金沙江罗开口水利枢纽基本资料.doc

金沙江罗开口水利枢纽基本资料1 工程概况罗开口水电站位于云南省境内的金沙江中游河段上，是金沙江中游河段规划梯级电站的第六级。枢纽区位于鹤庆县中江乡境内。电站地理位置适中，距昆明、攀枝花和大理的直线距离分别为565km、266km和226km，距鹤庆县县城公路里程约120km，现有简易公路可达坝址区右岸，对外交通较为便利。坝址控制流域面积24x104km罗开口水电站位于云南省境内的金沙江中游河段上，是金沙江中游河段规划梯级电站的第六级。枢纽区位于鹤庆县中江乡境内。电站地理位置适中，距昆明、攀枝花和大理的直线距离分别为565km、266km和226km，距鹤庆县县城公路里程约120km，现有简易公路可达坝址区右岸，对外交通较为便利。坝址控制流域面积24x104km2，多年平均流量1690m3/s。坝址附近年平均气温在12.619.0之间，年平均降雨量在590.8mm左右。工程的开发任务以发电为主，兼顾灌溉和供水。水库建成后可发展旅游和库区航运，促进地区经济、社会与环境协调发展。水库正常蓄水位1298.00m，水库总库容5.58亿m3，调节库容1.13亿m3，具有日调节性能；电站总装机容量为5360MW。多年平均流量1690m3/s。坝址附近年平均气温在12.619.0之间，年平均降雨量在590.8mm左右。2 水文资料金沙江罗开口水利枢纽坝址以上流域属亚热带季风气候区。多年平均气温18.2，多年平均降雨量590.6mm，多年平均相对湿度80%，多年平均蒸发量360.1mm，多年平均风速0.62m/s。坝址以上径流主要由降雨形成，据项源水文站径流资料分析，多年平均流量1690m3/s，多年平均径流深570mm。流域有罗开口雨量站，附近流域有中江雨量站，其中中江站距坝址较近，1957年建站至今已有近50年历史。根据气象站（台）的气象要素统计分析，流域内的主要气象要素为：气温：流域内多年平均气温为20.5，上游高山区年平均气温约低12；以7月份平均气温29.4为最高，元月份平均气温15.7为最低；历史极端最高气温为31.06(1953年8月11日)，极端最低气温-3（1990年12月29日）。湿度：流域内多年平均相对湿度80。蒸发：流域内多年平均蒸发量为360.1mm（20Cm蒸发皿）。日照：流域内多年平均日照小时数1977.6h，上游高山区约少100200小时。无霜期：流域内多年平均无霜期252天左右，上游区略少。冰冻：每年十二月到次年二月易出现冰冻现象，每次冰冻期一般仅几十小时，连续几天冰冻的现象很少；每年的13月常出现降雪，但降雪量不大，形成积雪时间很短；多年平均冰冻时间为30天。风向与风速：多年平均风速0.62m/s, 瞬时最大风速10.3m/s以上, 各月平均风速在01.3m/s之间，冬季盛行北风，夏季盛行偏南风，因流域四周环山，静风占各有风向一半以上。降水:本区域属季风气候区,降水丰富,多年平均降水量为590.6mm,降雨年际变化较大,最大报降雨量为1954年的936.2mm,最少为1971年的356.8mm,最大年降水量为最少年降水量的2.62倍.降水在年内分配不均匀,降水集中在46月,降水量占全年50%左右,79月为台风雨,降水量次之,占全年20%,13月份雨量占全年20%,10-12月降雨占全年10%左右.坝址控制流域面积24104km2，多年平均流量1690m3/s。坝址及下游控制断面不同频率下洪水流量见表1。表1 不同频率下来流洪水流量表洪水频率P（%）0.020.10.20.5152050流量（m3/s）19300169001590014500134001080083606430本阶段各坝、厂址水位流量关系曲线均采用水力学公式计算。河道大断面采用实测的大断面，中、低水部分以实测水面线为控制，糙率按实地踏勘了解的河段地形、河床组成、植被等情况，结合天然河道糙率表取值为0.042。推算的水位流量关系曲线见表2，表中下游控制断面在坝线下游900m，水位库容关系见表3。表2 金沙江罗开口电站坝址水位流量关系曲线水位（m）1212.501218.91225.11230.881231.51233.621236.46流量(m3/s)01960463064307560836010800水位（m）1239.281240.381241.481242.811243.931244.891245.25流量(m3/s)13400145001590016900178001850019800表3 金沙江罗开口电站坝址水位库容关系曲线 单位: m3/s库容（亿m3）水位（m）库容（亿m3）水位（m）库容（亿m3）水位（m）0.0006 1212.50.6871 1245.0 3.2106 1281.0 0.0151 1214.0 0.8419 1249.0 3.7267 1285.0 0.0555 1217.0 1.0199 1253.0 4.3063 1289.0 0.1074 1221.0 1.2234 1257.0 5.3343 1293.0 0.1700 1225.0 1.4533 1261.0 5.6772 1297.0 0.2446 1229.0 1.7123 1265.0 6.4795 1301.0 0.3321 1233.0 2.0100 1269.0 7.3746 1305.0 0.4347 1237.0 2.3569 1273.0 8.3829 1309.0 0.5525 1241.0 2.7554 1277.0 表2-3 金沙江罗开口电站坝址设计洪水过程线成果表月日时典型洪水过程线月日时典型洪水过程线6712221.56817180013410182272.51443019390015462.520236517405212080183452219102428523155081312.52410353487.591767.545203652.551097.55677.561190867571392.511622.58145513632.591462.514620101472.515610111492.518615121517.520557.5131517.521552.5111512.5103457.51415009430151482.512387.5161557.53 地形、地质条件3.1坝址区域主要特点罗开口水电站位于青藏高原与云贵高原接壤的斜坡过渡地带，属滇西纵谷山区及滇中红层高原区地貌单元，以冰蚀、侵蚀、剥蚀地貌为主。水系发育，沟谷纵横切割强烈。河谷两岸阶地较发育，沿江两岸发育有35级阶地。库区金沙江总体流向自北向南，局部蜿蜒弯曲，河床平均纵坡坡降约1.8。工程区处于扬子准地台西部边缘的盐源丽江台缘褶带（1）内。远场区构造背景复杂，地震活动强烈；近场区位于小金河丽江断裂以南的川滇菱形地块南部，边界断裂活动较强。坝址区无中强地震震中分布，无区域性断裂及活动性断裂发育。根据中国地震局地质研究所金沙江罗开口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，场地地震基本烈度为度，50年超越概率10%的基岩水平地震动峰值加速度为0.182g，100年超越概率2%的基岩水平地震动峰值加速度为0.394g。坝址场地50年、100年不同超越概率水平的基岩水平向加速度峰值见表2.2-1。坝址50年、100年不同超越概率基岩水平向加速度峰值（gal）表2.2-1超越概率50年63%50年10%50年5%50年2%100年2%PAG62.9181.8240.3321.5394.13.2 枢纽区工程地质概况3.2.1 地形地貌金沙江自北向南流经坝址区，坝区内河道顺直，河谷较为开阔，河谷岸坡左陡右缓，为不对称的“U”型宽谷，河床地面高程1216.41204.6m，枯水期水面宽30100m，主河道靠左岸。址区埋藏河道与现今河道三维图，见图2.3-1。道坝轴线图2.3-1 坝址区埋藏河道与现今河道三维图左岸以基岩斜坡为主，覆盖层在高高程局部分布；右岸主要由第四系堆积岸坡和局部基岩岸坡组成，并发育级堆积阶地组成，级阶地前缘高程在1230m左右，依次分布至级阶地前缘高程在1290m左右。坝址所处河段河床高程约12051209m，河床及漫滩均为aLQ43冲积砂砾卵石层，厚度410m；右岸河漫滩以上堆积有公路开挖人工堆积块碎石土，厚58.5m，左岸河床以上堆积有残留级阶地砂砾卵石层，厚度813m；河谷砂砾卵石层厚410m，基底基岩面基本平缓，江边基岩裸露形成岛礁，坝轴线处河床水面宽约4775m，正常蓄水位1298m处河宽约721746m。右岸山坡水板沟、涧漕沟及水阱沟（罗开口沟）之间的山脊，在高程13551550m之间发育A区、B区、C区等变形体，高程1355m（坝轴线附近）以下为风化破碎区，见图2.3-2。 图2.3-2 右岸变形体地形地貌3.2.2 地层岩性坝址区基岩为二叠系上统玄武岩组（P2）玄武岩、燕山期煌斑岩脉及正长斑岩侵入体，高高程见黑泥哨组（P2h）灰岩和砂岩，第四系松散堆积物主要分布在坝址区左岸边坡高高程、右岸台地和右边坡。现对岩性特征及分布范围，由老至新分述如下：(1) 二叠系上统玄武岩组（P2）中段P22层：分布于整个坝址区，可分细为P22-1、P22-2和P22-3三个小层。坝基分布均分布在P22-3岩层，呈暗灰、灰紫色致密块状玄武岩，局部含少量杏仁，致密块状构造。主要矿物成份斜长石、角闪石、次要矿物石英、赤铁矿、橄榄石、绿帘石等。杏仁粒径25mm为主，成分以石英、赤铁矿为主。厚度大于800m，沿坝址高程1320m顺t0凝灰岩层以下范围分布。上段P23层：可细分为10层，其中P23-1P23-6层在坝址两岸均有分布，P23-7P23-10层分布于右岸高高程。岩性呈灰、灰紫色、暗灰色，含少量杏仁的致密块状玄武岩，杏仁状玄武岩夹角砾熔岩及凝灰岩夹层。(2) 凝灰岩夹层t0凝灰岩层：紫红色，岩质软弱，易干裂，风化，厚度一般13m，坝址右岸局部最厚达6.6m，分布于P22-3层顶部。与玄武岩接触面起伏差较大，在坝轴线左岸凝灰岩局部缺失，左岸坝址下游侧可见厚约1.0m，与下部角砾熔岩有层间错动带分布（J35），局部厚约3.0m，上下面见错动带厚0.1m左右。t1t9凝灰岩层：紫红色凝灰岩，岩质软弱，易干裂、风化，厚0.23.5m。分布于各小层顶部，其中t1、t3和t4层上界面存在层间错动带（J53、J54），宽1040cm，带内主要为碎石土或含碎石泥。其它凝灰岩夹层与玄武岩接触面胶结较好，面起伏。t1、t2向上游延伸厚度渐薄，坝基上游厚度小于5cm，直至呈尖灭状，其它凝灰岩贯穿坝址上、下游。3.2.3 地质构造工程区在大地构造单元上属扬子准地台（I）西部的盐源丽江台褶束（I1），受经向构造体系、纬向构造体系、青藏滇缅歹字型构造体系和北东向构造体系等四种构造体系的复合、利用、干扰和改造，区域地质构造背景复杂。坝址区位于滴水向斜北西翼，区内构造以宽缓褶皱为主体，无区域性断裂及活动性断裂分布。总体上地层褶皱平缓，岩层产状N1060E/SE830。主要断裂构造为小规模断层、各“岩流层”之间的层间错动带、挤压破碎带、各“岩流层”内部的层内错动带及构造节理等。(1) 坝区结构面工程地质分级原则根据坝区岩体结构面发育特征和结构面性状，按结构面五级分级的原则，类比地质条件相近的其他水电站结构面划分经验，确定本工程结构面分级标准，本坝址区无区域性断裂（级）分布，坝址区岩体结构面主要分为级、级、级、级四个级别，说明见表3.2-1。罗开口水电站岩体结构面工程地质分级表表3.2-1级序地质类型分级依据工程地质特征代表性结构面一级二级规 模工程意义层间错动带岩流层之间的凝灰岩建造，延伸贯穿整个坝区。坝区大规模岩体稳定性的控制性边界，控制岩体变形和破坏方式。岩流层界面构造错动总体较弱，多保留有凝灰岩原始建造特征，界扭曲，岩质较软，易风化干裂。t0、t3、t4、t5、t71断层及挤压带延伸长度数米到数十米，宽度0.11m。对边坡、坝基，稳定性控制作用显著。充填角砾、岩屑等，偶见泥。f1、f2、f3、f40、f72、f73、f77、J9等2小断层及层内错动带一定条件下对边坡、坝基、地下洞室稳定性有影响岩体力学效应和强度特征主要受充填物的性质和密实程度控制J34、J36 、f74、f80等IV小断层、挤压带等延伸数米到十余米，宽度小于0.1m。(1)构成坝肩、边坡稳定性的潜在侧向滑移边界;(2)控制也岩体力学性质、结构效应。坚硬结构面，强度取决于裂面性状及起伏，带内为片状岩，偶见泥。f11、J1、L10等V节理、劈理、片理等延伸数厘米到数米。导致岩体力学性质的各向异性和不均一性。连续性极差，分布随机，坚硬结构面。(2) 10#12#坝基各级结构面工程特征1) 级、级结构面10#12#坝段建基面未出露级和级结构面。2) 级结构面10#12#坝段出露的级结构面主要为卸荷裂隙及挤压破碎带，根据现场地质素描资料，计有9条，其性状说明见表3.2-2。9#12#坝段级结构面（缓倾角裂隙及挤压带）统计表表3.3-2编号产 状出露位置宽度(cm)地质说明L10-1N10E NW152010#坝段0.51.0卸荷裂隙，张开，裂隙面起伏粗糙，少量岩屑、岩块、泥质充填，大部分连续。L10-2N20W SW1510#坝段0.20.5卸荷裂隙，微张，裂隙面起伏粗糙，少量岩屑、岩块充填，连续。L10-5SN W8510#坝段0.33.0裂隙爆破张开，由碎块岩及岩屑组成，局部无充填，面扭曲延伸长。L10-6N60E SE3010#坝段0.5裂隙爆破张开，由碎块岩及岩屑组成，局部无充填，面扭曲延伸较长。L10-11N5W SW808510#坝段5.010.0裂隙爆破张开，由碎块岩及岩屑组成，局部无充填，面扭曲延伸较长。L11-1N20E SE859011#坝段0.53.0裂隙爆破张开，由碎块岩及岩屑组成，面扭曲延伸较长。L11-2SN W102011#坝段0.21.5裂隙爆破张开，碎块岩，岩屑及钙膜组成，面扭曲延伸较长。L11-3N010E SE859011#坝段0.10.5裂隙爆破张开，碎块岩及岩屑组成，面扭曲延伸短。L11-4N25E SE758511#坝段0.51.0裂隙爆破张开，碎块岩及岩屑组成，局部无充填，面扭曲延伸较长。L11-5N20E SE758511#坝段0.51.0裂隙爆破张开，碎块岩及岩屑组成，局部无充填，面扭曲延伸较短。J11-1N4550W SW2011#坝段1.03.0由岩屑，钙质及少量绿泥石组成，面扭曲，延伸较长，岩屑夹泥型。f12-1N3035W SW859012#坝段1.05.0小断层，由碎块岩、碎裂岩、岩屑及少量次生泥组成。L12-1EW S2511#、12#坝段0.20.4裂隙，微张，泥质，钙质充填，面粗糙，起伏，延伸短。L12-2N8590E SE2012#坝段0.10.2裂隙，微张，少量岩屑充填，面稍扭曲，延伸较长。L12-3N40E SE5012#坝段0.51.5裂隙，张开，面粗糙，起伏，少量岩屑充填，延伸短。L12-4N40WSW455012#坝段0.51.0裂隙张开，面粗糙，起伏，少量岩屑充填，延伸短。L12-5N10E SE3512#坝段0.10.2裂隙，微张，面粗糙，起伏，少量岩屑、钙膜充填，延伸短。L12-6N40E NW2512#坝段0.20.8裂隙，张开，面粗糙，起伏，少量岩屑、钙膜及次生黄泥充填。L12-11N20E NW8512#坝段0.5卸荷裂隙爆破张开，由碎块岩，岩屑及钙膜组成，面锔齿状延伸较短。3) 级结构面级结构面，也称基体裂隙，在岩体中大量发育、连续性差、随机展布延伸短，间距小。按走向及其发育程度可分为三组：第一组，主要走向为N5060W；第二组，走向为近N30E；第三组，走向为NWW近EW。主要为陡倾裂隙，倾角大于60度的裂隙占70%以上；倾角小于30度的缓裂不甚发育，所占比例约1015%。3.2.4 岩体风化特征罗开口坝址区岩体风化受地形、岩性、构造及地下水等因素控制。工程区岩体风化程度等级划分标准，见表3.2-3。坝址区岩体风化程分级说明表表3.2-3特征 名称颜色、光泽岩石组构变化及岩体完整性裂面特征物理力学特征变化锤击特征强风化主要矿物表面失去光泽，长石类矿物已风化呈高岭土化岩体结构大部分已被破坏，呈碎裂散体结构裂面铁锰质渲染严重，岩质疏松易碎回弹值Ra20，Vp3000m/s锤击声哑弱风化上段岩石表面和节理面大部分变色，失去部分光泽，但断口仍保持原矿物光泽和颜色风化裂隙较发育，裂面大部分张开。基性斜长石斑晶部分高岭石化，角砾熔岩局部表面黄褐色，呈镶嵌结构。沿硬质节理面出现次生风化矿物，普遍有较严重的铁质浸染回弹值Ra=3050，Vp=38004200m/s，回弹值波动大，岩体抗变形和承载能力显著降低声脆和沉闷相间，有轻微回弹弱风化下段岩石仅有部分褪色现象岩石组构有所变化，但不大，节理闭合，极个别斜长石斑晶高岭石化，呈次块状结构，探洞偶见滴水仅沿大裂隙有风化次生矿物，普遍见轻度铁质浸染回弹值Ra=4555，Vp=42005000m/s，岩体抗变形和承载力稍差声脆，局部不够清脆，有较强回弹回弹微风化沿节理面略有变色岩体保持新鲜光泽，组构未变，节理闭合，岩体呈块状完整块状结构沿较大裂隙局部有轻微铁质浸染回弹值Ra=5060Vp=50005000m/s清脆声，回弹强新 鲜岩石新鲜光泽岩体极坚硬完整,少量节理，均闭合，呈完整结构无蚀变回弹值Ra =5060Vp5500m/s清脆声，回弹极强坝址区强风化岩体主要分布在右岸，其余地段基本上是弱风化和微风化，岩体风化特征说明如下：(1) 强风化：岩体结构大部分已被破坏，呈碎裂散体结构,主要矿物表面失去光泽，长石类矿物已风化呈高岭土化，裂面铁锰质渲染严重，岩质疏松易碎锤击声哑（Vp3000m/s），岸坡水平深度左岸一般011m，右岸一般544m，坝基范围主要分布于右岸台地一带。(2) 弱风化上段：岩体呈碎裂至镶嵌结构，完整性较差，岩石表面大部分失去光泽，裂隙大部分微张张开，裂面普遍严重锈染，基性斜长石斑晶部分高岭石化，角砾熔岩表面局部呈黄褐色粘土化，对应的回弹值Ra=4045，Vp=38004200m/s。弱风化上段水平深度一般2040m。(3) 弱风化下段：岩体以次块状结构为主，少部分为紧密镶嵌结构，完整性较好，岩石表面仅部分有褪色现象，裂隙闭合，长大裂隙面普遍见轻度锈染，隙壁风化较弱。长石斑晶轻度退光、退色，洞壁偶见滴水，对应的回弹值Ra=4550，Vp=42005000m/s，弱风化下段水平深度一般4060m。(4) 微风化至新鲜岩体：块状结构为主，部分为整体状结构，极少部分镶嵌结构，岩体完整性好，结合紧密。岩体除极个别裂面有轻微锈染外，基本保持新鲜光泽。对应回弹值Ra=5060，Vp=50005500m/s。微新岩体水平深度一般大于70m。(5) 正长斑岩地段钻孔揭露的岩体相对玄武岩风化较强烈，风化界线在正长斑岩处多呈现为凹槽形态。表3.2-4给出了罗开口水电站坝址岩体综合参数地质建议值，围岩参数建议值见表3.2-5，砂卵砾石层主要参数建议值见表3.2-6.表3.2-4 罗开口水电站坝址岩体综合参数地质建议值位置抗剪断强度(岩岩)允许承载力(Mpa)备注c(Mpa)f坝址1.121.04.38综合值表3.2-5围岩参数建议值围岩类别岩 性 特 征坚固系数f单位弹性抗力系数K0(KN/cm3)微新灰岩、白云质灰岩4.57.11.12.0新鲜灰岩、泥灰岩24.20.61.22弱风化页岩、泥灰岩1.12.10.230.51表3.2-6 砂卵砾石层主要参数建议值渗透系数cm/s允 许承载力MPa变形模量MPa抗剪