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文档简介
工程概况李家河水库工程位于西安市蓝田县境内,水库枢纽位于灞河的一级支流辋川河中游河段,距西安市约68km,距蓝田县县城23km,是解决西安市东部用水紧张的骨干供水工程之一,工程由水库枢纽和输水渠道两大部分组成。工程的开发目标以浐河以东城镇供水为主,兼有发电。城镇供水范围包括西安市纺织城组团、洪庆组团、阎良区、蓝田县城及白鹿塬的狄寨、安村、孟村、砲里乡及前卫镇等。李家河水库工程供水设计流量为3.15m3/s,多年平均供水量7230X104m3。水库正常蓄水位为880.0m。水文资料流域概况灞河流域位于东经109°00’〜109°47’之间,北纬33°50’〜34°27’之间。南止秦岭,北到渭河。南北长约78km,东西宽50km,总流域面积2563.7km2。流域的绝大部分属西安市的蓝田县、长安区和灞桥区管辖。灞河有较大支流5条,浐河最大,占全流域面积的41.6%,辋川河次之,占全流域面积的20.8%。辋川河系灞河一级支流,位于北纬33°51’〜34°08’,东经109°17’〜109°36’,为灞河第二大支流,流域呈葫芦形,上游分为东、西采峪。东采峪源于葛牌乡以南的东沟南部,俗称沙沟,素被视为辋川河正源,沿程汇入18条小支流,流域面积为201.5km2,流域平均高程1378.2m;西采峪源于红门寺东南的刘申沟东部,沿程汇入13条小支流,流域面积160.9km2,流域平均高程1549.5m。流域面积534.1km2,河道干流长度58.1km,平均高程1164.9m,比降19.1%。,河系类型为混合型,河网密度2.23km/km2。李家河水库坝址位于辋川河中游河段,坝址以上流域面积362km2,占全流域67.8%,干流总长28.5km,河道比降28.6%。流域呈扇形,地形南高北低,属秦岭土石山区,群山叠帐。流域内森林密布,植被良好,平时水流清澈。水文灞河及其临近河流水文站点较多,且观测系列较长。灞河以东的罗敷河河上设有罗敷堡水文站;以西的沣河干流设有秦渡镇水文站,上游支流潏河有高桥水位站,支流大峪河上设有大峪水文站;灞河干流下游有马渡王水文站、上游有罗李村水文站。本次水文资料主要依据罗李村水文站的基本资料,罗李村水文站1954年12月设立,系国家基本水文站,1956年起,水文年鉴正式刊印其测验整编成果。罗李村水文站测验河段顺直,两岸干砌石护岸,断面规整,测验设施布设合理,水准点基面系黄海高程系统,直立式水尺,各项目观测方法和精度符合测验规范。观测内容齐全,整编成果可靠。气象要素蓝田县气象站海拔高程540m,据47年气象观测资料统计多年平均气温13.1°C,—月最低,平均-1.23°C,七月最高,平均27°C,极端最低气温-21.2°C,极端最高气温43.3C;多年平均气压954.3hPa;多年平均日照时数2076小时;多年平均相对湿度68%;平均风速1.4m/s,最大风速24m/s,多年平均最大风速18m/s,水库风区长度约为2000m。径流李家河坝址处无实测水文资料,采用水文比拟法计算多年平均径流量。选用灞河罗李村站作为参证站,两流域同属灞河上游支流,其地理位置相近、流域和河道特征相似、气象特性相同。灞河罗李村站控制流域面积526km2,多年平均径流量为1.81亿m3。利用辋川河黄土砭站1956〜1958年3年平均径流量与罗李村站同步系列径流量比值,来推算李家河坝址多年平均径流量。计算得李家河坝址处多年平均径流量为1.33亿m3。对参证站罗李村水文站1956〜2007年52年径流系列进行频率分析,李家河坝址移用罗李村站Cv、Cs值,坝址不同频率径流量见表2-1。李家河坝址不同频率年径流量表表2-1 单位:亿m3断面统计参数频率(%)均值CVC/Csv5102050759095坝址1.330.4722.502.171.811.230.8740.6180.493洪水由于李家河坝址无实测洪水资料,故洪峰流量和洪水总量计算仍以灞河罗李村站为参证站。罗李村站自1956〜2007年有52年实测洪水资料。洪峰流量、不同时段洪量系列由每年内的最大值组成。洪量设计时段采用1、3日两个时段。2.2.3.1历史洪水及重现期:灞河百余年来曾发生过两次特大洪水,即1835年(清道光15年)及1953年。1835年洪水无从定量;对1953年历史洪水,陕西省水文总站于1972.4月在辋川河两河桥(坝址附近)调查值为1290m3/s。洪水重现期分析:在调查期内发生的两次大洪水中,以1835年洪水最大,1835年距今已170余年,故重现期可取170年,则1953年洪水排第二位,其重现期为85年;另外,据马渡王实测资料分析,灞河1953年洪水是自马渡王1952年设站观测以来的首大洪水,1952年距今已56年,为安全起见,1953年洪水重现期在马渡王按55年一遇处理。据调查该场洪水主要来自李家河水库所在的辋川河流域,因此辋川河两河桥(李家河坝址)断面1953年洪水重现期应略大于下游的马渡王断面,约在55〜100年之间。2.2.3.2设计洪水计算:(1)设计洪峰流量及洪水总量李家河坝址设计洪水采用水文比拟法和《陕西省中小流域暴雨洪水图集》中的推理公式法和瞬时单位线法计算。经对三种方法计算成果合理性比较,最后推荐水文比拟法计算成果。现仅对水文比拟法做如下叙述。水文比拟法按下式计算:Q=Qx(F/F)2/3设参 设参W=Wx(F/F)设参 设参式中:Q、Q—分别为设计断面和参证站洪峰流量;设参W、W—分别为设计断面和参证站洪水总量;设参F、F—分别为设计断面和参证站集水面积。设参分析渭河南岸、涝河以东6条河流7个水文站的设计洪水,洪峰流量与流域面积在双对数纸上呈直线,n值为0.72,为安全起见,本次采用2/3。经计算,李家河水库坝址设计洪水见表2-2。
李家河坝址设计洪水计算成果表表2-2 单位: Qm:m3/sW:万m3频 率(%)项目0.10.20.5123.33510Qm2040179014701220990826695490W148204320365031602670232020401580W380507230621054304660410036502900(2)设计洪水过程线李家河坝址设计洪水过程线采用将典型过程线按同频率法进行放大。经比较选取辋川河黄土砭站1958年8月2日实测洪水过程作为典型。该场洪水洪峰流量为328m3/s,最大一日洪量为1110万m3,最大三日洪量为1440万m3。放大后的设计洪水过程线见表2-3。李家河坝址设计洪水过程线表2-367889101112131415000030000000046.644.141.639.236.835.834.732.630.528.427.72726.321519121221020920820720620520420320220118418318218118017917817712412112067889101112131415000030000000046.644.141.639.236.835.834.732.630.528.427.72726.32151912122102092082072062052042032022011841831821811801791781771241211201201191181171161151141141131920212223241234563000Q000000001318315912.512.612.712.812.91313.113.113.113.113.11821821831831841851851851851851851581581581591591591591591591591591011001001001001001011011011011011012・2・3・3泥沙1)悬移质泥沙计算根据罗李村站1956〜2007年实测泥沙资料,求得罗李村站多年平均输沙量,由辋川黄土砭站1956〜1958年悬移质平均输沙量与灞河罗李村站同步系列比,乘以罗李村站多年平均输沙量,得黄土砭站多年平均悬移质输沙量。采用黄土砭站多年平均悬移质输沙模数求得李家河坝址多年平均输沙量。其年内分配采用罗李村站年内分配比例,计算结果见表2-4。李家河坝址悬移质输沙量年内月分配表表2-4月份123456789101112全年输沙量(万t)0.0020.0040.0701.0991.7321.3977.2196.0332.4151.2060.1190.00221.3%0.010.020.335.168.136.5633.8928.3311.345.660.560.01100辋川河泥沙主要集中在汛期,7〜9月输沙量占全年输沙量73.6%,而113月输沙量仅占年输沙量0.9%。2)推移质泥沙计算据灞河流域马渡王水文站实测资料,采用推悬比法计算李家河坝址推移质输沙量.根据马渡王站实测资料分析,推悬比约为17.3%。李家河坝址悬移质输沙量为21.3万t,多年平均含沙量为1.6kg/m3,推移质为3.68万t,李家河坝址多年平均输沙总量为25.0万to坝址水位与流量关系曲线李家河水库坝址无水位流量观测资料,推荐坝址及导流泄洪洞进出口断面水位流量关系曲线按满宁公式计算,计算得李家河水库推荐坝址水位流量关系详见表2-5。表2-5李家河水库坝址下游水位流量关系曲线表水位(m)794795796797798流量(m3/s)0.128142376702水位(m)799800801802流量(m3/s)1113161021862854工程地质区域地质地质简况本区地处渭河盆地东南部秦岭北麓中低山区,地势南高北低,海拔高程900〜2200m。辋川河由南向北湍流而下,两岸基岩裸露,局部有残留堆积阶地,岸坡陡峭,一般谷底宽度约40〜60m。辋峪口以北为黄土堆积地貌。区域地层主要为太元古界秦岭群(Arql)变质岩、有少许三迭系(Ti)和上第三系(N)陆相43碎屑沉积岩,其次为华力西期(Y)、印支期(Yi及“)、燕山期侵入岩(Y4 5 525及Mo根据区域的地质地貌特征,区域的水文地质单元,可粗略地划分为:山岳基岩的水文地质类型;河流沟谷冲积、洪积的水文地质类型;黄土塬松散堆积的水文地质类型。区域构造稳定性和地震工程区位于秦岭纬向构造体系与新华夏构造体系的复合部位,区域断裂以东西向为主。库坝区位于华山北侧断裂以南约12.5km(直线距离)以外的草坪一库峪断裂与铁炉子断裂所夹持的带状相对稳定的地块上,属基本稳定地区。区域断裂的构造线,一般延伸远,发育深度大,具有多序次构造特点。据记载本区域在历史上曾发生过一次中强震地震活动,表明距坝址20〜40km区域范围内存在有地震活动的历史背景。根据1:400万《中国地震动参数区划图》(GB18306—2008版)及国家标准第1号修改单,工程区地震动峰值加速度为a=0.15g,地震动反映特征周期为T=0.35s,相应的地震基本烈度为⑷度。水库区工程地质条件基本地质条件水库区位于秦岭北部的中低山区,为“V”字型峡谷地貌,植被丰茂。河流两岸山势陡峻,冲沟发育,总体趋势为南高北低。库区岩性主要可分为三大类,即变质岩、岩浆岩、第四系松散堆积物。库区由东、西采峪河组成,于坝址上游800m处交汇形成辋川河。东、西采峪上游至库尾主要为变质岩区,下游及辋川河干流以岩浆岩为主,第四系地层主要堆积于河床、漫滩及残留阶地部位,岸坡平缓地带多有崩坡积分布。水库渗漏本阶段在前期勘察资料的基础上对库区及岩溶渗漏条件进行了复核调查。经过勘察分析认为:1) 库区回水线以下岩性以弱〜微透水的片岩及花岗岩为主,辋川河右侧山体雄厚,没有大的邻谷发育,左侧的岱峪河与辋川河相距7〜8km,据调查,中部山体水位高程1300〜1700m,高于水库正常蓄水位。故不存在邻谷渗漏问题。2) 经本次勘察,库区大理岩在东采峪主要沿F2断层出露,出露位置均高于水库正常蓄水位,且产状倾向河流上游;在西采峪出露点也多位于正常蓄水位以上。大理岩一般呈薄层状或透镜状产出,含较多的硅质条带,在岩体表面可见刀砍状溶沟、溶槽,岩溶形式以小的裂隙式为主,形成小的溶隙、溶孔,连通性差。同时在大理岩出露区两岸小支沟内多有泉水渗流,出露点高于正常蓄水位,不会产生岩溶渗漏问题。库岸稳定性据统计,水库区基岩岸坡约占岸坡总长度的66%,第四系地层库岸约占总长度的34%,库岸变形破坏因岩性不同而有较大差异。基岩库岸基本稳定,对水库安全运行无影响。第四系库岸由于抗冲蚀性差,水库蓄水后,易产生坍岸,但由于方量较小,塌岸不会影响水库正常运行。库区淹没及浸没根据蓝田县矿产局1:1万矿产地质图,水库正常蓄水位以下无重要的矿产分布,地质调查也没有发现文物古迹存在,但水库蓄水后要淹没蓝戈公路8.8km(坝址至阳坡)和玉川、草坪等6个村镇。水库正常蓄水位以上无平缓的台地和较大村庄及耕地分布,因此不存在浸没问题。水库诱发地震分析据记载本区域在历史上曾发生过一次中强震地震活动,这就表明距坝址20〜40km区域范围内存在有地震活动的历史背景。但水库区附近没有中强历史地震的记载,同时在第四纪地层分布区,未观察到挽近期活动性构造断裂带。水库建成后,由于对当地应力场不会产生大的改变,因此发生水库诱发地震的可能性较小,即使有,也应不会大于工程区有记载的大于5级的地震活动。3.3坝区基本地质条件及主要工程地质问题评价地质概况坝区位于灞河一级支流辋川河中游李家河村两河桥下游,河谷深切呈“V”字型,两岸山体雄伟,基岩裸露,出露地层为燕山期牧护关花岗侵入岩体,岩性较单一,地形地质条件相对较好。坝址区的主要构造面类型有原生结构面、断层面、裂隙。坝区岩浆岩原生结构面不太发育,岩脉与原岩之间呈混融接触,即“焊接”状,结合性较好,仅云斜煌岩脉与原岩之间接触稍差。坝址区物理地质作用主要以风化剥落现象为主,坝区边坡表层覆盖薄层坡积层,局部坡脚可见崩坡积层。受两岸岩体风化卸荷作用的影响程度不同,左岸风化厚度明显大于右岸。岸坡遭受了长时期的风化卸荷等外生地质营力作用,其浅表部岩体相对松弛,易发崩塌。坝址区地下水主要为基岩裂隙潜水、基岩裂隙承压水及潜水与承压水的混合型地下水,均为低矿化度的中性〜弱碱性的重碳酸盐型淡水,对水工混凝土均无腐蚀性。坝区岩体物理力学性质(1)坝址区岩石以中粗粒花岗岩为主,中细粒花岗岩次之,不同风化带及岩性岩块的物理力学性质差异较大,特别是强风化带岩石试验指标偏高,产生这种现象的主要原因是花岗岩的风化以球状、囊状风化为主,强风化带内可以取样的岩块,其风化程度相对较弱,相当于弱风化岩块,所以试验指标不能代表强风化岩体,可作为较差的弱风化岩体指标。弱风化带内风化程度相对均一,试验成果具有一定的代表性,可作为岩石特征指标。弱风化带中粗粒或中细粒花岗岩饱和抗压强度均大于60MPa,属坚硬岩,干密度为2.61〜2.70g/cm3;吸水率为0.34〜0.87%;饱和弹性模量为30.9〜53.4GPa,平均值大于39.0GPa;微风化带中粗粒或中细粒花岗岩干密度为2.61〜2.72g/cm3;吸水率为0.38〜0.69%;饱和弹性模量为37.7〜51.5GPa,平均值大于41.0GPa。坝址区花岗岩致密坚硬,具有强度高,模量大,吸水率低等特点。中细粒花岗岩的物理力学指标较中粗粒花岗岩高。岩体及结构面强度参数建议值综合坝基岩体的原位测试成果,坝基岩体及结构面力学参数建议值见表3-1。表3-1坝基岩体及结构面力学参数建议值表岩性风化状态坝基岩体分举岩石饱合抗压强度(MPa)岩石抗拉强度(MPa)砼/岩体岩体/岩体岩体变形模量Eo(GPa)岩体弹性模量Ee(GPa)泊松比抗」剪断抗剪f抗左剪断抗剪fc(MPa)c(MPa)中粗花M-J冈岩微风化TT1051.01.11.300.71.21.60.8515180.21弱风化皿870.80.91.00.61.01.20.6510120.27强风化IV350.60.650.40.50.70.450.53.04.00.35V<300.40.20.350.450.200.41.62.00.40断层结构面及裂隙①断层带胶结结构面0.70.250.6②断层带无充填结构面0.50.200.5③剪切裂隙0.60.150.4坝区主要工程地质问题评价断层的影响由坝区地质图及左、右坝肩发育断层性质,可以看出,断层以张性高倾角为主,断层带宽度0.1m〜0.6m,规模较小;断层倾向大多与坡面正交,且倾角高
陡。断层在边坡浅层受岩体风化卸荷影响,结构破碎,在洞口引起坍塌;山体深部断层带结构基本紧密,无坍塌现象。左坝肩共发育7条断层,坝线段主要发育有5条,右坝肩断层共发育13条,坝线段主要发育有5条,断层倾角都大于65°。由于断层破碎带一般都较窄,因此建议对其进行一定深度开挖、换填砼后并固结灌浆处理。根据边坡发育断层的赤平投影图分析,可看出左坝肩边坡断层以倾向下游为主,右坝肩以倾向下游边坡内为主,部分组合显示不稳定,但从平面图上看,在山体表部各相关断层距离较远,没有组合的条件。因而综合分析后认为,边坡整体是稳定的。拱坝坝轴线的选择2008年10月可研审查意见:同意水库坝址选定上坝址,基本同意坝型采用碾压砼拱坝。地质在设计给定的上、下两条坝线上进行工作比选。进行坝线选择。两坝线相距约10〜47m(左岸端点基本重合),从工程地质条件分析两坝线主要差异见表3-2。工程地质条件坝顶长度(m)覆盖层深度(m)地形条件风化厚度表3-2坝线工程地质条件对比表比选坝线上游坝线274.062.7~4.7左岸坝线上移后山梁变低变薄,且岩体风化卸荷较强,拱座岩体条件变差,右岸上移后,岩体风化卸荷较弱,岩体条件好。左岸全风化带厚度5〜17m,工程地质条件坝顶长度(m)覆盖层深度(m)地形条件风化厚度表3-2坝线工程地质条件对比表比选坝线上游坝线274.062.7~4.7左岸坝线上移后山梁变低变薄,且岩体风化卸荷较强,拱座岩体条件变差,右岸上移后,岩体风化卸荷较弱,岩体条件好。左岸全风化带厚度5〜17m,弱风化带厚4〜19m;河床弱风化带厚6〜7m;右岸全风化厚度1〜5.0m,强风化带厚度2〜7m,弱风化带厚9〜21.6m。下游坝线258.02.7~4.0左岸岩体风化卸荷较强,右岸岩体拱座岩体处于断层交汇带,岩体较为破碎,风化卸荷较强。左岸全风化带厚度2〜12.0m,强风化带厚度3〜12m,弱风化带厚3〜19m;河床弱风化带厚约7.0m;右岸全风化厚度2〜15m,强风化带厚度2〜8m,弱风化带厚8〜18m。卸荷深度左岸水平深度10.5〜卸荷深度左岸水平深度10.5〜12.5m,右岸水平宽度4〜5m。左岸水平深度约6.0m,右岸水平深度约16m。开挖方量拱肩槽开挖量较大,且开挖边坡高度亦较大。拱肩槽开挖量较小,且开挖边坡高度较小。边坡工程地质特点左坝肩边坡岩体质量较差;右岸边坡岩体质量好。左、右坝肩边坡岩体质量均较差。开挖方量拱肩槽开挖量较大,且开挖边坡高度亦较大。拱肩槽开挖量较小,且开挖边坡高度较小。边坡工程地质特点左坝肩边坡岩体质量较差;右岸边坡岩体质量好。左、右坝肩边坡岩体质量均较差。左岸右岸避开了断层强烈发育区,且拱座岩体受断层影响相对较小。右岸厚度约20〜40m。基岩防渗深度(m)水平左坝肩20~80右坝肩8~75左坝肩13~46右坝肩11~41垂直13~456~4410~3014~30导流泄洪洞两条坝线导流泄洪洞相同引水发电洞两条坝线引水发电洞相同坝基岩体渗透条件左岸:中等透水层厚度4〜16m,弱透水层厚度约4〜14m。河床为微透水层。右岸:中等透水层厚度4〜15m,弱透水层厚度约3〜12m。左岸:中等透水层厚度5~6m,弱透水层厚度约20〜25m。河床:弱透水层厚度10~12m,下部为微透水层。右岸:中等透水层厚度2~7m,弱透水层结论上坝线优于下坝线结论综上所述,上坝线和下坝线地形地质条件无本质差别,但从抗滑稳定条件看,上坝线既避开了多条断层(软弱结构面)对右坝肩的影响,同时岩体风化深度明显变小,减小工程处理难度,上坝线线优于下坝线。3)建基面的选择根据选定的拱坝坝轴线位置,河床坝基在长约400m范围内,宽约36~40m,河道段比降1:38。钻探揭示,河床覆盖层厚一般2〜8m,河床基岩顶板高程般为788.2〜795.5m,基岩为中粗粒花岗岩,弱风化层厚约6〜7m。据地质测绘揭示,两岸断层多已延伸至河床下部,对坝基有影响的三条f6、f9、f21断层,建基面岩体结构及完整性主要受其控制。坝线河床基岩面以下1217m内为弱透水岩层透水率q为5.17〜6.77Lu,下部为微透水岩体透水率q为0.51〜0.66Lu。(4)坝基岩体变形河床段坝基岩体以III级为主,11级次之,变形模量E0为lOGPa,总体抗变形能力较强,但在靠近左岸坡脚处f21斜穿坝基,延伸长度约距建基面垂直深度15〜20m,将造成其影响附近岩体变形模量较低,应进行专门工程处理。右岸坝基岩体850m高程以下,分布有厚层中细粒花岗岩,以II级为主,部分III级,坝基岩体均一,变形模量E0均在10GPa以上,抗变形能力较强;而850m高程以上的岩段,由于断层发育,且卸荷深度大,坝基范围W〜V级岩体较厚,其工程地质性状差,岩体变模低,抗变形能力亦差。左岸坝基岩体以III级岩体为主,局部II级岩体,由于断层发育,且多斜穿坝基,平洞揭露卸荷深度大,840m高程以上坡体表部W〜V级岩体分布范围广,风化强烈,其工程地质性状差,岩体变模低,抗变形能力亦差,将造成坝基两岸岩体的不均一变形,是坝肩岩体基础处理中应着重解决的工程地质问题。其次,由于左、右两岸岩体质量的差异,也会带来两岸坝基岩体的不对称变形问题,亦应在设计中给予重视。(5) 拱座开挖边坡的稳定性从坝肩的岩体结构来看,两岸边坡经历了地质历史时期长时期的风化卸荷作用,各种危石、危岩及松散堆积体、松动岩体、变形破裂体等数量在边坡表面可见,但多为浅层稳定问题,天然状态下大多处于稳定状态,少量处于临界不稳定状态,在地震等特殊工况下,将会引发局部失稳,应视边坡发育特征及变形破坏模式,实施清坡、削坡、锚固、主动防护、被动防护等综合治理措施。(6) 坝基渗透性由坝线钻孔压水试验成果分析可以看出,左岸:中等透水层厚度5〜6m,弱透水层厚度约20〜25m。河床:弱透水层厚度10〜12m,以下为微透水层。右岸:中等透水层厚度2〜7m,弱透水层厚度约20〜40m。电站厂房方案的选择(1)李家河站址的工程地质条件李家河电站位于坝址下游约1.3km的辋川河左岸李家河村,地貌为基岩斜坡,本阶段在站址处布置了3个钻孔进行勘察。站址处上部为坡积土,钻孔标贯试验击数为6〜7击,状态为松散,工程性质差,厚度5.5〜8.0m,按设计开挖深度水轮机基础位于下部基岩上,站址处花岗岩为弱〜微风化,强度较高,为III类岩体。根据钻孔资料,站址处地下水位埋深7.4m左右,高程为787.4m,高于建基高程,根据钻孔压水试验弱风化岩体透水率q=4〜5Lu,属弱透水。电站边坡高约170m,坡度38。〜56°,边坡呈三角形,走向北东,倾向65°,岩性为中粗粒黑云母二长花岗岩,表面全风化厚1〜3m,强风化厚3〜5m,岩脉发育,边坡勘察中末见大的软弱结构面,边坡整体稳定,但表层零星分布有不稳定的孤石,边坡上部下游侧岩体裸露,裂隙发育,几组裂隙相互切割形成不稳定块体。基础弱风化花岗岩承载力4MPa,微风化6MPa。水轮机基础高程783.60m,地下水位高程787.4m,开挖时应考虑基坑排水措施。基坑开挖边坡坡比基岩按1:0.75,卵石层按1:1为宜;边坡表面零星分布的危石应予以清除,顶部偏下游侧的不稳定岩体进行处理。龙望沟站址的工程地质条件龙望沟电站位于坝址下游约1.9km的辋川河左岸龙望沟口,站址紧邻河流,左岩斜坡场地狭窄,本阶段对龙望沟电站的勘察以调查为主。按设计方案站址位于开挖后的岩石基础上,岩性为燕山晚期(Y53)细粒花岗岩,岩性坚硬,裂隙发育。根据龙望沟料场岩块试验资料,中细粒黑云母花岗岩单轴饱和抗压强度为117Mpa,属坚硬岩,按《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-1999),站址基础岩体分级为III类岩体。崩、坡积碎石土呈松散〜稍密状态,工程性质较差。基础强风化花岗岩承载力1.5MPa,弱风化花岗岩承载力4MPa,微风化6MPa。厂房基础高程782.60m,地下水位高于厂房基础,开挖时应考虑排水措施。基础开挖边坡坡比强风化岩体按1:0.75,微风化岩体按1:0.3为宜,并分级增设戗台。两站址方案工程地质条件比较与选择李家河站址地形相对平缓,基岩埋深浅,边坡整体稳定性好,易于处理,地质条件较好;龙望沟站址作为地面式电站厂房,场地峡窄,边坡高陡,存在开挖高边坡,且开挖后不能完全排除不利结构面对边坡的影响,施工处理难度大,又与龙望沟料场距离很近,对料场的开采影响较大.综合各方面考虑,建议将李家河电站厂房方案作为首选方案。天然建筑材料天然砂砾料(1)地质简况新庄砂砾料场位于灞河河漫滩及一级阶地,阶地两岸分布宽度相差较大。料场沿河呈带状展布,两岸多有防洪堤断续分布。地下水位埋深河漫滩一般为0〜0.4m,一级阶地一般为0〜3.2m,以水下开采为主,现料场中有小型民营料场正在开采。料场地层为全新统冲积砂卵石层(Q2al、Qlal),根据探坑揭露,漫滩与河床44砂卵石层厚度为0.0〜2.6m,局部堆有生活垃圾。砂卵石分选性差,成份主要为花岗岩,变质岩少许。一级阶地二元结构明显,上覆0.7〜1.2m的砂壤土,下部为分选性差的砂卵石层,个别颗粒有风化现象,3.5m以下多含卵石及漂石,有用层厚度一般为2.5〜4.0m,局部最深达5.2m。基座为中更新统冲积(Qai+pi)粘2土或黄土状壤土层,硬塑半胶结状,勘探厚度达3m。(2)储量计算料场砂卵石厚度3〜5.2,以水下开采为主,考虑到施工能力和条件的限制,开采厚度宜按河床).5〜1.5m,阶地3〜3.5m分别考虑。采用平均厚度法进行储量计算。料场砂砾石储量大于设计用量的〜3倍,料场可开采净砾料共约06.46万m3,净砂料共约50.09万m3,基本满足要求。(3)质量评价根据混凝土粗、细骨料试验成果,其质量评价见表3-3、表3-4。表3-3 混凝土粗骨料质量指标评价试验项目指标要求试验指标质量评价表观密度g/cm3>2.62.69合格堆积密度>1.601.75合格孔隙率<45%35.14合格吸水率<2.5%0.9合格针片状颗粒含量<15%2.66合格软弱颗粒含量<5%8.84偏大含泥量<1%0.5合格碱活性骨料含量无无合格硫酸盐及硫化物含量<0.5%0.04合格有机质含量浅于标准色浅于标准色合格粒度模数6.25〜8.37.13合格轻物质含量W5%2.14合格表3-4混凝土细骨料质量指标评价试验项目指标要求试验指标质量评价表观密度>2.6g/cm31.50合格堆积密度>2.55g/cm31.38偏小孔隙率<40%47偏大云母含量<2%微合格含泥量<3%9.16偏大碱活性骨料含量无无合格硫酸盐及硫化物含量<1%0.03合格有机质含量浅于标准色浅于标准色合格轻物质含量W1%0合格细度模数2.3〜3.52.96合格平均粒径0.36〜0.50mm0.43合格评价 除堆积密度偏小外,孔隙率、含泥量、偏大外,其余指标满足规范要求。由两表可知天然砂砾料中粗骨料软弱颗粒含量超标,其余指标符合规范要求。细骨料质量指标除堆积密度偏小,孔隙率、含泥量偏大外,其余指标满足规范要求。通过水洗或其它改良措施,可用作混凝土骨料。(4)开采运输条件目前在该料场下游边界建有橡胶坝一座,河左岸新修提防500m,料场范围内阶地除有3个小的农田灌溉水塘和一民营采料场外,未见其它工程设施,破坏程度小。现地表均为耕地,面积约1131.29亩,开采后存在复耕问题。河床及漫滩现剩余开采厚度约1.2〜1.5m,卵、漂石颗粒较多,含泥量较大。由上所述,天然砂砾石料,一次筛分即可制得,但超粒径料较多,距工程区距离较远,需占用耕地存在复耕问题,下部料有地下水影响。人工骨料(1)料场地质简况人工骨料在初选的九娃沟、董家崖两料场基础上,新增了龙望沟料场进行了详查,龙望沟骨料场距坝址1.5km,董家崖骨料场距坝址5km,九娃沟骨料场距坝址2km。三料场基岩裸露,坡面仅局部有覆盖层。岩性为燕山期中细粒斑状黑云母花岗岩(Y3),中细粒结构,块状构造,岩体中有石英岩脉分布,裂隙不较5甚发育。强风化层薄,一般厚度为2〜3m。董家崖和九娃沟料场岩性为燕山期中粗粒斑状黑云母花岗岩(Y2b),中粗粒结构,块状构造,岩体中有中细粒花岗5岩及石英岩脉分布,裂隙不较甚发育。强风化层薄,一般厚度为3〜8m。地下水位埋深大于40m,地质条件较好。(2)骨料物理力学特性所选三个料场岩石均属坚硬岩,中细粒花岗岩一般密度为2.62g/cm3,平均软化系数0.68;中粗粒花岗岩一般密度为2.66〜2.68g/cm3,平均软化系数0.82。由表3-5可知料场弱风化原岩属坚硬岩,强度高,抗风化性能好。表3-5 人工骨料原岩质量技术指标-序号项目规范标准料场名称评价龙望沟九娃沟董家崖1饱和抗压强度>40MPa117.31113.77106.64合格2冻融损失率<1%0.010.020.01合格3软化系数>0.80.680.810.82合格4干密度>2.4g/cm32.602.682.663合格总评价 各项指标均符合质量技术要求。(3) 人工骨料轧制试验及质量评价在三料场各取块样9T弱风化岩石,用轧石机进行轧制,在控制粒径40〜20mm状态下所得试验成果质量指标。由试验结果得知,各项质量指标中粗、细骨料堆积密度稍偏小,孔隙率指标均略大;软弱颗粒(龙望沟略大)、含泥量不合格外其余各项指标均符合要求。但是龙望沟骨料场的软弱颗粒含量为5.27%,略大于规范要求(V5%)。由此说明中细粒花岗岩骨料质量要比中粗粒较好。(4) 开采运输条件及推荐料场储量由三料场轧制试验效果及质量评价结果,建议设计优先使用龙望沟料场。龙望沟料场位于坝址下游龙望沟,距坝
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