云南省以发电为主水电站一等工程项目可行性研究勘测设计含附表301页.doc
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2024-09-13
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1、云南省以发电为主水电站一等工程项目可行性研究勘测设计XX工程咨询有限公司二零XX年XX月云南省以发电为主水电站一等工程项目可行性研究勘测设计建设单位: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15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1-11.1 流域概况1-11.2 河段规划情况1-11.3 工程地理位置1-21.4 工程概况1-21.2、4.1 开发任务1-21.4.2 工程规划1-31.4.3 工程建设条件1-31.4.4 工程初步设计方案1-51.5 前期工作情况简介1-52 预可行性阶段主要成果2-12.1 地质勘探、试验工作2-12.1.1 工作概况2-12.1.2 主要成果2-12.2 设计工作2-42.3 预可行性研究阶段咨询主要意见2-53 可行性阶段主要任务及对策措施3-13.1 可行性研究大纲编制要求与目标3-13.1.1 编制依据3-13.1.2 工作目标3-13.1.3 基本任务3-13.1.4 工作内容及关键技术问题研究3-23.2 水 文3-113.2.1 流域概况3-113.2.2 水文基本资料3-3、123.2.3 气 象3-133.2.4 径 流3-133.2.5 洪 水3-143.2.6 泥 沙3-153.2.7 水位流量关系曲线3-163.2.8 水文泥沙测验站网规划及水情自动测报系统3-173.2.9 水文测验及气象观测3-173.2.10 主要技术问题及研究方法3-173.2.11 提交的主要设计成果3-173.3 工程地质3-183.3.1 前期完成的主要工作量及成果3-183.3.2 可研阶段勘测任务及要求3-213.3.3 勘察布置方案及工作量3-263.3.4 本阶段预计勘察工作量3-403.3.5 关键技术问题及研究3-433.3.6 进度计划3-443.3.7 提交的4、主要勘察成果3-443.4 工程任务和规模3-443.4.1 主要设计内容3-443.4.2 设计所需基本资料3-453.4.3 工程建设必要性及开发任务3-473.4.4 工程规模3-483.4.5 水库泥沙及xx3-533.4.6 主要技术问题及研究3-553.4.7 提交的主要设计成果3-553.5 工程布置及建筑物3-553.5.1 水工设计基本任务及技术重点3-553.5.2 设计依据3-563.5.3 工作思路3-573.5.4 坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局方案选择研究(第一阶段)3-583.5.5 枢纽设计研究(第二阶段)3-623.5.6 水库特征水位、装机容量和机组台数比较5、配合3-623.5.7 挡水建筑物3-623.5.8 泄水、放空及冲沙建筑物3-713.5.9 发电引水建筑物3-743.5.10 发电厂房及开关站3-793.5.11 工程安全监测设计.3-833.5.12 生产生活区布置与环境美化处理设计3-873.5.13 关键技术问题及专题研究3-883.5.14 提交的主要设计成果3-903.6 水力机械、电工、金属结构及采暖通风3-913.6.1 本工程特点及工作重点3-913.6.2 水力机械3-913.6.3 电工一次3-973.6.4 电工二次3-1013.6.5 金属结构3-1033.6.6 采暖通风3-1073.7 消防设计3-1083.6、7.1 消防设计依据、设计原则和总体设计方案3-1083.7.2 建筑防火设计3-1093.7.3 主要机电设备的消防设计3-1093.7.4 消防给排水设计3-1093.7.5 通风空调系统的防火防排烟设计3-1093.7.6 消防电气设计3-1103.7.7 主要设计成果3-1103.8 施工组织设计3-1103.8.1 基本思路3-1103.8.2 基础资料收集3-1123.8.3 设计依据及编制原则3-1143.8.4 设计引用的规程规范3-1153.8.5 施工导流3-1153.8.6 料源规划3-1213.8.7 主体工程施工3-1233.8.8 施工交通运输3-1263.8.9 7、施工工厂设施3-1283.8.10 施工总布置3-1293.8.11 施工总进度3-1313.8.12 可研阶段需重点研究的关键技术问题和专题研究3-1333.8.13 提交的主要设计成果3-1343.9 建设征地和移民安置3-1343.9.1 主要设计依据3-1343.9.2 主要工作任务3-1353.9.3 主要工作内容和方法3-1363.9.4 进度计划3-1443.9.5 主要成果3-1453.10 环境保护及水土保持3-1453.10.1 环境影响评价3-1453.10.2 环境保护设计3-1563.10.3 水土保持3-1613.11 工程管理设计3-1693.11.1 管理机构及8、工程管理区规划3-1693.11.2 工程管理范围和保护范围3-1693.11.3 工程管理运用3-1703.11.4 库区管理3-1703.11.5 提交的主要设计成果3-1703.12 劳动安全与工业卫生3-1703.12.1 主要设计内容3-1703.12.2 提交的主要设计成果3-1713.13 设计概算3-1713.13.1 基本任务3-1713.13.2 工作思路3-1713.13.3 需收集的设计基本资料3-1723.13.4 编制的原则和依据3-1723.13.5 主要工作内容及编制方法3-173 关键问题3-1773.13.7 提交的主要设计成果-3-1773.14 经济评价9、3-1773.14.1 编制依据3-1773.14.2 基本资料收集分析3-1773.14.3 国民经济评价3-1773.14.4 财务评价3-1783.14.5 综合评价3-1793.14.6 提交的主要设计成果3-1793.15 存在的问题及建议3-1794 总体计划和提交成果4-14.1 总体计划和初步安排4-14.2 科研试验及合作计划4-34.3 主要勘察设计产品目录和提交时间4-34.3.1 勘察设计科研大纲4-44.3.2 可行性研究报告4-44.3.3 专题研究报告4-45 项目组织与管理5-15.1 项目管理要点5-15.2 项目组织与岗位责任5-15.3 质量管理5-35.10、4 勘测设计接口管理及进度控制5-4附 图:1. xx水电站地理位置示意图2. 澜沧江流域水系示意图3. 澜沧江上游河段梯级开发方案布置纵剖面示意图4. 上坝址勘探布置图5. 下坝址勘探布置图6. 上坝址上坝线碾压混凝土重力坝方案平面布置简图7. 上坝址下坝线面板堆石坝方案平面布置简图8. 上坝址下坝线粘土心墙堆石坝方案平面布置简图9. 下坝址下坝线粘土心墙堆石坝方案平面布置简图10. 下坝址下坝线面板堆石坝方案平面布置图11. 下坝址上坝线粘土心墙堆石坝方案平面布置简图12. 预可阶段上坝址工程地质图 H75Y-3D2-0313. 预可阶段上坝址工程地质横剖面图(IIII) H75Y-3D311、-0614. 预可阶段下坝址工程地质图 H75Y-3D2-0415. 预可阶段下坝址趾板线工程地质横剖面图() H75Y-3D3-1816. 预可阶段下坝址推荐方案枢纽布置图(1/44/4) H75Y-5D2-1-1417. 预可阶段下坝址推荐方案混凝土面板堆石坝左岸厂房方案施工导流布置图 H75Y-8D4-3-1518. 预可阶段下坝址推荐方案施工总布置规划图 H75Y-8D2-119. 预可阶段下坝址推荐方案施工总进度表 H75Y-8D2-220. 预可阶段上坝址混凝土重力坝方案施工总布置规划图 H75Y-8D2-3 1 概 述1.1 流域概况澜沧江发源于青海省唐古拉山脉,经西藏流入云南,12、于云南省南部西双版纳州流出国境。流域河流在西藏昌都与解曲汇合前称扎曲,汇合后称为澜沧江,出国后称为湄公河。澜沧江湄公河全长约4500km,总落差约5500m,流域面积74.4万km2。我国境内澜沧江流域干流全长约2153km,天然落差4583m,平均坡降2.13,出国境处控制流域面积16.1万km2,多年平均流量2170m3/s,多年平均水量684亿m3。云南省xx坝址至西藏古学(古水水库库尾)为澜沧江上游河段,河段长479km,落差1036m,平均坡降2.16,其中含滇藏省界河约32km,西藏境内约35km,93%河段范围位于云南省境内。xx口水电站坝址位于云南省云龙县xx镇境内,为澜沧江上13、游河段一库八级开发梯级电站中的最下游一个梯级,坝址以上流域面积9.39万km2。坝址多年平均流量960m3/s,多年平均年径流量303亿m3。1.2 河段规划情况1996年昆明院根据原电力部水电水利规划设计研究总院水规计19960057号文,开展澜沧江上游河段规划工作,历时3年多,进行了大量的勘测设计和研究工作,于20xx年9月完成了澜沧江上游河段水电开发规划报告(中间成果),该报告提出了澜沧江上游河段的开发任务为:以发电为主,兼顾旅游,梯级水电站建成可发展库区养殖、库区航运,同时改善沿江农田的灌溉条件。报告推荐澜沧江上游河段为一库八级开发,即古水(2340m)果念(2080m)乌弄龙(19414、3m)里底(1820m)托巴(1715)黄登(1622m)xx桥(1479m)xx(1410m)梯级电站。共利用天然落差971m,装机容量9400MW,保证出力3497MW,年发电量459.7亿kWh。古水梯级上游衔接梯级为古学梯级(西藏境内)。其主要技术指标见下表1.2-1。澜沧江上游河段梯级水电站主要指标表表1.2-1项 目单位古水果念乌弄龙里底托巴黄登xx桥xx流域面积万km28.358.488.598.648.879.199.299.39多年平均流量m3/s680709736750810892910943正常蓄水位m23402080194318201715162214791410正常蓄15、水位库容亿m335.746.876.460.955.7415.072.37.01调节库容亿m322.731.471.480.151.684.110.511.67库容系数(%)10.60.660.640.060.661.460.180.56装机容量万kW220120120309016080120保证出力万kW70.845.543.913.835.762.629.448.0年发电量亿kWh99.859.257.516.846.380.538.461.2利用小时h45364936478956105141503347985102目前,澜沧江上游河段尚未开发。1.3 工程地理位置xx水电站坝址位于云南省16、云龙县xx镇xx村附近澜沧江河段上,地处横断山脉澜沧江纵谷地区,是澜沧江上游河段一库八级开发梯级电站中的最下游一个梯级。上游距xx桥梯级约63km,下游距功果桥电站约45km。xx水电站地理位置适中,距昆明和大理公路里程分别为544km和195km,距云龙县县城91km,距下游功果桥约44km,距永保桥约67km,昆明经大理至保山的高速公路从永保桥附近的澜沧江口经过。坝址右岸已有由320国道分岔的县级公路通过。对外交通便利。1.4 工程概况1.4.1 开发任务根据澜沧江上游河段水电开发规划报告(中间成果)对本工程的要求,结合本工程目前的实际情况,确定工程的开发任务以发电为主,兼有旅游和库区航运17、等综合利用效益。1.4.2 工程规划通过xx水电站动能经济指标、水库淹没、工程技术条件、水库泥沙淤积及梯级电站衔接等各方面因素初步比较、分析,初步选定xx水电站正常蓄水位为1412.00m,相应库容为7.36亿m3;死水位1400.0m,有效库容2.057亿m3,库容系数0.68。综合电能消纳、水资源利用程度、电站在受电区的容量电量发挥作用情况、水能指标、工程投资、长距离送电工程投资等方面因素综合分析,初步选择xx装机容量为1200MW。在下游功果桥电站投入情况下,古水电站投入前,xx水电站保证出力201.9MW,多年平均发电量为57.23亿kWh,装机利用小时4769h,水量利用率83.7418、%;在上游古水电站投入后,电站保证出力382.7MW,多年平均发电量为62.97亿kWh,装机利用小时5248h,水量利用率91.99%。1.4.3 工程建设条件1.4.3.1 水文特性澜沧江流域的径流补给主要来源于降雨,上游地区有部分融雪补给,昌都以下的中游区尚有微量的融雪补给,到了下游区,径流则全部由降雨形成。全流域径流的空间分布、年际变化、年内分配与降水规律一致。由于澜沧江流域呈狭长的羽毛状,多为源近流短的小支流,干流源远流长,河谷深切,对径流有一定的调节作用。坝址多年平均流量960m3/s,年径流量303亿m3。径流年内水量分配不均,与降水年内分配相似,枯、汛期明显,径流主要集中在5119、0月,占年径流的78.9%,其中又以69月为最大,占年径流的62.6%。1、2月份为全年最枯时段,月径流分别占年径流的2.5%和2.3%。坝址处1000年一遇洪水洪峰流量13200m3/s,10000年一遇洪水洪峰流量16800m3/s。xx坝址多年平均含沙量0.858kg/m3,多年平均悬移质输沙量为2603万t,推移质多年平均输沙量84.3万t。输沙年内分配极不均匀,汛期(6月10月)输沙占全年沙量的95.4%。1.4.3.2 地形地质条件工程区位于滇西北横断山脉中段,属滇西纵谷山原区地貌单元,总体地势北高南低,山脉总体呈北北西或近南北向展布,形成高山峡谷地貌特征。本工程区位于冈瓦那古陆与20、欧亚大陆的拼合地带,也是扬子准地台与滇西地槽褶皱系的交接区,地质构造十分复杂。场址所在区域隶属于地震活动强烈的地区,工程场址区的地震基本烈度为度。上坝址50年超越概率5%的地震动峰值加速度值分别为174.62gal,100年超越概率2%的地震动峰值加速度为288.67gal;下坝址50年超越概率5%的地震动峰值加速度值分别为176.8gal,100年超越概率2%的地震动峰值加速度为292.34gal。预可推荐坝址位于xx村下游1km处“S”形河道的上段,枯水期江面宽60120m,水位高程约13061301m;正常蓄水位1412.0m对应的河谷宽度约为500m。两岸地形不对称,河谷呈开阔不对称的21、“U”字形,两岸岩层均向河谷产生倾倒变形,坝址岩层主要由千枚状绢云板岩及变质石英砂岩组成。断层、挤压夹层及节理等地质构造较发育。两岸及河床岩石风化均较深,垂直、水平弱风化深度均在130m以上;两岸卸荷带发育也较深,强卸荷深度均在40m以上,弱卸荷深度在90m以上。岸坡地下水位及坝基相对隔水层埋深较大,均在60m以上。预可推荐坝址地质条件适合修建当地材料坝,但枢纽溢洪道及厂房引水进水口等高边坡问题较突出。1.4.3.3 水库淹没xx水电站水库淹没涉及云南省2个县5个乡镇(场)14个行政村的沿江地区,其中云龙县的表村傈僳族乡政府所在地受淹。水库正常蓄水位1412m下坝址方案,调查年(20xx年)水22、库淹没人数为1564人(其中农村人口1315人);淹没各类房屋建筑面积105909m2;淹没耕地6351.2亩;淹没公路86.4km,10kV输电线65.5杆km,通信光缆36.4皮长km,通信电缆50.5km,有线电视光缆8.6皮长km,小型水电站3座1740kW;水库还淹没了云龙县麻疯病医院。根据县文化局和国土部门提供的资料,水库淹没范围内没有县级以上文物保护单位和具有开采价值的矿产资源。xx水电站下坝址枢纽工程建设区影响涉及云龙县xx镇的丹梯村和水井村以及云龙县麻风病医院。调查年(20xx年)影响人数为690人,拆迁私人房屋建筑面积36773m2,征用耕地1469.8亩(其中水田830.23、6亩),林地497.1亩,未利用地365.7亩,建设用地66.8亩。施工临时使用耕地385.6亩(其中水田132.5亩)。1.4.3.4 环境影响经调查、分析,兴建xx水电站的有利环境影响是主要的,不利影响大多可通过相应的对策措施予以减免。工程建设区不涉及自然保护区、风景名胜区,也无重要的珍稀动植物集中分布地,未发现制约工程建设的重大不利环境影响。因此,从环境保护角度分析,工程建设是可行的。1.4.4 工程初步设计方案预可推荐枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸岸坡式溢洪道、左岸发电引水系统及地面厂房、户内升压开关站、厂房进水口左侧冲沙泄洪底孔等组成。工程为一等工程,主要建筑物为1级建筑物,按100024、年一遇洪水设计,10000年一遇洪水校核。挡水建筑物采用钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶长540m,坝顶高程1420.00m,最大坝高134.0m,坝顶宽12m,上游坝坡1:1.5,下游平均坝坡1:1.7,最大坝底宽度约445m。趾板置于弱风化基岩中、上部。坝址洪水过程线形状一般为矮胖型、峰高量大,水库库容小,基本上没有削峰调节作用。设计洪峰流量13200m3/s,校核洪水洪峰流量16800m3/s。根据本工程实际情况,采用岸坡式溢洪道、冲沙洞与机组过流联合泄洪方式,溢洪道共设置了5表孔。发电引水进水口紧靠左坝头布置,采用单机单管(=8.5m)型式,发电厂房位于回石山梁下游坝脚左侧,共安装4台单机325、00MW的水轮发电机组,副厂房位于主厂房下游侧的尾水平台上、下部及装配场的下游侧,安装间位于厂房右端,升压站及550kV出线场布置在下游副厂房及其屋顶上。坝址河谷较狭窄,工程施工导流采用上、下游全年土石围堰断流、左岸隧洞导流方案。根据工程规模、枢纽布置特点、施工条件及施工导流规划等,初拟工程筹建期为18个月。经初步计算、安排,本工程第一台机组发电工期为4年5个月,总工期为5年3个月。按20xx年三季度价格水平,考虑由国内队伍施工编制工程投资估算。工程总投资为780206.69万元,静态投资为695291.88万元;开工至第一台机组发电期内静态投资637767.77万元;单位千瓦投资5794元,26、单位电度投资1.215/1.104元/kWh(无古水/有古水)。1.5 前期工作情况简介1996年昆明院开展澜沧江上游河段规划工作,于20xx年9月完成了澜沧江上游河段水电开发规划报告(中间成果)。20xx年3月华东勘测设计研究院开始开展xx水电站预可行性研究阶段的勘测、设计工作,于20cc年10月提出云南省澜沧江xx水电站预可行性研究报告(初稿)。20xx年4月在推荐的石料场(丹坞堑石料场)碱活性试验(历时6个月)完成后,确认丹坞堑石料场具有碱硅酸反应活性。20xx年5月起,根据云南省大中型水电工程建设移民安置管理办法的通知(云政发)20xx年81号文;根据西北院20xx年7月提供的xx下游27、功果桥水电站xx资料;并结合新石料场(天麻坪石料场和白嘎石料场)勘测,各专业又进行了全面的复核,并按照20xx年水电工程预可行性报告编制规程的要求于20xx年12月完成了xx水电站预可设计报告(咨询本)。受云南xx澜沧江水电有限公司的委托,中国水利水电建设工程咨询公司于20xx年12月21日至23日,在云南省大理市组织召开了云南省澜沧江xx水电站预可行性研究报告(咨询本)咨询会议。咨询会议认为,华东院初拟的坝段选择范围和上、下两个坝址是合适的;从地形地质条件、枢纽布置、工程投资、动能经济指标、施工条件等因素,推荐下坝址为本阶段代表性坝址是合适的。华东院编制的预可设计报告基本满足水电工程预可行性28、研究报告编制规程的要求。根据云南xx澜沧江水电有限公司“关于委托开展云南澜沧江xx水电站可行性研究工作的函”(云澜电规200565号),为加快澜沧江上游水电前期工作,要求华东院尽快启动xx工程项目可行性研究阶段勘测设计和科研工作,20xx年1月底完成可研阶段勘测设计科研工作大纲,确保20vv年9月底前完成可行性研究报告的编制工作。为了满足云南xx澜沧江水电有限公司对xx工程勘测设计工作的上述进度要求,加快勘测设计科研工作,编制本大纲。由于目前澜沧江上游河段水电开发规划报告和xx水电站预可行性研究报告均还未审查,而且在可行性研究工作中,还要经历坝址、坝线、坝型及枢纽布置比较、特征水位比较、装机容29、量比较等一系列的研究和阶段审查工作,所以在可研工作过程中,将根据需要进行本大纲修编工作。2 预可行性阶段主要成果2.1 地质勘探、试验工作2.1.1 工作概况20xx年3月,开始进行外业勘察工作;20xx年56月进行了上、下坝址地质测绘及混凝土人工骨料石料场的初步调查;20xx年9月编制了澜沧江xx水电站预可行性研究勘测设计科研大纲;20xx年12月,经过室内外大量的地勘工作,提交了澜沧江xx水电站预可行性研究报告 工程地质篇(咨询本);为满足云南xx澜沧江水电有限公司对xx工程进度要求,及充分利用今年枯水季节开展地勘外业工作,根据预可行性研究报告咨询意见,现已全面展开了可行性研究阶段的地勘工30、作。2.1.2 主要成果2.1.2.1 区域地质及地震本工程区位于冈瓦那古陆与欧亚大陆的拼合地带,也是扬子准地台与滇西地槽褶皱系的交接区,地质构造十分复杂,区域呈大面积间歇性急速抬升及大断裂为边界的断块之间的差异抬升。场址所在区域隶属于地震活动强烈的地区,历史地震对场址的最大影响烈度为度。场址近场区正好位于怒江断裂带和维西-乔后断裂带所截的中间地震明显减少地段,具有良好的地壳稳定条件。据中国地震局分析预报中心提出的澜沧江xx水电站场地地震安全性评价报告,工程场址区的地震基本烈度为度。上坝址50年超越概率5%的地震动峰值加速度值为174.62gal,100年超越概率2%的地震动峰值加速度为28831、.67gal;下坝址50年超越概率5%的地震动峰值加速度值为176.8gal,100年超越概率2%的地震动峰值加速度为292.34gal。2.1.2.2 水库工程地质条件xx水电站水库xx至xx桥水电站,库长约63km。xx电站水库区两岸山体雄厚,无低薄分水岭存在,无大规模的切穿库岸的断裂构造,两侧库岸为非可溶岩不透水岩层分布,西侧怒江邻谷河水位高程虽低于澜沧江河谷,但其间分水岭分布宽厚且地下水位远高于库水位,因此,水库蓄水后不存在向外的渗漏问题。 水库区无重要的古文化遗址及有价值的矿产分布,库区淹没损失相对较小。水库蓄水后,存在局部浸没问题。下坝址近坝库岸不存在较大规模的不稳定体,库岸稳定性32、较好,仅局部可能会产生小规模坍塌。上坝址近坝库岸在xx库段存在崩坡积体及旱谷地库段存在约60万m3的滑坡体,对建筑物有一定的影响,但不会对大坝的安全构成危险。库区固体径流的物质来源主要为泥石流及崩坡积体形成的塌岸,均在上坝址上游。初步估计,每年因泥石流注入库区的固体物质方量在数百万m3,因塌岸形成水库淤积物总方量约为2000万m3,对水库有效库容影响不大。xx水电站的水库蓄水后,诱发地震的可能性不大。水库诱发地震对坝址的最大影响烈度小于度,低于坝区的地震基本烈度度,不会对水工建筑物产生不良的影响。2.1.2.3 坝址区工程地质条件xx坝段位于水井村上游的兴华大沟附近至xx村下游约1.8km长约33、4.5km的河段上。根据坝段地形地质条件及上下游梯级水位衔接情况,经综合分析研究,预可阶段初选2个比选坝址。上坝址位于兴华大沟下游约200m左右,上坝址两岸地形较对称,河谷相对较窄,呈“V”字形,两岸岩层均向河谷产生倾倒变形,右岸倾倒变形岩层产状为 N1525W,SW4585,左岸倾倒变形岩层产状为N15WN10E,NE或SE4575。坝址岩层主要由千枚状绢云板岩及变质石英砂岩组成,地质构造较发育,主要构造形迹为断层、挤压夹层及节理等,其中断层以顺层的北北西向为主,其次为北东向。右岸及河床岩石风化相对较浅,左岸岩石风化较深,两岸卸荷带发育较深,岸坡地下水位及坝基相对隔水层埋藏较深。坝址工程地质34、条件较差,坝基经相应的工程处理后具备修建混凝土重力坝的地质条件,但左岸分布较厚的崩坡积层、近坝库岸存在不稳定体等地质缺陷,且用作混凝土坝骨料的轧石料源距坝址较远。虽上坝址具备布置面板堆石坝的工程地质条件,但溢洪道及引水洞进口均存在高边坡问题,且开挖工作量较大,引水洞存在围岩稳定性较差问题。下坝址位于xx村下游约1km处,坝址位于“S”形河道的上段,两岸地形不对称,河谷呈开阔不对称的“U”字形,两岸岩层均向河谷产生倾倒变形,右岸倾倒变形岩层产状为N520W,SW3575,左岸倾倒变形岩层产状为N520W, NE3085。坝址岩层主要由千枚状绢云板岩及变质石英砂岩组成。地质构造较发育,主要构造形迹35、为断层、挤压夹层及节理等,其中右岸发育有顺坡倾向断层,且坝基层内挤压夹层极发育。两岸及河床岩石风化均较深,两岸卸荷带发育较深,岸坡地下水位及坝基相对隔水层埋深较大。下坝址虽可考虑混凝土重力坝坝型,但基岩利用面线埋深较大,坝基岩体质量较差,右岸坝头存在高边坡以及相对抗水层埋深大,左岸绕渗问题突出。面板堆石坝对上述工程地质条件适应性较好,可避免上述部分工程地质问题,但溢洪道及引水洞进出口存在高边坡问题,引水洞存在围岩稳定性较差问题。综合比较,上、下坝址工程地质相当,上坝址略优于下坝址。2.1.2.4 天然建筑材料(1) 石料场下坝址混凝土面板堆石坝方案主堆石309.02万m3,混凝土总量为104.36、55万m3,累计开采石料433万m3。围堰防渗土料约10.22万m3,砂卵砾石料约12.47万m3。坝址上下游约20km范围缺乏天然砂砾石料,建议采用石料轧制混凝土人工骨料。预可阶段对水井石料场、石英砂岩料场及白戛石料场进行了普查,丹坞堑石料场及天麻坪石料场进行了初查。丹坞堑石料场距下坝址约8km,无公路可通,料场岩性为片麻岩,无用层厚度也较大,但储量丰富,储量1264.3万m3。弱微风化饱和抗压强度为34.972.4MPa,平均值为69.4MPa,软化系数0.690.86,平均值为0.76,物理力学性质较好。经取5组样品进行碱活性分析,其中有2组存在碱硅酸活性反应。天麻坪石料场交通便利,距上37、坝址约35km,料场岩性为混合岩,有用层储量为404.2万m3,弱、微风化岩极限饱和抗压强度平均值分别为83.5MPa、123.8MPa,软化系数平均值分别为0.68、0.85,为硬质岩,岩质坚硬,岩石物理力学性质较好,但开采成本较高,运距较远。经取5组样品采用砂浆棒快速法和压蒸快速法进行碱活性分析,5组均不存在碱硅酸活性反应。白戛石料场交通便利,距上坝址约43km,料场岩性为片麻岩,有用层储量为519.4万m3,岩石物理力学性质较好,但因夹层影响质量较差,开采成本高,运距较远。经取1组样品进行压蒸快速法和砂浆棒快速法进行碱活性分析,不具有碱硅酸活性反应。预可阶段推荐丹坞堑石料场作为下坝址堆石38、坝方案主堆石料,天麻坪石料场作为混凝土骨料料源,白戛石料场作为混凝土骨料备用料源。(2) 土料场上水井土料场厚度大,储量71.3万m3,质量较好,运距较近,但无公路可通。经初查勘探,储量可满足设计需要,质量上除天然含水量大于最优含水量、PH值偏酸性外,其余指标均满足规范要求。2.2 设计工作在预可行性研究阶段,设计工作的主要内容和成果为:对xx下游约10km范围的河段进行了多次现场踏勘,并进行了不同程度的地质勘察工作,经过初步比选,将xx坝段锁定在水井村上游的兴华大沟附近至xx村下游约1.8km长约4.5km的河段上。根据该坝段的地形、地质条件及上、下游梯级水位衔接关系初步拟定上、下2个比选坝39、址,通过初步的坝址坝型技术、经济比较,选择下坝址面板堆石坝左岸溢洪道、左岸厂房方案为本工程预可行性研究阶段的代表性设计方案。确定本工程的开发任务以发电为主,兼有旅游和库区航运等综合利用效益。进行初步的特征水位比较、分析,初拟xx水电站正常蓄水位为1412.00m,相应库容7.36亿m3,死水位1400.00m,相应死库容5.3亿m3,调节库容1.017亿m3,库容系数0.68%,为周调节水库。初步选择xx电站装机容量1200MW,在下游功果桥电站投入情况下,古水电站投入前,xx水电站保证出力201.9MW,多年平均发电量为57.23亿kWh,装机利用小时4769h,水量利用率83.74%;在上40、游古水电站投入后,电站保证出力382.7MW,多年平均发电量为62.97亿kWh,装机利用小时5248h,水量利用率91.99%。以xx水文站设计依据站,采用19532002年水文资料,经过复核、分析和计算,提出了径流、洪水和泥沙等成果。坝址多年平均流量960m3/s,年径流量303108m3。坝址处设计洪水(P=0.1%)流量为13200m3/s,校核洪水(P=0.01%)流量为16800m3/s。多年平均悬移质输沙量2603104t,多年平均推移质输沙量84.3104t。完成了xx水电站建设征地影响实物指标调查工作,xx水电站地处高山峡谷区,库区内无重要淹没对象或其它有价值的矿产资源,调查41、年(20xx年)水库淹没人口1564人,淹没耕地6795亩;建设征(占)地影响人口690人,征用耕地1469.8亩,移民迁移总人口6173人。初步分析安置区环境容量和移民安置的去向与条件,进行了初步移民安置和城镇迁建规划,估算淹没补偿费用。根据工程区自然环境和社会环境,对工程环境有影响的主要因素进行预测和初步评价;环境影响初步评价认为,就目前调查分析的结果,未发现制约工程建设的重大不利环境影响,工程建设是可行的。选定了枢纽工程的等级及设计标准;通过初步枢纽布置比较,采用岸坡式溢洪道表孔、冲沙洞与机组过流联合泄洪方式,设置了5个表孔、1个冲沙洞和1个水库放空洞。采用短引水式地面厂房开发方式,并对42、主要水工建筑物进行选型、布置、结构分析计算和基础处理设计。初拟单机容量为300MW,共装设4台机组,总装机容量1200MW,机组机型为混流式机组;根据初拟的送电方式,论证了电气主接线;拟定机电及金属结构设备的型式和数量,并进行初步布置。根据枢纽布置特点和工程施工条件,研究施工导流方式、导流程序。初期导流采用全年围堰隧洞导流方式;初选导流设计标准,研究导流建筑物布置,估算施工导流工程量;初拟大坝、溢洪道、进水口、厂房等主体建筑物施工方法,规划并提出施工总布置;初拟工程筹建期为18个月,本工程第一台机组发电工期为4年5个月,总工期5年3个月。按20xx年三季度价格水平,考虑由国内队伍施工编制。工程43、总投资为780206.69万元,静态投资为695291.88万元;开工至第一台机组发电期内静态投资637767.77万元;单位千瓦投资5794元,单位电度投资1.215/1.104元/kWh(无古水/有古水)。按全部投资的财务内部收益率8%测算的经营期平均出厂电价为0.1758元/kWh,到广东电网的下网电价(不含税)为0.2722元/kWh。下网电价低于广东电网现有大部分电厂及在建、新建电厂电价水平,具有较强的市场竞争力。2.3 预可行性研究阶段咨询主要意见(1) 本电站以坝址附近xx水文站作为水文设计依据站是合适的。径流成果、设计洪水成果是合适的。坝址天然悬移质输沙量成果基本合理,推移质输44、沙量根据邻近工程试验和计算结果推求基本可行。建议业主适时安排组织澜沧江(云南境内)上游河段各梯级水电站水文成果协调会,以保证其成果的合理性。(2) 坝基岩体质量、围岩稳定条件均较差,边坡稳定问题较突出,上、下坝址工程地质条件基本相当,均较差,坝址地质条件适合当地材料坝坝型。下坝址作为代表性坝址较为合适。天麻坪料场运距达35km,剥采比接近1:1,不宜选用,本工程混凝土骨料可采用丹坞堑料场供料。坝址附近的水井土料场土料质量较好,建议进一步扩大土料勘查范围,为进一步研究堆石坝坝型提供地质依据。建议研究坝区开挖料作为堆石料的可行性。(3) 推荐正常蓄水位为1412m基本合适。考虑到上游梯级xx桥水电45、站坝址下游约3km处,与xx桥的发电尾水重叠5m多,xx正常蓄水位在1408m至1410m之间选择较为合适。建议结合xx桥坝址情况,研究适当降低xx正常蓄水位的合理性。初拟的水库汛期排沙运行水位、水库死水位基本合适;初选装机容量1200MW是合适的,初拟的额定水头及机组台数基本合适。(4) 本阶段采用的水库淹没处理设计洪水标准和拟定建设征地处理范围的方法是合适的。实物指标调查方法基本符合规定,调查预测成果基本上反映了建设征地的实际情况。报告提出的移民安置规划依据、原则及目标是基本合适的,在环境容量分析的基础上,提出了农村移民安置去向,初步拟定的安置方案基本达到了本阶段工作深度要求。报告采用的补46、偿估算编制依据和方法是基本合适的。(5) 根据现有资料和现场察看情况,未见有明显制约工程兴建的重大环境敏感问题,工程建设带来的不利影响可以通过采取相应的环境保护对策措施予以减缓或控制。从环境保护角度初步分析,工程兴建是可行的。(6) 坝段选择范围及拟定上、下两个坝址是合适的;上坝址在右岸具备引水系统成洞条件的前提下,以河床重力坝坝身泄洪、右岸岸边地面厂房布置格局作为上坝址代表性枢纽布置似更为合适,推荐下坝址为本阶段代表性坝址是合适的,并以左岸溢洪道左岸地面厂房方案作为本阶段的代表性枢纽布置是合适的。(7) 本电站水轮机运行水头88.9m110m之间,装机容量1200MW,采用4台单机容量30047、MW的混流式水轮发电机组是合适的。本阶段电站按500kV一级电压出线2回满足电站送出需要,建议业主重视梯级电站输电网络规划设计工作,落实机电设计的前提条件。(8) 根据枢纽布置特点及地形地质条件,初拟采用断流围堰、隧洞过流的导流方式是合适的,设计导流标准、围堰的结构型式及导流布置方案也基本合理。建议下阶段对施工导流标准和围堰的防渗结构型式做进一步的比较,并研究两条导流洞分高程布置的方案。天麻坪石料场和白戛石料场的运距较远,不经济,建议下阶段选择合适的混凝土骨料料源。厂房混凝土浇筑至首台机组发电工期及后续3台机组发电工期稍偏紧,建议本阶段在工期安排时适当留有余地。(9) 投资估算编制依据和执行标48、准是合适的,价格水平采用20xx年三季度能够反映目前市场价格基本情况。(10) 用替代法进行国民经济评价符合规范要求。财务评价中,按满足全部投资财务内部收益率8%测算经营期上网电价是合适的3 可行性阶段主要任务及对策措施3.1 可行性研究大纲编制要求与目标3.1.1 编制依据编制勘测设计大纲的依据主要为水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021-93)及相应的规程规范。在开展可行性研究工作之前,已经完成了预可行性研究报告(咨询本)和通过了咨询。在编制本大纲时,前期阶段的设计成果和审查意见是基础及主要依据之一。对于xx水电站,和目前国内外正在修建和即将兴建的大型水电工程相比,具有地质条件差和49、枢纽布置难等特点,所以在编制过程中,参照国内外类似工程的普遍经验,充分利用各大专院校和科研单位的学术成果、科技攻关成果及行业有关科研成果。3.1.2 工作目标总的目标要求是“质量一流、技术先进、突破难点、按期完成”,在20vv年9月底前提交满足规程规范要求的xx水电站可行性研究报告。3.1.3 基本任务可行性研究需完成如下的基本任务:(1) 复核水文分析成果,进行径流、洪水、泥沙分析计算。(2) 复核区域构造稳定,查明水库地质和建筑物工程地质条件,提出相应的评价和结论。同时对天然建筑材料进行详查,提出相应的评价结论。(3) 确定工程规模、特征水位和装机容量,明确工程任务和运行要求。(4) 复核50、工程的等别和设计标准,进行坝址、坝线和坝型比选及枢纽布置比较,确定工程枢纽总布置和主要建筑物的轴线、结构型式、控制尺寸、高程和工程量。(5) 选定机组机型、单机容量及台数,确定接入系统的方式、电气主接线和输电方式及主要机电设备选型和布置,选定开关站的型式,确定金属结构的型式、数量和布置。(6) 提出消防设计方案和主要设施。(7) 选定对外交通方案、施工导流方式、导流程序和导流设计标准,确定导流建筑物布置,提出施工总布置、施工关键线路和总进度方案、主要建筑物施工方法及主要施工设备,提出天然(人工)建筑材料、劳动力、供水和供电的需要量及其来源。(8) 确定水库淹没、建设征地的范围,核定水库淹没实物51、指标及建设征地的实物指标,提出水库淹没处理、移民安置规划和投资概算。(9) 进行环境影响评价、环境保护设计和水土保持方案设计。(10) 拟定工程的管理机构,提出工程管理范围和保护范围以及主要管理设施。(11) 提出劳动安全和工业卫生设计方案和措施。(12) 编制工程总概算。(13) 进行经济评价。3.1.4 工作内容及关键技术问题研究在xx水电站预可行性研究设计报告的基础上,以水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021-93)及相应的规程规范为依据,落实预可行性研究阶段咨询意见,结合xx水电站工程地质条件复杂的特点,广泛汲取国内外类似工程的经验和教训,重视工程地质勘查,合理布置和设计枢纽建52、筑物,利用各大专院校和科研单位的科技成果及行业有关科研成果,提高勘测、设计和科研工作质量,提交“技术先进、质量一流”的xx水电站可行性研究报告。可行性研究设计阶段除了复核预可行性研究阶段的水文成果、工程规模、工程等别、设计标准、环境保护及水土保持等工作外,主要的工作是进行坝址、坝线、坝型及枢纽建筑物布置比选和对选定的枢纽建筑物及机电设备进行设计,所以,可行性研究设计阶段应以上述工作为主线开展工作。3.1.4.1 水 文补充收集资料和复核分析,复核预可阶段各项设计成果,重点对径流、洪水、泥沙、坝址水位流量关系线、气象要素等作进一步的分析、补充和完善,确定水文参数。3.4.1.2 工程任务和规模(53、1) 主要设计内容补充收集资料和复核分析,进一步论证建设必要性和开发任务、工程综合利用、工程规模和特征水位及水头,进行水库泥沙冲淤和xx计算。(2) 主要技术问题及研究 正常蓄水位选择拟从xx水电站动能经济指标、水库淹没、工程技术条件、梯级电站合理衔接等各方面因素,综合研究和分析比较选择正常蓄水位。拟根据xx桥梯级坝址、厂址选择成果,重点研究与xx桥电站的合理衔接,综合比较选择正常蓄水位。 供电范围及装机容量研究预可阶段xx水电站的供电范围初拟为南方电网。本阶段拟根据地区能源资源、社会经济发展要求、电力需求,结合澜沧江上游梯级电站和xx电站具体情况,进一步论证电站供电范围。本阶段拟在正常蓄水位54、选择的基础上,进行装机容量比较选择工作,考虑上游梯级电站投入条件,结合机组机型、机组台数选择等,综合比较确定电站装机规模。3.1.4.3 枢纽及建筑物布置(1) 可研阶段的工作思路 坝线、坝型及枢纽建筑物布置根据预可阶段的咨询意见:上、下坝址工程地质条件基本相当,均较差,坝址地质条件适合做当地材料坝;可研阶段根据预可设计成果及其咨询意见,在预可阶段初选的上、下坝址的基础上开展工作。根据坝址、坝型相结合的原则,进行上、下坝址比选。上坝址上坝线(即预可阶段上坝址位置)由于左、右岸均较陡。预可阶段面板堆石坝方案,右岸溢洪道存在高边坡、左岸引水隧洞地质条件差成洞困难及引水进水口和厂房后边坡均存在高边坡55、问题,所以可研阶段不考虑比选当地材料坝方案。考虑到预可阶段常态混凝土重力坝厂前挑流方案施工工期较长,可研阶段不再参与坝型比选;初拟采用碾压混凝土重力坝坝身泄洪、右岸引水地面厂房方案。考虑到I勘线左岸地质条件较差及上游施工围堰布置等因素,将上坝线下移至预可阶段上坝址的II勘线。上坝址右岸山脊平台顶部高程从II勘线位置沿下游逐渐降低,水井村附近有平缓地形,如果要布置当地材料坝,宜在其下游合适位置选择坝线,但主要问题是该部位覆盖层可能较厚,其覆盖层的深度、范围及其组成有待可研阶段查明。初拟在上坝址勘线下游约550m增加一条坝线,作为面板堆石坝和粘土心墙堆石坝的坝线(即上坝址下坝线)。预可阶段下坝址推56、荐方案为面板堆石坝坝型,左岸布置溢洪道和引水发电系统,该方案枢纽布置泄洪顺畅,工程投资较省,可研阶段作为下坝址下坝线。在下坝址下坝线上游回槽子沟至xx沟沟口约600m范围内,两岸地形较完整,山体雄厚,左岸岸坡相对较缓,适宜布置溢洪道,右岸xx沟沟口适宜布置引水进水口,因此,初拟在预可坝线上游约580m处为下坝址上坝线,上坝线拟比选粘土心墙坝坝型,左岸布置溢洪道,右岸布置引水发电系统,但溢洪道也存在高边坡问题。综合上述情况,可研阶段比选3种坝型、4条坝线和5个枢纽布置方案。本工程拟分两个阶段开展可研设计工作。第一阶段完成坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局方案比选工作;第二阶段在选定的枢纽布置格局基础57、上,进一步比较论证和细化建筑物结构设计和施工总布置,结合必要的可研试验成果,选定枢纽总布置方案。(2) 关键技术问题及研究 坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局研究本阶段将研究上坝址上坝线碾压混凝土重力坝、下坝线面板堆石坝和粘土心墙堆石坝方案以及下坝址上坝线粘土心墙堆石坝、下坝线面板堆石坝方案。对上坝址下坝线面板堆石坝和粘土心墙堆石坝方案及上坝线碾压混凝土重力坝方案进行比选,推荐上坝址代表性坝线及枢纽布置方案;对于下坝址,对上坝线粘土心墙堆石坝方案和下坝线面板堆石坝方案进行比选,推荐下坝址代表性坝线及枢纽布置方案。综合比较上、下坝址代表性方案,选定xx工程坝址、坝线及坝型及枢纽布置方案。 工程边坡处58、理研究xx坝段为纵向谷,边坡岩体由千枚状绢云板岩与变质石英砂岩相间分布组成,岩层倾倒变形及松弛现象普遍发育。溢洪道、引水进水口、厂房等主体建筑物开挖边坡均较高。深入研究坝址两岸倾倒岩体变形破坏机理;进行工程开挖边坡的稳定、变形分析及评价;确定边坡处理原则,比选边坡加固处理方案,提出边坡处理措施以及监测控制手段; 引水系统布置与衬砌形式选择研究在选定的坝线和推荐的枢纽布置格局基础上,根据可研阶段揭露的地质情况,对引水系统布置进行多方案布置比较,研究埋管方案或全明管方案,以及埋管方案引水隧洞进行全钢管衬砌或部分钢管衬砌方案。3.1.4.4 工程地质(1) 勘测任务及要求 水库区工程地质勘察本阶段在59、预可阶段工程地质勘察的基础上,查明水库区工程地质和水文地质条件,对水库渗漏、库岸稳定、浸没和固体迳流问题进行进一步复核勘察论证。 坝址区工程地质勘察可研阶段地质勘察工作分两期进行。可研一期(选坝阶段)在预可阶段工程地质勘察的基础上,配合水工专业进行上、下坝址、坝线、坝型及枢纽布置方案比选,查明各比较方案枢纽建筑物工程地质条件和主要的工程地质问题,并进行工程地质评价。可研二期在选坝工作完成后,对选定的坝址、坝线和坝型及枢纽建筑物布置方案进行可研二期地质勘查,深入研究选定方案的枢纽建筑物基本地质条件及主要工程地质问题,提供相应的工程地质资料。 天然建筑材料勘察在预可阶段勘察的基础上,开展与坝型比选60、方案有关的天然建筑材料详查,对各料场的质量、储量和开采运输条件进行评价,其中混凝土骨料考虑采用丹坞堑石料场石料轧制;粘土心墙堆石区粘土料考虑从上水井土料场和茅草坪土料场开采。(2) 关键技术问题及研究 水库区主要工程地质问题 重点对xx崩塌体、xx岩层倾倒体及旱谷地滑坡体进行勘探,查明不良地质结构体及覆盖层的规模、边界条件及蓄水后可能产生的坍岸范围、影响程度等,评价其对周围环境及工程的影响。 层间断层及挤压夹层的分布规律与工程特性研究通过钻孔及孔内测试手段的综合运用、平硐的追索、室内及现场试验进行分析,查明层间断层及挤压夹层结构面的空间展布、物质组成、充填胶结情况及其与工程相关的各类物理力学性61、质指标,特别是岸坡、河床坝基下部、趾板及主要工程部位的分布特征,对层间断层及挤压夹层结构面在不同岩性、不同高程、不同深度的性状及发育规律进行分析总结,找出对工程起控制作用的结构面,并进行深入研究,为评价坝址区岩体质量,进行岸坡及工程边坡稳定性分析提供全面资料。 岩体力学特性及参数选取通过对坝址及地下洞室围岩岩体物理力学试验研究成果的归类整理,以试验成果为依据,以数理统计分析方法为手段,以岩体力学基本理论为指导,区别不同条件,针对不同要求,建立坝区综合岩体质量分级、围岩分类及其配套的物理力学参数体系。 工程高边坡稳定性根据预可成果,溢洪道边坡、引水隧洞进出口边坡、厂房后边坡及导流洞进出口边坡均为62、高边坡。通过详细的地质测绘、钻孔和平硐资料,查明各边坡坡体的覆盖层厚度及工程特性、岩石风化卸荷、岩体结构、断层、挤压夹层及节理裂隙的位置、产状、性状、连通性等工程地质问题,对边坡覆盖层进行相应的工程特性试验,对工程边坡的岩体质量进行分级,结合坡高、坡向、坡度、地应力和地下水状况及结构面与边坡的组合关系等进行归纳和分类,分析边坡整体稳定性、局部稳定性和渗透稳定性,确定可能失稳破坏的模式、边界条件、力学参数,提出合适的开挖坡比和支护措施建议。 倾倒岩体分布特征、性状、分类及与基础处理方案研究工程区所在河段为纵向谷,变质石英砂岩与千枚状绢云板岩相间分布且地层倾角多在60以上,岩体倾倒变形现象发育,岩63、体物理力学指标差异较大,对工程边坡稳定性及建基面选择影响较大。与水工、施工、观测专业一起,并与国内科研院校合作,对倾倒岩体分布特征、性状、分类及与基础处理方案进行研究,为建基面选择及基础处理方案确定提供依据。3.1.4.5 机电、金属结构及暖通(1) 主要工作内容进一步收集资料和分析研究,在可研一期选定单机容量和装机台数,并配合枢纽建筑物方案比选;在可研二期进行以下设计工作:结合重大件运输条件和现场装配,经详细技术经济比较,选定水位和水头特征参数及水力机械设备布置。在明确xx水电站接入系统方式和系统对本电站的要求后,经技术经济比较,选定电气主接线、主要电气设备和布置。进行电站自动控制、继电保护64、二次接线、电工试验室、通信、工业电视和安防、金属结构设备控制及电工二次设备布置设计。进行泄水、冲沙、放空系统、引水发电系统及施工导流系统的金属结构设备设计,经比选确定金属结构的布置方案、门型、机型及运行方式,并论证其技术上的可行性和经济上的合理性。(2) 关键技术问题及研究 单机容量和水轮机主要参数选择根据水文与动能参数、过机泥沙特性、机组运行方式和电站在系统中的作用、重大件运输条件,经技术经济比较,选择单机容量。兼顾降低工程投资和汛期电站装机出力基本不受阻的原则选择额定水头,并考虑xx水电站与上下游梯级电站的匹配;统计国内外类似电站的机组参数水平;根据拟定的水轮机参数水平和发电机效率,并兼65、顾发电机同步转速的选取,选择水轮机各类参数。 水轮机主要结构型式与材料的选择汲取相似机组的经验、大件运输条件,分析机组推力轴承的布置位置以及具有一定的过机泥沙水流对过流部件的影响等,选择水轮机主要结构型式与材料。 重大件运输和现场装配研究本电站机组容量较大,配合施工专业研究重大件(包括变压器、水轮机转轮、厂房起重机大梁、发电机等)运输问题及变压器、水轮机和发电机现场装配、组焊问题。 电气主接线本电站装机规模和单机容量较大,应进行电气主接线可靠性计算,并根据电站接入系统要求、电站装机容量和台数,结合枢纽布置、500kV配电装置选型等因素,在运行安全可靠的前提下,考虑技术上的先进性和经济上的合理性66、,选择适合本电站的电气主接线。 500kV高压配电装置选型及开关站布置研究结合枢纽布置,通过技术经济比较选择500kV高压配电装置站址和型式,并进行500kV高压配电装置布置设计。 电站计算机监控系统配置方案设计专题研究总结国内大型“无人值班”(少人值守)运行水电站工程设计和实施经验、与国内外厂家技术交流成果的基础上,结合本电站受控设备布置范围广的特点,充分利用当今先进的计算机技术、通信技术、传感技术,分析研究电站计算机监控系统配置方案。 溢洪道、冲沙和放空工作闸门及启闭机本工程溢洪道工作闸门规模较大;冲沙和放空设施的布置位置较低,流速和含沙量相对较大,为确保上述各类闸门和启闭机运行的安全可靠67、性,在本阶段对各类闸门和启闭机的运行操作条件、闸门结构及支承部件等进行分析研究,合理确定闸门及启闭机型式。3.1.4.6 施工组织设计(1) 主要工作内容可研阶段的施工组织设计工作分两个阶段进行:第一阶段(可研一期)配合水工专业进行坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局方案比选;第二阶段(可研二期)根据选定的枢纽布置格局进行施工组织设计。(2) 关键技术问题及研究 重大件运输和现场装配研究xx水电站机组容量大,机电设备重大件的运输尺寸已超过铁路和公路运输的限制尺寸,而机组重大件的运输尺寸和现场装配方案直接影响工程投资和施工工期。因此,本阶段需进一步调查落实重大件运输线路和运输条件,配合机电专业进行重大68、件运输和现场装配研究。 混凝土骨料料源规划和选择研究混凝土骨料料源规划和选择是本工程的关键技术问题之一。根据预可咨询意见,由于天麻坪距坝址较远,剥采比接近1:1,可研阶段不考虑选用,而考虑选用丹坞堑石料场。通过对丹坞堑石料场地质勘探、碱活性抑制试验和混凝土骨料试验,并根据混凝土骨料料源的可用性、适用性、经济性、可靠性等因素,通过技术经济择优选定混凝土骨料料源。3.1.4.7 建设征地和移民安置(1) 主要工作内容 确定建设征地范围分析确定本阶段建设征地范围,包括水库淹没影响区、枢纽工程建设区和集镇新址占地区的范围,分析确定下游功果桥水电站水库淹没区与本工程枢纽工程建设区、水库淹没影响区重叠部分69、的处理方法,以及上游xx水电站枢纽工程建设区布置在本工程水库淹没影响区内部分的处理办法。 建设征地影响实物指标查明建设征地影响实物指标的数量和质量,并按照地方人民政府认可的“xx水电站建设征地影响实物指标汇总成果”编制xx水电站建设征地实物指标调查报告。 移民安置规划根据本阶段编制xx水电站移民安置规划工作大纲的相关内容,进行移民安置规划外业工作,从地方人民政府提出的移民安置点中优选农村移民居民点和集镇迁建新址,按修建性规划深度进行规划设计。各专业项目复建规划设计按照与本工程同等设计深度的要求开展规划设计工作。 建设征地和移民安置补偿投资概算以补偿的相关政策法规为依据,按主体工程投资概算价格水70、平年相同年份的价格水平进行单价分析;根据国家和云南省的有关法律法规,结合建设征地区的实际情况,综合分析确定其单项标准和费率。(2) 关键技术问题研究 征地影响区调查范围及对象的确定本工程建设征地红线外征地影响范围较大,因此如何确定建设征地红线外征地影响区的调查范围及对象成为本次建设征地实物指标调查工作的关键,需在建设征地实物指标调查工作中,根据项目影响区的实际情况综合分析确定红线外调查样本选择的范围及对象。 移民安置环境容量调查分析建设征地影响的云龙县和兰坪县两县移民安置环境容量较小,移民安置环境容量是制约本阶段移民安置方案确定的关键因素。根据选定正常蓄水位方案的移民安置人口规模,按照县、州、71、省由近及远的原则,在各级地方政府的大力配合下详细调查分析并合理确定安置区环境容量成为本阶段移民安置规划的关键。3.1.4.8 环境保护(1) 主要的工作内容环境保护分为环境影响评价和环境保护设计两部分。在编制环境影响报告书之前编制“环境影响评价大纲”,主要工作包括进行初步的工程分析和环境现状调查,筛选重点评价因子,确定各单项因子的评价等级、评价标准、评价方法,确定环境保护目标,制定环境现状调查和监测方案、环境影响预测评价方案、环境保护措施、环境管理与监测计划等。针对“环境影响报告书”中提出的环境保护对策措施及环境保护部门的审批意见,提出具体的环境保护设计方案,编制移民安置区环境保护规划,制定环72、境监测与管理计划,进行环境保护投资估算。(2) 关键技术问题及研究 陆生生态保护根据该地区潜在植被类型和特点、周边的生境特征和景观类型,施工结束后选择适宜的植被恢复方案对施工区和库周植被进行恢复, 做好陆生生态保护。 水生生态保护调查分析澜沧江上游河段其它水电站和国内水利水电工程所采取的鱼类保护措施和相关成果。根据工程区保护鱼类的数量、分布范围、习性的调查,建库前后库区的水文情势变化,结合主体工程设计制订相应的鱼类保护和补偿措施。 调度运行和下泄要求结合下游功果桥电站运行特点,从生态保护角度分析研究工程最小下泄流量要求及其下泄方式。 移民安置区环境保护规划拟根据库区、安置区的环境保护设施现状调73、查,参考类似地区环境保护设施状况和处理效果,进行综合比较分析,选取适合安置区实际的处理措施。 施工期污废水处理拟在环境影响报告书中环境保护对策措施基础上,核实各类污废水的产生量、主要污染物浓度,根据国内常用的污废水处理工艺,对比其它水利水电工程,综合分析比较,进行环保设计。3.1.4.9 水土保持(1) 主要的工作内容确定水土保持工作范围,通过类比分析和地面调查进行工程建设过程中水土流失预测;根据工程建设需要进行水土流失防治方案设计;制定水土流失防治措施实施计划及水土保持工程施工组织设计;进行水土保持监测设计;结合工程水土保持方案措施设计,完成水土保持投资概算及效益分析;编制方案实施的保证措施74、。(2) 关键技术问题及研究 类比工程及相关参数的选取在充分收集相似工程的水土流失预测、监测资料的基础上,结合自然状况、工程性质、施工工艺方法等情况,拟选择小湾水电站作为类比工程。通过对工程可比性进行全面分析论证,结合类比工程同类型施工和建设活动地块的实际情况,选定和修正相关的参数,分析和确定施工中可能造成水土流失的各项影响因素及预测类比指标。 弃渣处理及防护工程建设产生弃渣数量较大,是工程建设水土流失的主要物质来源,因此考虑在施工中结合施工进度及施工要求,尽可能从多渠道提高开挖方的综合利用率,减少弃渣产生,同时根据地形、地质条件,从水土保持、经济、技术等多方面出发,合理布置弃渣场,采取积极有75、效的防护措施。3.1.4.10 设计概算(1) 主要工作内容配合坝址、坝型、坝线及枢纽布置及装机容量等进行方案比选;对选定方案进行工程投资估算。(2) 基本思路可研设计分为可研一期和二期两个阶段开展工作。可研一期:配合水工专业进行坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局方案比选,完成各备选方案的投资分析;配合装机容量、机组台数、正常蓄水位等方案比选,完成各方案的投资分析。本阶段以预可行性研究报告及预可咨询意见为基础,采用统一的价格水平,体现不同方案之间的施工导流、施工布置、施工方法、施工机械、建筑材料及工程进度等不同之处,计算各方案可比部分的估算投资。可研二期对选定设计方案进行设计概算编制,根据水利水电76、工程初步设计报告编制规程和编制年政策依据及价格水平计算工程总投资。3.2 水 文xx水电站可行性研究阶段水文设计拟在预可行性研究的基础上,进一步收集有关水文气象资料,依据水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021-93)、水利水电工程水文计算规范(SL278-2002)、水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-93)、水电水利工程泥沙设计规范(DL/T 5089-1999)等有关规程规范,对径流、洪水、泥沙、水位流量关系、气象要素等各项设计成果进行复核,确定水文参数。3.2.1 流域概况澜沧江是一条国际河流,发源于青海省境内的唐古拉山北麓查加日玛西侧,上游分东西两源,东源为格尔吉河,西源为77、鄂木楚河,两河经青海流入西藏,于昌都会合后始称澜沧江。自上而下流经青藏高原区、横断山纵谷区、云贵高原西南区,至西双版纳的南腊河口流出国境,出国境后称为湄公河;再经由缅甸、老挝、泰国和柬埔寨,最后进入越南,在西贡市西南侧注入南海。整个流域位于东经94102,北纬21203340之间。澜沧江流域支流较多,但多为源近流短的小支流。支流分布于左岸居多,较大支流有麦曲河、永春河、通甸河、沘江、永平河、黑惠江、威远江、南班河、南腊河等;右岸有罗闸河、小黑江、黑河、南安河、流沙河、南阿河等。xx水电站位于云南省西北部大理州云龙县境内的澜沧江干流河段,是云南省内澜沧江上游河段水电梯级规划的最后一个梯级,上接规78、划中的xx桥水电站,下邻功果桥梯级,距云龙县城约91km,控制流域面积9.39万km2。3.2.2 水文基本资料(1) 水文测验与资料整编澜沧江流域自1952年9月开始先后在干、支流设立水文站,观测项目有水位、流量、泥沙和降水、蒸发等。干流上连续观测至今,资料系列较完整的测站有昌都、溜筒江、xx、戛旧和允景洪等五站,起了较好的控制作用。xx水电站设计主要涉及澜沧江的溜筒江、xx水文站。溜筒江水文站位于坝址上游约390km,控制集水面积8.37万km2,于1959年12月28日设立,1965年7月31日起停测流量和泥沙,1972年10月16日撤销,1986年5月恢复测验至今。xx水文站位于坝址下79、游18km处,控制流域面积9.41万km2,与坝址控制面积仅差0.21%,因此,xx水文站是xx水电站水文分析计算的主要代表站,该站于1954年2月17日设立,4月开始观测。观测项目有水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温。该站资料系列较长,测验精度较高,历年资料均整编刊印,昆明院在澜沧江规划及梯级电站各设计阶段对该站资料进行了审查、复核,并对个别年份资料进行了修正,满足本阶段工程设计要求。(2) 资料的补充收集与复核预可阶段主要采用xx站径流、洪水、泥沙资料,系列为19532002年,本次可研在预可行性研究的基础上,延长系列至20xx年,增加收集溜筒江及xx站资料,对新增资料通过上下游站水量、输80、沙量平衡以及上下游站洪峰流量、含沙量、输沙率相关等分析检查,就径流、洪水、泥沙资料提出评价、修正。并通过比较,说明变化范围,论证成果的合理性。根据可研阶段工作内容与深度要求,需收集以下水文资料: 溜筒江站19601965、198620xx年径流、洪水、泥沙资料; xx站20xx年径流、洪水、泥沙、降水、蒸发、水温。3.2.3 气 象流域内气象观测最早始于1951年,多数气象站(台)在1958年前后建立。1960年后雨量站逐渐增多,但分布不均,如戛旧以上流域11.46万km2内,雨量站点有3060个,而上游地区约8万km2内,仅有58个。探空测风站在流域内有昌都、德钦和思茅三个,最早从1954年81、开始观测。距工程区最近的气象站有云龙县气象站、兰坪县气象站,但本流域复杂的地形条件使得立体气候特征明显,附近气象站因高程及位置与工程区的差异,气象要素差异亦较大。因此,本阶段拟在坝址附近适当位置设立专用气象站,进行气象观测,据以工程区气象要素统计分析。(1) 坝区气象要素统计分析 多年平均气温(多年平均、平均最高、平均最低、极端最高、极端最低); 相对湿度(平均相对湿度、最小相对湿度); 分级降水日数(日降水量0.1、5、10、25、50、100mm); 风向风速(平均风速、最大风速及相应风向、最多风向、大风日数);(2) 流域降水量统计分析;(3) 流域蒸发量分析计算 水面蒸发量; 陆面蒸发82、量。3.2.4 径 流坝址与xx水文站集水面积仅差0.21%,因此,xx坝址径流由xx站径流经面积修正,预可阶段系列至2002年,本次考虑延长径流系列至20xx年,分析系列代表性,复核、论证坝址处径流参数。主要工作内容:(1) 径流特性分析;(2) 径流系列统计及插补延长;(3) 径流系列代表性分析 差积曲线绘制; 长短系列统计参数对比分析; 本流域与邻近流域长系列径流模数对比分析。(4) 设计径流分析计算 坝址年径流频率计算(水文年、日历年); 坝址全系列月径流; 坝址丰、平、枯典型年选择; 典型代表年坝址逐日平均流量计算; 古水坝址、古水xx坝址区间全系列月径流。(5) 枯期径流统计分析;83、(6) 径流成果合理性检查 本流域上下游梯级电站径流成果对照检查; 径流成果地区检查。3.2.5 洪 水预可阶段利用经复核并插补延长的19532002年xx站年最大流量系列,加历史洪水,进行频率计算,本次考虑延长系列至20xx年,分析洪水系列的代表性,复核历史洪水和洪水参数,充分论证成果的合理性,包括上下游站、相邻地区各站洪水参数综合比较及稀遇频率设计值检查等。主要工作内容:(1) 洪水特性与成因分析洪水成因、时空分布、峰现时间、洪水过程特性、峰型及大洪水个例分析。(2) 历史洪水复核 历史洪水调查情况了解; 设计依据站和干流各主要站历史洪水估算方法及采用成果的合理性检查; 设计依据站历史洪水84、重现期考证; 实测期大洪水重现期考证。(3) 洪峰及1、3、7、15、30日洪量系列统计、插补;(4) 洪水系列代表性分析 系列组成情况对比分析; 年最大流量系列柱状及夷平线图分析绘制; 洪水统计参数稳定性分析。(5) 坝址设计洪水 设计站峰、量频率计算; 坝址设计洪水; 坝址设计洪水成果合理性检查;a. 上、下游站设计参数比较;b. 地区综合比较;c. 与上游梯级古水、xx桥等水电站设计成果对比检查及协调。 设计洪水过程线计算a. 典型洪水过程线选择选择峰高量大典型洪水,选取历时30日的典型洪水过程,并与上游各梯级所选典型相协调;b. 设计洪水过程线计算按峰、量同频率控制,分时段(3、7、185、5、30日)放大,进行设计洪水过程线计算。(6) 入库设计洪水xx水电站水库为山区河道型水库,调蓄能力较弱,建库后河床调节能力变化不大。拟用经验公式法及马斯京根反演法计算入库洪峰与坝址洪峰、入库洪量与坝址洪量关系。(7) 分期洪水计算 xx、溜筒江站历年各月最大流量统计与插补; 洪水年内分布规律分析,结合施工要求确定计算分期; 各分期洪水系列统计及频率计算; 分期洪水成果合理性分析与调整。(8) 支沟洪水分析 支沟流域特征值量计; 设计暴雨查算(云南省有关图集和全国等值线图); 小流域设计洪水推求;3.2.6 泥 沙以xx站为设计代表站,依据该站至20xx年实测悬移质泥沙资料及澜沧江流域产沙特86、性综合分析,计算xx坝址悬移质泥沙。推移质输沙量根据流域植被、人类活动等产沙能力,河道形态、坡降等输移能力,选择有关经验公式复核估算,并结合上、下游梯级,综合比较分析,合理取用成果。主要工作内容:(1) 泥沙资料分析复核 了解干、支流各水文站泥沙测验方法和资料整编情况,并评价资料的可靠性; 分析流域产沙特性; 分析泥沙随时间的变化趋势。(2) 根据对xx站悬移质泥沙资料统计,计算坝址悬移质输沙率、平均含沙量及输沙量;(3) 坝址代表段日平均流量、含沙量分析;(4) 坝址悬移质颗粒级配分析;(5) 坝址悬移质矿物成份分析;(6) 通过对坝址、库区有关断面河床泥沙进行取样计算,分析河床质颗粒级配;87、(7) 坝址推移质来量估算 同类工程类比分析; 公式计算。(9) 坝址泥沙成果及特征值分析;(10) 古水xx坝址区间泥沙计算 计算溜筒江xx区间悬移质泥沙; 按经验公式、经验关系估算区间推移质输沙量。 3.2.7 水位流量关系曲线为开展xx预可设计,我院于20xx年11月在xx水电站上、下坝址和厂房断面及库尾xx桥附近布设五组专用水尺,并投入水位观测。可研阶段拟根据专用水位站实测水位资料,结合外业调查洪枯水水面线和施测纵横断面成果,收集xx站相应水位流量资料,复核坝厂址水位流量关系线。主要工作内容:(1) 坝址区水位观测资料整理分析对坝址区各组水尺实测水位观测资料进行整理分析,并进行合理性检88、查;(2) xx水文站水位流量关系线分析收集xx站整编资料,进一步复核xx站水位流量关系线;(3) 坝、厂址断面水位流量关系线复核根据与xx站同期实测水位资料,结合断面、河道控制特性,对预可阶段的水位流量关系线进行复核、修正。3.2.8 水文泥沙测验站网规划及水情自动测报系统(1) 施工期(运行期)水情自动测报系统站网规划 系统建设的必要性; 站网规划; 通信方式; 费用估算。 (2) 泥沙测验站网规划;3.2.9 水文测验及气象观测根据本阶段工作深度及设计要求,需开展的水文外业工作如下:(1) 水文泥沙测验内容 坝址区已设的四组水尺继续观测水位; 悬移质颗粒级配及矿物成份分析; 坝址、库区有89、关断面河床质泥沙颗粒级配分析。(2) 坝区气象要素观测:气温、湿度、降水、风;(3) 按有关水文、泥沙、气象观测规范要求进行观测。3.2.10 主要技术问题及研究方法鉴于澜沧江上游河段一库八级水电站开发时间还不是很明确,因此水情测报站网规划范围难以确定,需视上、下游梯级开工时序作相应调整.。3.2.11 提交的主要设计成果(1) 坝区气象要素统计表;(2) 设计径流成果;(3) 设计洪水成果;(4) 泥沙计算成果;(5) 坝、厂址断面水位流量关系线;(6) 水文(径流、洪水、泥沙)分析报告;(7) 可行性研究报告-水文篇。3.3 工程地质3.3.1 前期完成的主要工作量及成果xx水电站规划阶段90、勘测设计工作由昆明勘测设计研究院承担,20xx年至20xx年我院承担并完成了本工程预可阶段勘测设计工作。前期各阶段完成的主要地勘、试验和专题研究工作量见表3.3-1。前期各阶段完成的勘察工作量一览表表3.3-1勘 测 项 目单位完成工作量规划阶段预可阶段合计地质区域地质调查1:20万km2复核20002000水库区地质测绘(1:5万)km22003005001:5000地质测绘(上、下坝址段)km2129.919.81:2000地质测绘(上、下坝址)km2/1212实测剖面m/15001500天然建材测绘(1:2000)石料、土料km2502.2152.21勘探钻探坝址上坝址m/孔/1689.91、55/171689.55/17下坝址m/孔651.97/72618.39/293270.36/36石料场m/孔/633.3/12633.3/12硐 探上坝址m/个/1033.3/81033.3/8下坝址225.9/8906.8/71132.7/15槽 坑 探m3255050007550试验压水(注水)试验段66577643抽水试验段次224室内岩石物理力学试验组65157室内土工物理力学试验组268软弱夹层颗分试验组/66水质简分析组51015岩石矿物磨片签定组191534现场变形试验点/2020现场抗剪试验组/88结构面抗剪组/22物探地震剖面m136048746234探硐地震波测试m/条/92、1873.9/141873.9/14地震安全评价和水库诱发地震评价报告份11预可阶段我院外委对本工程区域构造稳定和水库诱发地震问题进行了专题研究,进行了水库区、坝址区和天然建筑材料勘察,初步查明了工程区主要工程地质条件,对主要工程地质问题进行了初步评价。工程地质勘察主要结论有: (1) 区域构造稳定性评价区域内以澜沧江大断裂为界,西侧为冈底斯念青唐古拉地槽褶皱系(),东侧为唐古拉兰坪思茅地槽褶皱系()。区域内断裂构造十分发育。工程区外围发育多条晚更新世以来的活动的断裂,其中怒江断裂和维西-乔后断裂距坝址约3168km,为重要的发震断裂,历史上分别发生56.25级地震。坝址8km以内无活动性断裂93、分布,外围活动断裂其延伸方向无一指向坝址区,坝址的构造稳定性较好。坝址区30km范围内现代地震稀少,属地震活动相对较弱地段,地震危险主要来自外围强震活动的波及影响。根据中国地震局分析预报中心提出的澜沧江xx水电站场地地震安全性评价报告,并经中国地震局鉴定,坝址50年超越概率5%的地震动峰值加速度值为166.3gal,100年超越概率2%的地震动峰值加速度为257.8gal,相应的地震基本烈度为度。 (2) 水库区工程地质条件及评价库区地层以中生界为主,主要由侏罗系及白垩系透水性差的砂板岩组成。库区断裂构造十分发育,主要断裂构造可分为四组:近南北向、北东向、北西向和近东西向,以近南北向最为发育,94、其次是北东向和近东西向构造,近南北向构造对区域沉积岩相、建造、岩浆活动和变质作用都起着明显的控制作用,由于经受多期次构造运动及后期物理地质现象的影响,水库区两岸岩体倾倒变形、崩塌及滑坡等不良物理地质现象较发育,其中旱谷地滑坡体对上坝址有一定影响,其余对局部库岸稳定及水库淤积有影响。澜沧江为本区最低排泄基准面,两岸分水岭高程均在3000m以上。西侧邻谷怒江,东侧邻谷金沙江,但由于两岸分布为不透水岩层,且无大的横向断裂相通,故不存在向低邻谷渗漏问题。坝址区两岸断裂带大部分分布于正常蓄水位以上,且其内地下水位也高于正常蓄水位,因此也不存在向下游渗漏问题。库区正常蓄水位以下及附近没有重要矿产和古文化遗95、址,沿江农田及住宅少,淹没、浸没损失不大。水库诱发地震研究认为与库水接触的岩性为板岩、千枚岩及片岩是不利于诱发地震的岩性,穿过水库的断裂均为受北北东-北东向主压应力作用下表现为压性,不利于诱发地震的发生,因此总体上认为水库建成后,水库诱发地震的可能性较小。(3) 坝址区工程地质条件及评价预可阶段对兴华大沟下游200m至xx村下游1.5km的河段初选的上、下两个坝址进行了地质勘察。上坝址左岸高程1360m以下地形平缓,分布崩坡积层的碎石夹壤土,厚1527m;右岸高程1360m以上地表分布坡积覆盖层厚0.515m,河床覆盖层厚约412m。基岩为侏罗系花开左组千枚状绢云板岩及变质石英砂岩。左右岸弱风96、化上段下限埋深17105m,弱风化下段下限埋深15120m,河床弱风化下限埋深约8-30m;左岸强卸荷带水平深度2892m,弱卸荷带水平深度50105m,右岸强卸荷带水平深度3065m,弱卸荷带水平深度4575m。作为混凝土重力坝坝基开挖处理工程量大,采用堆石坝对坝基的要求不高,但溢洪道高边坡问题较突出。下坝址右岸覆盖层一般0.53m,最深达12m,左岸覆盖层厚度一般15m,阶地部位最深达20.15m,河床覆盖层厚约0.68m。基岩为侏罗系花开左组千枚状绢云板岩及变质石英砂岩。左右岸弱风化上段下限埋深1890m,弱风化下段下限埋深55140m,河床弱风化下限埋深约4552m;左岸强卸荷带水平深97、度3868m,弱卸荷带水平深度110150m,右岸强卸荷带水平深度4880m,弱卸荷带水平深度50110m。作为混凝土重力坝坝基开挖处理工程量较上坝址大,从地形及建筑物的布置更适合堆石坝坝型,但还存在溢洪道高边坡问题。两个坝址出露基岩均为中生界侏罗系千枚状绢云板岩及变质石英砂岩,弱风下段-微风化岩为中硬岩,上、下坝址工程地质条件及坝基岩体质量均较差,两坝址工程地质条件无本质区别。(4) 天然建筑料工程区20km范围内天然砂砾料缺乏,工程所需混凝土骨料可采用人工骨料。丹坞堑石料场储量较为丰富,质量较好,但存在骨料碱活性问题,正在进行抑制碱活性试验,其余石料场质量较差,有的储量不能满足要求。土料场98、有上水井及茅草坪土料场,储量较丰富,预可阶段对上水井土料场进行了初查勘察,质量可满足设计要求。澜沧江xx水电站预可阶段完成的主要勘察成果及专题报告有:(1) 澜沧江xx水电站工程场地地震安全性评价和水库诱发地震评价报告(2) 澜沧江xx水电站预可行性研究报告工程地质篇3.3.2 可研阶段勘测任务及要求3.3.2.1 水库区工程地质勘察本阶段在预可阶段工程地质勘察的基础上,查明水库区工程地质和水文地质条件,对水库渗漏、库岸稳定、浸没和固体径流问题进行进一步复核勘察论证。(1) 查明水库区地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件,对水库渗漏问题做出评价。(2) 查明表村、下坝、核桃坪、果力坝和兔99、娥等6个盆地浸没区的地层、地下水位、相对隔水层及基岩的埋深,对浸没问题进行评价。(3) 查明C3-C7及C9-C16崩坡积体分布库段岩、土层的性状及坍岸的规模、H1-H7滑坡体及xx倾倒变形体分布及规模,并对蓄水前后的稳定性及对工程的危害进行评价。(4) 查明库区大沟的泥石流发育特征和发生条件,评价对工程的影响。(5) 进行移民安置点及专项迁建工程的工程地质勘察。(6) 进行工程建设用地地质灾害危险性评估。3.3.2.2 坝址区工程地质勘察根据我院可行性研究阶段勘测设计总体安排,可研阶段地质勘察工作分两期进行,各期勘察任务如下。(1) 可研一期(选坝阶段)在预可阶段工程地质勘察的基础上,可行性100、研究设计选坝阶段将进行上、下坝址、坝线、坝型及枢纽布置方案比选。查明各比较坝址工程地质条件及与坝址选择相关的工程地质问题,并进行工程地质评价。主要任务有: 上坝址上坝线碾压混凝土重力坝方案a. 查明坝基基岩面起伏变化情况,查明河床、古河道及两岸第四纪覆盖层的厚度、成因类型、组成物质及其分层和分布,查明千枚状绢云板岩及变质石英砂岩内挤压夹层的分布、各向异性特征。 b. 查明对建筑物地基稳定有影响的断层、破碎带、断层交汇带和节理密集带的位置、规模和性状,特别是顺河断层、坝基缓倾角结构面的分布、特征及断层破碎带的渗透性和渗透变形条件。c. 查明坝址风化卸荷深度,特别是两岸岩层倾倒卸荷在水平及垂直方向101、的分布、延伸、变化规律等,查明对坝址选择和建筑物布置有影响的潜在不稳定岩体以及卸荷倾倒变形体的分布位置和发育深度,重点查明坝体与地基和岸坡相接地段有无断层破碎带及其变形特性和允许渗透水力坡降等。d. 查明坝基、坝肩岩体的完整性、结构面产状、延伸长度及其组合关系,进行坝基岩体结构和工程地质分类,提出各类岩体和影响坝基稳定的主要结构面的物理力学参数。e. 查明岸坡和开挖边坡的稳定条件,提出开挖深度和坡比建议值。f. 查明坝址区的水文地质结构,含水层或透水层和相对隔水层的岩性、厚度变化和空间分布,岩土渗透性和地下水、地表水对混凝土的腐蚀性,重点查明可能导致强烈漏水和坝基、坝肩渗透变形的集中渗漏带的具102、体位置。g. 查明引水发电系统工程地质条件(岩性、岩层产状、岩石风化、断层破碎带和各类结构面的产状、规模及延伸情况),并提供洞室围岩分类及岩体物理力学指标。 上坝址下坝线面板堆石坝及粘土心墙堆石坝方案a. 查明坝基基岩面起伏变化情况,查明河床、古河道及两岸第四纪覆盖层的厚度、成因类型、组成物质及其分层和分布,查明千枚状绢云板岩及变质石英砂岩内挤压夹层的分布、各向异性特征。 b. 查明对建筑物地基稳定有影响的断层、破碎带、断层交汇带和节理密集带的位置、规模和性状,特别是顺河断层、坝基缓倾角结构面的分布、特征及断层破碎带的渗透性和渗透变形条件。c. 查明坝址风化卸荷深度,特别是两岸岩层倾倒卸荷在水103、平及垂直方向的分布、延伸、变化规律等,查明对坝址选择和建筑物布置有影响的潜在不稳定岩体以及卸荷倾倒变形体的分布位置和发育深度,重点查明坝体与地基和岸坡相接地段有无断层破碎带及其变形特性和允许渗透水力坡降等。d. 查明坝基、坝肩岩体的完整性、结构面产状、延伸长度及其组合关系,进行坝基岩体结构和工程地质分类,提出各类岩体和影响坝基稳定的主要结构面的物理力学参数。e. 查明趾板及粘土心墙地基地质条件(包括覆盖深度、岩石风化、卸荷、倾倒变形体、断层破碎带等)和水文地质条件(岩石透水性、相对隔水层埋藏深度、地下水位等)。f. 查明溢洪道地段工程地质条件,评价溢洪道高边坡的稳定性及泄流冲刷、水雾对坝基及岸104、坡稳定的影响。g. 查明坝址区的水文地质结构,含水层或透水层和相对隔水层的岩性、厚度变化和空间分布,岩土渗透性和地下水、地表水对混凝土的腐蚀性,重点查明可能导致强烈漏水和坝基、坝肩渗透变形的集中渗漏带的具体位置。h. 查明引水发电系统工程地质条件(岩性、岩层产状、岩石风化、断层破碎带和各类结构面的产状、规模及延伸情况),并提供洞室围岩分类及岩体物理力学指标。 下坝址上坝线粘土心墙堆石坝方案。a. 查明坝基基岩面起伏变化情况,查明河床、古河道及两岸第四纪覆盖层的厚度、成因类型、组成物质及其分层和分布,查明千枚状绢云板岩及变质石英砂岩内挤压夹层的分布、各向异性特征。 b. 查明对建筑物地基稳定有影105、响的断层、破碎带、断层交汇带和节理密集带的位置、规模和性状,特别是顺河断层、坝基缓倾角结构面的分布、特征及断层破碎带的渗透性和渗透变形条件。c. 查明坝址风化卸荷深度,特别是两岸岩层倾倒卸荷在水平及垂直方向的分布、延伸、变化规律等,查明对坝址选择和建筑物布置有影响的潜在不稳定岩体以及卸荷倾倒变形体的分布位置和发育深度,重点查明坝体与地基和岸坡相接地段有无断层破碎带及其变形特性和允许渗透水力坡降等。d. 查明坝基、坝肩岩体的完整性、结构面产状、延伸长度及其组合关系,进行坝基岩体结构和工程地质分类,提出各类岩体和影响坝基稳定的主要结构面的物理力学参数。e. 查明粘土心墙地基地质条件(包括覆盖深度、106、岩石风化、卸荷、倾倒变形体、断层破碎带等)和水文地质条件(岩石透水性、相对隔水层埋藏深度、地下水位等)。f. 查明溢洪道地段工程地质条件,评价溢洪道高边坡的稳定性及泄流冲刷、水雾对坝基及岸坡稳定的影响。g. 查明坝址区的水文地质结构,含水层或透水层和相对隔水层的岩性、厚度变化和空间分布,岩土渗透性和地下水、地表水对混凝土的腐蚀性,重点查明可能导致强烈漏水和坝基、坝肩渗透变形的集中渗漏带的具体位置。h. 查明引水发电系统工程地质条件(岩性、岩层产状、岩石风化、断层破碎带和各类结构面的产状、规模及延伸情况),并提供洞室围岩分类及岩体物理力学指标。 下坝址下坝线面板堆石坝方案a. 查明坝基基岩面起伏107、变化情况,查明河床、古河道及两岸第四纪覆盖层的厚度、成因类型、组成物质及其分层和分布,查明千枚状绢云板岩及变质石英砂岩内挤压夹层的分布、各向异性特征。 b. 查明对建筑物地基稳定有影响的断层、破碎带、断层交汇带和节理密集带的位置、规模和性状,特别是顺河断层、坝基缓倾角结构面的分布、特征及断层破碎带的渗透性和渗透变形条件。c. 查明坝址风化卸荷深度,特别是两岸岩层倾倒卸荷在水平及垂直方向的分布、延伸、变化规律等,查明对坝址选择和建筑物布置有影响的潜在不稳定岩体以及卸荷倾倒变形体的分布位置和发育深度,重点查明坝体与地基和岸坡相接地段有无断层破碎带及其变形特性和允许渗透水力坡降等。d. 查明坝基、坝108、肩岩体的完整性、结构面产状、延伸长度及其组合关系,进行坝基岩体结构和工程地质分类,提出各类岩体和影响坝基稳定的主要结构面的物理力学参数。e. 查明面板坝趾板线地基地质条件(包括覆盖深度、岩石风化、卸荷、倾倒变形体、断层破碎带等)和水文地质条件(岩石透水性、相对隔水层埋藏深度、地下水位等)。f. 查明溢洪道地段工程地质条件,评价溢洪道高边坡的稳定性及泄流冲刷、水雾对坝基及岸坡稳定的影响。g. 查明坝址区的水文地质结构,含水层或透水层和相对隔水层的岩性、厚度变化和空间分布,岩土渗透性和地下水、地表水对混凝土的腐蚀性,重点查明可能导致强烈漏水和坝基、坝肩渗透变形的集中渗漏带的具体位置。h. 查明引水109、发电系统工程地质条件(岩性、岩层产状、岩石风化、断层破碎带和各类结构面的产状、规模及延伸情况),并提供洞室围岩分类及岩体物理力学指标。(2) 可研二期可研二期在选坝工作完成后,对选定的坝址、坝线和坝型及枢纽建筑物布置方案进行可研二期地质勘查,深入研究选定方案的枢纽建筑物基本地质条件及主要工程地质问题,提供相应的工程地质资料,主要任务有: 查明选定坝址各比较坝线、厂房及建筑物区的工程地质条件,包括覆盖层分布、厚度、层次、组成物质及力学性质,河床深槽及古河道的具体范围和深度;坝基、坝肩岩体的层次、结构及完整性,岩体风化带和卸荷带在各部位的深度和特征。 查明坝基、坝肩岩体内层内挤压夹层和影响坝基、坝110、肩抗滑稳定的主要结构面的分布、特性、连通性及物理力学性质,进行抗滑稳定分析和评价。 查明各风化带岩体结构、变形特征及强度指标,对弱风化带进行详细划分,确定弱风化上部和下部强度指标,进行坝基岩体结构和工程地质分类,提出各类岩体的物理力学参数。 查明两岸倾倒变形岩体范围及延伸深度,注意倾倒岩体分类标准,为基础处理提供依据。 查明坝址左、右岸坡和开挖边坡的稳定条件,提出开挖坡比建议值。 查明坝址的水文地质条件,包括相对隔水层埋藏深度、地表水和地下水对混凝土的腐蚀性、岩体渗透性的各向异性以及岩体渗透性的分级,提出防渗处理的建议。 查明溢洪道泄流冲刷地段工程地质条件,评价其边坡稳定性及冲刷坑对坝基、岸坡111、稳定的影响。3.3.2.3 其它建筑物区工程地质勘察根据枢纽布置方案,对引水隧洞、地面厂房、导流洞及施工围堰进行工程地质勘察,查明影响其布置和基础处理有关的地质问题,主要任务有:(1) 查明引水隧洞地下水位及水化学成份;查明岩层的产状,主要断层、破碎带和节理裂隙密集带的位置、产状、规模、性状及其组合关系;进行围岩工程地质分类,确定各类岩体的物理力学性质参数,评价洞室围岩和进出口边坡的稳定性并提出处理建议。(2) 查明厂区场地基本地质条件,结合坝址进行厂址岩土物理力学性质、水文地质试验,提供建基面承载能力、开挖坡比及岩(土)物理力学参数。(3) 查明施工围堰区的地形地貌、地层岩性、地质构造和物理112、地质现象及其分布,地基的透水性等。(4) 查明导流洞岩体风化深度,卸荷带发育深度等,对进出口边坡的稳定进行评价,并进行隧洞围岩分类。3.3.2.4 天然建筑材料勘察在预可阶段勘察的基础上,开展与坝型比较方案有关的天然建筑材料详查,对各料场的质量、储量和开采运输条件进行评价。(1) 查明丹坞堑石料场、上水井土料场和茅草坪土料场的质量和储量,查明粉土料场的位置、质量和储量,勘察储量不少于设计需用量的2倍,并对开采运输条件及对环境的影响做出评价。(2) 查明各料场地层岩性、无用层、夹层的分布,风化带深度及地下水位。(3) 配合施工组织设计对开挖石碴料的可用性和质量进行评价。(4) 查明施工与生活用水113、水源,并对其质量进行评价。3.3.2.5 本阶段勘察工作主要标准、规程和规范(1) 水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99);(2)水力发电工程地质勘察规范(国标,送审稿);(3) 水利水电工程地质测绘规程(DL/T5185-2004);(4) 水利水电工程物探规程(DL5010-92);(5) 水利水电工程测量规范(SL197-97);(6) 水利水电工程地质观测规程(SL245-1999);(7) 水利水电工程坑探规范(DL/T5050-2000);(8) 水利水电工程钻探规程(SL291-2003);(9) 水利水电钻孔压水试验规程(SL31-2003);(10) 水利水电工程天114、然建筑材料勘察规程(SL251-2000);(11) 工程岩体分级标准(GB50218-94);(12) 工程岩体试验方法标准(GB/T50266-99);(13) 水利水电岩石试验规程(SL264-2001);(14) 土工试验规程(SL237-1999);(15) 水利水电工程制图标准(SL73.3-95);(16) 中国地震动参数区划图(GB18306-2001)。3.3.3 勘察布置方案及工作量3.3.3.1 水库区勘察(1) 在预可阶段库区工程地质水文地质测绘的基础上,进行1:10000工程地质水文地质测绘,测绘范围除包括整个库盆外,两岸应到分水岭及泥石流沟源头,下游至坝区,校测面积115、约300km2;对近坝库区(坝址xx库段约10km)浸没区、滑坡、崩塌体、倾倒变形体及不稳定库岸进行1:2000地质测绘,测绘面积约60km2。 (2) 为查明浸没区、滑坡体、崩塌体边界和满足地质测绘精度要求,在库区基岩露头较差、有薄层第四系覆盖、浸没区或涉及重要地质现象的地段布置探槽或探坑,坑槽探方量5000m3。(3) 利用综合物探方法,探测滑坡体、倾倒变形体、崩塌体的厚度及体积,泥石流堆积区厚度,物探剖面总长10000m。(4) 滑坡体、崩塌体及浸没区段布置钻孔,查明浸没区地层结构,地下水位及埋深,滑坡体、崩塌体性质及滑面位置。布钻孔20个,每个孔深2050m,总计深度800m。对近坝库116、岸存在稳定问题和严重坍岸的地段预留钻探进尺2000m,平硐10个1000m。(5) 调查浸没区农作物种类和土壤的毛管上升高度,并进行现场试坑渗水试验12组,确定土层渗透指标,结合勘探资料和水库运行水位进行稳定态潜水xx预测计算,按GB50287-99附录C进行浸没评价。(6) 为满足滑坡体进行稳定性分析要求,取滑动带土样12组进行室内物理力学试验。严重坍岸区的主要土层取样12组,进行颗粒分析、自然休止角和水下休止角试验。(7) 移民安置点及专项迁建工程的工程地质勘察工作量待定。(8) 进行工程建设用地地质灾害危险性评估。3.3.3.2 坝址区勘察(1) 可研一期(选坝阶段)根据已知的地形地质条117、件,设计初步拟定如下方案进行比较:上坝址上坝线:在原II勘线比选碾压混凝土重力坝坝身泄洪、右岸岸边地面厂房方案;上坝址下坝线:选择I勘线下游约550m作为上坝址的比较坝线(上坝址下坝线),分别考虑面板堆石坝右岸溢洪道和引水发电系统、粘土心墙堆石坝右岸溢洪道和引水发电系统布置方案;下坝址上坝线:选择在下坝址原I勘线上游约580m作为下坝址的比较坝线,比选粘土心墙堆石坝左岸溢洪道和右岸引水发电系统布置方案;下坝址下坝线:比选面板堆石坝左岸溢洪道和引水发电系统布置方案(即原预可阶段推荐坝线和枢纽布置方案)。 地质测绘在预可阶段工程地质测绘的基础上,进行坝区1:1000工程地质校测,测绘面积约10.0118、km2。并结合勘探资料绘制工程地质图和坝轴线、主要建筑物地质剖面图等基础地质图件。 槽坑探为满足地质测绘精度要求,在坝区基岩露头较差、有薄层第四系覆盖或涉及重要地质现象的地段布置探槽或探坑,坑槽探方量5000m3。 勘探工作布置(钻孔及平硐)上坝址上坝线和下坝址上坝线的导流工程(包括导流隧洞)地勘工作待上述枢纽布置方案的坝线地质条件逐步明朗、施工专业提供导流工程(包括导流隧洞和所有围堰)布置图后再布置,预留工作量钻孔400m,平洞200m。坝轴线及趾板线钻孔间距按50100m控制,钻孔深度根据不同工程部位具体要求而定,坝轴线钻孔按坝高1/2-1倍,其他基岩坝基钻孔按坝高1/3-1/2倍,防渗线119、上的钻孔孔深按1倍的坝高,并进入相对隔水层10m,溢洪道、引水洞、导流洞钻孔孔深进入建筑物底板1030m。各勘探线位置详见附图,主要勘探工作量布置如下:(a) 上坝址上坝线:上II勘线在预可阶段钻孔平洞基础上,增加1个钻孔(ZKS21),孔深130m;上I勘线在预可阶段钻孔平洞基础上,增加1个钻孔(ZKS18),孔深100m,查明古河道分布及覆盖层厚度;上8勘线导流洞进洞口位置布置1个钻孔(ZKS19),孔深80m,查明导流洞进口古河道分布及覆盖层厚度;上III勘线布置1个钻孔(ZKS20),孔深80m,查明坝后左岸山坡覆盖层厚度。其它各勘探线在预可研阶段的钻孔平洞资料基础上进行工程地质分析评120、价。(b) 上坝址下坝线:上VII勘线(面板坝与心墙坝坝轴线)布置7个钻孔(ZKS101、ZKS102、ZKS103、ZKS104、ZKS105、ZKS106、ZKS107),计划孔深90130m,其中ZKS101与下II勘线(面板坝趾板线)共用;ZKS107与下5勘线(引水洞线)共用,ZKS103为河中孔。左、右岸分别在高程1375m、1360m布置一个平洞(PD9、PD10),计划洞深各100m,计200m。查明左右岸坝肩边坡地质构造、岩体质量、岩体风化及岩体渗透性,河床覆盖层发育情况。上VIII勘线(面板坝趾板线)除ZKS101外,布置9个钻孔(ZKS108、ZKS109、ZKS110、121、ZKS111、ZKS112、ZKS113、ZKS114、ZKS115、ZKS116),计划孔深90110m。查明地质构造、岩体质量、岩体风化及岩体渗透性。上VI勘线(上游辅助线)左右岸布置2个斜孔(ZKS117、ZKS118),倾向河中,倾角70度,计划孔深120m,查明河床构造情况。在坝址下游辅助线上X、上XI左岸布置2个钻孔(ZKS119、ZKS120、ZKS121、ZKS122),计划孔深80100m,查明覆盖层的厚度及性状。上13勘线(引水洞线)除ZKS107外,布置1个钻孔(ZKS123)钻孔,计划孔深100m;上14勘线(厂房轴线)布置2个钻孔(ZKS124、ZKS125),计划孔122、深60m。上溢I勘线布置3个钻孔(ZKS126、ZKS127、ZKS128),计划孔深120m;溢III勘线布置3个钻孔(ZKS129、ZKS130、ZKS131),计划孔深95120m;上溢V勘线布置2个钻孔(ZKS132、ZKS133),计划孔深80120m;上溢VII勘线布置2个钻孔(ZKS134、ZKS135),计划孔深50100m。查明覆盖层厚度及基岩风化程度。(c) 下坝址上坝线下X勘线(心墙坝坝轴线)布置7个钻孔(ZKX100、ZKX101、ZKX102、ZKX103、ZKX104、ZKX105、ZKX106),计划孔深100110m,其中ZKX103与ZKX104为河中孔;左、123、右岸分别在高程1320、1420m布置2个平洞(PD29、PD31、PD12、PD14),计划洞深约200m。查明左右岸坝肩边坡地质构造、岩体质量、岩体风化及岩体渗透性,河床覆盖层发育情况。在坝址上游辅助线下VIII、下IX布置3个钻孔(ZKX107、ZKX108、ZKX109),计划孔深5080m,其中ZKX107为河中孔,查明地质构造、岩体质量、岩体风化、及岩体渗透性。在坝址下游辅助线下XII布置3个钻孔(ZKX110、ZKX111、ZKX112),计划孔深50m,其中ZKX111为河中孔,查明地质构造、岩体质量、岩体风化、及岩体渗透性。下15勘线(引水洞线)于进口处布置1个钻孔(ZKX1124、13),计划孔深80m,出口位置利用预可阶段ZK13钻孔。下溢V勘线布置1个钻孔(ZKX114),计划孔深80m;下溢VI勘线布置1个钻孔(ZKX115),计划孔深80m。查明覆盖层厚度及基岩风化程度。(d) 下坝址下坝线下II勘线(面板坝坝轴线)在预可阶段钻孔平洞基础上,增加2个孔(ZKX30、ZKX31),计划单孔孔深100m;左、右岸分别在高程约1440m增加1个平洞(PD8、PD9),计划洞深约200m。下III勘线(面板坝趾板线)在预可阶段钻孔基础上,增加6个孔(ZKX32、ZKX33、ZKX34、ZKX35、ZKX36、ZKX37),计划单孔孔深100130m;布置1个平洞(PD1125、0),计划洞深约50m。在坝址上游辅助下I线布置3个钻孔(ZKX38、ZKX39、ZKX40),计划孔深100120m,其中ZKX33、ZKX34为斜孔,倾向河中,倾角70度,查明河床构造情况及古河床覆盖厚度。在坝址上游辅助下VI线布置1个钻孔(ZKX41),计划孔深60m下6勘线(引水洞线)布置1个平洞(PD11),计划洞深150m。下7勘线(厂房轴线)布置1个钻孔(ZKX42),计划孔深80m。下9勘线(溢洪道中心线)布置3个钻孔(ZKX43、ZKX44、ZKX45),计划孔深60170m,查明冲沟覆盖层厚度及山脊岩体风化程度。下10勘线导流洞出洞口位置布置1个钻孔(ZKX46),孔深60126、m。可研一期坝址区勘探钻孔、平洞一览表表3.3-2 位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注上坝址上坝线上II勘线河中ZKS211305130钻孔声波测试上I勘线左岸ZKS181322100钻孔声波测试上III勘线左岸ZKS20138280钻孔声波测试上8勘线左岸ZKS19136580上坝址下坝线上VII勘线左岸ZKS1011430130长观孔、钻孔声波测试PD91375120平洞弹性波测试ZKS1021360110长观孔、钻孔声波测试河中ZKS1031307100钻孔声波测试右岸ZKS1041321105钻孔声波测试ZKS1051345110长观孔、钻孔声波测试PD1127、01360120平洞弹性波测试ZKS1061395120钻孔声波测试ZKS107143090长观孔、钻孔声波测试上VIII勘线左岸ZKS1081405130钻孔声波测试ZKS1091370100钻孔声波测试ZKS1101335100钻孔声波测试ZKS1111315100钻孔声波测试河中ZKS112130590钻孔声波测试右岸ZKS113130890钻孔声波测试ZKS1141320100钻孔声波测试ZKS1151364100钻孔声波测试ZKS1161390130钻孔声波测试续表3.3-2 位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注上坝址下坝线上VI勘线左岸ZKS117131128、0120钻孔声波测试、孔内电视右岸ZKS1181310120钻孔声波测试、孔内电视上X勘线左岸ZKS119132680河中ZKS120130550右岸ZKS121133150上XI勘线左岸ZKS1221440100上13勘线右岸ZKS1231397100钻孔声波测试上14勘线右岸ZKS124132660ZKS125132660上溢I勘线右岸ZKS1261460120ZKS1271510120ZKS128 1570120上溢III勘线右岸ZKS129143595ZKS1301500120ZKS1311512120上溢V勘线右岸ZKS132141080ZKS1331475120上溢VII勘线右岸Z129、KS134137050ZKS1351437100下坝址上坝线下X勘线左岸ZKX1011433110长观孔、钻孔声波测试ZKX1021380110钻孔声波测试ZKX1001340110钻孔声波测试PD311420100平洞弹性波测试PD291320100平洞弹性波测试河中ZKX1031305100钻孔声波测试ZKX1041305100钻孔声波测试右岸PD121320100平洞弹性波测试PD141420100平洞弹性波测试ZKX1051340110钻孔声波测试ZKX1061450110长观孔、钻孔声波测试下IX勘线左岸ZKX108136380右岸ZKX109136080下12勘线河中ZKX1071130、30550下XII勘线左岸ZKX110133050续表3.3-2 位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注下坝址上坝线下XII勘线河中ZKX111130550右岸ZKX112132050下15勘线左岸ZKX113139080下溢V勘线右岸ZKX114135780下溢VI勘线右岸ZKX115145580下坝址下坝线下II勘线左岸PD91438200平洞弹性波测试ZKX301322100钻孔声波测试右岸ZKX311315100钻孔声波测试PD81441200平洞弹性波测试下III勘线左岸ZKX321420130钻孔声波测试ZKX331355100钻孔声波测试ZKX34133131、2100钻孔声波测试右岸ZKX351330100钻孔声波测试PD10134550平洞弹性波测试ZKX361370100钻孔声波测试ZKX371430130钻孔声波测试下I勘线左岸ZKX381325100ZKX391306120钻孔声波测试、孔内电视右岸ZKX401306120钻孔声波测试、孔内电视下V勘线河中ZKX41129860下9勘线左岸ZKX43134860ZKX44136560左岸ZKX451516170下6勘线左岸PD111360150平洞弹性波测试下7勘线左岸ZKX42134380下10勘线左岸ZKX46134360 物 探a. 地震勘探:上坝址上坝线上I、上II勘线河中,左岸崩积132、体及古河道布置45条横断面,剖面总长1500m;上坝址下坝线沿上VII、上13、上16勘线布置地震折射法勘探剖面(包括河床段),剖面总长2700m;下坝址上坝线沿下X、下15、下18勘线布置地震折射法勘探剖面(包括河床段),剖面总长2450m;下坝址下坝线下I、下II勘线河中,左岸回槽子沟布置45条横断面,剖面总长1500m;b. 综合测井及孔内电视:重点部位的钻孔进行综合测井,对揭露主要构造的钻孔及河床斜孔进行钻孔电视。总计综合测井39孔3435m。孔内电视4孔。c. 平洞弹性波测试:本阶段平硐内进行弹性波测试,查明不同风化带及卸荷带岩体弹性波参数,总计10个平硐,总长约1340m。 现场试133、验a. 对上、下坝址左右岸覆盖层碎石土进行动力触探试验,60组;对含碎石少的砂质粘土层进行标贯试验,20组;基岩孔段进行常规压水试验,600段。b. 在上坝址下坝线与下坝址上坝线勘探平硐内进行混凝土/岩体,岩体/岩体进行抗剪(断)强度试验各4组,共计8组,结构面抗剪试验4组。c. 在上坝址下坝线与下坝址上坝线不同风化带岩体中进行变模测试各10点,共20点,并对试验点进行弹性波测试,建立各类岩体声波与强度的动静参数关系。 室内试验。a. 室内岩石物理力学试验:从钻孔或平洞中选择不同岩性,不同风化程度代表岩石进行室内常规岩石物理力学试验,30组。b. 对覆盖层中的砂质粘土并取原状样进行室内试验,总134、计12组,进行物理力学试验。c. 对挤压夹层,在洞内或地表露头取样进行室内常规物理力学性质试验,12组。d. 取江水及其它地表水水样4组,钻孔取第四系孔隙水和基岩裂隙水各2组,总计进行水质简分析8组。 地下水动态观测:各勘探线两岸坝肩钻孔及下坝址回槽子沟垭口钻孔留作地下水长期观测孔,进行地下水动态长期观测,长观孔14个。(2) 可研二期本阶段地质勘察工作应在可研选坝阶段选定的坝址上进行工作,由于可研选坝工作尚未完成,按2个坝址、4条坝线、5个枢纽布置方案进行工作量布置,待坝址明确后选用一个枢纽布置方案进行勘察工作。 地质测绘在可研一期工程地质测绘的基础上,进行1:1000坝轴线、主要建筑物地质135、剖面测绘,总计5km2,并结合勘探资料绘制基础地质图件。 槽坑探。为满足地质测绘精度要求,在坝区基岩露头较差、有薄层第四系覆盖或涉及重要地质现象的地段布置探槽或探坑,坑槽探方量2000m3。 勘探工作布置。a. 上坝址上坝线:在预可及可研一期的基础上,加密勘探点,坝轴线勘探点间距控制在50m之内,在上II线布置7个钻孔(ZKS22、ZKS23、ZKS24、ZKS25、ZKS26、ZKS27、ZKS28)孔深130m。在下游辅助线上III勘线上布置4个钻孔(ZKS29、ZKS30、ZKS31、ZKS32),孔深80m。在厂房轴线上6勘线上布置1个钻孔(ZKS33),孔深80m。可研二期坝址区勘探136、钻孔、平洞一览表(上坝址上坝线方案)表3.3-3 位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注上坝址上坝线方案上II勘线左岸ZKS221490130ZKS231400130ZKS241360130河中ZKS251305130右岸ZKS261340130ZKS271375130ZKS281390130上III勘线左岸ZKS29133580河中ZKS30130580右岸ZKS31135080ZKS32141080上6右岸ZKS33135080b. 上坝址下坝线:上VII勘线(面板坝与心墙坝坝轴线)在可研一期的基础上,左岸分别在高程1316m、1420m布置一个平洞(PD11、P137、D15),计划洞深约100150m。上VIII勘线(面板坝趾板线)在可研一期的基础上,布置2个钻孔(ZKS136、ZKS137、),计划孔深100130m;左、右岸分别在高程1360m、1330m布置一个平洞(PD13、PD14),计划洞深约60m。上IV、上V、上VI勘线(上游辅助线)在可研一期的基础上进行加密勘探,共布置4个钻孔(ZK138、ZK139、ZK140、ZK141),计划孔深5060m。上IX、上X、上XI勘线(下游辅助线)在可研一期的基础上进行加密勘探,共布置7个钻孔(ZKS142、ZKS143、ZKS144、ZKS145、ZKS146、ZKS147、ZKS148),计划孔深138、50m。下5勘线(引水洞线)布置1个钻孔(ZKS149)钻孔,计划孔深100m;在高程1330m布置1个平洞(PD18),计划洞深约100m。下6勘线(厂房轴线)、下7勘线布置4个钻孔(ZKS150、ZKS151、ZKS152、ZKS153),计划孔深5060m。在溢洪道上进行加密勘探,沿横断面及轴线布置14个钻孔(ZKS154、ZKS155、ZKS156、ZKS157、ZKS158、ZKS159、ZKS160、ZKS161、ZKS162、ZKS163、ZKS164、ZKS165 、ZKS166、ZKS167),计划孔深50120m;在溢洪道右侧高程1400m、1440m、1460m布置3个平139、洞(PD12、PD16、PD20),计划洞深约100150m。可研二期坝址区勘探钻孔、平洞一览表(上坝址下坝线方案)表3.3-4位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注上坝址下坝线方案上VII勘线左岸PD111316100平洞弹性波测试PD151420150平洞弹性波测试上VIII勘线左岸ZKS1361382130PD13136060平洞弹性波测试ZKS1371355100右岸PD14133060平洞弹性波测试续表3.3-4位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注上坝址下坝线方案上IV勘线河中ZKS138130650右岸ZKS139131050上140、V勘线右岸ZKS140136560上VI勘线右岸ZKS141132060上IX勘线左岸ZKS142138050河中ZKS143130550右岸ZKS144132850ZKS145137650上X勘线右岸ZKS146130950上XI勘线左岸ZKS147132050河中ZKS148130550上13勘线右岸PD181340100平洞弹性波测试ZKS1491387100上14勘线右岸ZKS150132650ZKS151132660上15勘线右岸ZKS152130550ZKS153130550上溢I勘线 右岸ZKS1541505120PD121460150平洞弹性波测试上溢II勘线右岸PD16144141、0100平洞弹性波测试ZKS1551502120ZKS1561508120ZKS1571552120上溢III勘线右岸ZKS158142585ZKS1591475120上溢IV勘线右岸ZKS160142080ZKS1611475120上溢V勘线右岸ZKS162139060上溢VI勘线右岸ZKS163139590PD201400120平洞弹性波测试ZKS1641458120上溢VII勘线右岸ZKS165135350上16勘线右岸ZKS166134050ZKS167133250c. 下坝址上坝线:在下X勘线左岸高程1450m、1490m布置2个平洞(PD39、PD41),计划洞深约100m。在上游142、辅助线下VIII、下IX勘线布置4个钻孔(ZKX116、ZKX117、ZKX118、ZKX119),计划孔深60m。在下游辅助线下XI勘线布置4个钻孔(ZKX120、ZKX121、ZKX122、ZKX123),计划孔深60m。在上15勘线引水隧洞进出口位置布置2个平洞(PD16、PD18),计划洞深100m。在上16、上17勘线厂房位置布置2 个钻孔(ZKX124、ZKX125),计划孔深60m。在溢洪道轴线上布置1个钻孔(ZKX125),计划孔深100m;在溢洪道右侧不同高程布置4个平洞(PD33、PD35、PD37、PD43),计划洞深约100150m。可研二期坝址区勘探钻孔、平洞一览表(143、下坝址上坝线方案)表3.3-5位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注下坝址上坝线方案 下X勘线左岸PD391450100平洞弹性波测试PD411490100平洞弹性波测试下IX勘线河中ZKX118130860右岸ZKX119131660下VIII勘线左岸ZKX116134860右岸ZKX117131560下XI勘线左岸ZKX120134260ZKX121131060右岸ZKX122132060ZKX123138060下15勘线右岸PD161400100平洞弹性波测试PD181335100平洞弹性波测试下16勘线右岸ZKX124131060下17勘线右岸ZKX12513144、0560下溢勘线左岸PD331385100平洞弹性波测试下溢勘线左岸PD351455100平洞弹性波测试PD371510100平洞弹性波测试ZKX1261560150下溢勘线左岸ZKX1271405100PD431415100平洞弹性波测试d. 下坝址下坝线:对下坝址下II勘线进行加密勘探,钻孔孔距按50m左右控制,预可及可研选坝阶段已勘探完成8个钻孔和4个平洞,本阶段于两岸及坝头孔间增加5个钻孔(ZKX47、ZKX48、ZKX49、ZKX50、ZKX51),单孔计划孔深110130m。下勘线(趾板线),预可及可研选坝阶段已勘探完成10个钻孔,本阶段于两岸增加1个钻孔(ZKX52),单孔计划孔145、深120m。在左岸布置一个平洞(PD13),高程为1360m,计划洞深约50m。下V、下VII、下VIII勘线(下游辅助线)在可研一期的基础上进行加密勘探,共布置7个钻孔(ZKX53、ZKX54、ZKX55、ZKX56、ZKX57、ZKX58、ZKX59),单孔计划孔深60m。下6勘线(引水洞线)布置2个钻孔(ZKX60、ZKX61),计划孔深6080m;于高程1400m布置一个平洞(PD27),计划洞深100m。下8勘线(厂房)布置2个钻孔(ZKX62、ZKX63),计划孔深60m在溢洪道上进行加密勘探,沿横断面布置4个平洞(PD15、PD17、PD19、PD21),计划洞深100150m。146、下10勘线导流洞出洞口位置布置2个平洞(PD23、PD25),高程为1310m、1350m,计划洞深约50m。可研二期坝址区勘探钻孔、平洞一览表(下坝址下坝线方案)表3.3-6位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注下坝址下坝线方案下II勘线左岸ZKX471435130ZKX481388120ZKX491375110长观孔右岸ZKX501355110长观孔ZKX511520110下III勘线左岸PD13136050平洞弹性波测试河中ZKX521298120续表3.3-6位 置孔(洞)号孔(洞)口高 程(m)计划孔(洞)深(m)备 注下V勘线左岸ZKX53132860右岸147、ZKX54135860下VI勘线河中ZKX55129860右岸ZKX56136060下VII勘线河中ZKX57129860ZKX58129860右岸ZKX59131060下6勘线左岸ZKX60133880ZKX61131060PD271400100平洞弹性波测试下8勘线左岸ZKX62130060ZKX63130360下9勘线左岸PD151370150平洞弹性波测试PD171430150平洞弹性波测试PD191460100平洞弹性波测试PD211360150平洞弹性波测试下10勘线左岸PD23131050平洞弹性波测试PD25135050平洞弹性波测试 物探平硐弹性波测试:本阶段平硐内进行弹性波148、测试,查明不同风化带及卸荷带岩体弹性波参数,测试工作量与各方案布置的平洞工作量相同,为岩体分类提供依据。 试验与测试a. 室内岩石物理力学试验:在可研一期岩石试验的基础上对坝基及建筑物区主要岩石进行室内常规岩石物理力学试验,各3组,总计15组。b. 进行不同风化带岩体变模测试各4点,共16点,并对试验点进行弹性波测试,建立各类岩体声波与强度的动静参数关系。c. 在可研一期混凝土/岩体,岩体/岩体试验基础上,在勘探平硐内进行抗剪(断)强度试验各3组;控制抗滑稳定的结构面、挤压夹层进行抗剪(断)强度试验各3组,共12组。为满足专题研究的需要预留6组抗剪试验。d. 坝址钻孔基岩孔段进行常规压水试验,149、约500段。下坝址下坝线方案在可研一期长观孔的基础上,增设长观孔2个。e. 钻孔或平硐内进行地应力测试,4组。f. 钻孔取第四系孔隙水和基岩裂隙水各3组,总计6组。3.3.3.3 其它建筑物区勘察(1) 地质测绘:结合坝址进行1:1000地质测绘复核。(2) 上、下游围堰:预留10个钻孔,孔深50m,计500m。(3) 水文地质试验:上、下游围堰钻孔在覆盖层段进行抽水试验各2组,基岩段进行压水试验,约100段。3.3.3.4 天然建筑材料勘察(1) 丹坞堑石料场进行1:1000地质测绘复核,面积1.5km2;上水井及茅草坪土料场进行1:1000地质测绘复核,面积约3.0km2;粉土料场进行1:150、1000地质测绘,面积0.5km2。(2) 丹坞堑石料场布置钻孔12个,其中控制性钻孔4个,孔深80m,其它勘探孔深60m,计800m;布置探洞4个,计划洞深75m,计300m,拟打穿弱风化。取岩样进行室内物理力学试验12组。取岩样进行碱活性试验,3组。(3) 上水井土料场布置钻孔16个,茅草坪土料场布置钻孔12个,计划孔深1020m,计500m。每料场布12个探坑,总计24个,深度48m,方量约500m3,粉土料场布探坑25个,深度50m,方量约500m3,分层取18组土样进行全分析。(4) 结合主要建筑物地段勘探及不同风带岩石试验成果,对开挖石碴料按设计用途进行质量和可用量分析评价。(5)151、 对施工与生活用水水源进行调查,并对流量进行观测,每一水源取水样2组,共取水样6组,进行水质全分析,按有关标准进行水质评价。3.3.4 本阶段预计勘察工作量根据以上勘察工作布置方案,可研究阶段初拟主要勘察工程量汇总如表3.3-4。坝址勘探工作布置图见附图。在勘察过程中根据地质条件的变化,对上述勘察工作量进行适当调整,以满足勘察精度和深度的要求。可行性研究阶段主要勘测工作量一览表表3.3-7序号项 目单位计 划 工 作 量库区坝 址其它建筑物天然建筑材料合 计一 期二 期上坝址上坝线上坝址下坝线下坝址上坝线下坝址下坝线1地质测绘平面1:50000km23003001:2000km260601:1152、000km2105520剖面1:1000km23272勘探钻孔计划m/个800/206810/711310/122415/32960/131380/171300/4011325/163预留m/个2000/20400/4500/102900/29探硐计划m/个1240/10840/8800/8800/8100/2300/42480/24预留m1000/10200/41200/14探槽、探坑m35000500020001000130003物探地震剖面m10000815018150平硐弹性波m1240840/8800/8800/82080综合测井m/孔3545/323545/32孔内电视m/孔480153、/4480/4备注:工作量合计中二期工作量只含工作量较大的一条坝线。续表3.3-7序号项 目单位计 划 工 作 量库区坝 址其它建筑物天然建筑材料合 计一 期二 期4现场试验常规压水试验段6005001001200钻孔抽水试验次22动力触探试验组6060标准贯入试验组2020渗水试验组1212地应力测试组44岩体变形点201616岩体、结构面抗剪组1012预留6组265室内试验砂 样组1212原状土样组121224全分析土样组121212挤压夹层样组1212岩石常规试验组30151863碱活性组33水质分析组866206其它地下水长期观测孔14216专题研究项112注:可研二期工作需结合选定坝154、址,在五个枢纽布置方案中选一个开展,考虑到地质条件复杂,预留钻孔2000m,平洞1000m。3.3.5 关键技术问题及研究(1) 水库区主要工程地质问题 在前期库区综合测绘调查的基础上,对库区崩塌体、滑坡体、岩层倾倒体分布区和近坝10km的库岸进一步开展地表地质测绘、钻孔、平硐、坑槽探及物探,重点对xx崩塌体、xx岩层倾倒体及旱谷地滑坡体进行勘探,查明不良地质结构体及覆盖层的规模、边界条件及蓄水后可能产生的坍岸范围、影响程度等,评价其对周围环境及工程的影响。对库区汇水面积较大泥石流沟发育特征和发生条件进行调查,分析在施工期和水库运行期泥石流发生的规模和条件,评价对工程的影响。(2) 层间断层及155、挤压夹层的分布规律与工程特性研究坝址区分布的层间断层及挤压夹层结构面是控制岩体结构类型、岩体风化卸荷特征、坝基岩体质量和坝基稳定条件的重要因素,其分布位置、成因规律及其性状,与工程地质评价结论密切相关,可研阶段通过钻孔及孔内测试手段的综合运用、平硐的追索、室内及现场试验进行分析,查明层间断层及挤压夹层结构面的空间展布、物质组成、充填胶结情况及其与工程相关的各类物理力学性质指标,特别是岸坡、河床坝基下部、趾板及主要工程部位的分布特征,对层间断层及挤压夹层结构面在不同岩性、不同高程、不同深度的性状及发育规律进行分析总结,找出对工程起控制作用的结构面,并进行深入研究,为评价坝址区岩体质量,进行岸坡及156、工程边坡稳定性分析提供全面资料。(3) 岩体力学特性及参数选取根据坝址区工程地质测绘,钻孔平硐揭露的地质条件,结合各类岩体试验成果,在岩体质量分级、围岩分类和结构面分类的基础上,通过对坝址及地下洞室围岩岩体物理力学试验研究成果的归类整理,以试验成果为依据,以数理统计分析方法为手段,以岩体力学基本理论为指导,区别不同条件,针对不同要求,建立坝区综合岩体质量分级、围岩分类及其配套的物理力学参数体系。(4) 工程高边坡稳定性根据预可成果,溢洪道边坡、引水隧洞进出口边坡及导流洞进出口边坡均为高边坡。其边坡与软硬相间的陡倾角地层交角不大,涉及稳定问题复杂。通过详细的地质测绘,钻孔、平硐的揭露,查明各边坡157、坡体的覆盖层厚度及工程特性、岩石风化卸荷、岩体结构、断层、挤压夹层及节理裂隙的位置、产状、性状、连通性等的基础上,对边坡较厚的覆盖层进行相应的工程特性试验,对工程边坡的岩体质量进行分级,结合坡高、坡向、坡度、地应力和地下水状况及结构面与边坡的组合关系等进行归纳和分类,分析边坡整体稳定性和局部稳定性,确定可能失稳破坏的模式、边界条件、力学参数,提出合适的开挖坡比和支护措施建议。(5) 倾倒岩体分布特征、性状、分类及与基础处理方案研究工程区所在河段为纵向谷,变质石英砂岩与千枚状绢云板岩地层倾角多在60以上,岩体倾倒变形现象发育,对工程边坡稳定性及建基面选择影响较大,因倾倒变形程度不同,岩体物理力学158、指标差异较大,目前国内此类研究较少,尚无统一的分类标准,给岩体倾倒变形评价造成困难。结合本次勘察,联合其他有关专业,通过与国内科研院校的合作,对倾倒岩体分布特征、性状、分类及与基础处理方案进行专题研究,为建基面选择及基础处理方案确定提供依据。3.3.6 进度计划20xx年1月进点,20xx年5月完成可研一期外业,20xx年7月提交可研选坝报告,20xx年912月完成可研二期外业,第二年3月提交可研报告。3.3.7 提交的主要勘察成果(1) 可研一期(选坝阶段)可行性研究选坝阶段工程地质报告及附图册;(2) 可研二期: 可行性研究报告工程地质篇及附图册; 坝址区岩体倾倒变形体特性及其对工程的影响159、专题研究报告。 工程建设用地地质灾害危险性评估报告3.4 工程任务和规模3.4.1 主要设计内容3.4.1.1 建设必要性和开发任务(1) 工程所在地及可能供电地区(南方电网地区)的社会经济现状和发展规划、能源平衡、电力系统现状及发展规划调研分析。(2) 综合利用要求资料收集、复核分析。(3) 工程建设的必要性论证。(4) xx水电站供电范围和电力市场论证。(5) 工程开发任务确定。3.4.1.2 综合利用xx水电站位于高山峡谷区,电站下游无防洪和灌溉供水要求,初步考虑本工程的开发任务为发电。可研阶段拟根据澜沧江上游河段的开发任务,结合本工程的实际情况,对工程兼有的旅游和库区航运等综合效益进行160、分析论证。3.4.1.3 水利动能(1) 径流调节(2) 洪水调节和特征洪水位(3) 正常蓄水位选择(4) 死水位选择(5) 汛期排沙水位选择(6) 装机容量选择(7) 额定水头、机组机型选择(8) 水库调度方式(9) 水库初期蓄水计划3.4.1.4 水库泥沙和xx(1) 水库泥沙冲淤计算(2) 对上游xx桥电站发电尾水位的影响分析(3) 水库xx计算3.4.2 设计所需基本资料3.4.2.1 有关报告及审查意见(1) xx水电站预可行性研究报告、已有成果、有关咨询和审查意见(2) 澜沧江上游古水(含水库)至xx河段水电规划报告及审查意见(3) 云南省澜沧江中下游河段规划报告(功果桥南阿河口)161、(4) 上下游有关梯级电站设计成果(5) 澜沧江流域综合规划有关成果3.4.2.2 社会经济、电力发展和综合利用调查资料(1) 地区社会经济概况收集调查工程所在地及可能供电地区(南方电网地区,包括云南、广东、广西、贵州及海南各省区)的社会经济现状和发展规划资料,包括人口、土地、矿产、水资源、能源等以及自然灾害、工农业生产、交通运输业现状及发展规划。(2) 供电地区电力系统现状及发展规划,包括: 用电需求资料:负荷现状及发展资料的负荷特性,各负荷水平年的各月最大负荷、平均负荷和典型日负荷曲线; 电源资料:主要包括现有、在建和拟建的各类电站的地区分布、装机规模、运行特性(各月出力、预想出力、调峰能162、力、煤耗及油耗曲线等)、发电经济指标以及待建电站的投资、年运行费等; 云电外送资料:现状、规划资料,包括小湾、糯扎渡、景洪和其它水电站的送分电方案、电站运行特性等; 现有“西电东送”资料:主要为三峡(包括送广东)、南通道送电(“云电送粤”、广西送电、贵州送电等)、中通道送电有关规划资料,包括分电方案、电站运行特性等; 特高压送电资料; 电网资料:主要有网络结构及其发展、供电经济指标、新建输电线路的投资及费用等。(3) 综合利用要求 调查收集xx电站下游澜沧江沿岸的云龙、永平等县有关水利规划资料; 收集旅游、库区航运、水土保持和环境保护等对本工程的要求。3.4.2.3 水文资料(1) 径流资料 163、xx坝址历年逐月的径流资料、代表年逐日平均流量; 上游龙头水库古水梯级和其他主要梯级历年逐月的平均流量。(2) 水库蒸发、渗漏损失(3) 下游水位与流量关系曲线(4) 综合利用各部门取水用水过程线(5) xx坝址各种频率的洪峰流量及洪水过程线3.4.2.4 库容、泄洪设施资料(1) 水库水位与库容、面积关系曲线 xx水库原始库容、面积曲线:由(1:10000)库区地形图量算而得; xx水库不同淤积水平年的库容、曲线(由水库泥沙淤积计算求得); 上游龙头水库和其它主要梯级电站水库水位与库容、面积曲线。(2) 永久泄洪建筑物及其泄流曲线3.4.2.5 测量资料(1) 库区1:10000和1:200164、0地形图(2) 库区河道纵剖面图(3) 库区河道横断面及其平面位置历史洪水水面线3.4.2.6 水库泥沙淤积计算所需资料(1) 水库悬移质、推移质输沙量(2) 系列日平均含沙量和日平均流量(3) 悬移质级配曲线(4) 库区实测床沙级配(5) 水库调度方案:水库运行调度方式、坝前水位过程等3.4.2.7 经济比较指标动能经济比较中替代电源、替代电源经济指标、变电站和送电线路等指标结合调查资料确定。3.4.3 工程建设必要性及开发任务3.4.3.1 工程建设的必要性论证从我国能源资源状况、澜沧江水电开发在我国能源发展中的地位作用、优化资源配置、实现“西电东送”战略、促进地区经济发展、实现我国经济可165、持续发展战略、环境效益、xx水电站建设的技术可能性和经济合理性等方面论证项目建设的必要性和经济性。3.4.3.2 xx水电站供电范围、电力市场论证xx水电站预可阶段初步拟定供电范围为南方电网,电站投产后,除满足云南电网用电需求外,可通过云南电网或和云南其他水电站一起打捆外送广东。本阶段通过对南方电网各省区(广东、广西、贵州、云南及海南)的能源资源情况、社会经济特点、地区经济发展要求分析,预测电力市场需求情况,根椐各电网电力市场的需求水平、负荷特性、电源和xx水电站的具体情况等,分析论证xx水电站的供电范围,分析提出电力市场空间、电网对电站的电力和电能消纳情况。3.4.3.3 设计水平年及设计保166、证率根据本工程前期工作进度安排和施工进度,按规范要求,xx电站设计水平年拟取2020年。根据xx电站供电区电源结构情况,并考虑xx电站在电网中的作用,电站设计保证率取95%。3.4.3.4 工程开发任务确定澜沧江上游古水(含水库)至xx河段水电规划报告(以下简称规划报告)已编制完成,有待审批。规划报告提出澜沧江上游古水(含水库)至xx河段开发任务是以发电为主,兼有改善流域环境保护条件、促进旅游开发、发展沿江灌溉和库区航运及水产养殖等综合利用效益,通过水能资源开发,带动本地区社会、经济、环境的协调发展。xx水电站为澜沧江上游梯级之一,根据上游河段的开发任务,结合本工程的实际情况,确定xx水电站的167、开发任务为发电,兼有旅游和库区航运等综合利用效益。可行性研究阶段拟根据河段开发任务,结合xx电站实际情况,通过资料收集、调研,进一步分析论证工程兼有的综合利用效益。3.4.4 工程规模3.4.4.1 设计基本前提澜沧江上游古水(含水库)至xx河段水电规划报告推荐澜沧江上游河段梯级开发方案为一库八级方案,总装机为9400MW,年发电量459.7亿kWh,八个梯级分别为古水、果念、乌弄龙、里底、托巴、黄登、xx桥和xx,推荐黄登、xx和古水三个电站为河段开发的近期工程。根据澜沧江上游梯级电站投产时序安排,xx电站将早于古水电站投入,而古水梯级为澜沧江上游梯级电站的龙头水库,与xx电站同为近期工程,168、因此xx电站可行性研究阶段以上游有古水水库作为设计的基本前提条件,同时考虑xx电站早于古水电站投产的情况。3.4.4.2 径流调节计算(1) 径流分析及设计代表年(2) 径流调节计算澜沧江上游河段目前尚未开发,除果念外各梯级均已开展预可研阶段前期工作,其中古水水电站具有年调节性能,对xx水电站发电效益影响较大;xx桥电站为xx电站上游梯级,为日调节电站,xx电站建成后水库xx对xx桥电站尾水可能有一定影响。xx下游梯级功果桥电站已完成预可行性研究,目前正在开展可研工作。因此径流调节计算拟考虑梯级水力联系相互影响,主要考虑有水力联系的古水、xx桥、功果桥等水电站。可行性研究阶段拟分析以下梯级组合169、方案: xx桥+xx+功果桥(古水梯级投入前) 基本方案:古水+xx桥+xx+功果桥根据各电站前期工作的进展情况,拟以第梯级组合作为径流调节计算的基本方案,即考虑上游出现古水、xx桥水电站,下游功果桥电站投入情况。径流调节计算需考虑下游功果桥建成投产后水库泥沙淤积及xx对xx电站的影响。3.4.4.3 洪水调节(1) 设计洪水标准确定设计洪水标准包括xx水电站大坝、厂房、水库移民、征地等设计洪水标准。(2) 设计洪水成果鉴于xx电站将早于上游龙头水库古水梯级建成投入,可行性研究阶段拟采用天然情况下设计洪水成果。(3) 确定洪水调节计算方法可行性研究阶段拟采用静库容调洪。(4) 泄洪规模选择计算170、(5) 分析提出洪水调节计算成果3.4.4.4 正常蓄水位选择(1) 方案拟定在xx电站预可阶段以规划阶段工作成果为基础,考虑与xx桥梯级规划阶段坝址的合理衔接,初选正常蓄水位为1412m。目前xx桥电站预可行性研究工作正在进行,其初选代表性坝址位于规划坝址下游约3.3km处。根据xx电站预可行性研究咨询意见和xx桥电站预可坝址初选成果,xx电站可研阶段需结合xx桥电站工作成果,研究正常蓄水位。因此,xx水电站可行性研究阶段以预可阶段和规划成果为基础,结合预可行性研究咨询意见和xx桥电站预可成果,考虑地形、地质条件、水库淹没、与上游xx桥梯级的合理衔接、水力资源的合理利用,并尽可能满足各部门综171、合利用要求等因素,拟定正常蓄水位方案。根据xx桥电站预可初选代表性坝址成果,以其下坝址方案作为xx电站梯级衔接的基本条件,xx电站可研阶段暂按正常蓄水位1406m、1408m、1410m、1412m四个方案进行比较选择。(2) 方案比较计算分析各正常蓄水位方案比较计算主要包括: 各方案的电站动能经济指标计算; 各方案洪水调节计算; 各方案水库泥沙淤积和xx计算,水库泥沙淤积后对上游梯级xx桥厂址水位的影响计算; 各方案对xx桥电站能量指标损失计算和梯级水位衔接分析计算; 各方案经济比较计算,包括经济总费用指标和财务指标计算; 水库淹没条件分析,主要分析各方案水库淹没耕地、人口及淹没损失补偿费增172、加值等因素; 工程技术条件分析,包括地形、地质、坝高、枢纽布置和工程量等工程技术条件分析。(3) 正常蓄水位选择对各正常蓄水位方案进行技术经济比较,综合分析选定正常蓄水位。正常蓄水位方案选择时,根据xx水电站动能经济指标、与xx桥梯级电站衔接、水库淹没、工程技术条件、水库泥沙淤积等各方面因素,综合分析比较选择正常蓄水位。3.4.4.5 死水位选择(1) 方案拟定可行性研究阶段拟在选定正常蓄水位的基础上,考虑电站能量指标、泥沙淤积、进出水口布置和调节库容要求等因素,按最大消落10m左右拟定34个死水位方案进行综合分析比较。(2) 比较方案计算死水位方案比较计算主要包括: 各方案的电站动能经济指标173、计算; 各方案水库泥沙淤积计算; 电站必需库容分析,包括周调节、备用等库容分析。(3) 方案选定从电站本身的动能经济指标、泥沙淤积、水工布置、调节库容要求等条件综合比较选择。3.4.4.6 汛期排沙水位选择xx水电站下游无防洪任务,无需设置防洪库容,水库主要从排沙需要方面研究设置汛期排沙水位的作用。xx水电站库沙比不大,存在泥沙问题,初步分析在上游水库投入前需要排沙运行。预可阶段初步考虑设置汛期排沙水位。可行性研究阶段拟根据电站的水沙特性,结合梯级电站的投产时序,进一步研究xx水电站汛期排沙水位设置。(1) 方案拟定结合梯级电站投产时序,从水沙特性、泥沙淤积、电站发电运行、水工布置等因素考虑,174、在选定正常蓄水位的基础上,拟定23个方案进行比较。(2) 方案选择 各方案的电站动能经济指标计算; 分析xx水库入库水沙特性,确定排沙流量各方案水库泥沙淤积计算;各方案水库泥沙淤积计算;汛期排沙水位选择根据入库水沙特性、泥沙淤积和能量指标等计算成果,综合比较,分析选择设置排沙水位的合理性,选择合适的汛期排沙水位。3.4.4.7 装机容量选择(1) 选择原则预可行性研究阶段初选xx水电站装机容量为1200MW。可行性研究阶段拟在选定正常蓄水位的基础上,根据水库调节性能电站供电范围及其在系统中的作用、动能经济指标、送电方案等,结合机组机型、单机容量和机组台数等工作,通过效益与费用的综合分析比较,最175、终选定装机容量。(2) 拟定比较方案装机容量比较按装机利用小时45005000h左右拟定比较方案,可研阶段拟在正常蓄水位选定的基础上,结合xx电站的机组台数选择、枢纽布置、大件运输条件、电站联合运行和单独运行利用小时数、电力电量平衡,初步考虑装机在11001400MW范围内拟定34方案进行比较。(3) 方案选择 各方案径流调节计算,包括考虑单独运行、与古水电站联合运行等不同梯级组合方案的径流调节计算; 各方案电力电量平衡计算(云南电网和广东电网)、装机容量和发电量有效利用分析; 各方案经济比较计算,包括考虑送电投资后的财务初步评价; 根据受电区电力电量平衡、经济比较结果,结合枢纽步置、电站运行176、送电方案及电网远景发展规划,综合分析提出装机容量选择意见及机组投产时序。由于电站远距离输电,输变电投资对装机容量选择影响较大,故装机容量选择论证需结合澜沧江上游梯级的输电规划和送电方案进行。3.4.4.8 额定水头和机组机型选择(1) 特征水头根据电站运行特性、径流调节计算成果,分析计算电站最大水头、最小水头、加权平均水头等参数。(2) 额定水头选择 额定水头选择原则可研阶段拟结合电站发电运行,排沙运行要求、机组机型选择、枢纽布置及机组稳定性运行要求,进行水轮机额定水头选择。 额定水头比较方案根据径流调节计算成果和排沙运行要求,并考虑机组运行稳定性要求,拟定23个额定水头方案进行研究比较。 177、各额定水头方案径流调节计算、机组受阻和效益计算及机组运行工况分析; 额定水头选择根据额定水头选择原则和额定水头方案分析计算成果,综合比较分析,选择电站额定水头。(3) 机组机型、机组台数及单机容量初选根据国内外水轮发电机组的设计、制造水平,在满足机组安全稳定运行的前提下,同时考虑运输条件和电气主接线合理性的基础上,对机组机型、机组台数、单机容量进行论证选择: 机组台数和单机容量方案拟定; 各方案水能指标计算; 方案经济比较;方案选择。3.4.4.9 水库运行调度方式(1) 水库运行调度方式根据电站选定的参数,在分析xx水库径流、泥沙特性的基础上,考虑水库泥沙淤积、能量指标、梯级电站效益等因素,178、拟定水库运行方式。(2) 电站能量指标及多年运行特性。进行长系列调节计算,分析计算电站能量指标、水库运行水位、水头、出力、调节流量历年变化过程等多年运行特性。3.4.4.10 水库初期蓄水计划(1) 初期蓄水计划根据电站施工进度计划、径流洪水条件、工程施工期对初期蓄水的要求和下游用水要求,结合施工要求,制定水库初期蓄水计划。(2) 初期运行方式和初期发电量根据初期蓄水计划,提出初期运行方式,计算电站初期发电量。3.4.5 水库泥沙及xx3.4.5.1 水库泥沙冲淤计算(1) 梯级组合方案可行性研究阶段拟根据澜沧江上游梯级电站投产时序安排、各梯级电站的前期工作进度、施工工期等因素拟定合理的梯级组179、合方案。根据澜沧江上有梯级电站投产时序安排,上游里底电站将早于xx电站建成投产,但其库容小,拦沙作用有限,而除里底水库外,上游古水、乌弄龙、托巴、黄登、xx桥等分别迟于xx电站17年,其中黄登、古水电站分别迟于xx电站投产1、7年。因此可研阶段在考虑梯级电站投产时序情况下,以偏不利条件考虑,拟采用xx电站投产5年后开始计入上游水库的拦沙条件进行水库泥沙淤积计算,同时分析梯级电站投入时序变化的影响。(2) 水库泥沙冲淤计算的主要任务xx水库泥沙淤积影响主要为泥沙淤积造成库容损失、库尾淤积xx抬高、对上游xx桥梯级衔接造成影响等。因此可行性研究阶段水库泥沙冲淤计算的主要任务是:分析水库泥沙调度运行180、方式;计算库区泥沙淤积演变过程、泥沙淤积形态、库容损失、淤积平衡年限、库区泥沙沿程淤积高程、泥沙淤积对xx桥梯级的影响、出库含沙量和出库泥沙颗粒级配、过机泥沙等。(3) 研究方法和模型可行性研究阶段水库泥沙淤积主要采用恒定流泥沙数学模型,拟选用武汉大学编制的SUSBED-2数学模型。(4) 计算条件库区泥沙计算采用1:10000地形图、实测干流河道断面资料、洪水调查资料等。采用xx站作为xx水库干流入库泥沙分析计算的基本依据站,拟选取具有代表性的10年水沙系列计算。同时按梯级电站投入方案考虑上游水库拦沙影响。(5) 方案比较水库泥沙冲淤计算方案比较选择阶段,为合理地选择水库各特征水位,对正常蓄181、水位、汛期排沙水位和死水位比较方案进行水库冲淤计算,主要分析水库库容变化、淤积对xx桥电站的影响、排沙比和出库含沙量等。(6) 选定方案水库泥沙冲淤计算对于选定方案,按xx水电站投入5年后xx桥电站投入、10年后古水电站投入的梯级组合方案进行水库泥沙冲淤计算。(7) 分析不同梯级开发时序对xx水库泥沙淤积的影响3.4.5.2 水库xx计算(1) 计算方法拟采用天然河道非均匀渐变流的伯努利方程。(2) 糙率采用天然河道糙率根据库区洪痕调查资料推求并分析采用;淤积后糙率根据泥沙淤积计算成果对库区糙率进行修正采用。(3) 泥沙淤积年限考虑上游梯级电站投入前后情况,计算分析建库后520年后的泥沙淤积和182、xx情况,按不利泥沙淤积年限采用。(4) xx计算水库xx计算洪水频率为5年一遇、20年一遇。坝前水位采用调洪成果。3.4.6 主要技术问题及研究(1) 正常蓄水位选择对于正常蓄水位选择,可行性研究阶段拟从xx水电站动能经济指标、水库淹没、工程技术条件、梯级电站合理衔接等各方面因素,综合研究,分析比较选择正常蓄水位。由于xx桥电站预可阶段初选的代表性坝址较规划阶段坝址下移约3.3km,因此xx电站可研阶段拟根据xx桥梯级坝址、厂址选择成果,重点研究与xx桥电站的合理衔接,综合比较选择正常蓄水位。(2) 供电范围及装机容量研究预可阶段xx水电站的供电范围初拟为南方电网。可行性研究阶段拟根据地区能183、源资源、社会经济发展要求、电力需求,结合澜沧江上游梯级电站和xx电站具体情况,进一步论证电站供电范围。可行性研究阶段拟在正常蓄水位选择的基础上,进行装机容量比较选择工作,考虑上游梯级电站投入条件,结合机组机型、机组台数选择等,综合比较确定电站装机规模。3.4.7 提交的主要设计成果(1) xx电站工程规划(特征水位、供电范围、装机容量)专题报告(2) 可行性研究报告工程任务和规模篇3.5 工程布置及建筑物3.5.1 水工设计基本任务及技术重点可行性研究阶段水工设计的基本任务是根据有关规程、规范要求及预可行性研究阶段的咨询意见,复核工程等别,根据地形地质条件、筑坝材料、施工条件及确定的工程等别确184、定建筑物级别及相应洪水标准;选定坝址、坝线、坝型;确定工程总体布置、主要建筑物的轴线、结构形式和布置、控制尺寸、高程及工程量。重点研究的关键技术问题有:坝址、坝线、坝型选择及枢纽布置格局研究;筑坝材料选择及研究;大坝泄洪消能设计研究;建筑物的抗震研究;基础处理及两岸绕渗处理研究;边坡治理研究。3.5.2 设计依据3.5.2.1 工程等别及建筑物级别(1) 工程等级本工程为一等工程,挡水、泄洪、引水、发电等主要建筑物按1级建筑物设计,次要建筑物按3级建筑物设计。根据边坡所影响的建筑物的级别及边坡失事的危害程度,确定本工程水工建筑物边坡级别为1级。(2) 设计标准根据预可成果及咨询意见,可研阶段初185、选碾压混凝土重力坝、面板堆石坝和粘土心墙堆石坝3种坝型进行重点研究,根据地质条件和预可设计咨询意见,重点研究当地材料坝。根据工程等级,碾压混凝土重力坝挡水、泄水建筑物按500年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核;面板堆石坝和粘土心墙堆石坝挡水、泄洪、电站进水口等建筑物按1000年一遇洪水设计,10000年一遇洪水校核;电站厂房按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。本工程大坝、电站进水口及溢洪道控制段地震设防烈度为8度,上坝址100年基准期内超越概率为2%的地震动峰值加速度为288.67gal ,下坝址100年超越概率2%的地震动峰值加速度为29186、2.34gal;厂房等其它非壅水建筑物抗震设防烈度为7度,上坝址50年基准期内超越概率为5%的地震动峰值加速度为174.6gal,下坝址50年超越概率5%的地震动峰值加速度值为176.8gal。3.5.2.2 设计基本资料(1) 预可行性研究报告及其咨询意见;(2) 可行性研究勘测设计大纲及其咨询意见;(3) 水文气象数据、地震设防烈度、主要建筑物的特征水位及流量、地基特性及设计参数、建筑材料特性及设计参数等;(4) 水工模型试验成果;(5) 主要机电设备及其布置资料。3.5.2.3 主要标准、规程和规范防洪标准 GB50201-94水电枢纽工程等级划分及设计安全标准 DL5180-2003水187、利水电工程可行性研究报告编制规程 DL5020-1993 水利水电工程初步设计报告编制规程 DL5021-1993水工混凝土结构设计规范 DL/T5057-1996混凝土重力坝设计规范 DL5108-1999碾压混凝土坝设计规范 SL314-2004碾压式土石坝设计规范 SL274-2001混凝土面板堆石坝设计规范 DL/T5016-1999溢洪道设计规范 DL/T5166-2002水利水电工程进水口设计规范 SL285-2003水电站压力钢管设计规范 DL/T 5141-2001压力钢管制作安装及验收规范 DL5017-93水电站厂房设计规范 SL266-2001水工建筑物抗震设计规范 DL188、5073-2000水工建筑物荷载设计规范 DL5077-1997水电水利工程工程量计算规定 DL/T 5088-19993.5.3 工作思路根据预可设计成果及其咨询意见,可研阶段坝址选择在预可初选的上、下坝址开展工作。根据坝址、坝型相结合的原则,进行上、下坝址比选。上坝址初拟碾压混凝土重力坝、面板堆石坝及粘土心墙堆石坝3种坝型。下坝址初拟以面板堆石坝及粘土心墙堆石坝2种坝型开展工作。根据坝址区地形地质条件、坝型对地形地质条件的适应性、电站引水发电系统布置方式,综合施工导流建筑物的布置及工期条件,上、下坝址不同坝型均分别选择各自适宜的坝线进行枢纽布置。本工程拟分两个阶段开展可研设计工作:第一阶段189、完成坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局方案选择工作;第二阶段在选定的枢纽布置格局基础上,进一步比较论证和细化建筑物结构设计和施工总布置,结合必要的可研试验成果,选定枢纽总布置方案。3.5.4 坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局方案选择研究(第一阶段)本阶段先初拟xx工程坝址、坝线及坝型,并确定工程总体枢纽布置格局。上、下两坝址按坝址、坝线、坝型相结合的原则,先比选出各坝址代表性方案,进行上、下坝址综合比选,选定xx工程坝址、坝线及坝型;对选定的坝线及坝型开展枢纽布置格局比选工作,确定xx工程枢纽布置格局方案。(1) 坝址、坝线、坝型及枢纽布置比较方案拟定 坝址比较方案拟定根据xx坝段地形地质条件、梯级190、水位衔接关系和预可阶段初步成果,在水井村上游兴华大沟至xx村下游1.8km长约4.5km的坝段上,选择两个坝址进行综合比选,上坝址位于兴华大沟下游约200m处,下坝址位于xx村下游约1km处,两坝址相距3.7km。 坝线、坝型及枢纽布置比较方案拟定a. 上坝址坝线、坝型及枢纽布置初拟:上坝址河道顺直,河谷呈较对称的“V”型,河谷狭窄:枯水期水面宽4585m,江面高程约13101307m,水位1412m处,河谷宽约380415m。两岸地形山高坡陡:左岸山峰高程约2300m,1400m高程以上地形坡度约4550,1400m高程以下地形坡度约2540;右岸山峰高程约3000m,其中兴华大沟下游160191、01700m高程呈台地缓坡地形,1600m高程以下地形坡度约1535。左岸以变质石英砂岩为主,河中主要为千枚状绢云板岩,右岸千枚状绢云板岩与变质石英砂岩相间分布,岩体构造发育,不具备布置大跨度地下厂房(厂房净宽约30m)所需的良好地质条件。枢纽建筑物的横向布置与展开受到天然地形地质条件的限制。坝址校核洪水洪峰流量较大,为15700m3/s,泄洪建筑物规模亦相对较大。因此,在整个枢纽建筑物的布置与组合中,泄洪与厂房建筑物的布置矛盾突出。预可阶段上坝址研究了常态混凝土重力坝厂前挑流方案、碾压混凝土重力坝右岸引水地面厂房和面板堆石坝右岸泄洪左岸引水地面厂房方案,三个方案均能成立、可比投资差额较小,但192、常态混凝土重力坝方案工期较碾压混凝土重力坝方案长一年,面板堆石坝方案受地形条件限制,泄洪建筑物工程边坡规模大、工程弃碴量多,碾压混凝土重力坝方案则掺和料无法落实。可研阶段考虑xx电站与上游梯级水位衔接条件发生变化,且随着工作的深入、对坝址建坝条件认识的加深,本阶段在预可成果的基础上,对坝线、坝型及枢纽布置方案进行调整。考虑到xx工程可研阶段正常蓄水位降低较多(约35m)等因素,常态混凝土重力坝厂前挑流方案不再参与坝型比选;碾压混凝土重力坝坝型方案考虑地形地质条件及施工导流等条件,在预可基础上,将坝线往下游调整100m (为上坝线),至勘线附近(见附图4);鉴于面板堆石坝坝型方案,右岸溢洪道存在193、高边坡、左岸引水隧洞成洞地质条件差等问题,若坝线往下游调整550m(为下坝线),地形条件将有利于当地材料坝型枢纽布置,目前正在开展右岸引水进水口及溢洪道控制段地质勘查工作,以验证其枢纽布置的可行性。考虑工程开挖石料多、强度较低、均一性较差,从充分利用工程开挖料角度考虑,本阶段增加粘土心墙堆石坝坝型方案参与比较。综上分析,可研阶段上坝址研究2条坝线3种坝型:上坝线采用碾压混凝土重力坝坝型,枢纽格局为坝身泄洪、右岸引水地面厂房型式,具体方案布置见附图6上坝址上坝线碾压混凝土重力坝方案平面布置简图;下坝线比选面板堆石坝和粘土心墙堆石坝2种坝型,考虑到左岸地形高陡、地质条件相对较差,两坝型采用相同的枢194、纽布置型式,即溢洪道和引水发电系统均布置在右岸,并共用进水渠,具体方案布置见附图7“上坝址下坝线面板堆石坝方案平面布置简图”和附图8“上坝址下坝线粘土心墙堆石坝方案平面布置简图”。b. 下坝址坝线、坝型及枢纽布置初拟:下坝址区澜沧江在平面上呈“S”形,河流由近南北向流经坝址,后转为东西向再转为近南北流向下游,河谷呈不对称的“U”型,枯水期水面宽约60120m,江面高程约13061301m。水位1412m处,谷宽约498500m。下坝址区属中高山区深切河谷地貌,两岸冲沟较发育。左岸回槽子沟上游山体完整,山峰高程约2200m以上,山坡坡度约4050。回槽子沟与石沙场沟之间为回石山梁,山梁走向近东西195、向,回石山梁最高点高程1568m,其西面边坡1400m高程以上坡度约2530,13801400m及13201340m高程为平缓台地,坡度515,其南面山坡及石沙场沟下游山坡多为陡崖。右岸为红海梁子山脉,山峰高程约3000m以上。坝址岩性为千枚状绢云板岩与变质石英砂岩,相间分布,所占比例相当。岩体风化深厚,不宜修建混凝土重力坝。预可阶段利用左岸回石山梁的有利地形条件,以面板堆石坝为代表坝型,研究了左岸溢洪道左岸引水地面厂房和左岸溢洪道右岸引水地面厂房两种枢纽布置方案,两种方案均成立。前者引水线路长,需设置大型调压井,投资较多。后者枢纽布置顺畅,工程投资较省,但也存在高边坡问题突出,工程开挖料利用196、少,弃碴量大等不利因素,综合预可阶段成果,本阶段提出下坝址坝线、坝型选择原则为:有利于枢纽布置及施工导流布置;有利于减少对两岸边坡的扰动及有利于充分利用开挖料。并在预可成果的基础上,进一步进行坝线和坝型比选,并选择各自的枢纽布置方案。根据下坝址地形地质条件,坝址可分为两段,即xx沟(右岸)至回槽子沟(左岸)约600m河段和回槽子沟下游约800m河段。回槽子沟下游约800m河段,据地质初步调查,右岸和平子村下游约300m范围内,岸坡及坡顶覆盖层深厚,不宜作为坝肩,坝线宜在其下游布置,初步布置在以预可坝线左侧为轴、右侧往下游偏转约70的位置上,根据两岸地质条件,采用粘土心墙堆石坝坝型方案,左岸布置197、溢洪道和引水发电系统,具体布置见附图9“下坝址下坝线粘土心墙堆石坝方案平面布置简图”,但该方案存在枢纽布置不顺、左坝肩与岸坡连接困难、右坝肩上游地质条件差、厂房位置局促等问题,本阶段不考虑该坝线。因此,该河段仍采用预可坝线(下坝线),考虑到左岸回石山梁较单薄,引水进水渠开挖高程较低,为保证进水渠过水断面,满足进水渠流速要求,粘土心墙堆石坝进水渠段坝脚须设长约200m,最高约50m的挡墙,且靠近进水渠坝面须作抗冲刷处理,若引水进水口和溢洪道往左侧调整,适当加大进水渠段坝脚基础的宽度,减少挡墙工程量,则左岸边坡问题更加突出,因此该坝线不考虑粘土心墙堆石坝坝型,重点研究面板堆石坝坝型。从地形上看,预198、可坝线上游回槽子沟至xx沟沟口约600m范围内,两岸地形较完整,山体雄厚,左岸岸坡相对较缓,可考虑布置溢洪道,边坡高度约为200m;右岸较陡,若布置溢洪道,边坡高度超过280m,且面广,左、右岸均有布置引水进水口和发电厂房的条件,因此,初拟在预可坝线上游约580m处为上坝线。为充分利用工程开挖料,上坝线拟比较粘土心墙坝坝型。综上分析,可研阶段下坝址研究2条坝线2种坝型:上坝线采用粘土心墙堆石坝坝型,枢纽格局为左岸岸坡式溢洪道、右岸引水地面厂房型式,具体方案布置见附图11“下坝址上坝线粘土心墙堆石坝方案平面布置简图”;下坝线比选面板堆石坝坝型,枢纽格局基本同预可推荐方案,即溢洪道与引水发电系统均199、布置在左岸回石山梁上,溢洪道和引水进水口共用进水渠,具体方案布置见附图10“下坝址下坝线面板堆石坝方案平面布置图”。 泄洪消能布置方案拟定xx坝段河谷相对狭窄,基岩岩性为千枚状绢云板岩和变质石英砂岩,互层分布,构造发育,抗冲条件相对较差。坝址洪水过程平缓,历时长,洪峰较高,洪量较大。在枢纽总体布置时,必须优先考虑泄水建筑物的布置,使通过泄水建筑物下泄的水流能平顺的进入下游主河床,避免对下游河床及两岸的冲刷;根据预可报告咨询意见,结合本工程特点及地形地质条件,碾压混凝土重力坝方案泄洪建筑物布置在河床为宜,下游消能采用跌坎加底流联合消能型式;当地材料坝坝型泄洪建筑物均采用岸坡式溢洪道,下游消能根据200、地形地质条件采用跌坎加底流联合消能或挑流消能型式。 引水发电系统布置方案拟定本工程河谷较窄,结合坝型特点,上、下坝址均采用引水式开发方案,由于坝址两岸地质条件均较差,且厂房规模较大,不宜布置地下厂房,所以上、下坝址均采用地面明厂房布置型式。(2) 设计思路上、下坝址均以预可阶段设计成果为基础,按照坝址与坝型相结合的原则,开展坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局比选工作。从地形地质条件、梯级水位衔接条件、枢纽建筑物布置的适应性、坝体设计、泄洪消能条件、施工导流、施工条件、工期、经济指标、运行条件等方面进行技术经济综合比较。本阶段将研究上坝址上坝线碾压混凝土重力坝、下坝线面板堆石坝和粘土心墙堆石坝方案以201、及下坝址上坝线粘土心墙堆石坝、下坝线面板堆石坝方案。对上坝址下坝线面板堆石坝和粘土心墙堆石坝方案及上坝线碾压混凝土重力坝方案进行比较,推荐上坝址代表性坝线及枢纽布置方案;对于下坝址,对上坝线粘土心墙堆石坝方案和下坝线面板堆石坝方案进行比选,推荐下坝址代表性坝线及枢纽布置方案。综合比较上、下坝址代表性方案,选定xx工程坝址、坝线及坝型。(3) 工作内容主要工作内容包括: 坝线、坝型及枢纽布置方案的初步拟定; 枢纽布置; 水工建筑物设计:包括碾压混凝土重力坝、面板堆石坝及粘土心墙堆石坝设计、泄洪消能建筑物设计、引水建筑物设计、厂房及开关站设计、冲沙底孔设计、水库放空洞设计、边坡处理设计等; 拟定施202、工方式和导流建筑物的布置方案; 根据初拟的上、下坝址坝线、坝型及枢纽布置方案,结合移民安置、施工导流布置等,选定坝址、坝线、坝型及相应的枢纽布置方案; 开展选定坝型枢纽布置格局方案研究,确定工程枢纽布置格局。总结以上工作和相关成果,提出坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局选择专题研究报告。3.5.5 枢纽设计研究(第二阶段)在可研阶段选坝报告咨询后,在选定的坝线、坝型和枢纽布置格局基础上,对枢纽布置及结构设计进一步深化,并进行水力学模型试验和必要的试验验证,调整和优选工程总体布置方案。(1) 对枢纽布置基本方案进行系统研究,对坝线、厂房、泄洪、导流等建筑物位置和轴线进行优化调整,选定枢纽布置方案;(203、2) 进行枢纽布置选定方案主要建筑物布置及结构设计,包括碾压混凝土重力坝或面板堆石坝/粘土心墙坝、泄洪消能设施、引水发电建筑物、导流建筑物等; (3) 对选定方案的泄洪消能建筑物的布置进行多方案的比较,主要包括溢流孔口尺寸、溢流孔口布置型式、泄洪消能方式等;(4) 对选定方案开展枢纽整体(和断面)水力学模型试验验证,论证枢纽布置的合理性,提出进一步优化要求;3.5.6 水库特征水位、装机容量和机组台数比较配合配合水能和机电专业进行水库特征水位、装机容量和机组台数选择论证,提出各方案的枢纽水工建筑物初步方案和工程量,提出比较意见。3.5.7 挡水建筑物根据本工程坝址地形地质条件,坝型对坝址地质条204、件的适应性及预可咨询意见,本阶段重点研究当地材料坝坝型。3.5.7.1 面板堆石坝设计可研阶段初拟在上、下坝址的下坝线布置面板堆石坝,混凝土面板堆石坝坝型在本阶段的主要工作为:(1) 坝体设计 坝顶宽度由坝高、布置坝顶设施、交通和施工要求等确定,本工程坝高超过100m,坝顶宽度可适当加宽至1012m。 坝顶防浪墙在坝顶上游部位设置不透水的L型防浪墙,L型防浪墙高度一般采用58m。墙底与面板顶部连接,防浪墙的底部高程宜高于正常蓄水位,两岸与坝肩基岩相接。 坝顶超高正常运用条件下,坝顶应高出静水位0.5m,在非常运用条件下(校核洪水),坝顶应不低于静水位;防浪墙顶部高程取各种特征静水位加上最大波浪205、爬高和最大风壅水面高度以及安全超高的最大值。本工程大坝地震设计烈度8度,且为1级水工建筑物,在考虑坝的安全超高时应包括地震涌浪高度,可根据设计烈度和坝前水深,取地震涌浪高度为0.51.5m。同时,考虑坝料特性及计算分析,预留坝顶沉降超高。坝坡本工程大坝地震设计烈度8度,同时,为了充分利用本溢洪道岩石开挖料,上下游坝坡宜比常规面板堆石坝边坡适当放缓,且满足各种工况(包括地震工况)下的坝坡稳定。坝体分区应充分体现“就地取材”的指导思想,坝料首先应考虑利用枢纽建筑物的开挖料,其次才是石料场的开采料,充分合理利用枢纽建筑物的开挖石渣,达到缩短工期,降低造价的目的。初拟坝体垫层料、特殊垫层料(小区料)采206、用料场开挖料,过渡料的选择应满足自由排水要求,主、次堆石区拟采用枢纽建筑物开挖料。考虑到工程开挖料中的千枚状绢云板岩,岩性偏软,碾压后细粒含量可能偏高,碾压后堆石体细料偏多,透水性较差。据此,结合国内外软岩筑坝的经验,对坝体分区结构进行适当调整,初拟增加过渡区的水平宽度及在两岸坝基设置排水区,同时在河床坝基设置排水区及反滤层,满足坝体渗透稳定要求。同时,为有效控制面板变形,可研阶段拟进行堆石料室内碾压试验,通过适当减少主堆石铺层厚度、调整施工碾压参数等措施,提高坝体堆石料密实度,增加变形模量,减少面板及周边缝的变形。要求各分区从下游向上游坝料压缩模量逐渐变大。初拟坝体分区(自上游至下游)为上游207、辅助防渗区、垫层区、特殊垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区,适当提高坝上游辅助防渗区的坝前粉土铺盖顶高程和次堆石区下部排水材料的顶高程。(2) 坝基开挖和处理 趾板基础开挖和处理趾板建基面置于弱风化层的上部,对于趾板基础断层破碎带,还应进行槽挖和回填与趾板同标号混凝土并在趾板下游设反滤层,同时进行帷幕和固结灌浆加密处理。趾板布置两排帷幕灌浆,在趾板下游增加混凝土防渗板及固结灌浆等措施。排帷幕孔深深入相对不透水层3Lu以下5m并不小于0.3倍坝高,两岸帷幕灌浆向山体内延伸,两岸帷幕向山体延伸于正常蓄水位或地下水位与相对不透水层交线处。固结灌浆:趾板基础固结灌浆布置在趾板基础帷幕线上、下游两侧,根208、据基础条件,确定固结灌浆孔孔、排距和孔深,采用斜孔布置。 坝堆石体基础开挖和处理趾板下游至约1/81/6坝底宽度处,要求将表面松散的风化岩石挖除,达到完整的基岩面,其高程与趾板底部髙程基本相同。坝轴线下游部分的坝基开挖和处理要求可以与上游部分的坝基有所不同,挖除表面松散层至具有低压缩性和密实的基础即可。对于坝轴线上游距趾板较近的台坎和凹槽,进行削坡或回填混凝土处理。(3) 两岸边坡根据坝址区地质条件,重视两岸倾倒变形体研究,收集类似工程的边坡处理经验,查清本工程对边坡稳定起控制作用的结构面,分析其失稳机理。根据倾倒变形体破坏机理和边坡稳定性分析评价,并进行边坡安全稳定研究,提出经济合理的边坡支209、护措施。根据地质建议开挖坡比分级开挖,确定稳定和合理的开挖坡比。为确保运行期安全,采取“边挖边护、排水同步、约束变形”的指导原则,对两岸开挖边坡进行支护设计。(4) 趾板设计 趾板的布置河床段趾板轴线“X”线平行于坝轴线,趾板底面一般呈水平面;岸坡段趾板在趾板横截面上其底面线为水平线。趾板布置应平顺,趾板线宜避开不利的地质构造。趾板不设伸缩缝,只设置施工缝,并按冷缝处理,趾板在规模较大的断层破碎带部位设置永久伸缩缝,伸缩缝设顶底二道止水。 趾板宽度根据岩石的风化情况,按容许水力梯度确定,按水头大小分高程分两段采用不同宽度,并在趾板下游增加混凝土防渗板。 趾板厚度应满足趾板自身稳定和起到灌浆盖板210、作用,同时还应考虑温度应力和施工要求,按高程采用两种不同厚度。(5) 面板设计 面板强度等级面板混凝土应具有优良的和易性、抗裂性、抗渗性和耐久性。混凝土强度等级应不低于C25,抗渗等级应不低于W8,面板水力梯度小于150时,取W8,150200时取W12,抗冻等级不低于F100。 面板的分缝分块按照缝在面板中的位置和作用可分为:周边缝缝间止水可设置两道,即一道底部铜止水,表面塑性填料止水。垂直伸缩缝考虑12m左右设一条缝,河中部位为压性缝,两岸坝肩应设张性缝。压性缝底部设置止水铜片,上部设防渗盖片;张性缝底部设置止水铜片,顶部设置塑性填料止水。面板顶部与坝顶防浪墙底板间的水平缝,设置底顶两道止211、水,底部为止水铜片,顶部为防渗填料。面板分期浇筑在某一高程设有水平施工缝,水平施工缝须用钢筋穿过,并做成折线形,顶部设防渗盖片。(6) 面板堆石坝计算参照国内外同等规模和地质条件相近的面板堆石坝坝体材料计算参数,进行下列计算: 坝体边坡稳定分析选择不同的坝体典型断面,进行各设计工况下上、下游坝坡稳定计算,采用动力法研究地震作用下的坝坡抗震稳定,复核堆石坝坝坡。 坝体应力应变分析选坝阶段(第一阶段)选择最大坝高断面进行二维应力应变分析;若选坝阶段选定面板堆石坝,则在选坝阶段后(第二阶段)进行三维应力应变分析,并采用动力法进行地震作用下的大坝应力应变分析。3.5.7.2 粘土心墙堆石坝设计可研阶段212、初拟在上坝址下坝线及下坝址的上坝线布置粘土心墙堆石坝,粘土心墙堆石坝坝型在本阶段的主要工作为:(1) 坝体设计 坝顶宽度由坝高、构造、施工、运行和抗震等确定,本工程坝高超过100m,坝顶宽度可适当加宽至10m15m。 坝顶防浪墙坝顶上游设防浪墙,底板与心墙防渗体连接。根据防浪墙受力情况,进行稳定、强度计算,并复核地震作用下的动力稳定性。 坝顶超高正常运用条件下,坝顶应高出静水位0.5m,在非常运用条件下(校核洪水),坝顶应不低于静水位;防浪墙顶部高程取各种特征静水位加上最大波浪爬高和最大风壅水面高度以及安全超高的最大值,并考虑地震沉降和地震涌浪高度。坝顶同时预留竣工后沉降超高。 坝 坡根据坝体213、结构、荷载、稳定及施工和运用条件,并参考其它已建工程的经验,经技术经济比较确定坝坡,并复核地震作用下的稳定情况,进一步调整和优化坝坡,并提出坝坡加固的具体工程措施。 坝体分区根据就地取材和挖填平衡原则,经技术经济比较确定合理的大坝分区设计,并研究围堰与坝体相结合的可能性。根据坝料的渗透性及变形特性,在心墙上、下游分别设置反滤层和过渡层。坝体分为心墙防渗体、反滤层、过渡层、坝壳、排水体和护坡等区。 心墙防渗体心墙防渗体断面应满足渗透比降、渗透流量、抗裂性及施工碾压的要求,顶部的水平宽度不小于3m,底部厚度不小于设计水头的1/4,自上而下逐渐加厚。根据本工程防渗土料的数量、质量及抗震要求,研究不同214、厚度的心墙的渗漏量和坝壳的浸润线,选择合理的心墙尺寸。 反滤层和过渡层根据材料性能、库水位变化情况、地震设防烈度及规范要求等,确定防渗体上、下游反滤层材料的级配、层数和厚度。防渗体下游和渗流出逸处的反滤层应满足防渗体出现裂缝的情况下,土体颗粒不应被带出反滤层,裂缝可自行愈合。过渡层采用连续级配,根据本工程的具体情况,确定水平宽度和断面型式。 坝体排水为降低浸润线和孔隙压力,改变渗流方向,防止渗流出逸处产生渗透变形。根据筑坝材料特性和坝体运行条件进行分区,使渗流水能自由地排出坝外。 上、下游护坡为抵御风浪侵蚀、风化及漂浮物的破坏,上游死水位以上坝坡进行护坡;下游坝坡考虑抗震及美观,也采用大块石护215、坡。综合坝的运用条件和当地材料情况,确定护坡的厚度和材料粒径。(2) 筑坝材料设计 心墙防渗土料本工程心墙防渗体采用土料场开挖的土料,心墙防渗土料的渗透系数应不大于1x10-5cm/s,并具较好的塑性和渗透稳定性,浸水与失水时体积变化小。 反滤料、过渡料和排水体料反滤料、过渡料和排水体料应质地致密,抗水性和抗风化性好,具有良好的级配和透水性。反滤料和排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含量应不超过5%。本工程反滤料、过渡料和排水体料初步考虑采用质地较好的料场开挖料。 坝壳料坝壳料考虑充分利用工程开挖料,并根据开挖料材料性质和坝体运行条件用于坝壳的不同部位。 护坡石料护坡石料采用质地致密、抗水216、性和抗风化性好的料场开采硬岩材料。(3) 坝体与坝基、岸坡连接考虑到坝址河床及两岸断层、挤压破碎带和节理较发育,为保证心墙与坝基之间结合良好,防止沿接触面的集中渗漏及接触冲刷,在心墙土料与基岩之间设置混凝土垫层,以满足心墙与岸坡连接的质量,并作为帷幕灌浆和固结灌浆的盖重。同时为确保心墙土料与混凝土垫层紧密结合,防止接触渗流破坏,在混凝土垫层与心墙之间设一层高塑性粘土过渡。(4) 基础开挖及处理设计 心墙和反滤层基础开挖及处理根据坝基对强度、防渗、渗透稳定及变形协调等的要求,确定心墙和反滤层基础的开挖高程。基础防渗采用帷幕灌浆和固结灌浆等相结合的方式处理。帷幕灌浆:帷幕灌浆布置在混凝土盖板中部,217、具体参数根据坝基渗流计算成果而定,根据岩层产状,采用斜孔布置。固结灌浆:考虑到基础为千枚状绢云板岩和变质石英砂岩互层分布,软硬相间,均一性差,为改善基础浅部表层岩体及地质缺陷部位的物理力学性能、提高岩体的均匀性和整体性、增强表层基岩的抗渗性能,对心墙混凝土垫层基础的基岩进行固结灌浆处理,固结灌浆原则同面板堆石坝方案。断层、破碎带及软弱夹层处理:根据断层、破碎带及软弱夹层的产状、宽度、组成物性质、延伸长度及所在部位,研究其渗漏、管涌和滑动对坝基和坝体的影响,采用灌浆、混凝土塞及排水反滤等综合措施。 坝壳基础开挖及处理坝壳河床基础仅清除表层覆盖层及部分松散岩体,以强风化和弱风化上部岩体为基础。两岸218、岸坡应清除坝体范围内的杂草树根,全风化土体,清除影响坝体自由压缩变形的凸出及倒悬岩体,并相对平顺。坝壳基础范围内断层、破碎带及软弱夹层采用灌浆、混凝土塞及排水反滤等综合措施处理。(5) 工程边坡支护设计根据坝址区地质条件和大坝运行条件,合理设计心墙基础开挖坡比。研究倾倒变形体的破坏机理,并进行边坡稳定分析评价,提出边坡支护工程处理措施。对于坝头的开挖边坡,其支护原则和型式同面板堆石坝方案。(6) 心墙堆石坝计算 渗流计算根据规范,开展坝体、坝基及两岸绕坝渗流计算,确定坝体浸润线及其下游逸出点位置,确定坝体、坝基及坝肩渗流量和渗透比降等。 坝体边坡稳定分析选择坝体的典型断面,进行各设计工况下上、219、下游坝坡稳定计算,研究地震作用下的坝坡抗震安全性,复核堆石坝坝坡。 坝体应力应变分析选坝阶段(第一阶段)选择最大坝高断面进行二维应力应变分析;若选坝阶段选定心墙堆石坝,则在选坝阶段后(第二阶段)进行三维应力应变分析,并采用动力法进行地震作用下的大坝应力应变分析。3.5.7.3 碾压混凝土重力坝设计可研阶段拟在上坝址上坝线比选碾压混凝土重力坝坝型方案,碾压混凝土重力坝坝型在本阶段的主要工作为:(1) 坝顶高程确定结合水库运行要求,通过调洪演算及风浪要素计算,考虑枢纽中各建筑物对坝顶高程的要求,合理确定坝顶高程。(2) 大坝建基面选择建基面选择的原则为: 满足坝基承载能力和正常使用要求。 基坑形状220、在适应地形地质条件的基础上满足上部结构的要求。 施工方便、费用合理。建基面根据大坝稳定、坝基应力、岩体物理力学性质、岩体类别、基础变形和稳定性、上部结构对基础的要求、费用等经技术经济比较确定。原则上在考虑基础加固处理后,在满足坝的强度和稳定的基础上,减少开挖。(3) 坝体断面碾压混凝土重力坝的体型断面设计宜简化,便于施工,并以大坝混凝土总工程量作为目标函数进行优选。(4) 坝体构造 坝体分缝坝段拟不设纵缝、根据工程具体条件和需要设置横缝或诱导缝。根据坝基地形地质条件、坝体布置、坝体断面尺寸、稳定应力、施工强度等因素综合比较,确定横缝或诱导缝的布置间距。 坝面防渗考虑大坝挡水水头大、水库水位运行221、变幅小,坝体一旦渗漏,处理困难。上游坝面防渗在采用常规的二级配碾压混凝土为主的防渗结构的同时,在水库死水位以下的坝面范围,增设一道辅助防渗措施是必要的。辅助防渗的形式,以保证效果可靠、施工方便又比较经济为原则,进行综合研究比选确定。下游坝面视工程具体条件采取防渗措施。(5) 碾压混凝土材料及坝体分区碾压混凝土所用的水泥、骨料、掺和料、外加剂和拌和用水应符合国家现行的有关标准和规定。其配合比应由试验确定。根据坝体受力状态、运行条件、构造要求和施工条件,进行坝体内部碾压混凝土标号分区。碾压混凝土标号分区力求简单。(6) 温度控制及坝体防裂结合碾压混凝土施工特点,进行坝体温度控制设计,提出温度控制标222、准及防止裂缝的措施。重点研究控制基础容许温差和坝内最高温度,以及遇寒潮及冬季时保温设计。并开展碾压混凝土原材料选择。提出碾压混凝土的抗裂性能指标和温控措施。(7) 结构计算混凝土重力坝以材料力学法和刚体极限平衡法计算成果作为确定坝体断面的依据,并辅以有限元法进行计算分析。按现行规范分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行分析。 承载能力极限状态:坝体断面、结构及坝基岩体进行强度和抗滑稳定分析。 正常使用极限状态:按材料力学方法进行坝体上、下游面混凝土拉应力验算,必要时进行坝体及结构变形计算。 应力分析:主要包括坝体选定截面的应力(包括坝基面、折坡处的截面等),坝体有廊道、孔洞等部位和碾压层223、面的应力分析,闸墩、导墙等应力分析。(8) 基础处理 坝基开挖设计根据坝址区岩体岩性、风化卸荷、倾倒变形程度、岩体结构及断层、节理裂隙的位置、产状、性状等情况,结合基础处理效果、承载力要求,经技术经济综合比较,确定坝基开挖高程、基坑形状,提出边坡开挖坡比值、马道设置及边坡支护原则。 基础固结灌浆设计根据基础部位地质条件、坝基应力分布等进行基础固结灌浆设计,提出基础固结灌浆分区原则和灌浆参数。重点研究帷幕灌浆区附近、中低高程坝址应力较大部位、局部破碎带、节理密集带等基础缺陷部位的固结灌浆方案。并根据坝基应力和地质条件,向坝基上、下游适当扩大灌浆范围。 坝基建基面基础处理措施研究根据基础岩体卸荷情224、况、断层、挤压破碎带、裂隙等在大坝建基面内的出露位置、性状和坝体、基础内应力分布特性,研究对地质缺陷的置换、回填及灌浆等处理措施。 坝基防渗排水系统设计根据坝址工程地质条件和水文地质条件,研究水库蓄水前后坝基岩体渗流场的变化及灌浆排水处理效果。进行坝基防渗排水系统设计,提出防渗排水系统布置原则和设计参数。3.5.8 泄水、放空及冲沙建筑物3.5.8.1 岸坡式溢洪道设计根据碾压式土石坝设计规范规定,为保证堆石坝的安全,在地形条件有利的坝址,宜布设开敞式溢洪道为主要泄洪措施,其超泄能力较强,可提高特殊情况下运用的可靠性。考虑坝址地形、地质条件,本电站混凝土面板堆石坝、心墙堆石坝方案采用岸坡式溢洪225、道的泄洪方式。溢洪道由进水明渠、控制段、泄槽、消力池或挑流鼻坎、出水渠等组成,根据地形地质条件、边坡规模及出口水流归槽条件,比选确定其轴线及布置型式,比选控制段表孔孔口尺寸及闸墩型式;开展下游消能方式比选与研究,并辅以水力学模型试验验证。根据水力学模型试验成果,研究下游消能区衬护设计方案,进行下游消能区衬护设计。分析研究下游泥沙冲淤情况,提出防淤措施。对枢纽泄洪雾化影响及防护范围进行综合评判,提出防护措施。(1) 溢洪道水力计算进行进水渠、溢流堰的泄流能力、溢流堰水舌曲线、泄槽水面线、消能防冲等水力计算以及掺气设施设计,并通过水力学模型试验验证,调整溢洪道结构。(2) 结构计算按照溢洪道设计规226、范要求,对溢洪道结构按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行计算和验算。主要内容包括控制段、泄槽及挑流鼻坎抗滑稳定分析,控制段的应力计算,溢洪道边墙抗滑稳定、抗倾稳定、基底应力计算等。(3) 基础及边坡处理根据基础岩性、地质构造和溢洪道布置要求,确定溢洪道控制段和陡槽及鼻坎段建基面,为提高溢洪道基础岩体的均匀性、整体性和物理力学性能,确定溢洪道基础固结灌浆处理范围。为减少沿溢洪道控制段基础及其两侧岸坡的绕渗,防止绕渗水流对溢洪道两侧边坡稳定产生不利影响,根据水文地质条件和渗流分析成果,确定帷幕排数、孔距及深度。溢洪道开挖边坡岩体为相间分布的千枚状绢云板岩与变质石英砂岩,断层、挤压破碎带及裂隙发227、育,岩体风化卸荷深,倾倒变形严重,边坡稳定性差。岸坡溢洪道是本工程唯一泄洪通道,其安全运行是工程成败的基础。拟开展工程边坡治理专题研究,并根据专题研究成果开展边坡治理设计。3.5.8.2 坝身溢洪道设计坝身溢洪道为上坝址上坝线碾压混凝土重力坝方案的泄洪消能建筑物。(1) 泄洪、冲沙建筑物体型设计综合运行要求、施工导流、初期蓄水、下游供水等,确定泄洪建筑物型式及流量分配,比选泄洪建筑物孔口尺寸及出口消能型式,结合消能型式选择表孔闸墩型式,并由整体水力学模型试验成果验证。研究下游消能型式及消能区衬护设计方案,进行下游消能区衬护设计。分析研究下游泥沙冲淤情况,提出防淤措施。进行整体及单体水力学模型试228、验验证和调整。对枢纽泄洪雾化影响及防护范围进行综合评判。提出防护措施。(2) 水力设计进行各泄水、冲沙建筑物(表孔、底孔)的泄流能力计算、冲沙效果分析、下游水流衔接设计、消能防冲设计、高速水流区和特殊部位的防空蚀、防磨损设计,提出高速水流区防空蚀、防磨损的方法和措施。(3) 结构设计闸墩、牛腿、孔口等建筑物的应力、变形计算和结构设计。3.5.8.3 放空、冲沙建筑物(1) 方案研究根据xx水电站坝址地形地质条件、泄洪流量、上游来沙情况、枢纽整体布置、水库运行及下游河槽抗冲能力等要求,研究放空洞参与泄洪的可行性,研究冲沙建筑物是否能够与放空建筑物相结合,确定放空和冲沙建筑物的设计原则及布置型式等229、。为满足放空和冲沙要求,在确定泄洪组合方式的基础上,根据枢纽总泄量、水库运行方式和冲沙要求等,结合坝址地形地质条件、下游水流流态、地质条件和泥沙冲淤等情况,研究放空和冲沙建筑物的布置和规模,提出合理的泄量分配和运行调度方式;比较选定放空和冲沙消能建筑物合理的消能工形式(如挑流、底流和涡漩等),确定相应防护范围,提出下游相应的防护措施及防淤措施。(2) 放空和冲沙建筑物的设计 体型设计确定进口布置型式,比选出口消能工形式和体形,确定断面尺寸,并由水力学模型试验成果进行验证,加以优化和调整。研究下游消能形式及消能区衬护设计方案,进行下游消能区衬护设计。分析研究下游泥沙冲淤情况,提出防淤措施。对枢纽230、泄洪雾化影响及防护范围进行综合评判,提出防护措施。 水力设计进行放空和冲沙建筑物的泄流能力计算,分析冲沙效果;进行下游水流衔接设计和消能防冲设计,对高速水流区和特殊部位的防空蚀及防磨损进行设计,提出高速水流区防空蚀和防磨损的方法及措施。 结构设计对进出口和洞身进行应力计算和结构设计,选择下游出口消能工结构型式。 灌浆设计根据可研阶段揭露的地质条件并参照已建工程经验进行灌浆布置,确定灌浆方式和灌浆参数。 支护设计根据可研阶段揭露的地质条件,并参照工程类比进行支护设计,确定支护方式和支护参数。3.5.8.4 抗冲耐磨材料选择分析泄洪、放空和冲沙建筑物对材料的要求,收集分析类似工程经验,研究选择适应231、高速水流(或携沙高速水流)的抗蚀耐磨材料。3.5.8.5 水力学模型试验(1) 枢纽整体水力学模型试验研究枢纽泄洪、冲沙和水库放空洞的协调布置、泄流能力、冲沙能力;验证各泄水建筑物体型、下游消能型式、防冲设计、消能效果、水流归槽、下游冲淤等,提出工程措施。(2) 单体水工建筑物水力学模型试验进行常规泄流表孔、冲沙建筑物和水库放空洞的水力学模型试验,复核其泄流能力、冲沙能力和下游消能效果,优化各泄水、冲沙建筑物体形,选择各泄水、冲沙建筑物合适的掺气位置和形式。3.5.9 发电引水建筑物.1 发电引水建筑物布置方案比选 配合坝址、坝线比选,对应每个坝线、坝型布置方案,研究相应的发电引水系统、放空、232、冲沙建筑物的合理布置; 在选定坝址、坝线的基础上,配合发电厂房的厂址比选,若枢纽布置局促,分别研究埋管与全明管布置的设计方案,结合各种可能的发电引水系统线路布置,进行技术经济比较,并选出最优布置方案; 在选定发电引水系统线路的基础上,研究调压井布置的必要性。如必须布置调压井,则通过进一步比选,确定调压井的形式。 在选定发电引水系统线路的基础上,研究调压井布置的必要性。如必须布置调压井,则通过进一步比选,确定调压井的形式。.2 引水系统布置原则 由于单机发电引水流量较大,引水隧洞长度相对较短,拟采用一洞一机的引水方式; 进水口底板布置在有足够承载力的基础上,或经基础处理可以满足承载要求的基础上;233、 配合进水口型式比较,拦污栅可采用预可行性研究阶段确定的直立一列式布置方式,各台机组相互贯通;或结合溢洪道进口采用叠合布置方式,采用相对独立的拦污栅。过栅平均毛流速要求小于1.0m/s; 每台机组进水口单独设置事故快速闸门。在事故快速闸门上游设置检修闸门;事故快速闸门下游要求设置通气孔; 根据可研阶段揭露的地质条件和有关试验成果,对全洞段采用钢板衬砌或仅在高压钢管段采用钢板衬砌进行技术经济比较; 引水隧洞、压力钢管的布置,应保证在机组运行的任何情况下,避免在引水隧洞、压力钢管内产生负压,即钢管应布置在最低压力线以下,并留有一定的余度; 引水隧洞、压力钢管的直径通过经济洞径比较并参照已建工程的经234、验确定。.3 进水口设计(1) 底板高程的确定根据有压进水口最小淹没深度要求及水库淤沙情况确定进水口底板高程。(2) 体形设计进水口包括拦污栅段和进水口段两部分。拦污栅段考虑清污或检修时不影响其他机组发电,选用直立一列式布置时,则增设置一道备用拦污栅槽。经结构计算,初步确定拦污栅段结构的尺寸。每台机组在进口段内各设置事故快速闸门和检修闸门,并布置闸门槽与进水口平台相连。事故快速闸门井上部为油压启闭机室,下游布置通气孔。根据类似工程经验,并结合水工模型试验成果,对进口段体形进行优选。(3) 结构设计根据可研阶段揭露的地质条件并参照已建工程经验,拟定各结构单元断面尺寸,进行结构计算和抗震计算,并根235、据计算结果对相关尺寸进行优化调整。(4) 结构分析计算 计算内容稳定计算:地基承载能力计算、抗倾覆计算、抗浮、抗滑计算;结构计算:根据拟定的各结构单元断面尺寸,进行结构计算。 计算原则:a. 地基容许承载能力根据地勘结果确定;b. 作用及作用效应组合按水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)的要求进行计算。c. 本电站场址区地震基本烈度为VII度,进水口主要结构将受地震作用,需进行抗震研究及必要的计算并提出相应的抗震措施。地震作用按照水工建筑物抗震设计规范(DL5073-2000)的要求进行计算。(5) 基础处理设计根据可研阶段掌握的基岩岩性、风化卸荷、岩体结构及断层、节理裂隙的位置、236、产状、性状等地质条件,提出基础处理初步方案。包括不利地质构造带处理、基础灌浆方式和灌浆参数、排水设计等。(6) 边坡支护和排水设计根据工程区地形地质条件和工程开挖设计,进行工程区自然边坡和开挖边坡稳定性分析及评价,提出初步工程处理措施,主要内容如下: 根据可研阶段揭露的地质条件拟定边坡开挖坡度。 在本阶段地质工作的基础上,分析判断边坡失稳模式,确定具体的支护方式。 拟定排水孔参数及排水沟布置方式,当引水系统选定隧洞引水式时,研究在引水系统后山坡布置排水洞的必要性和布置方案。.4 引水隧洞设计(1) 引水隧洞直径的确定本工程采用单管单机的引水方式,在引水系统布置确定后,若确定采用埋管方案,则分全237、洞段和部分洞段钢板衬砌,结合隧洞直径进行技术经济比较。(2) 支护设计根据可研阶段揭露的地质条件并参照工程类比进行支护设计,拟定支护方式和支护参数;由于工程区域地质条件较差,引水隧洞进口及洞身必须加强初期支护设计。(3) 结构设计引水隧洞包括上水平段、上弯段、竖井或斜管段、下弯段和下水平段组成。根据可研阶段揭露的地质条件,结合引水隧洞布置和施工方法,拟定衬砌类型和衬砌厚度,进行衬砌结构计算。(4) 结构分析计算 计算方法:按水工隧洞设计规范DL/T5195-2004所推荐的公式进行计算,并采用有限元法进行复核。 计算原则:a. 衬砌受力可由衬砌与围岩联合承载或由衬砌单独承受,根据计算结果选择;238、b. 结构内力分析按水工隧洞设计规范(DL/T5195-2004)附录G进行,亦可采用有限元法分析。(5) 灌浆设计根据地应力测试结果和可研阶段揭露的地质条件并参照已建工程经验进行灌浆布置,拟定灌浆方式、灌浆参数。如选定方案引水系统布置在下坝址回石山梁上,需重点研究进水口沿山脊设防渗帷幕灌浆的方案。.5 调压井设计 在枢纽布置方案明确必须设置调压井的前提下,根据地形、地质条件,结合发电引水系统过渡过程计算分析结果,研究调压室位置、形式(埋藏式,开敞式); 拟定调压室主要结构尺寸,并根据过渡过程计算分析结果进行修正 采用有限元法对调压井进行结构设计分析; 研究大直径调压井的开挖支护措施,拟定支护239、方式和支护参数; 根据地质条件,并参照已建工程经验进行调压井灌浆布置,拟定灌浆方式、灌浆参数。.6 压力钢管设计(1) 压力钢管直径的确定根据经引水系统布置比较后确定的明管或埋管方案,对引水压力钢管直径进行技术经济比较确定。(2) 结构设计在与厂房连接处,研究决定是否设置伸缩节。为了适应可能产生的相对变位,在与厂房连接处的钢管段一定长度范围内,钢管用弹性垫层与衬砌混凝土隔开,其长度由计算并根据工程类比决定。为了检查和检修钢管,在钢管下水平段设置进人孔和排水孔各一个。(3) 结构分析计算 计算方法:按水电站压力钢管设计规范DL/T5141-2001所推荐的公式进行计算,局部管道采用有限元法进行复240、核。 计算原则:a. 根据计算管段位置的不同,地下埋管受力由钢管与混凝土衬砌、围岩联合承载或由钢管单独承载。 b. 结构内力分析按水电站压力钢管设计规范(DL/T5141-2001)进行,亦可采用有限元法分析。c. 全部外压由钢管承担,其稳定分析按附录C进行。(4) 灌浆设计根据地应力测试结果和可研阶段揭露的地质条件并参照已建工程经验进行灌浆布置,拟定灌浆方式、灌浆参数。(5) 支护设计根据可研阶段揭露的地质条件并参照工程类比进行支护设计,拟定支护方式、支护参数。(6) 镇墩设计若确定采用全明管方案,根据可研阶段揭露的地质条件并参照工程类比进行镇墩设计,拟定镇墩结构形式和尺寸。.7 排水廊道设241、计(1) 布置形式排水廊道的设置目的是为了降低压力钢管承受的外水压力,减小压力钢管壁厚。xx工程排水廊道由一条横向廊道和三条纵向廊道组成,根据本工程特点并参照类似工程经验布置。(2) 结构设计根据可研阶段揭露的地质条件确定是否进行部分衬砌,并拟定衬砌厚度。根据可研阶段揭露的地质条件并参照已建工程经验,确定排水孔布置形式及参数。(3) 灌浆设计根据地应力测试结果和现场地质条件并参照已建工程经验进行灌浆布置,拟定灌浆方式、灌浆参数。(4) 支护设计根据可研阶段揭露的地质条件并参照工程类比进行支护设计,确定支护方式、支护参数。.8 引水系统调节保证计算(1) 水头损失计算根据引水发建筑物布置及有关规242、范要求进行水头损失计算(包括沿程水头损失和局部水头损失计算)。(2) 调节保证计算引水系统调节保证计算时须考虑钢管特性、蜗壳及尾水管影响,按简单管(单管单机)解析法计算,并采用河海大学“水电站水力机械过渡过程仿真计算”软件计算复核,确定引水系统各控制参数值,寻求导叶最优关闭规律和调速器动力特性参数,选择合理的GD2值,研究机组运行限制条件,为引水系统布置、优化设计和机组参数选取等提供依据。.9 进水口水工模型试验对进水口单独进行模型试验,对枢纽布置进行验证、优化试验研究,观察不同水库水位下电站进水口前缘及进水口本身的水流流态、流速分布,并对不同流态作出描述,验证进口底板高程的合理性,并提出改进243、措施;测量进水口的水头损失,优化进水口喇叭口体形,提出可能的修改方案。3.5.10 发电厂房及开关站xx水电站是以发电为主的中高水头大型水电站。根据地形地质条件,结合枢纽建筑物上下坝址、坝线、坝型比选各方案布置,可行性研究阶段,厂房均采用岸边引水式地面厂房型式。3.5.10.1 厂区布置根据预可研设计阶段枢纽布置推荐的下坝址钢筋混凝土面板堆石坝左案引水发电系统方案,利用左岸回石山梁和下游河道向右转弯的有利地形沿河岸边展开布置厂区各建筑物,厂房为岸边引水式地面厂房,位于回石山梁下游坝脚左侧,引水系统的末端岸边。主厂房内共布置4台300MW混流式水轮发电机组,安装间位于主厂房右端,进厂公路内侧。本244、阶段将结合预可研设计阶段推荐方案成果并考虑本阶段坝址、坝线比选及施工导流设计,拟定岸边引水式地面厂房的厂房位置及厂区布置,在选定坝线、坝型及枢纽布置格局的基础上,对厂房位置进行优化调整。 (1) 主厂房位置选择根据选定的厂房型式,结合枢纽地形、地质条件,并考虑与进水口、尾水渠以及施工导流等建筑物的协调布置,进行左右岸厂房位置比较;为避免厂房高边坡开挖,进行岸边和向河床侧调整厂房位置比较,确定主厂房位置。主要原则如下: 与枢纽水工建筑物布置统一协调,厂房对外交通方便。 力求避免高边坡开挖,确保地震工况下厂房建筑物的安全。 尽量减少溢洪道泄洪水雾等不利因素对厂房和开关站的影响,保证厂房运行条件良好245、。 有利于加快施工进度,使得电站早日投产发电。(2) 进厂方式及进厂高程确定进厂方式力求便利,厂前区排水通畅,便于设备安装检修,同时兼顾厂区的环境美化。进厂高程应满足厂房防洪要求。由于下游校核洪水位与厂房发电机层高差约10 m,安装间高程与进厂方式比较以下方案:方案一:安装间地面高程与发电机层同高,增设装卸场,装卸场地面高程与厂前区、尾水平台同高且高于厂房下游校核洪水位,通过进厂公路可至厂前区和装卸场。方案二:安装间地面高于发电机层,与厂前区、尾水平台同高且高于厂房下游校核洪水尾水位,通过进厂公路可至厂前区和安装间。(3) 副厂房设置充分利用尾水管扩散段上部空间及安装间段下游场地布置副厂房,主246、要电气设备能布置在较干燥环境内,中控室应具备空气环境干燥及通风条件良好的工作环境。(4) 升压站及开关站根据枢纽布置,结合地形、地质条件,合理选择升压站及开关站的型式和位置。升压站及开关站位置选择应尽量避开高边坡及陡壁,保证边坡稳定;尽可能缩短高压电缆出线长度;避开溢洪道泄洪雾化的影响,保证电站良好的运行条件;便于出线以及进出道路的衔接。本电站厂房尾水管较长,尾水平台除布置尾水门机以外,还有空间用来布置主变压器,主变能进厂检修。GIS室设在上一层,500kV出线场布置在其屋顶上,该布置方式较紧凑合理,即预可推荐的选定方案。本阶段将结合电器布置进行地面升压站及开关站方案比较,优化升压站及开关站的247、布置型式,并与电工一次专业协同完成开关站布置专题研究。(5) 边坡处理和厂区排水下坝址推荐方案厂址区位于左岸东西向河段岸边侧,地表多覆盖层分布,下伏岩性为千枚状绢云板岩及变质石英砂岩,岩体较破碎,夹层较发育,部分岩体有倾倒现象,局部形成崩塌。开挖后存在一定边坡稳定问题。右岸自然边坡总体较左岸要缓,自然边坡基本稳定,但地表局部覆盖层较厚。根据工程区地形地质条件、工程开挖设计,进行工程区自然边坡及开挖边坡稳定性分析及评价,提出初步工程处理措施,具体内容如下: 根据地质条件拟定边坡开挖坡度。 边坡处理方式安全可靠,并有利于生态保护,美化环境。 边坡处理方案要根据坝址地质条件及边坡潜在的破坏型式,选择248、系统锚杆、锚杆束、予应力锚索、排水孔、贴坡混凝土、挂网喷混凝土、岩锚梁等措施进行综合处理。提出各措施适用的部位,确定具体的支护方式,确保边坡的稳定及厂房的安全运行。 厂区排水设施力求完善、排水线路通畅。(6) 尾水建筑物应充分考虑溢洪道泄洪影响,尽量避免泄洪时形成大的水位壅高、漩涡、淤积和雾化的不利影响等,尾水渠设置混凝土导墙,渠底用混凝土衬护;河道岸坡设浆砌石或混凝土护坡进行护岸,护岸范围及结构型式根据岸坡地形地质条件研究确定。针对河床侧厂房方案,确定河道清理疏浚范围及岸坡防护设计。尾水渠的设置应使厂房尾水出流顺畅,减小对机组出力的不利影响。本阶段结合水工模型试验做进一步优化和调整。3.5.249、10.2 厂房布置(1) 厂房布置原则 厂房布置应满足设备布置、设备检修要求,方便电站运行、巡视。 满足交通、通风、采光等要求,并设有完备的消防设施,通畅的消防及安全疏散通道。 拟定的结构型式和尺寸应满足厂房受力及抗震要求,确保建筑物的结构安全。 在满足上述要求的条件下力求厂房布置紧凑。(2) 工作内容 根据水轮发电机组参数及主要电气设备的布置要求,研究确定主厂房机组段、安装间的长度、宽度及各层的控制高程。 估算渗流水量,设置足够容量的集水井及抽排设施。 根据电气设备的布置、运行要求,确定副厂房的位置、面积、高程。 拟定建筑物结构尺寸,根据电站的运行要求 ,进行机电设备、消防供水系统,机组检修250、排水、通风系统、厂内交通、疏散通道布置。3.5.10.3 厂房整体稳定及基础应力分析选取中间机组段、边机组段和安装间段,分别进行下列计算。(1) 工作原则厂房整体稳定及基础应力分析中,扬压力取值应与基础处理措施协调。当边机组段及安装间单一侧面承受水压时,应核算双向水压作用下的整体稳定性和基础应力。(2) 工作内容抗滑稳定计算:计算工况包括:正常运行、非常运行、机组检修、机组未安装、地震情况,分别取中间机组段和边机组段进行分析。抗浮稳定计算:计算工况包括:非常运行、机组检修、机组未安装三种情况,分别取中间机组段和边机组段进行分析。厂房地基面上法向应力计算计算工况:正常运行、非常运行、机组检修、机251、组未安装、地震情况。3.5.10.4 厂房主要结构设计(1) 金属蜗壳外围混凝土设计根据金属蜗壳尺寸、设计水头等具体情况,考虑布置及结构强度的需要,综合研究确定金属蜗壳外围结构型式与尺寸。(2) 屋架结构根据以往设计的电站厂房经验,目前对大跨度的厂房采用空间钢网架结构或轻钢结构比较经济。本电站初拟采用空间钢网架作为屋架结构。(3) 高烈度地震区厂房主要结构型式研究xx电站位于高烈度地震区,厂房主要结构将受高烈度地震作用,需进行抗震研究及必要的计算并提出相应的抗震措施。包括: 收集西部地区同类厂房结构设计资料 厂房下部混凝土挡水结构型式根据厂房布置要求,拟定挡水墙结构尺寸。针对厂房正常运行、非常252、运行、地震工况,进行结构计算分析,挡水结构应满足强度和限制裂缝宽度的要求。 厂房上部结构型式根据机组及电气设备的布置要求,进行厂房内部结构(主机间、安装间、副厂房、GIS室等)布置设计及板、梁、柱、吊车梁等结构设计。 出线构架结构型式 建筑材料提出主要结构的混凝土强度和抗渗等指标、混凝土施工分层分块及温控要求等。3.5.10.5 基础处理设计根据可研阶段掌握的厂房基岩岩性、岩体风化程度等地质条件,提出基础处理初步方案。包括厂房基础不利地质构造带的处理、厂房基础固结灌浆的设计、基础与结构间的防渗处理和基础排水处理等问题。基础处有断层带、破碎带及深槽时,可局部挖除后回填混凝土塞,并加强灌浆处理。3253、.5.11 工程安全监测设计3.5.11.1 监测设计的基本原则(1) 以安全监测为主,总体布置,全面考虑,突出重点。观测项目及测点布设要能较全面地反映各水工建筑物的工作状态,且仪器的布置要尽量少而精,以节约投资;(2) 观测设施要尽量集中,以便于实行自动化监测,观测方法简单明了,同时能满足观测精度要求;(3) 观测断面选择、测点布置、仪器选型等方面,尽量做到运行期观测和施工期观测相结合,使观测资料对施工、设计、科研和运行管理都能起指导作用;(4) 观测对象以面板或粘土心墙堆石坝、溢洪道、引水系统、厂房及边坡为主。重点进行变形和渗流观测,同时兼顾其他项目的观测。3.5.11.2 大坝监测本工程254、可研阶段考虑面板堆石坝、粘土心墙坝和碾压混凝土重力坝三个坝型,各坝型的观测要求如下:(1) 面板堆石坝 表面变形监测在枢纽区建立变形监测网作为监测大坝及各建筑物变形的基准。在坝顶及坝后坡布置表面位移点和沉降观测点。 内部变形监测选择若干典型断面,布置水平位移计和垂直位移计,以观测坝体的内部变形。 接缝变形监测为了解周边缝的变形变化情况,沿着周边缝布置三向测缝计组。在两岸张性缝以及张性缝与压性缝过渡区布置单向测缝计,以监测垂直缝的开合情况。 面板内部应力应变为了解面板混凝土应力应变状态和钢筋受力情况,选择选择若干典型断面,布置应变计和钢筋计。 坝体应力监测选择若干典型断面,布置土压力计,以监测堆255、石体的密实状况和“拱效应”情况。 渗透压力观测为监测坝体施工期以及运行期间的渗透稳定情况,了解趾板帷幕灌浆效果,在坝基、坝体布置渗压计。 两岸绕坝渗流观测在两坝肩下游侧布置绕坝渗流观测孔,以观测水库蓄水后地下水位的变化规律。 大坝渗流量观测在坝后设置量水堰,以观测面板坝渗漏情况。(2) 粘土心墙堆石坝 表面变形监测在枢纽区建立变形监测网作为监测大坝及各建筑物变形的基准。在坝顶及坝后坡布置表面位移点和沉降观测点。 内部变形监测选择若干典型断面,布置水平位移计和垂直位移计,以观测坝体堆石的内部变形。 心墙变形选择若干代表断面,在心墙内部布置沉降仪和测斜管,监测心墙的分层沉降和水平位移。 相对变形选256、择选择若干典型断面,布置位移计,以监测心墙与堆石之间的相对变形。 坝体土应力监测选择若干典型断面,布置土压力计,以监测堆石体的密实状况和“拱效应”情况。 坝体渗透压力观测为监测坝体施工期以及运行期间的渗透稳定情况,在坝基、坝体布置渗压计。 心墙渗流观测为监测心墙防渗效果,选择若干断面,布置测压管和渗压计进行浸润线观测。 两岸绕坝渗流观测在两坝肩下游侧布置绕坝渗流观测孔,以观测水库蓄水后地下水位的变化规律。 大坝渗流量观测(3) 碾压混凝土重力坝 变形监测 大坝水平位移:为观测坝顶及坝体的水平位移,在坝顶、坝体中间廊道和基础廊道各设1条引张线,并在引张线两端点设垂线作为引张线的工作基点。 大坝垂257、直位移及倾斜:为观测坝体和坝基的垂直位移,在坝顶和坝基的分别布置静力水准测点,并在端点处各设双金属标,作为水准测量的基点。选择典型坝段顺河向布置若干静力水准测点,以了解该坝段的倾斜情况。 接缝变化:为了解坝基接缝情况,在坝基混凝土与基岩接触面上布置测缝计。 渗流监测 渗流量:根据渗漏水的流向、集流和排水设施,分段设置渗漏观测设施,采用量水堰以观测坝体渗漏量、坝基渗漏量。 扬压力:为监测坝体施工期以及运行期间的渗透稳定情况,在基础灌浆廊道内设置一排纵向扬压力监测断面;选择最高坝段、地质构造复杂的谷岸坝段布置若干横向扬压力监测断面;在坝体防渗排水管后设置若干扬压力测点;采用渗压计或扬压力孔进行观测258、。 绕坝渗流:在两岸的帷幕后沿流线方向布置绕坝渗流测点,以观测水库蓄水后地下水位的变化规律。 应力应变及温度监测 应力、应变:选12个典型断面,根据结构应力计算成果,布置应力、应变测点。 混凝土温度:选择12个坝段布置温度监测断面,根据温度场的分布状态布置坝体温度测点。 基岩温度:在温度监测断面的底部,在靠上、下游附近设置基岩温度孔,在孔内不同深度布置测点,观测基岩温度。3.5.11.3 溢洪道观测设计布置(1) 溢流堰结构变形观测为了解溢流堰在蓄水期及运行期间的变形情况,在溢流堰闸墩顶布置水平位移和垂直位移监测点。(2) 溢流堰基础扬压力观测在闸墩基础布置渗压计,用于监测溢流堰基础扬压力的分259、布情况。(3) 溢洪道监测项目主要有水力学观测埋设脉动压力仪底座,观测脉动压力,并在附近埋设流速仪底座,观测溢洪道底流流速。在溢洪道侧墙上布置水尺,观测沿程水面线情况。3.5.11.4 引水系统观测设计布置(1) 引水系统变形监测选择引水隧洞沿线地质情况相对较差的部位,布置多点变位计和测缝计,分别监测围岩的变形情况以及混凝土和围岩的结合情况。在压力钢管段布置钢管缝隙计,监测钢管和混凝土的结合情况。(2) 引水系统渗流监测选择引水隧洞沿线地质情况相对较差的部位,布置渗压计,以观测围岩外水压力和衬砌承受水压情况。(3) 引水系统应力应变监测选择地质情况相对较差或结构复杂的部位,布置钢筋计、应变计。260、在压力钢管段布置钢板应力计。3.5.11.5 厂房观测设计布置在厂房尾水闸墩、尾水管顶板以及蜗壳外包钢筋混凝土内埋设钢筋计,应变计、无应力计以观测这些部位的应力、应变及钢筋受力情况。3.5.11.6 边坡观测设计布置(1) 变形监测在坝肩边坡、进水口边坡、厂房边坡、溢洪道边坡的地质薄弱部位或典型断层穿过部位,布置多点变位计和表面位移点,以监测边坡岩体变位。多点变位计安装埋设与其所在部位的支护施工同步进行,表面位移测点主要用于施工期观测,在开挖面形成后即埋设,并根据地形条件采用交会法或极坐标法进行观测。(2) 支护锚杆及锚索应力监测根据现场边坡支护情况,在坝肩边坡、进水口边坡、厂房边坡、溢洪道边261、坡布置锚杆应力计和锚索测力计,以监测边坡岩体受力情况。(3) 渗流监测根据边坡地下水的渗流方向,在坝肩边坡、进水口边坡、厂房边坡、溢洪道边坡布置地下水位孔,以监测边坡地下水的渗流情况。3.5.11.7 环境量监测(1) 上下游水位在上下游水流平稳处设置水位观测站。(2) 气 温在坝区附近设置气温观测站。(3) 降水量 在坝区附近设置降水量测点。(4) 库水温在重点监测坝段的混凝土面板上设置测温线,观测水温。3.5.11.8 提交的主要设计成果(1) 可行性研究报告观测篇。(2) 高边坡处理专题研究(与地质、水工、施工共同完成)。3.5.12 生产生活区布置与环境美化处理设计(1) 生产生活区布262、置结合我国目前电厂职工生产、生活的实际情况,将永久性建筑分别建在城区内和现场两处,这两处生产和生活建筑的分类作规划布置,具体设计内容如下: 选定生产办公、生活福利、房屋建筑区位置;拟定各建筑物的布置和内外交通、各建筑物的分类用途、各种房屋的建筑标准和结构形式; 选择生活水源、卫生设施、排水排污点处理方式及通信等方式; 提出选定方案的房屋建筑物总平面布置和工程量。(2) 环境美化处理:提出电站厂坝区环境绿化规划范围,绿化率大于35%以上;提出主体工程、厂房内部建筑艺术处理;地面等主要生产建筑物设计应尊重自然结合旅游景观,考虑其建筑造型艺术的协调统一性,注意水电站工程具有工业厂房性质,应不乏其雄伟263、壮观的特色。3.5.13 关键技术问题及专题研究3.5.13.1 坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局专题研究根据预可设计成果及其咨询意见,在水井村上游兴华大沟至xx村下游1.8km约长4.5km的坝段上选择上、下2个坝址开展工作。综合可研设计工作内容、工程进度要求及工程自身特点,可研阶段拟进行坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局选择专题研究。上、下坝址均以预可阶段设计成果为基础,按照坝线与坝型相结合的原则,开展坝址、坝线、坝型及枢纽布置格局比选工作。从地形地质条件、梯级水位衔接条件、枢纽建筑物布置的适应性、坝体设计、泄洪消能条件、施工导流、施工条件、工期、经济指标、运行条件等方面进行技术经济综合比较。对264、上坝址下坝线面板堆石坝和粘土心墙堆石坝方案及上坝线碾压混凝土重力坝方案进行比较,推荐上坝址代表性坝线及枢纽布置方案;对于下坝址,对上坝线粘土心墙堆石坝方案和下坝线面板堆石坝方案进行比选,推荐下坝址代表性坝线及枢纽布置方案。综合比较上、下坝址代表性方案,选定xx工程坝址、坝线及坝型。本专题主要研究内容及成果包括: 坝线选择研究 坝型及枢纽布置方案研究; 泄洪、冲沙、放空建筑物布置研究; 引水发电系统布置研究; 推荐各坝址(线)枢纽布置代表方案,进行综合比选; 选定坝址、坝线、坝型及相应的枢纽布置方案。 对选定的坝线、坝型开展枢纽布置格局研究及比选,确定xx工程枢纽布置格局方案。 提出坝址、坝线、265、坝型及枢纽布置格局方案选择专题研究报告。3.5.13.2 建筑物基础及左岸山脊梁处理设计专题研究(视情况)本工程坝址河床及两岸为千枚状绢云板岩和变质石英砂岩,互层分布,风化卸荷深,倾倒变形较严重,断层、挤压破碎带和节理发育,基础处理问题突出。预可推荐方案,左岸回石山梁较单薄,四面临空,岩石风化卸荷深,地下水位埋深大,山梁存在渗透和稳定问题。因此,本阶段视情况开展专题研究。本专题主要研究内容及成果包括: 深入研究坝址区工程地质条件和水文地质条件,分析坝址区主要地质缺陷的分布、性状及其物理力学性质; 合理选择建基面高程; 开展坝址区坝基及左岸山脊梁的渗流和稳定分析研究,明确主要渗控对象; 比选基础266、及左岸山脊梁的防渗及稳定处理方案,研究基础防渗和边坡处理措施; 进行地质缺陷处理方案比选; 提出基础及左岸山脊梁处理设计研究专题报告。3.5.13.3 工程边坡处理专题研究xx坝段为纵向谷,边坡岩体由千枚状绢云板岩与变质石英砂岩相间分布组成,岩层倾倒变形普遍发育。断层、层内挤压夹层、挤压破碎带及构造裂隙等地质构造发育,岩体卸荷及松弛现象普遍发育。岩体风化埋深大。工程开挖边坡为岩体变形提供了卸荷和可压缩的变形空间。根据坝址两岸地形地质条件和预可设计成果可知,本工程溢洪道、引水进水口、厂房等主体建筑物开挖边坡规模均较大。工程边坡问题较为突出,有必要开展专题研究。本专题主要研究内容及成果包括: 深入267、研究坝址两岸倾倒岩体变形破坏机理; 进行枢纽区自然边坡的稳定性分析及评价; 进行工程开挖边坡的稳定、变形分析及评价; 确定边坡处理原则,比选边坡加固处理方案,提出边坡处理措施,以及监测控制参数; 提出工程边坡处理研究专题报告。3.5.13.4 引水系统布置与衬砌形式选择设计专题研究在确定的坝线和推荐的枢纽布置格局基础上,根据可研阶段揭露的地质情况,对引水系统布置进行多方案布置比较,研究采用埋管方案还是全明管方案,以及埋管方案引水隧洞是进行全钢管衬砌还是部分钢管衬砌,确定引水系统布置方式,拟定引水系统沿线结构形式,并进一步优化。本专题主要研究内容及成果包括: 在选定坝线和坝型及枢纽布置格局的基础268、上,根据可研阶段揭露的地质情况,对引水系统进行布置比较,若枢纽总体布置局促,为降低高边坡的影响,研究采用埋管方案还是全明管方案,并结合引水系统轴线走向进行多方案布置比较,提出引水系统布置推荐方案; 在引水系统推荐布置方案的基础上,若采用埋管方案,根据引水隧洞沿线各部位地质情况(岩体特性及承载能力、围岩分类、地下水位线、上覆岩层厚度、地应力、抗渗性等),对引水隧洞沿线各部位的衬砌形式进行比较,提出引水隧洞沿线各部位衬砌形式推荐方案;若采用全明管方案,根据引水系统沿线各部位地质情况,研究进水口布置方式及与溢洪道的连接方式,研究沿线各部位的镇墩布置方案,提出进水口布置方式及镇墩布置推荐方案; 若采用269、埋管方案,在引水隧洞洞线及衬砌形式推荐布置方案的基础上,对引水隧洞不同衬砌形式的洞径、厚度进行计算和比较;拟定引水隧洞沿线各部位洞径和厚度;若采用全明管方案,研究进水口结构形式,拟定进水口结构尺寸、沿线各部位压力钢管管径和厚度,以及镇墩的结构尺寸;进行稳定计算和结构计算,并根据计算结果进行优化调整; 研究明管方案的进水口基础处理方案或埋管方案的引水隧洞沿线灌浆设计方案,以提高进水口基础和隧洞围岩的承载能力; 研究明管方案进水口边坡或埋管方案引水隧洞沿线支护措施; 提出专题研究报告。3.5.14 提交的主要设计成果(1) 可行性研究报告工程布置及建筑物篇、附图册(2) 专题报告 坝址、坝线、坝型270、及枢纽布置格局方案专题研究报告 建筑物基础及左岸山脊梁处理设计专题研究(视情况而定) 工程边坡处理专题研究 引水系统布置与衬砌形式选择设计专题研究3.6 水力机械、电工、金属结构及采暖通风3.6.1 本工程特点及工作重点预可行性研究设计阶段初拟的xx水电站装机容量为1200MW,工程规模适中。下游功果桥水电站投入后水轮机的运行水头范围为88.9108.6m,属中水头段,而且水头变幅不大(Hmax/Hmin=1.22),对水轮机水力设计较为有利,水轮发电机组设计制造难度不大。在可行性研究设计阶段,水力机械专业的工作重点应结合重大件运输条件,经详细技术经济比较,选定单机容量、装机台数。xx水电站是271、云南省“西电东送”的主要电源点之一,在明确接入系统方式和系统对本电站的要求后,经技术经济比较,选定电气主接线。由于受地形条件限制,电气一次专业应结合枢纽布置,重点研究主变压器场和开关站的型式、布置和出(进)线方式。xx地处澜沧江上游,多年平均含沙量较高,金属结构专业在闸门布置时应予以重视;由于放空洞工作闸门布置位置较低,应总结类似工程实践的经验,经技术经济比较,选定工作闸门型式。3.6.2 水力机械本阶段设计将在xx水电站预可行性研究报告的基础上,遵照预可行性研究报告的审查、咨询意见和业主的要求,借鉴国内外已建、在建同类型工程的研究成果和实践经验,按照有关规程、标准开展工作。3.6.2.1 机272、组机型选择根据电站的装机容量、水头范围,并根据“DL/T5186-2004”水力发电厂机电设计规范的规定以及类似工程经验,本电站机组机型选择立轴混流式机组。3.6.2.2 装机容量和水库特征水位、水头选择配合根据主要水能设计参数和类似工程经验、大件运输,经技术经济比较初步选择合理可行的单机容量,配合水能专业进行装机容量和水库特征水位、水头选择论证,提出各方案的水轮机主要参数、控制尺寸和主要设备清单(包括设备重量)。3.6.2.3 单机容量和机组台数选择根据水能参数及国内外已建、在建大型机组如白山、漫湾、小浪底、隔河岩、滩坑等电站水轮发电机的参数水平,并考虑xx电站上下游梯级电站的合理匹配情况,273、在保证机组运行安全、设计制造可行的前提下,结合电站枢纽布置,对单机容量及相应机组台数(重点为3台、4台、5台机三个方案)方案进行比较论证,提出水轮机主要参数、控制尺寸和主要设备清单,经详细技术经济比较,选择技术上可行经济上合理的方案。3.6.2.4 水轮机主要参数选择(1) 额定水头选择额定水头的选择直接关系到机组主要参数的确定,同时与电站的水头保证率、发电效益、工程投资等直接相关,而且选择合理可行的额定水头有利于水轮机的水力设计。预可行性研究阶段初选的水轮机额定水头为95.5m,本阶段将根据最终的水能参数、水头保证率以及有关规程规范的规定,以电站汛期出力基本不受阻为原则,并结合水轮机运行稳定274、运行需要,经综合比较后确定水轮机额定水头。(2) 设计水头选择由于xx水电站水头变幅不大,而且枯水期一般都会在较高水位运行,水轮机设计水头按略高于电站加权平均水头选取,以提高电站枯水期的发电效益。(3) 参数水平拟定根据水能参数以及过机泥沙含量、级配、矿物成分等,结合水轮机的设计、制造水平,类似水电站水轮机参数的统计资料,本水头段模型水轮机参数,并兼顾发电机同步转速的选取,在保证机组安全稳定运行的前提下,利用统计公式,按中等或偏上水平的原则拟定水轮机的比速系数、比转速、单位流量、单位转速、效率等。(4) 空化系数和吸出高度根据拟定的水轮机参数水平和国内外水轮机空化系数水平,选择临界/初生空化系275、数,按留有适当余量的原则,拟定电站空化系数和吸出高度。根据本电站受下游功果桥水电站xx的影响尾水位变化较大特点,选择合理的设计尾水位,选定水轮机安装高程。(5) 过机泥沙对水轮机的影响分析根据过机泥沙特性,在收集现有国内相关资料的基础上,对本电站过机泥沙可能对水轮机运行产生的影响进行分析和预测,必要时考虑水轮机是否需采取抗泥沙磨损措施。(6) 水轮机预期主要参数根据水轮机参数选择研究成果,提出预期的水轮机模型和原型主要参数。3.6.2.5 水轮机主要部件结构型式由于受运输条件的限制,本电站水轮机转轮、蜗壳、顶盖、导水机构和座环等部件的结构设计、材料选择和现场组装焊接工艺等均有一定的难度;尾水管276、的高度及其型式对地面厂房的开挖量以及尾水管压力脉动影响较大,因此应根据厂房布置要求和机电设备布置需要,优化尾水管型式。在此基础上,结合大件运输条件拟定水轮机的结构型式和主要部件(转轮、导水机构、顶盖、蜗壳、座环、尾水管等)的特征尺寸。3.6.2.6 水轮机附属设备选择(1) 水轮机进水阀本电站选择单元引水方式,引水钢管直径较大,并且河流中泥沙含量较高,预可行性设计推荐流道中设置圆筒阀。本阶段将结合电站的引水方式、枢纽布置、过机泥沙含量、机组运行的可靠性等因素,并考虑云南省水电系统的习惯,对在水轮机流道设置圆筒阀进行进一步的技术经济比较。(2) 水轮机调速器及油压装置调速系统设备选择具有PID调277、节规律的数字型调速器,根据机组运行要求确定调速系统的容量、油压等级及其油压装置的容积与数量等。3.6.2.7 水力过渡过程计算xx水电站装机容量和单机容量均较大,为确保机组和电站的安全,应根据枢纽布置、输水系统参数、机组参数和水轮机特性曲线,并结合电力系统的要求,与引水专业合作,充分考虑各种可能出现的工况,合理选择计算工况,进行过渡过程计算,包括:(1) 导水叶关闭规律优化;(2) 机组转动部分转动惯量选择;(3) 压力升高率和蜗壳最大压力值;(4) 尾水管真空度;(5) 机组最大转速上升率。3.6.2.8 主厂房桥机选择预可阶段初步考虑主厂房选用两台单小车桥式起重机作为主厂房施工与机电设备安278、装、检修起吊设备。本阶段将结合电站特点,根据主厂房起吊最重件的重量进一步比选桥机型式,选定桥机主要技术规格和数量。初定桥机其它参数,如主、副钩起升速度、高度、大小车运行速度和起吊限制尺寸等。3.6.2.9 水轮机重大件运输和现场装配研究根据估算的机组主要部件尺寸、重量,提出重大件设备包括转轮、顶盖、蜗壳、座环、桥机大梁等的运输重量和尺寸,配合施工专业开展大件运输调查。结合调查情况,提出设备重大件运输限制要求,并对设备的加工、安装、运输等进行技术经济比较,提出重大件设备加工、运输方案。根据转轮运输方式,进行现场组装、加工厂初步布置。在重大件运输方案的拟定中,同时应密切关注澜沧江梯级电站的大件运输279、方案。3.6.2.10 水力机械辅助系统根据选定的装机台数、单机容量及电站特点,根据有关规范要求,参考类似电站的经验,设计厂内油、气、水等辅助系统。(1) 技术供水系统根据本电站的水头范围和“DL/T5186-2004”水力发电厂机电设计规范的规定,技术供水宜采用自流减压供水方式或其它供水方式,本阶段设计应对自流减压供水、水泵供水、顶盖取水供水进行技术经济比较,选定供水方式。估算机组技术供水量和技术供水水头损失,选择供水设备,并设计系统图。(2) 排水系统本系统由厂房渗漏排水和机组检修排水系统组成,二个系统应相互独立设置。 渗漏排水系统根据土建专业提供的厂房渗漏水量和机组漏水量进行渗漏排水量估280、算,并参考相似水电站的渗漏水量,进行设备选择,设计系统图。 机组检修排水系统根据引水系统和水轮机流道尺寸进行机组检修排水量计算,比较直接排水和间接排水方式的优缺点,选择排水方式和排水设备,设计系统图。(3) 压缩空气系统 低压压缩空气系统低压气系统主要用作机组制动、检修密封供气、吹扫用气等。参考类似电站的用气量,进行设备选择、低压压气系统图设计。 中压压缩空气系统中压压缩空气系统主要用作机组调速器和圆筒阀油压设备用气。参考类似电站的经验,确定供气方式,选择供气压力和设备,并设计中压压气系统图。(4) 油系统参考类似电站的用油量,进行透平油和绝缘油用油量计算,选择油处理设备和储油罐,设计透平油、281、绝缘油系统图。(5) 水力监视测量系统根据有关规范要求,并参考类似电站的测量项目,确定本电站的全厂水力和机组监视测量项目,设计水力监视测量系统图。(6) 机械修理设备结合澜沧江梯级开发的特点,根据电站规模和机电设备检修的需要,研究机修设备配置规模,提出机械设备配置方案。3.6.2.11 水力机械设备布置(1) 厂房主要尺寸和高程的确定根据机组主要结构型式与尺寸、通道规划、厂内桥机起吊范围,并参考相似电站的经验,确定厂房宽度、长度和其它控制尺寸,对厂房各层进行布置设计。根据选定的吸出高度、设计尾水位、机组主要结构型式与尺寸、机组安装和检修需要,确定水轮机安装高程、厂房各层高程和桥机轨顶高程。按照282、机组安装和检修需要、施工进度、进厂方位等,确定安装场位置、面积。(2) 水力机械主要设备布置根据有关规范要求、机组及其附属设备尺寸、水力机械辅助系统设计成果,并参考类似电站的经验,进行水力机械设备布置。3.6.2.12 水力机械关键技术问题及其研究(1) 单机容量和水轮机主要参数选择a. 单机容量和装机台数根据水文与动能参数、过机泥沙特性、机组运行方式和电站在系统中的作用、重大件运输条件,经技术经济比较,在稳妥可靠的基础上选择单机容量。b. 水轮机额定水头xx水电站水头变幅较小,水轮机的水力设计难度不大,但单机容量、机组尺寸较大,因而额定水头的选择应兼顾降低工程投资和汛期电站装机出力基本不受阻283、的原则,并考虑xx水电站与上下游梯级电站的匹配。c. 水轮机参数水平统计国内外类似电站的机组参数水平,利用统计公式,选择水轮机比转速、比速系数、限制工况和最优工况单位流量、最优单位转速、模型最高效率与额定工况效率、空化系数等。d. 水轮机预期参数根据拟定的水轮机参数水平和发电机效率,并兼顾发电机同步转速的选取,选择水轮机额定输出功率、转轮直径、额定转速、额定流量、最高效率与额定工况效率、电站空化系数、吸出高度等。(2) 水轮机主要结构型式与材料的选择结合相似机组的经验教训、大件运输条件,分析机组推力轴承的布置位置以及具有一定的过机泥沙水流对过流部件的影响等,提出推荐的结构型式和主要部件材料,包284、括:a. 推力轴承布置位置分析比较。b. 水轮机主要控制尺寸。c. 转轮现场组装方案。d. 转轮、导水叶其它主要部件的结构型式及材料。e. 主要重大件的运输、安装尺寸。(3) 重大件运输和现场装配研究本电站机组容量较大,水轮机的重大件(如整体转轮)运输尺寸已超过铁路和公路运输的限制值,而且机组重大件的运输尺寸和现场装配方案直接影响工程投资与施工工期,水轮机转轮采用分半运输现场装配或采用采用散件运输现场组焊方案,以及座环、顶盖等重大件的运输等问题,需作进一步的比较和调研。配合施工专业开展大件运输调查,结合相似电站的经验,与一次专业配合,完成重大件运输和现场装配专题报告。3.6.2.13 提交的主285、要设计成果(1) 可行性研究报告水力机械部分、主要水力机械设备清单及附图(2) 可研报告附件 单机容量和水轮发电机组主要参数、结构选择报告(与一次专业共同完成); 对外交通、机电设备重大件运输和现场装配研究报告(与一次、施工专业共同完成)。3.6.3 电工一次3.6.3.1 接入电力系统方式在预可行性设计阶段工作成果的基础上,本阶段应及时收集云南、南方电网等电力系统的有关资料;协助并配合系统设计单位进行接入系统设计和对本电站接入系统相关的专题论证。密切关注系统设计单位对xx水电站输电方案的论证结果和有关主管部门的批复意见;明确本电站的供电范围、送电方式(交流或直流)、出线电压等级、出线回路数、286、出线落点、输送容量、输电距离、系统短路参数 ;系统对电站电气主接线、发电机主要参数及励磁系统、主变压器主要参数及调压方式和中性点接地方式、系统对电站运行方式和其它方面的要求等。根据本电站在电力系统中的地位和作用,结合电站装机规模、动能特性及枢纽布置特点等具体条件,分析研究系统对xx电站要求的合理性,并及时与系统设计单位及业主单位协调沟通,最终确定xx电站合理的接入系统方式。根据目前掌握的资料,xx电站以交流500kV一级电压2回线路接入送电枢纽。xx电站以此方案开展可研设计工作,待xx电站的接入系统方式最终确定后,再作调整。3.6.3.2 电气主接线(1) 主接线方式本阶段将结合电站接入电力系287、统设计工作,开展主接线研究工作。由于本电站装机规模和单机容量较大,应根据电站动能参数、装机容量、机组台数、接入电力系统方式及有关要求,在满足系统可靠性、稳定性要求的基础上,综合考虑枢纽布置形式、地形条件、电气设备选型特点、电站综合效益及经济指标等因素,进行电气主接线设计;提出技术先进、经济合理、运行安全可靠、灵活方便、便于分期施工和过渡的接线方式。完成电气主接线方案论证专题报告,主要内容包括: 根据本阶段系统设计资料和选定的机组台数,结合厂内电气设备选型、布置和电气枢纽布置,选择几种发电机变压器组合方案和500kV侧接线方案进行技术经济比较;结合系统条件和电站动能特性进行各种主接线方案可靠性计288、算;从可靠性、经济性、灵活性等方面综合论证主接线方案。发变组合方案重点对单元接线、联合单元接线方案进行技术经济比较,500kV侧按四角形、内桥、双母线、单母线分段和3/2断路器接线5种方案进行技术经济比较。 合理选取主要电气设备的可靠性指标,进行主接线方案的可靠性计算分析。 根据过电压保护和绝缘配合的初步研究成果,初步确定过电压保护方式、避雷器配置和参数。 根据短路电流和主要电气设备选择计算成果,选定主要电气设备。 完成电气主接线图的设计。(2) 厂用电接线方式本阶段应根据水力发电厂厂用电设计规程、附近电网布置、本电站运行方式、厂用电负荷及分布、施工用电与有无近区供电要求等,研究厂用电源数量及289、其引接方式、厂坝区电源数量及其引接方式、厂用电外来备用电源取得方式等。主要工作内容包括: 选定厂用电电源及其引接方案。厂用电按机组自用电与全厂公共用电分别用不同变压器供电的原则进行设计。全厂采用10kV和0.4kV两级电压供电。拟从每二台机引接一回厂用电源,从施工变电站引1路10kV线路作厂用电外来电源,论证设置柴油发电机组作为电站保安备用电源的必要性和可行性。 通过技术经济比较选定推荐的厂用电接线方案。 按照全厂厂用电负荷初步统计资料(包括容量、用途、重要程度、运行方式和自起动要求等)和厂用负荷分布情况,选择厂用变压器容量,完成厂用电接线系统图的设计。 根据厂用接线图、厂用电电压波动范围及设290、备的承受能力,确定各厂变调压方式和调压范围。 估列厂用变、配电盘、动力柜、动力电缆及电缆架总量。3.6.3.3 主要电气设备(1) 短路电流计算根据接入系统设计提供的系统远景发展规划中向本电站提供的短路容量,对推荐的电气主接线方案进行短路电流计算,提出各短路点的短路电流计算成果。(2) 主要电气设备选择 水轮发电机根据拟定的机组单机容量,结合系统要求,收集和统计30万千瓦/台厂家资料及类似机组资料。初步论证选择发电机主要电气参数及主要结构型式,包括额定电压、额定转速、额定功率因数、电抗值、转动惯量、绝缘等级、冷却方式、推力轴承和导轴承布置等;结合重大件运输方式研究,研究发电机定子分瓣及现场叠片291、等问题。完成机组主要参数与结构型式选择报告。 主变压器根据与机组容量匹配的原则确定主变额定容量;与制造厂家进行技术交流,结合重大件运输方式研究,从运输条件、与高低压母线的连接方式以及厂房布置等方面,对单相、组合三相变压器、整体三相变压器方案进行技术经济比较,选择变压器型式;对变压器损耗和阻抗电压等参数提出要求;完成主变压器型式选择论证。 500kV配电装置本阶段应根据预可行性研究报告审查意见和电气主接线选择方案,结合厂区枢纽布置,在水工、地质等专业密切配合下,对GIS、开敞式配电装置和相应站址进行分析比较,合理选择500kV设备的型式和主要技术参数,完成500kV高压配电装置选型及开关站布置报292、告。 发电机电压设备收集发电机断路器、离相封闭母线等主要电气设备的有关技术经济资料;选定发电机电压设备型式和主要参数;选择发电机断路器和离相封闭母线。 其它电气设备在选定的电气主接线及发电机、主变压器主要参数基础上,按照短路电流计算成果、设备布置条件和装设地点的环境、气象条件,有关产品的技术数据和使用条件等资料,对其它主要电气设备包括隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器等设备进行选择计算;根据各回进出线的输送容量对开关站进出线设备进行选择计算。完成主要电气设备清单,包括型号、规格及主要技术参数。所选用的设备应在满足有关规程规范的前提下,满足正常运行、检修、短路和过电压等各种情况的要求。3293、.6.3.4 过电压保护及接地(1) 过电压保护和绝缘配合根据电站接入系统及电站设计的实际情况和要求,确定过电压保护方案、绝缘配合原则、设备绝缘水平、避雷器配置及其主要参数,并研究发电机和变压器中性点的接地方式、并联电抗器和断路器合闸电阻的设置等问题,以符合电力系统和电力设备安全经济运行的要求。(2) 接地设计结合电站枢纽布置,初步选定全厂接地系统总体设计方案,进行全厂接地估算,提出接地计算初步成果和所采取的主要工程措施。3.6.3.5 电气设备布置根据电站枢纽布置、电气主接线和装机容量、台数等选择成果,按照机电设备、主副厂房、开关站及中控室位置相对合理、尽量减少开挖等原则,会同有关专业进行厂294、内电气设备布置和厂房布置。布置应满足电站长期安全运行要求和施工、维护、检修方便等要求,并应符合相关国家标准。主厂房布置设计除了满足主要的电气设备布置要求外,还要特别注意电缆的进出方向,结合母线布置、通道布置、楼梯布置,避免和减少电缆间、电缆与母线、电缆与通道的交叉;在布置中要注意与各专业的协调配合,尽可能做到总体布局合理、机电互不干扰;在布置时还应留有足够的灵活空间,并考虑到安装和维护所需。应根据地质、地形特点和电气主接线、电气设备布置要求,配合水工等专业做好电站枢纽布置设计。3.6.3.6 重大件设备运输和现场装配研究根据厂家资料和已收集的资料,提出发电机主要部件及主变压器运输尺寸和重量,供295、施工等专业调查和研究,完成机电设备重大件运输和现场装配研究报告。3.6.3.7 施工用电设计根据施工用电负荷容量及分布,配合施工专业选择施工用电电源、电压等级和供电方案;选择施工变压器、估列施工用电配电装置规格、数量及各级电力线路长度。3.6.3.8 装机容量、水库特征水位和单机容量选择配合配合水能或水机专业进行装机容量、水库水位和单机容量选择论证,提出各方案的主要电气设备主要参数、控制尺寸和主要设备清单(包括设备重量)。3.6.3.9 电工一次关键技术问题及其研究在可行性研究设计过程中,针对以下关键技术问题开展工作。(1) 电气主接线本电站装机规模和单机容量较大,应进行电气主接线可靠性计算,296、并根据电站接入系统要求、电站装机容量和台数,结合枢纽布置、500kV配电装置选型等因素,在运行安全可靠的前提下,考虑技术上的先进性和经济上的合理性,选择适合本电站的电气主接线。(2) 500kV高压配电装置选型及开关站布置研究结合枢纽布置,通过技术经济比较选择500kV高压配电装置站址和型式,并进行500kV高压配电装置布置设计。3.6.3.10 电工一次主要设计成果(1) 可行性研究报告电一部分主要电气设备清单及附图(2) 附件 电气主接线方案论证报告(包括可靠性计算) 500kV主变、高压配电装置选型及开关站布置报告 单机容量和水轮发电机组主要参数、结构型式选择设计报告(与水机专业一起完成297、) 对外交通、机电设备重大件运输和现场装配研究报告(与水机、施工专业共同完成)3.6.4 电工二次.1 自动控制(1) 调度管理关系根据电站接入系统设计报告二次及通信部分,确定电站的调度管理关系。(2) 全厂监控系统 按“无人值班”(少人值守)的原则进行电站设计,采用以计算机监控系统为基础的全厂集中监控方案。电站投运初期以少人值班方式运行,在设备运行稳定后,再过渡到“无人值班”(少人值守)运行方式。 根据电站接入系统设计内容,研究确定电站计算机监控系统与各级调度单位之间连接方式、信息交换内容和数据通信通道,并预留与流域梯级集中控制中心的接口。 研究确定全厂计算机监控系统网络结构、主要功能及主要298、设备配置。 确定机组及其辅助设备自动控制系统的设计方案。 确定全厂公用设备自动控制系统的设计方案。(3) 励磁系统根据“GB/T 7409.3”大、中型同步发电机励磁系统技术要求、“DL/T 583”大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件,结合系统稳定要求,选定机组的励磁方式、励磁系统的主要参数指标、励磁调节器的功能要求、起励方式、过电压保护方式和灭磁方式。(4) 自动化元件参照“GB/T 11805”水轮发电机组自动化元件(装置)及其系统基本技术条件并根据“无人值班”(少人值守)原则,结合其它专业的要求,合理配置自动化元件。.2 继电保护(1) 根据继电保护和安全自动装置技术规程,结299、合“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则的要求,确定发电机、主变压器、励磁变压器和厂用变压器的继电保护方案和主要设备。根据“水电规办(2000)0028号”文件的要求,确定发电机、主变压器故障录波装置的配置方案和设备主要技术要求。(2) 根据接入系统设计要求,确定500kV线路、500kV母线保护和安全自动装置的设备配置及相应的通道,确定500kV开关站故障录波装置的设备配置。(3) 确定各继电保护装置设备的布置。.3 二次接线(1) 二次接线方案设计 测量:按“DL/T 5137”电测量及电能计量装置设计技术规程规定配置测量表计。 同步:电站的同步方式为自动准同步和手动准300、同步两种同步方式。根据电气主接线确定同步点及其同步方式。 信号:事故和故障信号由计算机监控系统采集、显示并报警。(2) 电流电压互感器的配置配合电工一次专业进行电站主接线比较选定,按推荐的主接线、“DL/T 5137”电测量及电能计量装置设计技术规程、继电保护和控制的要求,确定电流互感器、电压互感器的配置位置、数量、型式和主要技术参数。(3) 控制电源选定电站直流电源系统电压等级、系统结构,蓄电池容量、组数及型式。选定直流控制电源系统的接线方式和配置的主要设备。.4 电工试验室电站试验设备参照水电站电气试验室仪表设备配置标准(试行)一级标准配置。对于新的试验项目,将根据需要,配置相应的试验设备301、。对于电气设备专用的仪器仪表、测试设备,应随电气设备配套采购,另行设置。.5 通 信(1) 根据接入系统的通信设计要求,选定电站系统通信方式和主要设备。(2) 根据工程枢纽布置和特点,选定电站内部的通信及对外通信(包括上下游电站及梯级集控中心的通信)方式和主要设备。.6 工业电视和安防按照“无人值班”(少人值守)设计原则,根据工程枢纽布置和特点,选定电站工业电视系统的配置方案和主要设备。.7 金属结构设备控制根据金属结构专业的要求,研究确定闸门启闭机的电力拖动和自动控制系统方案。.8 电工二次设备布置选定中央控制室、继保室、计算机室、直流设备室、通信设备室和值班室的面积和位置;配合水工及机电各302、专业完成电站枢纽和厂房布置。3.6.4.9 电工二次关键技术问题及其研究针对电站计算机监控系统,在总结国内大型“无人值班”(少人值守)运行水电站工程设计和实施经验、与国内外厂家技术交流成果的基础上,结合本电站受控设备布置范围广的特点,充分利用当今先进的计算机技术、通信技术、传感技术,分析研究电站计算机监控系统配置方案。配置方案还应考虑电站与流域梯级集中控制中心的计算机通信接口,以便实现流域梯级集中控制。3.6.4.10 电工二次主要设计成果(1) 可行性研究报告电工二次部分、主要二次设备清单及附图(2) 附件(3) 电站计算机监控系统配置方案设计报告3.6.5 金属结构xx水电站预可性设计阶段初拟装设四台300MW机组,枢纽工程的泄水、冲沙、放空系统、引水发电系统及施工导流系统均设有金属结构设备,本工程属大型水电工程,金属结构种类与数量较多,设计、制造
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