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某水利枢纽原始资料华北水利水电学院水工教研室2002年12月15日6目 录一、水利枢纽的组成 1二、施工场地及运输条件 2三、气候特征 3四、水文条件 6五、工程地质条件 8六、当地建筑材料 8七、坝体混凝土主要特性 10八、地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源 11九、隧洞爆破开挖设计的有关资料 12 附 图一、水利枢纽的组成某水利枢纽位于秦河干流上的某，系一等工程，主要建筑物为一级建筑物，由河床混凝土重力坝、右岸混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后式厂房等部分组成。枢纽主要任务为发电，共装三台机组，每台机组15万千瓦，发电的最低水位为500米，相应库容为19.5亿米3。右岸的适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对下游供水100米3/秒流量的要求。枢纽各部分建筑物的工程量见表1。表1 主要水工建筑物的组成和工程量表编号工程项目挖方（千米3）填方（千米3）混凝土和钢筋混凝土（千米3）灌浆工程（百米）土方（包括砂砾石）石方合计土方堆码石反滤层合计总计其中固结1河床坝段（跨）1103274377432右岸混凝土重力坝（右1右15跨）240353751133溢洪道121051017202424150（底板78，溢流体72）4右岸土坝14301143170020511010155坝后厂房969648二、施工场地及运输条件 1、施工场地坝址距下游的仙州市河道长约100公里，直线距离约50公里，坝区附近都为高山峡谷地区。某峡长约12公里，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地。枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7公里，坝区河床两岸岸坡陡峻，成V字形。左岸坡度4580，陡缓相间； 右岸坡度6085，两岸山顶均为黄土覆盖。坝址河床高程一般为410米，枯水季节一般水位418米，河面宽5060米，深水偏右岸，最深约10米。坝址左岸山峰起伏，高出河面约110米左右。与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家沟四级阶地，高程约560580米。自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约430440米，沿秦河右岸距坝址约8公里的旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。坝区河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200米处的清沟；右岸主要有坝址上游150米处的红柳沟、下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟的特点是切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成7080的交角。由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定困难。坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸的李家沟，峡谷出口下游的明坝和左岸的易家湾等阶地。各地段的特性如表2所示：表2 各地段特性表序号名称位 置距坝址距离（公里）可利用面积（平方公里）高 程（米）1234李家沟明坝易家湾旧镇 右岸坝址下游右岸坝址下游左岸坝址下游右岸坝址下游1.52.53.08.01.20.50.32.05655804304404304404254602、运输条件仙州到某的公路为六级公路，已建成通车，路线全线长50公里。对于水路交通，因秦河上游多为峡谷，河窄水急，不能通行船只。有国家铁路干线通过仙州市，可沿秦河岸边引进工程。三、气候特征1、气温本区为大陆性气候。多年平均温度为9.6，月平均最高温度为22.9，最低为-6.5；绝对最高为39.1，绝对最低为-23.1。日最大变幅30.2，日最小变幅1.3。坝址附近历年气温观测统计资料，如表3所示。表3 坝区19331953年气温（）特征项目月份日平均最高绝对最高日平均最低绝对最低月平均123456789101112年平均7.514.922.528.432.734.235.934.429.123.617.47.613.817.526.933.235.536.539.138.331.923.021.610.9-18.3-15.4-7.9-2.93.28.511.710.65.3-2.5-10.4-15.7-23.1-22.1-16.3-9.40.12.99.35.40.5-6.6-15.3-21.6-6.5-1.65.512.217.421.022.921.516.410.11.8-5.39.62、降水本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1毫米，最大达471.9毫米，其中6070集中在79三个月，最大日降雨量为71.8毫米，最长一次降水延续时间4昼夜，最大一次降雨量为21毫米。暴雨常在下午或晚间出现。降雪一般于11月下旬开始，最大一次为20毫米，积雪最大厚度为6毫米，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冻结深度约1米。本地区降水统计资料如表4和表5表4 坝区19321955年各月降水量（毫米） 月份项目1234567平均1.32.97.913.932.538.362.3最大15.09.023.427.763.8103.2126.7最小0700.32.15.018.6 续表4 月份项目89101112全年平均89.856.619.03.92.0330.5最大218.4108.950.613.69.1471.9最小33.212.20.500210.93、冰情每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。冰冻期约为23个月。冬季行凌初期。多为针状、薄片状冰化团。流冰速度最大为1.45米/秒，最小为0.95米/秒。春季流冰多为坚硬冰凌，冰厚一般为0.2米，最厚可达1米。流冰期一般无过大冰块下泄。 表5 坝区19541959年各自不同降水量出现天数统计表降水量月 份 （天 数） 全年（天数）1234567891011125 mm 以下最多6571318201617118515112最少12461112612951393平均4.32.35.78.7151712149.772.76104.35 mm 以上最多00002345520016最少0000112311007平均0000.311.73421.70012.310 mm 以上最多0000011421006最少0000011210001平均000000.30.7210.3004.315 mm 以上最多0000001210004最少0000000110001平均0000000.710.70002.320 mm 以上最多0000001110002最少0000000010001平均0000000.30.30.70001.730 mm 以上最多0000001010001最少0000000000000平均0000000.300.30000.74、风向及风速本地区春季多风，最大风速17米/秒，风向多为东北风。四、水文条件秦河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开始融雪化冰，流量渐增，6月份以后即进入汛期。年最大流量一般发生在79月间。坝址区间实测最大流量为5640米3/秒（1946年9月3日），最小流量205米3/秒（1946年1月9日），多年平均流量为830米3/秒；河水含砂量达64公斤/米3(79月)，最小为0.01公斤/米3（12月）。峡内流速最大为7米/秒，最小为0.8米/秒。兹将流量特征资料列于表69。其它有关资料见附图张毕资V4。表6 坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量（米3/秒） 月份频率12345671485405723131023504310547024623936801210211042704920543037161510701816357042101040435656895615803730365020370334507839132024703090续表6 月份频率89101112全年1513063803700175079663902467056203410165075958705403046103010152070151301035503870270014106594560203020311023701290601200年一遇全年最大流量为6900米3/秒表7 不同施工期各种频率的最大流量（米3/秒）时 段频 率125102011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020表8 坝址水文站不同频率的月平均流量（米3/秒） 月份频率123456713483453694869291120189052272383323993694111020102222273103583644078822021521925032732538278590208209220292294305542续表8 月份频率89101112年平均11250114095969233084051050870630479321538106606654473893064532054054141334027834690436430356298335352表9 坝区19491961年11月份实测月平均流量（米3/秒）年份1949195019511952195319541955流量850880600610610720830年份195619571958195919601961流量350510100050010001200五、工程地质条件坝区为高山峡谷区。狭谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾岩层及黄土。秦河流向，在坝址附近转为S260W，河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520米，右岸约515米。在标高515米时，谷宽约155米，坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖层。坝址区及上下游河床覆盖层厚512米。表面0.3米左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石成夹粗、中砂等构成。河床靠右岸有一深槽，顺沟呈长条状分布、深槽处水深约为1012米，覆盖层厚1012米。此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪片岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第级岩石，普氏系数f=8。极限抗压强度为8001200公斤/厘米2、抗拉强度为60公斤/厘米2，岩石的声波（纵波）速度为35004500米/秒，岩石的平均容重2.70克/厘米3，泊桑比0.3。洞室爆破岩石松散系数为1.5。坝址距右岸河边480米处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建在此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条，与它成7080交角。水文地质条件：地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432446米，单宽涌水量一般为3升/分，最大为120升/分，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。某是地震波及区，据国家计委提出的某水利枢纽地段的基本烈度是7度。六、当地建筑材料坝址上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游储藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般都符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替。各主要料物特性见表1012。表10 卵砾石料场天然级配及物理性质表料场名称粒 径容重（吨/ 米3）比重粒度模数孔隙率120含 量 （）明坝四级阶地208.72.1815.721.812.727.6639.7旧滩镇1910.411.719.3121.872.758.7931.5平谷滩2013.612.414.3161.922.748.4930.2表11 卵砾石料场基本特性表项目料场位置和地形面积(平方公里)高程(米)覆盖层厚(米)有效层厚(米)储量(千米3)洪水及地下水情况明坝四级阶地位于坝址下游右岸距坝址直线距离1.2公里台面标高550570米，有两条较大冲沟0.1355057026.3(平均)142900卵砾层与红砂岩的接触带雨季有小量泉水流出旧滩镇位于坝址下游右岸距坝址直线距离6.9公里滩面平坦，有水渠与阶地相隔，阶地宽阔平坦0.224104160.257.514301954年洪水位416米，1946年洪水位418米，常水位在414米以下平谷滩位于坝址下游右岸距坝址直线距离9公里，滩面略有起伏，覆盖层薄，滩地有水渠0.134104150.185.5708富家沟、孙家沟及老虎沟均位于下游右岸山沟中。距坝址约10公里，沟口为宽阔的冲积滩。沟壁为黄土覆盖，厚度一般不到2米，沟底宽3040米，高程约460480米，沟中平时无水，开采条件良好。富家沟与孙家相互毗连，面积约0.3平方公里。其中富家沟储量71.5万米3，孙家沟储量20万米3。老虎沟面积约0.05平方公里，储量约39万米3。表12 各料场的颗粒组成及物理性质表料场名称粒 径平均粒径(mm)容重(吨/ 米3)比重粒度模数孔隙率5含 量 （）富家沟及孙家沟8.88.8814.420.819.2200.481.572.703.1241.9老虎沟8.8129.615.22014.4200.401.962.672.7322.5宛家沟9.814.79.111.014.49.8300.341.982.672.35422七、坝体混凝土主要特性坝体混凝土的设计龄期为90天，水工设计中，内部混凝土用100#，外部混凝土用150#。总用量比例为，内部混凝土：外部混凝土0.75：0.25。坝体混凝土的配合比见表13。表13 混凝土配合比混凝土设计标号水灰比含砂率(%)每米3混凝土对各种材料的需要量（公斤/米3）水水泥5(mm)520(mm)2040(mm)4080(mm)80150(mm)100#0.6421.3107.5167463427427428427150#0.5620.4108193441431431432432混凝土的容重为2400公斤/米3。各材料的热学性能见表14、15。表14 各材料的比热材料名称水水泥砂子石料C比热（大卡/ 公斤）1.000.140.190.20表15 混凝土的热学指标C比热（大卡/ 公斤）导温系数（米2/小时）导热系数（大卡/ 米小时）热交换系数（大卡/ 米2小时）0.210.00482.410主要采用600#大坝纯熟料水泥，水泥最终水化热为67大卡/公斤，水泥放热速率m0.334/天。八、地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源1、仙州市有些地方工业可以利用，这些地方工业可考虑在施工期间委托进行部分工作和修配工作。2、坝区附近村镇不多，且民房数量不多，只能在明坝村和李家台村租用少量民房作为工人住宅。而其它福利设施和住宅另行设置。施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等，均需从仙州市运交，当地只能解决副食品和部分粮食等供应。3、施工期间普通工人和临时工人可由地方调配，而技术人员则由专业施工队负责。4、施工用电：初步估计仙州市可供应最高负荷约12000千瓦。5、施工及生活用水坝址区地下水硫酸根（SO42）含量约20003000毫米/升，对一般水泥有硫酸盐侵蚀性。因此，基础混凝土所用水泥有抗硫酸盐侵蚀的要求，铝酸三钙的含量应小于5。地下水不宜作为工程和生活用水。河水物理性质，除含沙较多外，无其它杂质，经沉淀后可作为工程和生活用水。九、隧洞爆破开挖设计的有关资料1、瑞典四臂台车性能型号T285TH480总重（公斤）3100033000行走时外形尺寸 长宽高（毫米）124003700450014500300039500最高行驶速度（公里/小时）3010定点水平钻孔范围宽高（米）12.38.112.98凿岩钻机钻孔深度（米）39305130钻头直径（毫米）48102（套钻）48102（套钻）钻孔速度（毫米/秒）10121012拨钻及定点时间（秒）60100601002、爆破器材A、2#抗水岩石硝