1、拟装机容量7400MW水电站建设项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月301可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目 录1 概 述11.1 工程概况11.2 编制依据11.3 工作基础12 工程自然特点与设计思路32.1 自然特点32.2 设计思路43 XX水电站2、项目开发利用的条件63.1 是已被国家批准的长江流域规划中梯级开发方案的组成部分63.2 XX水电站开发指标好73.3 有前期工作基础，具备技术经济开发条件73.4 具备成熟的社会支持条件74 工程建设的必要性及开发任务94.1 建设的必要性94.2 开发任务115 水文和气象135.1 河流概况135.2 坝区气象要素135.3 水文基本资料135.4 径流145.5 洪水165.6 水位流量关系195.7 泥沙196 工程地质206.1 区域地质与地震216.2 水库工程地质236.3 坝址工程地质276.4 白滩坝址主要建筑物工程地质条件及评价346.5 XX坝址主要建筑物工程地质条件及3、评价356.6 天然建筑材料367 工程规模387.1 基本资料387.2 径流调节计算387.3 泥沙冲淤平衡分析407.4 正常蓄水位选择417.5 死水位选择437.6 汛期限制水位选择457.7 电站特征水头467.8 装机容量选择477.9 防洪特征水位498 枢纽布置及主要建筑物518.1 设计标准518.2 坝址初选518.3 XX坝址工程布置及主要建筑物538.4 白滩坝址工程布置及主要建筑物829 机电及金属结构1019.1 水力机械1019.2 电站与电力系统的连接1109.3 电气规划方案1139.4 电能质量保证措施1199.5 机电设备布置1229.6 金属结构1234、9.7 劳动安全与工业卫生12510 施工组织设计13010.1 XX坝址13010.2 白滩坝址16711 库区淹没影响评价18511.1 库区淹没概况18511.2 水库淹没处理范围及淹没实物指标18611.3 水库淹没处理补偿投资估算及分年投资计划19012 环境影响评价与水土保持19712.1 环境影响评价19712.2 水土保持20713 工程投资估算21613.1 工程概况21613.2 编制依据21613.3 基础价格21713.4 工程设备价格21813.5 工程单价21813.6 独立费用21813.7 预备费21913.8 建设期贷款利息21913.9 XX坝址投资估算215、913.10 白滩坝址投资估算21914 初步经济评价28614.1 XX坝址国民经济评价28614.2 白滩坝址国民经济评价28714.3 XX坝址财务评价28814.4 白滩坝址财务评价28914.5 综合评价29015 影响项目投资的主要风险及对策29215.1 市场风险29215.2 资源风险29215.3 技术风险29215.4 工程风险29215.5 资金风险29315.6 政策风险29315.7 外部协作条件风险29316 工程方案意见与建议29416.1 工程方案意见29416.2 问题与建议2951 概 述1.1 工程概况XX水电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交界的金沙江干6、流上，是金沙江下游河段四个水电梯级XX、白鹤滩、溪洛渡和向家坝中的第一个梯级，上距观音岩水电站253km，下距白鹤滩水电站180km。坝址控制流域面积40.6万km2，多年平均流量3700m3/s，多年平均径流量1170亿m3。XX水电站正常蓄水位950m，装机容量7400MW，多年平均发电量325.2亿kWh，与昆明、成都的直线距离分别为125km和470km，与武汉、上海的直线距离分别为1250km和1950km，是“西电东送”的骨干电源点。1.2 编制依据（1）金沙江XX水电站预可行性研究勘察设计招标文件（2）长江流域综合利用规划简要报告（1990年版本）（3）金沙江渡口至宜宾段规划报告7、（1981年版本）（4）水电工程预可行性研究报告编制暂行规定（试行）（5）相关的规程规范和法律法规1.3 工作基础（1）承担长江流域综合利用规划任务，对XX水电站有较全面的认识。建国初期就开始长江流域综合利用规划工作，1959年提出长江流域综合利用规划要点报告，1960年提出金沙江流域规划意见书，1990年完成长江流域综合利用规划简要报告，并经国务院批准实施，目前正在编制金沙江流域综合利用规划报告。对长江流域，特别是金沙江流域综合利用规划的要求和布局、流域水资源配置、流域防洪体系、引水调水规划、水电梯级规划等方面，有较全面的认识。有利于从全局观点分析论证XX水电站的开发任务和作用，协调处理好发8、电与防洪、发电与调水等任务之间的关系，最大限度地发挥XX水电站的发电效益。在开展长江流域，特别是金沙江流域综合利用规划工作中，进行了大量的水文、勘测和规划设计工作，多次组织现场查勘和社会调查，积累了自然条件、社会经济和工程技术等方面大量的基础资料，为XX水电站下阶段勘察设计工作奠定了良好的基础。（2）承担三峡和葛洲坝水利枢纽的勘察设计工作，对长江干流修建水电站的特点和难点有深刻的认识。三峡和葛洲坝是两座特大型水利枢纽工程，建设过程中遇到过许多技术难题，得到了国内外专家的指导和帮助。作为设计总成单位，对在长江干流修建电站的特点和难点有深刻的认识，并取得了许多宝贵的实践经验。特别是有关长江洪水、泥9、沙、截流技术及深水围堰等方面的实践经验，可供XX水电站借鉴。（3）承担喀斯特地区大型水电工程的勘察设计工作，积累了宝贵的经验。在喀斯特地区承担了隔河岩、水布垭、构皮滩和彭水等大型水电工程的勘测设计工作，积累了宝贵的经验。特别是正在建设的构皮滩水电站，坝址为二迭系灰岩，双曲拱坝高232.5m，5000年一遇洪峰流量35600m3/s，地下厂房装机容量5600MW，各方面指标均与XX水电站非常接近，预计在XX水电站开工前建成，所采用的关键技术和所取得的实践经验，可应用于XX水电站。（4）承担国内首批单机容量700MW电站设计，取得了宝贵经验。三峡电站水轮发电机组额定容量700MW，最大容量756M10、W，转轮直径9.8m，均为世界之最。电站最大水头与最小水头的比值为1.85，水头变幅居世界大型机组首位，电站的自动化水平也居当今世界先进行列。XX水电站机组尺寸和单机容量与三峡电站相当，三峡电站首批机组（2号和5号机组）已于2003年7月提前投产发电，其成功经验可用于XX水电站。（5）做了大量的前期工作，取得了丰富的资料和成果。拥有金沙江干流和主要支流的15个水文（水位）站，形成了较完整的水文站网，积累了60多年的水文实测系列。1997年在XX坝址设立专用水位站，2003年改为流量站。地质勘察工作始于上世纪50年代，1995年成立XX工区，加快了工作的步伐。完成了区域地质调查与地震研究，金沙江11、XX水利枢纽工程场地安全性评价通过国家地震局审查；开展地形测量和地质测绘；开展坝址区三维陆测、覆盖层物探和岩体声波测试等工作。多次组织大规模的现场联合查勘，组织有关专业对库区淹没与环保、对外交通、坝区环境地质进行了专项调研，开展了岩石力学试验和材料试验等工作。长江委设计院十分重视本次投标工作，近五个月来，集中各有关专业的技术骨干，认真研究招标文件提供的有关资料，充分利用我院已有的工作基础，吸收有关科技成果和工程经验，按照招标文件的要求，编制完成了本投标设计方案。2 工程自然特点与设计思路2.1 自然特点（1）河谷深切，岸坡陡峻，河床狭窄。库区位于滇北、川西南峡谷区，沟壑纵横，属构造侵蚀作用为主12、的高中山地貌。坝址河段为一向北东突出的河湾段，上游陆车林和下游XX均为深切峡谷，切割深度8001100m，其中约7km为较顺直的纵向谷，切割深度200250m，其间左岸有参鱼河汇入。河谷断面基本呈“V”型，枯水期江面宽70m120m，正常蓄水位950m处河谷宽245m460m。白滩坝址的岸坡呈左缓右陡之势，右岸坡角约60，XX坝址岸坡陡峻，平均坡角5070，900m高程以下陡达82。（2）地质环境较为复杂。XX水电站水库两岸局部崩塌、滑坡和泥石流发育。据航片解译资料，库坝区范围内具一定规模的物理地质现象102处，其中滑坡体、崩塌体和泥石流分别为35处、15处和52处。招标文件参考资料中，金坪子13、滑坡体积大，经我院现场查勘后初步认为，该滑坡稳定性较好，整体下滑的可能性不大。XX坝址右岸高程1420m以上的“XX滑坡”，为震旦系灯影组灰岩组成的稳定平缓斜坡，不是滑坡。河门口坝址和白滩坝址有热水塘断层，可能属活动断裂。（3）选坝河段地形地质条件差异较大选坝河段长约13km，该河段河床比降大。枯水期河道水位变幅大，5个坝址的河谷宽度自上游至下游逐渐缩窄，上游陆车林坝址的河谷宽高比约为21，下游XX坝址的河谷宽高比约为1.11；陆车林和尖山包坝址基岩为石英岩、千枚岩等软岩，XX坝址为变质灰岩、白云岩和大理岩等较完整坚硬岩层。（4）坝址河床覆盖层深厚。河床覆盖层深厚，一般厚达3545m，最深达614、0m左右。覆盖层内可能含有漂石、块石。（5）水量充沛，洪水峰高量大。XX水电站库区水量充沛，多年平均降水量1148mm，汛期610月平均每月雨日达20d左右，造成洪水涨落较平缓，连续多峰，峰高量大，一次洪水最短约15d左右，最长可达40d左右。多年平均15d洪量约为60d洪量的三分之一，60d洪量超过汛期洪量的一半。XX水电站多年平均流量3700m3/s，5%洪峰流量为25400m3/s，0.02%洪峰流量为37800m3/s。（6）河道输沙量大。金沙江是长江主要产沙区，屏山站多年平均输沙量约占宜昌站多年平均输沙量的46%，少数年份可超过74%。该区域雨量充沛，暴雨多且强度大，沟蚀作用强烈，泥15、沙输移能力强。坝址位于攀枝花、小得石、湾滩以下地区，是金沙江流域水土流失最严重区域，该区域多年平均年输沙量1.6亿t，多年平均含沙量10.5kg/m3，多年平均年产沙模数2370t/km2。（7）有成昆铁路制约在XX水电站库尾段，成昆铁路从龙川江口开始沿金沙江向北在攀枝花市过金沙江。成昆铁路沿线的最低高程路段将是制约XX水电站正常蓄水位的重要因素。2.2 设计思路XX水电站是高坝、小水库、大泄量、大电站工程。是金沙江流域水电水利开发的重要梯级，工程地质条件复杂，勘察设计技术要求高，工程设计要适应自然条件，实现工程和自然的高度协调，兴利避害，充分合理开发利用水资源。（1）正常蓄水位投标设计方案中16、的正常蓄水位按不影响库区成昆铁路正常运行拟定。XX水电站950m正常蓄水位未与上游梯级衔接，河段的水能资源未充分利用，是需要重点研究的问题。XX水电站正常蓄水位的抬高，可以在兼顾其他综合开发效益的情况下，抬高本电站的汛期限制水位和死水位，较大幅度提高其发电量；可以提高水库调节性能，增加梯级电站总效益。在协调长江流域规划和金沙江河段规划开发任务要求的同时，应考虑上游梯级联合调度削减洪峰的作用和下游梯级建库后综合利用能力的发挥；库区成昆铁路局部考虑改线的工程措施，进行技术经济综合比较，选择尽可能高的正常蓄水位。（2）泥沙金沙江为多沙河流，来沙量大且集中，考虑汛期排沙需要，水库需在合适的水位运用，投17、标设计方案中按坡降平衡法进行泥沙淤积平衡计算。预可行性研究中需在动床泥沙冲淤研究和淤积总量、淤积体分布研究的基础上，进行汛期运用水位多方案综合比较，提出合理的水沙调度运用方式。（3）坝址选择XX水电站选坝河段河床坡降大，不同坝址动能指标差异较大，要优先选择下游坝址。坝段内的金坪子滑坡和热水塘断层对坝址选择可能影响较大，应予以充分重视。（4）坝型选坝河段地形地质条件差异较大，须深入研究与其相适应的坝型。初步认为XX坝址宜重点研究混凝土拱坝坝型；其它坝址应结合坝址地质条件和泄洪消能布置条件比较研究混凝土拱坝、重力坝和土石坝等坝型。（5）泄洪消能泄洪消能布置是本工程的重大技术问题，应研究设置岸边泄洪18、通道的规模和型式，优先研究利用坝下深水垫，采用天然水垫塘消能的可行性。（6）电站型式坝址区两岸地势陡峻，为狭窄的“V”形河谷。枢纽泄洪量较大，需在河床布置泄洪消能建筑物，不适合布置坝后式厂房。坝址两岸山体陡峻，下游水位较高，不宜采用岸边引水式地面厂房布置型式，宜重点研究地下式厂房。（7）施工导流本工程导流流量大，应结合枢纽布置与地形地质、水文条件等因素，研究比较围堰过水与围堰全年挡水两类施工导流方案。应重点研究围堰一次性拦断河床、隧洞泄流的施工导流方案。河床覆盖层深厚，修筑高围堰需在一个枯水期内完成，对围堰填筑和防渗结构要结合快速施工重点研究。（8）工程施工XX水电站工程施工应结合自然条件，选19、择合适的对外交通和施工布置，重点研究适应高山峡谷的场内交通、地下洞室群施工、深基坑施工、混凝土高坝浇筑方案，研究合理的施工方法和施工进度。3 XX水电站项目开发利用的条件3.1 是已被国家批准的长江流域规划中梯级开发方案的组成部分XX水电站位于金沙江下游河段，是经国务院批准的长江流域综合利用规划简要报告（1990年修订）选择的金沙江梯级开发方案的组成部分。金沙江流域是长江流域上游段的一部分。金沙江发源于唐古拉山脉中段各拉丹冬雪山的姜根迪如峰的南侧冰川，干流流至囊极巴拢由南岸汇入当曲后称通天河，至玉树巴塘河口始称金沙江。源头至宜宾干流全长约3500km，落差5100m，分别占长江全长的55.5%20、和总落差的95%。金沙江干流以石鼓和攀枝花为界，分上、中、下三段，石鼓以上为上游，石鼓攀枝花为中游，樊枝花宜宾为下游，XX水电站位于下游河段的首部。金沙江流域水资源丰富，干流屏山站多年平均径流量1450亿m3。约占宜昌站的1/3，加上落差大，水能资源十分丰富。据1980年全国水力资源普查成果统计，金沙江干流（江源至宜宾段）水能蕴藏量为58137MW，可开发的水力资源装机容量58913MW，年发电量3233.8亿kWh。金沙江中下游河段比降大，江面狭窄，弯多水急，滩险密布，目前仅新市镇以下至宜宾106km通航300t级船舶组成的船队，溪洛渡至新市镇季节性通航小船，其他河段基本不通航。宜宾以上洪水21、持续时间长，洪量大，洪量约占宜昌站的30%。控制金沙江洪水，不仅可以减轻宜宾、泸洲、重庆等城市的洪水灾害，对长江中下游防洪也有一定的作用。此外，金沙江流域是我国主要木材生产基地之一；石鼓至宜宾河段是长江上游重点产沙区之一。根据上述特点和国民经济发展要求，经国务院批准的长江流域综合利用规划简要报告（1990年修订）确定本河段及地区主要治理开发任务为发电、航运、防洪、漂木和水土保持，根据河段的自然条件，选择：虎跳峡（正常蓄水位1950m，下同）洪门口（1600m）梓里（1400m）皮厂（1280m）观音岩（1150m）XX（950m）白鹤滩（820m）溪洛渡（600m）向家坝（385m）等9个坝址22、，组成本河段的梯级开发方案，XX水电站为本河段梯级开发的组成部分。因此，开发建设XX水电站是有流域规划为依据的。3.2 XX水电站开发指标好XX水电站位于金沙江下游河段最上的一级枢纽，是雅砻江汇入金沙江后的第一个梯级，该河段水能资源十分丰富，可能开发水能资源装机容量42200MW，年发电量1889亿kWh，占金沙江干流可开发量的72%。同时，金沙江径流以降雨为主，冰雪融水为辅，径流大且年内年际变化小，发电的稳定性好。因此，XX水电站具有优良的资源基础，可以获得（发出）巨大而优质的电能。XX水库河道两岸人口稀少，耕地零星分布，修建水电站工程的单位装机容量和单位发电量淹没指标小是国内外水电建设中极23、少有的，移民问题较易解决；坝址区位于陆车林至XX峡谷河段，具有修建高坝的地形地质条件，是十分优越的水电工程位置。3.3 有前期工作基础，具备技术经济开发条件XX坝址位于云南省昆明市禄劝县和四川省会东县的界河上，上距攀枝花市约220km，下距白鹤溪水电站坝址约180km。开发建设XX水电站除有经国务院批准的流域规划作依据外，从20世纪50年代开始进行勘察工作以来，已累积了大量的基本资料，目前已有一定的前期工作基础。上世纪影响（制约）本工程建设的因素，随着国民经济发展和大型水电水利工程的建设已基本得到解决： 随着西部大开发和西电东送战略的实施，对开发包括本电站在内的金沙江丰富的水能资源已提出日益迫24、切的要求； 随着三峡、二滩、构皮滩等工程的建设和溪洛渡、向家坝等电站的设计研究，超高压、远距离输电技术和大型水轮发电机组的制造安装问题已得到解决； 随着西南地区的建设和交通发展，原来存在的坝区对外交通不便，施工难度大的问题已有较大的改善，已不是XX电站建设的制约因素； 随着类似电站的建设和设计研究，在金沙江这样地质条件比较复杂，地震强度大的地区建坝已有实战经验。同时本电站坝区地质条件、地震烈度已初步了解（本工程地质基本烈度为度）。因此，本工程已基本具备技术经济开发条件。3.4 具备成熟的社会支持条件目前，国家已明确了XX水电站项目的业主为中国长江三峡工程开发总公司，且和白鹤溪、溪洛渡、向家坝等25、金沙江水电梯极一并实施开发管理，使XX水电站工程能够早日开发。XX水电站项目位于我国经济落后、资源非常丰富的西部，有国家“西部大开发”和“西电东送”政策的强力支持，当地政府和群众对本工程的兴建积极性非常高，也陆续出台了支持工程建设的文件和优惠措施；电站周围的通讯、交通条件已有很大改善；随着溪洛渡、向家坝水电工程的开发建设，包括白鹤滩和XX水电站在内的的下游梯级的供电方向和输电通道也相继明确和基本形成。因此XX水电站的开发具备成熟的社会支持条件。4 工程建设的必要性及开发任务4.1 建设的必要性4.1.1 XX水电站是流域开发的重要梯级工程XX水电站位于金沙江下游河段，该河段长768km，落差726、20m。根据该河段的地形地质条件，在长江流域综合利用规划研究中，经反复比较论证，选择了向家坝、溪洛渡、白鹤滩、XX四级开发方案。XX水电站在合理开发利用金沙江水能资源，完善下游河段治理开发的梯级衔接中具有重要作用，是不可缺少的重要梯级工程，并已纳入本河段的所有规划之中，成为综合治理开发金沙江、乃至长江的组成部分。4.1.2 XX水电站是“西电东送”的重要电源之一长江流域与全国一样，资源和经济发展不匹配，目前经济中心在长江中下游的华中、华东地区，尤其是下游华东地区，而各种资源特别是水能资源主要分布在中上游地区，并主要集中在上游地区（其水能蕴藏量占全流域的82%），呈现出两个反向梯级。因此，从满足27、国民经济发展和合理利用水能资源来说，开发长江上游丰富水能资源实施“西电东送”是一项必须采取的重大战略措施。20世纪90年代，党中央、国务院已将实施“西电东送”提上议事日程，先后开工兴建或计划兴建多项电源工程。随着我国近些年国民经济的高速发展，特别是十六大确定全面建设小康社会的奋斗目标后，全社会用电量大幅增加，2003年第一季度，全国缺电省份已从去年的12个扩大到16个，电力供需已由“九五”末期，“略有剩余”转变为“总体平衡”；再转变为“略有偏紧”至“总体失衡”。根据20世纪最后20年全国需电量和装机容量翻两番的经验和近几年的电力发展情况进行预测，到2020年全国需要装机容量9.5亿13.9亿k28、W，平均每年要新增装机容量3750万kW至6000万kW；到2030年，“西电东送”的总规模可能达到1 亿kW以上。“西电东送”有北、中、南三大通道，中部通道主要是开发金沙江水电向华中、华东送电。据有关部门测算，到2030年外送电力中，金沙江水电基地约占当时外送电力的50%以上。XX水电站是金沙江水电基地的重要组成部分，发电效益大，初拟装机容量达7400MW，年发电量325.2亿kWh，且建设条件较好。为了适应华中、华东地区经济社会发展的需要。继溪洛渡、向家坝水电站开工建设之后，在21世纪头20年内开工兴建XX水电站是十分必要的。4.1.3 XX水电站有一定的防洪、航运和拦沙作用防洪：金沙江是29、长江中下游洪水的主要来源之一，其洪量约占宜昌站的30%，控制金沙江洪水，对减轻川、渝沿江地区和长江中下游地区洪水灾害都有一定的作用。XX枢纽控制流域面积40.61万km2，占金沙江流域面积的81.2%，正常蓄水位950m，总库容42.18亿m3，结合排沙要求初步拟定汛期限制水位930m，防洪库容14.27亿m3，通过与下游白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库联合运用可以发挥防洪作用。但XX水库可预留的防洪库容有限，占金沙江全部防洪库容的比重甚小，相对长江总体防洪而言，不起战略作用。航运：XX水电站建成后，水库干支流回水长度超过150km，可以改善库区通航条件，有利于改善沿江两岸的交通和经济、文化交流条件30、，释放当地经济发展潜力。同时，XX水电站可提高下游的通航保证率。拦沙：XX水库多年平均入库沙量1.34亿t，死水位920m时死库容13.72亿m3。和观音岩、二滩水库联合运用情况下，XX水库运用30年和50年，共减少向下游输沙量分别为10.12亿m3、12.83亿m3，占同时期来沙量的32.2%和24.5%，对减少下游水库淤积，延长下游水库使用寿命有重要作用。4.1.4 建设XX水电站有利于改善和发挥下游梯级的效益XX水电站下游有白鹤滩、溪洛渡、向家坝、朱杨溪、三峡等多座在建和拟建的水电水利梯级。乌江德水电站建成后，一是可对径流进行调节，从而增加下游梯级电站的保证出力和发电量，特别是对白鹤滩、31、溪洛渡、向家坝有明显的作用；二是增加枯水期流量，对改善下游航道条件有利；三是拦蓄泥沙，推迟下游水库的泥沙淤积进程，使其长期保留较多的兴利库容和防洪库容。4.1.5 建设XX水电站可促进西部大开发实施西部大开发战略，加快中西部地区发展，合理调整地区经济布局，促进地区经济协调发展，是党中央、国务院作出的重大战略决策。XX水电站所在的金沙江流域属西部地区，亦是经济较落后的地区，2000年人均GDP仅为全国平均值的60%，但资源丰富，特别是水能资源十分丰富。XX水电站在建设期间有大量的资金投入，可扩大内需，拉动经济发展；可以改善周边地区的交通条件；可将先进的科学技术和信息带到该地区，开阔当地居民视野、32、提高其科技文化知识水平；工程建成后，其巨大的发电效益，除可实施“西电东送”外，还可为当地矿产资源的开发提供大量廉价电能，从而促进矿产资源开发，变资源优势为经济优势；通过发电税收，增加地方政府的财政收入。国内外经验表明：大型水利水电建设是促进地区经济发展的强大动力，开发建设XX水电站将对西部大开发产生积极的促进作用。4.2 开发任务4.2.1 工程的开发任务相对于金沙江下游河段流量大（年平均径流量达1170亿m3）、输沙量大的特点来讲，XX水电站是高坝小库大电站工程。根据建设的必要性和供电市场分析，结合下游梯级的开发任务和开发情况，XX水电站的开发任务初步拟定为：以发电为主，兼顾防洪、航运等综合33、利用。4.2.2 供电范围XX水电站是以发电为主开发的，本节只对发电任务中的供电范围及电力市场进行简要叙述。根据国家电力可持续发展的布局，结合金沙江下游河段电力输送的研究预测，XX水电站和其下游的白鹤滩、溪洛渡、向家坝三梯级电站主要供电华中地区，可能供电华东地区和福建省，并兼顾四川、重庆、云南三省市。预可行性研究阶段应对供电范围进一步分析论证，并以电力单位的论证为准。4.2.1.1 云南、川渝电网由于云南省、四川省的能源资源，特别是水电资源丰富，将是我国最大的水电输出地，根据其电力发展供需平衡分析，仅需金沙江的少量水电补充，大量的电力电量需向省外输送；重庆市统调电网一直是个电力净输入电网，除大34、力发展本地区水电外，尚需川电的补充，才能满足电力需求。4.2.1.2 华中、华东和福建电网2010年前，华中统调电网在接受三峡电力的基础上，电力供应基本平衡；但是自“十二五”初期开始将出现电力缺口，如果不加快电源建设，2020年电力缺口将达18900MW。华东统调电网也是一个电力输入电网。在目前的电源建设规划下，尽管考虑了三峡电力、晋电、川电，到2020年仍然有“外电”市场空间60700MW，并且今后依赖“西电”的市场空间越来越大。福建统调电网目前电力略有盈余，在其经济发展一直保持较快速度的情况下，到“十五”末期可能出现电力缺口500MW，到2020年电力缺口将达18600MW。总之，华中、华35、东和福建电网到2020年的电力市场发展空间将达98.2GW，到2025年电力市场发展空间将超过170GW，即使按1/3的电力由“西电东送”的中线供应计算，在2020年输电规模的基础上，2025年还需增加26GW的电力。说明我国中东部电力发展要求XX水电站加快前期工作，争取早日投产。5 水文和气象5.1 河流概况金沙江流域位于我国青藏高原、云贵高原和四川盆地的西部边缘，东经902310437,北纬24283546之间,跨越青海、西藏、四川、云南、贵州五省区，流域面积约47.3万km2。金沙江石鼓以上为上段，区间流域面积7.65万km2，河段长984km，河道平均比降1.76；石鼓至攀枝花为中段，36、区间流域面积4.5万km2，河段长约564km，河道平均比降为1.49；攀枝花至宜宾为下段，区间流域面积21.4万km2，河段长约768km，河道平均比降为0.94。XX水电站位于金沙江下段，在陆车林至XX河段布置了比较坝址。各坝址均在云南省绿劝县大松树乡金瓶峡（乌洞峡）以上20km河段内。陆车林坝址控制集水面积404540km2，约占金沙江流域总面积的85.5%；XX坝址控制集水面积406142 km2，约占金沙江流域总面积的85.9%。5.2 坝区气象要素XX水电站位于云南省绿劝县和四川省会东县之间金沙江峡谷河段内。根据坝区邻近的气象站实测资料统计，多年平均年降水量1148mm，610月降37、水量为989.1mm，占全年降水的86.2%，多年平均降水日数为123.4d；多年平均年蒸发量为1760.1mm；多年平均相对湿度为70%；历年最大风速为16.7m/s，相应风向WNW，出现日期为1973年3月5日；年日照时数为2347.9h；坝址年平均水温16.4。由于坝址位于干热河谷，气温垂直变化明显，坝区气温参照华弹站，多年平均气温为21.1，极端最高气温为42.7，出现日期为1969年5月，极端最低气温为-0.1，出现日期为1962年1月。坝区气象要素统计见表5-1。5.3 水文基本资料XX水电站工程水文计算主要依据下游华弹、屏山水文站实测资料。陆车林坝址位于白滩上游7km处，陆车林坝38、址至华弹站区间面积为21408km2，区间有支流参鱼河加入。白滩、XX坝址相距约5.6km，区间没有支流加入，两坝址径流、洪水取相同值。XX坝址距华弹水文站139km，区间面积19806km2。华弹水文站于1939年4月设立，测站集水面积表5-1 XX坝区气象要素表 月份 项目 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年多年平均年、月降水量(mm)7.26.911.919.079.8221.1278.0210.0190.090.027.76.31147.8多年各月年最大一日降水量(mm)24.415.723.828.964.3172.0102.6152.9109.272.842.39、721.8172多年各月平均气温12.115.821.025.226.425.427.326.823.820.316.312.721.1极端最高气温30.734.138.140.742.742.140.441.039.837.432.937.342.7极端最低气温-0.10.54.78.311.514.917.717.413.26.54.81.2-0.1多年各月最大风速(m/s)13.016.016.713.316.011.311.313.09.711.312.014.016.7425948km2，控制流域面积的90.0%。华弹水文站上游255km有龙街水位站，下游363.6km有屏山水文站。40、根据金沙江规划需要，XX坝址上游约4km处1997年1月设立专用水尺观测水位，中间曾停测一段时间。上述各站水文观测项目及年份见表5-2。表5-2 XX水电站上下游主要测站资料系列表站 名控制面积（km2）至宜宾距离（km）水位实测系列流量实测系列龙街站388899.5678.01939.31945.12、1953.5至今1939. 31945.12、1953.51978.12华弹站4259484231939.41948.12、1951.11至今1952.5至今屏山站45859259.41939至今1939.81948.5、1950.7至今5.4 径流为了使依据站系列连续和扩大样本容量，对华弹站41、缺测年份及各坝址至华弹区间径流量进行了插补延长。陆车林坝址、XX坝址径流量，系用下游华弹站径流量减去坝址至华弹区间径流量而求得，白滩坝址取用XX坝址径流值。各坝址至华弹区间径流量、系用区间径流模数乘以面积计算。攀枝花至屏山河段，据多年年降雨量分布分析，攀枝花至龙街区间降雨量小于龙街至屏山区间降雨量。经分析各坝址至华弹站区间径流模数与华弹至屏山站径流模数接近。因此采用华弹至屏山站径流模数计算出各坝址至华弹区间径流量。华弹站19402000年径流系列的多年平均流量为4040m3/s，平均径流量1275亿m3。系列中以1998年为最大，年径流量为1690亿m3，以1992年为最小年径流量为964亿m42、3。屏山站19402000年的径流系列的多年平均流量为4600m3/s，平均径流量1452亿m3。系列中以1998年为最大，年径流量为1970亿m3，以1994年为最小，年径流量为1060亿m3。华弹、屏山站年径流按矩法计算均值、Cv值作为初估值，最后用P-适线调整确定，采用参数值见表5-3。年径流的参数选定时考虑上下游站协调合理。表5-3 华弹、屏山站年径流设计成果表单位：m3/s站名P（%）125102050759095华弹594056605290501046504000356031502910屏山676064406030570052904550405035903310XX水电站比较坝址分43、陆车林、白滩、XX坝址，白滩、XX坝址相距约5.6km，且区间无支流加入，两坝址径流取相同值。经分析龙街至华弹与华弹至屏山径流模数接近，而三个坝址均位于该区间，故各坝址年、月径流计算采用华弹站径流量减去各坝址至华弹区间相应径流量。坝址多年年平均流量陆车林为3670m3/s，白滩、XX坝址为3700m3/s。各坝址年径流设计成果见表5-4。表5-4 陆车林、白滩、XX坝址年径流设计成果表单位：m3/s坝 址P（%）125102050759095陆车林540051504800456042303640324028602650白滩、XX54405190484045904260367032602880244、670径流年内月平均分配见表5-5，白滩、XX坝址的年径流分配比较集中，610月汛期水量约占全年总水量的76.9%。陆车林坝址与上述两坝址径流特点类似。表5-5 陆车林、白滩、XX坝址月、年多年径流及其分配表单位：亿m3站 名1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年陆车林31.824.825.528.645.910120822521514268.042.41158白滩、XX32.32525.928.746.210220922521614368.742.911655.5 洪水5.5.1 暴雨洪水特性金沙江流域一般雨季开始时间上游早于下游，雨区也自上游向下游移动发展。金沙江中上游、45、雅砻江上游基本无大暴雨（日降雨量为100200mm），流域其余地区年大暴雨日数小于0.5d。金沙江石鼓以下，5月才有暴雨；雅砻江中游只有7、8月才有暴雨出现。据实测资料统计，平均情况下，金沙江下游8月暴雨最多，其次是7月，7、8两月暴雨日约占全年的80%左右。金沙江干流洪水主要由暴雨形成。金沙江岗拖、雅砻江甘孜以北高原地区，基本上属于无暴雨区，洪水主要由大雨及冰雪融水形成，涨落较平缓，对中下游洪水起垫底作用。金沙江奔子栏、雅砻江洼里以下河段的洪水，由上游融雪（冰）水与中下游暴雨洪水共同形成。由于流域面积大，降雨历时长，汛期610月平均每月雨日达20d左右，造成洪水涨落较平缓，连续多峰，峰高量大46、，一次洪水持续时间最短约15d左右，最长可达40d左右。多年平均15d洪量约占60d洪量的三分之一，60d洪量超过汛期洪量的一半。本流域的洪水一般发生在610月，尤以79月最为集中。金沙江下段年最大洪峰流量发生时间主要在8、9月份，屏山站这两个月洪峰流量发生频率约占80%。干流石鼓以下河段洪水的年际变化不大。5.5.2 坝址设计洪水长江委及其它有关有关单位自50年代开始，先后多次对干流重要河段及主要支流的控制河段进行了大量的历史洪水调查、测量和复核。屏山河段调查的历史洪水，主要历史洪水年份为1924、1860、1892、1905、1928、1966年洪水，其中1966年为实测洪水。通过对历史文47、献大洪水灾情描述的综合分析，1924年洪水为1813年以来第一大洪水。历史文献中华弹（巧家）河段历史上洪涝灾害的记载较少，下游屏山与华弹洪水具有较好的一致性，参照屏山考证结果，华弹1924年洪水为1813年以来第一大洪水。据枢纽设计需要，本次提供白滩、XX坝址设计洪水。两坝址设计洪水系用下游华弹、屏山站资料插补。华弹、屏山两站经插补延长后的实测洪水系列，按年最大值独立取样原则，分别统计年最大洪峰、1、3、7、15、30、60d洪量，组成实测洪水系列。两站历史洪水的1、3、7d洪量，由QmW1d、QmW3d、Qm W7d相关线插补。两站由实测洪水系列与历史洪水组成不连续洪水系列，进行频率分析计算48、。频率曲线线型采用P-型曲线，以矩法计算初估值，以目估适线法进行调整，设计洪峰、洪量成果见表5-6。表5-6 华弹、屏山站设计洪水成果表单位：Q：m3/s w：亿m3站名时段设计值0.01%0.02%0.10%2.0%华弹Qm44700427003780028100W1d36.434.830.923.2W3d10410088.666.6W7d225215191144W15d406389347267屏山Qm52000495004340031800W1d47.044.539.028.0W3d13112510979.3W7d268256226167W15d456436390300白滩、XX坝址设计洪49、水，采用华弹、屏山两站设计成果插补，方法与设计年、月径流相同，设计洪峰插补时，面积比取2/3次方。设计洪水成果见表5-7。表5-7 白滩、XX坝址设计洪水成果表单位：Q：m3/s w：亿m3时段设计值0.01%0.02%0.10%1%2.0%Qm3950037800338002760025400W1d30.028.926.021.820.3W3d87.684.876.263.258.9W7d199190170140130W15d3763613212662475.5.3 分期设计洪水根据流域洪水特性，为合理地选取施工时段与施工导流流量，本次拟定了2个时段（11-3月、11-4月）、9个分月（1、50、2、3、4、5、6、10、11、12月），分析计算各种频率的最大流量，据枢纽设计施工需要，本次提供白滩、XX坝址分期洪水。白滩、XX坝址各月及各时段最大流量系列，直接采用华弹站19522000年实测资料，采用定期取样，统计最大流量。先用矩法计算统计参数初估值，然后由P-型曲线适线确定参数。参数考虑了前后时段频率曲线的相对合理性，白滩、XX坝址分期洪水成果见表5-8、表5-9。表5-8 白滩、XX坝址各月各时段瞬时最大流量设计成果表单位：m3/s月份、时段设计值P（%）510201月1940183017002月1550146013703月1540144013304月2340214019105月451、130370032306月1350011600961010月14500128001110011月62505590489012月30002790255011-3月62505590489011-4月625055904890表5-9 白滩、XX坝址各月月平均流量设计成果表单位：m3/s月份、时段设计值P（%）510201月1780167015402月1550145013403月1400132012304月1650155014305月2610242022106月6720597051707月1270011500102008月1550013500114009月13100119001060010月8680752、890702011月42703900349012月2380223020705.6 水位流量关系1997年1月长江委在XX坝址上游约4km 处设立水尺观测至今（中间曾停测）。今年在水文断面设立了XX坝址水文专用站。实测水位资料与上下游站对比分析，一致性较好。XX坝址下游139km处是华弹水文站，再下游363.6km有屏山水文站。因各坝址至华弹站区间与华弹至屏山区间径流属同一分区，故可采用两站资料推算出XX水尺处相应流量。为了解各规划坝址情况，在陆车林、白滩、XX坝址上下河段进行了多次洪水调查测量及野外查勘。同时对规划中的陆车林、白滩、XX坝址断面进行了测量。坝址利用华弹、屏山站流量资料，XX水位53、观测资料，坝址历史洪水调查资料，河道水面比降及11000河道地形图等资料，拟定出各坝址中低水水位流量关系，高水部分采用QA法延长。5.7 泥沙金沙江是长江宜昌以上地区泥沙的重要来源之一，屏山站多年平均输沙量约占宜昌站多年平均输沙量的46%，少数年份可超过74%。金沙江流域的产沙在地区上存在较大差别，总体上是自上游向下游递增，且增长速度大于径流增长速度。坝址位于攀枝花、小得石、湾滩以下地区，是金沙江流域水土流失最严重区域。该区域雨量充沛，暴雨多且强度大，沟蚀作用强烈，泥沙输移能力强。据干流攀枝花、华弹、屏山水文站，支流小得石、湾滩水文站实测资料统计，攀枝花、小得石、湾滩屏山区域多年平均年产沙量154、.60亿t，最大年产沙量3.81亿t（1974年），最小年产沙量0.719亿t（1975年），多年平均年产沙模数2290t/km2。其中攀枝花、小得石、湾滩华弹区域的多年平均含沙量10.5 kg/m3，多年平均年产沙模数2370t/km2，是金沙江流域各分区中水土流失最严重地区。坝址多年平均年、月输沙率、年输沙量的计算，考虑坝址上游水文站至下游水文站区间输沙模数及径流模数接近，移用输沙模数计算。两坝址的多年平均年、月输沙率、年输沙量见表5-10。表5-10 白滩、XX坝址多年平均输沙率、输沙量统计表输 沙 率 （kg/s）年输沙量（万t）含沙量（kg/m3）1月2月3月4月5月6月7月8月9月55、10月11月12月年83.575.661.5118622615414765135081112234446041564250134151.546 工程地质XX水电站是金沙江攀枝花宜宾河段最上游的一个梯级，坝址跨云南、四川两省，左岸属四川省会东县，右岸属云南省禄劝县。长江勘测规划设计研究院对该枢纽的勘察工作始于二十世纪50年代，1995年起加快了工作的步伐。至今我院完成工作主要有：（1）19591960年间，原云南省水利电力厅设计院为长江流域规划完成了11万坝址区工程地质测绘9.5km2(草图)，钻孔663m，平硐118m，水库区110万地质测绘1180km2，并进行了天然建筑材料调查。（2）1956、95年，我院进点成立XX工区，基地建房252m2，修勘探小路5370m，岩屋式交通硐（兼作槽探）958m，完成跨江悬索桥选址设计。（3）从上世纪50年代进行的长江流域综合利用规划要点报告编制工作和1990年完成长江流域综合利用规划简要报告编制工作，到19952003年进行金沙江干流规划期间，我院对金沙江流域及XX坝址所处区域地质环境、地壳稳定性分区、主要活动性断裂及地震时空分布规律进行了广泛的研究。（4）1995年，委托云南省地震局对XX水电站工程场地进行了地震安全性评价，在历时4年的区域地质调查、活断层研究、历史地震调查分析的基础上，1999年提交了金沙江XX水利枢纽工程场地安全性评价报告，57、该报告通过了国家地震安全性评定委员会审查，同年8月，中国地震局作了批复，该批文可作为XX水电站设计依据。（5）2002年下半年以来完成了以下工作：1） 进行了XX坝址和白滩坝址15000工程地质测绘、专门工程地质问题调查以及天然建筑材料普查2） 5000数字地形图测绘约10km2、河段景观摄影长7km、勘探平硐400m/4个的掘进与地质编录、白滩坝址及XX坝址三维数字地质结构模型3） 白滩坝址、XX坝址河床覆盖层地震法勘探4） 白滩坝址、XX坝址岩体现场变形试验6点、室内物理力学试验7组5） 坝址及水库区航片解译和重点滑坡现场调查6） 坝址区水质分析8组7） 人工骨料岩矿分析8） 进行了勘测基58、地的扩建和坝区交通的准备工作。6.1 区域地质与地震6.1.1 区域地质概况6.1.1.1 地形地貌库坝区位于川滇山地顺金沙江的高中山地貌单元，南侧与云贵高原、北西侧与康滇高原相邻，区内广泛保留有20002500m山原面。地势上总体呈西高东低。区域地貌具强烈的构造侵蚀特点，区内山脉及金沙江的主要支流均呈南北向发育，与主体构造形迹一致。主要山脉有龙帚山、鲁南山(三台山)等，其高程30004000m，区内最高处在坝址东南3040km(则黑以南)，高程4107m。6.1.1.2 地层岩性区域内出露的最老地层为下元古界会理群(昆阳群)，是本区的褶皱基底，岩性为浅变质的陆源碎屑岩夹碳酸盐岩；震旦系地层不59、整合超覆于下元古界地层之上，下震旦统为一套红色陆源碎屑沉积，上震旦统为灯影组灰岩。寒武系中、下统为碎屑岩夹碳酸盐岩，与下伏震旦系地层呈整合接触，上统在区内缺失；奥陶系为滨海、浅海相沉积，下统为陆源碎屑岩，与下伏寒武系地层假整合接触，中统为陆源碎屑与碳酸盐岩，上统缺失；志留系石炭系在区内缺失；二迭系下统以浅海相碳酸盐岩为主夹陆相含煤碎屑岩，与下伏老地层呈不整合接触，上统为峨嵋山组玄武岩。中生界上三叠系新生界下第三系地层为陆源红色碎屑岩；上第三系为含煤碎屑岩。第四系多为河流冲积、冰川堆积、崩塌堆积和残坡积松散地层，零星分布于断陷盆地、河谷及山麓边坡地带。吕梁期岩浆岩为下元古界哀牢山群、苴林群和大红60、山群中，主要有基性、超基性岩脉和钠质花岗岩、钾质花岗岩，出露于元谋新平一带；晋宁期岩浆岩为下元古界会理群中，主要为基性、超基性岩脉和花岗岩，见于坝址区及禄劝、禄丰等地；澄江期岩浆岩为震旦系澄江组等地层中，见于罗茨、东川、巧家及陆良等地，为中酸性喷出岩及花岗岩；晚二迭世的喷出岩为峨嵋山玄武岩，在区内的二迭系岩层中广泛分布。6.1.1.3 地质构造XX水电站库坝区所处大地构造单元，根据长江流域综合利用规划简要报告，参照四川、云南两省地质志，属扬子准地台康滇地轴的中南部，涉及泸定米易台拱、武定易门台拱和东川断拱三个三级构造单元。按板内块体现代运动特征，本区位于“川滇菱形地块”内。区内断裂构造格架，以61、川滇南北向断裂带为主体，伴有北西、北东及东西向断裂构造。（1）南北向构造带主要有：1） 安宁河断裂带：位于坝址北西，距坝址区40km，最新活动时代为中更新世，综合测年10万年。2） 小江断裂带：位于坝址以东4050km，沿断裂带历史记载多次6级以上地震和3次近于8级的地震均发生于中段。3） 普渡河断裂带：位于坝址东南侧，距坝址16km，北段（近工程场区段）强烈活动时段为16万年前的中更新世。4） 汤郎易门断裂带：位于坝址西侧，距坝址37km，综合测年610万年，顺断裂1995年法窝发生过6.5级强震、1755年易门发生过6.5级强震。5） 磨盘山绿汁江断裂带：位于坝址西侧，距坝址70km，强烈62、活动时间为中更新世。6） 德干断裂：位于工程场址附近，属普渡河断裂的北延部分，近百年的地震记录表明该断裂带上有中强震活动，如会东淌塘1947年5.5级地震、1988年5.2级地震、禄劝马鹿塘1893年5级地震。7） 会东胶西断裂：位于坝址西侧，距坝址22km，强烈活动时间为中晚更新世。（2）北西向断裂带主要为则木河断裂带，位于坝址北东，距坝址70km，公元1910年以来中强地震集中于宁南巧家地段。（3）北东向断裂带主要为宁南会理断裂，位于坝址北西，距坝址46km。第四纪中更新世以前活动明显。该断裂与磨盘山绿汁江断裂带之交汇部位，1955年发生过6.75级地震。（4）东西向断裂带主要为金沙江断裂63、带，位于坝址以南并紧邻坝址。第四纪以来无明显活动。6.1.2 地震危险性分析多年研究表明，新构造运动以来，川滇菱形地块的边界断裂具有较强的活动性，地块内部的稳定性相对较好。工程场区范围内，自1893年以来，共记录55.5级中强震三次，均发生在德干断裂带，震中距工程场址约816km，影响至坝址的烈度分别为5度、6度和5度。近年工程场区外围云南省境内发生过两次6级以上强震，即1985年禄劝转龙6.3级地震和1995年武定法窝6.5级地震，距坝址分别为54km、91km，这两次地震影响至坝址区的烈度均为5度。历史地震中，对坝址区的影响最大的是1733年东川7.75级地震，震中距坝址45km，影响至坝64、址烈度为7度。根据工程场地及其外围的发震构造和历史地震资料研究，将工程场址及其外围划分了14个潜在震源区，其中对工程场地有重要影响的主要有普格宁南潜在震源区（震级上限8级）、巧家东川潜在震源区（震级上限8级）、普渡河潜在震源区（震级上限6.5级），地震危险性分析认为，普渡河断裂带(含德干断裂)的地震危险程度对坝址区的地震安全性有明显的制约作用。通过地震危险性概率（见表6-1）分析并经中国地震局审查批准：XX坝址地震基本烈度为度，50年超越概率10%基岩水平峰值加速度为85cm/s2（0.085g）；壅水建筑（大坝）取100年超越概率2%作为设防的概率水准，场地设防烈度相应为度；非壅水建筑取5065、年超越概率5%作为设防的概率水准，场地设防烈度相应为7度。表6-1 不同超越概率水平场地设计地震动参数及相应烈度（I）PAmax(cm/s2)T1（秒）T2（秒）maxI(度)10（50年）850.150.252.40.955（50年）1250.150.252.40.932（100年）2450.100.252.20.966.2 水库工程地质当正常蓄水位950m时，水库回水至鲊石地，库尾水位967.27m，水库全长142.35km(按XX坝址)。6.2.1 水库工程地质条件（1） 地形地貌库区位于滇北、川西南峡谷区，沟壑纵横，属构造侵蚀作用为主的高中山地貌。金沙江河谷以“V”型谷为主，枯水期江面66、宽110320m。龙川江口以上，河谷两岸山体高程15002000m，河流切割深度5001000m，岸坡坡度一般大于50。龙川江口以下，河谷两岸山体高程20003000m，部分地段35004000m，河流切割深度一般为10002000m。岸坡地形陡峻，除几条支流的河口地段较平坦外，平均坡度在40以上。北岸主要支流有：参鱼河、尘河，南岸主要支流有：勐果河、龙川江、永善河。从坝址区到上游热水塘，河谷两岸发育有7级基座阶地或侵蚀阶地，其中级和级保留相对完整，高出江水面分别为50m、150m。（2） 地层岩性水库区两岸出露的地层主要有前震旦系变质岩，寒武系下统砂泥岩、震旦系上统灰岩、奥陶系下统灰岩，二迭67、系灰岩及玄武岩、三叠系上统、侏罗系中统和白垩系的砂泥岩类，还有侵入时期不一的岩浆岩。水库库岸除龙川江口、尘河河口部位为松散堆积体岸坡外，其余部位以岩质岸坡为主。其中龙川江口以上库岸岩性以岩浆岩和前震旦系变质岩为主，龙川江口吴摆渡为三叠系及其以上的“红层”碎屑岩库岸；吴摆渡坝址以前震旦系变质岩库岸、震旦系二迭系碳酸盐岩库岸为主。（3） 地质构造水库区龙川江口以上位于泸定米易台拱三级构造单元内，其东侧发育有与金沙江近于平行的南北向磨盘山绿汁江断裂。龙川江口以下，涉及武定易门台拱和东川断拱两个三级构造单元，发育有南北向的汤郎易门断裂带、会东皎西断裂带、德干断裂带，这些断裂与金沙江垂直或呈大角度相交；68、另有东西向金沙江断裂带，在付胜田大梁子库段右岸与河流近于平行发育。（4） 水文地质区内地下水有孔隙水、裂隙水和岩溶裂隙水等类型。孔隙水主要赋存于第四系松散层中，其透水性一般较强；裂隙水主要赋存于三叠系白垩系红色陆相碎屑岩和岩浆岩中，岩层的透水性受断裂等构造控制，一般为中等透水；岩溶裂隙水主要赋存于震旦系、寒武系和奥陶系及二迭系下部的灰岩等地层中，岩层的透水性取决于岩溶发育程度，一般较强。金沙江为区内最低侵蚀基准面，地表水及地下水均向金沙江排泄。（5） 物理地质现象据航片解译资料，水库岸坡发育的主要物理地质现象有崩塌、滑坡和泥石流等三类。库坝区范围内具一定规模的物理地质现象102处（其中坝址下游69、8处，体积约3.6亿m3），估计变形体总体积在17亿m3，其中滑坡体、崩体塌和泥石流分别为35处、15处和52处，体积分别达15.9亿m3、0.3亿m3和1.2亿m3以上。滑坡体：库区共有滑坡体30处，估计总体积12.4亿m3。其中干流滑坡体21处，总体积3.65亿m3，支流9处，总体积8.7亿m3。大于1亿m3的滑坡体3处，均分布在支流库段。干流库段的滑坡体主要分布于龙川江坝址段，其中库首20km以内干流段有滑坡体4处，单个体积一般300万m33600万m3，最大者为左岸的铅厂滑坡，体积约8000万m3，距坝14.8km。上述滑坡据航片解释初步判断为稳定或基本稳定。XX坝址下游10km范围内70、有滑坡体共5处，其中大于1亿m3者3处，均处于稳定或基本稳定状态。崩塌体：库区共有崩塌堆积体14处，估计总体积0.28亿m3。其中干流段11处，支流上3处。干流库段的崩塌主要分布于距XX坝址19.446.5km的地段，该区间内有9处，单个体积40360万m3，据航片解释初步判断这9处崩塌体均处于稳定状态。泥石流堆积体：整个库区都较为活跃，其中以皎车渡至库尾段最发育。尤以北岸会东、会理县境内最为发育，其流域面积一般2.5131km2，沟床比降53493。库区共有泥石流堆积体50处，估计总体积1.2亿m3，建坝后部分淹没，部分将以固体径流成为水库淤积源之一。其中阴地沟泥石流沟与河门口、白滩坝址直接71、相关，猪拱地泥石流沟对白滩坝址也有一定影响。6.2.2 库岸稳定性（1）干流库岸根据水库区地形地貌、地层岩性、地质构造等基本地质条件和物理地质现象分布及其活动性，库岸自上游至下游可分为8段：鮓石地大湾子：库段长29km，该段河谷以纵向峡谷为主，相对高差8001200m，多为5070的陡坡，地层主要为前震旦变质岩及三叠白垩系的红色碎屑岩，磨盘山绿汁江断裂在其东侧展布，距河流25km。属稳定性较好库段。本段内干流上发育有4处滑坡、1处崩塌。大湾子龙川江口：库段长7km，地形较平缓，左岸岸坡坡度1526，右岸为顺龙川江的断陷盆地，出露地层为前震旦变质岩、零星花岗岩及石英闪长岩，为横向谷。物理地质现象72、少且规模小，库岸稳定性好。本段内干流上发育有1处滑坡，方量70万m3。龙川江口吴摆渡：库段长约52km，勐果河河口以横向峡谷为主；勐果河口以下以纵向峡谷为主，左岸为逆向坡、右岸为顺向坡。两岸岸坡坡度3555，出露地层为三迭叠系、侏罗系、白垩系碎屑岩。岸坡稳定性较好，本段内干流上发育有5处滑坡，方量120万m33000万m3，1处崩塌，方量180万m3。吴摆渡下龙门：库段长约8.5km，为红层碎屑岩库岸，纵向谷，左岸为逆向坡，右岸为顺向坡。左岸岸坡稳定性好；右岸岸坡稳定性较差，发育有长田和下龙门两处滑坡。下龙门洪门厂：库段长约19.5km，岸坡地形陡峻，为震旦系碳酸盐岩和前震旦系变质岩库岸，纵向73、谷，左岸为顺向坡，右岸为逆向坡，变形体主要集中在右岸，以崩塌为主，少量滑坡。本段岸坡稳定性差。洪门厂铅厂：库段长约11km，前震旦系变质岩库岸，为斜向谷，左岸为顺向坡，右岸为逆向坡，两岸各有1处崩塌体，岸坡稳定性较好。铅厂陆车林：库段长约6km，前震旦系变质岩库岸，以斜向谷为主，左岸为顺向坡，右岸为逆向坡，左岸发育有铅厂滑坡和铅厂下游滑坡，本段岸坡稳定性差。陆车林XX：库段长约9km，为纵向峡谷，左岸为逆向坡，岸坡坡度2560，右岸为顺向坡，岸坡坡度3055；右岸谷肩以上较平缓，左岸谷肩以上地形较破碎。地层为三叠系、侏罗系砂岩、泥岩等。该库段内发育有中村滑坡和水塘滑坡，初步判断为稳定，且不受库74、水影响，因此岸坡稳定性好。（2）支流库岸龙川江段：库段长9km，该段河谷以纵向宽谷为主，局部斜向宽谷。磨盘山绿汁江断裂在其东侧发育，距河流不足1km，受其影响，两岸均为逆向坡。右岸出露的地层主要为三叠白垩系的红色碎屑岩，倾角2030为主，左岸为前震旦系变质岩及各期岩浆岩。属稳定性较好的库段，无滑坡和崩塌体发育。尘河段：库段长11km，以纵向宽谷为主，左岸为顺向坡、右岸为逆向坡，扒迷以下岸坡左缓右陡，以上左陡右缓，地层主要为侏罗系白垩系的红色碎屑岩，该库段内发育有河门口滑坡，体积3.15亿m3。库岸稳定性左岸差、右岸较好。参鱼河段：库段长约5km，为斜向峡谷，左岸陡、右岸相对较缓，左岸岸坡坡度275、560，右岸岸坡坡度2045；右岸地形较破碎。地层为二迭系、侏罗系砂岩、泥岩等。该库段岸坡稳定性左岸好、右岸差，右岸有大村滑坡和三股水滑坡。上述总长334km的干流及主要支流库岸中，岸坡稳定性好、较好、较差和差的库岸长度分别为56.5km、202km、19.5km、56km，分别占库岸总长的16.9%、60.5%、5.8%、16.8%。6.2.3 水库封闭条件金沙江为区内最低排泄基准面，山高谷深，支流坡降大，回水长度不超过11km。水库南侧与相邻的元江（红河）河间地块宽达200km，分水岭一带的滇池水位1886m，不存在向元江渗漏的条件；水库北侧与相邻的下游水系之间为鲁南山，分水岭雄厚，高程376、100m3300m，近坝区有相对隔水的下元古界地层封闭，亦无渗漏可能。虽在库中部吴摆渡白泥洞段的震旦系碳酸盐岩延伸至枢纽下游普渡河水系的掌鸠河，但掌鸠河河面高程在1750m以上，远高于库水位，不存在向其渗漏的可能。在陆车林XX一带，有由金沙江自身形成的宽约10km河间地块（见图6-1），有震旦系和二迭系碳酸盐岩在库内外出露。初步分析该河间地块存在渗漏问题的可能性较小，主要理由有： 河湾地段地势雄厚，为地壳上升地区，岩溶发育深度大于1000m的可能性不大； 河间地块东侧（下游侧）有元古界相对隔水层分布； 该部位碳酸盐岩为白云岩、白云质灰岩，岩溶发育相对较弱，且分水岭地段有众多断层切割，破坏了其连77、续性； 沟通库内外的金沙江断裂多位于相对不透水的前震旦系变质岩中。在预可研阶段须对该河间地块的封闭条件进一步勘察论证。6.3 坝址工程地质在陆车林XX长12.6km的河段内初步研究了陆车林、尖山包、河门口、白滩和XX等五个坝址。6.3.1 坝区工程地质概述坝区河段为一向北东突出的河湾段，上游陆车林和下游XX均为深切峡谷，切割深度8001100m，其中约7km为较顺直的纵向谷，切割深度200250m，其间有支流参鱼河汇入。河段内零星见有河流阶地三级，相对河面高差分别为510m、4060m、150m。坝区内主要地层有：三叠系上统（T3）侏罗系下统（J1）白果湾群砂页岩等碎屑岩，二迭系下统（P1）白78、云岩、灰质白云岩，震旦系灯影组灰质白云岩、白云质灰岩，下元古界通安组和力马河组，通安组岩性主要为变质灰岩、千枚岩、砂板岩，力马河组为陆源碎屑变质岩。下元古界通安组、力马河组构成区域褶皱基底，在陆车林和XX两峡谷被切割出露，产状近直立；古生界震旦系灯影组及其以上地层组成盖层，倾向NE，倾角较缓，其中三叠系上统侏罗系红色地层分布在两岸谷肩以上，形成剥蚀地貌。河段内断裂主要有近SN向及近EW向两组。近SN向断层为德干断裂带，由三条断层组成，分别位于XX上峡口及峡谷中上段，为一组向东陡倾的逆断层，其西支断距较大，将震旦系及其以上地层错断。近EW向断裂为热水塘断层，据“招标文件参考资料”，热水塘断层分布79、于金沙江左岸岸边，在尖山包东侧1km处的热水塘露头最清晰，“300m内4个泉，水温约4050”、“温泉与断层糜棱岩年龄约10余万年”，“该断裂可能属活动断裂，其性质与活动性，是否过参鱼河口继续东延需进一步详细研究”。坝区内汇入金沙江的支流为参鱼河，此外还有左岸的尼东莫沟、阴地沟、猪拱地沟（上白滩沟）、白滩沟，右岸的水塘沟、老深沟等支沟的季节性流水汇入。河段内地下水有孔隙水、裂隙水和岩溶裂隙水三类，孔隙水赋存于第四系松散堆积层中，裂隙水赋存于T3J2砂泥岩及Pt1t千枚岩、石英岩、薄层变质灰岩中，岩溶裂隙水赋存于P1、Zbdn白云岩、灰质白云岩中。金沙江水为CaNaMg-HCO3型或CaNa-H80、CO3型，pH值为8，矿化度319323mg/L，对砼无侵蚀性；左岸支沟水质类型为CaMg-HCO3SO4型 CaMg-SO4型，矿化度421814mg/L，pH值7.38，硫酸根离子含量65450mg/L，部分对砼具弱腐蚀性。XX坝址下游10km以内的滑坡主要有金坪子滑坡、迤期滑坡和杀威台子滑坡，分别距XX坝址0.9km、6.2km、9.3km，均处稳定状态。招标文件参考资料一中指出，金坪子滑坡“整体是稳定的”，“整体下滑的可能性不大”。我院现场调查认为，金坪子斜坡在高程13501100m一带存在广泛出露的下元古界基岩，将斜坡分成金坪子平台堆积体、旦多堆积体和旦多下方滑坡体三部分，其中金坪子81、平台堆积体离坝址较近，与工程关系密切，应作为勘察重点。“招标文件参考资料一”所述XX坝址右岸高程1420m以上的“XX滑坡”，我院查勘认为，该滑坡不存在，该处为震旦系灯影组灰岩组成的稳定平缓斜坡。河段干流上的主要滑坡为中村滑坡、大村滑坡，均处稳定状态，支流参鱼河中的大村滑坡、三股水滑坡规模较大，亦稳定。坝区附近主要的泥石流沟自下而上有：白滩上下两条泥石流沟、阴地沟泥石流、尖山包西泥石流沟、永善河泥石流沟等，类型包括粘性、中性和稀性泥石流。阴地沟泥石流对河门口坝址和白滩坝址的水工布置和运行有直接影响，猪拱地泥石流沟对白滩坝址有一定影响。其它泥石流沟对工程无大的影响，但它是水库淤积的重要物质来源之82、一。6.3.2 坝址工程地质条件及评价（1） 陆车林坝址陆车林坝址位于陆车林峡谷中段，距XX坝址约12.6km。坝址处河流流向由南至北，河谷为斜向谷，呈基本对称的“V”型。枯水期江面高程828m，河面宽80m，950m正常蓄水位处谷宽460m。左岸岸坡坡角平均39，近岸950m高程以下较缓，为28；右岸平均43，近岸860m高程以下较陡，为65，以上较缓，为35。坝址区河床覆盖层为含漂石的砂卵砾石，厚度大于25m（据招标文件图）。左岸950m高程以下有崩坡积碎块石土分布，厚度510m。坝址区基岩为下元古界力马河组第一段（Pt1l1）石英岩、千枚岩及其互层。建坝岩层（Pt1t1）走向48，倾SE83、，倾角65，断裂构造不发育，仅在上游500600m处见一断层，近EW向，显反扭，水平错距大于700m。坝址工程地质条件初步评价：坝址处河谷较为宽阔，两岸分布的Pt1t1为相对隔水岩体。但同时存在以下不足：建坝岩体岩性软硬不均，对大坝、地下硐室和边坡稳定不利；库首存在铅厂滑坡和铅厂下游滑坡。（2） 尖山包坝址尖山包坝址位于陆车林峡谷出口处，下距XX坝址10.3km。坝址处河流流向由西向东，枯水期江面高程822m，河面宽约98m，正常蓄水位950m处河谷宽401m。岩层走向与河流流向一致，为纵向谷，呈不对称“V”型。左岸为逆向坡，较陡，平均坡度约50，950m高程以下坡度55；右岸为顺向坡，较缓，84、平均坡度33。坝址区建坝岩体主要为震旦系灯影组（Zbdn1）和二迭系下统（P1）白云岩、灰质白云岩，与下伏下元古界力马河组第一段（Pt1t1）地层呈不整合接触，后者分布于河床覆盖层之下。岸坡近谷肩部位分布的是T3-J1bg砂泥岩，河床覆盖层厚约50m。坝址区Pt1t1呈直立微倾东，走向4060，其上覆岩层为单斜构造，走向315，倾向NE，倾角1016。坝址区断裂构造不甚发育，左岸顺江延伸的热水塘断层有数处温泉出露，其活动性需进一步研究。坝址下游的参鱼河右岸，发育有三股水滑坡，右岸谷肩以上的顺向坡地带发育有干坝塘滑坡，均为浅层顺层堆积体-基岩滑坡，目前稳定性较好。坝址工程地质条件初步评价：河谷较85、为宽阔，建基岩体以白云岩、灰质白云岩为主，仅在河床部位有Pt1t千枚岩、石英岩分布，基本可以满足建坝要求；不利地质因素有：左岸坡角较陡，岩体卸荷较强，建坝岩体为可溶性岩层，给坝址防渗带来一定难度。主要工程地质问题有：河床覆盖层、岩体的风化与卸荷、岩溶渗漏问题、近坝地段滑坡与泥石流等。（3） 河门口坝址河门口坝址位于参鱼河口以下约600m，左岸为坪子上村，下距XX坝址6.8km。坝址河段河流走向119，枯水期水面高程820m，河面宽约155m，950m正常蓄水位处河谷宽约345m。纵向谷，为下陡上缓、左高右低的不对称“V”型谷。左岸为逆向坡， 1000m高程以上岸坡坡度为36，950m高程以下为86、51，9501000m高程间为一宽约120m的缓坡平台（坪子上村），坡度19；右岸为顺向坡，岸坡坡度约60。坝址区覆盖层主要为崩坡积物和河流冲积物，崩坡积物（Qcol+dl）分布在坪子上，为碎块石土，厚510m；河床冲积物主要为砂卵砾石，厚3550m。坝址区基岩有二迭系下统（P1）白云岩、灰质白云岩、三叠系上统侏罗系下统白果湾群（T3-J1bg）砂泥岩（下部为底砾岩）、侏罗系中统益门组（J2y）砂质泥岩、新村组（J2x）长石石英砂岩。其中二迭系下统（P1）为主要建坝地层。坝址区岩层走向300，倾向左岸，倾角1015。据招标文件资料，断裂构造有两组，一组以热水塘断层为代表，走向近东西，沿左岸顺岸87、边发育，陡倾右岸，宽28m，构造岩由角砾岩、糜棱岩组成；另一组大致垂直河流发育。初步分析，P1白云岩、灰质白云岩为弱岩溶地层，为中等透水岩体，其上分布的T3J2为裂隙性透水岩体，为弱透水。坝址工程地质条件初步评价：本坝址河谷较开阔，建坝岩体为白云岩、灰质白云岩，属硬岩；尚待查清的主要地质问题有：左岸热水塘断层的规模及活动性；岩体质量；河床覆盖层。（4） 白滩坝址白滩坝址位于阴地沟下游，上距河门口坝址1.2km，下距XX坝址5.6km。坝址河流走向105，为纵向谷，枯水期水面高程815m，河面宽约140m。正常蓄水950m处河谷宽345m。左岸900m高程以下岸坡坡度5560，以上为3540；右88、岸1000m高程以下岸坡坡度60左右，以上较缓，为15。左岸上游有支沟阴地沟分布。坝址区第四系松散堆积物：崩塌堆积（Qcol），分布左岸逆向坡地带，厚515m；河流冲洪积（Qpl+al），厚3545m；滑坡堆积（Qdel），两岸均有分布，为砂岩及页岩碎块石，厚1015m。基岩：三叠系上统侏罗系下统白果湾群（T3-J1bg），由紫红色页岩及黄绿色砂岩组成，底部夹有劣质煤层、钙质胶结角砾岩，厚度162m。与下伏二迭系下统地层呈假整合接触。二迭系下统（P1）为白云岩、灰质白云岩，厚度大于126m。坝址区岩层为单斜构造，岩层走向300，倾向NE，倾角1015。区内断层主要为前述左岸岸边的热水塘断层，顺89、河向，倾右岸，倾角82。主要构造裂隙有两组：一组走向280320,倾SW，一组走向10，倾SE，两组均为中高倾角。坝址区地下水主要为裂隙水、孔隙水和少量岩溶裂隙水。左岸坝址区的冲沟枯水季节有水流，右岸地下水位较低。三叠系砂泥岩为弱透水岩体。二迭系灰质白云岩和白云质灰岩为弱岩溶地层，为中等透水岩体。两岸地表、地下水为硫酸型水，部分地段地下水中SO32-对砼具弱腐蚀性。主要物理地质现象为浅层基岩滑坡，左右岸均有分布，一般规模较小，右岸顺向基岩滑坡与矿硐开挖有关。左岸有阴地沟泥石流分布。右岸岩体卸荷主要发生在谷肩，卸荷带宽度2545m。左岸自谷肩以上岩体卸荷较强，角砾岩及其以上有各层砂岩均表现出明显90、的卸荷拉开，岸边卸荷带宽度1020m。由于岩层倾向左岸，左坝肩部分坝基岩体为砂岩及页岩。坝址岩体（石）物理力学参数建议值见表6-2。白滩坝址工程地质条件初步评价：坝址河谷较开阔，建坝岩体以二迭系下统白云岩、灰质白云质为主，岩性较坚硬，具备兴建高坝的基本地形地质条件。该坝址尚待查清的问题有： 左岸热水塘断层的规模及活动性； 岩体质量； 岩溶发育状况及坝基防渗； 河床覆盖层厚度； 阴地沟泥石流对工程的影响。（5） XX坝址XX峡谷长3200m，坝址选在距上峡口2000余米的峡谷下段下元古界通安组（Pt1t）地层分布区。坝址工程地质条件坝址河流流向为SE25，为狭窄横向谷，河面枯水期高程810m，江91、面宽7095m，正常蓄水位950m高程处谷宽245m，岸坡坡角5070，尤其是900m高程以下更为陡峻，坡角达82。谷肩以上为缓坡接高山，左岸山顶高程18002373m，右岸山顶高程16002231m。第四系(Q)主要有：河流冲积(Qal)、崩积(Qcol)、坡积(Qdl)、滑坡堆积(Qdel)等松散堆积，其中河床覆盖层厚4560m。基岩有下元古界通安组和震旦系上统灯影组。震旦系上统灯影组(Zbdn)：第二层(Zbdn1-2)为灰灰白色厚层白云岩、灰质白云岩，厚度大于50m。第一层(Zbdn1-1)，顶部为厚约5m的黑色板岩，中部为厚约20m的块状白云岩，底部为厚约4m的石英砂砾岩，总厚度大于92、30m。下元古界会理群通安组(Pt1t)：按其出露自下而上分为12层。其中Pt1t1、Pt1t2、Pt1t4、Pt1t6 、Pt1t9、Pt1t11为薄极薄层状浅变质灰岩或大理岩， Pt1t3、Pt1t5、Pt1t8、Pt1t10、Pt1t12为厚层状浅变质灰岩夹大理岩，Pt1t7为浅绿色绿泥石化千枚岩。第五层Pt1t5厚度为390m，岩性坚硬，是较好的建基岩体。坝址区褶皱基底地层会理群呈近直立分布，走向4060，垂直河流，倾向下游微偏右岸，不整合接触的上覆盖层震旦系及二迭系地层，均缓倾上游偏左岸。坝址区共发育NE(NNE)、NWW、EW三组断层。表6-2 XX坝址、白滩坝址物理力学参数建议值93、表部位岩性层厚天然密度（kN/m3）岩石饱和抗压强度（MPa）岩体变形模量（GPa）泊松比（）岩体抗剪强度备注岩/岩砼/岩fC(MPa)fC(MPa)乌东德坝址Pt1t5：灰岩、矽化灰岩、大理岩、白云质灰岩、白云岩（浅变质）厚、巨厚26.6708025300.201.41.61.21.3中厚26.660701520(新鲜)0.251.21.51.11.2大坝及厂房部位810(表层)中薄26.54050160.28薄层26.535150.300.91.10.80.9片岩26.33550.320.70.60.760.5千枚岩26.23030.350.650.40.50.3白滩坝址P1灰质白云岩白云94、质灰岩26.54060815(新鲜)0.301.11.11.01.0主要建坝岩体25(表层)T3页岩25.71010.350.50.30.450.2T3砂岩26.42030.300.630.350.550.3T3劣质煤层0.400.04注：此表主要根据工程类比资料。NE（NNE）向断层走向一般4060，以倾SE为主，少量倾NW，多为中高倾角张性或张扭性断层，断层带由钙质胶结的角砾岩或糜棱岩充填。NWW断层走向293295，显逆冲或张扭，倾NE，倾角4584，断层带宽0.20.5m，泥钙质或方解石胶结。近EW向断层倾向SE或SW，倾角7080，除F5规模较大，错距大于50m外，其余断层均为裂隙性95、，带宽一般0.01m2m，泥钙质及方解石充填。坝段区主要裂隙有两组，一组N1535E，倾NW，倾角50左右，多呈闭合状，长510m，在坝线附近呈较密集羽状发育，线密度34条/m，；一组为N1030W，倾向NE，倾角60左右，该组与河流流向平行。坝址区岩体可分为岩溶裂隙含水岩体和裂隙含水岩体。震旦系灯影灰岩，为岩溶裂隙含水岩体(强透水层)，Pt1t3、Pt1t5、Pt1t8、Pt1t10、Pt1t12等厚至中厚层浅变质灰岩为溶隙裂隙含水岩体(中等透水层)，Pt1t1、Pt1t2、Pt1t4、Pt1t6、Pt1t7、Pt1t9、Pt1t11等薄层变质灰岩、大理岩及砂板岩为裂隙含水岩体(弱透水岩体)96、。坝址区地下水接受大气降水及两岸谷肩之上覆盖的震旦系灰岩中岩溶裂隙水的补给，在下元古界浅变质岩中沿层面或断层、构造裂隙等向金沙江排泄。地下水属对砼无侵蚀性。经现场查勘和地震波波速测试确定，两岸岸体的弱卸荷水平宽度为1020m。危岩体：坝址所在的峡谷地段谷坡陡峻，部分地段岩体卸荷较强。坝址区左岸有一定规模的危岩体发育，对枢纽工程有一定影响。红沟堆积体位于坝址上游约600m，为松散崩塌堆积体，前后缘高程分别为800m和1000m，体积约（300400）万m3，其稳定性需进一步勘察查明。前述金坪子滑位于坝址下游峡谷出口处（右岸），距拟选坝轴线900m。试验资料表明，建坝岩体强度较高。右岸5个平硐内797、14m的卸荷带地震波波速2100m/s3100m/s，新鲜岩体的地震波波速2800m/s4100m/s；Pt1t5现场变形模量为29.145GPa；湿抗压强度86131MPa。坝址区出露的下元古界通安组地层，软质岩到坚硬岩均有，对应工程岩体分级标准，宏观地质分析认为：坝址区以Pt1t5为代表的中厚厚层状变质灰岩、大理岩，岩体完整性较好，力学强度高，为类岩体；Pt1t1、Pt1t2、Pt1t4、Pt1t6、Pt1t9、Pt1t11等薄层变质灰岩、大理岩及砂板岩以类岩体为主；以Pt1t为代表的片岩、板岩、千枚岩等，岩性较软弱，为类岩体。根据我院进行的岩石物理力学试验成果和物探测试资料，结合有关工程98、经验，各类岩体主要物理力学参数建议值见表6-2。坝址主要工程地质问题除前述金坪子滑坡外，尚有： 河床深厚覆盖层问题：河床覆盖层厚度达31.658.9m，地震勘探资料显示，覆盖层含有孤（漂）石，初步判断覆盖层的透水性强，对狭窄的坝基深基坑的形成、围堰防渗和大坝施工不利； 高陡边坡的稳定性：坝址两岸临江陡崖高200300m，边坡岩体受近直立的层面、多组方向的断层和裂隙的切割，高边坡的稳定性需进一步勘察查明。坝址工程地质条件初步评价坝址区为极狭窄的“V”型谷，建坝岩体为Pt1t5中厚厚层变质灰岩、白云岩和大理岩等坚硬岩石，岩层走向垂直河床，近直立并微倾下游；坝址区的断层不甚发育，因此建坝的地形条件与99、岩体条件均较好。坝址岩体为弱岩溶地层，透水性较弱，且岩层走向垂直河谷，防渗工程地质条件较好。尚待查清的问题有：金坪子滑坡的稳定性及其对工程的影响河床覆盖层厚度、高边坡稳定性。6.3.3 坝址初步比选根据前述工程地质条件分析，可以认为：陆车林坝址、尖山包坝址河面高出XX坝址1218m，且支流参鱼河不在库内，在五个坝址中水能利用最不充分；建基岩体质量也较差，两坝址均存在软岩硐室稳定问题，同时存在河床深厚覆盖层、高边坡等工程地质问题，水工布置、施工条件等方面也无明显优势。河门口坝址、白滩坝址相距1.2km，基本地质条件相近。两坝址附近有参鱼河口附近的大村滑坡（目前稳定，不被库水淹没）、阴地沟泥石流为100、活动泥石流；两坝址河面分别比下游XX坝址高出510m，河谷较开阔（950m高程宽340345m）；河床覆盖层均为3550m；建坝岩体均为坚硬性脆的白云岩，岩体质量稍差，岩体卸荷较强；据招标文件地质资料，两坝址右岸岸边部位发育有EW向的热水塘断层；两坝址均无防渗依托。相对于XX坝址而言，两坝址在岩体质量、硐室稳定条件与防渗帷幕工程地质条件等方面明显不及XX，但谷肩较低矮平缓（特别是右岸），施工条件相对较好。XX坝址建坝岩体质量较好，河谷较窄，适于修建高拱坝，虽同样存在深厚覆盖层和高边坡问题，工程地质条件是这五个坝址中最优的。但坝址下游的金坪子滑坡稳定性是影响该坝址成立与否的关键，需在预可研阶段勘101、察后作出结论。6.4 白滩坝址主要建筑物工程地质条件及评价建坝岩体主要为P1白云岩、灰质白云岩，为坚硬性脆岩石，初步判定为类岩体，左坝肩部位为厚约35m的T3-J1bg红色砂泥岩，为软岩，初步判定为类岩体。两岸岩体卸荷较强，弱卸荷带水平宽1050m，两岸坝基开挖量较大。河床覆盖层厚3545m，建基面暂定为河床基岩面以下5m。由于白滩坝址岩层倾向左岸，为纵向谷，右岸岩体为较雄厚的P1硬岩，而左岸一定高程以上则为T3-J1bg软岩分布，同时由于阴地沟泥石流的影响，故厂房及三条导流洞布置于右岸，左岸布置2条导流洞、2条泄洪洞。厂房及导流洞洞室围岩均为类岩体，其进出口部位存在岸坡卸荷带，须挖除。泄洪洞102、跨P1、T3-J1bg地层，洞室围岩为类，成洞条件较差。建坝岩体为可溶岩，在目前缺乏勘探资料两岸帷幕接头不明确的情况下，根据我院在岩溶地区的建坝经验，两岸一定范围以远应有弱岩溶岩体分布，故暂定为：左岸坝肩山体长度500m(垂河岸长度，下同)，右岸坝肩山体长度600m，防渗帷幕采用“悬挂”，河床帷幕深度按0.50.6倍坝高，暂定为100m。6.5 XX坝址主要建筑物工程地质条件及评价双曲拱坝坝顶高程962m，最大坝高228m，坝长约305m。大坝建基岩体为Pt1t5厚层至厚层块状浅变质灰岩（局部为大理岩），地表出露为弱风化，无软岩分布，岩体强度较高，初步判定均为类以上的岩体。河床覆盖层厚4560103、m，河床最低基岩顶板高程739m左右，根据两岸岩体较新鲜，岩层直立分布的情况，结合我院在灰岩地区建坝的经验，初步认为河床基岩为弱风化，建基面高程暂定为734m。建基岩体陡倾下游，无大的断裂分布，仅少量顺层发育的裂隙性断层，性状一般较好；对拱座稳定起控制作用的主要有两组裂隙：一组走向N1535E，倾NW，倾角50左右，线密度34条/m；一组走向为N1030W，倾向NE，倾角60左右。两岸拱座岩体较完整，卸荷带宽1020m。两岸拱座稳定条件较好。坝肩存在边坡开挖后高边坡的稳定性。代表方案左右岸各布置5台机组，地下厂房由主厂房（32258m）、母线洞（19196m）、调压井组成（25170m），顶、104、底高程分别为845/763m、808/843m、888/765m，洞顶山体厚度230250m。两岸洞室围岩为Pt1t5坚硬岩石，洞室长轴与岩层走向斜交，交角约2330，初步判定均为类围岩，工程地质条件较好。引水洞左右岸各三条（含进水闸、尾水），洞径12m。左岸引水洞高程763890m，穿越地层自上游至下游分别为Pt1t5、Pt1t6、Pt1t7、Pt1t8，右岸引水洞（含进水闸、尾水）穿越地层自上游至下游分别为Pt1t5、Pt1t6、Pt1t7、Pt1t8、Pt1t9、Pt1t10，其中穿过Pt1t5、Pt1t8、Pt1t10岩层的地段为类围岩，穿过Pt1t6、Pt1t9岩层的地段为类围岩，穿105、过Pt1t7岩层的地段为类围岩。防渗帷幕分为坝基防渗帷幕和厂房洞室防渗帷幕。坝基防渗帷幕虽可平面上作到岩性封闭，即以坝址下游的Pt1t7千枚岩为依托，但考虑坝址区的水文地质结构，初步判断无较强的岩溶渗漏的可能，坝基渗漏以裂隙性渗漏为主，Pt1t5层深部可能为相对隔水岩体，故暂定左岸帷幕从岸边向山体延伸300m，右岸帷幕从岸边向山体延伸500m，帷幕下限坝基以下60m考虑，两岸可适当抬高。厂房洞室帷幕主要是防止坝下江水渗入（10台机发电时下游水位850m），平面上可接Pt1t7，其下限可暂按坝基帷幕高程。导流洞左岸3条，右岸2条，洞断面1622.5m，底板高程805801m，洞轴线与岩层走向一般106、大角度相交，除进口地段穿越地层为Pt1t2、Pt1t2、Pt1t4（均为类围岩）外，下游地段穿越的地层与引水洞相同。左岸导流洞出口部位有Pt1t7软岩（左导3#）分布，应研究出口边坡的稳定性。泄洪洞布置在右岸岸边，较顺直，自上游至下游分别穿切Pt1t5、Pt1t6、Pt1t7、Pt1t8、Pt1t9、Pt1t10、Pt1t11、Pt1t12地层，除Pt1t6、Pt1t7、Pt1t9 、Pt1t11岩体条件较差外，其余岩层为好或较好岩体。上游围堰和下游围堰两岸基岩裸露，上游围堰两岸为Pt1t2、下游围堰两岸为Pt1t5和Pt1t6，围堰填料初拟采用硐室开挖的弃渣，预可研阶段应研究覆盖层的组成、渗107、透性及其对围堰工程的影响。6.6 天然建筑材料6.6.1 砼骨料XX坝址附近天然砂砾石料缺乏，因此建议采用人工骨料。坝址附近交通不便，地形高差较大，现有运输条件较差，本阶段人工骨料的选择以就近的原则，除XX坝址区开挖利用料外，初步选择了卧嘎人工骨料场。1) 坝址区开挖利用XX坝址区会理群通安组（Pt1t5）中厚厚层灰岩、白云岩坚硬岩石，普遍浅变质，部分地段变质为大理岩，力学强度较高，地表出露均为弱风化岩体，但需做骨料碱活性试验。如选定XX坝址，导流洞、厂房、引水洞及施工支洞在Pt1t5地层中的开挖方量约300万m3，可以作为砼骨料料源。2) 卧嘎人工骨料场在工程区附近，震旦系灯影灰岩储量较大。108、位于坝址区上游约2km的右岸卧嘎村后山，岩性为Zbdn清灰、浅灰色中厚层及厚层白云岩。该骨料中微裂隙较发育，对强度有影响，同时，白云石含量较高，需进行碱活性研究。料场强风化厚度不大，溶蚀较弱，剥离厚度约12m。该料场开采条件较好。6.6.2 土料距坝址上游68km的参鱼河口有零星的一级阶地，可作土料场地。主要有河门口土料场、大河坝土料场和小河口土料场，可用层总储量约70万m3，位于水库淹没区内，需进一步勘察。7 工程规模7.1 基本资料7.1.1 径流和泥沙径流：依据审查通过的坝址上游攀枝花（渡口）站和下游华弹（巧家）站实测及插补延长的流量资料，经上下测站相关关系及坝址控制河段条件分析，采用1109、9532000年坝址年、月径流系列，系列长度为48年，满足规范要求。系列中包括了各种典型来水年份，通过与上下游测站20世纪4090年代年径流资料比较分析，代表性强。泥沙：XX水电站坝址多年平均年、月输沙率、年输沙量，是根据坝址上下游水文站的输沙模数、径流模数按面积比法进行计算的。坝址多年平均悬移质输沙量为1.34亿t。7.1.2 水库库容曲线在编制投标设计方案过程中按有关技术规定，用11万地形图对XX水库（包括XX、白滩、陆车林等坝址）进行了库区不同高程的面积量算，分析拟定了新的库容曲线。XX水库新的库容曲线与金沙江XX水电站预可行性研究勘察设计招标文件附件中的库容曲线比较：950m以下库容小110、6.35亿m3，减少16.11%；防洪库容小1.84亿m3，减少11.44%，见图139-TB-10。7.2 径流调节计算XX水电站径流调节计算中水库的最高蓄水位主汛期（68月）为930m，其余时间为正常蓄水位950m。动能效益计算采用长系列调度操作，年保证率为90%，计算时段为月，径流系列为48年的连续径流系列。本次投标设计方案中的径流调节计算暂不计水库额外蒸发损失和渗漏损失，出力系数K综合取值8.5。径流调节计算中考虑梯级水库水位重叠的影响。根据金沙江中下游干支流水电开发及规划情况，为较全面的反映XX水电站的电能指标，拟定以下三种组合方案进行径流调节计算：方案一（现状方案）：考虑支流雅砻江111、上的二滩水电站调蓄，按XX、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水电站的上下游顺序，逐级进行联合运行径流调节计算。方案二（近期方案）：考虑上游虎跳峡、金安桥、观音岩三个水电站和雅砻江上的锦屏、二滩两个水电站的调蓄，下游同方案一。方案三（近期引水方案）：在方案二的基础上，考虑滇中高原从虎跳峡水库年引水13.8亿m3和南水北调西线从雅砻江上游年引水15亿m3。依据拟定的水库调度方式，对上述三种方案分别进行长系列径流调节计算，结果表明，若仅考虑已建二滩水电站的调蓄作用，XX水电站保证出力为1446MW（白滩坝址为1321MW），多年平均发电量为300.8亿kWh（白滩坝址为285.6亿kWh），枯水期电量（11月112、至次年5月，下同）为98.1亿kWh，占年电量的32.6%；随着上游其它枢纽的陆续兴建，XX水电站的电能指标将有较大幅度的提高，方案二（近期方案）中，其保证出力达2611MW（白滩坝址为2355MW），增加80.6%，年发电量为325.2亿kWh（白滩坝址为298.7亿kWh），其中枯水期电量为152.9亿kWh，占年发电量的47%；若不考虑泥沙淤积对水库水位选择的影响，死水位和汛期限制水位皆采用945m，并计入上游水库的调节作用，XX水电站XX坝址的保证出力可达3180MW，多年平均发电量可达341亿kWh，其中枯水期电量151亿kWh，占年发电量的44%。XX坝址、白滩坝址各方案计算结果分113、别见表7-1和表7-2。由于上游的观音岩、锦屏等水电站前期工作比XX水电站要深，提前建成可能性较大，再考虑上游调引水工程的不确定性，投标设计方案中暂推荐采用近期方案的动能指标。表7-1 XX水电站XX坝址动能指标表项 目单 位现 状近 期近期引水正常蓄水位m950950950汛期限制水位m930930930死水位m920920920调节库容亿m319.3519.3519.35库容系数%1.691.691.69装机容量MW740074007400保证出力（P=90%）MW144626112576多年平均发电量亿kWh300.8325.2317.9枯水期电量亿kWh98.1152.9148.9装机114、利用小时数h406543954296水量利用率%92.6297.2797.43加权平均水头m120.8124.1124.1增加下游三电站保证出力MW3999080增加下游三电站发电量亿kWh7.40.50.5表7-2 XX水电站白滩坝址动能指标表项 目单 位现 状近 期近期引水正常蓄水位m950950950汛期限制水位m930930930死水位m920920920调节库容亿m318.4818.4818.48库容系数%1.611.611.61装机容量MW740074007400保证出力（P=90%）MW132123552296多年平均发电量亿kWh279.2298.7292.6枯水期电量亿kWh115、91.8141.1138.1装机利用小时数h377340363954水量利用率%94.5598.0998.2加权平均水头m110.3113.4113.4增加下游三电站保证出力MW3748472增加下游三电站发电量亿kWh6.90.50.47.3 泥沙冲淤平衡分析投标设计方案中的水库泥沙淤积计算分析，主要是预估与上游干支流观音岩、二滩水库组合运行时XX水库淤积发展过程及水库泥沙冲淤平衡时间。因受资料及时间限制，投标设计方案中采用平衡坡降法来计算水库淤积平衡时的情况，主要计算悬移质泥沙淤积情况。预可行性研究中要考虑全沙进一步进行水库泥沙淤积计算（见预可行性研究勘测设计大纲）。7.3.1 淤积量计算116、考虑到上游干支流水库的影响，本阶段计算了XX水库两种不同方案的库区泥沙淤积情况（详细计算资料见规划与经济专题报告），方案1为二滩水库、XX水库联合运用；方案2为观音岩、二滩、XX三水库联合运用。计算成果见表7-3（不同方案分别计算了不同汛限水位时的库区泥沙淤积情况）。7.3.2 淤积量分析从计算结果表中可知，方案1，XX水库和二滩水库联合运行方案，汛限水位为940m时，水库泥沙淤积平衡年限为70年，库区泥沙淤积平衡时的淤积量为19.21亿m3，占正常蓄水位以下库容的58.1%，大于930m以下的水库库容；汛限水位为930m时，水库泥沙淤积平表7-3 XX水库泥沙淤积量计算结果表 单位：亿m3运117、行年限10年20年30年40年50年60年70年80年90年方案1汛限水位940m7.4312.9716.3718.0918.5718.9819.21汛限水位930m5.749.9212.4113.6613.9814.28汛限水位920m5.318.098.999.48方案2汛限水位940m5.9110.7114.2216.4517.7218.1818.4918.8119.12汛限水位930m4.167.5710.1211.8412.8313.3513.5614.02汛限水位920m3.946.587.998.558.748.94衡年限为60年，泥沙淤积平衡时淤积量为14.28亿m3，占正常蓄118、水位以下库容的43%，相当于水位920.1m以下的水库库容；当汛限水位为920m时，库区泥沙淤积平衡年限为40年，泥沙淤积平衡时淤积量为9.48亿m3，占正常蓄水位以下库容的28.7%。方案2，XX水库与上游观音岩水库、雅砻江二滩水库联合运行方案，汛限水位为940m时，泥沙淤积平衡年限为90年，泥沙淤积平衡时的淤积量为19.12亿m3，泥沙淤积量占正常蓄水位以下库容的57.8%；汛限水位为930m时，水库泥沙淤积平衡年限为80年，平衡时淤积量为14.02亿m3，和920m时的库容相当，占正常蓄水位以下库容的42.4% ；汛限水位为920m水位时，水库泥沙淤积平衡年限为60年，平衡时淤积量为8.119、94亿m3，占正常蓄水位以下库容的27%。由泥沙淤积的初步成果分析，汛期限制水位（死水位）不宜过高。7.4 正常蓄水位选择7.4.1 制约因素当坝前水位950m时，XX水库（以XX坝址为代表，以下同）二十年一遇洪水相应的水库回水长为142km，末端到上一级梯级观音岩水电站坝址还有约110km，到攀枝花市还有约75 km。攀枝花市以下河段天然水位落差还有约50m，基本属深山峡谷区，淹没移民数量相对不大，不成为影响正常蓄水位选择的制约因素，坝址区有建筑高坝的地形地质条件，且水量大，库容小，库容系数在2%以下，从充分合理利用水资源而言，抬高正常蓄水位（不影响雅砻江下游梯级）具有明显的经济合理性，但在120、距坝址上游100km以远的金沙江干流右岸有成昆铁路通过，现有路基高程较低，成为制约XX水库正常蓄水位的关键因素。7.4.2 初步拟定正常蓄水位XX水电站工程开发的关键问题之一是在协调成昆铁路制约因素的前提下，从规划中的950m基础上选择较高的正常蓄水位。按照防洪标准GB5020194、铁路路基设计规范JBJ185和铁路桥涵设计规范JBJ285等的规定，成昆铁路的设计洪水标准为百年一遇，已知这一段成昆铁路最底的轨顶高程为957.12m，考虑铁轨、枕木、路基、波浪爬高、风浪壅高和安全超高等，XX水库在此处的回水位应低于954.5m。百年一遇洪水时，XX水库的回水推算情况见表7-4，从表中可以看出，121、当坝前水位为950m时，在成昆铁路最底处（距坝前约112km）的回水位为954.43m，也就是说，在不改变成昆铁路现状的情况下，XX水库的正常蓄水位最高为950m，因此在此次投标的设计方案中暂拟定正常蓄水位为950m。在预可行性研究中需进行抬高正常蓄水位的专题研究。表7-4 XX水库百年一遇回水成果表断面号距坝里程（km）天然水位（m）回水水位（m）备注断面号距坝里程（km）天然水位（m）回水水位（m）备注10846.36950XX4683.53926.76950.6725.57848.05950.01白滩4785.15927.44950.7猛果河河口36.77848.75950.02参鱼河河122、口4886.36927.69950.72410.31851.86950.02尖山包4987.83928.1950.74512.64854.71950.03陆车林5090.31930.33950.85716.33863.5950.045294.12934.16951.07920.11870.15950.055496.64935.57951.191124.77880.53950.0856100.06940.09951.731331.15890.99950.1258103.9946.21952.941536.29896.18950.1760106.91948.26953.62龙川江河口1741.05123、901.69950.262109.08948.64953.771944.56907.16950.2364112.42950.11954.432147.43909.95950.2766114.31951.179552351.09911.83950.3168117.93952.23955.572553.38912.48950.3370122.19954.18956.832756.79913.07950.3572124.77955.38957.712959.32913.62950.3674126.29955.9958.13162.31914.11950.3876128.24956.76958.753124、466.51915950.4尘河河口79132.44960.47961.623669.02916.1950.4281134.76961.42962.43871.92917.78950.4583137.79962.87963.654073.92919.19950.4885139.08964.23964.844276.92922.7950.5487140.75966.7967.094480.59925.92950.6389142.35968.22968.517.5 死水位选择7.5.1 比较方案在暂拟定的正常蓄水位950m前提下，考虑水库调蓄能力、电站能量指标、取水排沙、水轮机运行工况等因素，拟定125、920m、930m、940m、945m共4个方案进行死水位综合比较（以XX坝址为代表）。相应各方案的汛期限制水位暂采用930m，各方案的电站总装机容量均采用7400MW。7.5.2 综合比较水库调节性能：从低到高的各死水位方案，水库调节库容分别为19.35亿m3、14.27亿m3、7.83亿m3、3.92亿m3,库容系数分别为1.69%、1.24%、0.68%、0.34%。从来水特性分析，XX电站入库径流年内分配相对其它河流较为均匀，死水位920m、930m方案水库可进行季调节，而940m、945m方案则由于调节库容偏小，水库调节性能较差，仅具备日调节能力。动能指标：XX水电站在考虑虎跳峡、金126、安桥、观音岩、锦屏、二滩等水库调蓄时（近期）的电能指标见表7-5，随着死水位提高，电站保证出力减少，发电量增加。死水位从低方案到高方案保证出力减少分别为33MW、35 MW、17MW，发电量分别增加0.7亿kWh、0.5亿kWh、0.2亿kWh；相应减少下游梯级保证出力分别为12MW、23MW、31MW，发电量差值则很小。对于本电站，死水位过高，水库调节能力减弱幅度较大，电站容量效益降低。较低的死水位，水库调节能力有所增大，而发电量减少幅度并不大。因此，从提高水库调节能力，增加电站容量效益考虑，选择比较低的死水位是有利的。泥沙淤积影响：初步估算，XX水库淤积平衡后淤积总量919亿m3,分析泥沙127、淤积形态及淤积量分布，约有80%左右的淤积量在920m水位以下。水库920m水位以下库容为13.72亿m3。因此，考虑泥沙淤积的总量变化，与汛期限制水位的协调关系等，XX水库死水位应低一些。对航运的影响：由于河道坡降较大，各死水位方案的回水变动区差别不大；从径流调节计算结果分析，各死水位方案枯期调节流量较建库前增加50200m3/s，对下游通航河段的影响均是有利的，差别也不大。在航运方面不影响方案的选择。对水轮机运行工况的影响：正常蓄水位950m方案电站最大水头143m，死水位920m、930m、940m、945m方案的最小水头分别为85m、95m、95m、95m。930m以上各方案，发表7-128、5 XX水电站不同死水位发电指标比较表项 目单 位1234正常蓄水位m950汛期限制水位m930 死水位m920930940945调节库容亿m319.3514.277.833.92库容系数%1.691.240.680.34装机容量MW7400740074007400现状保证出力（P=90%）MW1446143314091377保证出力差值MW-13-24-32多年平均发电量亿kWh300.8301.2301.7302发电量差值亿kWh0.40.50.8枯水期电量亿kWh98.198.498.899.1装机利用小时数H4065407040774081加权平均水头m120.8120.9121.11129、21.3增加下游三电站保证出力MW399345245111增加保证出力差值MW-54-100-134增加下游三电站发电量亿kWh7.47.46.66.5增加发电量差值亿kWh0-0.8-0.1近期保证出力（P=90%）MW2611257825432526保证出力差值MW-33-35-17多年平均发电量亿kWh325.2325.9326.4326.6发电量差值亿kWh0.70.50.2枯水期电量亿kWh152.9153.4153.8150装机利用小时数H4395440444114414加权平均水头m124.1124.4124.5124.6增加下游三电站保证出力MW92805726增加保证出力差值130、MW-12-23-31增加下游三电站发电量亿kWh0.50.40.30.1增加发电量差值亿kWh-0.1-0.1-0.2电水头变化范围较小，水轮机的运行工况比较好一些；920m方案，发电水头变化范围稍大一些。但从电站发电水头变化范围看，死水位方案间的差别相对不大，水轮机的运行工况总体是比较好的。7.5.3 初步拟定综合上述分析，从满足各部门要求、提高梯级电站电量和容量效益、并考虑低方案泥沙淤积量小和初汛期低水位排沙的需要，有利于长期保留调节库容等方面出发，水库死水位暂拟定为920m。预可行性研究中应进行综合的技术经济比较，合理的确定死水位。7.6 汛期限制水位选择7.6.1 比较方案XX水库坝131、址以上流域面积大，汛期来水峰高量大，但又位于金沙江主要产沙区，来沙量大且高度集中。考虑汛期水库防洪和排沙需要，电站汛期需降低水位运用，拟定925m、930m、935m共3个方案进行汛期限制水位综合比较。相应各方案的死水位均采用920m，各方案的电站总装机容量均采用7400MW。7.6.2 综合比较动能指标：XX为季调节水库，汛期来水丰沛，电站汛期发电量占全年发电量比重超过50%，汛期限制水位高一些，可提高汛期发电水头增加汛期发电量，在电能效益方面显然是有利的。从电能指标（见表7-6）来看，汛期限制水位每提高5m，现状情况时平均每年可多发电约7亿kWh；近期情况时平均每年可多发电约5亿kWh。机132、组容量受阻情况：汛期在相同流量情况下，汛期限制水位每提高5m，由于减少了发电水头受阻程度，机组预想出力可提高（预可行性研究需进行详细研究）。为改善水轮机运行工况，减少汛期容量受阻程度，汛期限制水位不宜过低。泥沙淤积影响：在泥沙淤积方面，汛期限制水位低方案，排沙能力加大，水库泥沙淤积速率减缓。初步估算，汛期限制水位925m、930m、935m方案，30年末水库淤积量分别相差约1亿m3，即汛期限制水位从低到高，相应兴利库容损失率增大及损失进程加快。根据XX水库淤积平衡后淤积总量及淤积量分布等初步分析，汛期限制水位也不宜过低。防洪：汛期限制水位925m、930m、935m方案，水库防洪库容分别为16133、.81亿m3、14.27亿m3、11.05亿m3，均有承担防洪任务的能力，925m方案较930m方案防洪库容增加2.5亿m3，而935m方案较930m方案防洪库容则减少3.2亿m3，防洪作用差别不大。7.6.3 初步拟定综合分析，考虑到XX水库防洪库容占金沙江下游梯级总防洪库容的比例不大，不同汛限水位的防洪作用基本相当，且下游三个水库已为川江及长江中下游防洪预留了一定规模的防洪库容，结合XX水电站的地理地形条件，兼顾拉沙需要，本阶段暂拟XX水库汛期限制水位为930m。表7-6 XX水电站不同汛限水位发电指标比较表项 目单 位123正常蓄水位m950汛期限制水位m925930935死水位m920134、调节库容亿m319.35库容系数%1.69现状保证出力（P=90%）MW144614461446装机容量MW740074007400多年平均发电量亿kWh293.8300.8307.4发电量差值亿kWh76.6枯水期电量亿kWh98.498.197.5装机利用小时数h397040654154水量利用率%92.2892.6292.78水量利用率差值%0.340.16加权平均水头m118.8120.8122.8近期保证出力（P=90%）MW257526112688装机容量MW740074007400多年平均发电量亿kWh319.5325.2329.4发电量差值亿kWh5.74.2枯水期电量亿kWh135、153.9152.9151.6装机利用小时数h431843954451水量利用率%97.2497.2797.21水量利用率差值%0.03-0.06加权平均水头m122.3124.1125.57.7 电站特征水头根据初拟的XX水电站水库的正常蓄水位950m，汛限水位930m，死水位920m，和上下游梯级联合运行进行长系列径流调节计算，可得出加权平均水头；考虑水库在正常蓄水位时，一台机组发电运行和在电站的校核洪水位时，50%的机组容量运行等情况，初步拟定最大水头；考虑在死水位或汛限水位时，按泄洪能力下泄等情况初步拟定最小水头；兼顾电站在水库高、低水位时的运行情况，考虑电站水头保证率、出力保证率等因136、素初步拟定电站额定水头（预可行性研究中需专题研究）。XX水电站XX坝址和白滩坝址的电站特征水头见表7-7。表7-7 XX水电站特征水头结果表坝址项 目现 状近 期乌东德最大水头（m）143.0143.0最小水头（m）85.085.0加权平均水头（m）120.8124.1额定水头（m）115白滩最大水头（m）131.9131.9最小水头（m）71.871.8加权平均水头（m）110.3113.4额定水头（m）105注：表中水头除额定水头外皆为毛水头。7.8 装机容量选择7.8.1 方案拟定考虑远距离输电的经济性，结合合理利用水能资源的原则，装机容量按年利用小时40004500h和水量利用率不低于137、90%拟定方案。通过比较分析，拟定7000MW、7400MW和7800MW装机容量比较方案（以XX坝址为代表）。本投标设计方案中电站工程总体布置以两岸地下式厂房方案为代表。考虑到工程量、电站位置等等条件，左、右岸厂房以各布置5台机组为宜，故各方案均按10台机组考虑，方案间容量差别通过改变机组单机容量实现。三个装机容量方案分别采用单机容量为700MW、740MW和780MW机组。7.8.2 动能指标动能指标计算时考虑两种情况： 只考虑二滩水库的调蓄，为现状情况； 考虑虎跳峡、金安桥、观音岩、锦屏、二滩水库的调蓄，为近期情况。现状和近期情况各方案的发电指标列于表7-8。近期情况时，7400MW方案138、比7000MW方案多年平均发电量增加2.0亿kWh，水量利用率增加0.66个百分点；7800MW方案比7400MW方案多年平均发电量增加1.6亿kWh，水量利用率增加0.57个百分点。表7-8 各装机容量方案发电指标表项 目单 位123正常蓄水位m950汛期限制水位m930死水位m920调节库容亿m319.35库容系数%1.69装机容量MW700074007800现状保证出力（P=90%）MW144614461446多年平均发电量亿kWh296.2300.8304.8发电量差值亿kWh4.64枯水期电量亿kWh98.198.198.1装机利用小时数h423140653908水量利用率%91.0139、992.6293.96水量利用率差值%1.531.34近期保证出力（P=90%）MW261126112611多年平均发电量亿kWh323.2325.2326.8发电量差值亿kWh2.01.6枯水期电量亿kWh152.9152.9152.9装机利用小时数h461743954190水量利用率%96.6197.2797.84水量利用率差值%0.660.577.8.3 方案比选XX水电站不同装机容量方案，水库淹没指标和大坝工程量一致，枢纽工程仅电站建筑物的土建工程量和机电设备投资不同。经过估算，装机容量7000MW、7400MW和7800MW方案间的投资增加值为28856万元和35879万元。7400140、MW方案和7000MW方案相比，补充单位kW投资和补充单位电能投资分别为721元/kW和1.44元/ kWh，上述指标均属经济可开发量范围；7800MW方案和7400MW方案相比，补充单位kW投资和补充单位电能投资分别为897元/kW和2.24元/kWh，上述指标也属经济可开发量范围。经过方案间经济比较，7000MW、7400MW和7800MW方案的总费用现值分别为143.8亿元、143.2亿元和143.5亿元。从补充单位kW投资、补充单位电能投资及方案间经济比较来看，三个方案差别不大，7400MW方案略好。本电站采用大型地下洞室布置型式，机电设备采用单机容量700MW或以上大型水轮发电机组，141、从减小施工技术难度和降低机组设计制造难度出发，低方案有优势。装机容量7000MW、7400MW、7800MW三方案近期的装机年利用小时可达4617h、4395h、4190h，装机容量与保证出力的倍比为2.68、2.83、2.99，与其它“西电东送”水电站指标较接近；水量利用系数分别为96.61%、97.27%、97.84%，均较充分合理地利用了水能资源。从经济性分析，三方案差别不大，考虑我国电力行业体制改革的趋势，从财务现实性出发，本阶段暂推荐7400MW为设计方案。7.9 防洪特征水位7.9.1 调洪计算按有关设计规范，XX水电站工程大坝的设计洪水标准为千年一遇，校核洪水标准为五千年一遇；电142、站的设计洪水标准为两百年一遇，校核洪水标准为千年一遇。根据各典型年各频率的坝址设计洪水过程和泄流能力曲线进行调洪计算，由于坝址下游没有安全流量的限制，按敞泄方式调洪，并在低于千年一遇洪水（电站校核洪水标准）位时计入电站的50%过流能力。调洪计算中考虑930m和950m两个起调水位，由于成昆铁路的限制，要求百年一遇洪水时，坝前最高洪水位不超过950m。XX水电站XX坝址和白滩坝址的调洪结果分别见表7-9和7-10。在预可行性研究中，需针对库区来沙量大的特点，兼顾动床泥沙进行动库容调洪研究。表7-9 XX水电站XX坝址调洪结果表典型频率(%)洪峰流量(m3/s)24h洪量(亿m3)坝前起调水位95143、0m坝前起调水位930m最高下游水位（m）最高坝前水位(m)最大下泄流量(m3/s)最高坝前水位(m)最大下泄流量(m3/s)19660.023380028.9958.7132713958.6332627950.560.13040026.0952.2229492952.1729440947.630.52700023.1950.0027000948.57 26034845.3719740.023550028.9959.7933953959.6633807851.690.13170026.0953.3230575953.1830446848.620.52780023.1950.1227466949144、.32 26723845.7919930.023780028.9959.6933842959.69 33833851.590.13380026.0953.0430305952.9230183848.370.52950023.1950.6727993949.3726770846.27表7-10 XX水电站白滩坝址调洪结果表典型频率(%)洪峰流量(m3/s)24h洪量(亿m3)坝前起调水位950m坝前起调水位930m最高下游水位（m）最高坝前水位(m)最大下泄流量(m3/s)最高坝前水位m)最大下泄流量(m3/s)19660.023380028.9954.66 32273954.613220485145、9.590.13040026.0950.00 30400948.9629659858.080.52700023.1950.00 27000945.4926083855.2519740.023550028.9956.1034041955.8833768860.950.13170026.0950.4031234949.9930773858.780.52780023.1950.00 27800946.2326799855.9219930.023780028.9955.0532747954.9132572859.760.13380026.0950.92 31816949.9130687859.240.146、52950023.1950.00 29500946.36 26936857.337.9.2 防洪特征水位从调洪结果表中可知，两个起调水位的校核洪水位差别不大，从安全角度考虑，XX坝址的防洪特征水位初拟如下：百年一遇洪水时的坝前最高洪水位为950m。大坝：设计洪水位为953.32m； 校核洪水位为959.79m。电站：设计洪水位为950.67m； 校核洪水位为953.32m。白滩坝址的防洪特征水位如下：百年一遇洪水时的坝前最高洪水位为950m。大坝：设计洪水位为950.92m；校核洪水位为956.10m。电站：设计洪水位为950.00m；校核洪水位为950.92m。8 枢纽布置及主要建筑物8.1147、 设计标准XX水电站正常蓄水位950m，校核洪水位959.79m，相应库容分别为33.06亿m3和42.18亿m3；电站装机容量7400MW，年发电量325.2亿kWh。根据防洪标准GB50202-94规定，本工程为等工程，大坝、泄洪、引水发电等主要建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级建筑物。砼坝、泄洪建筑物的洪水标准按1000年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核；引水发电建筑物按200年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核；消能防冲建筑物按100年一遇洪水设计。坝址区域地震基本烈度为7度，根据水工建筑物抗震设计规范DL50732000的规定，本工程大坝设计地震加速度代表值的概率水准应取基准148、期100年内超越概率P100为0.02，按地震危险性分析成果，大坝设计地震加速度代表值为0.25g。8.2 坝址初选招标文件提供的5个坝址位于陆车林XX长约12.6km的河段内，自上游至下游分别为陆车林、尖山包、河门口、白滩和XX坝址，该河段为一向北东突出的河湾段，上游陆车林和下游XX均为深切峡谷。尖山包、河门口、白滩位于其间的较顺直河段，河谷为纵向谷。 各坝址概述（1）陆车林坝址陆车林坝址位于陆车林峡谷中段，下距XX坝址约12.6km，坝址处河流流向由S至N，河谷为横向谷，呈基本对称的“V”型，正常蓄水位处谷宽460m。坝址岩层走向近SN，倾向E，倾角65，断裂构造不发育，岩体为石英岩、千枚149、岩及其互层。该坝址河谷较为宽阔,两岸有Pt1t1相对隔水岩体作为防渗依托。主要问题为岩体岩性偏软，强度较低，不宜修建高混凝土坝，厂房洞室群和导流洞等成洞条件差。两岸边坡高陡，无布置岸边溢洪道的基本地形条件，也不适宜修建当地材料坝。（2）尖山包坝址尖山包坝址位于陆车林峡谷出口，下距XX坝址约10.3km。坝址处河流流向由W向E，河谷为纵向谷，呈不对称的“V”型，正常蓄水位处河谷宽446m。两岸山体雄伟，左右岸谷肩高程分别达1100 m和1300m以上。两岸建基岩体以白云岩、灰质白云岩为主，岩体强度较高，但在河床有千枚岩、石英岩等软岩分布。该坝址建坝存在的问题有：河床有软岩，难以满足高混凝土坝承载150、力的要求，因此该坝址不宜修建高混凝土坝；坝前无天然垭口，右岸边坡高陡，无法布置岸边溢洪道；左岸边坡虽然缓些，但渠道边坡高度也近300m,开挖工程量很大，且开挖料大多为软岩和覆盖层，不能作为大坝的填料，也不宜修建当地材料坝。（3）河门口坝址河门口坝址位于左岸支流参鱼河口以下0.6km，下距XX坝址约6.8km。坝址处河流走向119，河谷为纵向谷，呈上陡下缓、左高右低的不对称的“V”型，正常蓄水位处河谷宽约345m，左、右岸山体谷肩高程分别为1280m和1050m。坝址区岩层倾向左岸，倾角1015。断裂构造有两组，一组为顺岸边发育的热水塘断层，另一组大致垂河发育。建基岩体为白云岩、灰质白云岩。该坝151、址具备修建高混凝土坝的条件，但由于岩体卸荷裂隙发育，风化带深达5060m，加之坝址有热水塘断层，增加了坝体、坝基开挖和深层处理的工程量。（4）白滩坝址白滩坝址上距河门口坝址1.2km，下距XX坝址5.6km。坝址处河流走向105，河谷为纵向谷，正常蓄水位处谷宽340m，950m高程以下河谷基本对称，其上呈左陡右缓之势，左、右岸山体高度分别达 250m和430m。坝址区岩层为单斜构造，倾向NE，倾角1520，区内断层为发育在左岸岸边的热水塘断层（据招标文件）。建基岩体以二迭系下统灰质白云岩、白云质灰岩为主，岩性较坚硬。该坝址河谷宽高比约1.6，具备修建高混凝土坝的地形地质条件，河床宽度能满足泄洪152、建筑物布置的需要。右岸坝顶以上部位地形较缓，基本具备修建河岸溢洪道的地形条件，故亦可布置当地材料坝。坝基无明显的防渗依托，坝址附近有硫磺矿，可能存在地下水对混凝土具有弱腐蚀性等问题。（5）XX坝址坝址位于XX峡谷的中间河段，距上、下峡口分别为2.0km和1.2km。河流走向SE25，河谷为紧闭型横向谷，正常蓄水位处谷宽245m。两岸边坡陡峻，尤其是高程900m以下呈绝壁状，坡角达82。坝址附近顺河向近390m的范围分布着Pt1t5中厚厚层变质灰岩、白云岩和大理岩等坚硬岩石，力学强度高，透水性中弱，坝址区的断层较发育，以NE和NNE向为主。该坝址为极狭窄的V型河谷，河谷宽高比约1.1，建基岩体完153、整、均一，力学指标高，修建高混凝土拱坝的地形地质条件优越；坝基、坝肩防渗有可靠的依托，帷幕线较短；引水发电系统洞室群和导流洞围岩稳定和成洞条件好。8.2.2 坝址比较与选择（1）地形地质条件：5个坝址的河谷宽度自上游至下游逐渐缩窄，陆车林坝址的河谷宽高比为2.1，XX坝址的河谷宽高比为1.1。XX坝址地质条件相对优越，岩体为中厚层厚层变质灰岩、白云岩等坚硬岩石；河门口与白滩坝址相距较近，地质条件相当，岩体为二迭系下统灰质白云岩和白云岩；陆车林和尖山包地质条件相对较差，前者建基岩体均为石英岩和千枚岩，后者建基岩体以白云岩为主，有石英岩、千枚岩分布于河床。（2）枢纽布置：陆车林和尖山包两坝址，不宜154、修建高混凝土坝，而修建当地材料坝又无布置岸边溢洪道的地形地质条件；XX坝址修建高混凝土坝和布置岸边洞室的条件优越；河门口和白滩坝址具备修建高混凝土坝和布置地下洞室的条件，同时右岸具备修建岸边溢洪道的基本条件，亦可考虑修建当地材料坝。（3）施工布置：陆车林坝址和XX坝址位于峡谷河段，坝址两岸山高坡陡，施工布置较为困难，尖山包、河门口和白滩坝址位于中间的顺直河段，近坝区岸边有台地分布，施工布置较为方便。（4）电能指标：由于坝址河段河床比降较大，约2，在相同正常蓄水位情况下，各坝址的发电效益差异较大。与XX坝址相比，白滩坝址电站保证出力少256MW，多年平均发电量少26.5亿kWh，陆车林坝址电站保155、证出力少462MW，多年平均发电量少52.8亿kWh。综合上述分析，XX坝址除施工布置难度稍大外，在地形地质条件和电能指标等方面均具有明显优势，因此作为本次投标设计的代表坝址；河门口、白滩两坝址的地质条件相当，均具备建高坝的条件，考虑到白滩坝址的电能指标略高，施工布置条件也稍好，因此作为本次投标设计的另一个代表坝址。8.3 XX坝址工程布置及主要建筑物 8.3.1 工程布置XX水电站主体工程建筑物由挡水建筑物、泄水建筑物、引水发电系统等组成，因此工程总布置的主要研究对象是大坝及泄洪设施的布置和型式，电站厂房和引水线路的布置和型式。根据坝址的地形条件和洪水特性，不宜布置坝后式厂房，因此大坝与厂房156、的布置具有相对的独立性。大坝仅涉及泄洪消能布置，而引水发电系统主要是协调好与泄洪洞及导流洞的关系。8.3.1.1 坝型比选坝址处河谷狭窄，岸边陡峻，呈基本对称的“V”形。两岸山体雄伟，左、右岸山顶高度分别达1570m和1430m，坝址处无修建岸边溢洪道的基本条件，坝型可在混凝土重力坝和拱坝中选择。重力坝方案有两个优点，一是施工期坝体留缺口渡汛，可以减少导流工程量，二是利用RCC筑坝，加快施工进度。对前者而言，若采用枯水期隧洞过流，汛期坝体缺口过水导流方式，由于本工程导流标准的设计流量高达25400m3/s,根据目前国内过水围堰的设计水平，仍需设3条导流隧洞，导流工程量虽有所减少，但堰体覆盖层的157、防冲保护难度很大。同时，由于堰体过水，每年要损失约5个月施工期，对大坝施工进度影响很大。因此，不宜采用坝体过水的导流方式。对后者而言，采用RCC筑坝可以加快大坝施工进度，但本工程边坡陡峻，为确保两岸坝段的稳定性，需对坝段间横缝实施接缝灌浆以形成整体式重力坝，因此用RCC筑坝以达到加快进度的目的将受影响，另外，接缝灌浆的结构措施、施工工艺和施工方法等技术问题目前还未完全解决，有待下阶段进一步研究。坝址区河谷宽高比仅1.1，坝基岩体力学指标高，整体性好，修建高拱坝的地形地质条件优越，而且拱坝具有很高的超载能力和抗震能力，更适合于本工程的高坝和高地震区的特性。因此，本阶段XX坝址以拱坝为代表坝型。8158、.3.1.2 泄洪消能布置和型式XX水电站校核洪水洪峰流量为37800m3/s，经调蓄消减后仍有33950m3/s通过泄洪设施下泄，枢纽最大泄洪功率达36000MW，泄洪量和泄洪功率与国内同类工程相比均处于较高水平；坝址区河床狭窄，枯水面宽度仅7095m。因此，为减少河床集中泄流量，减轻坝下的消能负担，并提高工程运行的安全性和灵活性，需布置岸边泄洪设施分流。岸边泄洪设施经对导流洞改建成泄洪洞、岸边滑雪道、岸边新设泄洪洞等多方案进行研究，岸边新增2条泄洪洞方案在技术上可行，且满足工程布置的要求和运行的需要，因而本工程的泄洪设施的布置方式为：坝身泄洪为主，布置2条岸边泄洪洞分流。坝址区水垫深度达7159、0105m，形成了一天然水垫塘，因此本工程采用挑跌流+水垫塘的消能型式。8.3.1.3 厂房型式XX坝址区为峡谷地形，为极狭窄的“V”形河谷。枢纽泄洪量较大，需在河床布置泄洪消能建筑物，因此不适合坝后式厂房的布置型式。坝址两岸山体陡峻，下游水位较高，若采用岸边引水式地面厂房布置型式，则不仅明挖量巨大，而且厂房在高水位时，淹没于水下，运行条件不好，防渗要求高。坝址处分布有中厚巨厚变质灰岩、白云岩和大理岩等坚硬岩石，成洞条件好，具有修建大型地下洞室群的条件，加之该区域地震基本烈度为7度，采用地下建筑物抗震性能较地面厂房为好。综合分析，本阶段重点研究地下厂房布置型式。XX坝址岩层走向垂直河床，近直立160、并微倾向下游偏右岸，两岸地层基本相当，均具备布置地下电站的条件。电站装机7400MW，共10台740MW机组，从便于协调电站、导流及泄洪建筑物的布置，均衡两岸施工强度，加块机组安装进度，同时有利于电站管理等方面考虑，电站建筑物分别布置于左右两岸，每岸各装5台机组。8.3.1.4 枢纽布置格局XX坝址枢纽布置格局为：大坝为混凝土拱坝，泄洪设施采用坝身泄洪与岸边泄洪洞分流相结合的方式，以坝身泄洪孔口为主，岸边设2条泄洪洞，大坝下游消能采用挑跌流+水垫塘的型式；引水发电系统采用左右岸各布置5台机组的地下厂房布置方案。8.3.2 双曲拱坝设计坝址处河谷狭窄，建基岩体力学指标高，完整性好，具有修建高、薄161、拱坝十分优越的地形地质条件，因此，本次投标设计拟定双曲拱坝为XX坝址的挡水建筑物。（1）坝顶高程大坝为1级建筑物，校核洪水位为959.79m，按规范要求并结合工程经验，坝顶高程拟定为962.00m.（2）坝体建基面拟定XX坝址两岸地形坡度达6081，地表出露的岩体为弱风化岩体，卸荷带水平宽度1020m，坝肩建基面的确定原则是挖除两岸卸荷岩体，并在此基础上视坝肩稳定需要适当加大嵌入深度。坝体中下部应力水平较高，且有拉应力存在，因此要求坝肩置于完整的新鲜岩体中。根据地质资料分析，拱坝河床建基面高程初定为734.00m。（3）拱坝体形设计坝址处河谷宽高比为1.1，从地形条件看，可修建抛物线拱、圆拱或162、椭圆拱。经初步比较，在坝体工程量相当的情况下，抛物线拱抗震性能略优于圆拱及椭圆拱，且拱推力更偏向山里，有利于坝肩稳定，故现阶段选择抛物线型拱坝。由于本工程泄流量大，坝身孔口多，坝址区为高地震区，因此拱坝厚度不宜太薄。综合考虑拱坝的安全性和经济性，经多方案比较，推荐的拱坝体形主要几何参数见表8-1。表8-1 抛物线拱坝主要几何参数项 目数 值坝 型抛物线型双曲拱坝坝顶高程（m）962.00坝底高程（m）734.00最大坝高（m）228.00坝顶厚度（m）12.00坝底厚度（m）4100最大拱端厚度（m）41.19最大中心角（）100.48坝顶中心线弧长（m）309.64厚高比0.18弧高比1.3163、6坝体混凝土（万m3）119.00坝基开挖（万m3）195.50柔度系数10.30（4）拱坝应力分析坝体应力控制标准是拱坝体形设计的关键之一，混凝土拱坝设计规范SD14585规定，对于200m以上的高坝应力控制标准应作专门研究。本阶段动力条件应力控制标准按水工建筑物抗震设计规范DLS073-2000规定的承载能力极限状态设计方法确定，参照有关工程经验，并考虑与所使用的程序配套，国内200m以上高拱坝静力条件应力控制标准列于表8-2。表8-2 应力控制标准比较表工程名称坝高静力条件动力条件主压应力（MPa）主拉应力（MPa）主压应力（MPa）主拉应力（MPa）基本特殊基本特殊二滩2408.090164、1.0/1.51.0/1.512.52.0溪洛渡2859.01001.2/1.51.5/1.5基本组合基础上提高30%小湾29210.011.01.21.519.04.0构皮滩232.58.59.51.21.511.02.0拉西瓦2508.09.01.2/1.51.25/1.512.53.5XX2288.09.01.2/1.51.5/1.511.04.0注：同一栏中两个数分别代表上、下游面计算考虑的荷载组合为下列6种情况：基本组合：正常蓄水位上下游静水压力+设计正常温降+自重+泥沙压力基本组合：正常蓄水位上下游静水压力+设计正常温升+自重+泥沙压力基本组合：死水位上下游静水压力+设计正常温升+165、自重+泥沙压力特殊组合：校核洪水位上下游静水压力+设计正常温升+自重+泥沙压力特殊组合：基本组合+地震荷载特殊组合：基本组合+地震荷载现阶段拱坝静应力分析以浙江大学刘国华等编制的拱梁分载法（ADCAS）程序为主，并以我院林绍忠编“分载位移法程序”（基于伏格特地基假定，SAADPV）作对比。动应力分析采用SAADPV程序（振型分解反应谱法）。静力条件拱坝坝体应力及位移特征值列于表8-3。应力分析成果表明，主应力指标均在控制标准之内，应力分布符合一般规律，与类似工程的成果相近，两程序计算结果也相近。动力条件拱坝坝体特征应力列于表8-4。由该表可见，正常水位情况下，坝体应力满足控制标准要求。死水位情166、况下，主压应力满足要求，顶部局部范围主拉应力略大于控制标准，但水位以下满足要求。表8-3 拱坝坝体特征应力及位移比较表 单位：MPa、mm工 况部 位项 目ADCASSAADPV基本组合上游坝面最大主拉应力0.900.66出现部位785右拱端860右拱端最大主压应力5.395.88出现部位760右拱端734右拱端下游坝面最大主拉应力1.141.48出现部位760拱冠760拱冠最大主压应力7.767.78出现部位810右拱端810右拱端最大径向位移/出现部位42.9/860拱冠45.5/962拱冠基本组合上游坝面最大主拉应力1.181.04出现部位860左拱端885左拱端最大主压应力5.355.167、85出现部位734右拱端734右拱端下游坝面最大主拉应力0.871.26出现部位760拱冠760拱冠最大主压应力7.947.99出现部位810右拱端810右拱端续表8-3 拱坝坝体特征应力及位移比较表 单位：MPa、mm工 况部 位项 目ADCASSAADPV基本组合最大径向位移/出现部位40.6/835拱冠39.6/835拱冠基本组合上游坝面最大主拉应力0.860.72出现部位910拱冠885左拱端最大主压应力5.896.43出现部位734右拱端734右拱端下游坝面最大主拉应力1.121.19出现部位962拱冠760拱冠右侧最大主压应力6.066.13出现部位810右拱端810右拱端最大径向168、位移/出现部位29.4/835拱冠28.8/835拱冠特殊组合上游坝面最大主拉应力1.251.19出现部位860左拱端885左拱端最大主压应力5.505.96出现部位734右拱端734右拱端下游坝面最大主拉应力0.911.23出现部位760拱冠760拱冠最大主压应力8.058.05出现部位885右拱端860右拱端最大径向位移/出现部位42.3/860高程46.8/962拱冠右侧表8-4 动力条件拱坝坝体特征应力表 单位：MPa工 况上游坝面下游坝面最大主拉应力最大主压应力最大主拉应力最大主压应力数值出现部位数值出现部位数值出现部位数值出现部位特殊组合3.87962拱冠8.96910拱冠3.62169、962拱冠右侧10.94910右拱端特殊组合5.18962拱冠8.10910右拱端4.33935右拱端9.04910右拱端（5）坝肩稳定分析坝址处岩层走向垂直流向，近直立并倾向下游，坝肩未发现有顺河流向的断层或缓倾角的断裂构造，因此两岸拱座不存在特定的侧滑面和底滑面，也无特定的滑移块体。对拱座稳定起控制作用的主要有两组裂隙，性状一般较好，一组为N1530E，倾向NW，倾角4050，线密度34条/m；一组为N1030W，倾向NE，倾角60左右。基于以上地质条件，对坝肩抗滑岩体边界条件假设如下：坝踵处铅垂面为上游脱开面，底滑面为计算高程处水平面，侧滑面为前述NE、NW两组裂隙，通过试算确定计算部位170、最不利方位，下游岸坡为滑移岩体的临空面。坝肩岩体为厚层-中厚层灰岩、白云岩，本阶段在缺乏岩石力学试验资料的情况下，参照岩基试验规程和类比其它工程，对坝肩岩体的力学参数取值为：=1.3,=1.6MPa; 侧滑面暂按裂隙连通率40%考虑，两组裂隙的力学参数为：=0.5, =0.7MPa。采用平面刚体极限平衡法计算的坝肩稳定安全系数列于表8-5。坝体推力采用拱梁分载法计算中的拱端推力合成。计算成果表明，各高程拱圈平面抗滑稳定安全系数均满足规范要求。表8-5 坝肩抗滑稳定安全系数表高 程左 岸右 岸基本组合特殊组合基本组合特殊组合885m4.584.166.665.85860m4.063.884.95171、4.61835m4.024.114.714.44控制标准3.53.03.53.0同时，用三维刚体极限平衡法亦进行了计算，其边界条件为选取834m水平面作为底滑面，其余边界的取法同平面相似。计算结果表明，在基本组合情况下，左右岸块体抗滑稳定安全系数分别为5.84和6.53。按现有的地质资料，用二维和三维刚体极限平衡法的计算结果表明，坝肩抗滑稳定均满足要求，拱坝在坝肩抗滑稳定方面不存在制约性的问题。(6)大坝基础固结灌浆大坝坝基主要座落在P1t5中厚层至厚层块状变质岩(局部为大理岩)，无软岩分布，岩体强度高，初步判定为类以上岩体，具备作为高拱坝坝基的条件。建基岩体陡倾下游，仅少量顺层发育的裂隙性断172、层，对拱座稳定起控制作用的主要有两组裂隙，性状一般较好。为改善大坝的基础岩体的力学性能，提高其整体性，减少其不均匀变形，并增强表层基岩的防渗能力，大坝基础需全面进行固结灌浆。根据拱坝坝基和拱座不同部位的应力情况及相应的工程地质条件，采取不同的加固处理深度，河床734m高程以下固结灌浆深度为812m，左、右岸拱座固结灌浆深度1520m。固结灌浆范围适当扩大至坝基轮廓以外5m左右，固结灌浆孔采用梅花型布置，孔、排距2.53.0m，层间错动带、断层及其交汇区等地质缺陷部位适当加密或加深灌浆孔。8.3.3 泄洪消能建筑物设计8 泄洪消能布置方案（1）消能区地形地质条件及泄洪消能布置原则坝址段为紧闭型横173、向谷，河流流向为SE25，枯水期水面高程810m，水深10m,江面宽7095m，河床覆盖层深厚，覆盖层底高程739.0740.0m, 主要为砂卵砾石层，卵石直径一般36cm；早期冲积层上部为卵砾石层，下部为灰褐、灰黄色粉砂夹少量的卵砾石。正常蓄水位950m高程处谷宽245m，岸坡坡角5070，尤其是900m高程以下更为陡峻，呈绝壁状，岸坡坡角达82。谷肩以上为缓坡接高山，左岸山顶高程18002373m，右岸山顶高程16002231m。消能区地层为下元古界会理群通安组(Pt1t5)，为灰色厚层状硅化灰岩夹深灰色巨厚层状灰岩，局部大理岩化，偶夹肉红色大理岩及方解石条带灰岩，厚度390m，消能区岩石174、较为坚硬，初步估计岩石抗冲流速大于7.0m/s。本工程泄洪流量大、水头高，坝址区河谷狭窄且为横向谷，岸坡陡峻，泄洪消能设施采取“分散泄洪、分区消能”的原则布置，结合地形、地质、水文条件及泄洪消能特点，拟定泄洪消能建筑物设计原则如下： 满足枢纽的正常泄洪需要，并有一定的超泄能力。 为确保水库回水不淹没上游成昆铁路，泄洪设施的布置必须保证百年一遇洪水时，坝前水位不超过950.0m。 岸边分流设施加电站泄流，应满足宣泄常遇洪水的需要。每一泄洪设施的技术难度控制在目前国内外已有的技术水平之内。（2）岸边分流方案研究岸边分流方案主要研究了泄洪洞和导流洞改建两种方案。导流洞改建有龙抬头式和漩流式两种方案，175、对于龙抬头式方案，由于导流洞进、出口高程较低，且明流段在平面上转两个弯，存在如下主要缺点： 泄洪洞内流速近50m/s，高速水流问题难以解决； 导流洞出口最大淹没深度达51m之多，水跃在洞内发生，洞内防空蚀问题十分突出。因此该方案无论从技术上和经济上均不可取。对于漩流式方案，由于该枢纽下游水深很大，存在着较多水力学问题，加之旋流竖井式泄洪洞目前还未有类似规模的工程实例，技术上尚不成熟，因此本阶段不考虑该方案，重点研究泄洪洞方案。岸边泄洪洞的布置主要受电站进水口、电站引水隧洞竖井段、尾水调压室、尾水渠以及大坝坝肩开挖的的影响，在满足一定安全距离和岩壁厚度的前提下，尽量缩短洞线长度，为避免泄洪水流对176、厂房尾水产生影响，泄洪洞在厂房尾水下游出口。结合大坝和左、右岸地下电站的布置，岸边泄洪洞主要有以下几种布置的可行性，对于右岸泄洪洞，有两种布置方案，一种是两条泄洪洞均布置于电站进水口与右坝肩之间，另一种是一条洞布置于电站进水口与右坝肩之间，一条洞布置于电站厂房右侧，但右侧泄洪洞需要采取大转弯且洞线较长。左岸受大坝和电站布置的影响，泄洪洞布置较为困难，泄洪洞布置亦需采用大转弯，线路不顺且洞线较长。综合比较，在电站进水口与右坝肩之间布置两条泄洪洞较为合适，泄洪洞采用有压洞接无压洞的型式。考虑到XX水电站共有10台机组，单机过流量为713m3/s,10台机组发电泄量就有7130 m3/s,加上两条泄177、洪洞泄量（8230 m3/s）后基本上满足宣泄常遇洪水的要求，因此，从设置泄洪通道、增加工程运行的安全性和可靠性上讲，XX设置两条泄洪洞分流是可行的。（3）坝身泄洪方案研究XX水电站泄洪布置由坝身孔口和岸边泄洪洞共同承担，而坝身孔口的泄洪能力，主要取决于下游河床的承受能力和孔口布置型式对大坝结构的影响。如前所述，由于XX下游河床泄洪期水垫深厚，即使枯水期，其水垫深度已达70余m（从水面至基岩顶）,且河床岩石抗冲刷能力强，因此，其泄洪孔口布置主要受表孔水舌入水宽度的限制，考虑到入水水舌在近岸处要有足够水垫深度以形成淹没水跃且确保水舌对岸坡不产生大的冲刷，取坝身泄洪入水宽度为枯水期江面宽度下限值7178、0m。通过多方案比较，结合岸边泄洪洞布置，坝身泄洪孔口布置主要研究了5表孔+6中孔、4表孔+5中孔+2滑雪道两种布置方案。由于消能区岸坡陡峻，滑雪道布置较为困难，工程量很大，因此，选择5个表孔和6个中孔较为合适，该方案的调洪演算成果见表8-6。表8-6 XX水电站XX坝址枢纽调洪演算成果表洪水频率表孔泄量（m3/s）中孔泄量（m3/s）泄洪洞泄量（m3/s）电站泄量（m3/s）枢纽总泄量（m3/s）上游水位(m)下游水位(m)P=0.02%1668090408230033950959.79851.69P=0.1%1065086707660360030580953.32848.62P=0.5%8179、48085107400360027990950.67846.27P=1.0%746084807340432027600950.00845.91说明：1.表孔尺寸为1216m,中孔尺寸为7.06.0m,泄洪洞孔口尺寸为14.012.0m。2.百年一遇洪水时，在电站6台机组发电情况下，表孔即为控泄。从表8-6可以看出，XX枢纽坝身最大下泄量为25720m3/s,相应泄洪功率为27280MW，消能区最大单位水体消能率为10.4kW/m3,与国内高拱坝泄洪消能相比，处于较低水平，国内部分高拱坝坝身泄洪消能指标见表8-7。因此，从坝身下泄量及单位水体消能率上讲，坝身设置5个表孔和6个中孔是可行的。表8-180、7 国内部分高拱坝泄洪消能指标表工程名称坝高（m）工况坝身泄流量（m3/s）水头（m）坝身泄洪功率（MW）水垫塘尺寸（m）塘内水体消能率（kW/m3）最大动水压力（9.81kPa）LTb1/b2小湾292校核设计152609060226.6221.83390019700400484218027012.38.211.3溪洛渡273校核设计3149623686188.63188.07587504454040080.876.222510710.39.814.16拉西瓦250校核设计6000374021312500835021736301046020.518.811.5二滩240校核设计1630013181、200166.3166.3266002150033057541264013.511.514.1构皮滩232.5校核设计2910022550147.9149.3422003300032578721409013.512.914.4XX228校核设计2532019320108.1104.727280198403001131101204010.47.6（4）坝身消能方案研究从国内外高拱坝泄洪消能实践看，下游设置混凝土水垫塘消能者居多，究其原因，主要是坝身泄洪功率大，下游水深较浅，或者消能区岩性较差，因此需利用混凝土水垫塘来加大下游水垫，同时提高抗冲能力。而XX下游水垫达100余米，消能区岩石较为坚硬，182、岩石本身抗冲刷能力较强，也就是说该枢纽本身已具备了一个条件优越的天然水垫塘。另外，在设置两条岸边泄洪洞分流后，坝下单位水体消能率已由集中泄洪的13.9kW/m3降为10.4 kW/m3，在国内外高拱坝泄洪消能中，处于较低水平。因此坝身泄洪首先考虑挑、跌流消能，不设混凝土水垫塘的布置方案。该方案布置是否可行，主要取决于坝下冲刷情况，由于表孔采用俯角跌流消能，其泄流量较中孔大，而水舌挑距近，水舌分散性较差，入水单宽流量和入水角度均较大，冲刷深度亦较大；而中孔流量较小，出口又可采用大挑角挑流，其水舌挑距远，空中消能较表孔充分，水舌入水角度和单宽流量均较小，下游冲刷亦较浅。因此，坝下冲刷情况受表孔泄洪183、控制。从偏安全考虑，选择校核洪水位、表孔单泄的极端运行工况进行冲刷计算，该运行工况的表孔水力要素见表8-8。表8-8 表孔泄流水力要素计算表项目单位数量备注上游水位m960.06表孔泄量m3/s169605个表孔下游水位m835.06出口俯角度30鼻坎高程m920.88鼻坎单宽流量m3/s277.8按孔宽12.0m不扩散计算鼻坎流速m/s27.6鼻坎水深m10.0水舌入水流速m/s46.0水舌入水角度度60水舌至水面挑距m77.0冲刷深度计算公式采用规范推荐的陈椿庭公式（T=Kq1/2H1/4）进行计算，取K=1.5，得T=83.6m，水垫深度小于下游水深，初步分析基岩不会冲刷。采用近几年应用184、较广的刘沛清冲击射流理论计算公式（，），取ke=3.9,计算得ts=102.0m,而该种工况下下游水深已有101.1m,说明下游基岩基本不会产生冲刷。因此，从水力计算来看，坝身采用挑跌流消能不设混凝土水垫塘是可行的。为了验证不设混凝土水垫塘的可行性，特进行了初步的水工断面模型试验，模型比尺为188，模型范围为2个表孔（1个整表孔和2个半表孔）和2个中孔，为偏安全考虑，取铺砂高程739.0m,抗冲流速7m/s。模型试验放水条件见表8-9。试验表明，除校核水位表孔单泄这种极端运用工况下，下游基岩形成一定冲刷（不加分流齿，冲深12m,加上分流齿冲深减为5m）外，其它各运用工况下，下游基岩均未发生冲刷185、。为了解下游水位对冲刷深度的影响，对P=0.02%、P=1%表孔单泄工况及中孔单泄工况，进行了不同下游水位下的敏感性冲刷试验，试验结果见表8-10。从表8-10可以看出，在百年一遇洪水表、中孔单泄情况下，模型临界冲刷所对应的下游水深比实际下游水位低37m,即使在上游水位为校核洪水位、下游水位为819.5m(相当于7台机组过流)时，极限冲深12m。表8-9 放 水 条 件 表序号洪水频率表孔泄量（m3/s）中孔泄量（m3/s）泄洪洞泄量（m3/s）枢纽总泄量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）备 注1P=0.02%166709040823033940959.78852.13表、中孔联泄2P=186、0.02%166700016670959.78835.19表孔单泄3P=0.1%135708860795030380956.60848.90表、中孔联泄4P=0.2%122708780782028870955.17847.52表、中孔联泄5P=0.2%122700012270955.17829.71表孔单泄6P=1%90808560748025120951.42844.11表、中孔联泄7P=1%9080009080951.42825.66表孔单泄8P=1%0856008560951.42824.94中孔单泄注：1.表中序号2、5、7、8试验工况表示在不同频率洪水对应的上游水位下泄洪建筑物的几种187、极端运行工况（下游水位最低的工况），期望据此为设计提供下游冲刷深度的极限值。 2.表中不同工况泄流量与推荐方案调演计算成果略有不同。表8-10 不同下游水位下游冲刷特征参数表泄洪工况洪水频率冲刷最深点冲刷范围（桩号）下游水位(m)位置（桩号）高程(m)表孔单泄（1整表孔+2半表孔）P=0.02%0+130734.000+1100+170835.190+130731.000+1000+180828.730+130726.500+0950+180819.50P=1%-739.00-823.70*0+130734.000+1100+165817.270+130731.500+1000+170812.188、84中孔单泄P=1%-739.00-817.77*0+270735.000+2200+340807.650+280732.000+2200+360797.31注：上述*值下游水位为模型沙粒启动的临界水位。（5）选定的泄洪消能布置方案XX水电站泄洪消能建筑物经多方案综合比较，推荐采用坝身设5个表孔和6个中孔，坝下挑、跌流+天然水垫塘消能，右岸布置两条泄洪洞挑流消能的布置方案。5个表孔尺寸均为12.016.00m，堰顶高程934.0m。中孔孔口尺寸均为7.06.0m，出口平均高程870.0m。岸边泄洪洞采用有压洞接明流隧洞型式，进口底板高程900.0m，闸门孔口尺寸为14.0m12.0m。明流隧洞189、断面尺寸为14.0m17.0m14.0m15.0m。明流隧洞下接明渠及挑流鼻坎，采用扩散扭鼻坎挑流消能。8.3.3.2 坝身泄洪消能建筑物设计（1）泄洪轴线选择泄洪轴线是反映泄洪孔口平面位置状态的一条泄洪建筑物定位曲线。本工程拦河大坝采用双曲拱坝，拱坝中心线基本位于主河道中心，坝轴线下游左右岸地形基本对称。根据上述特征，选择泄洪中心线与拱坝中心线重合，泄洪轴线采用圆弧曲线并定位在表孔堰顶处。泄洪轴线与泄洪中心线的交点位于拱坝轴线上游8.0m。泄洪轴线半径的大小对下游入塘水流的落点分布有较大影响，其取值越小，入塘水流向心集中现象就越严重，塘内动水压力、脉动压力等也越大，冲刷也越深。半径取值越大，190、入塘水流宽度就越大，水垫塘的水力学指标就越好，冲刷亦越浅，但须防止水舌打击岸坡。结合消能区地形条件，经泄洪孔口布置，取泄洪轴线半径为300m，经水力计算，表孔水流入塘宽度为70.0m,为河床枯水面高程810.0m的河床宽度（80m）的88%，百年一遇洪水水面宽度（120m）的58%，边表孔（1#、5#）水舌可避免打击岸坡现象。（2）泄洪表孔设计表孔堰面曲线采用WES曲线，堰顶高程614.0m，为了减小水流集中的影响，并尽可能地沿纵向分散水舌落点，各表孔的出口处俯角采用变值（0-30），并且布置了不同型式的分流齿坎，以增加水流的入水层次。俯角出口处的分流齿坎挑角为20。表孔闸墩厚12.0m，其头191、部采用椭园曲线，为使入塘水流在有限的河床宽度内充分扩散，闸墩平面上采用八字型，中间三个表孔的孔口宽度由堰顶处的12.0m渐变至出口处的18.0m，两个边表孔则渐变至15.0m。每个表孔设一道事故检修门槽和一扇弧形工作门，事故检修门由坝顶门机启闭，弧形工作由设在坝顶上的液压启闭机启闭。（3）泄洪中孔设计因大坝为双曲拱坝，坝体较薄，中孔采用有压管型式。为了分散水流落点，出口型式1#、2#、5#、6#为上挑型，3#、4#为平底型。平底型中孔的进口底板高程为870.00m，上挑型中孔的进口底板高程为863.00m。两种孔型的进口顶板、侧墙曲线相同，均采用椭园曲线。上挑型孔口的出口段鼻坎高程为871.5192、2871.88m，出口挑角20300。平底型孔口的出口底坎高程为870.0m，挑角0，为使入塘水流尽量扩散，中孔出口宽度由6m变为7m,扩散角2.38，出口断面尺寸为7.06.0m。为防止孔身开裂影响大坝安全，中孔检修门槽下游有压段均采用钢板衬砌。中孔进口段布置事故检修门槽，事故检修门由坝顶门机启闭。出口布置弧形工作门，由设在闸墩上的液压启闭机启闭。根据以上布置，进行了中孔泄流能力、水舌挑距以及下游冲刷计算，并进行了水工断面模型试验，计算与试验表明，中孔泄流能力满足设计要求，中孔水舌最大挑距为147m，入水宽度约50.0m，下游不会产生冲刷。（4）消能区防护尽管计算分析和模型试验均表明，泄洪水193、舌不会冲刷坝下基岩，但为确保近坝址河床及两岸坝肩边坡不因施工期坝身泄水以及永久泄洪运用而淘刷，从而影响拱坝及两岸坝肩边坡稳定，结合下游围堰布置，在坝下80m范围设置钢筋混凝土防冲护坦及混凝土护岸，护坦底板宽度为50.0m,底板高程736.0m,板厚2.0m,护坦末设一深5.0m、宽3.0m的防淘齿墙。护坦两侧护岸顶高程853.0m,护岸混凝土厚2.0m,左、右侧边坡坡度分别为10.37和10.33，整个护岸均设置系统锚杆，用以保证护坡的稳定和加固两岸岩体。由于电站尾水位于坝下500650m处，且尾水洞底高程（801m）与下游河床覆盖层高程800m基本持平，为防止坝身泄洪时将河床覆盖层冲至尾水处194、造成尾水淤积，本阶段将尾水出口上游高程780m以上的河床覆盖层采用水下清挖的方式予以挖除。（5）泄洪雾化保护XX水电站枢纽建筑物主要由混凝土双曲拱坝、右岸泄洪洞和左、右岸地下式厂房等组成。大坝高228.0m,上、下游水头差108.0m,枢纽校核洪水下泄流量34270m3/s,泄洪功率达36340MW，枢纽泄洪设施采用坝身表、中孔碰撞以及岸边泄洪洞挑流消能。水舌的剧烈碰撞和挑射，必将引起较大的泄洪降雨，由于消能区范围内河床狭窄，岸坡较陡，因此泄洪雾化降雨的影响必须认真对待。根据二滩等工程泄洪雾化研究及原型观测成果，确定的泄洪雾化雨区和雾区最大影响范围的经验估算见下表8-11。表8-11 泄洪雾化195、雨区和雾区影响范围估算表雨雾区范围浓雾区（m）薄雾区及淡雾区（m）纵向范围（m）（2.24.0）H（5.07.5）H横向范围（m）（1.52.0）H（2.54.0）H高度（m）（0.81.4）H（1.52.5）H采用表8-11估算，结合东风、东江、乌江渡以及水布垭模型试验，对XX泄洪雾化范围预测如下表8-12。表8-12 部分工程泄洪雾化预测及原观资料对比分析表工程名称坝高（m）降雨区最大范围（m）纵向范围横向范围观测值预报值观测值预报值东风162.0420356648235243324东江157.0540345628295235314乌江渡165.0450363660/247330水布垭23196、2.0950512932600349466XX228.0501912342456从表8-12可以看出，泄洪雾化范围估算公式与实际原型观测较为一致，初步估算XX泄洪雾化降雨区范围：纵向700m，横向宽度400m。XX水电站左岸电站尾水位于坝下500m,右岸尾水位于坝下650m,两条泄洪洞位于坝下约800m，考虑到尾水上游至坝下岸坡陡峻，而尾水下游特别是泄洪洞出口下游两岸岸坡较为宽缓（边坡坡角1830），且河谷较宽，综合考虑，泄洪雾化初定坝下800m、两岸960m高程以下作为重点防护范围。泄洪雾化防护措施为：高程900m以下除坝下80m混凝土保护外，其余部分全部挂网保护，高程9001000m进行素197、喷砼保护。8.3.3.3 岸边泄洪洞设计（1）布置两条泄洪洞进口平行布置于右岸电站进水口与右坝肩之间，与电站进水口平行，出口布置于右岸厂房尾水下游，由于泄洪洞出口下游两岸河道宽阔，下游水垫深厚（单洞泄洪下游水垫深度已达80余米），因此泄洪洞消能型式推荐采用挑流消能方案。泄洪洞采用有压洞接明流隧洞型式，由进口段（含进水渠及事故检修塔）、有压洞、工作闸门室、明流隧洞、出口段（含出口明渠和挑流鼻坎）等组成，1#、2#泄洪洞全长分别为852.5m和908.2m。泄洪洞沿程所经地层主要为厚中厚层灰岩，地质条件较好。（2）结构设计两条泄洪洞共用进水渠，渠长11.40m,渠底高程900.0m,渠宽56.0m198、,事故检修塔长20.0m，塔顶高程962.0m,检修塔平面尺寸为20.022.0m,检修塔底板高程900.0m,底板厚5.0m,塔身衬砌厚度2.03.0m,塔内设一尺寸为12.016.0m的平板事故检修门。1#、2#泄洪洞有压段长度分别为226.7m和251.8m，底板坡度为平底，底高程900.0m。有压洞断面均为圆形，直径为16.0m，衬砌厚度为0.81.2m，有压洞前后均设长度为25.0m的渐变段，渐变段衬砌厚为2.0m。工作闸门室段长25.0m，闸门室洞室开挖宽度为20.025.0m，高65.0m，闸室衬砌厚度为2.05.0m不等，闸室内设一扇孔口尺寸为14.0m12.0m的弧形工作门，199、弧门底坎设有钢衬，闸室启闭机房高程940.00m。1#、2#泄洪洞无压段长度分别为504.18m和596.96m，洞室净空尺寸为14.017.015.0m，为城门洞型，衬砌厚度根据岩石类别不同为1.2m和1.5m。所有无压段全断面均设置锚杆，顶拱进行回填灌浆并设置排水孔。出口消能段主要包括出口明渠、挑流鼻坎和下游护坡等，由于泄洪洞出口水流与河流中心线只有16的夹角，为避免泄洪水舌冲击岸坡，泄洪洞出口采用扭鼻坎型式，从而使水舌转向且横向拉开，挑流鼻坎两侧岸坡采取护坡保护措施。根据以上布置，进行了泄流能力、明流隧洞底坡及竖曲线拟定、明流洞水力计算以及出口消能计算等，计算结果表明，在校核洪水位960200、.06m时，泄洪洞单洞最大泄量为4125m3/s,明流洞水深为12.07.9m，洞内流速为24.537.2m/s，水舌挑距113.0m，所需水垫深度78.0m，远小于下游水深，明流洞洞身余幅为18%25%，满足规范要求。8.3.4 引水发电系统8.3.4.1 电站建筑物布置方案选择（1）主厂房及相关洞室位置选择依据输水线路引水洞与尾水隧洞的水力条件及地形、地质条件，分别对左右岸进行首部式、中部式、尾部式三种厂房进行初步的综合比较，参考国内外同类型工程的厂房布置，为了使主厂房洞室群尽可能落在坚硬、完整的Pt1t5层灰岩中，避免设置上游调压井，尽可能缩短高压引水洞的长度，同时，便于与施工导流洞结合201、作为尾水洞，并考虑出线要求，采用首部式厂房布置方案。（2）进水塔型式选择进水口的型式主要比较岸塔式、竖井式等方案。坝址区地势陡峻，进口设计烈度度，一般来说采用竖井式进水口可以减小明挖量，有利于进水段的抗震性和稳定性。但由于进水口部位地形变化较大，地势低的部位难以形成封闭竖井，仅下部形成竖井，而上部仍需做成塔架结构，如此结构造成地势高的部位仍需有较大开挖，为了形成竖井，进口位置需向下游山内靠，其开挖量较塔式进口更大。综合考虑，本阶段采用塔式进水口型式，同时采取一定的工程措施提高进水塔的抗震性和边坡稳定性。（3）输水线路布置方案电站采用首部式布置方案，引水线路较短，适合采用一机一洞布置型式，而尾水202、线路较长，且存在与泄洪洞、施工导流洞之间相互影响的问题，因此着重研究尾水系统布置方案。本阶段分别比较了一机一洞和多机一洞的尾水系统布置型式。采用一机一洞布置型式，水流条件简单，尾水隧洞洞径较小，成洞技术和施工难度相对小些，但为了保证各洞洞壁间距，造成靠山侧机组段尾水线路过长，且尾水出口宽度较大。鉴于尾水出口部位靠近Pt1t7软岩地带。为使尾水出口尽可能少进入软岩岩层区域，增加边坡稳定性，减小边坡开挖和处理工程量，尾水出口宽度不宜太大，采用多机一洞布置方式有利于减小尾水出口宽度。此外，为减小洞室工程量，有利于枢纽布置，考虑将尾水洞和导流洞结合布置，从方便导流洞平面布置和洞室尺寸选择等方面，采用多203、机一洞布置方案更有利于尾水洞和导流洞结合。因此，本阶段考虑采用多机一洞布置方案。由于单机流量较大(额定流量713m3/s)，为避免尾水隧洞洞径过大，利于机组提前发电，采用二机一洞和一机一洞联合布置方案。8.3.4.2 电站建筑物布置XX电站建筑物采用首部式地下厂房布置型式，分别布置于左右两岸，每岸各布置5台机组。水电站主要建筑物包括：引水渠、进水塔、引水隧洞、主厂房、安装场、尾水洞、调压室、尾水平台、尾水渠、出线场和交通洞等。（1）左岸电站建筑物进水塔为岸塔式，距离大坝上游侧约70m，从右至左依此为6#10#机进水塔，总长150m。引水隧洞采取一机一洞，五条隧洞平行布置形式，隧洞进口段垂直于进204、水塔，出口段与主厂房正交。 主厂房位于大坝左侧，厂房纵轴线方位角NE42。从右至左依此为安装场(62.5m)、机组段(170m)、副安装场(25.8m)，其中机组段分五段布置，一机一段。主变洞位于厂房下游35.0m，与厂房平行布置。母线洞共五条，位于主厂房与主变洞之间，与厂房纵轴线垂直，每条长35.0m。在厂区周围设置三层排水廊道，厂房排水廊道与大坝的防渗帷幕共同构成厂区的防渗体系，以降低厂区围岩的渗透压力，增加围岩的稳定性，提高电站运行的安全性。尾水隧洞段布置有调压室，隧洞由两部分组成：在调压室前采用一机一洞平行布置形式，调压室后尾水隧洞采用两机一洞及一机一洞联合布置方式，其中7#、8#机及205、9#、10#机分别共一尾水隧洞，6#机单机单洞。调压室前隧洞垂直于主厂房纵轴线，其上接尾水管出口，下接调压室；调压室后隧洞平面布置采用上游直线段接水平弯段接下游直线段的布置形式，三条尾水洞下游直线段与导流洞结合。调压室布置于主厂房下游，距离尾水管出口39m。尾水出口位于大坝轴线下游约580m处。尾水塔与尾水洞轴线垂直，紧贴边坡呈一字形排列，为三个独立平台。尾水渠为直向出水，尾水渠渠底宽度约110m。地面出线场位于主厂房上部的山坡上，占地150m17m，地面高程为1150m。交通洞是地下厂房的主要对外交通通道，由进场公路经交通洞进入安装场。安装场地面高程815.0m，交通洞洞口高程853m,洞水206、平投影全长870m，交通洞净宽10m，高10m。（2）右岸电站建筑物布置型式基本同左岸建筑物。右岸进水塔为岸塔式，距离大坝上游侧约130m。主厂房位于大坝右侧，厂房纵轴线方位角NW85。尾水隧洞段布置有调压室，隧洞由两部分组成：在调压室前采用一机一洞平行布置形式，调压室后尾水隧洞采用两机一洞及一机一洞联合布置方式，其中2#、3#机及4#、5#机分别共一尾水隧洞，1#机单机单洞。2#、3#机及4#、5#调压室后尾水洞下游直线段与导流洞结合。尾水出口位于大坝轴线下游约500m处。尾水塔与尾水洞轴线呈70，紧贴边坡呈一字形排列，为三个独立平台。尾水渠渠底宽度约120m。地面出线场位于主厂房上部的山坡207、上，占地170m15m，地面高程为1050m。交通洞是地下厂房的主要对外交通通道，由进场公路经交通洞进入安装场,水平投影全长900m。8.3.4.3 主要电站建筑物设计（1）进水口设计两岸进水塔型式基本一致，均采用岸塔式钢筋混凝土结构。塔顶高程与坝顶高程相同，为962m。底板高程按死水位920.0m发电工况计算淹没深度来控制。为避免进水口门前出现旋涡和吸气漏斗，最小淹没深度约14m,底板顶面高程为890m，底板厚度4.0m，相应的建基面高程为886.0m。塔高76m。单个进水塔宽30m(左岸)、34m(右岸)，顺水流向长23.5m。进水塔沿水流向依此为拦污栅段、进口段、闸门段等。拦污栅为直立平208、面活动式拦污栅，左岸每台机5个栅孔，孔口尺寸为4.8m30m(宽高)；右岸每台机6个栅孔，孔口尺寸为4.5m30m(宽高)。计算过栅流速小于规范规定的1.2m/s。栅后各机组进口前沿相通，引水流量可相互补充调剂。闸门段设检修门和工作门各一道，孔口尺寸分别为9.2m12.8m和9.2m12.2m。由于岩层走向基本垂直河流流向，倾角直立并微倾下游，进口边坡稳定条件较好。根据本工程条件，并类比其他工程经验，两岸边坡综合坡比采用10.310.45。进水口边坡采用喷锚支护、排水、局部加预应力锚索的支护型式，保证边坡的稳定。（2）引水隧洞设计左岸引水隧洞：电站采用首部式布置方案，引水线路较短，采用一机一洞209、布置型式，五条隧洞平行布置。由上平段、上弯段、竖井段、下弯段和下平高压段等部分组成。上平段隧洞中心间距30.00m，下平段隧洞中心间距34.00m。隧洞上平段入口中心高程896.10m，下平段出口中心高程796.0m。引水隧洞洞径在考虑经济流速的同时，经调保计算确定为12.2m。6#10#机单洞洞长分别为257.2m、286.8m、316.4m、346.1m、375.7m。引水隧洞位于Pt1t5灰岩中，成洞条件较好。引水隧洞上平段、上弯段及竖井段位于防渗帷幕上游，承受的水头相对较小，采用钢筋混凝土衬砌；下弯段、下平段位于防渗帷幕下游，承受的水头较高，防渗要求高，故采用钢板钢筋混凝土衬砌。隧洞均210、采用圆型断面，衬砌厚1.0m。为提高围岩弹性抗力、增加岩体完整性，暂考虑对隧洞全断面进行固结灌浆。右岸引水隧洞：除输水线路布置和尺寸外，其结构布置和处理措施基本同左岸引水隧洞。1#5#机单洞轴线长度均为209.3m。（3）厂房及相关洞室设计两岸主厂房及相关洞室布置型式基本相同。 主厂房根据选定的电站总体布置、水轮机组特性、一台机组满发电时对应的尾水位以及相应调保计算结果，装机高程定为796.0m。依据选定的水轮机组尺寸、设备布置和结构要求，尾水管底板顶高程定为767.29m，发电机层地面高程定为815.0m。根据机组安装及检修时起吊发电机轴等大件需要，确定桥机轨顶高程为829.00m；由桥式起211、重机的使用要求，按0.25的矢跨比起拱，确定拱顶高程为845.25m。主厂房机组段长度受蜗壳平面尺寸控制，结合地下厂房设备布置、交通与结构受力特点，并考虑尽可能减小主厂房宽度，延长主厂房长度以满足机组辅助设备的布置，机组段长度定为34m，以机组中心线分，其左侧18.16m，右侧15.84m，五台机总长170m。机组跨度受发电机最大平面尺寸控制，并考虑桥机布置、发电机围墙、辅助设备及运行通道等要求，参照国内工程布置，仅在厂房下游侧设置运行通道，风罩紧靠上游侧布置，据此厂房跨度：高程829m以上为31.8m，高程829m以下至主机段788m高程为30m。主厂房开挖尺寸为258.3m31.8m81.212、96m(长宽高)。XX水电站地下厂房位于Pt1t5灰岩，岩石较坚硬、完整，稳定性较好，为减少主厂房开挖跨度，以及使吊车能先期投入使用加快机组安装进度，选择采用岩锚式吊车梁。主厂房发电机层布置有机旁盘、励磁盘、油、气设备吊物孔以及通往出线层的楼梯、蜗壳检修设备吊物孔。出线层高程808.40m，与母线洞底部高程同高，布置有调速器和油压装置等。水轮机层高程803.90m，布置有油、水、气供应系统及水车室送风机。 安装场和副安装场左岸安装场位于主厂房右端，紧靠6#机布置，右岸建筑物安装场位于主厂房左端，紧靠1#机布置，左右岸安装场长度均为62.5m，跨度与主厂房相同。安装场地面高程815.0m，与发电213、机层同高。安装场下部靠近主厂房机组段侧13.85m范围，布置有油罐室、事故油池室，其底高程808.4m。为2台机组同时安装提供方便。左岸主厂房左端(紧靠10#机)和右岸主厂房右端(紧靠5#机)分别布置一长25.8m的副安装场，净跨与主厂房相同，顶拱开挖高程845.25m，地面高程与发电机层同高，为815.00m。地面以下布置有两层，高程808.40m，与出线层同高，布置有空压机室等；高程803.90m，与水轮机层同高，布置有水泵等辅助设备；高程803.9m以下靠近机组段的位置为检修集水井和渗漏集水井，最低开挖高程754.29m。 母线洞、主变洞、出线洞及副厂房母线洞位于主厂房下游侧，为单机单洞214、，各洞平行布置，洞轴线与厂房轴线垂直。洞断面形状为圆拱直墙型，前段长25.9m，开挖尺寸为8m7.75m(宽高)，地面高程808.40m，在进入主变洞前10m母线洞扩大为11m17.6m。母线洞内布置高压柜、励磁变、厂用变等电气设备，吊顶上部为排烟风道。两端洞口采用混凝土衬砌加固，洞身中部采用喷锚支护。主变洞位于主厂房下游，其中心线与主厂房平行，开挖尺寸右岸为215.6m17m32.5m(长宽高)，左岸为205.6m17m32.5m(长宽高)，主变洞分二层布置，下层布置主变压器，上层布置GIS室。副厂房布置于主变洞端部与副安装场相对应部位，与副安装场间有电缆廊道相连，净跨与主变洞相同。（4）尾215、水隧洞左岸尾水隧洞：尾水隧洞段布置有调压室，隧洞由两部分组成：在调压室前采用一机一洞平行布置形式，调压室后尾水隧洞采用两机一洞及一机一洞联合布置方式。调压室前隧洞垂直于主厂房纵轴线，其上接尾水管出口，下接调压室，洞轴线间距34m，隧洞采用采用城门洞形断面，净尺寸13.9m19m，长39m。调压室后隧洞平面上采用上游直线段接水平转弯段接下游直线段的布置形式。隧洞间距分别为68m、52m。隧洞下游直线段与导流洞结合布置。隧洞水平投影长457.4m、544m、625m，其中结合段长237.4m、286m、338m。为了便于与导流洞结合，尾水隧洞在出调压室后以斜坡自767.29m接至801.0m高程，216、隧洞采用城门洞型，断面净尺寸16m22.5m。由于尾水隧洞部分洞段与导流洞结合，为方便施工，加快施工进度，并考虑尾水隧洞所处岩层一般较好，因此本阶段暂考虑采用城门洞型断面型式。下阶段根据地质和地应力等条件进一步研究尾水隧洞洞型。隧洞采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚1.3m。对岩性较差的部位需进行全断面固结灌浆，以提高围岩弹性抗力，同时对有地质缺陷的洞段还需采用混凝土塞、随机锚杆等措施进行加固。右岸尾水隧洞：调压室前隧洞布置和尺寸基本同左岸尾水隧洞。调压室后隧洞平面上采用上游直线段接水平转弯段接下游直线段的布置形式。隧洞间距分别为68m、50m。2#、3#和4#、5#隧洞下游直线段与两条导流洞结合布置217、。隧洞水平投影长612m、691m，其中结合段长415m、486m。为了便于与导流洞结合，尾水隧洞在出调压室后15m，以1：3的斜坡自767.29m接至801.0m高程，隧洞采用城门洞型，断面尺寸16m22.5m。由于1#机尾水隧洞不与导流洞结合，尾水隧洞在出调压室以斜坡自767.29m接至出口801.0m高程，隧洞采用圆拱直墙型，断面尺寸11m14m。右岸尾水隧洞衬砌和处理措施同左岸建筑物。（5）尾水调压室设计调压室布置于尾水洞上游直线段上，距尾水管出口39m。调压室采用阻抗式，阻抗孔由扩大的调压室内的尾水检修闸门井承担。根据输水系统的布置，左右岸尾水隧洞长度有所差异，经调保计算,两岸调压室218、的尺寸也有所不同，调压室断面积：左岸850m2，右岸1050m2，阻抗孔的面积120m2，最高涌波高程：左岸853.8m，右岸854.0m，最低涌浪高程：左岸795.3m，右岸795.9m。尾水调压室的结构形式受制于尾水隧洞的布置。调压室在845m高程以下为三个相互独立的矩形调压室以对应下游三条尾水隧洞，其底板顶高程767.29m，开挖长度按54m、54m、28m。调压室上部连通成为尾水闸门廊道，闸门廊道底高程845m，其顶高程左右岸分别为866m和868m，宽度左右岸分别为21m和25m。调压室采用全断面混凝土衬砌的支护方式，内部设混凝土支撑，以满足调压室自身结构的要求。（6）尾水出口尾水出219、口与导流洞出口结合布置。左岸尾水出口：尾水塔与尾水洞轴线垂直，紧贴边坡呈一字形排列，为三个独立平台，平台顶高程853.00m。底板底高程797.0m。三塔间通过塔顶交通桥相连。尾水检修闸门孔口尺寸16m22.5m。尾水渠为直向出水，出尾水平台后与河床水平相接。右岸尾水出口：布置型式同左岸,尾水塔与尾水洞轴线斜交。尾水边坡综合坡比采用10.45。边坡采用喷锚支护、排水、局部加预应力锚索的支护型式，保证边坡的稳定。（7）地下厂房洞室支护参数初拟两岸主厂房洞室群分布在Pt1t5坚硬岩石，洞顶山体厚度230250m，洞室长轴与岩层走向斜交，交角约2330，洞室地质条件较好。本阶段以国内主要大型地下电站220、地下洞室支护设计成果(见表813)，针对XX坝址各部位地质条件、不同时期受力特点等初拟支护参数。 主厂房XX主厂房开挖尺寸为258m31.8m82m，其中水轮机层以上高度达41m。根据其他类似规模洞室群围岩稳定分析成果，主厂房顶拱采用喷锚支护作为永久支护，顶拱采用8m10m，28的系统锚杆，锚杆间距1.5m1.5m。对于局部可能出现的不稳定区域采用随机锚索进行加固。对于主厂房水轮机层以上边墙采用喷锚支护作为永久支护，主厂房洞室周边系统锚杆采用长8m10m，28的锚杆，锚杆间距1.5m1.5m。受其它洞室布置和高边墙影响，厂房边墙稳定条件较差。在上、下游边墙采用长20m预应力锚索，下游边墙与主变221、洞之间采用对穿锚索，锚索间距4.5m6m，吨位2000kN。对于主厂房下部水轮机层以下边墙，虽然受引水洞和尾水洞影响，围岩稳定性较差。但在施工后期该部位有砼承担围岩应力，后期应力状态会有所改善，故只考虑施工期的支护措施。开挖面用喷砼进行喷护，并采用长6m，25，间距1.5m1.5m的系统锚杆支护。 调压室调压室高度虽大，但其跨度和洞长均较小，且下部为三个独立井式结构，据其他类似工程围岩分析，围岩稳定性一般较主厂房好，在主变洞与调压室之间相对应的围岩稳定性较差。因此，洞周采用喷锚支护作为永久支护，洞室周边系统锚杆采用长6m8m，28的锚杆，锚杆间距2m2m。在主变洞与调压室室间采用对穿锚索，锚索222、间距4.5m4.5m，吨位分别为2000kN。 其他洞室对于主变洞和母线洞，由于洞室较小，一般受力情况较好。洞周喷砼进行喷护，洞室采用长6m，25，间距1.5m1.5m的系统锚杆支护。对于尾水洞，洞室尺寸较大，且有局部部位穿过岩性较差的类围岩地带，洞周采用喷砼进行喷护，洞室采用长8m，28，间距1.5m1.5m的系统锚杆支护。此外由于这些洞室与主厂房洞室交叉口处应力受力情况复杂，稳定条件较差，因此在洞室交叉处一定范围采用预应力锚索或砼衬砌等措施进行加强。鉴于各机组段围岩地质条件不同，围岩稳定状态各异，下阶段还需通过整体围岩稳定分析以确定其开挖、支护参数。表8-13 我国部分地下电站厂房柔性支护223、工程实例电站名称厂房深度(m)厂房开挖尺寸(长宽高)(m)围岩地质条件支护类型支护参数投产年份备注顶拱边墙二滩300350280.330.765.7正长岩、玄武岩、岩石新鲜完整。高应力区，最大主应力2040MPa锚网(或钢纤维)喷加预应力锚索301.5m1.5m，L68m；15cm251.5m1.5m，L57m；锚索1750kN，3.0m3.0m，L1520m1998为喷混凝土厚度，L为锚杆或锚索长度小浪底70100251.5326.261.4砂岩、T14组岩，厂房顶部三层泥化夹层厚度0.52.0cm。水平/竖向应力为0.8，最大水平应力5MPa锚网(或钢纤维)喷加预应力锚索张拉锚杆321.5224、m1.5m，L68m；钢筋网820m20cm，15cm；锚索1500kN，4.5m6.0m，L25m张拉锚杆321.5m1.5m，L10m；局部两排500KN锚索L12m1999白山一期55110121.52554.2混合岩，岩石完整性好，E02104MPa，中等地应力，113.515MPa锚网喷加预应力锚索251.5m1.5m，L3.5m；15cm251.5m1.5m，L3.5m，10cm；主厂房与主变洞用对穿锚索600KN;锚索L16.5m1983大朝山6020023426.463玄武岩、夹有薄层凝灰岩锚网(或钢纤维)喷加预应力锚索321.5m1.5m，L6.28.2m；20cm820；锚225、索1600kN4.5m4.5m，L15m20m锚网喷同顶拱；锚索2000KN5m5.2m，L12m在建续表8-13 我国部分地下电站厂房柔性支护工程实例电站名称厂房深度(m)厂房开挖尺寸(长宽高)(m)围岩地质条件支护类型支护参数投产年份备注项拱边墙广蓄一期330400146.52244.5斑状黑云母花岗岩、类为主，E01.5104MPa，112.2MPa锚网喷252.0m1.5m，L3.74.7m；L5.37.0m；815cm15cm；15cm252.0m1.5m，L4.37m；815cm15cm；15cm1993天荒坪蓄能90210146.52244.7凝灰岩，坚硬完整，v5000m/s，226、中等应力最大主应力1318MPa锚网喷251.5m1.5m，L4m；825cm25cm；15cm252m2m，L57m；15cm1997东风1501101052048灰岩，E0(0.82.5104MPa，中等地应力，113.515MPa锚网喷251.5m1.5m，L5m；1.2m1.2m，L=7m；15cm251.5m1.5m，L45m；1015cm1992鲁布革1502001251838.4角砾状灰质白云岩E03.0104MPa，中等地应力，11315MPa锚网喷251.5m1.5m，L45m；15cm同顶拱1988大广坝1487.215.237.4斑状花岗岩锚网喷20、221.5m1.5m227、，L3.8m；15cm20、221.5m1.5m，L5.0m；1015cm19948.3.5 渗控工程 防渗帷幕（1）地质条件概况坝址区出露的地层主要有震旦系上统灯影组、下元古界会理群通安组(Pt1t)，呈近直立产出，走向近SN，垂直河流，倾向下游微偏右岸，坝址区岩层透水性以弱透水性为主。为有效控制渗漏量，降低坝基扬压力及拱座地下水位，防止地下厂房渗漏，降低基岩渗透水力坡降，坝基及地下厂房周边均需布置防渗帷幕处理措施。（2）防渗帷幕线路布置大坝坝基防渗帷幕沿大坝基础廊道布置，左岸出坝体后，穿过左岸地下厂房上游侧，向下游转折包过厂房左侧面，右岸出坝体后穿过右岸地下厂房上游侧，向向下游转折包过厂房228、右侧面。防渗线路总长约1138m。由于大坝下游水位较高，为防止河床地下水位向地下厂房渗漏，在两岸厂房临江侧布置一道封闭帷幕，上游接主防渗帷幕，下游接相对隔水层。（3）防渗标准和防渗帷幕底线据现行有关设计规范，帷幕防渗标准为：大坝坝基及地下厂房防渗帷幕透水率小于1Lu，其余部位防渗帷幕透水率小于3Lu。对选定的防渗线路工程地质剖面、水文地质条件及岩溶发育情况进行分析后，河岸及两岸的防渗帷幕底线布置原则确定如下： 坝基帷幕一般深入到基岩的透水率小于1.0Lu界线以下510m，且不小于0.3倍坝高，左、右岸山体一般部位深入到透水率小于3.0Lu界线以下5m。 遇到溶洞的部位，帷幕底线深入岩溶发育下限229、10m。 遇断层及其影响带，局部适当加深。 地下厂房临江侧封闭帷幕：防渗上限为下游校核洪水位，下限与主帷幕深度相同。按以上原则确定的防渗帷幕底线构成的防渗总面积约33.6万m2。（4）灌浆孔的布置防渗帷幕灌浆孔的排数及孔排距、孔向根据大坝的稳定要求、工程地质条件及类似工程经验成果确定具体布置如下： 大坝坝基、两岸近河地段及地下厂房方案的地下厂房上游侧，布置两排灌浆孔，孔距22.5m，其中一排灌浆孔深入设计底线，另一排灌浆孔孔深为帷幕深度的1/22/3。 两岸远岸段，布置一排灌浆孔，孔距2.5m。 地质缺陷部位如较大断裂、溶蚀带等部位的灌浆孔根据需要适当加密、加排或加深。 厂房封闭帷幕，布置一排230、灌浆孔，孔距2.5m。 上、下层灌浆平洞之间的帷幕采用衔接帷幕连接，衔接帷幕排数、孔距与相应部位主帷幕排数相同。（5）灌浆平洞两岸防渗帷幕较深，最深达220m，帷幕必须分层搭接，为此在两岸布置了多层灌浆平洞。综合分析防渗线路的工程地质条件，根据两岸导流洞、泄洪洞及厂房引水洞布置，结合国内现有的钻孔灌浆施工技术水平，灌浆平洞布置如下：左、右岸布置四层灌浆平洞，与大坝基础廊道相通。左岸灌浆平洞高程分别为：962m、902m、842m、778m；右岸灌浆平洞，高程分别为962m、888m、842m、778m。灌浆平洞断面为城门洞型，根据灌浆孔布置，灌浆平洞净断面为2.53.0m3.03.5m，灌浆平231、洞混凝土衬砌厚3040cm。洞顶进行顶拱回填灌浆。为满足帷幕高压灌浆要求，顶层以下的各灌浆平洞均进行围岩固结灌浆。8.3.5.2 基础排水基础排水根据不同需要分别有大坝基础排水和两岸山体排水及厂房周边排水。大坝基础排水位于坝体防渗帷幕下游侧，目的是降低幕后扬压力，增加大坝抗滑稳定性。山体排水布置于两岸拱座和右岸地下厂房周边，形成地下厂房封闭排水，目的是疏排厂房四周地下水，提高地下厂房硐室的稳定。大坝基础排水孔孔深为防渗帷幕孔深的0.40.6倍。8.3.6 工程量XX坝址主要建筑物工程量见表8-14。8.3.7 主要问题及对策措施8.3.7.1 大坝（1）坝体建基面确定本工程大坝为双曲拱坝，其体232、形单薄，与岩体的接触面小，所以对建基岩体的要求高，从坝体应力的角度要求基岩有较高的弹模和较好的均一性，从基岩的承载力角度要求岩体有较高的抗压强度。合理选择坝体建基面，使之既能满足坝体受力和坝肩稳定的需要，又能尽量减少，坝基开挖和坝体混凝土工程量，需要进行综合比较论证，是本工程设计的重要问题之一。表8-14 XX坝址双曲拱坝方案主要工程量汇总表部位开挖（万m3）砼（万m3）钢筋（t）锚杆（根）锚索（束）回填灌浆（万m2）接缝灌浆（万m2）固结灌浆（万m）帷幕灌浆（万m）喷砼（万m3）排水（万m）止水（万m）金结（t）覆盖层明挖洞挖合计大坝38.0142.5180.5142.01349012174233、3444.760.501.350.944600坝下及泄洪雾化保护38.95.444.34.9716206882.679.180.25泄洪洞25.356.181.519.815852300523.592.110.852.960.822220电站299.0465.7764.7158.7105593361686344811.534.3237.288.8720.947.2434960渗控工程9.99.93.6141464283.0110.0025.0910.35合计76.9472.2531.71080.9329.0137065431028379218.139.0849.3925.0912.8944.7234、89.2541780按招标文件的地质资料，XX坝址两岸坝肩岩体的弱风化线、微风化线在基岩面以下深度分别达25m、35m以上，本次投标设计按我院在灰岩地区的建坝经验，根据坝址的岩层产状和岩性特征判断，认为坝基岩体的风化和卸荷不会太深太强，因此坝基高程拟定为基岩顶面以下5m，拱座嵌入深度拟定为1530m。预可研阶段须根据勘探和岩体力学强度试验成果，确定坝基可利用岩体的深度，并结合坝体的优化设计，将坝基高程和拱座嵌入深度调整到合适的范围。（2）大坝抗震及泄洪振动根据地震危险性分析，坝址地震基本烈度，大坝设计地震加速度代表值为0.25g，同时坝身泄洪流量大，泄洪振动也是值得注意的问题之一。本投标阶段由235、于时间关系，采取适当增加坝体厚度的处理方式，下阶段将通过计算分析，在确保安全的前提下，优化拱坝体型。（3）坝肩开挖XX坝址由于河谷岸边陡峻和坝肩采取径向开挖，致使坝前、坝肩形成了高陡边坡，坝肩开挖工程量相对较大。预可研阶段在坝肩岩体的力学参数进一步落实后，研究采取非径向开挖的可能性，以减小边坡高度和开挖工程量。8.3.7.2 泄洪消能（1）泄洪冲刷对电站尾水口的淤积影响本工程采用挑跌流+水垫塘的型式消能，水垫塘是利用下游天然的深厚水体形成，其底部有深5060m的抗冲流速低的覆盖层，泄洪水流若将覆盖层带向下游，造成尾水口门淤堵或堆积于尾水渠，将影响工程的正常运行，降低工程效益，是本工程设计需要关236、注的问题之一。本次投标设计根据工程经验，对下游河床采取了部分预挖的措施，由于覆盖层被冲淘程度的影响因素复杂，既与水流冲击力有关，又与覆盖层的物质组成关系密切，因此，预可研阶段须在较全面的地质资料基础上，根据水工模型试验的结果，分析研究覆盖层被冲淘的范围和深度，以采取相应的工程措施。（2）泄洪雾化保护随着国内外一些工程因泄洪雾化而产生工程事故，影响工程的正常运行，工程界对泄洪雾化的危害性越来越重视，研究方法也越来越成熟。本工程水头高，泄量大，河谷狭窄且采用挑跌流的方式泄洪，预计泄洪雾化升腾高、抛射远、雨强高，危害性大，因此掌握泄洪雾化的特性以及采取必要的工程对策,是本工程设计中需研究解决的重大问237、题之一。本次投标设计类比工程实例并按经验公式拟定了下游泄洪雾化的保护范围，采取了喷锚的保护措施。鉴于泄洪雾化受水流特性、地形条件和风速场等诸多因素的影响，预可研阶段应通过数学模型计算或水工模型试验，掌握雾雨分布的强度和范围，对雾化区分区、分级，以采取相应的保护措施，并着重研究泄洪雾雨对两岸高边坡稳定性的影响。（3）消能区保护本次投标设计方案中，对坝下80m的范围采取了护底和护坡的措施，保护范围是按表孔水舌的挑距并考虑施工期坝身孔口导流对河床冲刷的影响确定的。根据水力学计算和水工断面模型试验的结果分析，本工程下游水垫深厚，泄洪期间可基本确保河床底部不会冲刷，但由于河床狭窄，水舌冲击岸边在所难免，238、下阶段应通过水工整体模型试验，掌握泄洪冲切的范围和深度，据此复核泄洪冲切对消能区边坡稳定性的影响，确定是否需增加边坡保护措施。8.3.7.3 引水发电系统（1）大型地下电站洞室群布置及支护结构型式电站建筑物地下洞室群错落分布，主要包括引水隧洞、主副厂房洞室、主变洞、母线洞、尾水调压室、尾水隧洞等，其中主厂房开挖尺寸为258m31.8m82m，地下洞室群规模较大，属超大型洞室。加之工程场地基本地震烈度度，地应力较高，对地下洞室群稳定存在不利影响。一个合理的布置方案、施工程序和支护措施不仅有利于施工、运行及降低施工造价，还有利于改善围岩稳定条件，是本工程设计研究的关键技术问题之一。本投标阶段主要从239、初步地质资料、整体枢纽布置及电站自身布置要求等方面要求，参照规范和类似工程经验确定地下厂房位置、轴线方向、洞室埋深和间距；根据初步拟定的机电资料及一般工程经验进行地下电站洞室群布置；根据工程类比及其他地下洞室稳定分析和支护设计成果初拟支护参数。预可研阶段尚需进行深入的地质勘探工作，根据较为全面的地质地形资料、机电设备资料，考虑枢纽布置和施工因素等，通过一定的理论分析对该技术问题进行深入研究。（2）尾水过渡过程电站尾水流道布置采用二机一洞和一机一洞联合布置型式。尾水隧洞与导流洞结合在某些工况可能出现明满流交替情况，由于尾水隧洞线路较长，调压室规模较大，水力过渡过程复杂；正确分析尾水水力过渡过程，240、有利于调压室布置、结构型式选择，有效的改善水流状态，有利于机组运行和结构安全性，因此尾水水力学过渡过程研究是本工程的主要技术问题之一。本投标阶段主要根据枢纽总体布置、厂房在输水系统中所处的相对位置、压力尾水管道的管径、机组装机高程等条件，通过理论计算加以确定调压井的设置条件和位置，初步确定采用阻抗式调压室，调压室为下部独立，上部连通的结构型式。在预可研阶段尚需进行深入的地质勘探工作，根据较为全面的地质地形资料、机电设备资料，考虑枢纽布置和施工因素，结合理论分析和数值计算对该技术问题进行深入研究。（3）进口建筑物抗震设计XX水利枢纽工程场地位于地震活动与地质构造新活动较强烈的地区，工程场地所在的241、地震地质环境复杂。据地震危险性分析，坝址地震基本烈度为7度，其进水建筑物和边坡设计烈度为8度。由于进口部位岩体裂隙、节理较发育，其抗震稳定性是值得注意的问题之一。本阶段着重从地形、工程量及与其他建筑物相互关系等方面比较确定采用塔式进水口型式；参照其他工程经验和初步计算确定进水塔布置和结构方案、边坡开挖、支护方案。预可研阶段尚需进行深入的地质勘探工作，通过工程类比、结构分析、有限元分析等方法分析研究进水口结构型式、抗震处理措施。（4）地下厂房内部布置地下电厂房内部合理的布置方案有利于减少工程量，节省投资，加快工程进度，并有利于洞室稳定性，如何采取布置措施压缩地下厂房空间，尤其是减小厂房的开挖跨度242、，是本工程值得注意的另一个问题。本投标阶段主要通过初步机组资料、结构、设备布置的一般情况和工程经验，初拟确定厂房内部布置方案。预可研阶段，在保证结构安全和运行方便的前提下，采取改进布置、设备等措施压缩洞室空间，优化布置方案。8.3.7.4 金坪子滑坡根据招标文件提供的资料，金坪子滑坡规模巨大，我院现场调查初步判断其稳定性较好，整体下滑的可能性不大，但金坪子滑坡离坝址较近，与工程关系密切。本投标阶段由于缺乏基本资料，采取预列投资的方式处理。下阶段将对该滑坡进行重点勘察，并在取得详细资料的基础上，分析论证该滑坡的稳定性，提出处理意见。8.4 白滩坝址工程布置及主要建筑物8.4.1 工程布置白滩坝址243、主体工程建筑物由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物组成，与XX坝址相同，厂房只能布置于岸边，因此大坝布置与引水发电系统布置相对独立。大坝仅涉及泄洪消能布置，而引水发电系统主要是协调好与泄洪洞及导流洞的关系。8.4.1.1 坝型白滩坝址河谷呈基本对称的V形，正常蓄水位处河谷宽高比约1.6，建基岩体除左岸910m以上为二迭系页岩、砂岩外，其余部位均为灰质白云岩、白云质灰岩，坝肩岩体风化严重，卸荷裂隙发育，右岸卸荷、风化带在60m以上，新鲜岩体强度较高。坝址右岸950m以上为缓坡，950m1000m坡度25，1000m以上坡度15,因此右岸有设置岸边溢洪道的地形条件，即该坝址可考虑修建当地材料坝。对244、于当地材料坝，宜采用心墙堆石坝，但存在心墙料料源不落实的问题，虽据地质初步查勘在坝址附近有几个料场，但总储量不足，且各料场的开采厚度不大于2m，土料质量难有保障。坝址的河谷属窄形河谷，建坝岩体为中等强度，满足拱坝承载力的要求，左岸有一热水塘断层，但因其倾角陡达82，坝肩开挖后，仅高程760m以下存在，处理工程量不大。总之，白滩坝址有较好的修建拱坝的地形地质条件，因此本次投标设计首选拱坝为该坝址的坝型。本坝址亦对重力坝作了初步研究，这是基于以下两个方面的考虑：一是重力坝较之拱坝对建基岩体质量的要求相对较低，同时可采用RCC筑坝以加快施工进度；二是重力坝较之拱坝，可加大坝身泄洪设施的孔口尺寸，且因245、坝身断面较宽，表孔可利用下游河床水垫深厚的条件采用宽尾墩挑流消能，因而可不设置岸边分流设施。重力坝坝轴线长459m,两岸为挡水坝段，河床为溢流坝段，布置5个泄洪表孔和4个泄洪中孔。建基面按河床坝段为微新岩石，两岸坝段逐渐至弱微岩石的原则确定，建基高程735m,最大坝高223m。坝体剖面按满足混凝土重力坝规范（DL5108-1999）初拟，上游面直立，下游坝坡为10.8，大坝下游在最高下游水位以下增设一道防渗帷幕，以降低坝基的扬压力。8.4.1.2 泄洪消能布置和型式XX水电站洪水峰高量大，枢纽泄洪量和泄洪功率与国内同类工程相比均处于较高水平，白滩坝址区河床枯水面宽度虽比XX坝址较宽，但河床基岩246、条件较差。因此，为减少河床集中泄流量，减轻坝下的消能负担，并提高工程运行的安全性和灵活性，对双曲拱坝方案，亦应考虑岸边泄洪设施分流。岸边泄洪设施经对导流洞改建成泄洪洞、岸边设置泄洪洞等多方案进行研究，岸边设置2条明流泄洪洞方案在技术上可行且满足工程布置的要求和运行的需要，该方案泄洪设施的布置型式为：坝身泄洪为主，左岸设置2条岸边泄洪洞分流。坝址区水垫深度达120余m，形成了一天然水垫塘，因此消能型式采用挑跌流+天然水垫塘的消能型式。对重力坝方案，可采用坝身集中泄洪消能的布置方式，经多方案比较并参照国内五强溪工程泄洪布置经验，坝身设置5个1922的泄洪表孔和4个2.58.0的泄洪中孔，中孔出口高247、程870m。表孔闸墩厚5.5m,溢流前缘宽度117m,为避免表孔泄洪水舌冲击岸坡，并使水舌沿纵向拉开，从而减轻下游消能水体的承受能力，表孔均采用收缩比为10.5的宽尾墩挑流消能，泄洪表孔水舌入水宽度为107.5m,与拱坝方案表孔水舌入水宽度基本相同，可避免水舌打击岸坡，中孔采用挑流消能。8.4.1.3 厂房布置与型式白滩坝址区正常蓄水位950m处河谷340m宽，河岸岸坡坡度较陡，坝址处主要有白云岩、灰质白云岩，岩体强度较高，成洞条件较好。同XX坝址一样，该处不具备坝后式厂房和岸边引水式地面厂房的布置条件，本阶段重点研究地下厂房布置型式。电站装机7400MW，共10台740MW机组，厂房布置有两248、种型式，一种是在地质条件较好的右岸设一座厂房，集中布置10台机组，另一种是左右岸各设一座厂房，考虑到右岸地质条件较好，布置6台机组，左岸布置4台机组。前者的引水洞、尾水洞、厂房洞室群均位于白云岩中，成洞条件和洞室稳定性较好，支护工程量小，但施工集中在右岸、尾水洞较长。后者两岸洞室布置较均衡，尾水洞与导流洞可有效地结合，主要存在部分机组段主厂房和尾水调压室顶部进入T1层石英岩和千枚岩，致使成洞困难的问题。8.4.1.4 枢纽布置格局对于拱坝方案，由于左岸布置有两条泄洪洞，为避免电站进水口与泄洪洞发生干扰，宜采取右岸设一座厂房的方案。对于重力坝方案，由于泄洪建筑物全部布置于坝身，即在岸边不设泄洪洞249、，因而宜采取左右岸各设一座厂房的型式。因此，白滩坝址有如下两种组合的枢纽布置方案。枢纽布置方案一，即拱坝方案：河床布置混凝土拱坝，泄洪设施采用坝身泄洪与岸边泄洪洞分流相结合，以坝身泄洪孔口为主，岸边设2条泄洪洞，大坝下游消能采用挑跌流+水垫塘的型式；引水发电系统将10台机组集中布置于右岸的地下厂房布置方案。枢纽布置方案二，即重力坝方案：大坝为混凝土重力坝，泄洪设施集中于坝身，设5个泄洪表孔和4个泄洪中孔，下游消能采用挑流+水垫塘的型式；左右岸各布置一座引水式地下厂房，装机台数分别为4台和6台。枢纽布置见“白滩坝址枢纽布置图（比较方案）”。重力坝方案的优点在于对坝基的地质条件要求较低，用RCC筑250、坝可以加快施工进度，左右岸各设一座厂房，岸边建筑分布量较均衡。尾水洞与导流洞可有效地结合；不足之处在于工程量较大，较之拱坝方案，混凝土量增加113万m3，开挖方增加68万m3,左岸厂房位于类岩体中，设计和施工均有较大难度。拱坝方案的优点是工程量较少，拱坝抗震能力强，泄洪设施增加了一个岸边泄洪通道，有利于大坝安全和调度的灵活性，但大坝对坝基的承载能力和完整性要求高；引水发电系统的地质条件较好，但地下厂房偏于一岸，施工场面过于集中。根据已有的地质资料分析，坝基岩体可满足修建拱坝的要求，而重力坝方案工程量较大，左岸厂房施工难度大，因此，本次投标设计以拱坝方案作为白滩坝址的枢纽布置代表方案。8.4.2251、 拱坝设计白滩坝址处除左岸910m以上为三迭系页岩、砂岩外，其余部位均为灰质白云岩、白云岩，抗压强度4060Mpa，属中硬岩体，拱坝体形研究了中厚拱坝和重力拱坝，初步成果表明，中厚拱坝和重力拱坝均可满足坝基承载力要求，重力拱坝工程量较大，因此本阶段选用中厚拱坝方案。（1）坝顶高程坝顶高程的确定方法与XX坝址相同，为958.00m。（2）坝体建基面拟定建基面拟定的基本原则同XX坝址。河床建基面高程735m，对于左岸910m高程以上页岩、砂岩，应开挖至新鲜岩层，并拟对该部位采取局部加混凝土垫座的处理方式，以改善该部位的应力条件。（3）拱坝体形设计坝址处河谷宽高比为1.6。据类似工程经验，本阶段选择252、抛物线型双曲拱坝。经多方案综合比较，推荐的拱坝体形主要几何参数见表8-15。表8-15 抛物线拱坝主要几何参数项 目数值坝 型抛物线型双曲拱坝坝顶高程（m）958.00坝底高程（m）737.00最大坝高（m）223.00坝顶厚度（m）10.00坝底厚度（m）51.00最大拱端厚度（m）51.54最大中心角（）93.56坝顶中心线弧长（m）548.92厚高比0.23弧高比2.5坝体混凝土（万m3）250坝基开挖（万m3）305.8柔度系数11.5（4）拱坝应力分析由于白滩坝址区建坝岩体较XX要差，因此在体形设计时主压应力成为控制性指标。建坝区岩体饱和抗压强度为4060MPa，岩体极限承载能力取抗253、压安全系数为610。本阶段压应力暂按如下标准进行控制：基本荷载组合为5.5MPa，无地震特殊荷载组合为6.0MPa,有地震特殊荷载组合为8.5MPa。拉应力控制指标与XX坝址相同。计算考虑的荷载组合及坝体应力分析方法与XX坝址相同，应力分析成果表明，除死水位地震工况坝顶局部点主拉应力略超标准外,其余指标均在控制标准之内，应力分布符合一般规律，与类似工程的成果相近。静力条件拱坝坝体特征应力列于表8-16，动力条件拱坝坝体特征应力列于表8-17。（5）坝肩稳定分析坝址处岩层为单斜构造，缓倾左岸，倾角1520，地质构造以裂隙为主。拱座岩体中，由于岩层缓倾左岸，不可避免地存在连续性较好的缓倾结构面构成254、的底滑面，不利于大坝抗滑稳定。而且两岸拱座裂隙较为发育，裂隙切割岩体构成了对拱座抗滑稳定不利的侧向滑移面。基于以上地质条件，对坝肩抗滑岩体边界条件假设如下：坝踵处铅垂面为上游脱开面，底滑面为特定的缓倾结构面，侧滑面为裂隙切割岩体构成的切割面，通过试算确定计算部位最不利方位，下游岸坡为滑移岩体的临空面。坝肩岩体为灰质白云岩、白云质灰岩，本阶段在缺乏岩石力学试验资料的情况下，参照岩基试验规程和类比其它工程，对坝肩岩体的力学参数取值为：f=1.1，C=1.1MPa；底滑面取特定的缓倾结构面，其力学参数为：f=0.4，C=0.4MPa；侧滑面目前暂按裂隙连通率50%考虑，其力学参数为：f=0.5，C=255、0.7MPa。采用平面刚体极限平衡法计算的坝肩稳定安全系数列表7-18，坝体推力采用拱梁分载法计算中的拱端推力合成。由于缺乏底滑面力学参数，对坝肩抗滑稳定进行了敏感性分析。当底滑面力学参数f=0.33，C=0.33MPa时，右岸835高程抗滑安全系数低于控制标准。同时，用三维刚体极限平衡法亦进行了计算，其边界条件为选取835m水平面作为底滑面，其余边界的取法同平面刚体极限平衡法相似。计算结果表明，在基本组合情况下，左右岸块体抗滑稳定安全系数分别为4.58和4.92。从以上计算分析可以看出，特定的缓倾结构面的存在，可能会对拱坝抗滑稳定产生制约性的影响，预可行阶段应对坝肩的断裂分布和裂隙性状进行重256、点研究，并进行相应的地质缺陷处理，解决拱坝坝肩抗滑稳定问题。表8-16 拱坝坝体特征应力及位移比较表 单位：MPa、mm工 况部 位项 目ADCASSAADPV基本组合上游坝面最大主拉应力0.200.74出现部位860左拱端885左拱端最大主压应力5.50MPa5.62出现部位860拱冠835拱冠下游坝面最大主拉应力1.121.44出现部位760拱冠737右拱端最大主压应力5.416.87出现部位885左拱端785右拱端最大径向位移/出现部位100.6/959拱冠左侧97.5/959拱冠左侧基本组合上游坝面最大主拉应力0.280.89出现部位860左拱端885左拱端最大主压应力5.175.10257、出现部位760右拱端835拱冠下游坝面最大主拉应力0.991.42出现部位760左拱端737右拱端最大主压应力5.486.94出现部位885左拱端785右拱端最大径向位移/出现部位85.8/910拱冠84.5/959拱冠左侧基本组合上游坝面最大主拉应力0.260.39出现部位910左拱端860左拱端最大主压应力5.825.47出现部位760右拱端760右拱端下游坝面最大主拉应力1.061.23出现部位760左拱端737右拱端最大主压应力3.935.06出现部位810右拱端785右拱端最大径向位移/出现部位53.7/860拱冠52.9/835拱冠特殊组合上游坝面最大主拉应力0.371.10出现部258、位860左拱端885左拱端最大主压应力5.085.09出现部位760左拱端860拱冠下游坝面最大主拉应力0.981.29出现部位760拱冠737右拱端最大主压应力5.816.69出现部位885左拱端785右拱端最大径向位移/出现部位94.2/959拱冠左侧96.2/959拱冠左侧表8-17 动力条件拱坝坝体特征应力表 单位：MPa工 况上游坝面下游坝面最大主拉应力最大主压应力最大主拉应力最大主压应力数值出现部位数值出现部位数值出现部位数值出现部位特殊组合3.54935拱冠8.33910拱冠左侧3.39935拱冠左侧8.42885左拱端特殊组合4.60935拱冠7.63760右拱端4.22935259、拱冠左侧6.68910拱冠右侧表8-18 坝肩抗滑稳定安全系数表高程左岸右岸基本组合特殊组合基本组合特殊组合885m4.203.724.784.30860m4.113.774.484.17835m4.113.973.753.68控制标准3.53.03.53.0（6）基础固结灌浆大坝坝基以二迭系下统灰质白云岩、白云质灰岩为主，岩体坚硬，左岸有少部分三迭系页岩、砂岩，具备作为高拱坝坝基的基本地质条件。岩层为单斜构造，倾向NE，倾角1520。受开挖爆破影响，基础表层一定深度范围内的岩体受到不同程度的损伤，产生新的裂隙，形成松动岩圈，从而影响基岩的整体性，降低岩体强度。为改善大坝的基础岩体的力学性能，260、提高其整体性，减少其不均匀变形，并增强表层基岩的防渗能力，大坝基础需全面积固结灌浆处理。根据拱坝坝基和拱座不同部位的应力情况及相应的工程地质条件，采取不同的加固处理深度，河床737m高程以下固结灌浆深度为812m；左、右岸拱座固结灌浆深度1520m。坝基开挖形成后，层间错动带、断层及其交汇区等地质缺陷部位适当加深固结灌浆孔。固结灌浆范围适当扩大至坝基轮廓以外5m左右，固结灌浆孔采用梅花型布置，孔、排距2.53.0m，局部地质缺陷部位适当加密或加深灌浆孔。8.4.3 泄洪消能设计8.4.3.1 泄洪消能布置方案（1）消能区地形地质条件及泄洪消能布置原则坝址河段河流走向105，为纵向谷，左岸为逆向261、坡，右岸为顺向坡。正常蓄水950m处河谷宽340m。左岸900m高程以下岸坡坡度5560，以上为3540；右岸1000m高程以下岸坡坡度60左右，以上较缓，为15。枯水期水面高程815m，水深1525m,江面宽110120余m，河床覆盖层深厚，覆盖层底高程739.0740.0m, 主要为砂卵砾石夹漂石，厚3550m。消能区地层为二迭系下统灰质白云岩、白云质灰岩，岩石较为坚硬，初步估计岩石抗冲流速大于5.0m/s。由于本工程泄洪流量大、水头高，泄洪消能设施宜采取“分散泄洪、分区消能”的原则布置，其泄洪消能建筑物设计原则同XX坝址。（2）岸边分流方案研究由于该坝址下游水深比XX坝址还要深10m之多262、，导流洞改建泄洪洞技术上难度更大，因此本坝址亦不考虑本方案，重点研究泄洪洞方案。泄洪洞的布置主要受地形、地质及电站建筑物的影响，从地形条件看，左岸有阴地沟，比较适宜布置泄洪洞进口，泄洪洞无论采用直线布置还是转弯布置，下泄水流归槽均较好，但由于白滩坝址地层缓倾下游偏左岸，二迭系下统岩层在左岸出露高程较低，而右岸较高，泄洪洞布置于左岸必将有一部分洞段穿过软岩，因此岸边泄洪洞就地质条件讲，布置在右岸较为合适。但由于电站建筑物地下工程大，洞室高，成洞困难，10台机组均只宜布置在右岸。为避免与厂房布置发生干扰，右岸泄洪洞只能布置在电站建筑物的右侧，泄洪洞只能采用大转弯，单洞长度超过1600m,洞线较长，263、因此，综合比较，推荐在左岸设置两条明流泄洪洞，即两条泄洪洞均布置于左坝肩与左岸两条导流洞之间，泄洪洞采用全明流隧洞的型式。两条泄洪洞规模同XX坝址，加上电站泄量基本上满足下泄常遇洪水的需要。（3）坝身泄洪方案研究XX水电站白滩坝址泄洪布置仍由坝身孔口和岸边泄洪洞共同承担，该坝址下游水垫深度达120余m,比XX坝址还要深10之多，因此，其泄洪孔口布置主要受表孔水舌入水宽度的限制，考虑到入水水舌在近岸处要有足够水垫深度以形成淹没水跃且确保水舌对岸坡不产生大的冲刷，取坝身泄洪入水宽度为110m。由于XX水电站洪水峰型较为宽胖，水库调蓄削峰能力较差，受岸边分流和坝身孔口尺寸的影响，XX坝址坝顶高程较高264、，表孔开孔尺寸28m（从坝顶至堰顶）较大,大于国内其它高拱坝。对于象XX这样高震区来讲，在下游河床承受能力许可及孔口适宜的前提下，应尽量增加下泄量，降低水库水位和坝顶高程，减小开孔尺寸，从而有利于坝体抗振。通过多方案比较，结合岸边泄洪洞布置，坝身泄洪孔口布置主要研究了6表孔+7中孔、7表孔+8中孔两种布置方案，经调洪演算，两种方案枢纽下泄量及上游库水位均相当，方案二由于比方案一多布置了一个孔口，其表孔入水宽度已达115m,而方案一表孔入水宽度为107m，由于该坝址地质条件较XX坝址稍差，为避免对岸坡造成较大冲刷，综合比较，坝身设置6个表孔和7个中孔较为合适，该方案的枢纽调洪演算成果见表8-19265、。表8-19 XX水电站白滩坝址枢纽调洪演算成果表洪水频率表孔泄量（m3/s）中孔泄量（m3/s）泄洪洞泄量（m3/s）电站泄量（m3/s）枢纽总泄量（m3/s）上游水位(m)下游水位(m)P=0.02%15720102608060034040956.10860.95P=0.1%1042099207580390031820950.92859.24P=0.5%824098607500390029500950.00857.33P=1.0%634098607500390027600950.00855.77说明：1.表孔尺寸为1216m,中孔尺寸为7.06.0m,泄洪洞孔口尺寸为14.011.0m。2266、.二百年一遇以下洪水时，孔口为控泄。从表8-19可以看出，XX枢纽坝身最大下泄量为25980m3/s,相应泄洪功率为24250MW，消能区最大单位水体消能率为9.3kW/m3,与国内高拱坝泄洪消能相比，处于较低水平，因此，从坝身下泄量及单位水体消能率上讲，坝身设置6个表孔和7个中孔是可行的。（4）坝身消能方案研究前已述及，白滩坝址下游水垫达120余米，消能区岩石亦较为坚硬，岩石本身抗冲刷能力较强，已具备了一个天然水垫塘，在岸边设置两条泄洪洞分流后，坝下单位水体消能率已由集中泄洪的12.2kW/m3降为9.3kW/m3，因此坝身泄洪消能采用同XX坝址相同的挑、跌流消能，不设混凝土水垫塘的布置方案267、。（5）选定的泄洪消能布置方案XX水电站泄洪消能建筑物经多方案综合比较，推荐采用坝身设6个表孔和7个中孔，坝下挑、跌流消能，左岸布置两条泄洪洞采用挑流消能的布置方案。6个表孔尺寸均为12.016.00m，堰顶高程934.0m。中孔孔口尺寸均为7.06.0m，出口平均高程870.0m。岸边泄洪洞采用全明流隧洞型式，进口底板高程900.0m，闸门孔口尺寸为14.0m11.0m。明流隧洞断面尺寸为14.0m17.0m14.0m15.0m。明流隧洞下接明渠及挑流鼻坎，采用扩散扭鼻坎挑流消能。8.4.3.2 坝身泄洪消能建筑物设计白滩坝址其下游河道较宽，结合消能区地形条件，经泄洪孔口布置，取泄洪轴线半径268、为350m，经水力计算，表孔水流入塘宽度为107.0m,为河床枯水面高程815.0m的河床宽度（120m）的89%，百年一遇洪水水面宽度（168m）的64%，边表孔（1#、6#）水舌可避免打击岸坡现象。白滩坝址泄洪表、中孔体型同XX坝址。为确保近坝址河床及两岸坝肩边坡不因施工期坝身泄水以及永久泄洪运用而淘刷，从而影响拱坝及两岸坝肩边坡稳定，结合下游围堰布置，在坝下80m范围仍设置钢筋混凝土防冲护坦及混凝土护岸，除护岸高程为862.0m外，护坦及护岸型式同XX坝址。由于电站尾水位于坝下消能区下游500m处，尾水将受到对岸两条泄洪洞的影响，为避免冲刷料淤积尾水，将尾水出口上游高程780m以上的河床269、覆盖层采用水下清挖的方式予以挖除。为避免泄洪雾化影响工程安全，须对坝下两岸边坡进行防护，防护范围及措施同XX坝址。8.4.3.3 岸边泄洪洞设计（1）布置两条泄洪洞进口平行布置于左岸阴地沟与左坝肩之间，出口布置于右岸厂房尾水对侧，泄洪洞采用龙抬头式明流隧洞型式，由进口段（含进水渠及塔式进水口）、明流隧洞、出口段（含出口明渠和挑流鼻坎）等组成，1#、2#泄洪洞全长分别为837.6m和838.3m。泄洪洞沿程所经地层主要为白果群组砂岩夹页岩和二叠系下统灰质百云岩和百云质灰岩。（2）结构设计两条泄洪洞共用进水渠，渠长38m,渠底高程900.0m,渠宽72.0m,塔式进水口长45.0m，塔顶高程958270、.0m,工作塔平面尺寸为22.045.0m,塔底板高程900.0m,底板厚5.0m,塔身衬砌厚度2.03.0m,塔内设一尺寸为14.011.0m的弧形工作门和一尺寸为14.012.0m的平板事故检修门。1#、2#泄洪洞明流段长度分别为645m和602.7m,洞室净空尺寸为14.017.015.0m,为城门洞型，衬砌厚度均为1.5m。所有无压段全断面均设置锚杆并进行固结灌浆，顶拱进行回填灌浆并设置排水孔。出口消能段主要包括出口明渠、挑流鼻坎和下游护坡等，由于泄洪洞出口水流与河流中心线只有15的夹角，为避免泄洪水舌冲击岸坡，泄洪洞出口鼻坎采用扭鼻坎的型式，从而使水舌转向且横向拉开，挑流鼻坎下游及两271、侧岸坡均进行护坡保护。8.4.4 引水发电系统8.4.4.1 电站建筑物布置方案同XX坝址一样，白滩坝址采用首部式地下厂房布置方式。电站建筑物布置在右岸，为避免尾水线路过长；减小尾水出口宽度及尾水边坡开挖和处理工程量；同时避免尾水隧洞洞径过大，利于机组提前发电，采用二机一洞布置方案。电站主要建筑物包括：引水渠、进水塔、引水隧洞、主厂房、安装场、尾水洞、调压室、尾水平台、尾水渠、出线场和交通洞等。进水塔为岸塔式，从右至左依此为1#10#机进水塔，总长298m。引水隧洞采取一机一洞，十条隧洞平行布置形式，进口段垂直于进水塔，出口段与主厂房正交。主厂房位于大坝右侧，厂房纵轴线方位角NE79 。从左至272、右依此为安装场(65.5m)、机组段(355m)、副安装场(35.5m)，其中机组段分十段布置，一机一段。主变洞位于厂房下游35.0m，与厂房平行布置。母线洞共五条，位于主厂房与主变洞之间，与厂房纵轴线垂直，每条长35.0m。在厂区周围设置三层排水廊道，厂房排水廊道与大坝的防渗帷幕共同构成厂区的防渗体系，以降低厂区围岩的渗透压力，增加围岩的稳定性，提高电站运行的安全性。尾水隧洞段布置有调压室，隧洞由两部分组成：在调压室前采用一机一洞平行布置形式，调压室后尾水隧洞采用两机一洞布置方式。调压室前隧洞垂直于主厂房纵轴线，其上接尾水管出口，下接调压室；调压室后隧洞平面上采用上游直线段接水平转弯段接下游273、弧线段的布置形式，其中靠山侧三条尾水洞下游弧线段与导流洞结合。调压室布置于主厂房下游，距离尾水管出口39m。尾水出口位于大坝轴线下游约425m处。尾水塔与尾水洞出口轴线约成65，紧贴边坡呈一字形排列，为五个独立平台。尾水渠为直向出水，尾水渠渠底宽度约250m。地面出线场位于主厂房上部的山坡上，占地280m23m，地面高程为1150m。交通洞是地下厂房的主要对外交通通道，由进场公路经交通洞进入安装场。安装场地面高程825.5m，交通洞洞口高程862m。8.4.4.2 主要建筑物设计（1）进水口设计本阶段采用塔式进水口型式，同时采取一定的工程措施提高进水塔的抗震性和边坡稳定性。进水塔型式同XX坝址274、进水口，采用岸塔式钢筋混凝土结构。塔顶高程与坝顶高程相同，为958m。底板高程按死水位920.0m发电工况计算淹没深度来控制。为避免进水口门前出现旋涡和吸气漏斗最小淹没深度约14m,底板顶面高程为890m，底板厚度4.0m，相应的建基面高程为886.0m。塔高76m。单个进水塔宽29.8m，顺水流向长23.5m。进水塔沿水流向依此为拦污栅段、进口段、闸门段等。拦污栅为直立平面活动式拦污栅，每台机5 个栅孔，孔口尺寸为4.8m30 m(宽高)，计算过栅流速小于规范规定的1.2m/s。栅后各机组进口前沿相通，引水流量可相互补充调剂。闸门段设检修门和工作门各一道，孔口尺寸分别为9.2m13.4m和9275、.2m12.8m。进口边坡稳定条件较好，根据本工程条件，类比其他工程经验，边坡综合坡比采用10.310.45。进水口边坡采用喷锚支护、排水、局部加预应力锚索的支护型式，保证边坡的稳定。（2）引水隧洞设计电站采用首部式布置方案，引水线路较短，采用一机一洞布置型式，十条隧洞平行布置。由上平段、水平转弯段、上弯段、竖井段、下弯段和下平高压段等部分组成。上平段隧洞中心间距29.8m，下平段隧洞中心间距35.5m。隧洞上平段入口中心高程896.40m，下平段出口中心高程806.0m。引水隧洞洞径在考虑经济流速的同时，经调保计算确定为12.8m。1#10#机单洞洞长分别为199.6m、212.9m、236276、.2m、257.6m、276.9m、296.2m、315.6、334.8、354.2、373.5。引水隧洞位于P1层灰质白云岩、白云质灰岩中，成洞条件较好。引水隧洞上平段、上弯段及竖井段位于防渗帷幕上游，承受的水头相对较小，采用钢筋混凝土衬砌；下弯段、下平段位于防渗帷幕下游，承受的水头较高，防渗要求高，故采用钢板钢筋混凝土衬砌。隧洞均采用圆型断面，衬砌厚1.0m。为提高围岩弹性抗力、增加岩体完整性，暂考虑对隧洞全断面进行固结灌浆。（3）主厂房及相关洞室设计 主厂房根据选定的电站总体布置、水轮机组特性、一台机组满发电时对应的尾水位以及相应调保计算结果，装机高程定为806.0m。依据选定的水轮机组277、尺寸、设备布置和结构要求，尾水管底板顶高程定为775.70m，发电机层地面高程定为825.5m。根据机组安装及检修时起吊发电机轴等大件需要，确定桥机轨顶高程为839.50m，同XX坝址一样，桥机吊车梁采用岩锚式吊车梁型式。考虑桥式起重机的使用要求，按0.25的矢跨比起拱，确定拱顶高程为856.13m。主厂房机组段长度受蜗壳平面尺寸控制，结合地下厂房设备布置、交通与结构受力特点，并考虑尽可能减小主厂房宽度，延长主厂房长度以满足机组辅助设备的布置，机组段长度定为35.5m，十台机总长355m。机组段跨度受发电机最大平面尺寸控制，并考虑桥机布置、发电机围墙、辅助设备及运行通道等要求，厂房跨度：高程8278、39.5m以上为33.5m，高程839.5m以下至高程798.0m主机段为31.5m。主厂房开挖尺寸为456m33.5m84.43m(长宽高)。 主厂房发电机层地面高程825.5m，布置有机旁盘、励磁盘和油、气设备吊物孔以及通往下层的楼梯、蜗壳检修设备吊物孔等。出线层高程819.0m，与母线洞底部高程同高，并通过母线洞与主变洞相连，布置有调速器和油压装置等。水轮机层高程814.20m，布置有油、水、气供应系统及水车室送风机。 安装场和副安装场安装场位于主厂房左端，紧靠1#机布置，其长度定为65.5m，跨度与主厂房相同。安装场地面高程825.5m，与发电机层同高。安装场下部靠近主厂房机组段侧13279、.85m范围，布置有油罐、事故油池，其底高程809.5m。为2台机组同时安装提供方便，主厂房右端(紧靠10#机)布置一长35.5m的副安装场，净跨与主厂房相同，顶拱开挖高程856.125m，地面高程与发电机层同高，为825.50m。地面高程以下布置有两层，再下靠近机组段的位置为检修集水井和渗漏集水井，最低开挖高程762.70m。 母线洞、主变洞、出线洞及副厂房母线洞位于主厂房下游侧，为单机单洞，各洞平行布置，洞轴线与厂房轴线垂直。洞断面形状为圆拱直墙型，前段长25.9m，开挖尺寸为8m7.8m(宽高)，地面高程819.00m，在进入主变洞前10m扩大洞室开挖尺寸为11m17.8m。母线洞内布置280、高压柜、励磁变、厂用变等电气设备，吊顶上部为排烟风道。两端洞口采用混凝土衬砌加固，洞身中部采用喷锚支护。由于白滩坝址1000m高程以上坡度较缓，从改善运行条件考虑，将GIS室布置于地面，主变布置在洞内。主变洞位于主厂房下游，其中心线与主厂房平行，开挖断面尺寸为17m21.1m(宽高)。副厂房布置于主变洞端部与副安装场相对应部位，与副安装场间有电缆廊道相连，净跨与主变洞相同，布置有中控室、配电装置及通信等设备。（4）尾水隧洞设计尾水隧洞段布置有调压室，隧洞由两部分组成：在调压室前采用一机一洞平行布置形式，调压室后尾水隧洞采用两机一洞布置方式。调压室前隧洞垂直于主厂房纵轴线，其上接尾水管出口，下接281、调压室，洞轴线间距35.0m，隧洞采用采用城门洞形断面，断面净尺寸14.56m20m，长39m。调压室后隧洞平面上采用上游直线段接水平转弯段接下游弧线段的布置形式。隧洞间距分别为30m55m。隧洞水平投影长1308.4m、1145.6m、979.8m、810.3m、632.9m，靠山侧三条尾水隧洞下游弧线段与导流洞结合布置，其中结合段长749.8m、868.6m、987.4m。为了便于与导流洞结合，尾水隧洞在出调压室后以斜坡自775.7m接至811.0m高程，隧洞采用城门洞型，断面尺寸17.5m22.5m。由于尾水隧洞部分洞段与导流洞结合，为方便施工，加快施工进度，并考虑尾水隧洞所处岩层一般较282、好，因此本阶段隧洞暂考虑采用马蹄型断面型式，下阶段根据地质和地应力等条件进一步研究尾水隧洞洞型。隧洞采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚1.3m。对岩性较差的部位需进行全断面固结灌浆，以提高围岩弹性抗力，同时对有地质缺陷的洞段还需采用混凝土塞、随机锚杆等措施进行加固。（5）尾水调压室设计调压室布置于尾水洞上游直线段上，距尾水管出口39m。调压室采用阻抗式，阻抗孔由扩大的调压室检修闸门井承担。根据输水系统的布置，尾水隧洞长度有所差异，经调保计算,调压室断面积：1200m2，阻抗孔的面积75.6m2，最高涌波高程：863.75m，最低涌浪高程：802.5m。尾水调压室的结构形式受制于尾水隧洞的布置。调压室在283、855m高程以下为三个相互独立的矩形调压室以对应下游三条尾水隧洞，其底板顶高程775.70m，开挖长度按56.5m。调压室上部连通成为闸门廊道，闸门廊道底高程855m，其顶高程为877.9m，宽为27m。调压室采用全断面混凝土衬砌的支护方式，内部设混凝土支撑，以满足调压室自身结构的要求。（6）尾水出口尾水出口位于大坝轴线下游约透水护坦下游约425m附近。尾水塔与尾水洞轴线垂直，紧贴边坡呈一字形排列，为五个独立平台，平台顶高程862.00m。底板底高程807.0m。五塔间通过塔顶交通桥相连。尾水检修闸门孔口尺寸17.5m22.5m。尾水渠为直向出水，自尾水平台后与河床水平相接。尾水边坡综合坡比采284、用10.45。边坡采用喷锚支护、排水、局部加预应力锚索的支护型式，保证边坡的稳定。（7）地下厂房洞室支护参数初拟白滩电站建筑物主厂房洞室群分布在P1坚硬岩石，洞顶山体厚度约200m，洞室长轴与岩层走向斜交，交角约2330，洞室地质条件较好。本阶段参照其他地下厂房围岩稳定分析，类比国内主要大型地下电站地下洞室支护设计成果(见表5-3-1)，针对白滩坝址各部位地质条件初拟支护参数：主厂房顶拱采用喷锚支护作为永久支护，顶拱采用8m10m，28的系统锚杆，锚杆间距1.5m1.5m。对于局部可能出现的不稳定区域采用随机锚索进行加固。对于主厂房水轮机层以上边墙采用喷锚支护作为永久支护，主厂房洞室周边系统锚285、杆采用8m10m，28的锚杆，锚杆间距1.5m1.5m。在上、下游边墙采用长20m预应力锚索，下游边墙与主变洞之间采用对穿锚索，锚索间距4.5m4.5m，吨位2000KN。对于主厂房下部水轮机层以下边墙，开挖面用喷砼进行喷护，并采用长6m，25，间距1.5m1.5m的系统锚杆支护。洞周采用喷锚支护作为永久支护，洞室周边系统锚杆采用6m8m，28的锚杆，锚杆间距2m2m。在主变洞与调压室室间采用对穿锚索，锚索间距4.5m4.5m，吨位分别为2000KN。调压室洞周采用喷锚支护作为永久支护，洞室周边系统锚杆采用6m8m，28的锚杆，锚杆间距2m2m。在主变洞与调压室室间采用对穿锚索，锚索间距4.5286、m4.5m，吨位分别为2000KN。对于主变洞和母线洞，由于洞室较小，一般受力情况较好。洞周采用喷砼进行喷护，洞室采用长6m，25，间距1.5m1.5m的系统锚杆支护。对于尾水洞，洞周采用喷砼进行喷护，洞室采用长8m，28，间距1.5m1.5m的系统锚杆支护。此外由于这些洞室与主厂房洞室交叉口处应力受力情况复杂，稳定条件较差，因此在洞室交叉处一定范围采用预应力锚索或砼衬砌等措施进行加强。鉴于各机组段围岩地质条件不同，围岩稳定状态各异，下阶段还需通过整体围岩稳定分析以确定其开挖、支护参数。8.4.5 基础渗控工程8.4.5.1 防渗帷幕（1）地质条件概况坝址区出露的地层主要有三迭系上统侏罗系下统287、页岩、砂岩，底部为劣质煤层、钙质胶结白云岩角砾，二迭系下统白云质灰岩、灰质白云岩，倾向NE，倾角1520。坝址区热水塘断层走向N60W(顺河向)，倾向SW(右岸),倾角82,断层宽度28m，由角砾岩、糜棱岩和挤压透镜体组成，影响带宽度大于5m，挤压紧密，风化强烈。坝址区岩层中三叠系以上“红色”地层以弱透水性性为主，二迭系岩层为弱岩溶化岩体，为中等透水岩体。为截断顺河向地质构造及裂隙发育的岩溶渗漏通道，有效控制渗漏量，降低坝基扬压力及拱座地下水位，防止地下厂房渗漏，降低基岩渗透水力坡降，坝基及地下厂房周边均需布置防渗帷幕处理措施。（2）防渗帷幕线路布置由于坝基及两岸无相对隔水岩体，防渗帷幕采用“288、悬挂式”，根据坝址区工程地质、水文地质条件，防渗端点接两岸高于正常蓄水位的稳定地下水或根据绕渗要求确定。大坝坝基防渗帷幕沿大坝基础廊道布置，左岸出坝体后，穿过泄洪洞、导流洞，向山体延伸约2倍坝高，右岸出坝体后穿过右岸地下厂房上游侧，顺地下厂房侧边向下游转折，穿过右岸导流洞，延伸一定长度，防渗帷幕端点距岸边500600m，防渗线路总长约1900m。由于大坝下游水位较高，为防止河床地下水位向地下厂房渗漏，在右岸地下厂房临江侧布置一道封闭帷幕，上游接主防渗帷幕。渗控工程设计所需的二迭系灰质白云岩的岩溶发育状况、坝址区的水文地质条件及坝基防渗深度，需在下一步进行勘探论证。（3）防渗标准和防渗帷幕底线据289、现行有关设计规范，帷幕防渗标准为：大坝坝基及地下厂房周边防渗帷幕透水率小于1Lu，其余部位防渗帷幕透水率小于3Lu。根据现有地质资料、类似工程经验及有关规范要求，防渗帷幕底线原则初步确定如下： 坝基帷幕无相对隔水层，防渗帷幕采用悬挂式，暂按0.6倍坝高布置，并应深入到基岩的透水率小于1.0Lu界线以下510m，左、右岸山体一般部位深入到透水率小于3.0Lu界线以下5m。 遇到溶洞的部位，帷幕底线深入岩溶发育下限10m。 规模较大的顺河向断层及其影响带，局部适当加深。按以上原则初步确定的防渗总面积为57.41万m2。（4）灌浆孔的布置根据规范要求，防渗帷幕灌浆孔的排数及孔排距、孔向根据大坝的稳定290、要求、工程地质条件及类似工程经验成果确定。根据相关工程经验，经对坝址工程地质和水文工程地质条件的综合分析，拟定灌浆孔布置具体布置如下： 大坝坝基、两岸近河地段地下厂房上游侧，布置2排灌浆孔，孔距22.5m，其中一排灌浆孔深入设计底线，另一排灌浆孔孔深为帷幕深度的1/22/3。 两岸远岸段，布置1排灌浆孔，孔距2.5m。 地质缺限部位如较大断裂、溶蚀带等部位的灌浆孔根据需要适当加密、加排或加深。 厂房封闭帷幕，布置12排灌浆孔，孔距2.5m。 上、下层灌浆平洞之间的帷幕采用衔接帷幕连接，衔接帷幕排数、孔距与相应部位主帷幕排数相同。（5）灌浆平洞两岸防渗帷幕较深，最深达290m，帷幕必须分层搭接，291、为此在两岸布置了多层灌浆平洞。综合分析防渗线路的工程地质条件，根据两岸导流洞、泄洪洞及厂房引水洞布置，结合国内现有的钻孔灌浆施工技术水平，灌浆平洞布置如下：左、右岸布置四层灌浆平洞，与大坝基础廊道相通。左岸灌浆平洞高程分别为：962m、907m、847m、792m、742m；右岸灌浆平洞，高程分别为962m、907m、847m、788m、742m。灌浆平洞断面为城门洞型，根据灌浆孔布置，灌浆平洞净断面为2.53.0m3.03.5m，灌浆平洞混凝土衬砌厚3050cm。洞顶进行顶拱回填灌浆。为满足帷幕高压灌浆要求，顶层以下的各灌浆平洞均进行围岩固结灌浆。8.4.5.2 排水基础排水根据不同需要分别292、设置大坝基础排水和两岸山体排水及厂房周边排水。大坝基础排水位于坝体防渗帷幕下游侧，目的是降低幕后扬压力，增加大坝抗滑稳定性。山体排水布置于两岸拱座和右岸地下厂房周边，形成地下厂房封闭排水，目的是疏排厂房四周地下水，提高地下厂房硐室的稳定。大坝基础排水孔孔深为防渗帷幕孔深的0.40.6倍。8.4.6 工程量白滩坝址主要建筑物工程量见表8-20。8.4.7 白滩坝址主要问题及对策措施白滩坝址存在的主要问题，大部分与XX坝址相似，下面仅就白滩坝址特有的坝肩稳定、混凝土垫座、泄洪洞设计和热水塘断层四个问题进行论述。（1）坝肩稳定问题白滩坝址坝基岩体多为灰质白云岩、白云质灰岩，两岸边坡岩体卸荷裂隙发育，293、风化严重，右岸卸荷、风化带深达4060m。据坝肩稳定的敏感性分析结果，在假设卸荷裂隙连通率为50%情况下，当底滑面f、c值均小于0.33时，坝肩稳定安全系数不能满足规范要求。8-20 白滩坝址双曲拱坝方案主要工程量汇总表部位开挖（万m3）砼（万m3）钢筋（t）锚杆（根）锚索（束）回填灌浆（万m2）接缝灌浆（万m2）固结灌浆（万m）帷幕灌浆（万m）喷砼（万m3）排水（万m）止水（万m）金结（t）覆盖层明挖洞挖合计大坝43.3247.5290.82802240013910468100.601.641.975310坝下及泄洪雾化保护72.110.882.95.6816243633.7712.980.294、28泄洪洞79.635.9115.518.51660538745602.652.411.333.920.502140电站395.8573.1968.8180.4127071398388358215.61651.989.9215.5410.7933270渗控工程14.714.75.3208694844.4517.7644.0717.68合计115.4733.7623.61472.7489.7168978484890411022.7116.0072.1544.0715.6251.7613.5440720而据坝基的岩体特征，坝肩存在软弱层面的可能性，因此，下阶段应根据地质资料，进一步落实坝肩岩体侧滑295、面和底滑面的力学参数，据此分析坝肩抗滑稳定性和大坝的超载能力，确定是否需采取拱座深层处理措施。（2）左坝肩910m设置混凝土垫座问题大坝左坝肩910m以上为页岩、砂岩，岩性软，承载力低。为此研究了降低封拱高程以形成上重下拱的重力拱坝方案和左坝肩设置混凝土垫座的方案（即现方案），经研究后者坝体工程量少，应力分布更趋合理。由于本次投标设计是采用多拱梁法进行坝体应力计算的，不能反映拱座的应力分布，因此，910m以上的垫座只能根据拱端推力结合工程经验初拟。下阶段应根据新的地质资料成果，采用三维有限元法进行坝体、坝基的应力分析，以此确定左坝肩混凝土垫座的范围和结构尺寸。（3）泄洪洞设计问题枢纽泄流量和泄296、洪功率在国内同类工程中居较高水平，为此设置了2条泄洪洞以减轻坝身泄洪和坝下消能的负担，并增加了工程的安全性和运行的灵活性。鉴于泄洪洞部分洞段是从软岩中穿过，增加了施工难度和混凝土衬砌工程量，下阶段应考虑充分发挥下游深水垫的作用，结合水工整体模型试验成果，研究坝身和下游可以承受的最大泄洪量，据此分析取消2条泄洪洞或减少1条泄洪洞的可能性。（4）热水塘断层根据招标文件提供的资料，热水塘断层为可能活动断层。本投标阶段，由于缺乏资料，无法对其规模和活动性进行论证，采取预留工程量的处理方式。下阶段将进行重点勘察，作出可靠结论，提出处理意见。9 机电及金属结构9.1 水力机械9.1.1 水轮发电机组容量与297、装机台数选择分析9.1.1.1 电站条件坝址方案XX白滩运用条件现状/近期现状/近期水库正常蓄水位水位（m）950950防汛限制水位（m）930930水库死水位（m）920920调节库容（亿m3）19.35/19.3518.48/18.48装机容量（MW）74007400保证出力(P=90%)（MW）1446/26111321/2355多年平均发电量（亿kWh）300.8/325.2279.2/298.7枯水期电量（亿kWh）98.1/152.991.8/141.1汛期电量（亿kWh）202.7/172.3187.4/157.6年利用小时数（h）4065/43953773/4036水量利用率（298、%）92.62/97.2794.55/98.09最大水头（m）（毛）143/143131.9/131.9最小水头（m）（毛）85/8571.8/71.8平均水头（m）（毛）120.8/124.1110.3/113.4额定水头（m）115/115105/105.09.1.1.2 机组容量拟定机组容量与机组台数的选择，应根据现有水电机组的设计制造水平及电站的具体情况，遵循水轮机参数优良、运行稳定可靠，投资省，效益高等原则进行。目前世界上最大单机容量为三峡机组，其发电机额定出力为700MW，最大容量为840MVA。本电站总装机容量为7400MW，当台数拟定为9台时，发电机额定出力为822.2MW，额299、定容量为913.6MVA，已大于三峡机组。因此本阶段初拟机组容量822.2MW（装机9台）、740MW（装机10台）、672.7MW（装机11台）三个方案进行初步技术经济分析。9. 额定水头初步分析XX电站是金沙江流域梯级开发的一个梯级电站，随着梯级电站的不断开发，电站的调节性能不断提高。经动能计算，XX和白滩坝址现状/近期的加权平均水头分别为120.8m/124.1m和110.3m/113.4m，电站现状/近期估水期电量仅占年平均电量的32.6%/47.0%和32.9%/47.2%，这组数据表明从现状到近期，由于运用方式的改变，电站平均水头提高了3m多，枯水期电量增加，但电站年电量的大部分电量仍由汛期电量构成。因此有必要研究额定水头选择的合理性，综合考虑电站投资、电量效益特别是汛期电量效益和高水头水轮机运行的稳定性问题。初步计算分析，本阶段XX和白滩坝址水轮机额定水头暂考虑定为115m和105m，电站最大水头与额定水头的比值分别为1.24和1.23。虽然该值不算太大，但考虑机组尺寸及容量巨