积石峡水电站设计基本资料范本

1、积石峡水电站枢纽设计基本资料1 工程概况积石峡水电站位于XX省XX县境内积石峡出口处,是黄河上游干流龙青段梯级规划的第五个大型梯级电站,距XX县城30km处,距XX市206,距XX县城100。积石峡水电站主要任务是发电。该工程水库为日调节水库,正常蓄水位1856m,工程规模为等大(2)型,大坝为1级建筑物,泄水建筑物、引水发电及厂房均为2级建筑物。大坝、泄水、引水发电建筑物按500年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核,其入库洪峰流量分别为5850 m3 /s和7550 m3 /s。厂房按200年一遇洪水设计,考虑机组参与泄洪,厂房按5000年一遇洪水校核；泄水建筑物消能防冲按50年一遇设计。

2、积石峡水电站施工采用全年围堰挡水、隧洞导流、基坑全年施工的导流方式。2 水文2.1 流域概况黄河发源于青海巴颜喀拉山北麓各恣各雅山的长日曲,经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东XX省区,于XX省恳利、利XX县之间流入渤海,全长5464km,流域面积752443km2。黄河上游大部分河流穿行于海拔30004000m的高山峡谷之间,河道迂回曲折,流域植被率高,水土保持良好,河流水量丰沛,径流比较稳定。在XX省吉迈至玛曲段有白河和黑河两支流汇入,使干流水量显著增加。黄河入龙羊峡后,经峡谷和川地相间地段,于清水大庄下游2km进入积石峡。积石峡水电站坝址位于积石峡峡谷出口处,距河源1

3、938km。坝址以上流域面积146749 km2,占全流域面积的19.5%,而水量站全流域水量38.8%。积石峡坝址上游有已建的龙羊峡、拉西瓦、李家峡及公伯峡水电站,龙羊峡水库是一个具有多年调节性能的巨型水库,总库容达275108m3。龙羊峡水电站与下游刘家峡水库联合调度运用,使积石峡径流年内分配趋于均匀,提高积石峡的发电效益,同时大大削减积石峡入库洪水,减小积石峡水库的设计洪水和校核洪水。李家峡、公伯峡水库为日调节水库,调节性能较差,对积石峡水库的入库洪水和径流年内分配影响较小。2.2 气象坝址区各气象要素均以上游30km处循化气象站为设计代表站,坝址附近及以上流域气候干燥,雨量少,为高原半

4、干旱型气候。多年最高气温38.2,多年最低气温-19.9,多年平均最高气温15.7,多年平均最低气温2.3,多年平均气温8.7。多年各月最大风速24m/s,最大风速32m/s,多年各月最多风向ESE,多年各月平均风速3.1m/s。多年平均年降雨量266.2mm,多年平均年蒸发量2131.4mm。 2.3 水文基本资料黄河上游干流安宁渡以上有黄河沿、吉迈、玛曲、康乃亥、贵德、上诠、兰州、安宁度等水文站。上述站均为国家基本测站,观测系列较长,资料精度较高,资料整编规范。其中兰州站观测年限最长,始于1934年。循化水文站位于积石峡坝址上游约30km处,控制流域面积145459 km2,与积石峡以上流

5、域面积相差0.9%。循化水文站测量断面上下河流基本顺直、水流流态顺畅,1945年建站观测至今。2.4 径流2.4.1 径流系列插补延长本工程以循化水文站为设计代表站。该站自1945年10月至今有实测水文资料,其中实测最大月平均流量3530m3 /s,发生在1981年9月,历年实测最小月平均流量157m3 /s,发生在1960年1月。设计径流系列采用191920_年共81年资料,其中19191945、1949年年、月径流是通过循化与兰州站月径流相关插补得到。考虑1980年以后受龙羊峡、李家峡水库调蓄影响,特采用考虑河道演算的合成流量法对贵德站及循化站流量资料进行还原,然后统计得到循化站年、月天然

6、径流量。2.4.2 年径流频率计算根据循化水文站19192000共81年水文年径流系列,进行频率计算,采用矩法估算参数,P-III 型曲线适线,并经上、下游参数平衡,得循化水文站多年平均流量703m3 /s,Cv=0.24,Cs=2Cv,年径流频率计算成果见表2-1。 表2-1 循化水文站年平均流量频率计算表 流量单位:m3 /s均值CvCv/Cs各种频率设计值 (%)资料年限及说明1020507590957030.242926840690583497450191920002.5 洪水 2.5.1 洪水特性及成因黄河上游大洪水是由大尺度天气系统所造成的长历时,大面积连续降雨所形成的,局部暴雨对

7、造洪影响不大。黄河上游洪水特性一般是暴雨特性在地面上的反映,所形成洪水多由大面积降雨所致,洪水涨落较缓,一次洪水过程约40天左右,洪型矮胖,历时较长,峰形多以单峰为主,峰、量关系对应较好,在实测的较大洪水中洪峰出现在9月份占40%,出现在7月份占36%。1946、1967、1981年洪峰都出现在9月份,1964年和调查的1904年历史洪水洪峰出现在7月份。2.5.2 循化水文站天然设计洪水根据循化水文站194620_年延长后的洪水系列,加入1904年历史洪水,1981年洪水作特大值处理,采用P-III 型曲线适线,再次对循化站洪水进行复核,得出循化水文站天然设计洪水成果表2-2。表2-2 循化

8、水文站天然设计洪水成果表 项目均值CvCv/Cs各种频率设计值 (%)备注0.010.020.050.10.2125Qm25200.36488208340768071806680552049904280W1526.70.34488.283.677.272.467.656.251.144.2W1564.60.3342071961821711601331221062.5.3 区间洪水贵循区间洪水是龙积区间洪水的主要部分。区间洪水采用特征河长法与马斯京根法进行流量演算和用贵德、循化站水文站每场洪水错开传播时间相减法计算贵循区间洪水,使区间洪水考虑河槽调蓄作用与洪水传播时间后更为准确合理。贵德、循化站

9、水文资料延长十年后设计成果与原成果基本一致。贵循区间洪水成果见表2-3。项目 均值CvCv /Cs各种频率设计值 (%)备注 0.010.020.10.212510Qm4000.7633080285023002070154013101010788Q日平均2300.6831530142011601050798688543433W15d0.520.6533.263.032.492.261.731.501.190.96W3d1.590.6239.388.737.226.585.074.423.552.88表2-3 贵循区间洪水成果表 公积区间洪水计算:采用贵循区间及龙李区间设计洪水按面积比折算法综合

10、确定,见表2-4。表2-4 公积区间设计洪水成果表项目 各种频率设计值 (%) 备 注0.010.020.10.212510Qm1060800661603464404327267W10.3500.3250.2660.2400.1830.1580.1240.10李积区间洪水计算:采用贵循区间洪水按面积比直接推得李积区间洪水,见表2-5。项目均值CvCv/Cs各种频率设计值 (%)备注0.010.020.10.212510Qm3390.763261024101950175013001110855667Q日平均1950.68313001200982889668583460367W3d0.440.65

11、32.762.572.111.911.471.271.00.8表2-5 李积区间洪水成果表2.5.4 受上游水库调蓄后的积石峡水库频率洪水龙羊峡水库为一巨型多年调节水库,其投入运行后已使下游天然设计洪水特性发生较大变化。李家峡水库、公伯峡水库都具有一定的调洪能力,所以积石峡坝址以上洪水受到龙、李、公三个水库的调蓄影响。考虑龙、李、公三个水库的调蓄影响后,积石峡水电站不同频率入库洪水的洪峰流量见表2-6。项目各种频率设计值 (%)0.020.10.20.512520Qm75506050585056005400499042803160表2-6 积石峡水电站不同频率入库洪水洪峰流量表2.5.5 入库

12、设计洪水过程线积石峡水库设计洪水受上游龙羊峡、李家峡、公伯峡三库调洪影响,所以其设计洪水不但要考虑龙羊峡水库而且要考虑李家峡、公伯峡两库的调洪作用。由于李、公、积三库防洪库容均较小,用日平均流量调洪难以反映其调洪能力,因此区间最大3天洪水过程采用逐时过程。经综合分析比较,采用1964年洪水作为典型,考虑上游龙羊峡、李家峡、公伯峡三库的调洪作用,得到积石峡水电站的入库设计洪水过程线见表2-7。 表2-7 积石峡入库设计洪水过程线 流量:m3/s时间(月.日.时)p=0.2p=0.02时间(月.日.时)p=0.2p=0.028.4.0557972008.54.155947

13、2208.54.2568773408.54.3567273208.5.16559472208.4.4565673008.54.5561872508.54.6554871608.5.19558772108.4.7554071508.5.20557171908.4.8553271408.5.21555671708.4.9551771208.5.22554071508.4.10550971108.5.23554071508.4.11552571308.6.0554071508.4.12551771

14、208.6.1554071508.46.2554071508.46.3554071508.46.4554871608.4.16550971108.6.5554871608.46.6554871608.46.7555671708.4.19553271408.6.8555671708.4.20556371808.6.9555671708.4.21557972008.6.10555671708.4.22557972008.6.11556371808.4.235602723

15、08.6.12557972008.5.0560272308.65.1585075508.65.2565673008.65.3564972908.6.16558772108.5.4562572608.65.5560272308.65.6558772108.6.19554871608.5.7558772108.6.20554071508.5.8558772108.6.21552571308.5.9558772108.6.22551771208.5.10558772108

16、.6.23550971108.5.11560272308.7.0549470908.5.1256027230282.5.6 施工导流及渡汛流量积石峡施工期分为三个阶段,第一阶段导流洞开挖,岩坎挡水,渡汛标准为10年一遇洪水；第二阶段导流洞导流,围堰挡水,导流标准为20年一遇洪水；第三阶段为坝体挡水,渡汛标准为100年一遇洪水。 积石峡水电站的施工洪水为10年一遇洪水2380 m3 /s,20年一遇洪水2530 m3 /s,一百年一遇洪水3260 m3 /s.对于非汛期,积石峡施工期达不到设计水平年,所以采用上游李家峡水电站机组过流能力1460 m3 /s作为积石峡非汛期施工洪水设计值,见表2-

17、8。月份洪水标准(%)1251016/1460146071032602730253023801112/14601460表2-8 积石峡分期施工洪水成果表2.6 泥沙本工程以循化水文站作为设计依据站。水库入库泥沙由上游公伯峡水库的出库沙量及公积区间来沙量两部分组成。2.6.1 入库悬移质泥沙及特性积石峡上游公伯峡水库多年平均出库沙量为34104t。公伯峡和积石峡区间无大支流汇入,区间悬移质输沙量由区间输沙模数和区间积水面积计算,公伯峡和积石峡坝址区间多年平均输沙量为683104t。则积石峡水库多年平均入库悬移质沙量为717104t。积石峡入库沙量年内分配很不均匀,主要集中在汛期,汛期69月沙量占

18、全年入库沙量的91.9%。多年平均含沙量为0.34kg/m3,泥沙干容重采用1.16 t/m3。积石峡水库入库泥沙颗粒级配采用循化站实测资料统计结果,其悬沙的中值粒径为0.013mm,平均粒径0.029mm。2.6.2 入库推移质泥沙公伯峡及上游的梯级水库拦截了黄河干流的推移质泥沙,积石峡入库推移质泥沙仅来自于公伯峡积石峡坝址区间。采用干流区间推移质输沙模数计算得积石峡年入库推移质沙量为22.9104t。推移质泥沙干容重采用1.8. t/m3。3 工程地质3.1 区域地质概况3.1.1 地层岩性本区出露地层有前震旦系、白垩系、第三系和第四系等。(1)前震旦系(AnZ):仅出露上亚群,分布于库区

19、锁通坡及坝址区以南关门至马尔坡一带。岩性以暗绿色黑云角闪片岩、斜长角闪片岩为主,偶夹石英岩及不纯的大理岩。(2)白垩系(K):仅出露下统河口群,分布于坝址区和索通至循化川一带,是库坝区的主要地层。岩性为紫红紫灰色砾岩、含砾砂岩、砂岩夹泥质粉砂岩、砂质泥岩等。(3)第三系(R):仅出露上新统临夏组(N2),分布于甘循川和丹阳川等地,岩性为砖红色浅红色砂砾岩、含砂砾岩、砂岩、砂泥质岩及粘土质泥岩等,局部夹有石膏层。(4)第四系(Q): 中、下更新统(Q1+Q2),分布于循化以南堂方庄至文都大寺一带,由砾岩夹12m厚的砂岩组成,呈条带状,属河湖相堆积；上更新统(Q3),分布于高阶地及山顶,为含粘土质

20、粉砂及亚粘土,下部夹有砂砾石层；全新统(Q4),分布于河床、漫滩、级阶地上的冲积层及洪积物。3.1.2 地质构造和地震3.1.2.1 地质构造本区在大地构造单元上隶属于与松潘、甘孜印支褶皱系交界地带的祁连加里东褶皱带的拉脊山优地槽内,南与双朋西清水隆起带为邻,北与拉脊山褶皱带相连,阿勤卡金山当蕊五台山隆起带以NW345方向恒于地区中部,东侧为民和临夏盆地,西侧为化隆盆地。区域内构造线方向以NWW向和NNW向为主,且河西系构造行迹表现尤为明显,控制着库址区构造发育的方向和规模。NWW向断裂主要有拉脊山活动断裂带和隆务河大夏河断裂,全新世以来无明显的活动迹象或断裂活动显著减弱。NNW向断裂主要有大

21、河家关滩断裂、马尔坡乌龙沟断裂、协拉断裂、循化断裂,自晚更新世中晚期以来活动性已明显降低。3.1.2.2 场址区域构造稳定性研究积石峡工程场址位于化隆与临夏两盆地之间当蕊五台山隆起中。对关门断层和锁通断层距坝址较近,对工程区稳定有重要意义,为此进行专门的研究。关门断层(F15)位于坝址下游1.3的关门忖附近,总体走向SNW6570,北端被北西向断裂所截,延伸长约20余。断层破碎带宽数十米,岩性破碎,挤压特征明显。该断裂晚更新世以来无明显活动。锁通断层(F13)位于坝址上游约5处锁通坡,总体走向NW300,呈一向南西凸出的弧形,可见长度不足10。该断层规模较小,与北邻两条断层组成一小型“帚”状构

22、造,涉及范围仅132。该断层自晚更新世以来已进入相对稳定的状态。综上所述,对坝址区构造稳定性评价如下:(1)区域内晚近期构造运动主要表现为大面积间歇性上升为主,地貌上反差强烈,展现出断陷盆地与高耸隆起山岳相间分布,相对高差数百米。峡谷区黄河自中更新世以来深切达数百米,发育有多级基座阶地。山麓冲积扇重叠,且坡度较大；河床覆盖层薄；河道水力坡降大,差异性升降运动表现强烈。(2)本区大断裂普遍切割上新统地层,均未见到切割晚更新世地层,表明在上新世末,更新世早中期曾有过强烈活动。在中更新世晚期以来,即距今1126万年间,多数在20万年左右,活动迹象不明显,基本处于稳定状态。(3)坝址区所处部位地震地质

23、环境相对较好。距；离较近的关门断层和锁通断层的规模相对较小,活动的强度较低,控震作用不明显,无中强震孕震能力,自中更新世晚期以来无新活动迹象。从构造活动性分析,坝址区范围是相对安全、构造稳定性较好的地区。(4)坝址区为地震活动水平较低的弱震区。有史以来,沿关门断层和锁通断层无强震记录,也无地震现象。区内地震频度小,小震震中分布零散,预期近期内不会出现地震增强的趋势,场址仍主要受外围远场强震的波及影响,工程区为区域构造基本稳定区。3.1.2.3 地震基本烈度积石峡工程基本场址地震基本烈度为七度,坝址50年超越概率5%和100年超越概率2%的基本水平加速度峰值分别为0.159g和0.288g。3.

24、2 库区工程地质条件3.2.1 库区地质概况当正常蓄水位1856m时,水库回水全长约37.23,库盆由峡谷和川地两部分组成。峡谷段全长20,主要地层为前震旦系变质岩和白垩系砂砾岩。库岸陡峭,岸坡多大于45,河流蜿蜒曲折,平均水力坡降2.4%。两岸冲沟、崩塌及滑坡等较发育。川地段长17,分布于库尾,由循化川地组成,宽约14.库盆主要由上第三系红层构成,漫滩及阶地发育。3.2.2 水库渗漏及固体径流积石峡电站水库两岸山体雄厚,无通向下游的大断裂,无低于库水位的邻谷和低地。黄河为区域最低排泄基准面,两岸地下水补给河水。周边均为不透水岩层,封闭条件良好。水库蓄水后不存在永久性渗漏问题。库内固体径流主要

25、来自于上游及区间支流携带泥沙和库岸再造所提供的物质。其固体物质的搬运量有限。水库蓄水后,岸坡再造,部分滑坡堆积物、残坡积和洪积物塌滑入库,其量有限,对水库正常运行无大的影响。3.2.3 水库诱发地震库区内无发真构造的地质背景,属外围地震波及影响区。除库尾有循化冲断层分布外,库区其它部位无区域性断裂通过。循化断层历史上也不是发震构造,破碎带挤压紧密,阻水性较好,不利于深部渗透。库尾水位抬高仅4m多,且库容不大,水头不大于100m,类比黄河上游已建水库的地震资料,认为该水库产生危及工程安全的水库诱发地震的可能性不大。3.2.4 水库主要工程地质问题库岸稳定和水库区的浸没、塌岸问题是水库两大主要的工

26、程地质问题。（1） 库岸稳定问题库区发育有7处较大的滑坡,分布在峡谷段,其中库首段有、滑坡,库中段分布有、 、及滑坡。从滑坡表面地形、滑床形态、物质组成、剪出口位置、稳定计算等方面综合分析认为:水库蓄水后,库区滑坡是整体稳定的,但岸边再造不可避免,破坏方式均以小方量的崩塌形式为主,在水库内不可能形成大的涌浪及二道坝。即使按极端情况考虑,假定、 、及滑坡一次性最大方量崩塌同时入库,产生的水库涌浪传递到坝时的最大浪高只有3.36m,对大坝的安全不构成危害。库尾段地形平坦开阔,两岸、阶地发育,水库回水大都到级阶地前缘,除在加入村及XX县城两处有塌岸问题需采用防护措施外,不存在其他边坡稳定问题。（2）

27、 水库浸没问题浸没区主要分布于马尔坡上、下滩、东门尕庄、波浪滩、草滩坝和加入六个区,均位于黄河低阶地及高漫滩区。当正常蓄水位1856m时,库区淹没总面积0.442 。3.3 坝址区工程地质条件3.3.1 地形条件积石峡选定上坝址,积石峡峡谷出口河道转弯处,该处河流流向自SW200转向SE160,形成左凸右凹的河湾,河湾下游河道相对顺直。坝址区河谷断面呈开阔“V”字,两岸不对称,右岸陡峭,自然边坡6080。左岸较缓,除坝线处岸坡较陡外,其余部位都较缓,自然边坡3060,残留、级侵蚀阶地的台面,其高程18001820m,宽约100m。平水期河水位17831782m,水面宽6070m,水深917m,

28、正常蓄水位1856m时,河谷宽255291m。坝址区两岸山顶岩石高出水面200400m。河床覆盖层厚度变化较大,中间08m,河边回水区410.7m,上坝址左岸沿河流方向有一呈弧形展布的纵向深槽,该深槽纵向长度约160m,上游宽1020m,下游宽2050m,覆盖层厚度达14.630.6m。基岩面最低高程1758m。3.3.2 地层岩性坝址区出露基岩主要为白垩系下统河口群,按岩性组合共分五大层(K11 K51 )。岩层走向NE2430,倾向SE,倾角1112,在坝址区呈平缓皱曲,上坝址倾左岸偏下游。K11 层:深灰色杂色砾岩,上部夹粗中粒砂岩。主要分布在上游木场村一带。K21 层:紫红色中细砂岩,

29、砖红色泥质粉砂岩,砖红色泥铁质粉砂岩,灰色砾岩。该层岩性软弱,力学强度较低,软弱夹层及裂隙较发育,主要分布于坝址区河床及两岸较低部位及木场村一带。K31 层:紫红色、青灰色中细砂岩夹紫红色砾岩,紫红色、紫灰色砾岩,局部夹泥质粉砂岩,单层厚2540cm。该层强度中等,软弱夹层及裂隙中等发育,主要分布于坝址区两岸。K41 层:砖红色、紫红色泥质粉砂岩及中细砂岩、砾岩,砖红色泥质粉砂岩夹杂色砾岩,单层厚0.22m。该层强度较差,软弱夹层发育,主要分布于坝址区左岸坝肩及右岸较高部位。K51 层:紫红、紫灰色砾岩夹系、粗砾砂岩为主,局部夹有粉砂岩及泥质粉砂岩。该层强度较差,表面易风化破碎,主要分布于坝址

30、区左岸较高部位。3.3.3 地质构造白垩系地层构造变动轻微,岩层倾角变化724内,上、下坝址间岩层似呈一不完整的宽缓向斜褶曲,即上坝址倾左岸偏下游,下坝址倾左岸偏上游。坝址区共有断层29条,规模较小,一般长在100140m,个别大于400m,无顺河向断层。按其产状大致可分为NNW、NNE、NEE三组,其中NNW、NNE组为压扭性结构面,NEE组为张扭性结构面,倾角一般为5080,破碎带宽一般为530cm,其物质组成为压碎岩、糜棱岩、断层泥等,泥钙质胶结,胶结程度中等,对工程布置影响较小。裂隙性质与断层性质一致,以NNE及NWW最发育,NNW与NEE次发育,大多为陡倾角。3.3.4 水文地质经坝

31、趾区两岸地下水位观测孔观测,地下水位均高于河水,为地下水补给河水。坝基岩体的渗水性具有一定的规律,河床地带由于二次应力集中,在一定深度内最大主应力近于水平,垂直于河床方向上的最小主应力呈现一定范围的拉应力区,河床岩体卸荷,加之断裂切割和风化等影响,透水性较强。两岸因河谷下切,斜坡上的岩体回弹、卸荷风化等,在一定范围内,岩体透水性亦较大。根据坝址区钻孔大量压水试验资料分析,结果表明q3Lu的相对不透水层埋深分别为河床5060m,左岸4060m,右岸4055m,需进行防护处理。3.3.5 岩体风化卸荷特征坝址岩体风化卸荷除受河谷下切、斜坡回弹和风化应力的影响外,还受到坝区各结构面与斜坡的交切关系控

32、制。左岸岩体岩层倾向岸坡内,卸荷及风化程度较轻；右岸岩体岩层倾向坡外与NNW组断层及NWW组裂隙切割,在中坝址附近,荷载现象较普遍明显。但坝址区不存在深卸荷问题。岩体风化深度与岩性和地形地貌有关,坝址区岩体一般无强风化,弱风化垂直深度河床部位4.535m,左岸727m,右岸3.527m。弱风化上部510m范围内岩体不宜作主要建筑物基础。3.3.6 坝址区岩体质量分类及物理力学性质坝址区岩体为白垩系砂砾岩层,岩向变化较大,岩体质量差别显著,根据岩层厚度、断裂发育程度,结合岩体单轴和饱和抗压强度、纵坡速度等将坝区岩体分为四类。其中类、类分布较少,类较多,类次之。（1） 岩体抗压强度坝区岩体按岩石性

33、质分为四类:紫灰色、灰褐色砾岩及含砾砂岩,紫褐、灰褐色中细砂岩,紫红、紫褐色细砂岩,紫红、砖红色泥质粉砂岩、粉细砂岩。表3-1 积石峡水电站坝址区岩体质量分类表岩 体类 型岩 体 结 构 类 型岩体结构特征抗压强度 Mpa软化系 数裂隙间距(m)岩石RQD%硐壁纵波速度(Vpm/s)完整性系数 岩体工程性质评价干抗压 湿 抗 压整体层状块状结构岩体完整,呈厚层状,微新鲜岩体,结构面不发育,裂隙、节理闭合无夹泥,岩层间相互组合紧密,岩块抗压强度高,大部分砾岩、砂岩钙铁质胶结,裂隙间距一般大于100cm135960.712.07590480040000.990.64岩体完整,强度高,抗滑、抗变形性

34、能强,不作专门性地基处理,属优良地基,岩体稳定性良好。 块状厚层状结构岩体呈块状厚层状,陡倾角裂隙发育,软弱夹层分布不多,裂隙间距一般为10050cm,不存在影响坝基及坝肩稳定的楔形体。微风化。119670.562.00.55075390030000. 610.36岩体较完整,强度较高,软弱结构面不控制坝基岩体整体稳定,抗滑抗变形能力较强,专门性地基处理量不大,属良好的坝基。 1层状碎裂结构岩体呈厚层中厚层状,结构面较发育,岩体中分布有陡缓裂隙及软弱夹层,局部有影响坝基或坝肩稳定的楔形体或棱体。弱风化下部微风化。123780.630.52.02550290024000.340.23岩体较完整,

35、局部完整性较差,强度较高,抗滑、抗变形性能在一定程度上受到结构面控制,对影响岩体变形和稳定的结构面,应作专门处理。 2岩体呈薄层状结构,结构面较发育。分布有陡缓倾角裂隙及软弱夹层,局部有影响坝基和坝肩稳定的楔形体或棱体。弱风化下部。99570.580.52.02550270020000.290.16岩体较完整,局部完整性差,易软化,强度较低,抗滑、抗变形性能差。 1碎裂结构岩体呈中厚薄层状,软弱结构面较发育发育,且多张开夹碎屑和泥,岩块间嵌合力弱,局部交汇带由岩块夹泥或泥包岩块组成,具松散状。弱风化上部。0.20.05025240020000.230.16岩体完整性较差,抗滑、抗变形性能明显受

36、结构面和岩块间的嵌合能力所控制,要进行局部处理,视处理情况决定能否作为坝基。 2岩体破碎,呈薄层状或碎裂状结构,岩块间嵌合力弱。弱风化上部。17000.12岩体完整性差,抗变形性能差,抗滑能力差,需作开挖处理。表3-2 坝址区岩石室内物理力学性质试验成果汇总表 岩 石名 称风化程度试验组数值别密度饱和密度比重吸水率%饱和吸水率%饱水系数抗压强度软化系数弹性模量GPa泊松比孔隙率%干抗压湿抗压g/3紫灰色、灰褐色砾岩及含砾砂岩弱微29平均值2.652.672.710.770.870.97109610.553.370.251.89紫褐、灰褐色中细砂弱微14平均值2.662.672.700.740.

37、790.96142720.494.690.211.38紫红、紫褐色细砂岩弱微15平均值2.672.692.720.570.770.95122.6690.592.320.251.73紫红、砖红色泥质粉砂岩、粉细砂岩弱微15平均值2.662.682.720.710.820.91118610.512.530.282.08（2） 坝基岩体力学参数建议值表3-3 岩体力学参数建议值岩体所处位置岩石名称岩体类型及风化模量(GPa)混凝土/岩石抗剪强度岩体/岩石抗剪强度静弹变模泊松比抗剪断抗剪抗剪断抗剪E0EsfCMPaFcMPafcMPafc坝肩及坝基中细砂岩、类微风化152010150.300.950.

38、91.201.00.900.8001.00.951.51.20.950.900类弱风化812580.300.800.750.850.700.750.7000.850.801.00.80.800.75坝基及坝肩砾岩及含砾砂岩、类微风化12158100.30.950.901.201.00.900.8001.00.951.51.20.950.901、1类弱风化810460.30.750.700.600.500.700.6500.800.750.700.600.750.70(续表)坝基及坝肩岩石名称岩体类型及风化模量(GPa)混凝土/岩石抗剪强度岩体/岩石抗剪强度静弹变模泊松比抗剪断抗剪抗剪断抗剪E0

39、EsfCMPafcMPafCMPafc坝基及坝肩细砂岩、类微风化10206130.30.800.750.850.700.750.7000.850.800.900.850.800.751类弱风化58460.30.700.650.500.450.650.6000.750.700.550.50.700.65坝基及坝肩泥铁质粉细砂岩、粉砂岩2类微风化35230.30.600.550.400.300.550.5000.650.600.550.50.600.5502类弱风化320.30.550. 50.10.500.4500.600.550.600.550.550.50(3)坝址岩体质量分级坝址岩体为白垩

40、系砂砾岩层,由于岩性变化较大,岩体质量差别显著。根据岩层厚度,断裂发育程度,结合岩石单轴饱和抗压强度,岩体纵波速度等将坝区岩体分为四级。其中,、级岩体分布较少,级较多,级次之。3.3.7 坝址区软弱夹层的工程地质特性岩层中的软弱夹层是积石峡水电站的主要工程地质问题之一。白垩系下统红色岩层属陆相碎屑岩建造湖盆边缘沉积相,碎屑颗粒偏粗,岩性岩相变化较大。由于沉积韵律变化、岩层软硬不均,受构造运动及后期地下水、风化等外应力的长期作用影响,形成了软弱夹层。软弱夹层分布主要受岩性、岩相控制。坝址区软弱夹层可划分为四个带层。软弱夹层按物质组成可分为类:类为泥夹岩屑型(Nj),类为碎屑夹泥层(PjN)类为岩

41、块岩屑型(Nj)。所处部位类型结构面特征抗剪强度抗剪断抗剪fCfC坝肩坝基及建筑物部位泥夹岩屑型,夹泥厚1cn,夹泥连续率90%。0.30.350.020.250.300坝肩坝基及建筑物部位破碎夹泥层(岩屑夹泥层)夹泥厚1cm,夹泥连续率在50%80%。0.350.400.030.350.400坝肩坝基及建筑物部位岩块岩屑型,主要由碎屑组成,夹泥厚0.20.4mm,连续率30%。0.400.450.050.400.450坝肩坝基及建筑物部位有夹泥的中、陡倾角断层(软性结构面)0.300.350.050.300.350坝肩坝基及建筑物部位断续夹泥的中陡倾角断层(软性结构面)0.450.500.0

42、60.450.500坝肩坝基及建筑物部位中、陡倾角裂隙(硬性结构面)0.550.600.080.550.600坝肩坝基及建筑物部位裂隙密集带及断层影响带0.550.600.100.550.600表3-4 软弱结构面力学参数建议值 3.4 天然建筑材料天然建筑材料调查与勘探表明,坝址上、下游黄河两岸均储存着相当丰富的砂砾石料及土料。位于坝址下游2处左岸的张家村土料场,储有丰富的含砂砾土及粉质粘土,可供围堰等使用,也可作心墙坝的心墙土料。重点勘查的块石料及砂砾石料场有:干沟天然砂砾石料场、下马家砂砾石料场、样板弯块石料石料料场,并对大墩峡块石料场进行了比较。干沟砂砾石料场:位于坝址下游右岸XX省积

43、石山境内,距坝址约为89.5,场地高程20102090m,为洪冲积物组成,砂砾石层厚达25.06m,绝大部分砂砾石裸露地表。砂砾石岩性为花岗岩,岩石强度较高,抗风化能力强。该料场砂砾料天然容重达2.23g/cm,自然级配良好。下马家砂砾石料场:位于坝址下游左岸XX省XX县中川下马家村附近,距坝址约20,料场地面高程17481755m,地下水埋深12.5m,砂砾料平均厚度9.72m,储量丰富,质量较好,其它指标均能满足质量要求。样板弯料场:位于坝址上游左岸的样板弯,距坝址2.8,料场顺河分布,长1200m,宽80120m,地面高程17902180m,岩性为黑云角闪片岩。该料场料源储藏量丰富,岩体

44、裸露,但料场处山体陡峻,开采场地狭窄,开采难度大。且交通条件差,需在左边陡边坡凿山修路。大墩峡料场:位于坝址下游1.5处的关门村后山体,属甘肃境内,料场岩性为黑云角闪片岩,岩体质量可满足要求,且施工场地开阔,但由于关门断层的影响,山体风化程度较大达40余米。坝址区开挖料:主要岩性为白垩子K13-2 和K14 ,开挖料中部分岩石强度较低,岩石胶结程度较差,在干湿交潜状态下易崩解。3.5 坝基开挖及材料参数3.5.1 坝址区开挖边坡建议值 表3-5 坝址区开挖边坡建议值工程部位岩石名称风化程度开挖边坡混凝土面板堆石坝左坝肩砾岩、中砂细岩弱风化2:13:1微风化4:15:1右坝肩砾岩、中砂细岩弱风化

45、3:1微风化6:1混凝土面板堆石坝趾板右岸1820m以上砾岩、中砂细岩弱微风化3:14:13.5.2 坝体填筑材料物理力学参数表材 料容重(KN/m)C(KPa)线性强度对数强度()()()垫层料2A湿22.0043.050.67.0饱和24.2041.048.55.0过渡料3A湿21.8042.052.510.0饱和24.1040.050.08.0主堆石区3B湿21.5041.056.513.0饱和23.9040.054.011.0下游堆石区3C(坝址区开挖料)湿21.1040.056.511.0饱和23.3038.046.511.0表3-6 坝体填筑材料物理力学参数表3.5.3 坝体填筑材

46、料邓肯EB模型参数表表3-7 坝体填筑材料邓肯EB模型参数表编号材 料(KN/m)Kn()()mRfKbKur1垫层料(2A)22.04000.3550.670.220.785208002特殊垫层区料(2B)22.07800.3052.580.250.7752515003过渡料(3A)21.88500.3052.5100.200.7755017004主堆石区(3B)21.510700.3656.5130.400.8226013005下游堆石区(3C)(开挖料)21.13100.3956.5110.300.591107004 库容曲线及坝址水位流量关系曲线水库库容曲线见表4-1。坝址区河道各横断

47、面的水位流量关系曲线见表4-2。表4-1 积石峡库容曲线库水位(m)原始库容(万m3)淤积20年后库容(万m3)淤积50年后库容(万m3)1774.0601780517901401800700181017001820360018254840018306500900183585002431184010900431518451380065550185017650904123491852193401023234561854214501209046511855224001273452761856236901417961121860288901922410745表4-2 坝址区各断面水位流量关系流量(m

48、3/s)坝址(m)厂房(m)坝址下游660m(m)2001782.001781.761781.074001783.081782.801781.986001784.051783.751782.888001784.851784.511783.5210001785.571785.211784.1720001788.381787.951786.7330001790.531790.041788.6331601790.871790.381788.9540001792.331791.811790.3142801792.811792.281790.7450001793.731793.171791.556000

49、1795.011794.401792.6670001796.201795.561793.7080001797.151796.511794.655特征水位及流量5.1 水库特征水位 正常蓄水位:1856m汛期限制水位:1854m死水位:1852m5.2 厂房下游尾水位 厂房下游特征尾水位见表5-1。表5-1 厂房下游特征尾水位工 况下泄流量(m3/s)尾水位(m)电站最大引用流量3576.21787.10正常尾水位7031784.00最低尾水位半台机过流288.11782.37厂房的设计洪水位(P0.5)56001792.22厂房的校核洪水位(P0.02)71871793.876 电站水能指标及机组主要参数最大水头:73.63m最小水