安全鉴定(总结报告)1

甘肃黄河柴家峡水电站工程蓄水安全鉴定报告^^国家电カ监管委员会大坝安全监察中心SERC二〇0七年六月核定:谢霄易审查:校核:聂广明统稿:何华法

甘肃黄河柴家峡水电站大坝

蓄水安全鉴定专家组名单i工作单专业签姚群钦昆明勘测设计研究院水工教高陈文安徽水电勘测设计研究院水工教高王达邦华东勘测设计研究院规划教高刘钊西北勘测设计研究院地质教高魏大智水利水电第七工程局施工教高杜永明水利水电第五工程局施工教高张之涓上海勘测设计研究院金结教高王正旭电监会大坝安全监察中心监测教高何华法电监会大坝安全监察中心水工教高TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一部分工程安全总评价 11工程概况 12工程蓄水安全鉴定工作简况 8工作范围 8工作内容 8工作组织 93工程安全总评价 11工程安全鉴定意见 11结论 18\o"CurrentDocument"第二部分分项工程安全鉴定意见 19\o"CurrentDocument"1工程防洪 19\o"CurrentDocument"工程等级及防洪标准 19设计洪水复核 19工程防洪 21\o"CurrentDocument"下闸蓄水与渡汛 24\o"CurrentDocument"水库及运行方式 25\o"CurrentDocument"工程防洪安全鉴定意见和建议 26\o"CurrentDocument"2工程地质 28\o"CurrentDocument"区域地质与地震 28水库区主要工程地质问题评价 28工程区基本地质条件 29工程区各水工建筑物工程地质条件 33工程地质评价和建议 353挡水建筑物 37大坝枢纽布置 37挡水坝段结构设计 37基础处理设计 40坝基抗滑稳定与应カ 41\o"CurrentDocument"挡水建筑物安全鉴定意见和建议 454 泄洪冲沙闸 47泄洪冲沙闸设计布置 47泄洪冲沙闸稳定与基础应カ 48闸室结构计算 49安全鉴定意见及建议 495溢流坝 51溢流坝设计布置 51溢流坝稳定与基础应カ 51安全鉴定意见和建议 53发电引水隧洞进水口 54进水口设计 54结构设计 56结构计算 56安全鉴定意见和建议 57土建工程施工质量 59大坝工程 59进水口工程 74金属结构 77溢流坝闸门及启闭机 77泄洪排沙闸闸门及启闭机 78发电引水洞进水口拦污栅,闸门及启闭机 79闸门及启闭机安全鉴定意见和建议 819工程安全监测 82监测系统布置 82监测系统实施 83施工期监测成果 84监测系统鉴定意见 85附件1 87附件2 89附件3 91附件4 96附件5 99附图目录:1、枢纽平面布置图（1/6）HDX-SGT-SG—枢纽ー01—12、枢纽平面布置图（2/6）HDX—SGT-SG—枢纽ー01—23、枢纽平面布置图（3/6）HDX-SGT—SG—枢纽ー01—34、枢纽平面布置图（4/6）HDX—SGT-SG—枢纽ー01—45、枢纽平面布置图（5/6）HDX—SGT-SG—枢纽ー01—56、枢纽平面布置图（6/6）^1Dスー561一56ー枢纽ー01—67、发电洞进ロ结构设计图（1/2）HDX—ZHB—SG一引进ー01—1各参建单位提交的主要文件目录1、《甘肃黄河柴家峡水电站工程安全鉴定建设报告（蓄水阶段,下同）》,甘肃柴家峡水电有限公司,200フ年6月;2、《甘肃黄河柴家峡水电站工程安全鉴定设计报告》及附图,西北勘测设计研究院、甘肃省水利水电勘测设计研究院,200フ年6月;3、《甘肃黄河柴家峡水电站工程蓄水方案、防汛度汛及运行调度报告》,西北勘测设计研究院、甘肃省水利水电勘测设计研究院,2007年6月；4、《甘肃黄河柴家峡水电站工程建设监理自检报告》,甘肃黄河水利水电工程监理有限公司柴家峡监理部,2007年6月;5、《甘肃黄河柴家峡水电站工程（CI、CH标）施工质量自检报告》,中国水电三局柴家峡项目部,2007年6月；6、《甘肃黄河柴家峡水电站工程厂坝水工金属结构建造自检报告》,甘肃华研水电咨询有限公司,200フ年4月;フ、《甘肃黄河柴家峡水电站工程门式启闭机设计说明》,国电郑州机械设计研究所,2006年3月;8、《甘肃黄河柴家峡水电站工程门式启闭机制造、安装报告》,新乡市起重设备厂,2007年6月;9、《甘肃黄河柴家峡水电站工程施工期监测资料分析报告》及附图集,南京南瑞集团公司柴家峡项目部,2005年9月;第一部分工程安全总评价1工程概况工程布置及主体工程特性柴家峡水电站位于甘肃省兰州市西郊的的西固区,是黄河龙羊峡〜青铜峡段梯级中第十八座水电站。上游距八盘峡水电站!7.9km,下游距兰州市31km,坝址以上控制流域面积220556km2,多年平均流量1040nr7s。柴家峡水电站坝址区右岸有312国道和陇海线兰新铁路经过,左岸为电站建设单位核工业集团公司兰州铀浓缩厂（504厂）生产区,厂区内有黄河大桥沟通两岸,对外交通十分便利。本工程由甘肃省发展计划委员会批复立项,主要任务是发电,并可改善八盘峡〜柴家峡河段沿岸灌溉条件及美化兰州市区的作用。本工程以发电为主,布置方式为河床式,拦河闸坝最大高度33m,水库正常蓄水位1550.5m,相应库容!660万m3o电站共安装4台单机容量为24MW的灯泡贯流式机组,额定水头6.8m,总装机容量96MW,多年平均发电量4.91亿kWh。依据现行规范,工程等别为三等中型工程,主要建筑物级别为3级。工程设计防洪标准为100年一遇、校核标准为1000年一遇,消能防冲按30年一遇洪水设计。工程区地震基本烈度为8度,地震动峰值加速度为0.20g0主要水工建筑物抗震设防烈度为8度。枢纽主要建筑物自左至右依次布置有:左岸土石坝、河床式电站厂房坝段、中间挡水坝段（在厂房和泄水闸之间的中间坝段上下游布置了纵向导墙）、五孔泄水闸、右岸混凝土挡水坝、防渗排水系统以及上下游护岸等。泄水闸坝段位于主河道右侧,主要由闸前引渠、泄水闸、消カ池、护坦及钢筋笼防护段及上下游护岸组成,全长160.5m。泄水闸为5孔平底闸,闸室采用平底、无胸墙的开敞式结构,泄水闸坝段总宽!19.50m,孔口尺寸17.0mxl2.0m（宽x高）。进口底板高程1539.0m,基本与原河床同高。闸顶高程1555.00m,最大闸坝高24m。闸室顺水流方向长度37.0m。垂直水流方向闸室按一孔ー缝进行结构分缝,闸段之间设永久沉陷缝:闸室内设平板检修闸门槽和弧形工作闸门。弧形工作门由设在两侧边墩上的2xl600kN的液压启闭机操作,检修门则由2xl600kN坝顶双向门机启闭。闸室基础座落在砂岩、粉砂岩和粘土岩互层的弱风化层中上部,开挖最低高程!531.0m,泄水闸的下游消能防冲采用底流式消能,消力池长度为40m,下接护坦和海漫。右岸混凝上重力坝全长32m,最大坝高17m。上游坝面为垂直面,下游坝坡为1:0.6,坝顶宽度16.5m。坝内设有检修闸门门库。坝顶上游设高1.4m的混凝上防浪墙。厂房坝段沿坝轴线方向总长135.28m,布置在河道的左岸,右邻泄洪闸坝段,左邻上工膜心墙堆石坝。厂内安装四台灯泡贯流式水轮发电机组。主厂房四个坝段采用一机ー缝布置。尾水副厂房布置在主厂房下游墙与下游挡水墙之间、尾水平台以下至尾水管顶板的空腔内。安装间布置在主厂房的左侧,坝段长度为36m,建基高程为1535.00m。顺水流方向长度フ2.79m（同主厂房）。中间坝段及副厂房（中控楼）,设在主厂房右侧及泄水闸坝段之间。坝段长度!2m,建基高程为1536.00m。厂房坝段基础座落在泥钙质砂岩、粘上质粉砂岩和粉砂质粘上岩的弱风化顶层上,施工中未发现大的断裂构造问题,岩体完整性较好,对遇易崩解、风化的软弱岩层、断层,根据需要作局部处理。考虑柴家峡河段泥沙来量大,在四个厂房坝段右侧各设置ー个闸墩式排沙孔,同时利用部分横向施工围堰作为拦沙堰（坎）,防止推移质进入电站进水口。复合土工膜心墙坝位于枢纽左坝头,坝顶高程1555.00m,坝顶总长度54.62m,最大坝高19m。坝顶为宽8m的沥青混凝土路面。坝顶上游侧设置高3.1m的L型防浪墙,防浪墙顶高程为1556.40m。复合土工膜心墙设在坝体中部,膜顶、底部分别与防浪墙底板及基础混凝土垫层采用钢结构螺栓连接。在土工膜上下游侧各设30cm厚砂砾垫层,砂砾垫层与坝壳料间设过渡区。坝体基础混凝土垫层底部设帷幕灌浆孔,深入基岩8〜15m,灌后基岩透水率＜5Lu坝体上游坝坡为1:2.3,下游坝坡为1:2.〇〜1:2.15。上、下游坝坡均采用15cm厚的混凝上块防护,混凝上块下设0.5m〜0.4m的垫层。下游侧分别设厚2.1m反滤层、卵石排水体及铅丝笼装石护坡。坝体与厂房安装间边墙接头采用混凝上挡墙加一道刺墙连接,挡墙顶部高程1555.00m,顶宽2.0m,侧坡1:0.65;刺墙顶部高程1553.75m,顶宽0.5m,顶长1.03m,上下游坡均为1:0.5,侧坡为1:0.65。挡墙底部设灌浆廊道与安装间坝段廊道连通,以保证防渗帷幕的连续性。右岸上游河岸边坡防护总长度108.5m、垂直高度!5m,采用78.5m长的现浇混凝上和30m长的浆砌石防护,顶高程!555.0mo河岸全线为岩石地基、坡脚采用扩大基础;右岸下游采用总长度384.95m混凝上（浆砌石62.74m）重力式挡墙作防护布置。挡墙高!3.5~9.5m,墙顶高程1548.50m。基础大部坐落于基岩上,防护墙迎水面呈直立,背水面为1:0.4〜1:0.6（浆砌石）坡度,基础全部设计为扩大基础。左岸上坝公路靠河侧心墙坝坝肩上下游侧削坡范围内人工边坡均设混凝上块护坡,其左侧岩石开挖边坡采用挂网喷混凝上并结合系统锚杆支护。

本工程建筑物主要特性见表l-lo表!-1 柴家峡水电站主要工程特性表序号名称单位数量备注水文1流域面积全流域面积km2752443坝址以上流域面积km22205562利用水文系列年限径流年811919〜2000年洪水年671934〜2000年3多年平均年径流量亿n?3284代表性流量多年平均流量m3/s1040调查历史最大洪水流量m3/s8500兰州站（1904年）实测最大流量m3/s7190兰州站（1981年）实测最小流量m3/s188兰州站(1958.1.30)设计洪水标准及流量m3/s6500P=l%校核洪水标准及流量m3/s7350P=0.1%施工导流标准及流量m3/s4150P=10%（刘家峡控泄）5泥沙多年平均悬移质输沙量万t5110多年平均含沙量kg/m31.69汛期实测最大含沙量kg/m3306兰州站(1970.8.15)多年平均推移质输沙量万t12.2水库1水库水位校核洪水位m1553.14设计洪水位m1551.60正常蓄水位m1550.50初期运用水位m1551.00上游河口电站建成前2正常蓄水位时水库面积km3.043正常蓄水位时回水长度km10.654水库总库容万m31660正常蓄水位-下泄流量及相应下游水位设计洪水位时最大泄量m3/s6500相应下游水位m1548.37序号名称单位数量备注校核洪水位时最大泄量m3/s7350相应ド游水位m1548.78最小流量m3/s250相应ド游水位m1540.18机组满发时流量m3/s1598.8相应ド游水位m1543.18匹工程效益指标1发电效益总装机容量MW96保证出力MW49.5多年平均发电量亿kWh4.91永久运行年利用小时数h5115五水库淹没损失、工程永久占地1淹没耕（园）地亩209.52淹没林地亩231.83拆迁房屋面积m22304永久占地亩68.245迁移人口人0六主要建筑物及设备1坝坝型（主坝ノ副坝）混凝土ノ土工膜心墙堆石坝地基特性（主坝/副坝）砂岩、粉砂岩、粘土岩地震基本烈度/设防烈度度8/8坝顶高程m1555.00最大坝高（混凝土坝/土坝）m33/19顶部长度m339.42泄洪建筑物2.1泄洪闸型式开敞式平底泄洪闸闸底板高程m1539.0孔口尺寸及数量m25-17x12消能方式底流

序号名称单位数量备注消カ池单宽流量m3/s.m54.5/67P=3.33%闸门型式（工作/检修）弧形门/平面门闸门数量（工作ノ检修）扇5/12.2泄洪流量设计泄洪流量m3/s6032P=l%校核泄洪流量m3/s7202P=0.1%3厂房3.1型式河床式厂房3.2主厂房尺寸（长X宽X高）m87.28X25.6X233.3机组安装高程m1532.203.4引水设计引用流量m3/s4X402进水口底槛高程m1527.00主拦污栅道数/尺寸m4/13.67X264孔副拦污栅尺寸m13.67X15.78与检修门共槽检修门孔数/尺寸m4/13.67X15.784孔尾水检修门孔数/尺寸m4/12.96X12.964孔3.5副厂房尺寸（长X宽X高）m25.6X12X18.33.6尾水平台高程m1552.603.7电站尾水位最低尾水位m1540.18Q=250m3/s正常尾水位m1542.27Q=1040m3/s设计洪水尾水位m1548.18Q=6500m3/s校核洪水尾水位m1548.78Q=7350m3/s3.8排沙孔进口底板高程m1522.00出口底板高程m1531.00孔数/孔口尺寸m24/1.5X4（进ロ）4/1.5X34（出口）设计泄洪量（1%）m3/s4X35校核泄洪量（0.1%）m3/s4X374.主要机电设备4.1水轮机

序号名称单位数量备注设计泄洪量(1%)m3/s4X35校核泄洪量(0.1%)m3/s4X374.主要机电设备4.1水轮机台数台4型号GZ(975)-WP-720额定出力MW24.66额定转速r/min68.18额定水头m6.8额定流量m3/s402最大工作水头m10最小工作水头m3.14.2发电机台数厶4型号SFWG24-88/7720单机容量MW244.3主变压器台数台2型号SF9-63000/1104.4厂内桥式起重机台数ム1型号160+60/10t/20.0m4.5启闭设备坝顶双向门机型号2X1600kN1台尾水单向门机型号2X630kN!台液压后闭机型号2X1600kN5套建设过程1983年西北院编制完成了《黄河龙羊峡至青铜峡河段梯级开发报告》中,规划布置了龙羊峡、拉西瓦、刘家峡等15个梯级电站。其间尚有176米川地河段落差未被利用。1992年底西北院完成了《黄河上游龙羊峡〜刘家峡河段中型电站规划报告》。在既充分利用川地河段水力资源,又尽量减少淹没损失的原则下,采用多梯级,低水头,径流式开发方式,在上述河段又规划了尼那、山坪等フ个中型电站,使得龙ー刘河段总落差利用率达93%。1988年3月甘肃省水利水电勘测设计研究院（以下简称甘肃院）受兰州市政府的委托,提出了《黄河ハ盘峡~柴家峡河段选点查勘研究报告》,次年3月提出了《黄河ハ盘峡〜柴家峡河段补充规划报告》,同年8月由甘肃省计委主持、在兰州审查通过了该报告,审查会同意报告中提出的八盘峡以下至柴家峡的20km河段采用河口、柴家峡两级开发的方案,并建议优先开发柴家峡水电站。1989年12月甘肃院完成了《黄河柴家峡水电站可行性研究报告》（等同现电カ系统预可行性研究）。在进行专家咨询、部分修改和补充后,省计委于1991年10月在兰州市主持召开了《黄河柴家峡水电站可行性研究报告》审查会,并以甘计能（1991）851号文印发了审查纪要。2002年11月,省计委决定由核工业集团公司兰州铀浓缩厂（以下简称504厂）控股建设黄河柴家峡水电站。2003年3月,504厂通过设计方案招标,选定西北勘测设计研究院（责任方,以下简称西北院）与甘肃省水利水电勘测设计研究院（合作方,以下简称甘肃院）组成的设计联合体开展本工程可行性研究报告设计（等同原初步设计）、招标设计和施工详图设计工作。2003年11月,设计联合体完成了可行性研究报告编制,2004年3月,省发改委、水电水利规划设计总院在兰州市主持召开了黄河柴家峡水电站工程可行性研究报告审查会议,并通过审查。本工程业主单位为甘肃柴家峡水电有限公司:设计单位为中国水利水电顾问集团西北勘测设计研究院（责任方）、甘肃省水利水电勘测设计研究院（合作方）:监理单位为甘肃黄河水利水电工程监理有限公司;土建、机电设备及金属结构安装等均由中国水电水利第三工程局承建。柴家峡水电站工程自2004年11月23日正式开エ建设,于2005年11月11日顺利实现主河床截流。工程计划于2007年9月实现首台机组投产发电。目前工程进度均按计划实施,目前已基本具备水库蓄水的形象面貌。2工程蓄水安全鉴定工作简况工作范围根据原电カ工业部颁布的《水电建设工程安全鉴定规定》,本工程蓄水安全鉴定的范围为:右岸混凝土挡水坝、五孔泄水闸、河床式电站厂房（含发电进水口）、土石坝及两岸附属结构、金属结构等已完建部分建筑物以及与工程蓄水安全有关的大坝左右岸上下游边坡、下游消能防护等。工作内容本工程蓄水安全鉴定的内容包括:根据国家（行业）规程规范和国家有关部门批准的初步设计（可研）报告等,对工程设计质量进行评价；对不满足规范要求的或尚无规范可循的设计内容将根据专门论证报告进行评价。根据国家（行业）规程规范和已批准的本工程合同文件规定的质量和安全标准,对己完工程土建和观测施工以及金属结构制作、安装质量进行评价；对工程、设备的缺陷和质量事故检查报告以及工程处理报告作出评价。柴家峡水电站水库蓄水安全鉴定的主要项目包括以下方面:（1）工程防洪、水库蓄水及度汛(2)坝区工程地质(3)右岸混凝土挡水坝、五孔泄水闸(4)河床式电站厂房(含发电进水口)土石坝及两岸附属建筑物土建工程施工(7)金属结构(8)工程安全监测工作组织根据《水电建设工程安全鉴定规定》的要求,受甘肃柴家峡水电有限公司委托,大坝安全监察中心承担甘肃省柴家峡水电站蓄水安全鉴定エ作。蓄水鉴定由大坝安全监察中心负责聘请有关专家,组成工程蓄水安全鉴定专家组开展工作。鉴定工作从2007年3月初正式开始,2007年9月结束。2007年3月在柴家峡水电站工地召开了工程蓄水安全鉴定预备会议,根据工程特点对安全鉴定工作进行了布置,讨论提出了各参建单位需准备的资料和各有关自检报告的内容要求及进度。2007年7月9日至16日,大坝安全监察中心在兰州市柴家峡水电站工地组织召开了大坝蓄水安全鉴定第一次专家组会议,同时进行了现场检查。专家组会议明确了蓄水安全鉴定的工作任务、工作范围、工作内容、鉴定依据和专家分エ,蓄水安全鉴定专家组听取了建设各方完成的柴家峡水电站工程建设报告、地质自检报告、设计自检报告、土建施工自检报告、金结安装制作自检报告、观测施工及分析自检报告及监理自检报告(以上均为中间成果)的介绍。专家组分头查阅了有关图纸及报告,抽查了设计、施工、监理部分原始资料,并进行了专业对口的专题讨论,对影响工程安全的问题进行了认真分析,对各部门为本次安全鉴定所提出的相关资料及自检报告提出了明确的补充、修改、完善等要求。并就其完成的蓄水安全鉴定报告（初稿）总评价部分与建设各方充分交换了意见。大坝安全监察中心于2007年7月下旬向甘肃柴家峡水电有限公司提交《甘肃黄河柴家峡水电站工程蓄水安全鉴定报告》。3工程安全总评价1安全鉴定意见1.1工程等别、建筑物级别柴家峡水电站总装机96MW,总库容1660万〇?,混凝土坝最大坝高33m。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》,属三等中型工程,主要建筑物（挡水坝、泄水闸及厂房等）按3级建筑物设计,次要建筑物（导墙、护岸等）按4级建筑物设计是合适的。1.2设计洪水和工程防洪1）根据上述等级划分,挡水坝、泄水闸及厂房等的设计洪水标准采用100年一遇、校核洪水标准采用1000年一遇:消能防冲设计洪水标准采用30年一遇,符合现行规范规定。2）设计洪水计算采用的实测资料完整历史洪水可靠,计算方法符合规程要求,考虑上游水库影响的设计洪水成果合理。3）本工程5孔泄水闸和4孔冲沙闸的设计泄流能力经模型试验验证,可满足工程防洪要求。4）本工程蓄水时间不足1天,在蓄水期间通过泄水闸下泄350mコ/s流量,可以满足下游生产、生活用水要求。5）2007年度汛设计标准采用50年一遇洪水,校核标准采用100年一遇洪水符合规范要求,度汛建筑物为5孔泄水闸,满足安全度汛要求。3.1.3工程地质1）施工开挖和试验验证结果,前期的勘察成果基本符合实际,岩体力学参数是合适的。2）工程场址8km范围内无全新世活断层,历史上未发生强震。坝址50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.2g,相应地震基本烈度为vm度。3）水库不存在永久渗漏问题,库岸总体稳定,塌岸范围很小,固体径流量有限,库内无重要矿产和文物古迹。4）闸（坝）基础和右副坝基础均以砂岩为主,粘土岩软弱夹层所占比例小,断层裂隙不发育,向斜轴部的软岩和其他部位局部存在软岩夹层或破碎带都已开挖处理,并进行了固结灌浆,闸基承载カ和变形满足设计要求。岩层走向与坝轴线交角大、倾角较陡,不会构成深层滑动。5）厂房（坝）段基础岩体与闸坝段基本相同,裂隙不发育,岩体呈微风化,强度满足设计要求。左副坝基础地质条件满足相关建筑物要求。6）设计透水率采用3Lu做为防渗控制指标是合适的。河床和左岸（有灌浆洞）防渗的范围基本合适,右岸由于岩体单薄,防渗范围能否封闭有待在运行中检验。7）左岸坝肩边坡经喷锚处理后基本稳定;1#滑坡稳定性较差,为确保工程安全,对滑坡进行工程处理是必要的,今后仍应进行边坡变形监测。3.1.4泄水建筑物1）泄水闸和冲沙孔布置合理,体型适当,已经过1:100整体水工模型试验验证。目前,在泄水闸单独过水、机组尚未引水发电情况下,水流流势基本顺畅,1#孔进ロ流态稍差,待机组发电后,预期会得到ー定改善。2）泄水建筑物的泄流能力,满足设计和规范要求,泄水闸后采用消カ池底流消能是合适的,对消カ池下游一段河道进行防护是必要的。每年汛后应对消能设施进行检查,若有损坏,应及时修复。3）泄水闸在各种可能运行工况下,闸室是稳定的,应カ满足规范要求,结构强度满足运行要求,配筋合理,结构是安全的。4）对泄水闸闸基采取全面固结灌浆,设置灌浆排水廊道进行帷幕灌浆和幕后设排水孔是合适的。帷幕灌浆标准按く3h!控制,符合设计要求。5）冲沙底孔布置合适,结构是安全的。3.1.5厂房坝段1）柴家峡水电站为河床式水电站,厂房坝段为挡水建筑物的重要组成部分,厂区布置合理。2）厂房坝段的抗滑稳定和地基面应カ,均满足规范的安全要求。3）厂房结构采用结构力学方法和整体三维有限元进行了分析计算,根据设计计算成果,厂房结构安全稳定,满足规范要求。4）厂房引水渠上游利用二期围堰拆除到高程1545.5m作拦沙坎,该过水断面和下游尾水渠出口的过水断面均较小,流速较大,对发电水头有一定的影响,今后电站运行应注意观测电站的有效水头。并注意观测尾水渠出口的冲淤情况。3.1.6左岸土石坝1）复合土工膜心墙堆石坝的设计标准,符合现行相关规范要求。2）坝的体型设计和分区设计是合理的,满足规范要求。3）土石坝挡土墙断面设计合理,挡墙稳定及基础应カ满足规范要求。4）计算表明,坝体结构不会发生稳定破坏和渗透稳定破坏。坝体的沉降计算值在规范允许的范围内。5）由于施工中在原设计的下游坡侧增加了土体填筑而改变了原设计布置,尽管也对坝体下游侧的垂直水流向的横向排渗棱柱体及反滤体系做出了一定的调整,在水库蓄水后,仍应重视该段坝体的排渗状况。若发现异常,应及时加以处理。1.7右岸混凝土重力坝1）右副坝布置合理、结构安全。2）帷幕后不设排水和坝头防渗处理采用混凝土防渗墙并向上游偏转方案可行。在水库蓄水后,应注意加强渗水观测。1.8边坡、护岸和咕噜沟1）左岸边坡（1）左岸坝头边坡,经处理后已基本稳定。（2）左岸坝头上游的滑坡体稳定计算方法及参数选择合理,处理措施合适,目前正在施工,应抓紧在蓄水前完成。（3）应完善左岸边坡的排水系统（包括坡顶截水沟、坡脚排水沟和坡面排水）,并建立边坡安全监测。2）右岸护岸（1）上游护岸长度108.5m,采取混凝土和浆砌石支护。护岸长度和措施合适。(2)下游护岸总长384.66m(其中长95m段枢纽消カ池、护坦和海漫段右边墙),护岸设计合理,结构是安全的。由于部分区段护岸改变了原设计条件,应复核结构的稳定及应カ计算。3)咕噜沟治理方法适当,不会对立体工程造成的重大的影响。1.9工程施工质量1)坝基土石方开挖施工质量遵照合同技术要求及有关规程规范质量控制要求进行施工,施工质量合格。2)基础处理施工质量(1)建筑物基础粘土岩夹层、破碎带及断层处理方案合理,施工措施及质量符合设计要求。(2)建筑物基础固结灌浆和帷幕灌浆施灌エ艺及参数合理,符合灌浆规律。基岩的完整性、均质性、承载カ及防渗性能得以提高,其检测成果满足设计要求。3)土石坝工程施工质量(1)坝基和坝肩开挖施工符合施工规范,建基面轮廓尺寸及高程符合设计要求。(2)复合土工膜拼接、铺设エ艺及保护措施符合有关规定,其原材料及施工质量满足设计要求。(3)各种坝料填筑符合施工规范,其石质、级配、干密度,渗透系数及检测频次均满足施工规范和设计要求,坝体填筑质量良好。4）混凝土工程施工质量用于本工程混凝土的水泥、钢筋、骨料、外加剂等原材料均符合国家和行业质量标准;各工序满足有关规程规范要求:混凝土各项强度及耐久性等指标均符合规范要求;外观质量良好,满足工程设计要求。1.10金属结构1）金属结构布置、选型经济合理。设备主要承重结构和主要零部件的选材、计算强度、刚度等均满足设计规范、技术标准有关规定,启闭机容量能满足设计エ况下工程下闸蓄水及工程运行要求。2）金属结构制作工艺、焊接エ艺合理可行。5扇特宽型大孔口弧门的制作较规范。主要承重部件的材质基本符合设计要求,制造中未出现大的质量缺陷,出厂竣工资料较全,总体制造质量满足现行规范和设计要求。3）金属结构安装工艺流程明确、合理,质量控制要点及技术措施合理,各安装单元质量检测记录齐全。安装质量均满足有关技术规范和设计要求,各类闸门和启闭机的联动调试以及液压自动抓梁的挂脱试验等均为正常,具备投运条件。4）在永久供电系统尚未最终形成前,可利用临时电源,但电カ容量应满足设计要求,并有备用。1.11工程安全监测1）大坝安全监测系统已基本建立。系统的监测项目基本齐全,观测仪器选型合理,埋设安装方法正确,仪器完好率较高。观测方法和观测频次符合规范规定。大部分监测项目已投入人工观测,并已取得了初始值,部分项目已获得初步成果。2）目前,监测自动化系统,渗流量、平面变形控制网、精密水准网等项目尚未具备观测条件,气象站尚未建立,少量内部仪器还未埋设,应抓紧在蓄水前补充完善。3.1.12结论柴家峡水电站目前土建工程和金属结构安装工程,已基本完成,正在抓紧进行机电设备安装。经蓄水安全检查,工程布置总体合理,结构安全,施工质量合格,符合有关规程规范要求。初步监测资料表明各建筑物性状正常,工程是安全的,基本具备下闸蓄水条件。在完成围堰拆除及相关处理等水下工程后,可适时下闸蓄水。3.2建议1）本工程为大流量、低水头的河床式电站,洪水流量大、泥沙多,地质结构不均一、软岩性状差,工程位置极其重要。应尽快完善各项监测设施,加强监测工作（包括边坡、渗流、变形、应力等）。2）五孔泄水闸是本工程运行安全的生命线,应制定周密的闸门运行调度计划,并使各孔闸门随时处于良好工作状态,做到开关自如,并确保电源供应。3）鉴于本工程库容较小,水库蓄水仅需数小时,而目前主机及相关设备安装尚未完成,目前又正值主汛期,从需要和更为稳妥出发,建议实施水库下闸蓄水的时间宜安排在稍后进行。其他意见见各分项工程安全鉴定内容,请ー并考虑。第二部分分项工程安全鉴定意见1工程防洪1.1工程等级及防洪标准柴家峡水电站是黄河龙羊峡〜青铜峡河段梯级的第18个水电站,以发电为主。水库总库容1660万n?,装机96MW(4X24MW),混凝土坝最大坝高33.0m。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180—2003),本工程属三等中型工程。主要建筑物(挡水坝、泄洪闸、厂房等)按3级建筑物设计、次要建筑物(导墙、护岸等)按4级建筑物设计是合适的。根据上述等级划分,主要建筑物的设计洪水标准采用100年一遇洪水、校核洪水标准采用1000年一遇洪水;消能防冲设计标准采用30年一遇洪水,符合现行规范规定。1.2设计洪水计算1.2.1洪水特性黄河上游干流洪水主要由暴雨形成,一般涨落较缓,历时较长,一次洪水过程平均40天左右,洪水大多为单峰型,峰量关系较好。洪水主要发生在7月和9月,其次发生在8月、6月和10月上中旬。一般来说,7月份洪水峰型尖瘦,9月份洪水峰型矮胖,这主要是由于7月分暴雨强度大,历时相对较短，而9月份降雨面积大,历时相对较长。1.2.2洪水基本资料(1)水文站:黄河上游干流水文站较多,且均为国家基本测站,观测系列较长,资料精度较高,其中兰州站位于本电站坝址下游约31km处,自1934年建站观测至今,观测年限最长,在本工程的设计洪水计算时作为设计代表站。(2)实测资料系列:采用兰州站1934—2000年共67年的实测洪水资料,其中1968年以后受刘家峡和龙羊峡水库蓄水影响的资料进行了还原计算。(3)历史洪水:原北京院、西北院曾对黄河上游历史洪水进行过多次调查考证,一致认为!904年洪水为黄河上游历史首位大洪水,确定兰州站洪峰值为8500m3/s,最大15天洪量为87.0亿m3,最大45天洪量为196亿m3,其重现期为150-190年。.3设计洪水计算(1)兰州站天然设计洪水利用1934—2000年实测洪水系列，加入1904年历史洪水进行频率分析,采用P-HI型曲线适线,得到天然情况下的洪峰洪量频率曲线,由此求得各频率设计洪水成果。柴家峡可研阶段采用的兰州站天然设计洪水成果见表!-U

表17兰州水文站天然设计洪水成果表单位:流量mソs;洪量亿ザ项目设计频率(%)0.010.050.1125Qn127001110010400811074106440W1513111510884.076.767.0W|5274245232188174154(2)受上游水库影响的柴家峡水电站设计洪水本工程上游建有多个大型水电站,其中龙羊峡和刘家峡有较大的调洪能力,两库联合调洪满足下游梯级电站和兰州市的防洪要求。根据龙ー刘两库防洪调度原则,龙羊峡发生1000年一遇及以下洪水,龙库控制最大泄量4000mソs;超过1000年一遇洪水最大下泄量6000m7so刘家峡发生100年一遇及以下洪水,刘库控制最大泄量4290mソs;发生1000年一遇及以下洪水时,最大下泄流量4510m3ハ:发生2000年一遇及以下洪水时,最大下泄流量7260mコハ;超过2000年一遇洪水时,敞泄。选用1964年洪水的地区组成,考虑上游龙ー刘水库的调洪影响,得到柴家峡电站各种频率设计洪峰流量,见表1-2〇表1-2受上游水库调蓄影响的柴家峡设计洪峰成果表单位:m3/s项目P(%)0.10.20.512510天然设计洪峰流量10400975088408110741064405640刘家峡下泄流量4510451045104290429062904290上〜兰区间洪峰2840266024202210202017601550柴家峡设计洪峰7350717069306500631060505640洪水调节计算(1)泄洪设施及泄流曲线本工程主要泄洪设施为5孔泄洪闸,布置于左岸,闸孔尺寸为17mX12m(宽X高),闸底高程1539.0m。此外,还有4孔冲沙闸,布置于每台机组进水口下方,进ロ尺寸为1.5mX4.0m,进口底板高程!522.0m,较机组进水口底板低5.0m。泄洪闸的设计泄流能力按宽顶比流公式计算,冲沙闸的设计泄流能力按有压管流的流量公式计算。柴家峡水电站泄洪设施的泄流量见表!-3〇表1-3柴家峡水电站泄洪设施泄流量表水库水位(m)1540.781543.181545.241548.591551.531554.61泄洪闸总泄量(m7s)20010002000400060008350排沙闸总泄量(n?/s)215481120146173合计(m3/s)22110542081412061468523经整体水工模型试验,总泄量的试验值较设计值小0.155%〜1.075%,泄水闸的泄流能力基本满足设计要求。(2)调洪计算本工程库容小,不承担下游防洪任务,工程防洪主要考虑建筑物本身的安全。在调洪计算时不考虑该水库本身的调蓄作用,根据泄水建筑物的泄流能力确定水库的设计洪水位和校核洪水位。据此,求得设计洪水位为1551.60m,校核洪水位为1553.14m。下闸蓄水与度汛1.4.1下闸蓄水方案及蓄水计算根据目前的工程面貌及业主要求，柴家峡水电站计划于今年9月初蓄水，9月底第一台机组发电。柴家峡水电站库水位1548.5m,相应库容1190万n?;正常水位1550.5m,相应库容1660万m3o考虑到机组最低发电水头要求,初期蓄水的高程应达1548.5m,相应蓄水量为1190万m\柴家峡水电站上游已建成若干大型水电站，其中龙羊峡和刘家峡水电站具有较好的调节性能,柴家峡水电站的入库流量受龙一刘联合调度补偿调节的影响,而刘家峡水电站的出库流量又由西北电网发电调度计划决定。根据西北电网公司调度计划,刘家峡水库9月份出库流量为700m7s,不考虑区间来水,则柴家峡电站月平均入库流量为700m3/s,相当于75%保证率的来水量。由于本电站下游为甘肃省省会兰州市,若出现河道断流情况,会影响兰州市取水泵站对取水位要求以及沿河人蓄用水,因此柴家峡电站蓄水时间拟通过泄洪闸下泄350mヽ/s流量,以满足柴家峡下游河段沿河两岸部分居民生产生活及农业灌溉用水要求。根据上述来水量,在考虑下游用水要求的前提下,每小时可蓄水126万ザ,连续蓄水9.5小时左右水库水位可达1548.5m高程,连续蓄水13小时左右水库水位可到达155〇.5m。由此可见,柴家峡水库蓄水时间极短,且水量有保证。1.4.22007年度汛(1)度汛标准及度汛水位由于本电站蓄水时间短,即使9月初蓄水,也面临今年的度汛问题。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89),2007年度汛标准按50年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核是合适的,相应的洪峰流量分别为6310和6500m7so根据计算,设计标准的水库度汛最高水位为1551.95m»厂房尾水位为1548.04m;校核标准的水库度汛最高水位为1552.21m.厂房尾水位为1548.18m。(2)度汛要求2007年度汛目标是确保厂房和各挡水坝段的挡水安全以及5孔泄洪闸的泄洪安全。为此,要求工程在蓄水前按设计要求完成工程形象进度,制定度汛方案。水库运行柴家峡水电站为ー低水头河床式径流电站,建成后与上游梯级电站同步运行。为了尽可能获得较大发电水头和发电效益,在一般情况下,即使在洪水期,水库宜维持在正常蓄水位1550.5m运行。当洪水期上游来水流量大于3000m7s时,为减少库区泥沙淤积,需将坝前水位降至1548.5m排沙运行:当上游来水流量大于3500mヽ/s水库敞泄,此时上、下游水位差已小于3.1m,电站停止发电。泥沙柴家峡水电站入库悬移质来沙直接采用刘家峡蓄水后兰州站的实例资料。据统计,多年平均悬移质输沙量为5110万t,比天然情况减少58.5%。汛期6〜9月沙量占全年的90%,年平均含沙量1.69kg/m3,6〜9月平均含沙量3.22kg/n?,实测最大断面平均含沙量306kg/n?(1970年8月150〇推移质输沙量为12.2t,约6.78万m3o根据本工程特点,布置了两种防沙排沙设施:ー是设置排沙孔,在每台机组进水口下方设ー排沙孔,共4个排沙孔,排沙孔底板高程1522.0m,比机组进水口底板高程低5mo拦沙坝与上游纵向导墙形成的包围圈将电站进水口围了起来防止来沙进入引渠段,适时开启排沙孔,以保证电站进水口“门前清”。二是5孔泄洪闸的闸底高程!539m与原河床高程接近,有利于水库排沙。在汛期,当入库流量大于3000mコ/s时,库水位降至1548.5m运行,减少库区泥沙淤积。为了减少机组进沙,要求洪水期和上游水库泄洪排沙时，优先考虑开启靠近机组侧闸门。通过上述两种布置措施，辅以合理的水库运行方式,可基本解决本工程的泥沙问题。工程防洪安全鉴定意见和建议.1鉴定意见本电站装机96MW,总库容1660万n?,混凝土坝最大坝高33m。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》,属三等中型工程,挡水坝、泄洪闸及厂房等主要建筑物按3级建筑物设计;导墻、护岸等次要建筑物按4级建筑物设计是合适的。(2)根据上述等级划分,挡水坝、泄洪闸及厂房等的设计洪水标准采用100年一遇洪水、校核洪水标准采用1000年一遇洪水:消能防冲设计洪水标准采用30年一遇洪水符合现行规范规定。(3)设计洪水计算采用的实测资料完整,历史洪水可靠,计算方法符合规范要求,考虑上游水库影响的设计洪水成果合理。(4)本工程的泄洪设施为5孔泄洪闸和4孔冲沙闸,其设计泄流能力经模型试验验证,可满足工程防洪要求。本工程蓄水时间不足1天,在蓄水时间通过泄洪闸下泄350mコ/s流量,可以满足下游河段两岸居民生产生活及农业灌溉用水要求。2007年度汛设计标准采用50年一遇洪水、校核标准采用100年一遇洪水符合规范要求,相应的水库最高水位分别为1551.95m和1552.21m。2建议2007年9月蓄水后的度汛应引起足够重视,务必保证各挡水坝段和厂房的挡水安全以及5孔泄洪闸的泄水安全。为此建议制定度汛方案,落实度汛措施。编制水库运行设计报告,根据水工模型试验结果制定泄洪闸开启方式和冲沙闸的运行方式。2工程地质!地勘工作概况工程勘察由甘肃省院勘测处负责。1988年7月至1993年12月,先后完成“预可研阶段”和“可研阶段”的勘测任务。2003年3月设计联合体中“技施”设计标后,按照西北院编写的补充勘测任务书,对库坝区主要工程地质条件进行了勘察复核。截止2003年10月累计完成钻探1252.5m,洞探60m,压水试验30段,岩体原位变形和抗剪36点，做了大量地质分析与岩土试验，查清了工程地质条件。施工阶段经基坑编录和建基面剪切试验验证,前期的勘测成果比较符合实际,向设计提供的地质参数是安全可靠的。区域地质和地震.区域地质概况区内出露的地层主要有奥陶系（。L2）、三叠系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）、上第三系（N）和第四系。库坝区分布的地层为白垩系河口群（Kihkり,为ー套山麓堆积与河湖相沉积的碎屑岩。在大地构造上隶属昆仑ー秦岭地槽系祁连山中间隆起带，主要构造呈北西向,形迹以褶皱为主,工程区附近有燕山期的河口一王家圈背斜和红古一河口向斜,喜山期的李麻沙沟向斜等。本区红层中断裂不发育,仅有几条规模较小的断层。.新构造运动和地震本区第四纪以来以差异升降运动为主,并呈现南部强、北部弱的特点。工程场址8km范围内无区域性大断裂分布，也无全新世活断层,历史上未发生强震,主要受外围近场区强震的波及影响。对工程区影响较大的主要是庄浪河断裂和金城关断裂带。这两条断裂距坝址分别为15km和30km,历史上沿断裂曾发生过强震。根据国家地震局兰州地震研究所对柴家峡水电站所做的地震危险性分析,エ程场址50年超越概率10%的地震动峰值加速度为198.5cm/s2,与（ ）妒国地震动峰值加速度区划图》标识的（0.2g）一致,相应地震基本烈度为VII!度。本工程主要建筑物按V1D度设防是合适的。水库区工程地质条件.水库渗漏本水库水深8m,库水面未超出河槽以外。两岸阶地基座的岩面均高出正常蓄水位,未发现深槽和古河道。岩体由相对不透水的砂岩和砂质粘土岩组成,两岸封闭条件良好,不存在永久渗漏问题。.库岸稳定库岸大都为H级阶地基座边坡,由白垩系砂岩、粉砂岩和粉质粘土岩组成,坡度一段40〜55°,坡高较低,岸坡处于自然稳定状态,蓄水后库水对边坡影响不大。河道左岸坝址到504厂间的岩质边坡较高，坡度40。左右,公路以上局部有小型坍滑体和松散堆积物,现处于自然稳定状态,水库蓄水对其稳定状态无影响。总体看库岸稳定条件良好。.水库浸没水库蓄水后,按水库回水高程1550.5m〜1554.99m,结合当地水文地质条件进行预测,水库左岸504厂前地带I级阶地后缘和I!级阶地前缘将有147.0亩地受到浸没影响;右岸东河湾村一坡底下等地I级阶地后缘及H级阶地前缘将有107.7亩田受到浸没影响，左右岸浸没总面积约255亩。为减少浸没损失,可考虑在I级阶地前缘修筑防渗挡水墙并对保护区适当填高。.固体迳流库区两岸发育有三条规模较小的冲沟,经地质调查均不具备产生泥石流的条件,仅在雨季发洪水时,携带小量固体物质入库,因数量有限,对水库淤积影响不大。坝址工程地质条件.地形地貌坝址区黄河从北向南流,河道顺直,水面宽250〜260m,水深2〜5m,河床平整,基本无覆盖层,河谷呈左岸陡右岸缓的不对称“U”型谷。左岸为黄河!V级阶地。阶地基座构成的岩质边坡高70m,坡度40。以上。右岸为H级阶地,阶面宽约500m,高程1555〜1557m,有公路和铁路通过。阶地基座顶面高程1550m左右,高出河水面10〜11m。坝址右岸下游170m处有吐噜沟,切割II级阶地汇入黄河,沟口分布少量洪积物,经调查该沟规模较小,平时无水。.地层岩性坝址地层主要为下白统统河口群下岩组（Kihkり,按岩性主要为:（1）钙质砂岩:灰白色或灰绿色,岩石致密,比较坚硬,层厚4〜14m;多分布在河床。（2）泥钙质砂岩:灰褐色、砖红色,岩石较坚硬致密,层厚3〜15m;河床两岸均有分布;（3）粘土质粉砂岩:砖红色,泥质胶结，呈薄层状，单层厚〇」〜0.4m,两岸边分布较多。（4）粉砂质粘土岩:棕褐色,泥质胶结,呈片状单层厚0.05〜0.3m,多分布在岸边。以上（3）、（4）岩石质地软弱,易风化，是工程特性较差的岩体,但该层所占比例小,对工程影响不大。.地质构造坝区河床发育ー小的向斜（Z））构造。向斜轴走向NW2880,并向北西倾状,倾伏角25〇-36°〇该向斜规模小,与坝线斜交,对工程影响较小。坝区断裂不发育。施工开挖仅在闸室发现一条宽0.3〜0.4m的顺层逆断层,产状NW2900SWN54。,裂隙以层面裂隙为主,其他方向的裂隙不太发育,裂隙短小。.物理地质现象①1#滑坡：该滑坡位于左坝肩上游50m处,发育在!V级阶地前缘岩质边坡上,其顶部发育在IV级阶地基座上部的黄上层中,高出河水面75m,下部到河床,滑距约15〜20m。滑坡发生在下白垩系河口群下岩组（&hkリ钙质砂岩和泥钙质粉砂岩中,属基岩滑坡,滑坡上部沿层面顺层滑动,下部为切层滑动。滑坡体下部宽117m,上部宽66m,总体积约20万m’。可研阶段对该滑坡进行了详细勘察,对其稳定性评价的结论是“在天然条件下滑坡处于稳定状态,而在电站蓄水后加之暴雨、地震的作用,滑坡稳定性不足,应结合工程的修建对滑坡进行适当处理”。施工阶段对滑坡稳定性进行了复核,其结论与可研报告基本一致。为此设计结合工程施工采取了减荷压脚、护坡、排水等增稳措施,以确保滑体稳定安全。②岩体风化:坝区岩体风化中等。左、右岸强风化带厚2〜3m,弱风化带厚4〜6m,河床部位强风化带厚2.5〜3.5m,弱风化带厚5〜7m。.水文地质条件坝区岩体风化带和裂隙局部有脉状裂隙水,特别在向斜轴部含水较多,其水化学类型为CL-SCV一一K+-Na+型水,CL漓子浓度7324〜14935mg/L,SO42离子浓度达3084〜7238mg/L,对普通硅酸盐水泥具硫酸盐强侵蚀性。II级阶地砾石层中有少量孔隙水,其化学类型为HCO3--Ca2+—Mg2+型水,对普通混凝土无腐蚀性。压水试验表明,坝基岩体透水性总体较弱、微弱透水层埋深一般6〜19m,局部（向斜轴部）稍深。.岩体物理力学参数根据大量的岩土物理力学测试成果和部分岩体原位测试成果,参照国内同类工程资料,提出的坝基岩体力学参数建议值如表2-1,各类结构面的力学参数如表2-2。表2-2坝基结构面强度参数建议值结构面类型抗剪断强度抗剪强度cr(MPa)f钙质砂岩层面及很少充填的硬性裂隙0.5〇〜0.550.030.45〜0.50泥钙质砂岩层面及局部断续夹泥裂隙0.4〇〜0.450.020.35〜0.40软岩层面及较多夹泥裂隙0.35〜0.400.010.3〇〜0.35从岩石抗压强度看,钙质砂岩和泥钙质砂岩为硬岩一中硬岩、岩体强度较高,工程性质良好,所占比例大,是基础岩体的主要成分。粘土质粉砂岩和粉质粘土岩属软岩，岩体强度低，工程性质较差,但软岩以夹层或透镜体状产出,所占比例有限,对工程影响不大。闸（坝）段基础工程地质条件评价右岸副坝基础和坝肩岩体以钙质砂岩、泥钙质砂岩为主,夹粘土质粉砂岩,产状NE75°〜85°NWZ55°~60°,岩层走向与坝轴线夹角67°,有一组小裂隙坝肩部位的松动岩体已挖除，并进行固结灌浆处理，现场测试坝基岩体的纵波速1704〜2703m/s,地基强度满足设计要求。泄洪闸段软岩有所增加（约占40%）,特别坝右桩号0+083.0处的向斜核部,粉质粘土岩较集中,厚0.8〜1.1m,已按设计要求进行开挖回填处理。坝基岩层产状,在向斜东北翼为NW310°〜320°SWN45°〜50°,南西翼为NW275°〜285°NEN65°〜80°,岩层走向与坝轴线夹角55°,裂隙短小,连续性差,坝基无深层滑动问题。为复核建基面的抗剪指标,做了二组岩体与碎剪切试验,其成果与可研报告基本一致（见表2-1）。地质建议的抗剪强度指标能满足设计要求。纵向导墙段岩体较完整,节理裂隙不发育,工程地质条件良好。表27 坝基建基面（弱风化）岩体力学参数建议值指标岩性抗压强度（Mpa）模量（Gpa）岩/岩抗剪强度碎/岩抗剪强度干饱和弹模（Es）变模（E0）抗剪断抗剪抗剪断抗剪c'(MPa)ff.C，(MPa)f钙质砂岩65308〜105〜60.9〇〜1.00.7〜〇.80.7〇〜0.750.8〇〜〇.850.55〜〇.600.65〜0.70泥钙质砂岩45205〜73〜50.8〇〜〇,850.6〜0.70.6〇〜〇,650.7〇〜0.750.5〇〜〇.550.55〜〇.60粘土质粉砂岩35103〜52〜30.7〇〜0.750.5〇〜〇.550.55〜〇.600.6〇〜〇.650.4〇〜〇.450.5〇〜〇.55粉砂质粘上岩2051〜20.8〜1.00.55〜〇.600.1〇〜0.150.45〜〇.500.5〇〜〇.550.08〜0.100.45〜〇.50注:括号内的数据为闸基原位抗剪断复核试验指标（各ー组成果）厂房段基础工程地质条件评价引渠段和进水口段建基岩体以中硬岩为主,约占85〜90%,健占!0-15%,岩体弱风化一微风化,无断层，裂隙不发育,工程地质条件良好。厂房基础开挖较深,岩体均为微风化,裂隙不发育,工程地质条件良好,岩体平均纵波速度2856m/s,固结灌浆后3168m/s,提高率9.8%,地基强度满足设计要求。尾水管、尾水渠和安装间基础岩石条件与厂基基本相同,裂隙较少,岩体较完整,平均纵波速度2851~2933m/s,固灌后波速有所提高,地基强度满足设计要求。中间坝段位于纵向导墙与厂房连接部位,硬岩一中硬岩占85%以上，软岩约占15%左右,向斜核部从坝下59.10m处通过,岩体较破碎,纵波速1709-3390m/s,为加强岩体的整体性,全段进行了固结灌浆,灌后波速增长13.2%,地基强度满足建坝要求。坝基（肩）渗流评价坝基（肩）岩体的透水性主要受岩性、裂隙和风化程度控制,空间分布不均-〇压水试验结果中等透水带一段分布在坝基浅部,微弱透水带底板埋深一般在基础以下3〜16m,向斜核部最深20m。为控制坝基（肩）渗流,采取帷幕防渗措施是必要的。考虑到坝基内有水理性质较差的软岩,防渗标准按W3lu控制是合理的。河床和左岸的帷幕基本闭合，右岸纵向帷幕（加防渗墙）尚未完全封闭,但估计绕坝肩的漏水量不大。建议在蓄水过程中进行线坝渗漏监测。左坝肩边坡的工程地质条件评价左岸坝肩边坡为黄河IV级阶地前缘的斜坡,坡度45°,坡脚处高程1555m,基岩顶面高程1612m,岩性为钙质砂岩、泥钙质砂岩和泥钙质砂岩夹粘土质粉砂岩,岩层产状NW312°SWZ51°,岩层走向与岸坡走向夹角14°,基本属顺向坡稳定条件较差，斜坡岩体局部有拉裂松动现象,需进行工程处理。施工过程中采取了削坡、清除危石、对局部软弱岩层进行锚固和进行坡面喷护的措施,处理后该段边坡的安全感增强。下阶段应设点进行变形监测,必要时向上游扩大处理范围，与1#滑坡处理工程连成一体,确保坝肩和坝前边坡的稳定安全。结论及建议.库坝区的工程地质条件已查清。施工开挖和试验验证结果,前期的勘察成果基本符合实际,向设计提供的岩体力学参数是安全可靠的。.工程场址8km范围内无全新世活断层,历史上未发生强震。坝址50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.2g,相应地震基本烈度为VD!度。.水库不存在永久渗漏问题,库岸总体稳定，塌岸范围很小,固体径流量有限,库内无重要矿产和文物古迹,仅存在255亩农田的浸没损失,总体看水库エ程地质条件良好。.坝址区河床顺直平坦,基本无覆盖层。基岩以钙质砂岩和泥钙质砂岩为主，粉质粘土岩含量少,断层和裂隙不发育,岩体风化浅,透水性较弱,两岸坡基本稳定。坝址具有修建低水头电站良好的工程地质条件。.闸（坝）基础和右副坝基础均以砂岩为主,粘土岩软弱夹层所占比例小,断层裂隙不发育,向斜轴部的粉砂质粘土岩和其他部位局部存在的粘土质粉砂岩夹层或破碎带都已开挖处理,坝基进行了固结灌浆,坝基承载カ和变形满足设计要求。岩层倾角较陡,层面裂隙对深层滑动不控制。建基面滑动经现场试验复核,混凝土与岩体接触面的抗剪断指标与可行性阶段建议值一致,满足设计要求。消カ池和护坦基础工程地质条件良好。.厂房（坝）段基础岩体性状与可研阶段资料基本相同,裂隙不发育,岩体呈微风化,强度满足设计要求。纵向导墙、进水口和尾水管基础工程地质条件良好。安装间和左副坝基础条件满足建坝要求。.坝基浅部岩体尚有一定的透水性，需进行帷幕灌浆处理。考虑到坝基中的粘土质粉砂岩遇水易软化,设计采用づし做为防渗控制指标是合理的。河床和左坝肩的防渗范围是合适的,右岸纵向帷幕尚未完全闭合,建议运行期进行绕坝渗漏监测。.左岸1#滑坡稳定性较差,为确保工程安全,对滑坡进行工程处理是必要的。左岸坝肩边坡经喷锚处理后基本稳定,今后应进行边坡变形监测,必要时向上游边坡扩大处理范围。.坝区基岩裂隙水具有强硫酸盐侵蚀性,厂房和大坝基础混凝土和基础处理（含灌浆）所用水泥均应选用抗硫酸盐水泥。3泄水建筑物及右岸混凝土重力坝泄水建筑物设计本工程泄水建筑物为3级,设计洪水重现期100年,校核洪水重现期1000年,相应洪峰流量分别为6500mコ/s和7350m3/s;消能防冲按30年一遇设计,洪峰流量6170mSん。由于水库库容较小，没有调洪削峰能力,按照来多少泄多少设计泄水建筑物。本工程为河床式布置方式,泄水建筑物共有两项:5孔泄水闸和4孔排沙底孔。另外,在设计洪水情况下,考虑两台机组发电流量参与泄洪,在校核洪水情况下,全部机组不参与泄洪。泄水闸的主要功能是挡水、泄洪和排沙，是本工程泄洪建筑物的主体,布置于河床右侧:冲沙底孔的主要功能是形成冲沙漏斗,保护电站进水口“门前清”，进口分别布置于两台机组段之间的闸墩下。1.1泄水建筑物布置泄水闸共5孔,由闸前引水渠、闸室段、闸后消カ池、尾渠海漫及上下游护岸等组成,全长160.5m。闸室布置方式为开敞式平底闸,无胸墻，底板高程1539.0m,闸顶平台高程!555.0m（与坝顶同高,并设有防浪墙）闸室每孔净宽17.0mi闸墩总厚度6m（两个缝墩各3m）,闸墩首尾皆为半径为3m的半圆弧。水库正常蓄水位时，闸门挡水高度为11.5m（初期为12.0m）,闸室前缘总宽!09.0m（不包括两侧边墩）,顺水流方向长37.0m,其右侧与右岸副坝相连,左侧为泄水闸和厂房坝段之间的中导墙。整个闸室座落于基岩上,建基面高程1535.5m并在底板上游侧设置深齿槽，槽底开挖高程1531.0m,底宽7.5m,槽内设置了灌浆排水廊道。闸室尾部设置了浅齿槽,槽底高程!532.0m,每孔泄水闸装设弧门工作闸门ー扇,以液压启闭机操作,5孔共用平板检修闸门ー扇,由坝顶门机操作。泄水闸上游以1:10反坡与原河床相接,下游以两段圆弧接消カ池。消カ池底板高程1537.0m,矩形断面,池长40m,末端设有2m高的尾坎,坎顶高程1539.0m,坎后为30m长的护坦,下接海漫和护岸工程,护坦高程与消カ池尾坎同高。4个冲沙底孔为有压水道,进口分别布置在发电进水口中墩下,穿过厂房机组段之间由尾水闸墩引出,进口底槛高程1522.0m,孔口尺寸1.5mX4.0m,装设事故闸门ー扇,出口底槛高程1531.0m,孔口尺寸1.5mX3.4m,装设工作闸门ー扇,进出口闸门分别以坝顶门机和尾水门机启闭。泄水建筑物水力设计和模型试验泄水闸为平底开敞式,按宽顶计算泄流能力,冲沙孔按有压管流计算泄流能力。计算结果如下:在设计エ况下,上游库水位1551.6m,下游水位1548.37m,泄水闸5孔共泄量6032mコ/s,冲沙孔4孔总泄量148m加上电站2台机组发电流量320m3/s,枢纽总的泄流能力为650OnP/s:在校核工况下,上游库水位1553.14m,下游水位1548.97m,泄水闸5孔总泄量7202m3/s,冲沙闸4孔总泄量148m3/s,不考虑机组过水,枢纽总的泄流能力为7350mス。在可研阶段,曾委托西北水利科学研究院进行了1:100水工整体模型试验验证设计的合理性,并提出优化改进意见。试验的主要结论是:1）泄流能力试验值比计算值偏小0.155%—1.075%。2）上下游河道流态平顺。泄水闸敞泄时,水跃为临界淹没和淹没水跃,随着库水位的不同,泄洪流态依次在波状水跃、弱水跃和不稳定水跃之间演变。3）消カ池微淹没水跃,水跃虽然稳定,但池末流速仍有5.7m/s—7.77m/s,说明消能不够充分。4）电站尾水波动较小,尾水渠无淤积。5）厂房坝段上游横向围堰拆除至1545.5m高程并加以保护作拦沙坎后,可以有效地拦截河床推移质泥沙;冲沙孔冲沙效果较好,能够形成连通的拉沙漏斗。根据模型试验结果,已将泄洪闸的体型和结构措施作局部调整。泄水闸结构设计泄水闸每孔净宽!7m,闸墩设计为缝墩,缝墩原3m,按ー个闸段宽23m,长37m进行整体稳定分析。3.1.4整体稳定应カ闸基出露的地层主要为泥钙质砂岩、钙质砂岩、粉砂质粘上岩和粘上质粉砂岩,以及其夹层和互层。按地勘试验资料,取地基力学指标为:闸室地基允许承载カ:1.86MPa。混凝土/岩石:抗剪断f=0.73C=0.73Mpa岩石/岩石：抗剪断f=0.8C=0.55Mpa根据《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)按极限状态法进行了沿建基面在各种运行工况下的稳定和应カ计算,计算结果如下表：泄水闸建基面抗滑稳定及基础应カ计算成果表计算结果计算情况抗滑稳定极限状态基础抗压强度极限状态KNMPa作用效应抗滑稳定抗力闸基应カYo^S(°)1/YdR(°)上游下游基本组合持久状态正常工况446791542470.150.14持久状态设计エ况128121256450.100.05短暂状态检修エ况424451429350.150.11偶然组合偶然状态校核工况114651236550.090.04地震匸况477841470530.130.16排水失效379771454720.140.11由上表可见,闸基的抗滑稳定抗力,无论在何种运行工况,均远大于作用效应;闸基基础应カ均为正应カ,并远小于闸基允许承载カ。因此,闸基沿接触面的抗滑稳定和应カ是安全的。坝基不存在深层滑动稳定问题。3.1.5闸室结构为适应闸基不均匀沉陷的影响,闸墩设计为缝墩,闸室按一孔一缝进行结构分缝,拟定底板混凝土厚度3.5m,其中下部3m为C20普通混凝土,上部过流表面0.5m为抗冲耐磨HF高强粉混凝土,强度等级为C40，二级配;拟定缝墩混凝上厚度3m,强度等级为C30采用材料力学法进行闸墩内力计算,并用有限元理论进行复核,最终实际采用每米钢筋为：迎水面竖向钢筋5中28,背水面竖向钢筋5中22,横向钢筋均为5①25;对闸室底板采用弹性地基梁法计算内力,实际每米钢筋为:上下层主筋均为5中32,分布筋均为5中25。所有钢筋皆为II级。对弧门支座牛腿和闸墩局部应カ集中部位,以及门机大梁等特殊构件的计算和配筋进行了检查,认为计算合理、配筋适当,符合规程要求。1.6泄水闸基础处理1）固结灌浆泄水闸闸基在基础混凝土覆盖后进行了有盖重情况下的全面固结灌浆,固结灌浆孔孔排距均为3m,孔深（入岩）5m,灌浆压カ0.2—O.45Mpa,采用抗酸水泥施灌。2）防渗帷幕和排水在泄水闸前缘布置灌浆排水廊道一条进行防渗帷幕灌浆和排水孔施工。防渗帷幕按岩体透水率3吕荣控制,帷幕孔为单排,孔深12m—20m,孔距2m,灌浆压カ0.3—Mpa,采用抗酸水泥施灌。帷幕后设置排水孔幕，排水孔间距2m,孔深为该处帷幕深度的一半,斜向下游20°,电站投入运行后渗流集中于厂内渗流集水井进行抽排。为防止闸基细颗粒被渗流带出,要求在软岩中排水孔内作反滤处理。3.1.7消カ池泄水闸后采用消カ池底流消能,5孔共用ー池,池长40m,净宽109m,池底高程1537.0m,为矩形断面,左侧为厂房和泄洪闸直径的中导墙,右侧为重力式混凝土挡墙,底板混凝土设计厚度2.0m强度等级为C25,表层0.5m采用抗冲耐磨HF高强粉混凝土，强度等级C40,二级配。消カ池末端设有2m高的尾坎,坝顶高程1139.0m,底板上下有均设有齿槽,并对下游槽底进行了固结灌浆。为加强底板的稳定性,自底部岩石中布置了系统鱼尾式锚杆直径巾25间排距均为2m,深入基岩4mo根据池底的平面尺寸,对底板进行了结果分缝,按照分块尺寸11m—15m原则,共分为22块,所有纵横均设置橡胶止水带,并在缝下设置无砂混凝土排水暗管,将渗水排至纵向导墙ド的廊道集水井内进行抽排。根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）,对底板的抗浮稳定进行了计算,计算结果表明:在采取上述各项措施后,消力池底板的抗冲和抗浮稳定,均能满足规范要求。经过对消カ池底板的内力计算,对底板顶层和底层双向均配巾22@20II级钢筋。消カ池左侧边墙为厂房与泄水闸直径的纵向导墙并作为二期工程挡水围堰,在电站投运后两册水压基本平衡,运行条件大为改善,更不会影响蓄水安全。消カ池由此边墙这次已列入“右岸防洪工程”进行了检査,亦属安全。消カ池后30m长护坦护坦高程1139.0m,全断面钢筋混凝土衬砌,底板厚1.0m,上、下游均设有齿槽,和消カ池ー样,对底板进行了结果分缝和止水并在缝下设置排水暗管，将渗流引入纵导墙下的廊道集水井抽排。底板下同样设置了系统锚杆,锚杆参数同消力池底板、左侧边墙仍为中导墙,右侧边墙型式与消力池同,墙顶高程同为1548.5m,由于建基面抬高2m,相应墙高也低2m〇3.1.8泄水建筑物安全鉴定意见和建议1)安全鉴定意见(1)泄水闸和冲沙孔布置合理，体型适当,已经过1:100整体水工模型试验验证。目前,在泄水闸单独过水、机组尚未引水发电情况下,水流流势基本顺畅,1#孔进ロ流态稍差待机组发电后,预期会得到ー定改善。(2)泄水建筑物的泄流能力,满足设计和规范要求,并具有一定超泄能力。(3)泄水闸后采用消カ池底流消能是合适的,对消カ池后一段河道进行防护是必要的。(4)泄水闸在各种可能运行工况下,闸室是稳定的,不会产生沿建面或深层滑动;接触面应カ满足设计和规范要求。(5)泄水闸闸体及门机大梁、弧门支座等主要受力构件的结构强度满足运行要求,配筋合理,结构是安全的。(6)对泄水闸闸基采取全面固结灌浆,设置灌浆排水廊道进行帷幕灌浆和幕后设排水孔是合适的。帷幕灌浆标准按3吕荣控制，符合规范要求。(7)冲沙底孔冲沙效果较好,结构是安全的。2)建议(1)泄水闸应加强运行管理，一般情况下,宜先开启中孔,然后向两边对称均匀开启。(2)消カ池的尾渠保护，每年汛后应进行检查,发现损坏,应及时进行修复。（3）冲沙底孔汛期应经常开启,防止泥沙淤积。3.2右岸混凝土重力坝3.2.1工程布置右岸混凝土重力坝是枢纽挡水建筑物的组成部分,左侧与泄水闸5#孔边墩紧接,右与岸坡接合,副坝全长32m（桩号:坝右0+131.5—0+163.5）,建基面高程1531.0—1548.5m,座落于钙质砂岩、泥钙质砂岩和泥钙质砂岩夹粘土质粉砂岩上,坝顶高程1555.0m,基本与右岸宽阔的阶地高程相当,最大坝高24m,最大坝底宽20.52m,坝顶宽度16.5m,坝顶上游侧设有防浪墙,高1.4m,下游侧设混凝土栏板,高1.05m。右副坝按布置要求分为两个坝段,坝段长度分别为23m和9m,长坝段内布置泄水闸检修闸门门库,短坝段为坝肩坝段,由于阶地前缘基岩顶板高程1549.9-1550.2m,比水库蓄水高程略低，为防止绕渗,坝肩接头采用混凝土防渗墙处理。防渗墙沿坝轴线延长3m至桩号坝右0+166.5m后折转上游长50m,墙基高程1549.0m,墙顶高程与坝顶同高为1555.0m,墙体结构为现浇混凝土,底板厚度2m、宽2.5m,上部墙厚1.0m—0.3m,墙基设灌浆帷幕,灌浆帷幕为单排孔,孔距2m,孔深8m（入岩），与闸坝帷幕线连为一体,共同构成枢纽防渗系统。3.2.2结构设计右岸副坝为混凝上重力坝，长32m,坝体混凝上强度等级为C20o由于布置上的需要,分ー长一短两个坝段,长坝段长23m,短坝段长9m,均座落在基岩上。除长坝段中部开有长18.9m、宽5.4m、深8m的泄水闸检修闸门门库和门库盖板以及上下游防护墙板外,无其它上部结构,因此,该重力坝的设计，主要进行了坝的稳定和基础应カ计算。对坝的永久接缝,均设置了止水,其中:两坝块之间，以及与泄水闸右边墩之间的横向永久缝设置了两道止水,临水面为铜片止水,其后为橡胶止水带,缝宽!cm,以低发泡塑料板填充。短坝段与混凝上防渗墙之间的永久横缝，只放ー道铜片止水。长坝段最大坝高24m,短坝段最大坝高17m,坝的稳定和应カ计算取最大坝高断面,计算方法按《混凝土重力坝设计规范》(DL5108—1999)的极限状态计算公式。采用的岩体力学参数为:坝基允许承载カ:3.8Mpa混凝土/岩石:抗剪断f=0.73C=0.35Mpa沿建基面计算结果如下表右岸副坝沿建基面抗滑稳定及基础应カ计算成果表计算结果计算情况抗滑稳定极限状态基础抗压强度极限状态KNMPa作用效应抗滑稳定抗力坝基应カYoOS(0)1/YdR(°)上游下游持久状况基本组合正常情况935.53508.00.180.19设计情况532.73284.20.200.12偶然状况偶然组合校核情况618.62898.60.150.09地震情况1263.63424.00.100.27由上表可见,由于布置上的需要,坝体断面较大,无论在任何运行工况下,沿建基面坝的抗滑稳定抗力均远大于作用效应,同时,坝底应カ均为正应カ,并远小于坝基允许承载能力,因此沿建基面坝的稳定