼管 35 8.2 發(fā)電輸水隧洞進水口 35 9 9 蓄水安全鑒定結(jié)論及建議蓄水安全鑒定結(jié)論及建議3636 9.1 蓄水安全鑒定結(jié)論 36 9.2 建議 36 1 1 蓄水安全鑒定工作概況蓄水安全鑒定工作概況及工程建設(shè)概況及工程建設(shè)概況 1.11.1 工作任務(wù)和工作范圍工作任務(wù)和工作范圍 1.1.1 工作任工作任務(wù)務(wù) 受*水電開發(fā)公司的委托，由*省*院負責(zé)并組織專家組對*水電站工 程進行蓄水安全鑒定，為水庫蓄水驗收提供依據(jù)。 1.1.2 工作范工作范圍圍 本次蓄水安全鑒定的工作范圍為漿砌石拱壩、發(fā)電輸水隧洞進水口、導(dǎo)流 底孔等。 1.21.2 工程概況工程概況 *市*水電站位于*市*鎮(zhèn)*村，為引水式水電站，壩址位于*村上游約 1km 的*村溪谷，經(jīng)過 3.595km 引水隧洞至*鎮(zhèn)*村下游約 500m 的廠房發(fā)電，電站裝 機容量 22500kw，工程樞紐由攔河壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及升壓開關(guān)站等 組成，*水電站以發(fā)電為主，壩址距*市區(qū) 23km。 *水電站水庫壩址以上控制流域面積 39km2，主流長度 7.85km，水庫總庫 容 543.0 萬 m3,正常蓄水位 290.0m，庫容 421 萬 m3，死庫容 22 萬 m3。攔河壩 采用雙曲漿砌石拱壩，最大壩高 46.7m，上下游面為 M10 水泥砂漿砌條石，壩 基開挖高程 248.50m，拱冠梁底厚度 11.02m,厚高比 0.24；溢流段設(shè)在壩頂中 部，采用壩頂開敞式自由溢流，鼻坎挑流消能，溢流堰頂高程 290.0m，放空孔 設(shè)在高程 261.0m 處由閘閥控制，導(dǎo)流底孔布置采用 2.53.0m 的城門型斷面。 1.31.3 工程特性表工程特性表 *水電站工程特性見表 2-1。 表表 1-11-1 *水電站工程特性表水電站工程特性表 序序 號號名名 稱稱單單 位位數(shù)數(shù) 量量備備 注注 一、流域特性 1 流域面積 壩址以上 km239 廠址以下 km248 2 多年平均徑流總量萬 m3 5850 多年平均流量 m3/s1.86 水庫設(shè)計洪水（P=3.33%） m3/s663 水庫校核洪水（P=0.5%） m3/s990 電站廠址設(shè)計洪水 （P=3.33%） m3/s673 電站廠址校核洪水（P=2%） m3/s763 施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及量 （P=3.33%） m3/s260 11 月4 月 二、水庫特性 1 水庫水位 校核洪水位 m294.51 設(shè)計洪水位 m293.43 正常蓄水位 m290.00 發(fā)電死水位 m278.00 淤沙水位 m261.00 2 水庫容積 總庫容 104m3543 正常庫容 104m3421 死庫容 104m322 表表 1-11-1 *水電站工程特性續(xù)表水電站工程特性續(xù)表 序序 號號項項 目目單單 位位數(shù)數(shù) 量量備備 注注 三、大壩 1 攔河壩 壩 型漿砌石拱壩 最大壩高 m46.7 壩頂弧長 m158 序號項 目單位數(shù)量備 注 壩頂厚度 m2.693 拱冠梁壩底厚 m11.02 2 泄水建筑物 堰頂高程 m290 消能方式挑流 3 進水口 型式斜臥式 底板高程 m261.7 閘門型式：尺寸及數(shù)量定輪鋼閘門 四引水系統(tǒng) 型式：圓形 長度 m3595.066 圓形鑄鐵門 斷面直徑 m2.6 最大流量 m5.15 襯砌型式不襯砌 1.41.4 工程等級工程等級與建筑物級別與建筑物級別 *水電站水庫屬小（一）型水庫，根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo) 準(zhǔn) （SL252-2000）規(guī)定，確定*水電站工程為等工程，大壩為 4 級建筑物， 輸水隧洞、發(fā)電廠房及施工導(dǎo)流等建筑物均為 5 級建筑物。大壩按三十年一遇 洪水設(shè)計，二百年一遇洪水校核。 根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 （GB18306-2001） ，本區(qū)地震動峰值加速度 為 0.05g，對應(yīng)地震基本烈度為度，根據(jù)水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范 （DL50732000） ，本工程建筑物不進行抗震設(shè)計復(fù)核。 1.51.5 工程進度工程進度 大壩工程與 2003 年 11 月 2 日破土動工，2004 年 2 月 22 日，大壩一期基 礎(chǔ)開挖到位并通過驗收。2004 年 5 月 11 日一期導(dǎo)流明渠位置的開挖完成并通 過驗收。2004 年 11 月 15 日大壩砌至 268.5m 高程，壩基 270-285m 高程的基礎(chǔ) 開挖工作，2005 年 1 月 9 日通過驗收。2005 年 7 月 25 日大壩砌至 283.5 高程 時，壩基進行 285-295m 高程的基礎(chǔ)開挖工作，2005 年 8 月 20 日通過驗收。至 2006 年 6 月 30 日工程完工。 1.61.6 重大設(shè)計變更重大設(shè)計變更 *水電站原設(shè)計為漿砌石雙曲拱壩，壩頂高程 295.0，最大壩高 50m 拱冠 梁底厚 11.022m，壩頂厚度 2.693m，厚高比 0.24，溢流堰高度 40m，在壩基開 挖過程中，根據(jù)*水利局*水（2002）458 號文（初設(shè)技術(shù)審查文件）的精神 及施工單位開挖的實際情況，設(shè)計單位采用了單心園等厚方案，二心園等厚方 案，和對數(shù)螺旋線變厚方案的不同線型分別進行計算和優(yōu)化，最后采用二心園 變厚砌石拱壩方案，經(jīng)過優(yōu)化后的壩基開挖高程為 248.0m,墊層高程 248.50m， 最大壩高 46.7m，溢流堰凈寬度 48m。 2 2 工程地質(zhì)工程地質(zhì) 2.12.1 壩址地質(zhì)概況壩址地質(zhì)概況 2.1.1 地形地貌地形地貌 壩址位于*溪河段，溪流兩岸，山高谷深，河床多見基巖裸露，植被較好。 溝谷縱橫，河流坡降大。地形相對高差常達 150200m，整個河谷地形呈現(xiàn)不 對稱“U”形谷，屬構(gòu)造侵蝕低山區(qū)。 2.1.2 地地層層巖性巖性 壩址地層為上侏羅系南園組晶玻屑凝灰?guī)r，第四系地層為坡殘積層和沖洪 積層。 (1) 流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r（J3nb）：巖性均一，呈淺灰色致密堅硬，由少 量晶屑。玻屑和大量火山灰物質(zhì)組成。該巖在地表多數(shù)呈堅硬的弱風(fēng)化狀態(tài)， 巖體完整性較好。遭受風(fēng)化和區(qū)域動力作用均較弱，巖體抗壓強度高。 (2) 坡殘積層（dlQ-elQ）：廣泛分布岸坡，為含碎石砂質(zhì)粘土，一般厚 1-2.5m,左岸坡下半部的坡積和殘積層厚度較大，可達 4-6m，殘積層下伏全、 強、弱風(fēng)化凝灰?guī)r。 (3) 沖洪積層（alQ-plQ）：分布河底，由漂、卵石和少量砂礫組成，漂石 和卵石大小常達 0.15-1.0m，厚度 0.5-2.5m。 2.1.3 地地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造 本區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造形式主要表現(xiàn)為小斷層和裂隙，沿河兩岸坡下部卸荷裂隙 發(fā)育。 小斷層（f）：規(guī)模不大，斷層寬度在 0.010.35m 之間，長度 1546m 不 等，擠壓破碎不甚強烈，近似破碎型裂隙，由破裂巖，壓碎巖等組成，結(jié)構(gòu)較 為緊密，堅實，呈舒緩波狀或折曲狀，走向主要有北東向與北西向兩組，傾角 多數(shù)直立。 裂隙：節(jié)理，裂隙不甚發(fā)育。裂隙多數(shù)短小，閉合，呈舒緩波狀，主要兩 組，以 SNNNE 一組為主，EW 向一組為次，傾角均很大。 卸荷裂隙：發(fā)育于河床及兩岸坡，裂面一般粗糙，干凈或充填少量泥質(zhì)， 部分裂面滲水，一般沿走向延伸 10-25m 長度即尖滅，個別斷續(xù)延伸長達 44m 與 50m。 表表 2-12-1 斷層特征表斷層特征表 編編 號號充充填填物物特特征征寬寬度度（m m）產(chǎn)產(chǎn) 狀狀備備 注注 F1 全、強風(fēng)化巖、碎裂巖及泥質(zhì) 0.4-1.5 N40-46W、NE82右岸壩肩 F2 碎裂巖及泥質(zhì) 0.4-0.8 N40-65 W、NE75 河床 F3 全、強風(fēng)化巖、碎裂巖及泥質(zhì) 0.4-1.5 N40-46W、NE82右岸壩肩 f1 碎裂巖及鐵錳質(zhì)染 0.05-0.08 N25W、NE85右岸壩肩 f2 碎裂巖及鐵錳質(zhì)染 0.04-0.08 N45E、SW68河床 f3 碎裂巖及方解石 0.05-0.1 N15E、NE74左岸壩肩 f4 碎裂巖及泥土 0.05 N22E、直立左岸壩肩 f5 碎裂巖 0.05-0.08 N43E、NE79左岸壩肩 f6 碎裂巖 0.04-0.08 N2E、直立左岸壩肩 f7 碎裂巖及鐵錳質(zhì)染 0.05-0.07 N51E、NE79左岸壩肩 表表 2-22-2 裂隙特征表裂隙特征表 編編 號號充充填填物物特特征征寬寬度度（c cm m）產(chǎn)產(chǎn) 狀狀備備 注注 J1 無 2 N58W、NEE72右岸壩肩 J2 無閉合N35W、NE81右岸壩肩 J3 泥質(zhì)及鐵錳質(zhì)染閉合N5E、直立右岸壩肩 J4 泥質(zhì)及鐵錳質(zhì)染 1-2 N40W、NE73右岸壩肩 J5 碎裂巖及鐵錳質(zhì)染 2-4 N42W、直立右岸壩肩 J6 鐵錳質(zhì)染 0.5-1 N37W、NE75右岸壩肩 J7 無基本閉合N20W、直立右岸壩肩 J8 無閉合N28W、直立右岸壩肩 J9 碎裂巖 1-2 N45W、NE86右岸壩肩 J10 無閉合N8W、直立左岸壩肩 J11 無閉合N15W、NE74左岸壩肩 J12 無閉合N18W、NW83左岸壩肩 J13 無閉合N49E、SW76左岸壩肩 J14 鐵錳質(zhì)染 0.5 N61W、SW77左岸壩肩 J15 泥土 2-3 N24E、SE72左岸壩肩 J16 無閉合N18W、直立右岸壩肩 J17 無閉合N6E、SE55左岸壩肩 J18 無閉合N57W、NE75右岸壩肩 J19 無閉合N51W、NE72右岸壩肩 J20 無閉合N67W、NE78右岸壩肩 J21 無閉合N59W、NE77右岸壩肩 J22 鐵錳質(zhì)染 0.5 N71W、NE69右岸壩肩 J23 碎裂巖 1-2 N56W、NE71右岸壩肩 J24 碎裂巖 2-3 N28W、NE81右岸壩肩 J25 泥土 2-3 N47E、NE75左岸壩肩 J26 碎裂巖 1.5-2.5 N38E、NE75左岸壩肩 J27 碎裂巖 2-3 N40W、NE82左岸壩肩 J28 碎裂巖 1-2 N62W、NE85左岸壩肩 L1 鐵錳質(zhì)染 0.5 N74W、NE5- 10 右岸壩肩 L2 鐵錳質(zhì)染 0.5 N28E、SE5- 10 左岸壩肩 L3 碎裂巖 1-2 N55E、SE10- 15 左岸壩肩 2.1.4 巖體巖體風(fēng)風(fēng)化化 壩區(qū)巖體風(fēng)化受地形和構(gòu)造斷裂的控制，強風(fēng)化帶一般埋深右岸為 0.53.0m，左岸為 3.09.0m；弱風(fēng)化帶一般埋深右岸為 0.55.0m,左岸為 3.0-9.0m；弱風(fēng)化帶一般埋深右岸為 0.55.0m，左岸為 4.011.0m,河床為弱 風(fēng)化基巖，局部有第四系覆蓋層。 2.1.5 水文地水文地質(zhì)質(zhì) 地表松散堆積物薄，壩基地下水主要為基巖裂隙水，受大氣降雨補給，循 環(huán)與巖石裂隙，排泄于溪中，也有從卸荷裂隙滲出地表。由于地形，地貌和地 質(zhì)構(gòu)造原因，地表松散堆積層富水性差，而透水性和排泄條件良好。 2.1.6 壩壩址工程地址工程地質(zhì)評質(zhì)評價價 壩址區(qū)處于火山基座隆起而相對穩(wěn)定的地帶，火山巖層單一，沒有侵入巖 體巖脈，沒有大斷裂構(gòu)造，區(qū)內(nèi)完整性好抗壓強度高。沒有不穩(wěn)定滑坡，沖溝 等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，庫岸邊坡穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)巖性單一，為上侏羅系南園組第二 段晶玻屑凝灰?guī)r，巖石致密堅硬，斷裂構(gòu)造一般規(guī)模不大，傾角較陡。水庫無 永久性滲漏之憂，庫岸穩(wěn)定無大量固體徑流來源，沒有侵沒問題，水庫壩址工 程地址條件良好。 2.22.2 隧洞進水口隧洞進水口 2.2.1 地地層層巖性巖性 引水隧洞洞線穿越侏羅系上統(tǒng)南園組第三段英安流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，侵入 巖為輝綠巖巖脈。 2.2.2 地地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造 洞內(nèi)進水口段無斷層，節(jié)理裂隙較不發(fā)育，大多數(shù)為閉合，無充填或鈣膜 充填，貫穿性結(jié)構(gòu)面一般為鈣質(zhì)、硅質(zhì)，巖屑等充填。整體結(jié)構(gòu)為灰綠色熔結(jié) 凝灰?guī)r，巖石堅硬，圍巖穩(wěn)定，洞壁基本干燥。 2.32.3 結(jié)論結(jié)論 (1) 工程區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性較好。地震動反應(yīng)譜周期 0.35s；地震動峰值加速 度為 0.05g，對應(yīng)地震烈度為度，建筑物不做抗震復(fù)核。 (2) 水庫無永久性滲漏之憂，庫岸穩(wěn)定無大量固體徑流來源，沒有侵沒問 題，水庫壩址工程地址條件良好 (3) 隧洞進水口段節(jié)理裂隙較不發(fā)育，大多數(shù)為閉合，無充填，整體結(jié)構(gòu) 為灰綠色熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石堅硬，圍巖穩(wěn)定。 3 3 防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核 3.13.1 流域概況流域概況及水文氣象特征及水文氣象特征 *水電站位于*溪流域*溪水庫上游的*溪支流河段，壩址位于*市*峰村 溪*村下游約 200m 處，電站廠址位于*村下游約 500m 處的*溪左岸，壩址以上 控制流域面積 39 km2，河流長度 7.85 km，主河道坡降 40.12，多年平均流量 為 1.86m3/s，多年平均徑流總量為 5850 萬 m，多年平均徑流深為 1500mm。 本 工程所在區(qū)域?qū)賮啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，雨量充沛，濕度大，本工程流域面積 內(nèi)有*溪雨量站及鄰近*雨量站，觀測年限為 19641993 年，有 30 年資料， 多年平均降雨量分別為 2148.7mm、1985.3mm。3、4 月份期間約占 17- 20%；5、6 份約占全年 25-28%；79 月份受臺風(fēng)雨影響降水占全年 31- 39%；10-2 月占全年的 18.21%。降雨量在年際變化受大氣環(huán)流影響，呈 4-5 年 豐、枯周期波動，兩站年降水量 CV值均為 0.20，*溪雨量站實測最大降水量為 最小年降水量 2.32 倍。 表表 3-13-1 主要氣象要素表主要氣象要素表 平均氣溫 18.5 最大風(fēng)速 m/s34 絕對濕度 hpa18.4 最高溫度 40.6 平均最大風(fēng)速 m/s14 相對濕度 %79 最低溫度 -4.3 年平均風(fēng)速 m/s16 平均蒸發(fā)量 mm1157 3.23.2 洪水復(fù)核洪水復(fù)核 3.2.1 設(shè)計設(shè)計暴雨暴雨計計算算 由于設(shè)計流域內(nèi)業(yè)主無法提供實測水文觀測資料，本次復(fù)核為采用部分設(shè) 計結(jié)果，并評價其合理性，并采用*省*市暴雨等值線圖集推求設(shè)計洪水， 并據(jù)此復(fù)核大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)。 *水電站壩址以上流域面積 F=39km2，小于 200 km2，成洪暴雨歷時采用 24h，設(shè)計暴雨分別采用查算暴雨等值線圖集方法計算。 查暴雨等值線圖集得流域各歷時暴雨參數(shù)見下表。 表表 3-23-2 *水電站各歷時暴雨參數(shù)水電站各歷時暴雨參數(shù) 項目 H24CV24H6CV6H60/CV60/ 數(shù)值 2090.601100.55500.50 備注 CS=3.5CV 由以上參數(shù)推求各頻率設(shè)計雨量見表 3-3。 表表 3-33-3 各頻率各頻率 2424 小時暴雨量推算表小時暴雨量推算表 設(shè)計頻率 P（%） 0.20.5123.331050 實測資料 H24P 853.1747665.2583.4534.5391.2185.6 查算圖表 H24P 877.8756.6668.8576.8525.0369.9169.3 3.2.2設(shè)計設(shè)計洪水洪水 （1 1） 采用實測資料試算采用實測資料試算 根據(jù)流域條件因素，估計流域匯流時間在 124h，n2值取 0.5，經(jīng)各參數(shù)計 算，并進行洪峰流量試算，各頻率設(shè)計洪峰流量見表 3-4。 表表 3-43-4 壩址設(shè)計洪水成果（推理公式）壩址設(shè)計洪水成果（推理公式） 設(shè)計頻率 P（%） 斷面流域面積（km2） 0.53.33 壩址 391100745 （2 2） 采用查采用查*市暴雨等值線圖集試算市暴雨等值線圖集試算 壩址以上集雨面積 39km2，屬小流域，本次采用推理公式法進行計算。推理 公式如下： F h Q t m *278 . 0 式中： 匯流時間（h） ； ht某時段凈雨量（mm） ； F 庫區(qū)范圍集雨面積（km2） ； Qm某時段洪峰流量（m3/s） 。 匯流時間 采用試算確定，公式如下： Q J m m LL 4 1 3 1 278 . 0 278 . 0 v 本工程設(shè)計洪水采用推理公式方法進行復(fù)核。 表表 3-53-5 *壩址設(shè)計洪水成果表壩址設(shè)計洪水成果表 各頻率各頻率 P P（% %）設(shè)計洪水）設(shè)計洪水 斷面斷面 0.50.53.333.33 洪峰流量(m3/s) 990663 洪水模數(shù)（m3/s/km2） 25.417.0 因查*市暴雨等值線圖集試算法計入雨型分配及地下、地表組合，并考慮 到暴雨高值區(qū)等因素，故最終采用復(fù)核洪水成果見表 3-5。 3.2.3 洪水洪水調(diào)節(jié)計調(diào)節(jié)計算算 (1)(1) 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) （SL252-2000）規(guī)定：*水電站 水庫總庫容 543 萬 m3，壩高 46.7m，為小（一）型水庫，大壩為四級建筑物， 設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)按 30 年一遇洪水設(shè)計，200 年一遇洪水校核，符合規(guī)范要求。 (2)(2) 調(diào)洪演算基本資料調(diào)洪演算基本資料 庫容曲線根據(jù)實測庫區(qū)地形圖量繪，成果見表 3-9。 表表 3-63-6 *水庫庫容曲線表水庫庫容曲線表 Z(m)285286287288289290291292293294295296297 V(萬 m3)310.8 330.8 352.5 374.2 397.6 421 446.2 471.3 498.4 525.5 554.7 583.8 615.1 本工程采用壩頂溢流和挑流消能的泄流型式， 溢洪道布置在河床中部，為 壩頂自由溢流，堰頂高程 290.0m，溢流堰寬 48m，堰面曲線采用 WES 堰型。依 據(jù)混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范(SL 282-2003)，過流能力公式為： H gBmQ 0 2 3 m流量系數(shù)，計入水流向心的影響； 側(cè)收縮系數(shù)； m 淹沒系數(shù)，取 1； B堰頂寬度，m； H0堰上水頭，m。 按照上式計算溢洪道泄流能力，成果見表 3-10。 表表 3-73-7 *溢流堰水位泄量關(guān)系溢流堰水位泄量關(guān)系 Z(m)290290.5291291.5292292.5293293.5294294.5295295.5 Q(m3/s)0349617627137849762776691310701234 (3)(3) 調(diào)洪原則調(diào)洪原則 溢洪道為無閘門自由溢流，洪水調(diào)節(jié)時不考慮預(yù)報預(yù)泄和發(fā)電下泄流量， 起調(diào)水位即為正常蓄水位 290m，當(dāng)庫水位超過此水位時，水庫開始溢流，自然 消減下泄流量。 (4)(4) 調(diào)洪計算成果調(diào)洪計算成果 根據(jù)基本資料及調(diào)洪原則，經(jīng)調(diào)洪演算 *水庫設(shè)計洪水調(diào)洪計算成果見表 3-7。 表表 3-83-8 洪水調(diào)節(jié)成果表洪水調(diào)節(jié)成果表 頻率 P（%）設(shè)計（P=3.3%）校核（P=0.5%） 洪峰（m3/s） 663990 庫水位（m） 293.43294.51 下泄流量（m3/s） 610915 相應(yīng)庫容（萬 m3） 510540 3.33.3 挑流消能復(fù)核挑流消能復(fù)核 挑流消能的水力要素計算按照溢洪道設(shè)計規(guī)范 （SL253-2000）中的水舌 挑距估算公式復(fù)核： （委托方未提供下游水位流量關(guān)系曲線，在挑流計算時下游水深取值為 5m。 ） LLL )(2sincoscossin 1 21 22 11 1 2 hhgvvv g L tanTL 01 21 . 11 . 1gHvv coscos cos/ 1 Bv Q v q hh 式中：L沖坑最深點到壩下游垂直面的水平距離（m）： L 壩下游垂直面到挑流水舌外緣進入下游水面后與河床面交點的 水平距離（m）： L水舌外緣與河床交點到?jīng)_坑最深處的水平距離（m） ； V坎頂水面流速（m/s）,按鼻坎處平均流速 v 的 1.1 倍計； H0水庫水位至坎頂?shù)穆洳睿╩） ； 鼻坎的挑腳； h1坎頂平均水深； h坎頂平均水深； h2坎頂至床面高河差（m） ； 堰面流速系數(shù)； T最大沖坑深度，由河床面至坑底（m） ； 水舌外緣與下游水面的夾角； 最大沖坑水墊厚度按下式計算： 25 . 0 5 . 0 Hkqtk 式中：tk最大沖坑水墊厚度（m）, 由水面算至坑底，若換算為最大沖坑 深度，則應(yīng)由河床面算至坑底； Q出口斷面單寬流量（m3/s/m） ； H上下游水位差（m） ； K沖坑系數(shù)，取 1.1； 表表 3-93-9 溢洪道挑流消能復(fù)核計算成果表溢洪道挑流消能復(fù)核計算成果表 洪水標(biāo)準(zhǔn)洪水標(biāo)準(zhǔn) 單寬流量單寬流量 q q（m m3 3/s/m/s/m） 挑流射程挑流射程 L L（m m） 沖坑水深沖坑水深 t tk k（m m） 沖坑深度沖坑深度 T T（m m） L/TL/T 設(shè)計洪水位 12.724.79.72.79.1 校核洪水位 19.138.512.05.07.7 根據(jù)我國實踐經(jīng)驗，*拱壩挑流消能沖坑不會影響壩趾基巖及岸坡穩(wěn)定， 溢洪道消能設(shè)施滿足規(guī)范要求。 3.43.4 壩頂高程復(fù)核壩頂高程復(fù)核 依據(jù)混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范(SL282-2003)，壩頂應(yīng)不低于校核洪水位， 壩頂上游側(cè)防浪墻頂高程與水庫正常蓄水位的高差或與校核洪水位的高差，可 按下式計算，應(yīng)選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為最終選定高程。 h=hb+hz+hc h防浪墻頂與水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差（m） ； hb波高（m） ； hz波浪中心線至水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差（m） ； hc安全超高（m） 。 浪高、波長按官廳水庫公式計算，公式如下： ) 0 2 ( 0 0076 . 0 0 3/1 12/1 2 v gD v v hb g ) 0 2 ( 0 331 . 0 0 15/4 15/7 2 v gD v v Lm g 此處，D風(fēng)區(qū)長度，取 300m； V0多年平均最大風(fēng)速，取 14m/s； hb當(dāng) gD/v02=20250 時，為累積頻率 5的波高，m；當(dāng) gD/v02=2501000 時，為累積頻率 10的波高； Lm平均波長（m） ； 波浪中心線至水庫靜水位的高差 hz按下式計算： L H L h h mm z cth 1 2 10%5% 2 H1壩前水深。 壩頂高程計算詳見表 3-9。 表表 3-103-10 壩頂高程計算成果比較表壩頂高程計算成果比較表 工工 況況 項項 目目 設(shè)計洪水位設(shè)計洪水位 ( (正常運用正常運用) ) 校核洪水位校核洪水位 ( (非常運用非常運用) ) 靜水位(m) 293.43294.51 波高 hb (m) 0.500.30 波浪中心線至靜水 位高差 hz (m) 0.130.07 壩頂超高 安全超高 hc (m) 0.30.2 地震安全超高(m) 0.000.00 合計超高(m) 0.930.57 要求壩頂高程(m) 294.42295.08 現(xiàn)狀壩頂高程(m) 295.00 項 目工 況 根據(jù)上表計算結(jié)果，設(shè)計及校核頻率洪水位加相應(yīng)超高，要求壩頂高程 295.08m，比現(xiàn)狀壩頂高程 295.0m 略高 0.08m，可認為現(xiàn)狀壩頂高程防洪能力 基本滿足現(xiàn)狀規(guī)范要求。建議增設(shè)防浪墻。 4 4 壩體應(yīng)力分析壩體應(yīng)力分析 4.14.1 拱壩基本情況拱壩基本情況 4.1.1 大大壩壩等等級級和和設(shè)計標(biāo)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn) *水電站漿砌石拱壩最大設(shè)計壩高 50m，總庫容為 543.0 萬 m3，屬?。ㄒ唬?型水庫，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn) （CB50201-94）及水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo) 準(zhǔn) （SL252-2000）規(guī)定，確定*水電站工程為等工程，大壩為 4 級建筑物， 大壩按 30 年一遇洪水設(shè)計， 200 年一遇洪水校核。 4.1.2 拱拱壩軸線壩軸線及拱及拱壩壩體型體型設(shè)計設(shè)計 *水電站大壩為漿砌石雙曲拱壩拱壩體形幾何尺寸見表 4-1 表表 4-14-1 拱壩體形幾何尺寸表拱壩體形幾何尺寸表 拱端厚度（拱端厚度（m m）拱冠曲率半徑拱冠曲率半徑(m)(m)半中心角度半中心角度( (。 。) ) 高程高程 （m m） 拱冠梁拱冠梁 上游面上游面 坐標(biāo)坐標(biāo) （m m） 拱冠上游拱冠上游 面坐標(biāo)面坐標(biāo) （m m）左岸左岸右岸右岸左岸左岸右岸右岸左岸左岸右岸右岸 295.000.0002.0002.0002.00084.00086.00056.77950.101 290.000.0002.5002.5002.50083.75085.75052.28446.310 285.00-1.3332.9052.9052.90577.65079.03651.97746.605 280.00-2.4243.3023.4673.46771.77972.59351.15446.696 275.00-3.2483.7724.1494.14966.13366.41549.91746.525 270.00-3.7804.3974.8364.83660.70660.49448.20646.023 265.00-3.9965.2585.7845.78455.49454.82045.96444.133 260.00-3.8726.4377.0817.08150.49249.38743.13141.621 255.00-3.3828.0168.8188.81845.69644.18637.92035.981 251.50-2.8099.40310.34310.34342.45840.68033.87731.125 248.50-2.16010.80011.34011.34039.76037.76025.48224.419 注：拱冠梁上游面參數(shù)為相對于壩踵水平距離，壩頂處為 0，指向下游為 正 4.1.3 計計算采用的參數(shù)算采用的參數(shù) (1)(1) 氣溫氣溫 據(jù)*市氣象資料分析：多年平均氣溫 18.5，多年月平均氣溫見表 4-2 表表 4-24-2 *市多年月平均氣溫市多年月平均氣溫 月份 123456789101112 年 平均氣溫 8.79.112.0 16.9 21.0 24.9 28.2 27.8 25.2 20.5 15.9 11.0 18.5 (2)(2) 壩區(qū)基巖物理力學(xué)參數(shù)壩區(qū)基巖物理力學(xué)參數(shù) 壩區(qū)基巖物理力學(xué)參數(shù)見表 4-3，表 4-4。 表表 4-34-3 物理力學(xué)參數(shù)：物理力學(xué)參數(shù)： 基巖基巖壩體壩體 彈性模量 1.5104MPa 1.25104MPa 泊松比 0.20.22 容重 /2.4KN/m3 熱線脹系數(shù) /810-6/ 抗剪斷摩擦系數(shù) 1.1/ 抗剪斷凝聚力 1.3Mpa/ 表表 4-44-4 特征水位及特征高程特征水位及特征高程 最大壩高 50.0m 正常蓄水位 290.0m 壩底高程 245.0m 校核洪水位 294.51m 壩頂高程 295.0m 設(shè)計洪水位 293.43m 溢流堰頂高程 290.0m 死水位 267.0m 淤沙高程 261.0m (3)(3) 溫度參數(shù)溫度參數(shù) 多年平均氣溫日照影響： 18.5 氣溫年變幅（溫降）日照影響： 10.0 氣溫年變幅（溫升）日照影響： 11.0 庫底溫度 12.0 計算封拱溫度：16.0（施工時控制溫度16.0） (4)(4) 允許應(yīng)力（拱梁分載法）允許應(yīng)力（拱梁分載法） 按照砌石壩設(shè)計規(guī)范 （SL25-2006）附錄 A.0.7 選用,允許壓應(yīng)力：基本 荷載組合 4.1MPa，特殊荷載組合 4.8 MPa。 4.24.2 拱壩設(shè)計應(yīng)力分析拱壩設(shè)計應(yīng)力分析 4.2.1 拱拱壩應(yīng)壩應(yīng)力分析方法力分析方法 拱壩應(yīng)力分析方法采用拱梁分載法計算，計算程序采用*水電勘測設(shè)計院開 發(fā)的拱壩計算程序。 4.2.2 設(shè)計計設(shè)計計算工況算工況組組合合 基本組合一（工況 1）：正常水位+壩體自重+淤沙壓力+溫降 基本組合二（工況 2）：校核洪水位+淤沙壓力+壩體自重+溫升 基本組合三（工況 3）：死水位+淤沙壓力+壩體自重+溫降 特殊組合一（工況 4）：死水位+淤沙壓力+壩體自重+溫升 4.2.3 拱拱壩應(yīng)壩應(yīng)力力計計算成果算成果 表表 4-54-5 各工況應(yīng)力計算成果匯總表各工況應(yīng)力計算成果匯總表 主拉應(yīng)力主拉應(yīng)力 計算計算 工況工況 拱冠梁底拱冠梁底其他部位其他部位 主壓應(yīng)力主壓應(yīng)力 1 1.13（上游面） 0.87（拱冠 251.50m，上游 面） 3.18（拱冠 248.50m,下游面） 2 1.12（上游面） 0.89（拱冠 251.50m，上游 面） 4.18（拱冠 290.00m,下游面） 3 0.17（上游面） 0.66（左岸 265.00m，下游 面） 1.44（拱冠 265.50m,下游面） 4 0.30（上游面） 1.11（左岸 270.00m，下游 面） 1.83（拱冠 265.50m,下游面） 4.34.3 蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力分析蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力分析 4.3.1 拱拱壩應(yīng)壩應(yīng)力分析方法力分析方法 拱壩應(yīng)力分析方法采用拱梁分載法計算，計算程序采用*大學(xué)開發(fā)的* 拱壩計算程序。 4.3.2 蓄水安全蓄水安全鑒鑒定拱定拱壩應(yīng)壩應(yīng)力復(fù)核力復(fù)核計計算運行工況算運行工況組組合合 第一工況：正常蓄水位自重+泥沙壓力溫降（基本荷載組合） 第二工況：死水位自重泥沙壓力溫升（基本荷載組合） 第三工況：校核洪水位自重泥沙壓力溫升（特殊荷載組合） 4.3.3 運行工況運行工況線線性性計計算數(shù)據(jù)成果算數(shù)據(jù)成果 封拱高程 295.0 米，第 1 種荷載組合下單位拱圈高度（對于河床結(jié)點為單位寬度）作用于壩基上的力 每一行上的七個數(shù)分別表示 : 從左岸頂拱拱端起的基礎(chǔ)節(jié)點序號 徑向力 單位：噸米 (沿半徑方向朝下游為正) 切向力 噸米 (沿拱圈軸線朝右岸為正) 繞豎向彎矩 噸米米 (按右手法則, 朝下為正) 繞切向彎矩 噸米米 (按右手法則, 朝右岸為正) 豎向力 噸米 (朝下為正) 岸坡角 度 1 .1921E+01 .7652E+02 -.3257E+01 .0000E+00 .0000E+00 53.56 2 .4571E+01 .4293E+02 -.1322E+01 -.7410E+01 .2459E+02 51.93 3 -.6273E+01 -.7536E+02 .3259E+01 .2945E+02 .9754E+02 52.35 4 -.4360E+01 -.1824E+03 -.4054E+02 .1067E+03 .1484E+03 52.85 5 .2859E+02 -.2839E+03 -.1618E+03 .1273E+03 .1847E+03 52.21 6 .8542E+02 -.4651E+03 -.4164E+03 .3278E+02 .2284E+03 51.88 7 .1767E+03 -.4311E+03 -.7853E+03 -.1629E+03 .2794E+03 49.53 8 .2855E+03 -.5934E+03 -.1324E+04 -.4981E+03 .3838E+03 52.94 9 .4965E+03 -.2937E+03 -.1879E+04 -.1156E+04 .4855E+03 52.47 10 .5968E+03 -.1587E+03 -.2332E+04 -.1790E+04 .5465E+03 59.94 11 .3172E+03 .6477E+01 -.6308E+03 -.1489E+04 .2436E+03 90.00 12 .5201E+03 -.1766E+02 .4887E+02 -.2863E+04 .3345E+03 90.00 13 .3286E+03 .1705E+03 .6177E+03 -.6017E+03 .6401E+03 90.00 14 .6148E+03 .3617E+03 .2044E+04 -.1601E+04 .9102E+03 58.53 15 .5229E+03 .4773E+03 .1870E+04 -.1320E+04 .5648E+03 55.65 16 .3268E+03 .2526E+03 .1280E+04 -.5201E+03 .4183E+03 52.17 17 .2093E+03 .3837E+03 .8565E+03 -.2977E+03 .2822E+03 47.63 18 .1129E+03 .2231E+03 .4828E+03 -.6673E+02 .2085E+03 47.14 19 .5063E+02 .2021E+03 .2573E+03 -.2231E+02 .1446E+03 43.58 20 .1200E+02 .1084E+03 .1090E+03 .2909E+01 .1107E+03 45.00 21 -.6241E+00 .3302E+02 .3598E+02 -.1148E+02 .7163E+02 44.37 22 .4063E+01 -.3609E+02 .1501E+02 -.1510E+02 .2865E+02 46.13 23 .2668E+01 -.1006E+03 .4751E+01 .0000E+00 .0000E+00 48.99 封拱高程 295.0 米，第 2 種荷載組合 每個結(jié)點上的六個數(shù)分別表示 : 上游壩面第一主應(yīng)力 應(yīng)力單位: （a） 第二主應(yīng)力 角度單位: （） 主應(yīng)力方向 受壓(+) 受拉(-) 下游壩面第一主應(yīng)力 (-) 第二主應(yīng)力 第一應(yīng)力方向: 0 主應(yīng)力方向 (+) - 左岸 - - 右岸 - 高程 (米 ) | -.46 -.40 -.26 -.14 -.09 -.05 -.02 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 -.03 -.09 -.17 -.23 -.36 -.48 -.63 | .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .01 .00 .00 .00 .00 .00 .05 .03 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 | .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 -90.0 90.0 .0 .0 .0 .0 .0 -90.0 90.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 + 295.0 -.37 -.37 -.24 -.12 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 -.01 -.07 -.13 -.21 -.32 -.44 | .00 .00 .00 .00 .02 .14 .20 .18 .06 .00 .00 .00 .00 .00 .06 .06 .04 .00 .00 .00 .00 .00 .00 | .0 .0 .0 .0 90.0 90.0 90.0 -90.0 90.0 .0 .0 .0 .0 .0 -90.0 -90.0 -90.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 | -.40 -.32 -.22 -.18 -.12 -.14 -.05 -.02 -.04 .02 .01 -.01 -.07 .01 -.15 -.11 -.23 -.24 -.35 -.44 -.55 | -.05 -.03 -.01 .05 .01 .05 .01 .05 .12 .20 .24 .20 .23 .09 .14 .03 .05 .00 -.02 -.05 -.13 | -11.3 11.5 12.0 28.7 12.0 31.4 -27.2 63.4 -60.6 78.6 88.7 -89.8 -69.3 -79.7 -41.2 -15.7 -23.8 -2.4 -9.6 4.4 4.3 + 290.0 -.29 -.33 -.18 -.08 -.02 -.03 -.04 -.01 -.06 -.09 -.02 -.01 .02 -.03 -.04 -.03 -.06 -.12 -.24 -.32 -.37 | .16 .11 .05 .09 .13 .18 .18 .09 .06 .00 .01 .18 .09 .05 .03 .01 .02 .05 .09 .14 .22 | 14.1 19.6 22.3 51.0 -85.2 83.7 -73.4 -86.6 -47.4 5.2 -60.6 77.8 69.3 58.8 60.4