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文档简介
团滩河水库电站工程可行性研究综合说明1.1概述云阳县团滩河(水库)电站工程位于重庆市云阳县江口镇境内,由一级电站和二级电站两个梯级电站组成。一级电站坝址位于团滩河干流及支流小河汇合口下游,距江口镇约14.0km,坝址处控制流域面积151.0km2,主河道长20.55km,多年平均流量3.77m3/s,多年平均径流量1.189亿m3,一级电站厂址位于坝址下游约4.0km的五童岔处,电站装机2×5000kw,年发电量3108万kw.h。二级电站取水坝址位于一级电站厂房下游团滩河及支流麻柳河汇合口以下约430m处,控制流域面积226.1km2,主河道长24.35km,多年平均流量5.64m3/s,多年平均径流量1.78亿m3,二级电站厂址位于坝下游约11.0km的刘麻湾处,电站装机2×7500kw,年发电量5032万kw.h。团滩河位于云阳县境内,是汤溪河上游右岸一较大支流,发源于云阳县与巫溪县交界的人头寨、老鸭梁一带。河流自北向南流,流经洞子包、石院子、姚家湾,于青岗坪处纳入左支寨沟河后继续向南流,过温水坝、月亮庙至岩湾处汇入右岸较大支流小河,再经下七坝,至五童岔处纳入左支麻柳河,再过罗家垭口、团滩,于江口场镇处注入汤溪河。团滩河全流域面积286.9km2,主河道长37.2km,河道平均比降19.8‰。团滩河是云阳县境内水能资源储量最丰富的河流之一,70年代以来仅修建了几座小型径流式电站,自上而下主要有:后叶电站(建成于1990年,坝址位于云阳县后叶乡沙湾村6组,厂房位于云阳县后叶乡下七村4组的鹅顶岭,装机235kw)、向阳一级电站(建成于1978年,坝址位于向阳火电厂下游50m处,厂房位于云阳县江口镇向坪村7组的沙树磅,装机2×130kw)、新华电站(建成于1982年,装机2×250kw)、双龙电站(建成于1990年,坝址位于云阳县江口镇龙王村龙王小学外,厂房位于云阳县江口镇龙王村龙王18组的袁家坡,装机2×130kw)、团滩电站(建成于1980年,坝址位于云阳县江口镇横坪村7组,厂房位于云阳县江口镇双龙村1组,装机2×160kw)。上述电站为乡镇及当地农民集资修建,未进行统一规划,工程规划布置不尽合理,设备老化,效率低,未能充分利用团滩河水能资源。2007年,受有关部门委托,我院对团滩河流域进行了踏勘选点、测量和规划工作,并组成了多套梯级开发方案从地质、技术、经济效益等方面进行了综合比较。同年2月,我院编制完成《重庆市云阳县团滩河水能开发规划报告》并送审,报告中推荐涂家坝电站(1级)→团滩河(水库)电站工程一级电站(2级)→团滩河(水库)电站工程二级电站(3级)三级开发方案。2007年2月9日云阳县发展计划委员会和云阳县水利局以“云计投[2007]18号”文对该规划报告作了批复,并同意我院推荐的开发方案。2008年4月,云阳水利水电实业开发有限公司委托我院按上述规划报告完成团滩河(水库)电站的一级电站和二级电站可研报告编制工作。根据委托合同书的要求,我院组织设计人员到现场进行了踏勘,对团滩河水库库区和各级电站坝址、引水线路、厂区进行了地形图测量,基本查明了两级电站的工程地质条件和主要工程地质问题,初查了天然建筑材料场的地质条件,认真分析了业主提供的有关设计基础资料,对坝址、厂址及引水系统进行了分析、比选,按照水电工程可行性研究设计编制规程于2008年11月完成了本可研设计报告。本可研报告编制工作全过程自始至终得到了云阳水利水电实业开发有限公司及云阳县有关部门的大力支持和协助,对此表示衷心的感谢。1.2工程建设必要性1.2.1建设团滩河(水库)电站工程是地区社会经济发展要求团滩河(水库)电站工程所在地为重庆市云阳县境内,由一级电站和二级电站两个梯级电站组成,工程建成后供电给重庆市统调电网,因此电站的建设对重庆市、云阳县的经济发展、对西部大开发政策的实施有着重要的促进作用。重庆市是我国西南最大的工商业城市,长江上游的交通枢纽、对外贸易港和西南物资集散中心,地处三峡库区,位于我国经济较发达的中部地区和资源丰富的西部地区的结合部,工业基础较好,是我国西南地区的重工业基地。为支援三峡工程建设,发展库区经济,妥善安置库区移民,更好地实施我国中西部发展战略,1997年3月,经全国人大批准,重庆市成为我国第四个中央直辖市,直辖市下辖13区4市23县(现为15区4市21县),总面积达82403km2。2007年,重庆市国民经济在2006年高位运行的基础上快速增长,2007年重庆市工农业总产值达4111.82×108元,比2006年增长15.6%,按常住人口计算,全市人均GDP到达14622元,比2006年增长15.2%。三大产业继续保持快速增长态势,其中第一产业完成值531.65×108元,比2006年增长9.5%;第二产业完成值1832.22×108元,比2006年增长20.3%;第三产业完成值1747.95×108元,比2006年增长12.8%。重庆市经济发展已经走上了高速发展的快车道,能源、资源匮乏是遏制其发展的瓶颈。目前煤炭开发程度已高,天然气主要用作化工原料和城镇居民生活,不能大规模用于发电,而重庆地区水能资源丰富,开发程度很低,开发潜力很大,优先开发建设条件较好的水电工程,是实现重庆地区国民经济可持续发展战略的重要措施。团滩河水库是团滩河梯级开发中唯一具有年调节性能的中型水库,团滩河(水库)电站工程建成后可为系统提供25MW的电力和8140万kW·h的电量,对于促进重庆地区经济的发展和云阳县经济的快速发展、对祖国西部大开发政策的顺利实施具有十分重要的作用,因此,团滩河(水库)电站工程的建设是非常必要的。1.2.2建设团滩河(水库)电站工程是电力发展要求的需要目前重庆统调电网存在问题有:(1)自身装机容量不能满足负荷要求重庆电网既是一个受端电网,又是川电东送的主要通道。自身装机容量不能满足本市负荷需求。2005年,统调电网有37.9%左右的电量需要从四川水电、二滩电站、三峡电站、华中电网以及贵州等送入用以缓解电力短缺的压力。(2)电网水电比重小,调节能力差,电源结构不理想从全市看,水电装机占总容量的30.3%。其中:统调电网中的水电机组仅占统调装机容量的17.3%左右。同时,目前电网中的水电装机大部分是径流式水电站,无调节能力。随着用电负荷的不断增长,电网中的水电比重还要下降,对电网调峰非常不利。(3)负荷峰谷差大,电网调峰能力严重不足近年来,由于重庆经济的快速发展和连续几年特殊的气候条件,重庆电网峰谷差逐年增大,最大电力负荷出现在七、八、九月份夏季高温季节,2005年统调电网最大负荷5024MW,峰谷差已达1638MW。由于系统中有调节能力的水电机组较少,电网调峰运行需火电机组承担。而现有火电机组调峰能力有限,致使电网调峰容量不足,运行较为困难。(4)统调电网尚未覆盖全市,地方小网供电可靠性差部分地域电网未与重庆主网联接,仍靠地方小电网供电,致使该地区的供电可靠性相对较低。(5)电网结构薄弱,稳定水平低重庆电网结构薄弱。从电网结构来看,电力网架十分脆弱,500kV电网尚处于起步阶段,第一条500kV线路建成于2000年,目前仅形成陈家桥~长寿(双回)~万县(单回)链型结构,同时,500kV网架缺乏发电电源支撑,稳定水平较低。随着负荷的发展,500kV变电容量及变电站布点已不能满足要求。局部220kV电网存在重载现象,220kV变电容载比较低,220kV环网主干线路由于建设时间早,截面较小,部分线路已不能适应负荷发展需要。重庆统调电网2015设计负荷水平年,系统需要最大工作容量16700MW,需要总装机容量为18910.5MW。在考虑二滩送电900MW的情况下系统还缺少2156MW,因此团滩河(水库)电站工程的建设是必要的。1.2.3建设团滩河(水库)电站工程是团滩河水能梯级规划需要团滩河水能梯级开发规划根据河段的自然地理特点、水文地质条件、耕地和居民点的分布情况和电力市场的需求,拟定了三套梯级开发方案进行综合比较,最后推荐涂家坝电站(1级)→团滩河(水库)电站工程一级电站(2级)→团滩河(水库)电站工程二级电站(3级)三级开发方案,其中:涂家坝电站坝址初选在团滩河上游犀牛包附近,坝址以上控制集雨面积109km2,发电厂房位于坝址下游约2km处(老向阳电站)处;一级电站坝址初选在团滩河双河口处,控制集雨面积151.0km2,电站厂址位于团滩河五童岔处;二级电站紧接一级电站发电尾水,坝址位于五童岔处,控制集雨面积226.1km2,电站厂房位于团滩河箭楼附近。根据《重庆市云阳县团滩河水能开发规划报告》,涂家坝电站总装机仅1.6MW(2×800kw),占团滩河梯级规划总容量的7.1%;而团滩河(水库)电站工程总装机21MW,占团滩河梯级规划总容量的92.9%,也就是说,团滩河(水库)电站工程建成后就相当于团滩河90%以上的水能资源开发利用了,因此从团滩河水能梯级规划的角度来说建设团滩河(水库)电站工程非常必要。云阳县是三峡工程实施后由云阳镇、云安镇、双江镇三镇合一搬迁的新兴现代化城市,百业待兴,急需有调节能力、担任调峰的主力电源工程。团滩河(水库)电站工程是云阳县一座有调节能力的中型水电站工程,是云阳县目前重点工程,是云阳县国民经济快速发展的支柱性工程,是缓解重庆市资源匮乏、西部开发政策得以顺利实施的清洁能源工程。它的开工建设可为系统提供25MW的电力、对缓解系统缺乏的电力和电量起到相当的作用外,还可以改善当地的气候环境,同时还可以极大程度改善为当交通等基础设施建设、为当地居民提供就业机会等,因此团滩河(水库)电站工程的建设是必要的。1.3水文1.3.1流域概况团滩河(水库)电站由一级电站和二级电站组成。一级电站坝址位于团滩河干流及支流小河汇合口下游,坝址处控制流域面积151.0km2,主河道长20.55km,河道平均比降34.0‰。一级电站厂址位于坝址下游约4.0km的五童岔处,电站厂址处控制流域面积185.7km2,主河道长24.0km,河道平均比降28.8‰。二级电站坝址位于团滩河及支流麻柳河汇合口以下约430m处,控制流域面积226.1km2,主河道长24.35km,河道平均比降28.8‰。二级电站厂址位于坝址下游11.0km的刘麻湾处,厂址控制流域面积273.5km2,主河道长35.2km,河道平均比降21.3‰。1.3.2气候特征团滩河流域属亚热带湿润季风气候区,气候温和,四季分明,雨量充沛,湿度较大,无霜期长,春季气温回升较早但常受寒潮影响出现倒春寒,初夏雨量丰沛,盛夏炎热多伏旱,秋多绵雨,冬无严寒,云雾较多。根据邻近的云阳县气象站观测资料统计:多年平均气温18.7℃,年平均气温年际变化不大,最高19.4℃(1978年),最低17.7℃(1993年),极端最高气温41.7℃(1961、1972年),极端最低气温-4.0℃(1977年);多年平均相对湿度74%;多年平均风速1.5m/s,多年平均年最大风速9.9m/s,瞬时最大风速20.0m/s,最多风向为NEN;多年平均蒸发量为1323.6mm(20cm蒸发皿)。1.3.3径流1.3.3.1径流特性及系列代表性分析团滩河流域径流主要来源于降雨,其次为地下水,径流的年内变化与降雨一致。每年3月下旬开始,随着降雨增加,径流也相应增大,4月为汛前过渡期,5~9月流域进入主汛期,径流量大增,但本流域常发生伏旱,伏旱期径流显著减少,10月为汛后过渡期,降雨减少,径流也逐渐减少,11月至翌年2月很少降雨,径流主要由地下水补给,1~2月是径流的最枯时期。根据插补延长的余家站1970年4月~2007年3月资料统计:多年平均流量为7.49m3/s,多年平均径流深为647mm,径流模数为20.5L/(s·km2)。径流年内分配极不均匀,丰水期(4~10月)径流占多年平均径流的90.22%,枯水期11~次年3月仅占多年平均径流的9.78%,1~2月径流仅占全年的2.15%,在盛夏伏旱期也常有小流量发生。根据插补延长的余家站1970年4月~2007年3月共37年(水文年)径流系列的分析,系列中包括了丰、平、枯水年或年组,其中,1970年4月~1975年3月,1979年4月~1985年3月(除81年4月~82年3月为枯水年)基本为丰水年组;1975年4月~1979年3月,1990年4月~1993年3月,2001年4月~2005年3月基本为枯水年组。其余年份丰、枯交替,大于多年平均值的年份为18年,小于多年平均值的年份有19年。又据年径流累进平均曲线看出,逆时序累进平均,当系列长度达到32年以上时,其均值的变幅明显变小,在3%以内。故认为该系列具有一定的代表性。1.3.3.2径流计算团滩河流域内无实测径流资料,考虑到设计流域与余家站以上的普里河流域在自然地理、气象、水文特性及人类活动影响等方面具有一定的相似性,两流域属同一径流分区,因此,本次设计团滩河(水库)电站各坝址径流分别采用水文比拟法、降雨径流相关法进行推求,从中选择更为合理的径流计算成果。经综合分析,推荐采用水文比拟法推求成果。根据本地区年降雨等值线图查得团滩河流域设计流域重心处多年平均降雨量为1450mm;参证站余家水文站控制流域内有梁平、合心、余家三站长系列雨量资料,三站基本覆盖了余家水文站控制流域,据该三站1955~2000年共46年实测资料统计,余家站控制流域多年平均面降雨量为1192mm。一级电站坝址控制流域面积为151km2,余家站控制流域面积365km2。考虑面积和雨量修正推求的团滩河(水库)电站各坝址径流计算成果表表1-1地名控制流域面积(km2)面平均雨量(mm)综合修正系数平均流量(m3/s)平均径流量(亿m3)径流深(mm)余家水文站365119217.492.362647一级电站水库坝址15114500.50323.771.189787二级电站坝址226.114500.75355.641.7807871.3.4洪水1.3.4.1坝、厂址设计洪水设计流域无实测洪水资料,本次设计采用《手册》中的推理公式和瞬时单位线法推求设计洪水,并采用水文比拟法移用参证站余家水文站加以比较进行合理性分析,并最终推荐采用推理公式计算的设计洪水成果,见表1-2。各坝、厂址设计洪水成果表表1-2设计洪峰流量(m3/s)一级电站坝址196018001430127011601070910一级电站厂址//15901420129011901020二级电站坝址//19801770161014901270二级电站厂址//22502010183016901440注:二级电站厂址设计洪水按面积比的0.67次方转换二级电站坝址成果而得。根据洪枯水变化规律和施工设计安排,将全年划分为主汛期5~9月,汛前过渡期4月,汛后过渡期10月,非汛期2月、3月、11月,以及时段12月~次年1月,11月~3月、10月~4月等九个分期,以供施工设计选用。主汛期洪水由设计暴雨直接推求,其余时段洪水,根据余家站洪水资料,各分期以年最大值取样,经频率分析计算,用P-Ⅲ型曲线适线确定统计参数,求得余家站各分期设计洪水。再用水文比拟法转换到各坝、厂址处一级电站坝址分期设计洪水成果表表1-3项目分期各频率设计值Xp(m3/s)P=3.33%P=5%P=10%P=20%P=50%2月4.053.522.631.770.7493月51.340.824.611.72.64月39531419090.220.35月~9月1160107091074952010月35027816880.318.011月12095.857.627.56.212月~次年1月12.710.36.583.440.86011月~次年3月13210971.439.210.510月~次年4月54145030317350.5一级电站厂址分期设计洪水成果表表1-4项目分期各频率设计值Xp(m3/s)P=3.33%P=5%P=10%P=20%P=50%2月4.984.323.232.180.923月58.946.928.313.53.034月45436121810423.35月~9月12901190102084258910月40232019392.220.711月13811066.131.57.1212月~次年1月15.612.68.094.231.0511月~次年3月15212582.045.012.110月~次年4月62151634819958.0二级电站坝址分期设计洪水成果表表1-5项目分期各频率设计值Xp(m3/s)P=3.33%P=5%P=10%P=20%P=50%2月6.065.273.932.651.123月67.353.532.315.43.454月51841224911826.65月~9月161014901270105073610月45936522110523.611112月~次年1月19.015.49.855.151.2811月~次年3月173143945113.810月~次年4月70958939722766.2二级电站厂址分期设计洪水成果表表1-6项目分期各频率设计值Xp(m3/s)P=3.33%P=5%P=10%P=20%P=50%2月7.336.374.763.211.363月76.460.736.717.53.924月58846828313430.25月~9月183016901440119083610月52141525112026.811月17914385.740.99.2312月~次年1月22.918.611.96.231.5511月~次年3月19716210658.415.710月~次年4月80566945125875.21.3.5河流泥沙团滩河流域天然植被覆盖良好,山高谷深,坡陡土薄,河道两岸坡耕地较多,风化较严重,土质松软,透水性强,地表抗冲性差。如遇降雨,尤其大暴雨情况下,易造成表层岩层及土壤的滑动,加之人类活动的影响,沿河两岸开山筑路,陡坡种植,水土流失比较严重。流域内降雨丰沛,多年平均降雨量1450mm,气候特征为雨季长,洪旱交替出现。雨季表土在坡面汇流的侵蚀作用下,成为河流泥沙的主要来源。因此,本流域泥沙主要来源于雨水侵蚀和人类活动造成的水土流失。设计流域无实测泥沙资料。根据《四川省水文手册》查得团滩河流域所在地多年平均悬移质输沙模数为800t/km2,计算得一级电站水库坝址多年平均悬移质年输沙量为12.1万t,一级电站水库坝址1.3.6水位流量关系曲线由于工程河段各断面无实测水位流量资料,本次水位流量关系曲线用水力学公式Q=A·R2/3·J1/2/n推算。水力要素由实测大断面计算;水面比降,中、低水采用实测河段枯水比降,高水采用洪水调查比降;糙率根据河道形态,河床组成等特征从《天然河道糙率表》中选用。两级电站拟定各坝、厂址处水位流量关系曲线见表1-7~表1-11。一级电站坝址消力池天然水位流量关系表表1-7水位(m)406.20406.50407.00407.50408.00408.50409.00409.50流量(m3/s)03.119.152101170259372水位(m)410.00410.50411.00411.50412.00412.50413.00流量(m3/s)5086888871090135016301930一级电站厂址水位流量关系成果表表1-8水位(m)341.90342.00342.50343.00343.50344.00344.50345.00流量(m3/s)00.6415.752.8151343590887水位(m)345.50346.00346.50347.00流量(m3/s)1220160019302320一级电站厂房尾水出口断面水位流量关系成果表表1-9水位(m)338.50339.00339.50340.00340.50341.00341.50342.00流量(m3/s)09.1037.11753565858641180水位(m)342.50343.00343.50344.00流量(m3/s)1550197024302930二级电站坝址消力池处天然水位流量关系成果表表1-10水位(m)333.90334.00334.50335.00335.50336.00336.50337.00流量(m3/s)00.4556.31783625948731190水位(m)337.50338.00338.50339.00流量(m3/s)1550194023802850二级电站厂址水位流量关系成果表表1-11水位(m)183.80184.00184.50185.00185.50186.00186.50187.00流量(m3/s)05.6047.5126234378593838水位(m)187.50188.00188.50189.00189.50190.00流量(m3/s)1120143017702130253029401.4工程地质1.4.1区域地质工程区位于渝东北,处于长江北岸。山系走向与构造线基本一致,呈近东西向,山顶高程多为800~1200m,区内山顶最高峰位于团滩河东面约3km的山王庙,高程1315.6m,最低高程为该河入汤溪河口处(江口镇)180m,相对高程600~1000m。测区属四川盆地的东部边缘。区域地貌属川东平行岭谷区的一部分,背斜成山,翼部多呈谷,向斜发育成梯状台地,呈现一山一谷一台相间的地貌景观。根据不同的地貌成因类型,工程区发育有两类地貌:一为构造侵蚀中切割块状低中山地貌,分布于江口镇以北,团滩河中、下游大部地区;二为构造溶蚀垄岗洼地低山地貌,由三迭系嘉陵江组和巴东组灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩地层组成,两侧由须家河组地层所夹持,工程区主要发育于团滩河青鲫洞至芭焦弯段两岸区域,马槽坝背斜轴部及近核两翼地区。团滩河发源于云阳县与巫溪县交界的人头寨、老鸭梁一带,自北向南流,与构造线方向大致垂交,河长37.20km,流域面积286.9km,河床平均比降19.8‰,团滩河两岸断续发育有两级阶地。区域出露地层由老至新有三迭系中统巴东组(T2b)、上统须家河组(T3xi)、侏罗系下统珍珠冲组(J1z)、中一下统自流井组(J1-2z)、中统新田沟组(J2x)、下沙溪庙组(J2xs)及第四系松散堆积层。区域处于新华夏系四川沉降带之川东褶带的北东缘弧形构造带,由北向南区域发育长店坊向斜、马槽坝背斜。测区内水文地质条件较简单。按地下水的赋存条件,可分为基岩裂隙水、岩溶水及孔隙水。地下、地表水均对混凝土无腐蚀性。工程区具有较好的区域构造稳定性。据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s,相应地震基本烈度为Ⅵ度。1.4.2团滩河水库工程地质条件及评价一级电站水库(即团滩河水库)大坝位于江口镇沙湾村团滩河中上游的双河口下游,为中型水库。水库正常高水位480m时,团滩河回水长4.07km,支流小河回水长2.40km。库区河床宽10~40m,多为20~30m宽。正常高水位下库岸多成“V”型谷,局部为“U”型谷,其上为较缓山坡地形。库区属构造侵蚀地貌,为中切割的块状低中山区,沟、河切割较深,地形较为破碎,山顶面以方山和桌状山为特征,周边多由砂岩形成陡崖。库区两岸山体雄厚,附近无深切邻谷发育,无低于正常高水位的垭口。库区正常高水位下主要出露侏罗系中统新田沟组(J2x)地层,为灰、黄灰色中至厚层长石岩屑石英砂岩、岩屑石英砂岩及灰、深灰色页岩、泥岩组成,夹介壳砂岩及介壳灰岩透镜体。其上为下沙溪庙组(J2xs)地层,该层下部以紫红色泥岩、粉砂质泥岩为主,夹灰绿色厚层岩屑长石石英砂岩。上部以长石岩屑石英粉砂岩为主夹紫红色粉砂质泥岩、泥岩。第四系(Q)松散堆积层沿河床及两岸零星分布。河床主要分布冲崩积层(Q4al+col)砂卵砾,零星崩塌的大孤块石等,厚度多小于5m;崩坡积层(Q4col+dl),多分布在陡岩坡脚处;山坡上有残坡积层(Q4edl)分布,岩性为粘性土、碎石土。在坝上游约0.8km处,发育地滑堆积层(Qdel),最大厚度达20余米。水库库盆、库底为侏罗系中统新田沟组(J2x)砂岩、泥岩互层,泥岩、砂质泥岩为不透水层,具有良好的隔水性能。且水库区山体雄厚,无单薄分水岭和低邻谷发育。库区构造简单,无大断裂,砂岩中虽有裂隙发育,但延伸不远,不具连续的透水性。故水库封闭条件良好,不存在通向库外的渗漏通道,不存在永久性渗漏问题。库区河谷两岸坡陡崖高,且绝大多库岸为基岩库岸,不存浸没问题。库区两岸部分为耕地,其余山坡、山顶植被较多,无大的固体迳流来源。水库淤积物主要为库区上游的小煤矿部分弃石和上游及库区的砂、泥岩风化剥蚀的粘性土、砂及砂泥岩碎屑和少量崩塌块碎石。库区除库首凉水井滑坡体外,在团滩河库尾向阳水电站下游河流转弯处右岸,发育沿河长约200m,沿坡宽约40-50m的崩坡积体,体积大约5~6万m3。水库蓄水后对该崩坡积体的库岸稳定将有一定影响,但该崩坡积体规模较小,现为坡地或林地,又处于库尾,水库蓄水后对水库正常运行,当地环境无大破坏。库区其它库岸为岩质谷坡,无大崩塌滑坡发育,水库蓄水后,局部小规模的崩塌在所难免,但不致引发较大规模的崩塌滑坡。库岸较稳定。凉水井滑坡体位于一级电站水库的库首,其下游边界沿河距坝线约0.8km。总平面为上窄、下宽的不规则纵长形。凉水井滑坡中下部横长(沿河长)约500m,538m高程以上横长100~300m,滑体东段(上游段)纵长约720m,西段(下游段)纵长约420m,总面积约27万m2,体积约300万m3,为大型滑坡。滑体从下至上现有较多村民居住。据调查,未见房屋地基及田地坡上有开裂现象,该滑坡体现处于稳定状态。而前几年在改扩建102省道开挖路基中,滑坡中部公路以上有的房屋和地坝有开裂现象,但未发现公路以上滑体大面积的变形破坏。在正常高水位以下的滑坡前沿和缓坡台地区域滑体,大部厚12.0~22.8m;正常高水位以上大部区域滑体厚4~13m。滑体主要由粉质粘土夹碎块石、碎石土,局部夹大孤石组成,碎石含量20~40%,层厚2.8~22.8m。经计算:在天然状况及库水骤降至死水位下,滑坡稳定性系数Fs=1.24~1.93,滑体处于稳定状态。在暴雨工况下,不考虑库水骤降影响时,滑坡稳定性系数Fs=1.09~1.39,其中仅3—3’剖面蓄水位上部稳定系数>1.15;考虑库水骤降至死水位影响后的情况下,滑坡稳定性系数Fs=0.97~1.14,凉水井滑坡河床剪出口局部处于不稳地状态,正常高水位上的剪出口局部处于欠稳地状态,可能失稳剪出,建议将开挖引水隧洞的废弃渣等堆于滑坡下部河床(死库容中),增加滑体的整体稳定性,在滑体正常高水位以上采取支挡措施。1.4.3一级电站主要建筑物工程地质条件及评价(1)团滩河水库拦河坝坝址区位于团滩河上,右岸支流小河汇入口处(双河口)下游400~750m河段。团滩河由S45°E顺直流经坝址区,坝后以N84°E流出坝区,在鸭子梁再急转成SW向流向下游。坝址区河段,呈不规则“V”型横向谷,河谷深切,为中低山地形,河床宽35~50m,正常高水位480m时,河谷宽175m。坝址段河床高程为408.06~417.4m,水深0.2~1.5m,河床纵坡较平缓,平均比降约为1.5%。坝址区出露侏罗系中统新田沟组(J2X)中段,其上间断覆盖第四系冲洪积、崩坡积层。坝区地表水为重碳酸-钙水(HCO3-—Ca2+),环境水对砼无腐蚀性。根据钻孔压水试验资料,左岸坝轴线ZK105透水率q<3Lu顶板深度为54.55m(高程420.43m);河床段ZK106透水率q<3Lu顶板深度为70.60m(高程381.57m);右岸坝轴线ZK107透水率q<3Lu顶板深度为26.40m(高程461.49m)。河床岩体强风化层微弱发育,弱风化层厚度为18~21.90m左右,底板埋深22.20~23.50m(高程385.99~395.23m),向两岸增厚。河谷右岸坡强风化较薄;弱风化较厚,厚度为21.60m,底板埋深25.50m(高程462.39m);微风化底板埋深81.80m(高程406.09m)。河谷左岸坡强风化较薄;弱风化较厚,厚度为38.30m,底板埋深44.70m(高程430.28m);微风化底板埋深75.42m(高程399.56m)。工程区地层新田沟组(J2x)划分为泥、页岩及砂岩两类岩体。大坝基础分布范围内主要为较软至坚硬岩,以较软岩为主。坝址大部分岩体基本质量属于CⅢ-CⅣ级,为软质岩;部分属AⅢ1级,岩体完整,抗滑、抗变形性能受岩石强度控制,局部较完整或较破碎岩体,不宜作高坝坝基基础,需作专门处理。本阶段推荐采用钢筋砼面板堆石坝。趾板范围内出露地层为侏罗系中统新田沟组第二段,以泥岩、页岩为主,约占80%。弱风化泥岩干抗压强度37.2~86.9Mpa,饱和抗压强度22.8~46.1Mpa;微风化页岩干抗压强度36.9~59.3Mpa,饱和抗压强度13.3~35.4Mpa。岩体强度完全能满足混凝土面板堆石坝趾板对基础的强度要求。趾板基础岩层倾向上游,倾角约9~25°,裂隙发育少,延伸短,基本无不利结构面组合,自然状态下稳定性较好。坝基存在的渗漏现象主要为裂隙性渗漏。坝区防渗应沿趾板线进行防渗帷幕灌浆,帷幕深度坝基河床深入渗透系数<3Lu顶板线以下5m;水平方向,右岸帷幕沿右坝肩向右岸延伸布置,延伸约140m;左岸帷幕由左坝肩向左岸延伸布置,延伸约50m。河床段趾板开挖到弱风化带下部,两岸从近河床部位至坝肩开挖深度从弱风化下部依次抬高到弱风化中部至上部。应清除坝基河床覆盖层,开挖至基岩面;坝轴线两岸岸坡,应清除表层覆盖层及杂草、树木,对左岸岸坡较陡部分,进行放坡处理,以利于坝体碾压。(2)导流洞导流洞布置于右岸,进口基岩裸露,岩性为侏罗系中统新田沟组(J2X2-9)的砂、页岩,岩体弱风化,其强风化层不发育,弱风化层水平厚度为5~8m,隧洞可挂口。隧洞出口位于陡崖下,岩性为侏罗系中统新田沟组(J2X2-2)的砂、页岩及介壳灰岩,岩体弱风化,其强风化层不发育,弱风化层水平厚度为5~8m,隧洞可挂口。隧洞洞身顶板厚度及水平埋深均较大,洞身处于J2x2-1~J2x2-9段泥岩、页岩、砂岩等岩性中,以泥、页岩等软质岩为主,大都为Ⅳ类围岩体,具备成洞条件,但洞身稳定性较差,均需衬砌支护。地下水易于向河流排泄,洞内涌水量小。(3)溢洪道泄洪道采用左岸明槽布置,靠近坝肩。由引渠段、控制(闸室)段、陡槽段、阶梯消能防冲段四段构成。引渠段长30.85m,底板高程469.00m,堰顶高程471.00m;开挖段为一斜坡地形,坡度为25°左右,地面高程为469.0~486.0m,最大开挖深度约20m,边坡为岩质坡,主要由J2x2-9层泥岩夹砂岩构成,为切向坡,切坡上部强风化层厚3~7m,其稳定性较差,以下弱风层裂隙不发育,边坡稳定性较好。控制段长26.50m,底板高程468.00~471.00m,堰顶高程471.00m;地形平缓,坡度为5°左右,地面高程为484.0~485.00m,开挖深度为15~17m,上部覆盖层厚约2.5m,为残坡积的粉质粘土夹砂岩碎石,下伏J2x2-9层泥岩夹砂岩,为切向坡,岩体强风化层厚5~7m,其稳定性较差,以下弱风层裂隙不发育,边坡稳定性较好。陡槽前段长49m,底板平缓,底板高程465.6~468m;现地面高程为469.4~485m,开挖深度为13.5~27m,表层部分分布覆盖层,厚约0.5~3.3m,为残坡积的粉质粘土夹砂岩碎石,下伏J2x2-8、J2x2-9层泥岩夹砂岩,为切向坡,岩体强风化层厚1.7~6m,其稳定性较差,以下弱风层裂隙不发育,边坡稳定性较好。消能防冲段长220m,由三段台阶消能和两个消力池组成。地形坡度为0~30°,地面高程为410~469.4m,开挖深度为1.5~8.9m。局部上部覆盖层厚0~4m,为残坡积的粉质粘土夹砂岩碎石,下伏J2x2-1~J2x2-8层泥岩夹砂岩,为切向坡,岩体强风化层厚1.5~5m,其稳定性较差,以下弱风层裂隙不发育,边坡稳定性较好。(4)引水隧洞一级电站引水隧洞沿团滩河左岸傍山布置,进口位于坝址上游的鸭荡湾,距坝轴线直线距离约380m,出口接调压井,位于杨家河坝厂址后坡,洞线总长2.905Km。依次穿越侏罗系中统新田沟组(J2X)、中下统自流井组(J1-2Z)、下统珍珠冲组(J1Z)、三叠系上统须家河组上亚组(T3xj2)及下亚组(T3xj1)地层。桩号0+000~0+020m段:以石英砂岩为主,夹页岩。岩层产状N88°E/NW∠14°,洞轴线方向S47°E,洞轴线与岩层走向交角45°,上覆岩体厚度17~34m,侧向水平埋深0~20m。围岩为弱风化,岩体完整性较好,但隧洞埋深较浅,岩体裂隙较发育,洞顶可能发生坍塌;该段围岩类别为Ⅳ类。桩号0+020~1+132m段:以石英砂岩、粉砂岩为主,夹页岩。岩层产状N88°E/NW∠14°,洞轴线方向S47°E,洞轴线与岩层走向交角45°,上覆岩体厚度34~237m,侧向水平埋深20~400m。围岩为弱风化~新鲜,岩体完整性好,岩性以中至坚硬岩为主,隧洞埋深较大,围岩稳定性好。该段围岩类别主要为Ⅱ类,较软~软岩部分为Ⅳ类。桩号1+132~1+983m段:以页岩、泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩为主,夹石英砂岩。岩层产状N48°E/NW∠21°,洞轴线方向由S47°E转向S77°E,洞轴线与岩层走向交角55°~85°,上覆岩体厚度32~111m,侧向水平埋深60~400m。围岩为弱风化~新鲜,岩体完整性较好,岩性以较软~软岩为主,隧洞埋深较大,可能产生较大的变形破坏和较大的塑性变形。该段围岩类别主要为Ⅳ类,坚硬部分为Ⅱ类,页岩夹薄层煤部分为Ⅴ类。桩号1+983~2+905m段:以石英砂岩、长石砂岩为主,夹页岩、砂质泥岩、砂质页岩、薄层煤、炭质页岩。岩层产状N52~61°E/NW∠27~57°,洞轴线方向由S77°E转向S47°E,洞轴线与岩层走向交角42°~81°,上覆岩体厚度36~197m,侧向水平埋深50~250m。围岩为微风化~新鲜,岩体完整性好,岩性以中至坚硬岩为主,隧洞埋深较大,围岩稳定性好。该段围岩类别主要为Ⅱ类,较软~软岩部分为Ⅳ类,炭质页岩、页岩夹薄层煤、薄层煤部分为Ⅴ类。引水隧洞的主要工程地质问题是Ⅳ、Ⅴ类围岩的稳定条件较差或差,需注意及时支衬锚固;隧洞穿越煤层时注意瓦斯等有毒有害气体;穿越老煤窑采空区时注意大的突然涌水。隧洞进水口位于大坝上游鸭荡湾左岸陡崖下,岸坡大部分基岩裸露,岩性为侏罗系中统新田沟组(J2X)的砂、页岩。岩层产状:走向北88°东,倾向北西,倾角14°,为顺向坡,倾角小于坡角,陡崖边坡稳定性较差。岩体弱风化,其强风化层不发育,弱风化层水平厚度为5~8m,隧洞可挂口,但由于陡崖卸荷裂隙发育,边坡稳定性较差,因此要及时支护。(5)调压井和斜井调压井设计拟开挖直径8.2m,井顶高程488.30m,井底高程434.71m,井深51.19m。斜井开挖直径为3.0m,埋深18~25m。调压井井口位于五童岔团滩河左岸山坡中部。左岸山坡临河铁壕岩山顶高程689.1m,山坡坡度45°。调压井井口地面高程457~508m,该段山坡坡度50°以上,山坡植被茂盛。调压井及斜井位于马槽坝背斜北西翼,岩层走向N51°E,倾向NW,倾角28°,岩层倾向与坡向斜交,为斜向坡。调压井出露基岩为三迭系须家河组(T3xj)中至厚层长石岩屑石英砂岩,岩屑石英砂岩夹薄层页岩。地表岩石风化比较严重。裂隙发育,强风化层深3~5m。斜井位于团滩河左岸山坡,下部有102省道穿过。斜井地表山坡坡度41°,岩层倾向与坡向斜交,为斜向坡。斜井绝大部井段岩石为三迭系上统须家河组砂岩,底部发育2~3m厚页岩夹煤线。仅下部平硐出口段为三迭系中统巴东组上部灰白色薄至中厚状泥质灰岩。斜井中上部地表山坡发育第四系崩坡积砂岩块碎石,粘性土,厚5~10m,公路以下至厂房地表发育崩坡积和修建公路的人工堆积层厚3~5m。斜井拟埋深18~25m,已避开强卸荷带岩层,置于弱风化岩石中,微~弱风化砂岩的洞室围岩为Ⅱ~Ⅲ类,Ⅱ类围岩一般可不支护,部分喷混凝土结合锚杆加固,Ⅲ类需喷混凝土或喷锚支护,拱顶系统锚杆。底部水平出口段斜坡发育第四系崩坡积和人工堆积土,需破槽后方可挂口成硐,并注意洞顶上部斜坡堆积层的稳定性。出口段岩体为Ⅳ类洞室围岩,自稳能力差,开挖后需及时支护、喷锚挂网或全部衬砌,或设钢拱架。(6)厂房厂房位于五童岔团滩河左岸杨家河坝,102省道从厂房后坡穿过,交通便利。团滩河由北西向南东流到杨家河坝厂区,河流由狭窄变宽缓,厂区段河床宽达60~100m,河心发育高漫滩,高漫滩顺河长约140m,宽约50m,地势开阔;厂区段河床地面高程347.1~349m,水深一般小于1.5m。厂区位于马槽坝背斜北西翼,主要发育三迭系巴东组第三段灰、灰白色泥质灰岩夹钙质页岩,仅上游端为三迭系上统须家河组岩屑长石石英砂,底部发育2~3m页岩夹煤线。上覆砂卵砾石层,厚6.9~8.5m,以卵石为主要夹砂、漂石及局部堆积有崩塌的砂岩孤块石。卵石多为砂岩、粉砂岩、灰岩,粒径2~20cm,含量约45%,园砾含量约25%,漂石含量25%,中粗砂含量约10%。河床砂卵砾石层有较大厚度,结构较密实,有一定的承载能力,可作厂房基础持力层,但有一定的变形,需进行地基夯实。弱至微风化巴东组泥质灰岩夹页岩,强度较高,变形小,是较理想的基础持力层。建议将主要发电动力机组置于基岩上,其它次要建筑置于砂卵石层。1.4.4二级电站主要建筑物工程地质条件及评价(1)拦河坝拦水坝位于一级电站团滩河厂址下游约750m,102省道旁加油站外河坝,设计坝型为翻板坝,上设10孔8×4m(b×h)平板闸门,坝高6m,坝前水位338.5m。①水库区工程地质条件及评价拦水坝坝前水位338.5m,仅比现坝区河水位抬高约4.6m。拦水坝库区左岸为斜坡,右岸多为高于5m的陡坎,蓄水后不会产生较大淹没,亦无浸没问题。但左岸从五童岔麻柳河出口至下游团滩河大桥段河边有一排民居,该排民居有少数几栋屋基在339~340m高程,其基础置于土质地基上,拦水坝蓄水后将对土质屋基产生浸泡,对其房屋的稳定性产生影响,需进行处理,其它大多房屋基础高于341m,且置于基岩上,水库蓄水对此无影响。库区处于马槽坝背斜北西翼,出露三迭系中统巴东组地层,巴东组上、下部主要以泥质灰岩、云白质灰岩为主夹页岩,中部为紫红色页岩、泥岩、粉砂质页岩夹同色中厚层石英粉砂岩,局部夹灰岩透镜体,岩溶不发育,无大的渗漏问题。库区两岸坝前水位以下大多基岩出露,未发育较大松散堆积体,取水坝修建后涌水高度与河流常年洪水位相近,对库岸影响小,稳定性较好。②坝址区工程地质条件及评价团滩河由北西向南35°东流经坝址区,坝区河谷呈不规则“V”型斜向谷。河床宽60~100m,坝线处河床水面高程333.90m,水深0.5~1.5m,河中发育漫滩。102省道从坝左岸通过,路面高程348.0m,公路以下左岸坡度约28°,公路里侧为一排民居街道,民房后为基岩裸露的山坡,坡度30~40°。右岸下部为一陡坎,高约5~6m,陡坎上345~353m高程为50~100m宽的缓坡田地,田地后为30~35°的山坡。右岸坝线上游341.5m高程以上发育一冲沟,沟口宽约18m,沟长数百米。据初步勘探,坝址河床第四系冲洪积(Q4pal)层厚5.6m,主要为砂卵砾石层,卵石多为砂岩、粉砂岩及灰岩,粒径2~20cm含量50%,局部夹大漂石,含量约15%,圆砾含量20%,中粗砂含量约15%。左岸公路以下为第四系崩坡积层,表层有人工堆积的土石,厚度2~6m。右岸陡坎以下巴东组基岩出露,坎上缓坡田地为第四系残坡积层,厚2~4m。坝址区基岩为三迭系中统巴东组一、二段地层。巴东组第一段岩性顶部为灰、黄灰色页岩、钙质页岩夹泥质灰岩,其下为中至厚层泥质灰岩、白云质灰岩。第二段为紫红色泥岩、页岩夹同色粉砂岩。坝层倾向上游微偏左岸。据钻探资料,坝区河床岩石无强风化发育,坝区两岸坡无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。坝区主要发育第四系松散堆积层孔隙水,赋存于河床冲洪积层和两岸崩坡积、残坡积层中。裂隙水发育于基岩裂隙中,岩溶水坝区未见发育。据团滩河水样试验资料,河水对混凝土无腐蚀性。冲洪积下伏的三迭系巴东组基岩,其强度较高,变形小,完全能满足建低坝要求,是较好的坝基持力层,且上覆冲洪积层较薄,建议坝基置于巴东组基岩上。坝基应适当深挖,齿槽可挖至较完整岩体,并进行固结灌浆。坝基所处的巴东组泥质灰岩夹页岩,裂隙发育,岩石较破碎,抗冲性能也较差,坝下游消力池应防冲工程。(2)明渠和引水隧洞引水线路布置于团滩河左岸,由0.208Km明渠及6.722Km隧洞组成。取水坝至引水隧洞进口段为渠道,渠道段长0.208Km。隧洞为傍山隧洞,进口位于观音堂沟口,出口位于团滩村刘麻湾后缓坡上,洞线总长6.722Km。隧洞为无压隧洞,引水流量13.0m3/s,洞径3.2×4.0m。隧洞进口底板高程334.66m,出口底板高程330.18m。引水线路沿线依次穿越三叠系中统巴东组第一段(T2b1)、第二段(T2b2)、第三段(T2b3),三叠系上统须家河下亚组(T3xj1)、上亚组(T3xj2),侏罗系下统珍珠冲组(J1Z)、中下统自流井组(J1-2Z)、侏罗系中统新田沟组(J2X)地层。桩号0+000~1+580m段:主要是三叠系中统巴东组第一段(T2b1)、第二段(T2b2)、第三段(T2b3)。T2b1、T2b3以泥质灰岩、白云质灰岩为主夹页岩,T2b2主要为泥、页岩夹灰岩地层,处于背斜南翼,褶皱发育。岩层产状N79°W/SW∠26°,洞轴线方向由S23°E,洞轴线与岩层走向交角54°,上覆岩体厚度20~300m,侧向水平埋深0~150m。围岩为强~弱风化,岩体裂隙发育,洞顶易发生坍塌。该段围岩泥质灰岩、白云质灰岩主要为Ⅲ类围岩,泥、页岩夹薄层灰岩,类别主要为Ⅳ类。桩号1+580~2+313m段:主要是三叠系上统须家河组上亚组(T3xj2)、三叠系上统须家河组下亚组(T3xj1)地层,岩性主要为岩屑长石石英砂岩、岩屑石英砂岩、粉砂岩夹页岩。岩层产状N88°W/SW∠26~56°,洞轴线方向由S21°E洞轴线与岩层走向交角67°,上覆岩体厚度34~150m,侧向水平埋深80~180m。围岩为弱风化~新鲜,岩体完整性好,岩性以中硬至坚硬岩为主。该段围岩砂岩类别主要为Ⅱ类,页岩较软~软岩部分为Ⅳ类,页岩夹薄层煤部分为Ⅴ类。桩号2+079~2+229m段:三叠系上统须家河组上亚组(T3xj2)地层,走向交角78°,上覆发育F1断层破碎带,岩层产状大部分陡立,断层破碎带约150m。围岩为强~弱风化,岩体完整性较差,为碎裂、碎块结构,该段成洞条件差,洞室围岩难于自稳,围岩类别主要为Ⅳ~Ⅴ类。桩号2+313~3+786m段:主要是侏罗系中下统自流井组(J1-2Z);侏罗系下统珍珠冲组(J1Z)地层,主要岩性为岩屑石英砂岩、长石砂岩、粉砂岩、页岩、炭质页岩、薄层煤、泥质粉砂岩。岩层产状:N74~86°W/SW∠34~39°,洞轴线方向由S62°E,洞轴线与岩层走向交角12°~24°,洞线与岩层走向交角较小,对洞室稳定不利。上覆岩体厚度20~280m,侧向水平埋深10~120m,1#支洞处理深较浅。围岩以较软岩、中硬岩为主,局部隧洞埋深较浅,局部易产生塑性变形或小~中等坍落。该段围岩类别较软岩主要为Ⅳ类,中至坚硬岩部分为Ⅲ类。桩号3+786~5+199m段:主要是侏罗系中统新田沟组(J2X)地层,主要岩性为岩屑石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、页岩、砂岩。岩层产状:N85°W/SW∠42°,洞轴线方向由S62°E,洞轴线与岩层走向交角23°,交角较小,不利于洞室的稳定。上覆岩体厚度18~110m。围岩以中至坚硬岩夹较软岩为主,局部易产生塑性变形或小~中等坍落。该段围岩类别主要为Ⅲ类,较软岩部分为Ⅳ类。桩号5+199~6+722m段:主要为侏罗系中统下沙溪庙组(J2XS)地层,岩性主要为砂质泥岩夹薄至中厚层砂岩。岩层产状:N65°W/SW∠16°。洞轴线方向S5°E,洞线与岩层走向交角60°。上覆岩体厚6~120m,尤其是5+675~6+039m、6+374m段,出口段洞室上覆岩体较薄,仅6~12m厚,易产生坍落冒顶,该区段堰塘较多,隧洞埋深较浅,应注意开挖隧洞与堰塘的水力联系,危及施工和人身安全。该段围岩类别主要为Ⅳ类。引水隧洞的主要工程地质问题是Ⅳ、Ⅴ类围岩的稳定条件较差或差,需注意及时支衬锚固;芭蕉湾及黄沙堡约200m挤压破碎带,稳定性较差,需注意及时支衬锚固;隧洞穿越煤层时注意瓦斯等有毒有害气体;穿越老煤窑采空区时注意大的突然涌水。隧洞进水口位于拦水坝下游观音堂,岸坡大部分基岩裸露,岩性为三叠系中统巴东组第一段(T2b1)的泥质灰岩、白云质灰岩。岩层产状:走向北63°东,倾向南东,倾角21°,为横向坡。由于处于马槽坝背斜的核部,岩层被严重揉皱,且陡崖卸荷裂隙发育,边坡稳定性较差,隧洞开挖后难于自稳,开挖需支护紧跟或超前支护,全断面衬砌。(3)前池拟建压力前池位于团滩村刘麻湾后缓坡上,坡度15-25°,坡向SW,地面高程328~343m。压力前池位于马槽坝背斜南东翼,岩层产状走向N62~65°W,倾向SW13~16°,为侏罗系中统下沙溪庙(J2xs)地层,岩性为紫红色泥岩夹薄至中层砂岩。前池规划范围内基岩出露,地质条件较为简单。强风化层厚度约1.0~1.5m。前池区域为顺向坡,岩层倾角较缓,边坡坡度大于岩层倾角,开挖后岩层稳定性较差,且前池范围内主要为泥岩,易于风化,开挖后应及时进行封闭。(4)压力钢管压力管道桩号管0+000~0+355m段范围内,基岩出露,为侏罗系中统下沙溪庙(J2xs)地层,岩性为紫红色泥岩夹薄至中层砂岩,仅局部有零星覆盖层,为第四系残坡积层(Q4edl),为黄灰色含碎石粉质粘土,厚约0.2~0.5m,该段强风化层厚度1.0~1.5m。桩号管0+355~0+466m段范围内上部为人工堆积层(Q4s),主要为黄灰色含碎石粉质粘土,局部夹大粒径孤石,为松散堆积,厚约1.0~5.0m;下部为冲洪积层(Q4pal),主要为砂卵石层,厚1.0~6.0m,稍密~密实。压力管道后坡为顺向坡,岩层倾角较缓,边坡坡度大于岩层倾角,岩层稳定性较差,管道镇墩基础建议清除覆盖层及强风化层后置于弱风化的基岩上;压力管道沿线基岩主要为泥岩,易于风化开挖后应及时进行封闭。(5)厂房二级电站发电厂拟建于刘麻湾团滩河左岸重庆大巴山薯类制品开发有限责任公司下游,开巫路与已建江口镇河堤之间。厂址区地面高程183-191m。地表为人工堆积层(Q4s),主要为黄灰色含碎石粉质粘土,局部夹大粒径孤块石,为松散堆积,靠开巫路一侧堆积层较厚,靠河堤一侧目前未回填为一洼地;本层厚度变化较大约0.5~5.5m。下部为冲洪积层(Q4pal),主要为砂卵石层,层厚较稳定,厚5.0~6.5m,稍密~密实。本厂址区范围内基岩埋深6.5-11.5m,为侏罗系中统下沙溪庙(J2xs)地层,岩性为紫红色泥岩夹薄至中层砂岩。厂址区基岩埋藏较深,若以其作基础持力层,开挖工作量较大;上部人工回填层,为松散堆积,且均匀性差,不满足基础持力层要求;砂卵石层层厚稳定,为稍密至密实,承载力满足要求,因此建议基础开挖至砂卵石层,以该层作为厂房基础持力层。1.4.5天然建筑材料土料对本工程附近料场的调查结果表明:工程区附近土料贫乏,且少数可选土料料场均为优良耕地,成本太高。土料储量及质量均难以满足工程需要,且开采土料对周围生态环境影响较严重,建议以其它采用其它施工工艺及建材代替。人工骨料工程区附近团滩河流域砂卵石较少,且页岩、泥岩等杂质含量较高,储量及质量不满足工程需要;因此本工程采用人工砂、骨料。坝区建议采用农坝料场的灰岩作人工粉碎砂、人工碎石。农坝料场经102省道至一级电站水库坝区运距约13.0~15.0km,至二级电站坝区运距约16.0~18.0km,运距稍远。块石料①高桥湾块石料场高桥湾块石料场位于一级电站水库坝址上游,团滩河左岸岸坡,有机耕道与102省道相通,相距仅100m,至一级电站水库坝区运距约7.0km,交通条件较好。该料场出露地层为侏罗系中统新田沟组(J2x)地层,其中610-740m高程范围主要出露灰白色岩屑石英砂岩,740m高程以上主要出露强风化泥岩、砂岩及粉砂岩。料场拟开采740m以下灰色厚层状岩屑石英砂岩。采样试验指标均满足本工程用料要求,计算可开采有用层储量约58万m3。②沙湾块石料场沙湾块石料场位于一级电站水库坝址上游的团滩河右岸支流小河的右岸岸坡,与一级电站水库坝区相距约2.0km,有机耕道与坝区相通。该料场高程560~600m范围内出露侏罗系中统新田沟组(J2x)上部地层,岩性为黄灰色岩屑石英砂岩局部夹薄层灰、深灰色页岩。料场高程600~640m范围内间断出露侏罗系中统下沙溪庙组(J2xs)下部地层,岩性为紫红色泥岩夹砂岩,不满足本工程要求,需要清除。长石石英砂岩为坚硬岩,强度能满足设计及技术质量要求,但软化系数偏低,据各已建工程实践经验,可作工程块石料。沙湾料场可开采有用层储量约59.4万m3。③横亭寨料场横亭寨块石料场位于二级电站坝址区下游,团滩河左岸岸坡,与102省道相邻,需修建600~800m连接路。横亭寨料场至一级电站坝址运距约6.0km,至二级电站坝址区及支洞运距约1.5-2.0km,至二级电站厂址区运距约6.8~7.0km,运距较短,交通条件较好。该料场出露地层为三叠系上统须家河组(T3xj),岩性主要为灰白色岩屑石英砂岩,局部夹泥岩、页岩及煤线。料场拟开采岩性为灰白色厚层状岩屑石英砂岩,料场范围内无用层较少,仅需清除表层强风化层,计算有用层储量212万m2。④隧洞进出口料场一级电站引水隧洞里程桩号1+855~2+969段为三迭系上须家河组(T3xj)地层,岩性主要为岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩及页岩、粉砂岩等。隧洞弃渣中的岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩均满足渠道块碎石料要求,因此隧洞进出口弃渣经筛选后可作为一级电站厂房及二级电站坝体天然建材。二级电站引水隧洞里程桩号0+000~1+563段为三迭系中统巴东组(T2b)地层,岩性主要为含泥质灰岩、白云质灰岩部分为页岩、泥岩等;桩号1+580~2+300段为三迭系上统须家河组(T3xj)地层,岩性主要为岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩及页岩、粉砂岩等。隧洞弃渣中的岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑石英砂岩及含泥质灰岩、白云质灰岩均满足块碎石料要求,因此隧洞进出口弃渣经筛选后可作为一级电站厂房及二级电站的天然建材。1.5工程任务和规模1.5.1工程开发任务团滩河为山区性河流,岸坡较陡,河段两岸人烟稀少,农田灌溉和居民生活用水多取自两岸汇入团滩河的溪沟或小型渠堰,无向干流取水要求。河道沿岸无集镇,亦无大、中型工矿企业,无防洪和工业供水要求。团滩河坡陡流急,跌坎深潭交替,无漂木、通航要求,因此,团滩河(水库)电站工程的开发任务主要为发电,兼有旅游和养殖等综合利用效益。1.5.2水利和动能1.5.2.1正常蓄水位的选择团滩河一级电站水库位于重庆市云阳县境内团滩河上。由于近年来当地政府大力推广退耕还林,库区人烟、耕地稀少,沿岸居民居住位置较高,原淹没控制点云阳县向阳乡铁矿村西牛煤厂与向阳火电厂高程分别为554m与557m,远远高于水库拟开发的正常水位,因此淹没上无重大制约因素,根据地勘报告,该河段具备建高坝条件,但在右坝肩484.00m高程处有一天然垭口,因此本工程正常蓄水位应定于484.00m以下。由于团滩河水库为团滩河梯级开发的龙头水库,为提高整个流域的综合发电效益,保证电网供电质量,本阶段考虑水库正常蓄水位下限为保持年调节性能,在此基础上拟定了476m、478m、480m、482m共4个正常蓄水位方案进行动能经济比较。各方案死水位按“混合式开发水库电站死水位为坝所集中的最大水头的40%”原则选取,死水位下限为满足泥沙淤积高程和水工取水口布置要求,在方案比较中按照“一致性”原则采用消落深度和最大水头同一比值推算各正常蓄水位对应的不同死水位。电站装机容量按照重庆市目前建成的年调节性能以上电站分析,考虑其年利用小时在3000~3500h左右,拟定其装机容量为2×5000kw1.5.2.2死水位的选择团滩河(水库)电站的开发任务是发电,故死水位的下限是满足泥沙淤积高程和水工取水口布置要求。根据泥沙分析,水库运行30年,水库坝前淤积高程为445m,根据水工要求淹没水深及取水口布置,本阶段拟定了449m、451m、453m、455m、457m五个死水位进行比较。(1)从能量指标分析,随着死水位的抬高,加权平均水头增加,方案的年发电量也增加,各方案年发电量分别为3073万kw.h、3091万kw.h、3108万kw.h、3112万kw.h、3115万kw.h,年发电量的增量分别为18万kw.h、17万kw.h、4万kw.h、3万kw.h,年发电量的增量逐渐减少。同时随着死水位的抬高,死库容增加,调节库容减少,调节流量也减小,保证出力和枯期发电量也相应减小。从能量指标变化速度看,死水位在453m时年发电量的增量出现相对明显的变缓趋势。死水位越高,枯期发电量的减小量越大,不利于发挥其在电网中的调节作用。(2)从投资角度来看,随着水库死水位的抬高,取水口、闸门、调压井等的工程量都会相应减小,工程总投资也会相应降低。因此,死水位越高,水库总投资越省。综上所述,考虑既兼顾电站多发电,又尽可能提高电站的调节能力,获得较多的枯期电量,在电网中起到一定的调峰、调频作用,同时节省投资,本阶段选择死水位为453m,相应死库容452万m3,占正常蓄水位以下库容的28.27%。1.5.2.3装机容量的选择一级电站电(1)一级电站①从装机容量与发电量关系看,一级电站装机容量增加,年电量亦增加,电站从9000kw增至10000kw,电量增加114万kw.h,每单位补充装机所得到电量1140kw.h;从10000kw增至1100kw,增加电量74万kw.h,每单位补充装机所得到电量740kw.h,呈下降趋势。②从投资比较来看,装机增大,投资增加,而单位千瓦投资减小。从增量效益来看,电站装机从9000kw方案到10000kw方案,投资增加423.60万元,增加电量114万kw.h,补充电能投资3.716元/kw.h;电站装机从10000kw方案到11000kw方案,投资增加529.5万元,而增加的电量仅74万kw.h,补充电能投资达7.155元/kw.h,增量效益明显下降。③从水量利用率来看,电站装机从9000kw方案到10000kw方案水量利用率增幅较大,为3.21%;从10000kw方案到11000kw方案,水量利用率有所提高,但幅度较小,仅1.93%。④从电站年利用小时来看,由于本工程具年调节性能,能起到一定的调峰作用,则年利用小时在3000~3500小时较为适宜,装机11000kw方案年利用小时为2893h,明显偏低;9000kw方案与10000kw方案年利用小时均满足要求,其中9000kw方案年利用小时最高,对机组磨损较大,维护费用高而电量少,10000kw方案年利用小时居中。综上所述,10000kw方案装机利用小时合理,发电量较高,单位千瓦投资投资居中,水量利用率较高。因此,结合地方实际情况,并经征求工程业主意见,推荐装机为10000kw,(2)二级电站①从装机容量与发电量关系看,二级电站装机容量增加,年电量亦增加,电站从13000kw增至15000kw,电量增加264万kw.h,每单位补充装机所得到电量1320kw.h;从15000kw增至17000kw,增加电量174万kw.h,每单位补充装机所得到电量870kw.h,单位补充电量呈下降趋势。②从投资比较来看,装机增大,投资增加,而单位千瓦投资减小。从增量效益来看,电站装机从13000kw方案到15000kw方案,投资增加428.18万元,增加电量264万kw.h,补充电能投资1.622元/kw.h;电站装机从15000kw方案到17000方案,投资增加535.23万元,而增加的电量仅174万kw.h,补充电能投资达3.076元/kw.h,增量效益明显下降。③从电站年利用小时来看,由于电站上游的团滩河水库具有年调节性能,能起到一定的调峰作用,一级电站发电年利用小时为3108h,则二级电站发电年利用小时应在3200左右,才能与一级电站相匹配。综上所述,15000kw方案装机利用小时合理,发电量较高,单位千瓦投资投资居中。因此,结合地方实际情况,并经征求工程业主意见,推荐装机为15000kw。1.5.2.4额定水头选择(1)一级电站一级电站最大水头133.00m,最小水头106.00m,加权平均水头123.85m。综合容量、电量利用,水头保证率、枯水期容量利用及工程投资等多方面因素分析,推荐一级电站机组的额定水头为123.85m。(2)二级电站二级电站为径流引水式电站,与一级电站尾水衔接,其前池最高水位为333.71m,正常水位333.02m,最大水头145.58m,最小水头142.94m。考虑到本电站无调节性能,额定水头按汛期满发临界水头确定为144m。1.5.3运行方式及能量指标1.5.3.1水库及电站主要特征参数(1)一级电站一级电站水库正常蓄水位480.00m,相应库容1598万m3;死水位453.00m,死库容452万m3,相应调节库容1146万m3,库容系数9.5%,水库具有年调节性能,一级电站装机容量10000kW,安装2×5000kW机组,电站保证出力1179kW,多年平均年电量3108万kW·h,装机年利用小时3108h。(2)二级电站二级电站装机容量15000kW,安装2×7500kW机组,保证出力2163kW,多年平均发电量5032万kW·h,装机年利用小时3354h。1.6工程布置及主要建筑物1.6.1工程等别及建筑物级别团滩河(水库)电站工程开发任务为发电,包括一级电站、二级电站共两个梯级电站,总装机容量2.1万KW,一级电站为混合式电站,水库正常蓄水位480m,相应库容为1598万m3,总库容为1687万m3,兴利库容为1146万m3,水库具有年调节性能。一级电站设计引用流量9.6m3/s,电站装机容量2X5000KW。二级电站为引水式电站,坝前正常蓄水位338.5m,设计引用流量13.0m3/s,电站装机容量2X7500KW。根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5108-2003)的规定,一级电站为三等中型工程,枢纽主要建筑物拦河坝、溢洪道、引水建筑物为3级建筑物,结构安全级别为=2\*ROMANII级;根据电站装机容量确定厂房、电站尾水渠为4级建筑物,次要建筑物及临时建筑物为5级,结构安全级别为Ⅲ级。永久性次要建筑物消能防冲设施等按4级设计,其结构安全级别为Ⅲ级;施工导流隧洞、围堰等临时建筑物为5级,其结构安全级别为Ⅲ级。根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5108-2003)的规定,二级电站为四等小(1)型工程,厂房、电站尾水渠、引水建筑物为4级建筑物,次要建筑物及临时性建筑物均为5级,结构安全级别为Ⅲ级。根据取水枢纽库容、坝高确定取水枢纽主要建筑物为5级建筑物,次要建筑物及临时建筑物为5级建筑物,结构安全级别为Ⅲ级。1.6.2设计安全标准(1)洪水标准=1\*GB3①首部枢纽根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5108-2003)的规定,一级电站挡水坝设计洪水频率为100~50年一遇,定为50年一遇(P=2%),校核洪水标准依坝型而不同,混凝土面板堆石坝定为1000年一遇(P=0.1%),埋石混凝土重力坝定为500年一遇(P=0.2%);消能防冲建筑物洪水频率为30年一遇(P=3.33%)。根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5108-2003)的规定,当山区、丘陵区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度低于15m,且上、下游水位差小于10m时,其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定。据此确定二级电站挡水坝设计洪水标准为10年一遇(P=10%),校核洪水标准为20年一遇(P=5%);消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇(P=10%)。=2\*GB3②厂区工程根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5108-2003)的规定,一、二级电站厂房设计洪水标准为50~30年一遇,定为50年一遇(P=2%),校核洪水标准为100年一遇(P=1%)推荐方案工程主要建筑物洪水标准见表6-1。主要建筑物洪水标准表表6-1电站名称建筑物名称建筑物级别设计洪水重现期校核洪水重现期一级电站拦河坝3级50年1000年电站厂房4级50年100年引水建筑物3级20年100年消能防冲设施4级30年/二级电站拦河坝5级10年20年电站厂房4级50年100年引水建筑物4级10年50年消能防冲设施5级10年/(2)抗震设计标准根据《中国地震动参数区划图》(GB18036-2001),本区地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s,相当于地震基本烈度Ⅵ度。根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-1997)的规定,本工程可不进行抗震计算。2008年四川省汶川地震对四川省境内多个水利工程造成不同程度的损伤,部分工程遭遇险情。根据地震部门资料显示,2008年5月12日下午主震发生时,震波传递到重庆市境内的震级低于5级,烈度小于Ⅵ度,对水工建筑物造成的影响有限。本工程最大坝高为72m,总库容为1687万m3,均达不到规范规定的提高一度设防标准,故本次设计建筑物不进行抗震计算。(3)建筑物安全超高按照《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)之规定,一级电站面板堆石坝安全超高:设计情况0.7m,校核情况0.5m;重力坝安全超高:设计情况0.4m,校核情况0.3m。二级电站拦河坝安全超高:设计情况0.3m,校核情况0.2m。按照《水工隧洞设计规范》(DL/T5195-2004)之规定,无压引水隧洞洞内水面线以上空间不宜小于隧洞净断面面积的15%,且高度不小于40cm。1.6.3工程总体布置1.6.3.1一级电站工程总体布置一级电站枢纽主要由挡水建筑物、泄水建筑物、取水口、压力引水隧洞、压力钢管和厂区建筑物等部分组成。双河口下岩湾至鸭子梁河段溢洪道布置在左岸,由进水渠、闸室(控制段)、陡槽及消能工段四部分组成,轴线全长326.80m(指水平投影长度,含消能工段长度)。引水渠和控制段布置在左岸黑咀梁(靠近坝肩),其中心线与坝轴线交角为91.08°,进水渠长30.85m,即桩号溢0-030.85~溢0±000.0,进水渠底板高程469.00m,渠宽34.00m,其后为长18.0m的渐变段与闸室连接。闸室采用3孔有闸控制开敞式,闸室长26.50m,桩号溢0±000.0~溢0+026.50,闸室总宽度34.0m,溢流堰采用2m高WES曲线型低实用堰,堰顶上游面由双圆弧组成,堰面下游为幂曲线方程y=0.074711x1.85,与下游陡槽底板(i=0.05)采用R=30m的反弧段连接。溢流堰堰顶高程471.00m,堰前进水渠底板高程469.00m,溢流堰前缘净宽27.0m,最低建基面高程466.15m,堰体上下游侧下部设齿墙与地基加强结合。闸室孔口尺寸3-9.0×9.0m(宽×高),每孔孔口设一扇弧形工作门,弧门采用液压式启闭机启闭。陡槽段长49.25m,即桩号溢0+026.50~溢0+075.75,底坡i=0.05。陡槽净宽从控制段末端由34.0m收缩至22.0m,收缩段长31.0m,边墙收缩角11.0°。陡槽采用矩形断面,底板厚0.6m,边墙采用衡重式挡土墙,边墙和底板均采用C20砼浇注,边墙高度根据陡槽内的水面线确定。消能段全长220.20m,由三段台阶消能段和2级底流消力池组成。一级台阶消能段(长49.0m,除第一步台阶高2.0m外,其余每步台阶皆宽7.0m,高1.0m)、一级消力池(长27.0m、深2.0m)、二级台阶消能段(长35.2m,除第一步台阶宽1.0m外,其余每步台阶皆宽1.8m,高1.0m)、二级消力池(长22.0m、深2.0m)、出口(三级)台阶消能段(长87.0m,除第一步台阶宽2.0m外,其余每步台阶皆宽2.5m,高1.0m)。底流台阶消能段亦采用矩形断面,底宽同陡槽后段底宽一致,为22.0m,其从上至下一级消力池、二级消力池及三级台阶消能段出口护坦底板高程分别为456.66m、438.66m、406.66m,相应位置溢洪道边墙顶高程分别为467.66m、449.66m、415.66m。将导流洞前部封堵时埋设放水钢管。放
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