乌龟石水电站大坝蓄水安全鉴定设计自检报告

四川省安宁河乌龟石水电站大坝蓄水安全鉴定设计自检报告中国水利水电第七工程局有限公司勘测设计院2010年4月 批准：吴星奎审定：刘光华冯全胜孙林校核：黄小鹏夏伟姚世宏编写：杨树宝王平曾兵燔占燃宋光辉贺磊江立峰范世娟于英姬孙敏刘媛 目录1工程概况及勘测设计情况11.1工程概况11.2勘测设计情况22水文22.1流域概况22.2气象42.2.1气象站点及观测情况42.2.2流域及工程所在地区气候特征42.3水文基本资料52.3.1水文站网分布及主要测站的测验情况52.4径流72.4.1径流特性72.4.2　径流还原计算和径流系列的一致性分析72.4.3径流系列的代表性分析72.4.4径流计算82.4.6坝址断面设计代表年可引用流量（来水量）计算82.5洪水92.5.1洪水特性92.5.2　历史洪水92.5.3　设计洪水102.5.4　设计洪水复核113工程地质123.1工程概况12 3.2区域地质概况123.3水库工程地质条件143.4枢纽区工程地质条件163.4.1基本地质条件163.4.2前期勘察工程地质条件与评价193.4.3施工开挖工程地质条件复核213.5天然建筑材料243.6结论及建议244工程布置与建筑物264.1工程等别、建筑物级别及洪水标准264.2设计基本资料264.3工程总布置284.4首部枢纽294.4.1首部枢纽布置294.4.2消能防冲及抗磨设计314.4.3基础处理及渗流分析324.4.5边坡处理334.4.6设计计算334.5首部枢纽各建筑物安全评价404.5.1左右岸挡水坝404.5.2泄洪闸、冲沙闸414.5.3厂房进水口414.5.4基础处理414.5.5库岸及边坡41 4.6结论与建议415监测设计425.1监测设计目的及内容425.2监测设计原则425.3监测设计主要规程规范425.4设计监测项目435.4.1首部枢纽监测435.4.2巡视检查445.4.3监测技术要求465.4.4监测资料的整编465.4.5监测资料的分析475.5下闸蓄水要求485.5.1形象面貌要求485.5.2下闸蓄水运行要求485.5.3监测资料分析要求495.6安全监测设计评价506金属结构506.1设计概况506.2金属结构设备516.2.1泄洪冲沙建筑物的闸门及启闭设备516.2.2引水发电建筑物的闸门、拦污栅和启闭设备536.2.3金属结构自检评定566.3闸门的供电、照明、控制和通信等系统566.3.1大坝供电和照明56 6.3.2闸门控制576.3.3大坝通信576.3.4消防576.4评价及建议577首部枢纽设计优化及主要设计变更598水库蓄水要求及水库运行方式598.1上、下游用水情况598.2水库库区移民搬迁情况598.3工程施工进度情况598.4水库蓄水要求608.5水库运行方式及闸门开启方式609防洪渡汛619.1蓄水前渡汛619.2蓄水后渡汛6110水库蓄水前对各工程部位的要求6211设计自检意见及建议6311.1设计自检意见6311.2设计建议64 1工程概况及勘测设计情况1.1工程概况安宁河干流从大桥至河口长303km，平均比降3.1‰。其中大桥至安宁桥9.1km为峡谷段，河宽仅20～30m，河床陡、切割深，平均比降11.3‰。安宁桥至孙水河口41.9km河段，河床束放相间，平均比降5.1‰。河宽150～300m的西昌河段是安宁河河床最开阔，平坦的地段，河流呈游荡型，平均比降1.3‰，局部仅0.9‰。德昌至米易垭口，河谷宽窄相间，滩多流急，水流曲折，平均比降2.6‰。乌龟石电站以发电为主，为河床式长尾水渠电站，具有一定的日调节能力。水库正常蓄水位1161.00m，相应库容234.27万m3，电站为径流式电站，装机3×11MW，额定水头19m，引用流量213.0m3/s，年发电量1.501万kw.h。具有日调节能力。电站坝址位于米易县上游沿河长约35km处，开发河段为德昌永郎~米易昔街峡谷至下河坝河滩的滩尾。电站枢纽至米易县公路里程为35km，至攀枝花公路里程为107km。本工程应为小（Ⅰ）型水电工程，工程等别为Ⅳ等，其主要建筑物——拦河闸（坝）、发电厂房、升压站等按4级设计，次要建筑物按5级设计。挡水闸坝、河床式厂房的设计洪水重现期为50年，洪水流量3200m3/s，校核洪水重现期为300年，洪水流量4130m3/s；消能防冲建筑物洪水标准按20年一遇设计，洪水流量2730m3/s。工程区相应的地震基本烈度为Ⅶ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）的规定，本电站各建筑物工程抗震设防等级为丁级。乌龟石水电站初步设计装机3台，贯流式式水轮机组。发电机侧#1、#2台机组成扩大单元接线，#3台机采用单元接线。乌龟石水电站装机容量3.3万kW，多年平均年发电量1.460亿kW·h，电站静态总投资22774.71万元，单位kW投资6901元，单位电能投资1.56元。乌龟石水电站设计施工总工期24个月，大坝主体工程于2008年10月开工，工程由中国水电第二工程局承建。2009年12月闸坝工程基本完工，2010年3月电站机电设备安装及调试也基本完成，目前首部枢纽左岸混凝土挡水坝、三孔泄洪闸、一孔冲沙闸、一孔排污闸、右岸进水口、截水墙、库岸边坡及下游消能防冲等工程已基本完成。因此，工程已具备下闸蓄水条件。12 1.2勘测设计情况1）2005年12月12日，四川省发展计划委员会在成都主持召开了四川大学工程设计研究院编写的《乌龟石水电站可行性研究报告》审查会，并以川发改能源函[2006]305号文批复。2）2006年1月起，由我院承担乌龟石水电站的初设及施工图设计工件。2006年10月完成初步设计报告编制，同年10月19~20日，四川省发展计划委员会在成都主持召开了《乌龟石水电站初步设计报告》审查会，2007年9月以发改能源函[2007]796号文批复。3）2007年10月，四川省发展和改革委员会以川发改能源[2007]659号文核准并批复同意建设乌龟石水电站项目。在工程筹建期及正式开工后，受业主委托，我院先后编制完成了《乌龟石水电站首部枢纽工程招标文件》、《乌龟石水电站尾水渠工程招标文件》、《厂区枢纽工程招标文件》、《机电设备安装工程招标文件》及各种电站设备采购、制造和供应的招标文件或询价书等，并根据施工进度要求及时地提供了技施图纸，于2009年12月基本完成了大坝蓄水和机组发电所需要的设计文件。2水文2.1流域概况安宁河系雅砻江下游一级支流，发源于凉山州冕宁县北部的牦牛山与小相岭之间。有东西两源：东源苗冲河，发源于菩萨冈和阳落雪山（主峰海拔4551m）;西源北茎河，发源于阿嘎拉玛山（主峰海拔5324m）。两河于冕宁县大桥乡附近汇合后始称安宁河。安宁河自北向南纵贯凉山州的冕宁、西昌、德昌和攀枝花市的米易等县（市），于大坪地自左岸汇入雅砻江。全河长337.3km，流域面积11150km2。安宁河流域地处横断山脉东缘，海拔高程在992～4721m间。流域东依大凉山系的小相岭和螺髻山，与大渡河支流尼日河流域和金沙江支流黑水河流域分水；西靠大雪山系的牦牛山同雅砻江干流下游相邻；北抵菩萨岗与大渡河支流南垭河流域相傍；南临金沙江干流区间。构成东西北三面高、南面低的地势。流域形状呈长条形，长252km，平均宽度44km，上下游较宽，约75km，中游黄联关附近最窄，仅26km，流域的地理位置介于东经101°49′～102°42′，北纬26°38′～28°55′之间。流域地貌以中山和高山为主，腹部为河谷平原和山间盆地。据统计，海拔12 3000m以上的高山区约有4069km2，占流域面积的36.5％；海拔1500～3000m的中山区约有5281km2，占流域面积的47.4％；海拔1500m以下的河谷平坝和山间盆地、二半山阶地等约1800km2，仅占流域面积的16.1％。流域内植被较好，森林主要分布在干、支流两岸高中山区，平均森林覆盖率约21％，大桥以上局部可达60％。高山耕地少，水土保持良好。但冕宁、德昌间不少地方出现荒山秃岭，水土流失比较严重。部分地区岩层破碎，坡面堆积物多，在暴雨作用下易形成滑坡和泥石流。一般支流沟口冲积扇发育。安宁河干流从大桥至河口长303km，平均比降3.1‰。其中大桥至安宁桥9.1km为峡谷段，河宽仅20～30m，河床陡、切割深，平均比降11.3‰。安宁桥至孙水河口41.9km河段，河床束放相间，平均比降5.1‰。河宽150～300m的西昌河段是安宁河河床最开阔，平坦的地段，河流呈游荡型，平均比降1.3‰，局部仅0.9‰。德昌至米易垭口，河谷宽窄相间，滩多流急，水流曲折，平均比降2.6‰。垭口以下为峡谷带。安宁河水系呈不对称羽毛状。支流一般较短小，流域面积大于500km2的河流有4条，分别是孙水河、海河、茨达河和锦川河。除茨达河为右岸支流外，其余3条河均自左岸汇入安宁河。最大支流是孙水河，长95.0km，流域面积1618km2，邛海是支流海河的主要水源，其水域面积30km2，储水量3.20亿m3。流域内干支流均有水利、水电工程分布。已经建成的安宁河上游龙头水库――大桥水库控制集水面积796km2，库容达6.58亿m3。是一座以灌溉为主，综合利用的大型水利工程。与灌区配套的漫水湾引水工程正在建设中。安宁河干流沿河两岸，灌溉引水渠道较多，特别是泸沽至德昌区间。安宁河为沿岸地区的农业灌溉、工业及城镇生活用水提供了十分丰富的水资源，这对安宁河的径流情势变化，特别是枯季径流影响很大。水电工程多为小型。在干流上已建成的水电站主要有大桥、观音岩、凤凰、三棵树、小高桥电站等，在建的有湾滩电站、小三峡。安宁河流域河谷平坝区地势平坦，土层较深厚，气候温和，灌溉条件好，农作物产量高，是凉山州的粮仓，也是四川省水稻，甘蔗等粮食、经济作物的主要产区之一。108国道、成昆铁路和在建的西攀高速公路沿安宁河贯通，交通十分方便。乌龟石水电站位于安宁河干流下游段米易县境内，为坝后式开发。坝址位于米易县上游沿河长约41km12 处，其回水与上游规划三锅桩电站厂房尾水相连，控制安宁河集水面积9380km2。2.2气象2.2.1气象站点及观测情况流域内主要气象站有：冕宁、喜德、西昌、德昌和米易等站，分布于流域的上、中、下游。其中西昌站于1928年即有气象观测记录，其余各县气象站系解放后陆续建立，观测项目齐全正规。此外，流域内还设有雨量站近80个，观测系列在30年以上的有10个，20年以上的有54个。各气象站及主要雨量站分布情况参见图2-1。2.2.2流域及工程所在地区气候特征安宁河流域属亚热带半干旱季风气候区，具有冬暖夏凉，旱季、雨季分明，立体气候明显的特点。因地理位置和地势的不同，流域内气候差异较大。在安宁河河谷地区，由于北部有高山阻隔，冷空气不易畅入，冬季气候较为温和。德昌以北河谷地带，因海拔高，夏季较凉爽，四季不甚明显；德昌以南河谷地带，尤其是米易附近，海拔相对较低，气温较高，冬无严寒，夏季较长，可达5个月。而在流域内的高山地区，气候较严寒，没有夏季，冬季有霜冻和降雪。本流域位于青藏高原东南缘横断山脉纵谷区，是西南季风暖湿气流北上的通道，盛夏受太平洋副热带高压的影响，来自西南和东面的暖湿气流沿安宁河谷而上，降水量随地势升高而增加。上游分水岭处为暴雨中心，多年平均降水量近2000mm。在河谷平坝地区，年降水量相对减少。中上游的沙坝、冕山、红马、袁家山一带降水量相对偏低，年降水量在1000mm以下。流域内各站年降水量的年际变化不大，其变差系数在0.10～0.25之间。但降水量的年内分配很不均匀，12月～翌年4月的降水量多年平均不到全年的10％，为流域的旱季，暴雨多集中发生在6～9月，其降水量占全年的75％以上。流域暴雨的特点是强度大、历时短、笼罩面积不大。流域内实测到的最大一日降水量是寨子尚站的253.5mm。除高山区外，流域内气温较高，日照充足。各气象站多年平均气温变化在14～19℃之间。气温的年较差小，日较差大。随纬度和海拔高程不同，气温的水平和垂直变化比较明显。流域的蒸发情况是南部大于北部，河谷大于山区，冬季大于夏季。根据气象站资料，多年平均水面蒸发（20cm蒸发器）为2284.4mm，其中3～5月份占全年的41.3％，故流域内春旱突出。无霜期在250～350天左右。乌龟石水电站坝址位于米易县境内，米易县气象站资料可以代表12 工程区的气候特性。据米易气象站实测资料统计，多年平均降水量1112.6mm，雨季（5～10月）降水量1044.4，占年降水量的93.9％，历年最大日降水量为154.0mm；多年平均水面蒸发量达2246.6mm（20cm蒸发器），多年平均气温19.7℃，历年最高气温39.9℃，最低气温-2.4℃；多年平均相对湿度65％；多年平均日照时数为2279.3h；历年平均风速2.1m/s，平均最大风速10.0m/s，最多风向NE,历年最大风速23.0m/s，风向SE。有关气象要素统计见表2-1。2.3水文基本资料2.3.1水文站网分布及主要测站的测验情况安宁河流域最早的水文观测始于1941年，为西昌附近的马道子水文站，有1941年7月至1945年12月的水位资料。1946年该站下迁到张八街，有1946年1月至1949年的水位资料，由于资料质量太差，其流量、含沙量资料均未整编刊印。流域内水文观测年限较长的主要水文（位）站，干流上有安宁桥、漫水湾、德昌和湾滩站；支流孙水河上有孙水关站，各站主要观测项目及年限见表2-2。乌龟石水电站的坝址距离下游湾滩水文站相对较近，区间集水面积为1720km2，占湾滩水文站集水面积的15.5%，区间相对较小，且无较大支流汇入,坝址以上流域水文情势与下游湾滩水文站更接近。因此，乌龟石水电站的水文计算以湾滩水文站为设计依据站。湾滩水文站为安宁河干流出口控制站，距离河口2.5km，集水面积11100km2。该站于1957年1月由四川省水利厅设立，1964年1月始由四川省水文总站领导。因为湾滩水电站的建设，湾滩水文站于2005年1月上迁至米易县城米易大桥下游约100m设站。历年观测项目有水位、流量、泥沙、降水等。测站测验河段不够顺直，两岸为粘土，河床由大块石，卵石和砂组成。上游有长达400m的长滩，基本水尺断面以下150m处为一急滩，300m处亦为急滩和弯道，对测验河段有一定控制作用。12 米易县气象站主要气象要素统计表表2-1　　项目月份平均气温平均降水量（mm）平均相对湿度(％)平均蒸发量（mm）日照数（h）平均风速（m/s）111.64.962131.122622.3215.15.149194.322412.9319.610.241311.526143.3422.916.744331.525363.0524.967.054306.023942.4625.2223.070206.116521.9724.8252.579161.415371.5824.3206.779161.017681.4922.0199.681124.113411.61019.495.678122.716641.71115.225.776102.718131.61211.45.87294.319721.6全年19.71112.6652246.6239732.1安宁河各水文站观测资料情况统计表表2-2　　河名站名集水面积（km2）观测项目及起迄时间流量水位泥沙安宁河安宁桥9371959-19941959-19941961-1994安宁河漫水湾38171952-现在1952-现在1955-现在安宁河凤凰67241996-19971996-1997安宁河德昌71691951-19681951-19901954-1961安宁河德昌（二）70411991-现在安宁河湾滩111001957-现在1957-现在1959-现在孙水河孙水关16181953-现在1953-现在1959-现在测站高程系统采用假定基面，历年不变。水尺为直立式木桩和倾斜式混凝土水尺。历年水准点及水尺零点高程考证无误。枯水期为二段制观测水位，汛期为4段或8段制观测，水位变化较大时，适当增加测次以控制水位变化过程。12 流量测验1957～1963年以浮标法为主，流速仪多为一点法。浮标系数及水面、0.2水深一点法的流速系数根据比测确定，比较稳定。此段时期各年水位流量关系曲线密集成带状，比较接近。1964～1966年流速仪测流次数增多，且多为常测法和精测法。1969～1970年测站因受人类活动（修公路和铁路）影响,全为浮标法测流。1972年以后以流速仪测流为主，仅中高水位时有少量浮标法测流。该站各项观测资料经单站合理性检查和上下游对照、流域综合合理性检查，资料精度可靠。整编、汇编有历年正式整编成果，可供本工程水文析计算使用。2.4径流2.4.1径流特性安宁河流域径流主要由降水所形成。根据湾滩站还原后1957年6月至2002年5月共45年（水文年）年月径流系列统计计算，多年平均流量为250m3/s，折合径流量为78.8亿m3。径流的年内变化较大，多年汛期（6～10）平均流量466m3/s，折合径流量61.6亿m3，占年径流量78.1％；枯水期（11～5月）平均流量94.4m3/s，占年径流的21.9％。径流的年际变化相对较小，最丰水年（1998年6月～1999年5月）年平均流量359m3/s，最枯水年（1972年6月～1973年5月）年平均流量167m3/s，两者之比为2.14，分别为多年平均流量的1.43倍和0.67倍。湾滩水文站实测最小流量为4.70m3/s（1979年6月6日）。2.4.2　径流还原计算和径流系列的一致性分析由于工农业生产的发展，安宁河流域水资源的耗用逐年增加，特别是流域灌溉用水增加迅速，导致湾滩站观测获得的47年实测径流系列缺乏一致性。须对其进行还原后才能用于统计分析推断未来。径流还原计算采用分项调查法。1957～1979年径流还原量用第一次全国水资源评价成果；1980～2002年用《四川省水资源规划》计算成果。用湾滩站还原后的年径流量与湾滩站集水面积以上对应面平均年降水量进行相关分析，相关关系良好，各时期相关点据无明显系统偏移，说明湾滩站1957～2002年还原后的年径流系列有较好的一致性。2.4.3径流系列的代表性分析还原后的湾滩站1957~2002年径流按水利年（6月至翌年5月）统计，有4512 年的年径流系列资料，系列中包括了丰、平、枯水年或年组，丰、枯水情交替出现。最丰水年1998～1999年的年平均流量为359m3/s，最枯水年1972～1973年的年平均流量为167m3/s。分别点绘逆时序年平均流量和枯水期（1～5月）平均流量累进平均值过程线图，分析表明，累进年平均流量在23年后趋于稳定；Cv值变化不大，30年后趋于稳定；累进枯水期平均流量均值20年后趋于稳定，Cv值28年后趋于稳定。说明湾滩站45年径流系列有较好的代表性。2.4.4径流计算根据湾滩站还原后的年径流资料系列，以年（6月～翌年5月）平均流量和枯期（1～5月）平均流量分别进行频率分析，经验频率采用数学期望公式计算，并以P-III型频率曲线适线，确定其统计参数和各频率设计值。径流计算成果见表2-3。湾滩站径流计算成果表表2-3　　时段均值（m3/s）CvCs/Cv不同频率年平均流量(m3/s)P=10%P=50%P=90%年(6~5月)平均流量2500.192312247191枯水期(11~5月)平均流量94.40.19211893.372.3按面积比拟，计算乌龟石水电站设计年径流成果见表2-4。乌龟石水电站设计年径流及枯季（1～5月）径流成果表表2-4时段均值(m3/s)CvCs/Cv不同频率年平均流量(m3/s)P=10%P=50%P=90%年(6~5月)平均流量2110.192264208162枯水期(11~5月)平均流量79.80.19299.778.861.1为论证湾滩站年径流和枯季径流频率分析计算结果的合理性，同时还对上游德昌站（设计参证站）1951～2002年径流系列进行了频率分析计算。德昌站和湾滩站年径流和枯季径流计算成果比较，二站年径流和枯季径流统计参数符合地区变化规律，计算成果合理。2.4.6坝址断面设计代表年可引用流量（来水量）计算12 乌龟石电站坝址断面设计代表年的可引用流量按水量平衡方法计算。首先将湾滩站各代表年的实测逐日平均流量过程按集水面积换算到电站坝址断面。用坝址断面各代表年逐日流量扣除大桥水库相应逐日天然流量（用安宁桥水文站相应逐日流量计算得），由此获得大桥水库坝址与本工程坝址的区间逐日流量过程。加上大桥水库的调节下泄流量，减去区间增加的工农业及生活用水的净耗水量，即得坝址断面的来水过程。大桥水库各设计代表年的下泄流量及区间工业、农业及生活用水过程资料根据水利部规划总院审查通过的“大桥水库灌区工程可行性研究报告”提供。区间农业用水受大桥水库及其配套引水工程的影响将逐年变化，工业及城镇生活用水也将随着地区经济发展而增加。根据“大桥水库灌区工程可行性研究报告”，2020年大桥水库灌区设计灌溉面积87.42万亩，乌龟石坝址断面以上设计灌溉面积约82.5万亩，灌溉用水保证率为80％时，计农业净需水4.50亿m3（年平均流量14.3m3/s）；工业及生活用水净需水约4.19亿m3（年平均流量13.3m3/s）。2.5洪水2.5.1洪水特性安宁河洪水由暴雨形成，洪水发生时间与雨季变化一致。根据湾滩站1957～2003年洪水资料统计，见表2-5。安宁河流域的汛期为6～10月，年最大洪水多发生在7～9月，其中7月的次数最多。历年实测年最大流量在各月发生的次数统计见表2-6。历年的年最大流量最早出现在6月16日（1975年），最晚出现在10月6日（1964年）。由于安宁河流域形状呈长条形，河谷宽阔，河槽具有一定的调蓄作用，加之很少有大面积长历时暴雨并形成全面产汇流的情况，洪水量级相对不大。据湾滩站46年洪水资料统计，实测最大流量为1998年7月2日的3830m3/s。安宁河流域多发生连续洪水过程，单峰洪水过程一般历时2～3天，复式洪水过程历时则达6天以上。2.5.2　历史洪水据1984年《四川省洪水调查资料》，在湾滩河段调查访问到3次历史洪水，谪录见表2-6。1900年洪水是迄今最大的洪水，推算流量为4630m3/s；1934年洪水次大，推算流量为3190m3/s；1950年为第3大洪水，推算流量为2800m3/s。可靠程度均为供参考。12 湾滩站河段的历史洪水调查成果，在作湾滩站最大流量频率计算中予以参考采用。历史洪水重现期的确定，将1900年洪水按截止至今的第一大洪水看待，记重现期为110年。1934年、1950年历史洪水流量比实测系列中1981年（最大流量3410m3/s）和1998年（最大流量3830m3/s）洪水小，放在1900年以来时期统一排位，分别为第四大洪水和第五大洪水，实测洪水系列中的1998年洪水和1981年洪水分别为第二大洪水和第三大洪水。湾滩站各月年最大流量出现次数统计表表2-5月份678910合计出现次数4161211346百分比(%)8.734.826.123.96.5100安宁河干流中、下游洪水调查成果表表2-6　　　流量单位：m3/s调查河段首　　大二　　大三　　大四　　大河名河段年份流量可靠程度年份流量可靠程度年份流量可靠程度年份流量可靠程度安宁河漫水湾19371680供参考19501490供参考安宁河黄水堰189119002480供参考19502050供参考19291590供参考安宁河德昌18913530供参考190019502590供参考1924安宁河小高桥18914150供参考19002930供参考19502430供参考安宁河乐跃18913930供参考19002790供参考19502410供参考19591520供参考安宁河湾滩19004630供参考19343190供参考19502800供参考2.5.3　设计洪水乌龟石电站坝址距湾滩水文站距离相对较近，区间面积仅占湾滩站集水面积的15.5％，故坝址设计洪水以湾滩站设计洪水成果为依据推算。计算湾滩站设计洪水时，未计算大桥水库对本电站工程断面洪水的影响，因其削峰作用很小。这是因为大桥水库的集水面积（796km2）占工程坝址断面集水面积的比例不到10％，而安宁河的洪水特性如前所述，大洪水很少由大暴雨全面产汇流形成。且大桥水库以上流域的洪水经沿程河槽调蓄后，对乌龟石电站工程断面的影响很小，其设计洪水可以不考虑大桥水库的调节影响。湾滩站具有1957～2009年共53年实测洪水系列，并具有190012 、1934、1950年历史洪水资料，共同组成不连续洪水系列，将实测系列中的1998、1981年洪水作特大值处理。分别计算其经验频率，并以P-III型曲线适线，尽可能靠近实测点据，确定其统计参数及各频率设计值。德昌站年最大流量均值1370m3/s（谪自新马水电站初设报告），与湾滩站年最大流量均值的比值同德昌站与湾滩站集水面积之比值的2/3次方（其值为0.747）十分相近，因此，可将湾滩站的洪水分析成果按集水面积的2/3次方折算到电站坝址断面，设计洪水计算成果同见表2-7。湾滩站、乌龟石电站坝址设计洪水成果表表2-7站名集水面积(km2)均值(m3/s)CvCs/CvQp（m3/s）0.1%0.2%0.33%0.5%1%2%5%10%20%湾滩水文站1110018000.355.0531049204620439039903580305026302210电站938016400.355.0475044004130392035703200273023501980湾滩站为安宁河干流的基本控制站，观测符合规范要求，整编刊印资料可靠，实测洪水资料系列长，并加入了历史调查洪水资料，其计算设计洪水成果精度较高。与干流上游各站洪水分析成果比较，见表2-8，亦较为合理。其设计洪水成果可以作为本工程设计依据。乌龟石电站上下游洪水参数统计表表2-8站名集水面积（km2）Qm（m3/s）CvCs/Cv洪峰模数（dm3/km2）资料年限安宁桥9374160.405.04441959～1988漫水湾381710700.253.02801951～1997德昌716913700.325.01911951～2002湾滩1110018000.355.01651957～20032.5.4　设计洪水复核2008年，安宁河流域发生大洪水，洪水量级达到10年一遇，经加入新资料实线后，没有对频率曲线定线产生影响，说明上述设计洪水成果是合适的。2008大洪水发生后，我们测量了各断面的水位数据，对原设计成果进行了复核，原设计的坝下水位~流量关系曲线在设计时本身就考虑了安全超高，经与2008年大洪水水位比较，曲线还比2008年洪水略高，说明原设计成果合理。加入新资料后的设计洪水频率曲线见下图：12 12 2.6水情自动测报系统电站建成后，应相应建设电站水情自动测报系统，经与业主方了解，业主方正在规划建设上游小三峡和乌龟石电站水情自动测报系统，其水库调度运行方案和洪水预报方案将在新建的水情自动测报系统中一并考虑。建议业主加快建设进度，以满足电站对水库调度方案及水情预报方案的需要。3工程地质3.1工程概况乌龟石水电站位于四川省米易县昔街乡上游约1～2km的安宁河段。该电站为一长尾水河床式电站，最大坝高17.0m，正常蓄水位1161m，额定水头19.0m，引用流量213.0m3/s。厂房紧接闸址右岸布置，装机容量为33MW。工程区左岸有S214省道及成昆铁路穿过，右岸有在建的西攀高速公路通过。电站距米易县城约36km，距成都约570km，对外交通方便。本工程初步设计地勘工作始于2006年1月，同年10月完成初步设计报告。2007年10月主体工程开工。计划2009年8月第一台机组并网发电。3.2区域地质概况安宁河自北向南流，于坪地自左岸汇入雅砻江。安宁河两侧为构造剥蚀地貌，其走向基本为南北向，与构造线一致，总的地势北高南低。东侧有螺髻山、轿顶山，西侧有牦牛山、磨盘山，海拔高程均在3000m以上。东西两侧山脉分别构成安宁河与昭觉河、雅砻江的分水岭。安宁河为二分水岭之间的谷底，岭谷高差达1000～3000m。枢纽区位于安宁河中游的永郎至丙谷河段，北起德昌永郎镇，南至米易昔街乡，全长约4.5km。地势北高南低，该河段属侵蚀堆积河谷，河床上游较窄下游较宽，一般宽60～100m，最宽在昔街上河坝一带约180m，最窄在永郎镇三锅庄地段约30m。47 本区受晋宁晚期拉张作用形成安宁河深大断裂，发生了大规模酸性岩浆侵入和喷发，海西期沿断裂带西侧发生了大规模超基性～基性岩浆侵入和喷发，后期区内长期处于上升剥蚀阶段，缺失大部份古生界及中生界地层。工程区处于安宁河断裂南段，断裂带以东为前震旦系、震旦系火山碎屑岩、流纹岩及变质岩和侏罗系陆相碎屑岩，以西主要为“岩浆杂岩”和前震旦系的变质岩。区内第四系地层成因类型复杂。区内出露有前震旦系天宝山组（Ptltn）、震旦系中统灯影组（Zbd2）、寒武系下统筇竹寺组（ε1q）、中统西王庙组（ε2x）、上统二道水组（ε3e）、二叠下统茅口～栖霞组（P1x）、第四系下更新统昔达组（Q1x）及第四系上更新统（Q3）、全新统（Q4）等地层。现由老至新分述如下：工程区所处大地构造位置为扬子准地台西缘康滇地轴中段。在构造体系上属川滇南北向构造带中段，区内主要构造形迹为一系列近南北走向的压性、压扭性断裂及其派生的扭性和张扭性断层。前震旦系的构造形态以紧密的东西向褶皱为主，震旦系以后，不均衡的升隆运动和褶皱运动曾多次发生，褶皱和断裂系统以南北向为主，背斜轴部多较紧密，向斜较开阔，发育在背斜轴部的断层较为常见，以高角度的逆断层和派生的顺层韧性剪切带为主，断层分布的稀密程度在区内有较大差异。安宁河断裂为川滇南北向构造带北段的主要断裂，北起石棉田湾，向南经紫马、野鸡洞、冕宁、西昌、德昌至会理消失，全长350km。该断裂由东西两支断裂组成，分别展布于安宁河河谷东、西两侧。该断裂自晋宁期已具雏形，历经早震旦世、晚二叠世和晚三叠世的多次构造运动，使之成为规模大、切割深的深大断裂，破碎带宽一般100m左右。一般东支倾向东，西支倾向西，但局部也有反倾，倾角60°～80°之间，主要表现为压性、压扭性。东支断裂总体分布于安宁河左岸，距坝址最近距离约60km，自晚第四纪以来活动性强烈。安宁河西支断裂分布于安宁河右岸，活动性不明显。工程区段的雷打坪断层即属西支断裂，距工程区约6km，该断裂带长约16km，倾向W，倾角60°，在工程区西北方雷打坪以北分离为两支。47 工程区新构造运动特征主要表现为大面积间歇性抬升，形成多级夷平面和河流阶地，但深大断裂切割的构造断块具有独立的活动特征。由于间歇性抬升的不均一性，断块之间出现差异性运动。安宁河东侧的凉山断块现存最高夷平面为4000～4200m，西侧的塔边断块（包括安宁河断块）最高夷平面为2900～3000m。安宁河谷的冕宁大桥至德昌段为明显的断陷谷，这是第四纪以来沿深大断裂带发生差异运动的结果。安宁河断裂带在第三纪末期至第四纪早期表现了强烈的新活动性，沿断裂带发生了强烈的垂直差异运动，并控制了昔格达组（Q1x）的沉积。晚第四纪以来，东、西两支断裂活动强度表现出明显的差异。东支断裂的活动性具有明显的分段性，在晚更新世末～全新世以来的新构造活动主要集中于西昌以北至紫马垮一带。紫马垮～西昌长约100km，该段无论从新沉积物变形、断错地貌，河谷地貌及地震活动均反映出晚第四纪的强烈活动性。例如晚更新世地层被错断，水系扭错、断层崖、断塞塘、坡中槽以及安宁河谷东西两岸阶地的不对称性等均反应了这一点。安宁河沿西岸强烈侧蚀，东岸沿断裂发育多期洪积扇。紫马垮～西昌段为强震活动段，历史记载的4.7级以上地震就有6次，最早一次为1536年西昌新华附近的7.5级地震。最近一次为1952年冕宁石龙附近的6.7级地震。安宁河西支断裂在工程区附近为雷打坪断层，在德昌以北隐伏于第四系地层以下。在德昌陈家烧房，该断裂破碎带具压性特征，断层产状N25°W／SW∠55°，TL测年为117700±9900a，表明西支断裂晚更新世以来无明显活动性。乌龟石水电站工程场地位于安宁河中下游米易县境内，工程场地范围内无发震断裂。主要受外围地震活动的影响，尤其受西昌以北安宁河东支断裂带地震活动与则木河断裂地震活动的影响。在区域研究范围内，最早记载的历史地震是公元624年四川西昌一带≥6级地震，迄今为止的一千三百余年中，共记到Ms≥4．7级地震148次，其中7.0～7.9级地震7次，6.0～6.9级地震26次；其中最大地震是1515年6月27日云南永胜西北级地震、1773年8月2日云南东川紫牛坡级地震。而对工程场地影响最大的是1850年西昌、普格间级地震。本工程为低闸坝后式电站，库容很小，库水位低，无水库诱发地震之可能。根据《中国地震动参数区划图》（GB－18306～2001），工程区地震动峰值加速度为47 0.15g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。地震动反应谱特征周期为0.45s。2008年5月12日汶川8.0级地震发生后，由全国地震区划图编制委员会编制，经国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会批准，自2008年6月11日起实施的《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）国家标准第1号修改单。根据该修改单与原区划图比较，工程区地震动峰值加速度未作调整。3.3水库工程地质条件水库正常蓄水位116l.0m，坝前壅水高约11.0m，回水至夏坝村，库长约4km。库区总体属山区河谷地貌类型，两岸谷坡高陡，河流径流方向约S45°W。库尾（夏坝村）至三锅庄1.4km库段，河流蜿蜒曲折，河水位高程1157～1164m，上游河谷开阔，谷底宽约300—500m，河心并有宽约200—250m的江心洲发育，向下游河谷呈典型的喇叭状逐渐变窄，三锅庄至库首演化为“V”型谷，长约2.6km，谷底宽一般40～110m。，河水位高程1152～1157m，河面宽一般30～55m。库区基岩地层为前震旦系粗粒花岗岩(γ21)，灰白～灰色粗粒结构，次块状构造，岩体致密坚硬。水库区无较大的断层通过，结构面以一套节理裂隙系统为主，小断层和构造破碎带出露频率较低。库区主要发育三组节理：①N30～35°WSW∠60～80°，延伸长度一般3～5m，间距20～40cm，裂面多平直粗糙，该组节理构造挤压带出露频率较高；②N60～70°ESE∠50～70°，延伸长度一般1～3m，间距40～60cm，裂面平直粗糙；③N5～15°WSW∠50～65°，延伸长度一般5～7m，部分可达15m，间距80～120cm，裂面多起伏粗糙。库区无泥石流、滑坡、崩塌、坍滑等不良地质现象。库区内冲沟较少，切割较深的冲沟仅发育有2条，无长年流水，沟床坡降小于10％，沟内植被较好，无丰富的固体物质来源，发生泥石流的可能性小。冲沟内有限的部分松散物质，在遇大暴雨时，可能被冲刷进入水库。库区两岸多为岩质边坡，坡度20～50°，局部陡坡处达70°，无较大的断层发育，结构面为一套节理裂隙，岩体坚硬，无倾向坡外的不利结构面组合，岸坡稳定性较好，不存在库岸稳定问题；但两岸分布的I、II47 级阶地以及坡脚零星分布的坡残积块碎石土，在水库蓄水后，因水浸泡及冲蚀，可能造成局部小规模坍塌，但对水库运行影响不大。库首左岸有长约50m的崩坡积堆积体分布，厚度约10～15m，水库蓄水后可能产生塌滑和边岸再造，施工过程中设计采取了压脚和浆砌石护坡处理。库区中段至库首两岸多为岩质边坡，无耕地分布，不存在浸没问题。库尾段高漫滩和I级阶地出露范围较大，且均为农田，分布高程在1161.5～1164m，在正常蓄水位以上0.5～3.0m，阶地具二元结构，上部粉砂土，厚1.0～2.0m，下部为漂卵石夹砂，厚度一般10～15m。根据工程类比，漂卵石夹砂的毛细水上升高度为0m，亚砂土的毛细水上升高度取1.5m，一般农作物根系深度按0.5m考虑，则临界浸没深度为2.0m，临界浸没高程为1163.0m，浸没影响面积约15亩，电站建设过程中设计采取了相应的防浸没工程措施。成昆铁路和G108国道走向均远离河道，路基多为基岩，公路路面高程在117lm以上，铁路路基高程一般在1180m附近，路面均高出正常蓄水位10m以上。因此，水库蓄水后不会对成昆铁路、G108国道造成影响。西攀高速公路位于右岸，主要由库尾填筑路段、库中段沿河高架桥和公路隧洞构成，路面高程1190—1192m，路面高程高出正常蓄水位约30m。乌龟石水电站水库库水壅高不大，对库段河道天然状态和水文地质条件影响小，经论证水库蓄水后不会对西攀高速公路构成影响。3.4枢纽区工程地质条件乌龟石水电站为一河床式低闸水电站，闸顶高程1163.5m，其主要建筑物由左岸挡水重力坝段、左岸泄洪冲砂闸、右岸厂房坝段、右岸挡水重力坝段以及长尾水渠等组成。闸基防渗采用封闭式砼防渗墙，两岸坝肩基岩采用帷幕灌浆防止绕坝渗漏。3.4.1基本地质条件枢纽区位于安宁河中游距摩挲河口上游约500—800m，河水面枯期高程1151.9m47 ，河流总体流向S25°E，流经坝区后向下游流向逐渐转为近EW向，工程区及上游河段河谷较狭窄呈“V”型谷，谷宽约150～210m，至下游河流转弯处则迅速开阔，右岸形成一较开阔半月型河漫滩，谷宽约450m，下游EW向河段谷宽约130m。两岸谷坡多为崩坡积物覆盖，水面高程附近见基岩出露，地形较对称，两岸地形坡度一般25～30°。右岸地形完整，冲沟不发育，左岸发育有两条浅切冲沟，无常年流水。区内出露基岩为前震旦系灰白～灰色粗粒花岗岩（γ21），次块状构造。枢纽区第四系不同成因堆积物主要分布于河床及两岸谷坡地带，根据各类覆盖层的结构、成因和物质组成，可将其划分为6层，其性状自下而上分别为：第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩（Q1x）：属河湖相沉积物，呈半成岩状态，层理发育，富含粘土矿物，主要分布于现代河床冲积层之下及两岸局部地段，总体产状EWN∠8°～15°，据钻孔揭示，河床部位埋深一般为10～13m，厚度一般为35～60m。该层顶部与河床冲积卵砾石层接触处地下水较丰富，表部岩体中含水量较高，表面具泥化现象，岩体力学特性差，试验成果表明：表部（钻孔扰动样）天然密度平均值为1.98g/cm3，比重为2.74，普通吸水率平均值为19.58%，饱和吸水率平均值为26.7%，弹性模量平均值为0.2GPa，天然抗压强度平均值为0.8MPa，抗剪指标C值平均为52.5KPa，Φ值平均为10.87°。该层在饱水状态下其承载能力明显降低，力学特性变差。该层中、下部为新鲜半成岩状态，钻孔岩芯多呈柱状。根据下游小三峡电站及相关工程类比资料：岩石天然密度为2.1g/cm3，比重为2.74，普通吸水率值为22.5%，饱和吸水率为34.5%，变形模量值为0.25GPa，天然抗压强度值为3.1MPa，抗剪指标C值为104.3KPa，Φ值为19.4°。在新鲜状态下具有较高的承载力和抗变形能力。第②层为Ⅱ、Ⅲ级阶地漂卵砾石层（alQ3）：主要由漂卵砾石组成，局部夹黄色砂土透镜体，结构密实。第③层为现代河床冲积堆积的含漂卵砾石层（alQ4）：该层广泛分布于河床，厚度为10～13m，由漂卵砾石夹砂组成，其中大于20cm的漂石约占5％左右，2～20cm47 的卵砾石约占70％，细砂约占25%，其含泥量约占7％。N120超重型动力触探试验成果表明：该层表浅部厚度约2.0m左右，平均锤击数为6.9，标准值为6.07，属中密卵石层；2.0m以下平均锤击数为16.5，标准值为15.74，属密实卵石层。第④层坡残积块碎石土（dl+elQ4）：广泛分布于两岸谷坡地带，厚度不大，一般3～5m，局部厚度可达10m。该层结构不均一，坡脚部位结构较松散，局部具架空现象。第⑤层坡洪积堆积含孤块碎石土（dl+plQ4）：主要分布于小晴沟、梁家屋脊沟、大转弯沟内，由孤块碎石土层组成，结构不均一，局部架空。第⑥层人工堆积之孤块碎石层（rQ4）：主要分布于左岸横Ⅰ～横Ⅱ线之间，为成昆铁路施工硐渣，结构松散。第⑥层人工堆积孤块碎石层（rQ4）：主要分布于左岸横Ⅰ～横Ⅱ线之间，为成昆铁路施工硐渣，结构松散。闸址区地下水类型为基岩裂隙水与松散堆积层孔隙水。据水质取样分析成果，枢纽区河水为Ca2＋-Mg2＋-HCO3－型水，PH>6.5，各项腐蚀性指标（分解类、结晶类、分解结晶复合类）均低于最低判断标准，对混凝土及钢结构无侵蚀性和腐蚀性。岩（土）体物理力学指标见表3-1。枢纽区岩（土）体物理力学参数建议值表3-1岩土体名称天然密度允许承载力变形模量压缩模量渗透系数抗剪指标允许比降凝聚力摩擦角ρdF［R］E0ESk20cφg/cm3kPaGpaMPacm/sKPa度第⑥层人工堆积的块碎石Q4r1.95250－30020－301.0×10－125－27第④、⑤层坡积块碎石土Q4dl2.115－201.0×10－223－25第③层含漂砂卵砾石层Q4al2.2500～55030～401.0×10－127～290.1～0.12第①表部2m1.75200－2505～81×10－55010～111.0～1.247 层昔格达组粉砂质泥岩Q1x原岩状态2.0400～4500.1－0.21×10－510016～18花岗岩强风化岩体2.4600－8000.2－0.520－30Lu5025～27弱风化岩体2.7800～12004－65～10Lu30030～32混凝土与原岩状态昔格达粉质粘土抗剪指标100～15019－213.4.2前期勘察工程地质条件与评价3.4.2.1挡水建筑物（1）左岸挡水坝段左岸挡水坝段坝型为混凝土重力坝，坝长约52.15m，坝顶高程1163.50m，建基高程为1144.0～1155.3m。基础置于第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩上，该层属半成岩地层，层理发育，地层倾向上游，总体产状EWN∠8°～15°。表浅部约2m受地下水作用含水量高，与上覆卵砾石层接触处存在泥化带，岩体力学特性差，不能满足基础承载力和稳定要求，建议挖除；中下部岩层风化微弱，保持原岩状态，允许承载力为400～450kpa，抗剪指标C值为100kpa、Φ值为16～18°，变形模量为0.1～0.2GPa，天然状态下具有较高的承载和抗变形能力，可作为重力坝地基。但该地层因属半成岩的泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，应及时封闭。坝肩接头和坝基均为第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，渗透系数为（1.87～2.24）×10－5cm/s，属微弱透水层，可作为坝肩接头和坝基相对抗水层。（2）泄洪冲砂闸泄洪冲砂闸布置于左岸主河床段，闸段长约95.8m，闸顶高程1163.5m，建基面高程为1146.5m。基础置于第③层现代河床冲积含漂卵砾石层上，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，可作为基础持力层，基本能满足闸基的承载和变形稳定要求；该层下伏9.0～11.0m为第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，其表部约2～3m存在泥化带，力学指标低，建议对第①层和第③层接触面进行稳定性验算。闸基以下为第③层现代河床冲积含漂卵砾石层，渗透系数为1.37～0.56×10－47 2cm/s，属强透水层，需进行防渗处理；第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩（Q1x）透水性微弱，渗透系数为1.87～2.24×10－5cm/s，可作为相对抗水层，建议防渗墙深度穿过第③层进入第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩3～5m为宜。（3）厂房坝段厂房坝段长约30m，坝顶高程1163.5m，建基高程1135.18m。基础置于第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩之上，该层属半成岩地层，层理发育，地层倾向上游，总体产状EW/N∠8°～15°。表浅部约2m受地下水作用含水量较高，与上覆卵砾石层接触处存在泥化带，岩体力学特性差，不能满足基础承载力和稳定要求，建议挖除；中下部岩层风化微弱，保持原岩状态，允许承载力为400～450kpa，抗剪指标C值为100kpa、Φ值为16～18°，变形模量为0.1～0.2GPa，其强度和变形能满足基础承载及稳定要求，可作为地基持力层。该地层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，应及时封闭，同时对基坑加强护壁处理。第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，渗透系数为（1.87～2.24）×10－5cm/s，属微弱透水层，可作为厂房坝段相对抗水层。（4）右岸挡水坝段挡水坝段坝型为混凝土重力坝，坝长约83.0m，建基高程为1151.0～1154.0m。基础置于第③层现代河床冲积堆积的含漂卵砾石层，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，强度和变形基本能满足闸基的承载和稳定要求；但该层下伏9.0～11.0m为第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，其顶部有泥化带分布，承载力较低，建议对第①层和第③层接触面进行稳定性验算。坝基以下为第③层现代河床冲积含漂卵砾石层，渗透系数为（1.37～0.56）×10－2cm/s，属强透水层，需进行防渗处理；第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩（Q1x）透水性微弱，渗透系数为（1.87～2.24）×10－5cm/s，可作为相对抗水层，建议防渗墙深度穿过第③层进入第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩3～5m为宜。坝肩接头为强风化花岗岩，岩体破碎，透水性较强，透水率q值为13.25～47 35.27Lu，属中等透水岩体，建议进行帷幕灌浆处理，帷幕向岸边延伸长度宜进入弱风化带内，约为25～30m。3.4.2.2厂房工程地质条件（1）厂房厂房基础建基高程为1122.2～1136.0m。基础置于第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩之上，该层属半成岩地层，层理发育，地层倾向上游，总体产状EW/N∠8°～15°。表浅部约2m受地下水作用含水量较高，与上覆卵砾石层接触处存在泥化带，岩体力学特性差，不能满足基础承载力和稳定要求，建议挖除；中下部岩层风化微弱，保持原岩状态，允许承载力为400～450kpa，抗剪指标C值为100kpa、Φ值为16～18°，变形模量为0.1～0.2GPa，其强度和变形能满足基础承载及稳定要求，可作为地基持力层。该地层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，应及时封闭，同时对基坑加强护壁处理。取水口基础置于第③层现代河床冲积堆积的含漂卵砾石层，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，强度和变形基本能满足其承载和稳定要求。（2）尾水渠尾水渠布置在河道右岸，总长约730.181m。尾水渠出口位于下河坝河滩尾部，距昔街大桥约2km，出口水流和主河床水流流向基本一致，水力衔接好。0＋000.0～0＋427.181m为明渠段，该段由出口反坡段、渐变段、明渠段和渐变段组成，明渠段底宽5.0m，高8.7m。基础置于覆盖层第③层（alQ4）漂卵砾石层，经勘探试验表明该漂卵砾石层具有较高的地基承载力，可以满足建基要求，建议允许承载力为500～550kpa。明渠内外侧坡均为覆盖层边坡，组成物质为第③层（alQ4）漂卵砾石层，建议边坡坡比值水上1：1.25，水下1：1.5；因明渠底板低于现河水面5～6m，其边坡和地基均为漂卵砾石层，属强透水层，施工开挖过程中需注意加强抽排水措施。0＋427.181m～0＋705.181m为暗涵段，断面尺寸为宽16.4m，高11.6m。该段尾水渠紧邻河边布置，与进场永久道路结合，上面为进场永久道路，下面为尾水渠暗涵，内侧边坡多基岩裸露，局部为坡残积（col+elQ4）块碎石土，坡度约为35～45°。为减少山内侧边坡开挖，尾水渠暗涵外侧采用C10混凝土回填置换47 作为基础持力层，内侧基础大部分置于具有较高地基承载力的强风化花岗岩上，建议允许承载力为600～800kpa，能满足建基要求，但外侧回填地基需采取一定工程措施，以减小不均匀沉降对工程的影响，另对山内侧的覆盖层边坡也要采取一定措施减少开挖扰动。3.4.3施工开挖工程地质条件复核3.4.3.1挡水建筑物工程地质条件（1）左岸挡水坝段左岸挡水坝段坝型为混凝土重力坝，坝长约52.15m，坝顶高程1163.50m，建基高程为1144.0～1155.3m。开挖揭示，建基面为第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，地层倾向上游，产状为N75ENW∠7°～12°。施工过程中对表浅部约1~1.5m含水量较高泥化带进行了挖除，建基面保持原岩状态的微～弱风化岩层，因该层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，采取了预留保护层并及时封闭的施工措施。建基面揭示的地质条件与初设基本一致，基本满足坝基承载和稳定要求。坝肩接头部位有15～20m的砂卵砾石分布，厚度约4～6m，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，基本能满足坝基承载和变形稳定要求，但该层透水性强，施工中采取了防渗墙处理，坝肩边坡建议采取浆砌石护坡。（2）泄洪冲砂闸泄洪冲砂闸布置于左岸主河床段，闸段长约95.8m，闸顶高程1163.5m，建基面高程为1146.5m。基础置于第③层现代河床冲积含漂卵砾石层上，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，开挖揭示的地质条件与初设基本一致，基本满足闸基的承载和变形稳定要求；该层因透水性较强，属强透水层，施工中采取了防渗墙封闭处理，防渗墙深入第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩2～3m，基本满足坝基防渗要求。（3）厂房坝段厂房坝段长约30m，坝顶高程1163.5m，建基高程1135.18m。基础置于第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩之上，该层属半成岩地层，层理发育，地层倾向上游，产状为EW/N∠6°～12°。施工过程中对表浅部1～2m47 含水量较高的泥化带进行了挖除；建基面为保持原岩状态的微～弱风化岩层，因该层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，施工中按设计要求采取了预留保护层并及时封闭的施工措施。建基面揭示的地质条件与初设基本一致，基本满足坝基承载和稳定要求。该层渗透系数为（1.87～2.24）×10－5cm/s，属微弱透水层，可作为厂房坝段相对抗水层。（4）右岸挡水坝段挡水坝段坝型为混凝土重力坝，坝长约83.0m，建基高程为1151.0～1154.0m。基础置于第③层现代河床冲积含漂卵砾石层上，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，开挖揭示的地质条件与初设基本一致，基本满足闸基的承载和变形稳定要求；该层因透水性较强，属强透水层，施工中采取了防渗墙封闭处理，防渗墙深入第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩2～3m，满足坝基防渗要求。坝肩接头为强风化花岗岩，岩体破碎，透水性较强，透水率q值为13.25～35.27Lu，属中等透水岩体，施工过程中按设计要求进行了帷幕灌浆处理，帷幕向岸边深入弱风化岩体约25～30m，基本满足坝肩防渗要求。3.4.3.2厂房工程地质条件（1）厂房厂房基础建基高程为1122.2～1136.0m。基础置于第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩之上，该层属半成岩地层，层理发育，地层倾向上游，产状为EW/N∠6°～12°。施工过程中对表浅部1～2m含水量较高的泥化带进行了挖除；建基面为保持原岩状态的微～弱风化岩层，因该层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，施工中按设计要求采取了预留保护层并及时封闭的施工措施。建基面揭示的地质条件与初设基本一致，基本满足厂基承载和稳定要求。取水口基础置于第③层现代河床冲积堆积的含漂卵砾石层，该层结构密实，允许承载力为500～550kpa，压缩模量为30～40MPa，抗剪强度φ值27～29°，强度和变形基本能满足其承载和稳定要求。（2）尾水渠尾水渠布置在河道右岸，总长约730.181m。尾水渠段开挖揭示的地质条件与初设基本一致。47 0＋000.0～0＋427.181m为明渠段，该段由出口反坡段、渐变段、明渠段和渐变段组成，标准明渠段底宽7.0m，高8.7m。基础置于覆盖层第③层（alQ4）漂卵砾石层，经勘探试验表明该漂卵砾石层具有较高的地基承载力，可以满足建基要求，建议允许承载力为500～550kpa。明渠内外侧坡均为覆盖层边坡，组成物质为第③层（alQ4）漂卵砾石层。0＋427.181～0＋705.181m为暗涵段，断面尺寸为宽20.4m，高11.6m。该段尾水渠紧邻河边布置，与进场永久道路结合，上面为进场永久道路，下面为尾水渠暗涵，内侧边坡多基岩裸露，局部为坡残积（col+elQ4）块碎石土，坡度约为35～45°。为减少山内侧边坡开挖，尾水渠暗涵外侧采用C10混凝土回填置换作为基础持力层，内侧基础大部分置于具有较高地基承载力的强风化花岗岩上，建议允许承载力为600～800kpa，能满足建基要求。3.5天然建筑材料乌龟石水电站共需粗细骨料21.37万m3，其中粗骨料14.20万m3，细骨料7.17万m3。施工过程中，业主选用紧邻工程枢纽区的乌龟石河坝料场，该料场系安宁河右岸河漫滩，为河床天然砂石料场。该料场勘探总储量约23.44万m3，卵砾石储量18.3万m3，砂储量5.1万m3。施工过程中对深部料源进行了扩大开采，储量满足工程要求。现场物性试验成果表明，该料场小于5mm的含量占23.8～27.64％，平均21.37%。砂的平均粒径为0.46mm，细度模数2.73～2.92，含泥量为4.18%，云母含量0.01%，软弱颗粒含量为1.18%，针片状矿物含量3.2%。砾石的粒度模数为7.25～7.69。施工中进行了冲洗，料原质量基本满足规范要求。3.6结论及建议（1）乌龟石电站所处大地构造单元属扬子准地台西缘康滇地轴中段。其构造体系属川滇南北向构造带中段，构造线总体呈近南北走向，工程区外围断层和褶皱发育，不均衡的升隆运动和褶皱运动曾多次发生，第四系以来新构造运动活动频繁，主要表现为大面积间歇性抬升，大断层离工程区较远，影响甚少，故工程区从区域构造上看，属相对稳定区。工程区无中强地震记载，地震危险性主要受外围中强地震的波及影响，区域构造稳定性评价为基本稳定。根据《中国地震动参数区划图》（GB－18306－2001），工程区地震动峰值加速度为0.15g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。47 2008年5月12日汶川8.0级地震发生后，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）国家标准第1号修改单，工程区地震动峰值加速度未作调整。（2）水库正常蓄水位116l.0m，坝前壅水高约11.0m，回水至夏坝村，库长约4km。库区两岸多为岩质边坡，坡度20～50°，局部陡坡处达70°，基岩地层为前震旦系粗粒花岗岩(γ21)，灰白～灰色粗粒结构，次块状构造，岩体致密坚硬。库区无较大的断层发育，结构面为一套节理裂隙，岩体坚硬，无倾向坡外的不利结构面组合，岸坡整体稳定，不存在库岸稳定问题。库首左岸有长约50m的崩坡积堆积体分布，厚度约10～15m，水库蓄水后可能产生塌滑和边岸再造，施工过程中设计采取了压脚和浆砌石护坡处理。成昆铁路和G108国道走向均远离河道，路基多为基岩，公路路面高程在117lm以上，铁路路基高程一般在1180m附近，路面均高出正常蓄水位10m以上。因此，水库蓄水后不会对成昆铁路、G108国道造成影响。西攀高速公路位于右岸，主要由库尾填筑路段、库中段沿河高架桥和公路隧洞构成，路面高程1190—1192m，路面高程高出正常蓄水位约30m。乌龟石水电站水库库水壅高不大，对库段河道天然状态和水文地质条件影响小，经论证水库蓄水后不会对西攀高速公路构成影响。（3）首部枢纽由左岸挡水坝段、左岸泄洪冲砂闸、右岸厂房坝段以及右岸挡水坝段组成，各坝段开挖揭示的地质条件与初设基本一致。右岸挡水坝、泄洪冲砂闸建基面置于河床第③层冲积含漂卵砾石层，结构密实，基本满足坝基承载和变形稳定要求。右岸厂房坝、左岸挡水坝建基面为保持原岩状态的微～弱风化岩层，因该层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，施工中按设计要求采取了预留保护层并及时封闭的施工措施。建基面揭示的地质条件与初设基本一致，基本满足坝基承载和稳定要求。坝基防渗采取了封闭防渗墙处理，防渗墙深入昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩2～3m，基本满足坝基防渗要求。（4）厂房、尾水渠基础开挖揭示的地质条件与初设基本一致。厂房基础于第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩之上，该层属半成岩地层，层理发育，地层倾向上游，产状为EW/N∠6°～12°47 。施工过程中对表浅部1～2m含水量较高的泥化带进行了挖除；建基面为保持原岩状态的微～弱风化岩层，因该层存在遇水软化问题，基坑开挖后，不宜长时间暴露，施工中按设计要求采取了预留保护层并及时封闭的施工措施。建基面基本满足厂基承载和稳定要求。（5）乌龟石水电站采用乌龟石河坝料场，该料场系安宁河右岸河漫滩，为河床天然砂石料场。该料场小于5mm的含量占23.8～27.64％，平均21.37%。砂的平均粒径为0.46mm，细度模数2.73～2.92，含泥量为4.18%，云母含量0.01%，软弱颗粒含量为1.18%，针片状矿物含量3.2%。砾石的粒度模数为7.25～7.69。施工中进行了冲洗，料原质量基本满足规范要求。4工程布置与建筑物4.1工程等别、建筑物级别及洪水标准乌龟石水电站装机容量33MW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，本工程应为小（Ⅰ）型水电工程，工程等别为Ⅳ等，其主要建筑物——拦河闸（坝）、发电厂房、升压站等按4级设计，次要建筑物按5级设计。挡水闸坝、河床式厂房的设计洪水重现期为50年，洪水流量3200m3/s，校核洪水重现期为300年，洪水流量4130m3/s；消能防冲建筑物洪水标准按20年一遇设计，洪水流量2730m3/s。工程区相应的地震基本烈度为Ⅶ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）的规定，本电站各建筑物工程抗震设防等级为丁级。各永久性主要水工建筑物洪水标准及相应洪峰流量见表4-1。各永久性主要水工建筑物洪水标准及相应洪峰流量表4-1水工建筑物级别设计洪水校核洪水重现期（年）流量（m3/s）重现期（年）流量（m3/s）挡水闸坝45032003004130发电厂房45032003004130消能防冲建筑物42027304.2设计基本资料（1）水文乌龟石水电站闸址各径流特征值如下：多年平均流量211m3/s多年平均枯期(11月~翌年5月)流量79.8m3/s闸址以上集水面积9380km247 （2）气象乌龟石水电站坝址位于米易县境内，米易县气象站资料可以代表工程区的气候特性。据米易气象站实测资料统计，多年平均降水量1112.6mm，雨季（5～10月）降水量1044.4，占年降水量的93.9％，历年最大日降水量为154.0mm；多年平均水面蒸发量达2246.6mm（20cm蒸发器），多年平均气温19.7℃，历年最高气温39.9℃，最低气温-2.4℃；多年平均相对湿度65％；多年平均日照时数为2279.3h；历年平均风速2.1m/s，平均最大风速10.0m/s，最多风向NE,历年最大风速23.0m/s，风向SE。（3）泥沙1)悬移质乌龟石水电站的泥沙设计依据站为电站坝址下游的湾滩水文站。湾滩水文站多年平均年输沙量1280万t，多年平均含沙量1710g/m3，相应多年平均流量237m3/s。2)推移质根据工程河段床沙组成分析成果，其最大粒径为320mm，中数粒径为50mm根据坝址断面及水力要素，可推算得乌龟石水电站坝址河段丰、中、水代表年平均推移质年输沙量为37.6万t。（4）水库特征水位正常蓄水位1161.00m最低运行水位1159.00m汛期排沙运行水位1160.00m（5）岩（土）体物理力学指标工程区闸、厂址覆盖层及岩石物理力学指标建议值见表3-1。（6）地震工程区地震基本烈度为Ⅶ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）的规定，设防烈度为Ⅶ度。（7）安全系数(1)按照《水闸设计规范SL265－2001》规定，土基上沿闸室基底面整体抗滑和深层抗滑稳定安全系数为：47 基本荷载组合1.20特殊荷载组合Ⅰ1.05特殊荷载组合Ⅱ1.00(2)厂房安全系数根据《水电站厂房设计规范》（SL266-2001）规定，岩基上的整体抗滑和深层抗滑稳定安全系数为：基本组合1.25特殊组合Ⅰ1.10特殊组织Ⅱ1.05(3)应力控制标准在各计算工况下，建筑物的基底平均应力P≤地基的容许承载力[R]，最大基底压应力P≤地基容许承载力的1.2倍。4.3工程总布置乌龟石水电站工程主要建筑物由首部枢纽、厂区枢纽和尾水渠三部分组成组成。首部枢纽轴线为折线，轴线方向分别为N83.434°E和N77.566°W。闸坝（包括厂房）总长212.59m，由左岸挡水坝、泄洪冲沙闸、厂闸连接坝、发电厂房和右岸挡水坝组成。左岸挡水坝轴线长52.15m，分三个坝段布置，坝顶高程1163.50m，右侧坝段内设置泄洪冲沙闸检修门储门槽。泄洪冲沙闸布置在河道主河床，共5孔，孔口宽度均为12m，闸底板高程1150.00m，闸顶高程1163.50m。厂闸连接坝轴线长15m，坝顶高程1163.50m，坝内设置进水口检修门及拦污栅储门槽。发电厂房兼作挡水建筑物，轴线长度54.54m，安装3台11MW的贯流式式机组。右岸挡水坝轴线长62.25m，分5个坝段布置，坝顶高程1163.50m。电站装机3台，总装机容量33MW，为河床式厂房。厂区枢纽由厂房主机间坝段、安装间、进水口导水墙、尾水渠及尾水导墙、副厂房、升压站、进厂交通公路等组成。主机间沿坝轴线方向总长度为54.0m，顺水流方向宽度为58.0m。安装间布置在厂房坝段右侧，沿坝轴线长度为21.0m。安装间3#机右侧。主机间内共装三台轴流式水轮发电机组，机组段之间不设缝，机组中心间距12.0m，水轮机座环中心高程为1132.60m。安装间地面高程为1144.30m47 ，与发电机层同高。一、二次副厂房布置于主厂房下游侧、尾水管顶部，总长与主厂房相同。主变及GIS室位于安装间下游侧。进厂交通公路由厂房下游接上坝公路分支进厂。厂区防洪采用尾水渠左岸结合右岸泄洪闸消力池右边墙及厂区下游防洪堤组成整体防洪体系。尾水渠进口与主厂房尾水衔接。尾水渠断面结构型式尽量采用梯形断面。在乌龟石河段，由于河床相对狭窄，前进渠沿右岸岸坡经过，为不伤及前进渠，该段尾水渠采用箱涵式布置。箱涵顶部弃渣回填到1157.00m高程，在靠山侧回填至1157.00m高程形成一条顶宽7.0m的进厂公路。其余段采用梯形断面，靠河侧采用开挖渣回填碾压，浆砌石护坡。由于受厂区防洪因素的制约，尾水渠渠顶高程与厂区防洪墙顶高程一致，定为1156.00m。外侧采用贴坡式挡墙与护坦出口边墙衔接，内侧与厂区的防洪墙连接形成封闭的厂区防洪体系。渠线在平面布置上，共设置2处弧形转弯，尾水渠总长706.677m。4.4首部枢纽闸轴线位于四川省米易县湾丘乡昔街上游1.4km处，从左至右依次为左岸挡水坝、泄洪冲沙闸、厂闸连接坝、发电厂房和右岸挡水坝。尾水渠布置在河道右岸，总长约706m。电站正常蓄水位为1161.00m，机组安装高程1143.20m，电站额定水头19.0m。4.4.1首部枢纽布置4.4.1.1泄洪闸布置泄洪冲沙闸布置在主河床，共5孔，闸孔尺寸均为12.0m×11.0m(宽×高)。泄洪冲沙闸均为开敞式，闸室长度22m，底板高程均为1150.00m，闸顶高程为1163.50m，闸高17m。每孔泄洪冲沙闸各设一道平板工作闸门和一道平板检修门槽，五孔闸共用一扇检修闸门。工作闸门各自采用一套卷扬式启闭机操作，检修闸门共用一套移动式门机启闭。为避免施工期相互干扰，在闸室上游设置10m长1.5m厚的混凝土铺盖，并将混凝土防渗墙布置在铺盖上游端底部。泄洪冲沙闸底板高程1150.00m，最高挡水水位为1161.00m，孔口宽度12m。参照类似工程经验，闸室底板厚度采用3.5m，最大闸室高度17m。根据闸室稳定计算结果，考虑基础承载力以及闸门、启闭机、坝顶交通等布置要求，闸室长度采用22m。闸室上游设置10m长1.5m47 厚的混凝土铺盖，铺盖底部上、下游侧均设置齿槽。为避免施工期相互干扰，混凝土防渗墙布置在混凝土铺盖上游端底部。根据闸室应力、稳定计算，并考虑施工要求，将5孔泄洪冲沙闸分成三个闸段，左侧两孔闸为一个闸段，右侧一孔闸单独为一个闸段，其余两孔为一个闸段。为避免闸室沉降变位对闸门操作产生影响，各闸段采用缝墩隔开。缝墩宽度4.4m，中墩宽度3.5m，边墩宽度2.5m。4.4.1.2厂闸连接坝段布置重力式厂闸连接坝段位于厂房与泄洪闸之间，坝长15.0m，坝顶高程1163.5m，坝顶宽11.0m，在坝顶分别设置拦污栅槽和进水口检修闸门储门槽。混凝土坝上游坡坡比1：0.3、下游面坡比1：0.5。基础置于厂房开挖之后的回填砂卵石层上，建基面高程1146.50m。4.4.1.3左右岸挡水坝段布置左岸挡水坝段总长52.15m，采用混凝土重力坝，共分三个坝段（包括储门槽坝段），储门槽坝段顶宽11.0m，中间坝段顶宽4.0m，靠岸坡侧坝段顶宽3.0m(由于左岸挡水坝无交通要求，所以在满足储门要求及稳定条件前提下可调整坝顶宽度)，顶高程1163.5m，最大坝高19.5m。储门槽坝段上游坝坡1：0.3，下游坝坡1：0.6；其它挡水坝段上游坝坡垂直，下游坝坡1：0.7。右岸挡水坝段总长62.25m，采用混凝土重力坝，共分4个坝段，基础置于覆盖层上，考虑该处交通要求，坝段顶宽6.0m，顶高程1163.5m，最大坝高12.5m。上游坝坡1：0.2，下游坝坡1：0.5。4.4.1.4厂区建筑物(1)进水口及冲沙廊道每个机组前均设有长为22.00m的坝式进水口，设一个厚4.02m的中墩。压力流道前设拦污栅一道、检修闸门、工作闸门各一道。工作闸门下游侧设有通气孔，通至坝顶高程。安宁河汛期来沙量大，为在汛期排除进水口泥沙，1＃机组和2＃机组之间墩墙的下部设冲沙廊道，以保证水库淤积后做到“门前清”，机组仍能安全发电，冲砂廊道出口位于主机间坝段左侧的泄洪闸下游消力池边墙上。冲砂廊道进口底坎高程1141.18m，出口底坎高程为1149.30m高于消力池底部0.3m，进、出口尺寸均47 为1.2×2.0m（宽×高），在廊道进口处设有工作闸门及检修闸门。拦污栅、进水口检修闸门及冲沙孔检修、工作闸门均由坝顶一台移动式门机操作。每个进水口工作闸门均分别由单独的固定式启闭机操作。(2)主厂房主厂房由主机间和安装间组成，主机间长45.0m，安装间长19.0m，内部净宽度分别为39.0m和18.0m。主机间内共装三台水轮发电机组，单机容量11MW，总装机33MW。机组段之间不设缝，机组中心间距13.0m，水轮机安装中心高程为1143.20m。主机间分为发电机层、电气夹层及水轮机层，共三层，高程分别为1157.80m、1152.80m和1137.00m。发电机层主要布置机旁盘、励磁盘等电报设备。水轮机层主要布置油、气、水系统的有关设备。安装间地面高程为1144.30m，与发电机层同高。其尺寸主要由机组安装或检修时，放置水轮机转轮、支持盖、顶盖、下机架和发电机转子等五大设备确定。2#、3#机组之间设置了集水井。为满足整个厂区的防洪要求，将尾水平台高程抬高至1160.00m，高于下游1157.00m的校核洪水位。发电机层和水轮机层的主通道位于下游侧，贯通主机间，便于设备搬运。4.4.1.5尾水渠尾水渠进口与主厂房尾水衔接。桩号尾0+427.181前，由于受地形地质条件、厂区布置等客观因素的制约，渠线布置单一。因尾水渠下挖较深，为了减少尾水渠的工程量和降低尾水渠工程投资，尾水渠断面结构型式应尽量采用梯形断面。推荐线路沿途没有大的地质缺陷和危害。只要在经过乌龟石河段，由于河床相对狭窄，前进渠沿右岸岸坡经过，该段尾水渠采用箱涵式布置，以减少断面宽度。箱涵的线路布置在满足不过多侵占原河床的基础上尽量远离右侧山坡，以减少垂直开挖深度和避免对岸坡的支护。另外箱涵顶部弃渣回填到1157.00m高程，在靠山侧回填至1157.00m高程形成一条顶宽7.0m的进厂公路。然而山坡侧的垂直开挖还是较深，最深处有18m左右，这给施工造成一定难度，通过相关工程措施确保稳定。其余段采用梯形断面，靠河侧采用开挖渣回填碾压，浆砌石护坡。尾水渠出口位于乌龟石河段尾部，总长约730m47 。出口水流和主河床水流流向基本一致，水力衔接好。渠线在平面布置上，共设置2处弧形转弯。在纵剖面上，除前16.00m是1：3的反坡段，其余段均采用0.00072504的同一坡降。4.4.2消能防冲及抗磨设计由于安宁河推移质量大，根据已建工程经验和规范建议，在下游不宜设置消能工。且本工程闸坝较低，上下游水流落差较小，下泄水流佛汝德数较低，很难形成稳定的水跃消能。因此，直接采用抗冲磨的护坦与下游河道连接。混凝土护坦总长36m，前3m为1:3斜坡过渡段，后33m为平段，护坦底板高程为1149.00m。护坦上、下游设置齿槽，上游齿槽总深度3.5m，建基面为1146.50m，下游侧齿槽深度为6m，护坦末端齿槽后回填铅丝石笼保护。护坦底部设置反滤排水沟，通过排水孔与下游河道相连。为使下泄水流与下游河道平顺衔接，防止冲刷岸坡及尾水渠堤，护坦下游左岸设置长45m的浆砌石护岸，前段20m为扭面，后段25m为贴坡式；护坦下游右岸也设置护坡与尾水渠堤平顺连接。由于大量的推移质和悬移质将通过泄洪冲沙闸排向下游，因此泄水建筑物表面磨损会比较严重。因此，铺盖、闸底板及护坦均采用C40硅粉混凝土护面，厚度0.4m；闸墩及下游护坦导墙1.2m高度下均采用C40硅粉混凝土。4.4.3基础处理及渗流分析4.4.3.1首部枢纽地基及两岸渗透特性左岸挡水坝坝肩、坝基及厂房基础均为第①层昔格达组泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，渗透系数为1.87～2.24×10－5cm/s，属弱透水层，可作为坝肩接头和坝基相对抗水层。泄洪冲沙闸、厂闸连接坝及右岸挡水坝均置于第③层现代河床冲积堆积的含漂卵砾石层上，该层透水性强，渗透系数为1.37～0.56×10－2cm/s，属强透水层，需进行防渗处理；其下部第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩（Q1x）透水性较弱，渗透系数为1.87～2.24×10－5cm/s，属弱透水层，可作为相对抗水层，但该层顶部有2～3m厚的泥化带，易产生渗透破坏。4.4.3.2防渗布置方案首部枢纽建筑物中，除厂房段基础位于昔格达组泥质粉砂岩上，泄洪冲沙闸、厂闸连接坝段和右岸挡水坝段均需进行防渗处理。因其地基均为覆盖层，且底部均存在相对隔水层，因此防渗采用封闭式混凝土防渗墙型式。47 防渗墙以厂房为界分为左右两段。左段为泄洪冲沙闸及厂闸连接坝基础防渗墙，厚度0.8m，最大深度约10.5m，防渗墙深入昔格达组原状泥质粉砂岩以下1.0m。主要布置在闸前长度为10m的混凝土铺盖上游端，左侧折回到闸室底部后与左岸挡水坝相接，左挡水墙基础为基岩，透水性较弱。右岸在厂闸连接坝前折到厂闸连接坝底部与厂房基础相接。右段为右岸挡水坝基础防渗墙，厚度厚度0.8m，最大深度约15m，防渗墙深入昔格达组原状泥质粉砂岩以下1.0m。右端坝肩段延长防渗墙，深入花岗岩内1m。4.4.3.3闸基加固处理设计泄洪冲砂闸基础置于第③层现代河床冲积堆积的含漂卵砾石层，该层结构较密实，允许承载力为500～550Kpa，压缩模量为30～40Mpa，抗剪强度φ值27～29°；该层下伏9.0～11.0m为第①层昔格达组灰、灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩，其顶部有2～3m厚的泥化带分布，承载力较低为0.2～0.25Mpa，抗剪指标亦较低，C值为50Kpa、Φ值为10～11°。根据计算成果，各种工况下，泄洪冲沙闸沿基底面及泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩泥化带的抗滑稳定安全系数均满足要求。泄洪冲沙闸段基底最大平均压应力约为209Kpa，最大压应力约为251Kpa，满足规范规定的承载力要求。因此，不对闸基采取大规模加强处理措施，仅将泄洪冲沙闸左端局部范围内出现的岩石地基置换成统一的卵砾石地基。4.4.5边坡处理水库库长约4km，坝前水位壅高约10m。库区两岸多为岩质边坡，坡度20～50°，局部陡坡处达70°，无较大的断层发育，结构面为一套节理裂隙，岩体坚硬，无倾向坡外的不利结构面组合，岸坡稳定性较好，不存在库岸稳定问题。库区两岸山体浑厚，岩性为前震旦系粗粒花岗岩(γ21)，无较大断层通过，因此，不存在库水向邻谷和沿断层渗漏问题。库区中段至库首两岸多为岩质边坡，无耕地分布，不存在浸没问题。左岸挡水坝上游侧库岸采用浆砌石压坡护脚。4.4.6设计计算4.4.6.1闸孔泄流能力计算47 根据规范，本电站主要水工建筑物属4级，防洪标准为：按50年一遇洪水设计，相应洪水流量3200m3/s；按300年一遇洪水校核，相应洪水流量4130m3/s。在设计洪水和校核洪水时，电站停机避沙峰，水库敞泄冲沙，均不考虑电站引用流量。泄洪闸泄流能力按宽顶堰公式计算：当he/H≥0.65时为堰流Q=式中：σ：堰流淹没系数m：堰流流量系数ε：堰流侧收缩系数B0：闸孔净宽(m)g：重力加速度(m/s2)H0：计入行近流速水头的堰上水头(m)计算成果见下表4-2。泄流能力及上下游水位表4-2计算工况泄量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）设计洪水(P=2%)32001160.381157.38校核洪水(P=0.33%)41301162.161158.04泄洪闸泄流曲线计算成果表表4-3上游水位(m)下游水位(m)堰上水头(m)泄流量(m3/s)泄流型式1151.121151.001.1235.60淹没出流1152.121152.002.1271.90淹没出流1153.151153.003.15208.00淹没出流1154.291154.004.29524.00淹没出流1155.671155.005.671063.00淹没出流1156.461155.506.461404.00淹没出流1157.391156.007.391826.00淹没出流1158.351156.508.352263.00淹没出流1159.411157.009.412752.00淹没出流1160.671157.5010.673344.00自由出流1162.151158.0012.154063.00自由出流47 1163.691158.5013.694860.00自由出流1165.221159.0015.225700.00自由出流说明：表中下游水位为根据天然河道水位流量关系曲线查得。4.4.6.2泄洪冲沙闸稳定和应力计算泄洪冲沙闸稳定计算按《水闸设计规范》（SL265—2001）的有关公式及条款规定，分别采用纯摩公式和材料力学公式计算闸（坝）建筑物的抗滑稳定性及基底应力：Kc=式中　Kc—沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；　　　f　—闸室基底面与地基之间的摩擦系数；∑G—作用在闸室上的全部竖向荷载(kN）；　∑H—作用在闸室上的全部水平向荷载（kN）。　　　　　　　　　　式中　—闸室基底应力的最大值或最小值；∑G—作用在闸室上的全部竖向荷载（包括闸室基础底面上的扬压力在内，kN）；　∑M—作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（kN·ｍ）；A—闸室基底面的面积（m2）；W—闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m３）。根据泄洪冲沙闸布置，分单孔闸段和双孔闸段分别计算。本工程运行方式为来流量大于900m3/s时，即敞泄冲沙。在设计、校核洪水情况下，闸上下游水位差较小。最不利的工况为上游正常蓄水位，下游无水时。有关计算成果见表4-3。乌龟石泄洪冲沙闸抗滑稳定及基底计算成果表4-3闸段荷载组合计算工况抗滑稳定安全系数基底应力（MPa）不均匀分布系数允许值计算值上游下游单孔闸段基本组合正常挡水1.203.940.1970.2201.12施工完建1.200.2080.1981.05特殊检修1.053.300.1840.1751.0547 组合正常挡水+地震1.002.700.2510.2091.20双孔闸段基本组合正常挡水1.203.770.1900.2091.10施工完建1.200.1950.1871.04特殊组合检修1.053.430.2460.1281.92正常挡水+地震1.002.630.1610.2371.47计算成果表明：泄洪冲沙闸的抗滑稳定安全系数在各种工况下均满足规范要求，基底应力满足地基允许承载力要求。不均匀分布系数在各工况情况下满足规范要求。由于闸基下部存在泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩泥化带，构成闸基沿该软弱结构面发生深层滑动的可能性，因此本阶段对闸基进行了深层抗滑稳定验算，考虑上游为正常蓄水位、下游无水这一最不利工况进行计算，安全系数分别为3.16和3.22。计算结果表明闸基是安全的。4.4.6.3厂闸连接坝段稳定和应力计算按照《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999的规定，对坝基采用抗剪强度公式进行抗滑稳定计算，基础应力按材料力学公式计算，其计算公式为：稳定安全系数计算公式：基底应力计算公式：其中；K——抗滑稳定安全系数f——基础底面与地基土之间的摩擦系数ΣG——竖向力之和(kN)ΣP——水平力之和(kN)σ——基底应力(MPa)A——基础底面面积(m2)ΣM——力矩之和(kN·m)W——基底对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩(m2)其稳定和基础应力计算成果见表4-4。计算工况及其组合表4-4荷载计算工况自重静水压力浪压力扬压力泥沙压力土压力地震力47 基本组合正常蓄水工况√√√√√√施工完建工况√设计洪水位工况√√√√√√特殊组合校核洪水位工况√√√√√√正常蓄水+地震工况√√√√√√√稳定及基础应力计算成果表表4-5建筑物荷载组合计算组合稳定安全系数基础应力(MPa）允许值计算值上游角点下游角点[σ]厂闸连接坝段基本组合正常蓄水1.251.300.1300.1490.50~0.55设计洪水1.252.550.2660.107施工完建0.4120.222特殊组合校核洪水1.103.300.1670.141正常挡水+地震1.051.160.1010.179由表中可以看出厂闸连接坝段的各项安全系数在各种工况下均满足规范要求，基础应力也满足规范规定的安全性要求。4.4.6.4左右岸坝段稳定和应力计算按照《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999的规定，对坝基采用抗剪强度公式进行抗滑稳定计算，基础应力按材料力学公式计算，其计算公式同厂闸连接坝段。其稳定和基础应力计算成果见表4-6。稳定及基础应力计算成果表表4-6建筑物荷载组合计算组合稳定安全系数基础应力(MPa）允许值计算值上游角点下游角点[σ]左岸坝段基本组合正常蓄水1.253.110.19004280.40~0.45设计洪水1.252.160.2430.185施工完建0.4130.143特殊组合校核洪水1.102.500.1440.253正常挡水+地震1.052.650.1080.441右岸坝段基本组合正常蓄水1.257.560.1860.2360.50~47 0.55设计洪水1.2523.50.1930.149施工完建0.2880.094特殊组合校核洪水1.103.230.0930.226正常挡水+地震1.053.300.1610.261由表中可以看出左右岸坝段的各项安全系数在各种工况下均满足规范要求，基础应力也满足规范规定的安全性要求。由于右岸挡水坝基础下部存在泥质粉砂岩、粉砂质泥（页）岩泥化带，构成坝体沿该软弱结构面发生深层滑动的可能性，因此进行了深层抗滑稳定验算，考虑上游为正常蓄水位、下游无水这一最不利工况进行计算，安全系数分别为3.63。计算结果表明左、右岸挡水坝段是安全的4.4.6.5厂房稳定和应力计算（1）荷载及荷载组合不同工况下荷载组合见下表：厂房稳定及地基应力计算荷载和荷载组合表4-7荷载组合计算工况荷载名称结构自重永久设备重水重回填土石重静水压力扬压力浪压力泥沙压力土压力地震力基本组合正常运行++++++++++++++特殊组合机组检修++++++机组未安装++++++非常运行+++++++地震情况++++++++正常运行下上游排水失效++++++++++++++47 （2）地基应力分析①计算方法及公式厂房地基面上的法向应力按下列公式计算：σ=式中：σ—厂房地基面的法向应力，KPa；ΣW—作用于机组段全部荷载（包括或不包括扬压力）对滑动面的法向分力值的总和，包括扬压力，KN；ΣMx,ΣMy—作用于机组段的全部荷载（包括或不包括扬压力）对计算截面形心轴的力矩总和，KN.m；X,Y—计算截面上计算点至形心轴Y,X的距离，m；JxJy—计算截面对形心轴X,Y的惯性矩，m；A－厂房地基计算截面受压部分的面积，m2；②计算成果分析:地基应力计算结果见厂房稳定与地基应力计算成果表。计算结果地基应力均为压应力，最大压应力产生在不考虑扬压力的正常运行情况下的上游边，最大压应力值为0.45MPa小于地基承载力1.2[Rc]=0.50MPa满足地基承载力要求。（3）浅层抗滑稳定分析①计算方法及公式厂房基础位于基岩上，抗滑稳定计算分别按抗剪强度计算公式和抗剪断强度计算公式进行计算。抗剪强度计算公式：K=式中：K—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f—滑动面的抗剪摩擦系数；ΣW—全部荷载对滑动面的法向分力值，包括扬压力，KN；47 ΣP—全部荷载对滑动面的切向分力值，包括扬压力，KN；抗剪断强度计算公式：=式中：—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；、—滑动面的抗剪断摩擦系数及粘结力，KPa；根据地质资料，抗剪计算的滑动面抗剪摩擦系数取0.36，抗剪断计算抗剪断摩擦系数及粘结力分别取0.38和0.12MPa。②计算结果分析抗滑稳定计算结果见厂房稳定与地基应力计算成果汇总表5-28。由表可见：两种计算公式的抗滑稳定安全系数计算结果在各种荷载组合情况下，均大于规范要求的最小安全系数。因此，抗滑稳定满足要求。（4）抗浮稳定分析①计算方法及公式抗浮稳定计算采用公式：Kf=式中Kf—抗浮稳定安全系数；ΣW—机组段全部重量，KN；U—作用于机组段的扬压力总合，KN。②计算结果分析抗浮稳定计算结果见厂房稳定与地基应力计算成果汇总表5-13。计算结果表明在各种荷载组合情况下，计算抗浮稳定安全系数均大于1.1，满足规范要求的抗浮稳定最小安全系数[Kf]=1.1的要求。厂房稳定及地基应力计算成果汇总表表4-8荷载组合计算工况上下游水位抗滑安全系数抗浮安全系数基底应力抗剪公式抗剪断公式上游(MPa)下游(MPa)47 基本组合正常运行上游正常蓄水位1.953.434.280.440.38下游最低水位上游设计洪水位1.352.663.780.400.34下游相应水位特殊组合机组检修上游正常蓄水位1.983.664.280.430.36下游检修水位机组未安装上游正常蓄水位1.322.533.740.450.30下游相应水位非常运行上游校核洪水位1.862.574.140.390.36下游校核洪水位地震情况上游正常蓄水位2.053.844.300.420.32下游最底水位4.5首部枢纽各建筑物安全评价4.5.1左右岸挡水坝左右岸挡水坝均为混凝土重力坝，经对挡水坝段进行的稳定应力计算，其抗滑稳定及地基应力均满足规程规范要求，是安全的。4.5.2泄洪闸、冲沙闸1#～5#泄洪闸段均建在覆盖层上，最大闸高为17.00m。根据计算分析，其抗滑稳定及地基应力均满足规程规范要求，是安全的。4.5.3厂房进水口进水口建在基岩上，根据计算分析，其抗滑稳定及地基应力均满足规程规范要求，是安全的。4.5.4基础处理拦河闸（坝）建筑物基础以砂卵石地基为主，左岸边坝段坐落于基岩上，砂卵石地基在浇筑混凝土之前进行碾压密室，并浇筑10cm厚的M10水泥砂浆做找平层，对右岸坝段基岩基础进行针对性的固结灌浆。泄洪冲沙闸及厂闸连接坝基础防渗墙，厚度0.8m，最大深度约10.5m，防渗墙深入昔格达组原状泥质粉砂岩以下1.0m。帷幕灌浆布置在右岸挡水坝（纵）0＋195～（纵）0＋241.55部位，底部高程由1140.00m渐变至1150.00m。同时已加强渗流和变形的监测。防渗布置满足电站运行要求。4.5.5库岸及边坡47 水库区库岸整体稳定，但近坝左岸局部土体结构松散，存在蓄水后局部轻微跨塌的可能，由于远离进水口，对取水防沙和库容影响较小。右岸岸坡整体稳定，过坝公路的填筑加强了天然边坡的稳定。无库水外渗及浸没问题。左、右岸开挖坡度为1：1.25，属于稳定开挖坡比，能满足运行要求。建议运行期间加强对两岸边坡的巡视观测，以确保坝体建筑物的安全。4.6结论与建议综上所述，整个首部枢纽工程各建筑物的设计计算成果满足规程规范要求，是安全的。乌龟石水电站是典型的河床式厂房电站，泄洪冲沙闸坝建基于深厚覆盖层上，首部枢纽布置的关键问题在于合理解决引水发电与泄洪排沙的矛盾，拦河闸坝的设计难度主要在于解决基础防渗和不均匀沉陷等问题。整个工程勘测、设计及施工过程中进行了大量的科研、试验研究论证工作。在工程施工阶段根据地质揭示的实际情况，在保证工程质量、安全的前提下，采取了各种切实可行的处理措施，既保证了工程的安全性、又满足了工程的工期要求。首部枢纽布置在解决引水防沙与排沙、水库沉沙、库区溯源冲刷、枢纽泄流能力、下游河床冲刷等方面具有较好的工程适应性，拦河闸坝基础防渗与地基处理具有较好的工程针对性、安全性和经济性。设计借鉴类似山区河流覆盖层上建闸的工程设计和运行经验，并针对多泥沙、高水头电站的引水防沙，采用了水库沉沙的枢纽布置方案和运行方式。在将来的实际运行中，对水库沉沙的运行方式，运行单位应根据实际情况不断完善和调整，提出更加适合于本工程的闸门开启和水库运行方式。5监测设计5.1监测设计目的及内容根据乌龟石水电站工程的实际情况和特点，参照《混凝土大坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）和要求，将闸坝（坝体、坝基以及近坝区岩体）、厂房基础、左右岸地基、坝基处理及渗漏、渗压作为安全监测设计重点部分。本工程的安全监测项目由以下组成：首部枢纽监测系统由泄洪闸、冲沙闸、厂房、挡水坝段、左右岸坝肩边坡等建筑物组成。监测项目主要包括：变形监测、渗流监测、水位和水温等内容。5.2监测设计原则(1)47 结合本工程的等级、规模，进行监测项目和测点布置，以便能较合理地了解本水电站枢纽建筑物的工作状态。(2)首部枢纽监测的重点为变形和基础渗流，尤其在运行中应引起高度重视。在监测方法和仪器设备选型方面既能满足当前人工监测的条件，又能为今后运行实现监测自动化创造条件。(3)所选仪器设备要耐久、可靠、实用、有效。(4)为了提高观测精度，便于观测资料的整理和数据处理，更好地发挥观测成果的作用，应保证在施工期、蓄水期和运行期能够获得必要的监测成果。(5)仪器监测应与巡视检查相结合。5.3监测设计主要规程规范（1）《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）（2）《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）（3）《水位监测标准》（GBJ138-93）（4）《混凝土坝安全监测资料整编规程》（DL/T5209-2005）（5）《水电站大坝运行管理规定》（国家电力监管委员会第3号令）（6）《水库大坝安全管理条例》（中华人民共和国国务院令第77号）5.4设计监测项目5.4.1首部枢纽监测5.4.1.1闸坝变形观测布置为了监测闸坝首次蓄水期和运行期，在各种荷载作用下的水平位移和垂直位移，及时掌握闸坝的安全运行状态，在闸顶桩号（闸）0–000.370m位置沿坝轴线方向布置一条引张线。引张线张紧端位于右岸挡水坝段上的观测房内，同时在张紧端附近的观测房内布置一个钻孔深30.5m的倒垂装置和双金属管标，其中倒垂装置用以校核引张线固定端的水平位移量；双金属管标用作垂直位移的校核基准点；引张线左端是固定端，位于左岸（纵）0-068.30m桩号的观测房内，同时，在固定端附近的观测房内布置一个静力水准作为基准点。在引张线上布置11个引张线测点，每个引张线测点附近对应布置一个静力水准测点，监测闸坝水平和垂直向的位移情况。同时，在泄洪坝段和挡水坝段共布置19个水准标点，用以在施工期人工监测闸坝不均匀沉降的变形情况，并为静力水准的监测数据，提供校核依据。见图《变形监测布置图》，图号：监测-1-1(3～5)。47 5.4.1.2闸坝渗流渗压监测布置（1）绕坝渗流通过绕坝渗流的观测，了解帷幕灌浆防渗效果以及地下水位情况。主要的监测内容为库水环绕闸坝左右坝肩岸坡流向下游的渗透水流。在右岸坝肩布置5个、左岸坝肩布置4个水位观测孔，进行绕坝渗透水流水位的监测。水位观测孔位置待定。绕坝渗流孔深至地下水位线以下1m。（2）坝基渗透压力在运行期监测坝基渗透压力对大坝稳定和安全的影响，并检验大坝上游防渗墙的效果。因此在闸坝坝基布置13个测压管和3只渗压计。选择一个纵向监测断面和两个横向监测断面进行闸坝坝基测压管布置。其中1个监测横断面布置在厂房坝段中闸墩位置，测压管分别为UP2、UP3、UP4、UP5，用以监测厂房坝基扬压力的大小情况；另1个监测横断面布置在（纵）0+048.00m附近的泄洪闸的闸墩上，测压管分别为UP8、UP9、UP10，用以监测泄洪闸基上的扬压力大小；其余测压力管布置在（闸）0+001.00m附近的纵断面上，用以监测闸坝坝基在防渗墙后扬压力的大小；在防渗墙后，桩号为（纵）0+064.00m、（纵）0+048.00m、（纵）0+032.00m的坝基部位，沿顺河向布置3支渗压计，用以观察防渗墙后的水压力衰减情况。见图《枢纽渗流监测布置图》，图号：监测-1-1(1～2)。5.4.1.3环境量监测（1）水位通过水位监测，了解闸坝的水压荷载，分析渗流与水位关系，计算蓄水量及出流量，掌握水库水位变化规律。在闸坝上游面（纵）0+033.00的位置采用油漆直接绘制测读水尺，水尺高程从闸顶到死水位以下2m；用以满足运行期水位观测的要求。下游在（闸）0+045.00桩号护坦两边的边墙上及尾水出口闸墩上采用油漆直接绘制3付水尺；水尺读数分辨率为1cm。（2）坝前淤积观测47 在坝前、近坝区、库区根椐需要各布置多个观测断面。可采用水下摄影、水下和陆地地形测量（水库蓄水前淹没区地形测量）或者断面测量方法进行观测。该项目后期由运行单位自行观测。5.4.2巡视检查5.4.2.1巡视检查的范围和内容结合本工程特点，除《混凝土坝安全监测技术规范》DL／T5178—2003要求的巡视检查的内容外，应重视如下巡视检查内容。（1）基础岩体有无挤压、错动、松动和鼓出；（2）坝体与基岩(或岸坡)结合处有无错动、开裂、脱离及渗水等情况；（3）两岸坝肩区域有无裂缝、岩体松动、上抬隆起与沉降等情况；（4）基础渗流监测设施的工作状况是否良好。（5）安全监测设施有无损坏。5.4.2.2巡视检查方法（1）检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，可辅以锤、钎、量尺、放大镜、望远镜、照相机、摄像机等工器具进行。（2）若巡视检查部位发现裂缝、渗漏等情况，应做出标点、标记，并应在每次巡视检查时，进行必要的量测。（3）巡视检查应做好记录，每次检查均应按各类检查规定的程序做好现场填表和记录，必要时应附有略图、素描或照片。现场记录及填表必须及时整编，并将本次检查结果与上次或历次检查结果对比，分析有无异常迹象。在整编简要分析过程中，如有疑问或发现异常迹象，应立即对该检查项目进行复查，以保证记录准确无误。重点缺陷部位和重要设备，应设立专项卡片。（4）巡视检查应及时编制报告。年度巡视检查在现场工作结束后20d内提出详细报告。特殊情况下的巡视检查，在现场工作结束后，还应立即提交—份简报。各种填表和记录、报告至少应保留—份副本，存档备查。（5）监测设施巡查检查报告编制参见《混凝土坝安全监测技术规范》DL／T5178—2003有关内容。5.4.2.3巡视检查次数和成果报告巡视人员应按预先制定的巡视检查程序(参见《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178—2003附录B.1)对各安全监测建筑物作例行检查。对于不同的巡视检查应采用下列相应的巡检次数：47 （1）日常巡视检查。每两周一次水库第一次蓄水或提高水位期间，一天一次或每二天一次（依库水位上升速率而定）；正常运行期，可逐步减少次数，但每月不少于一次；汛期应增加巡视检查次数；水库水位达到设计洪水位前后，每天至少应巡视检查一次或按监理人指示执行。应作好记录，发现问题应及时上报监理人，每月提交巡视检查月报10份，必要时应附上照片或简图；（2）年度巡视检查。在每年汛前、汛后，对各安全监测建筑物进行较为全面的巡视检查。年度巡视检查除按规定程序对大坝各种设施进行外观检查外，还应审阅原有记录和有关监测数据等档案资料，每年不少于一次。（3）特殊情况下的巡视检查。在坝区（其附近）发生强地震、大暴雨、大洪水、地下水位长期持续较高或库水位骤降、骤升、大药量爆破或爆破失控、结构受力状况发生明显变化以及发生其他影响安全监测建筑物运用的特殊情况时，承包人应进行特别巡视检查。（4）蓄水初期，每周一次或按监理人指示进行巡视检查。5.4.3监测技术要求观测仪器设备按设计和厂家提供的监测仪器使用说明书和安装的技术要求，进行安装、调试和观测，对于所有内部监测仪器均应在埋设前进行检验。各观测项目应在仪器埋设完毕后立即按图纸及有关要求进行观测测读，待观测仪器达到初始稳定状态并取得观测基准值后，再每天观测一次持续7天，以后每3天观测一次，持续15天后，每周观测一次，持续一个月后，每7～10天观测一次，初次蓄水期间应根据蓄水要求进行监测；遇地震、暴雨、水位骤升、骤降等特殊情况时应加密观测。应加强对所有水工建筑物的监测和外观巡视检查、加强监测资料的及时整理分析并提出分析报告，若发现测值异常和外观检查发现问题，应及时向有关单位报告，并积极分析原因和研究采取相应处理措施。运行期间有关各观测项目的观测方法、测次等应按安全监测技术规范和有关仪器厂商使用说明书要求执行。应加强对观测部位外观巡视检查，若发现异常现象和不明的漏水等，应及时向有关单位报告，并积极分析原因和研究采取相应处理措施。首次蓄水和运行期间巡视检查范围、检查方法、照相和检查记录、检查测次等应按混凝土坝安全监测技术规范和设计要求执行。47 监测项目测次表表5-1序号监测项目蓄水期运行期1水平位移1次/日1次/旬2垂直位移1次/日1次/旬3坝基扬压力1次/日1次/旬4绕坝渗流1次/日1次/旬5上、下游水位1次/日1次/周5.4.4监测资料的整编（1）每年初必须将上一年度的监测资料整编完毕。资料整编应包括资料收集、审定及编印等工作。（2）凡历年共同性的资料，若已经整编刊印，则其后无须重印，只在整编前言中加以说明。（3）整编成果应做到考证清楚，项目齐全，数据可靠，方法合理，图表完整，说明完备。监测资料整编的方法和内容参见《混凝土坝安全监测资料整编规程》（DL/T5209-2005）执行。5.4.5监测资料的分析（1）每次监测后应立即对原始数据加以检测和整理，（包括仪器检验资料、仪器安装埋设资料）并应及时作出初步分析。（2）资料整理和初步分析中，如发现测值异常，应立即向有关单位报告。资料整理应做好原始监测数据的检验、监测数据的计算、绘制表格和绘图、初步分析和异常值的判断。（3）监测数据的检验：1）作业方法是否合乎规定；2）各项检验结果是否在限差以内；3）是否存在系统误差。经检验后，若监测数据不在限差以内或含有粗差，应立即重测；若监测数据含有较大的系统误差时，应分析原因，并设法减少或消除其影响。（4）经检验合格的监测数据，应换算成监测物理量。当存在多余的监测数据时，先作平差处理再换算成物理量。47 （5）应将所得的物理量填入相应的表格或存入计算机，并绘制各物理量的过程线图及原因量与效应量的相关图。（6）根据有关资料和计算图表，分析各监测量的变化规律和趋势，并判断有无异常的监测值。对于经检验分析初步判为异常的监测值，应先检查计算有无错误，量测系统有无故障。如未发现疑点，则应及时重测一次，以验证监测值的真实性。（7）在每年初将上一年度的监测资料进行收集（整编成册）、审定及编印等工作。（8）当仪器埋设完毕后仪器达到初始稳定状态时；工程竣工验收时；运行期每年汛前；建筑物出现异常或险情状态等均应及时进行资料分析，并提出相应监测报告。监测报告的内容一般包括：工程概况、巡视检查和仪器监测情况的说明、巡视检查资料和仪器监测资料的分析结果、水工建筑物工作状态的评估及改进意见等。（9）从监测资料分析，要认识和掌握建筑物的运行变化规律。（10）从监测资料分析，要查找问题。从发展过程和分布关系上发现特殊或突出的测值，联系荷载条件及结构因素进行考察，了解其是否符合正常变化规律或是在正常变化范围之内，分析原因，找出问题。（11）根据监测资料系列的分析，逐步建立起适宜本工程的分析模型，预测建筑物的变化和估计发展趋势、可能导致建筑物的后果。（12）监测资料分析的方法和内容参见《混凝土坝安全监测资料整编规程》（DL/T5209-2005）。5.4.6主要设计变更业主米石峡乌龟石【2009】号关于建议变形监测系统修改的函，根据乌龟石电站具体情况，参看小三峡电站设计，本着节俭实用的原则，对乌龟石电站大坝变形监测方案进行了优化，将原引张线法改为轴线法。5.5下闸蓄水要求5.5.1形象面貌要求（1）在大坝首次蓄水时，根据大坝首次蓄水计划，制定相应的监测措施。要求，所有监测设施在大坝蓄水前完成，并取得基准值。当因特殊情况，部分监测设施无法完成时，应制定临时监测措施，以保证大坝首次蓄水时获取基准值。47 （2）完成坝顶水平沉降观测仪器的安装埋设，在大坝蓄水前，取得仪器基准值。（3）完成坝基所有渗压计以及绕渗观测等仪器的埋设，当大坝蓄水时，选蓄水前的最后一次测值作为基准值。（4）完成大坝上游水位测尺、测缝计等的安装。5.5.2下闸蓄水运行要求下闸蓄水前，在所涉及监测仪器完成埋设、调试、检查并取得合理可靠基准值的基础上，应加强对所有水工建筑物的监测和外观巡视检查及其监测资料的及时整理分析；若在监测和资料整理分析过程中发现异常（如测值、测值过程异常或突变等），应及时向相关单位及部门报告，并汇同配合相关单位一起分析查找原因，以便及时研究应对处理措施。有关下闸蓄水的观测要求如下：（1）在蓄水前1周必须完成引张线仪和静力水准仪并确定其基点测值，完成变形、渗流渗压、水位、测缝计等观测设备监测值的采集，以便同开始蓄水后的相应测值进行比较分析。（2）蓄水期现场监测工作宜固定专人，尤其是外观巡视检查，以避免人员更换带来观测误差。（3）蓄水期间有关监测项目的观测频次，参照《混凝土大坝安全监测技术规范》（DL/T5178—2003）制定。如表5-2所示。首次蓄水期观测频次表表5-2序号监测项目首次蓄水期蓄水期备注1日常巡视检查1次/天1次/周2水平、垂直位移3次/周1次/周3渗流、渗压监测1次/天1次/周4水位监测2次/天2次/天（4）遇特殊情况，如大洪水、汛期、库水位骤降、强地震及运行环境受力状况发生明显变化以及测值发生异常变化等情况，根据监理工程师的要求增加观测密度，同时加强巡视检查。如发现异常情况，及时找出原因，并及时向上级部门提交书面报告；并配合各方研究解决。47 5.5.3监测资料分析要求在施工合同期，除监测施工单位提供必要的监测资料分析成果外，在蓄水期和运行期业主可委托第三方适时地将巡视检查成果、监测物理量的分析成果、设计计算成果进行综合分析，以判别建筑物的工作性态，可能存在的异常情况，以及采取的措施建议等。监测资料分析要求主要包含以下几个方面：（1）在下列时期应进行资料初步分析，并提出监测报告：①仪器埋设完毕后仪器达到初始稳定状态时；②在首次蓄水试验完成后；③竣工验收时；④运行期每年汛前；⑤出现异常或险情状态时。（2）监测资料分析报告，一般按下列要点编制，内容一般包括：①工程概况、巡视检查和仪器监测情况的说明；②巡视检查开展情况，有何主要成果和结论认识；③监测资料整编、分析情况，有何主要成果和认识；（3）应了解分析各监测物理量的大小、变化规律及原因量与效应量之间的关系和相关的程度。在此基础上应判断各物理量的变化和趋势是否正常，是否符合技术要求，初步评估水工建筑物的工作状态。资料分析的内容参考《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178—2003）和《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）中的有关要求进行。（4）综合评价建筑物的安全状况，为保建筑物的安全运行应采取的措施建议；对改进安全管理工作和运行调度工作有何建议。5.6安全监测设计评价针对本工程的规模、地质情况和结构布置特点，首部枢纽布置了比较齐全的监测项目和测点，设计标准符合现行规范要求，总体布置和断面选择是合适的。监测项目的选择和测点的布置主要考虑蓄水期和运行期的安全需要，同时也顾及施工期的要求，有较强的针对性。47 整个监测系统采用引张线观测闸坝水平位移，静力水准及水准标点观测闸坝垂直位移；采用倒垂线校核引张线固定端的水平位移，采用双金属管标校核闸坝的垂直位移；使用测压管、绕渗孔、渗压计观测闸坝的渗流渗压情况；使用水尺人工观测上下游水位变化。重点监测内容的仪器设备后期可利于实现自动化观测。设计的变形监测、渗压监测和环境量等监测项目、测点布置和断面选择是合适和必要的。6金属结构6.1设计概况乌龟石水电站金属结构包括泄洪冲沙建筑物、引水发电建筑物和导流建筑物等部位的闸门、拦污栅和启闭设备。有闸门门叶、拦污栅栅叶共15扇，门槽、栅槽埋件23套，储门（栅）槽3套，启闭设备9台。设备总重量为1550t，其中拦污栅、闸门及其埋设件重量为1174t（含加重8t），启闭设备重量为329t，轨道重量为47t，其详细重量见有关布置图。闸门、拦污栅的设计原则按《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5039-95）执行，其制造、安装技术要求除在图纸中注明者外，均按《水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-2004）执行。闸门门叶、拦污栅栅叶及附件采用热喷锌防腐(不锈钢表面除外)；所有门（栅）槽埋件，与混凝土接触部位涂刷苛性钠水泥浆，其它部位采用涂漆防腐(不锈钢表面除外)。闸门、拦污栅的防腐蚀措施按《乌龟石水电站闸门（拦污栅）防腐蚀处理说明书》的规定执行。各部位金属结构的技术特性见表6-7。6.2金属结构设备6.2.1泄洪冲沙建筑物的闸门及启闭设备泄洪冲沙建筑物包括5孔泄洪冲沙闸和1孔冲沙廊道。电站上游校核洪水位1162.16m，设计洪水位1160.38m，正常蓄水位1161.00m。（1）泄洪冲沙闸的闸门及启闭机泄洪冲沙闸位于左岸，共5孔，顺水流设有检修闸门和工作闸门。检修闸门为露顶平面滑动闸门，孔口尺寸为12m×11.5m-11m（宽×高-水头，下同），底坎高程为1150.00m。采用NL150滑道支承，闸门为下游止水，静水闭门，节间充水平压后静水启门。检修闸门分4个制造单元，上两节、下两节在工地焊接为一体，节间采用吊板、销轴连接。5孔共用一扇检修闸门，用坝顶2×800kN双向门机通过拉杆操作。闸门平时存放在储门槽内。闸门总水压力为5470kN。47 坝顶2×800kN双向门机扬程40m，轨上扬高12.5m，轨距8m，基距10.6m，吊点间距7.53m，工作级别Q2－轻，轨道型号QU100，走行距离约160m。双向门机设有机械上下极限保护、高度指示控制装置、荷载限制器及大、小车行走限位装置，能在门机上的司机室内启闭闸门。起升机构：起升速度1.4m/min，电动机型号YZR225M-8，容量2×26kw，制动器为YWZ5-315/30（制动力矩:280~450N.m），减速器QJRS-D400-63V(VI)P。小车行走机构：行走吊重2×400N，电动机型号YZRE132M1-6，容量2×2.2kw，制动器为电动机自带（制动力矩:0~50N.m），减速器QSC12-128。工作闸门为露顶平面定轮闸门，孔口尺寸为12m×11.5m-11m，底坎高程为1150.00m。每孔设一扇工作闸门。闸门为动水启闭，可局部开启，但在局部开启状态下运行时，应加强观察，当闸门在某一开度下运行发生强烈振动时，应调节其开度，以避开强振区域。工作闸门分4个制造单元，于工地焊接为一体。两侧各设7个Φ700定轮。主轨为铸轨轨道，其分节长度为2.5m。闸门总水压力为8801kN。闸门由设置在1177.50m高程排架上的2×800kN固定卷扬式启闭机操作。机房顶设有10个100kN吊钩以便于启闭机的检修。47 泄洪冲沙闸检修闸门主要结构件、零部件计算成果表表6-1部位及计算类别材料或型号容许值计算值轨道底板混凝土强度C259MPa7.5MPa轨道底板弯应力Q235150MPa135MPa面板折算应力Q345B380MPa238MPa主梁前翼弯应力Q345B230MPa170MPa主梁后翼弯应力Q345B220MPa168MPa主梁剪应力Q345B130MPa82MPa主梁相对挠度1/5001/632小梁前翼弯应力[25a,Q235160MPa52MPa小梁后翼弯应力[25a,Q235160MPa133MPa小梁剪应力[25a,Q23595MPa67MPa小梁相对挠度1/2501/1895滑道线压强NL150,L=500mm4MPa1.5MPa计算启门力900kN泄洪冲沙闸工作闸门主要结构件、零部件计算成果表表6-2部位及计算类别材料或型号容许值计算值定轮荷载965kN轨道底板混凝土强度C259MPa3MPa轨道弯应力ZG310-570140MPa38MPa轨道颈部局部承压应力ZG310-570200MPa81.3MPa轨道底板弯曲应力ZG310-570140MPa75.3MPa定轮轴弯曲应力40Cr250130定轮接触应力ZG310-570930MPa841MPa面板折算应力Q345B340MPa270MPa主梁前翼弯应力Q345B230MPa150MPa主梁后翼弯应力Q345B220MPa150MPa主梁剪应力Q345B130MPa48MPa主梁相对挠度1/6001/737小梁前翼弯应力[20a,Q235160MPa50MPa小梁后翼弯应力[20a,Q235160MPa123MPa小梁剪应力[20a,Q23595MPa62MPa小梁相对挠度1/2501/1895计算启门力1300kN47 2×800kN固定卷扬机起升速度为1.43m/min，扬高14m，工作级别Q3中，吊点间距8.2m。设有机械上下极限保护、高度指示控制装置及荷载限制器，能在现场电气控制屏上和集控室启闭闸门。起升电机型号为YZ225M-8（容量2×26kW），减速器型号QJRS-D400-50V(VI)-P，制动器型号为YWZ5-315/50。（2）冲沙廊道的闸门及启闭机冲沙廊道用途是汛期冲沙，在冲沙廊道设事故闸门和工作闸门各一扇，底坎高程1141.20m。为布置方便，事故、工作闸门其布置及结构形式基本相同。工作（事故）闸门为平面潜孔闸门，孔口尺寸为1.2m×2m-21m，采用悬臂定轮支承。工作（事故）闸门可动水启闭，工作闸门可局部开启，但应避开强振区。闸门采用坝顶双向门机通过拉杆操作。其主轨采用焊接件。冲沙廊道工作（事故）闸门主要结构件、零部件计算成果表表6-3部位及计算类别材料或型号容许值计算值定轮荷载965kN轨道底板混凝土强度C259MPa2.1MPa轨道弯应力Q235100MPa26MPa轨道颈部局部承压应力Q235150MPa79MPa轨道底板弯曲应力Q235100MPa38MPa定轮轴弯曲应力45145MPa79MPa定轮接触应力Q235675MPa554MPa面板折算应力Q235B222MPa107MPa主梁前翼弯应力Q235B150MPa50MPa主梁后翼弯应力Q235B150MPa60MPa主梁剪应力Q235B150MPa40MPa主梁相对挠度1/7501/20000小梁前翼弯应力[20a,Q235160MPa18MPa小梁后翼弯应力[20a,Q235160MPa37MPa小梁剪应力[20a,Q23595MPa38MPa小梁相对挠度1/2501/20000计算启门力150kN6.2.2引水发电建筑物的闸门、拦污栅和启闭设备进水口布置在右岸，底坎高程为1138.18m，孔口宽度为8.97m，依次设有工作拦污栅、检修闸门。备用拦污栅与检修闸门共槽。47 (1)进水口拦污栅及启闭机进水口工作拦污栅孔口尺寸为8.97m×18m-4m，每孔一扇，共三扇。拦污栅总水压力为7284kN，为直立潜孔式，滑道支承。采用提栅进行清污。为了防止因污物的堵塞导致拦污栅过载及能量损失过大，在拦污栅前后设置测压装置。由坝顶2×800kN双向门机通过液压自动抓梁（拦污栅、检修闸门共用一套）操作。备用拦污栅孔口尺寸为8.97m×11.8m-4m，总水压力为3460kN，与检修闸门共槽，三台机组共用一扇备用拦污栅，由坝顶2×800kN双向门机通过液压自动抓梁操作。备用拦污栅平时存放在储栅槽内。工作（备用）拦污栅主要结构件、零部件计算成果表表6-4部位及计算类别材料或型号容许值计算值轨道底板混凝土强度C259MPa7.8MPa轨道底板弯应力Q345230MPa225MPa主梁弯应力Q345B205MPa114MPa主梁剪应力Q345B130MPa22MPa主梁相对挠度1/5001/805栅条悬臂段稳定性Q235B86.24kN6kN栅条简支段稳定性Q235B27.8kN16kN滑道线压强NL150,L=250mm4MPa1.3MPa计算启门力630kN(2)进水口检修闸门及启闭机检修闸门孔口尺寸为8.97m×11.7m-25m，三台机组共用一扇闸门。检修闸门总水压力为20401kN。该门为平面滑动闸门，下游面止水，双吊点，吊点间距9.3m。检修闸门分4个制造单元，下三个制造单元在工地焊接为一体，节间采用吊板、销轴连接。闸门为静水闭门，节间充水平压，在压差不大于3m时静水启门，由坝顶2×800kN双向门机通过液压自动抓梁操作，闸门平时存放在储门槽内。47 进水口检修闸门主要结构件、零部件计算成果表表6-5部位及计算类别材料或型号容许值计算值轨道底板混凝土强度C3011MPa8.7MPa轨道底板弯应力Q345190MPa147MPa面板折算应力Q345B340MPa248MPa主梁前翼弯应力Q345B220MPa172MPa主梁后翼弯应力Q345B210MPa187MPa主梁剪应力Q345B120MPa101MPa主梁相对挠度1/5001/783小梁前翼弯应力[32a,Q235160MPa48MPa小梁后翼弯应力[32a,Q235160MPa108MPa小梁剪应力[32a,Q23595MPa87MPa小梁相对挠度1/2501/3807滑道线压强NL150,L=500mm4MPa2.1MPa计算启门力1300kN(1)尾水管出口事故闸门及启闭机为了机组的安装和维修，在尾水管出口设有事故闸门。每台机组一孔，三台机组设有3扇尾水事故闸门，其孔口尺寸为8.73m×6.42m-21m，底坎高程1140.095m。门型为潜孔式平面定轮+滑块（双向支承）闸门，即下游为定轮支承，上游为滑块支承，双向止水，双吊点，吊点间距为5.58m，总水压力为10745kN。事故闸门分两个制造单元，节间采用吊板、销轴连接，两侧各设4个Φ800定轮。下游主轨为铸轨轨道，其分节长度为2.5m。上游主轨为焊接轨道。闸门动水闭门，闭门水头不大于21m；静水启门，启门时，先将上节门叶提起100mm左右充水平压，在上、下游水位差不大于5m时再提起整扇门叶。闸门由设置在1170.00m高程上的2×1000kN固定卷扬式启闭机操作。机房顶设有两个50kN吊钩以便于启闭机的检修。47 尾水事故闸门主要结构件、零部件计算成果表表6-6部位及计算类别材料或型号容许值计算值定轮荷载1840kN下游轨道底板混凝土强度C259MPa5.6MPa下游轨道弯应力ZG340-640190MPa142MPa下游轨道颈部局部承压应力ZG340-640280MPa175MPa下游轨道底板弯曲应力ZG340-640190MPa120MPa上游轨道底板混凝土强度C259MPa6.4MPa上游轨道底板弯应力Q345190MPa147MPa定轮轴弯曲应力40Cr250130定轮接触应力ZG340-6401020MPa1000MPa滑道线压强NL150,L=750mm4MPa2MPa面板折算应力Q345B325MPa300MPa主梁前翼弯应力Q345B230MPa126MPa主梁后翼弯应力Q345B220MPa175MPa主梁剪应力Q345B130MPa83MPa主梁相对挠度1/7501/830小梁前翼弯应力焊接,Q345B220MPa45MPa小梁后翼弯应力焊接,Q345B220MPa96MPa小梁剪应力焊接,Q345B120MPa28MPa小梁相对挠度1/2501/3469计算启门力1650kN2×1000kN固定卷扬机起升速度为1.49m/min，扬高21m，工作级别Q3-中，吊点间距5.58m，起升电机型号为YZ250M1-8（容量2×35kW），减速器型号QJRS-D400-40V(VI)-P，制动器型号为YWZ5-400/80。启闭机设有机械上下极限保护、高度指示控制装置及荷载限制器，能在现场电气控制屏上和集控室启闭闸门。6.2.3金属结构自检评定电站所有闸门在选型、布置、结构计算、启闭力、门槽体型以及对启闭设备的要求等均按有关规范设计，因此，乌龟石电站的金属结构部分应是安全可靠的。6.3闸门的供电、照明、控制和通信等系统6.3.1大坝供电和照明大坝采用0.4kV电压等级供电，大坝供电直接从厂房0.4kV电压母线上引接。厂房0.4kV47 电压母线采用单母线分段接线，共三个独立电源，其中两个独立电源分别从两台发电机出口引接向0.4kV一段母线和二段母线供电，一台容量为310kW柴油发电机组作为保安电源向0.4kV二段母线供电。正常运行时，发电机出口引接的两个电源处于暗备用状态，当两个电源均失电时，启动柴油发电机运行。坝顶照明采用庭院灯作为道路照明。在泄洪闸和冲沙闸闸门启闭机室内采用荧光灯作为启闭机室工作照明，启闭机室外布置有探照灯，用于照射大坝水面。所有照明回路均引自坝顶照明分电箱。6.3.2闸门控制泄洪闸工作闸门、冲沙闸工作闸门和尾水事故闸门的控制既可通过闸门现地控制屏完成操作，又可以通过安装在闸首值班室的闸门现地控制单元（LCU4）完成操作，闸首LCU4配置有UPS电源。闸门所有的操作信号均通过闸门现地控制单元（LCU4）送往电站中控室的计算机监控系统。泄洪闸检修闸门、冲沙闸检修闸门、进水口拦污栅和进水口检修闸门的控制通过现地控制屏完成操作。6.3.3大坝通信由副厂房通信机房至大坝配电室引一根ADSS自承式通信光缆，并配备光传输设备，沟通电站厂房至大坝的通信。大坝的供电、照明、控制和通信等系统的设计满足规程、规范的要求。6.3.4消防按《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）、《乌龟石水电站消防设计报告》规定配备相应的手提式磷酸盐灭火器。6.4评价及建议供电、照明、监控、通信和消防等系统的设计满足规程、规范的要求，设计是完整的、操作是完全可靠的。电站所有闸门及拦污栅在选型、布置、结构计算、启闭力、门槽体型以及对启闭设备的要求等均满足关规范的相关要求。电站金属结构自安装、调试以来，反应良好，因此金属结构部分的设计合理，能满足电站的安全运行。47 乌龟石水电站金属结构设备技术特性及工程量汇总表表6-7项目名称孔口尺寸(m)(宽×高－水头)型式孔口数量闸门数量闸门部分重量(t)启闭机备注门叶门槽加重型式容量(kN)扬程(m)数量单重(t)总重(t)轨道重(t)单重总重单重总重泄洪冲沙建筑物泄洪冲沙闸检修闸门12×11.5-11平面滑动5156567.437坝顶双向门机2×80040/12.5112012047含锁定、拉杆门机与进水口共用泄洪冲沙闸检修闸门储门槽12×11.5-11平面滑动144泄洪冲沙闸工作闸门门叶12×11.5-11平面定轮55773851575固定卷扬式2×80014525125冲砂廊道事故闸门1.2×2-21平面定轮11885.55.54坝顶双向门机2×800含拉杆门机共用冲砂廊道工作闸门1.2×2-21平面定轮11885.55.54坝顶双向门机2×800含拉杆门机共用引水发电建筑物进水口工作拦污栅8.97×18－4滑动支承3342126824坝顶双向门机门机共用进水口备用拦污栅8.97×11.7－4滑动支承12828备用拦污栅储栅槽133进水口检修闸门8.97×11.7-25平面滑动3165651236坝顶双向门机门机共用进水口检修闸门储门槽133尾水管出口事故闸门8.73×6.42－21平面滑动33692072987固定卷扬式2×10002132884含锁定导流建筑物施工导流封堵门槽1.2×2－6.2平面定轮133闸门借用冲沙廊道工作闸门26158832838932947共计1550t备注：闸门的拉杆、锁定以单重统计在门叶重量内，为最终施工图重量。54 7首部枢纽设计优化及主要设计变更结合施工过程中揭示的工程地质条件及现场实际情况等及时地对初步设计方案进行了适当的调整，使工程在技术可行性和经济性上更趋合理。首部枢纽主要进行了以下优化和设计变更：①根据枢纽布置情况，根据相关工程经验，考虑改善厂房进口水力条件，同时根据现场开挖揭示地质情况，适当调整厂房布置方式。②在实际开挖过程中揭示出的地质情况表明，在左岸挡水坝基础局部出现覆盖层，采用部分置换基础措施，通过计算分析，其抗滑稳定及地基应力均满足规程规范要求，是安全的。并根据现场情况，为保障防渗效果，调整该段防渗措施帷幕灌浆为增设防渗墙。③考虑现场实际情况，原尾水渠涉及侵占大量农田，考虑该河段水头落差相对较小，需要解决长尾水渠淤积、防渗等工程问题，且该处农田为试验基地，赔偿较高。经过分析论证后，调整长尾水方案为短尾水方案。8水库蓄水要求及水库运行方式乌龟石水电站上游安宁河干流上有已建成发电的大桥水库电站，该电站已投入运行。因此，乌龟石水电站水电站将根据坝址天然来水进行初期蓄水。8.1上、下游用水情况乌龟石水电站上游衔接梯级为大桥水库电站。乌龟石水电站下游衔接梯级为小三峡水电站。该电站已经投入运行。8.2水库库区移民搬迁情况乌龟石水电站具有日调节性能，水库正常蓄水位1161.00m时，坝前最大壅水高12.16m，水库面积801.93亩，水库平均水面宽度约为130m。库区移民工作已完成，搬迁工作良好。8.3工程施工进度情况截止2010年4月，乌龟石电站首部枢纽进水口、泄洪冲沙闸、厂房、左右岸挡水坝施工已达到坝顶1163.50m高程；完成金属结构设备安装及部分调试工作；混凝土防渗墙、帷幕灌浆已完工。54 8.4水库蓄水要求(1)若水库在汛期（6月~10月）蓄水，要求水闸前水位分二级上升到汛限水位1160.00m：第一级水位上升到1156.00m，第二级水位上升到1160.00m。如水库在枯期（11月~次年5月）蓄水，要求水闸前水位分三级上升到正常蓄水位1161.00m：第一级水位上升到1154.00m，第二级水位上升到1158.00m，第三级水位上升到1161.00m。库水位控制，可根据来流量情况按运行要求以闸孔最佳开启程序进行。(2)每一级水位稳定24~48小时。(3)水位每上升一级要对闸（坝）水平位移、垂直位移进行观测，并测量测压管水位，监测次数及读数要求按监测技术要求，当某个监测数据不稳定或超过设计值时，此级水位不能上升，分析并查找原因。同时要观察闸（坝）防渗墙、防渗帷幕、排水设施的水量变化和下游两岸山坡有无渗漏水，或原地下水位变化情况，以及建筑物渗漏水情况，并作记录。在水位每上升一级前要严格检查监测仪器和设备是否工作正常，如有问题，应立即停止蓄水，检测或检修仪器和设备直到工作正常方可进行下一道工序。(4)关于闸（坝）承载后的变位要求，规范对此类地基没规定，参照土基上的规定和实际工程经验，在此给一个参考值，供蓄水时用。蓄水后总沉降位移值不大于±60mm。蓄水后相邻块总沉降位移差不大于±30mm~±40mm。相邻块水平位移差不大于±20mm。若超过上述参考值，应立即停止蓄水，并分析研究产生原因。8.5水库运行方式及闸门开启方式(1)水库运行方式汛期(6月~9月)：为减少水库泥沙淤积，长期保持调节库容，水库水位降至汛期排沙运用水位1160m运行。同时，当来水流量大于900m3/s时，水库泄洪、冲沙闸全部开启，作泄洪拉沙运行来解决库内泥沙淤积问题。平枯水期(11月～翌年5月)：电站进行日调节，水库水位在正常蓄水位1161m～死水位1159m之间变化。(2)闸门开启方式54 当入库流量小于900m3/s，为宣泄富余流量和调节水库水位，应首先开启冲沙闸（靠近厂房进水口一孔），随着下泄流量的增大，应按顺序开启1#泄洪闸（最左侧泄洪闸一孔）、3＃泄洪闸（中间一孔）、2＃、4＃泄洪闸。当电站停机敞泄冲沙时，为确保不将床面泥沙卷入进水口中，宜首先开启3＃泄洪闸，再对称开启2＃、4＃泄洪闸，再开启1＃泄洪闸，待闸前水位低于进水口前拦沙坎高程1155.00m后，最后开启冲沙闸。9防洪渡汛安宁河洪水由暴雨形成，洪水发生时间与雨季变化一致。根据湾滩站1957～2003年洪水资料统计，安宁河流域的汛期为6～10月，年最大洪水多发生在7～9月，其中7月的次数最多。由于安宁河流域形状呈长条形，河谷宽阔，河槽具有一定的调蓄作用，加之很少有大面积长历时暴雨并形成全面产汇流的情况，洪水量级相对不大。据湾滩站46年洪水资料统计，实测最大流量为1998年7月2日的3830m3/s。安宁河流域多发生连续洪水过程，单峰洪水过程一般历时2～3天，复式洪水过程历时则达6天以上。首部枢纽泄洪建筑物由5孔泄洪闸组成，根据泄洪能力计算成果，本电站泄洪建筑物具有超强的泄洪能力，同时泄洪闸孔数较多，具有运行方便的特征。泄洪闸开启之前，应确保下游沿线作好防洪准备。泄洪建筑物运行应按以下步骤进行：(1)检查泄洪闸和冲沙闸弧形工作、检修闸门及工作门机，确保启闭灵活可靠；(2)检查首部枢纽供电系统，确保可靠供电。9.1蓄水前渡汛乌龟石水电站水库下闸蓄水拟定在2010年4月末，进水口工作闸门按以下步骤操作：确保闸门的可靠供电，在永久电源未投入使用前，确保施工电源的正常运行。9.2蓄水后渡汛乌龟石水电站采用枯期、汛期两种库水位运行方式。将全年分为枯水期（11月至次年5月）、汛期（6月至10月）两个时段。在枯水期，抬高水位（蓄沙）运行，水库在正常蓄水位1161.00m附近进行日调节运行，在汛期，水库在汛限运行水位1160.00m运行。水库调洪：当入库流量小于引用流量213.0m3/s54 时，可不开启泄洪、冲沙闸门，来水全部用于发电；当入库流量大于引用流量并小于900m3/s时，电站按最大引用流量发电并首先局部开启冲沙闸，随着下泄流量的增大，为配合冲沙闸的拉沙能力，按顺序开启1#泄洪闸（最左侧泄洪闸一孔）、3＃泄洪闸（中间一孔）、2＃、4＃泄洪闸。当入库流量大于900m3/s及以上时，电站不再发电，为了进水口前沿不受泥沙淤积的影响并减小对下游冲刷，宜首先开启3＃泄洪闸，再对称开启2＃、4＃泄洪闸，再开启1＃泄洪闸，待闸前水位低于进水口前拦沙坎高程1155.00m后，最后开启冲沙闸。10水库蓄水前对各工程部位的要求乌龟石水库初期蓄水拟定在2010年4月，为保证水库安全蓄水，蓄水前工程应达到以下要求：(1)水库必须清理，要将所有施工期的弃物、树根杂草等清除干净，所有部位均要求清除至原河床面貌。蓄水前要对水库和库岸进行一次检查；(2)围堰拆除：围堰如高过原河床、影响水流流态或影响泄流拉沙效果，则应拆除相应部分；(3)挡水坝顶、闸顶、进水口及截水墙及土石回填等土建部分必须浇筑、回填到坝顶高程，且混凝土达到设计强度；所有止水片均按设计要求埋设到位，所有接地网及接地干线等均应按设计要求敷设完毕，并验收合格；(4)厂房进水口蓄水后位于水库内，因此在蓄水前要求按设计完成工作闸门及以前段的全部项目（包括拦污栅及启闭系统），并完成所有单项工程验收手续，确保进水口具备挡水条件。进水口内的石渣、污物等清除干净，以免影响拦污栅和工作门的正常工作；(5)两岸帷幕灌浆及防渗墙全部完成，并验收合格；(6)要求所有闸门、拦污栅等金属结构安装完毕，并启闭运行正常；(7)所有过水建筑物已按设计要求全部完成，具备正常运用要求；(8)闸坝的观测仪器、设备按设计要求安装和调试，各观测项目都必须在第一次蓄水前投入观测，并取得观测基准值。基准值的确定应根据变形观测情况及混凝土的特性、仪器性能、率定情况、周围温度等从第一次蓄水前的各次合格的观测值中选定或取平均值，有关观测事项详见观测技术要求。对由闸坝变形观测设备无法在水库蓄水前完成安装、调试的项目，应设置临时观测设施，取得变形观测基准值；54 (9)闸上运行设备的电源要绝对可靠，要求双电源，可随时投入运行；(10)上游水情预报系统完善，预报准确。11设计自检意见及建议11.1设计自检意见我院承担乌龟石水电站各阶段的设计工作以来，按照我院的质量管理体系和为用户提供优质服务的宗旨，我院对工程设计中的关键基础资料：如水文、地形、地基及坝肩的地质、料场地质等做了全面的详查和复核工作。对坝区枢纽布置、主要建筑物、两岸边坡的支护、施工总进度和施工总布置根据实际情况进行详细的研究，对开挖揭示出的实际地质情况均进行了勘探、试验和计算分析论证，并采取了相应的处理措施。我院进行的施工详图设计均根据国家有关设计规范和设计标准进行。在施工中进行了多次设计技术交底，现场设代及时配合施工解决和处理施工过程中出现的技术问题。通过本次蓄水安全鉴定设计自检，有如下意见：（1）乌龟石水电站首部枢纽技施设计项目齐全，满足现行国家有关设计规程规范和实际标准的要求，遵循了初步设计阶段的有关审批文件所规定的原则；（2）枢纽总体布置合理，挡水坝、截水墙、泄洪冲沙闸、排污闸、引水建筑物、闸门、拦污栅、启闭机等主要枢纽挡、泄水建筑物的设计方案安全、可靠；（3）经对整个闸坝进行的稳定应力复核，其抗滑稳定及基底应力均满足规程规范要求，基础处理和边坡处理满足规范规定的稳定安全系数要求；首部枢纽的泄流能力在设计、校核洪水流量下均能满足要求；（4）采用垂直防渗系统的布置方案能满足拦蓄水的要求，渗透水力坡降和渗透量满足规范规定要求；分缝的布置设计和止水材料的选用设计合理，满足稳定和挡水要求；（5）首部枢纽的所有闸门（拦污栅）及启闭机、消防设计均按现行的有关规程、规范进行，设计正确。大坝系统的供电、照明、控制和通信等系统满足现有规程、规范的要求。乌龟石水电站经过3年多的施工建设，在参建各方的共同努力下，首部枢纽工程已基本完工。从闸坝基础、闸肩边坡开挖情况来看，与原来勘探的地质条件基本吻合，无重大工程地质变更。目前各主要挡水、泄水建筑物的工程形象面貌基本具备下闸蓄水的条件。54 11.2设计建议（1）乌龟石水电站在覆盖层上修建闸坝，存在基础不均匀沉降与防渗问题。鉴于基础（基岩）灌浆、防渗墙等工程的隐蔽性特点，水库蓄水后应注意进行闸坝变形、渗流监测及监测资料整理分析，如有异常应及时采取工程措施。（2）乌龟石水电站水情预报系统目前没有形成，为合理利用水力资源、提高电站效益和保证电站本身防洪安全，电厂应利用本河流上游已有的气象、水文站点，建立经常的协作服务关系，及时地收集上游流域内的气象、水情，供水库调度运行使用。（3）乌龟石水电站首部枢纽布置的关键问题在于合理解决引水防沙与泄洪排沙的矛盾，在将来的实际运行中，对水库沉沙的运行方式，运行管理单位应根据实际情况不断完善和调整，提出更加适合于本工程的闸门开启和水库运行方式。54