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四川省木里河沙湾水电站首部枢纽工程蓄水安全鉴定报告四川省电力公司大坝安全监察中心2012年2月44
目录1工程蓄水安全鉴定工作概况11.1蓄水安全鉴定任务与内容11.2蓄水安全鉴定工作及进度21.3安全鉴定工作的主要依据21.4安全鉴定的基本要求32沙湾水电站工程建设情况42.1工程概况42.2工程特性52.3工程建设简况82.4“5.12”地震对工程的影响132.5工程施工过程中的设计变更133工程防洪度汛153.1流域概况153.2设计洪水复核163.3河流泥沙173.4工程防洪能力183.5水库防洪度汛193.6评价意见和建议204工程地质214.1区域地质及地震214.2水库区工程地质224.3首部枢纽工程地质234.4施工开挖揭示闸址工程地质条件及评价274.5天然建筑材料304.6评价意见及建议305首部枢纽安全335.1工程等级及洪水标准335.2建筑物结构布置设计345.3建筑物稳定及应力计算365.4泄流能力385.5消能防冲设计385.6水库运行及闸门开启方式405.7防渗设计及基础处理405.8水库下闸蓄水要求425.9评价意见及建议436工程安全监测466.1监测布置466.2项目实施4644
6.3成果观测476.4评价意见及建议517金属结构537.1慨述537.2金属结构设计及设计变更537.3闸门的供电、照明、控制和通信等系统577.4金属结构安装和调试587.5评价意见及建议608工程施工628.1原材料检测及质量评价628.2土石方开挖668.3基础处理678.4混凝土施工718.5工程质量验收评定758.6评价意见及建议829工程蓄水安全总评价839.1鉴定意见839.2建议849.3结论8444
1工程蓄水安全鉴定工作概况1.1蓄水安全鉴定任务与内容1.1.1蓄水安全鉴定任务根据国家发展和改革委员会(国能新能【2011】263号)《国家能源局关于印发水电工程验收管理办法的通知》、《水电站基本建设工程验收规程》(DL/T5123-2000)、四川省经贸委川电力[2001]830号文《四川省经贸委关于加强水电工程验收管理确保工程安全质量的通知》及原电力工业部电综〔1998〕219号文《水电建设工程安全鉴定规定》精神,应木里县木里河大沙湾水电开发有限责任公司(现为中广核亚王木里县沙湾电力有限责任公司)的要求,四川省电力公司大坝安全监察中心组织专家组进行沙湾水电站首部枢纽工程蓄水前安全鉴定(专家组名单见签字表)工作。按国家相关规程规定,蓄水安全鉴定的任务是对以首部枢纽为重点和与蓄水安全有关的工程的设计、施工质量进行检查,对影响工程安全的因素进行评价,提出蓄水安全鉴定意见,明确是否具备蓄水条件。为确保鉴定工作质量,专家组在鉴定工作中遵循“实事求是,突出重点,慎重研究,客观公正”的工作原则,认真对待每一个可能影响工程安全的问题,对有争论的问题,严肃认真对待,充分听取各方意见,慎重做出判断,最终提出客观、公正、科学的评价意见,作为水库下闸蓄水的依据。此次蓄水安全鉴定工作范围包括水库蓄水计划、工程防洪度汛方案,泄洪、冲沙闸及下游消能设施、发电进水口(不含引水隧洞)工程及近坝库岸边坡稳定、渗控工程、边坡、下游护岸及以上建筑物的基础处理、安全监测和金属结构设备工程等。1.1.2蓄水安全鉴定内容沙湾水电站44
首部枢纽工程蓄水安全鉴定的主要内容:主要论证四个方面的内容:即设计工作质量(包括:工程等级、水文与地质、水工枢纽布置、泄洪安全、结构设计、坝基帷幕固结灌浆,特殊工程地质问题的处理,水库运用、工程防洪等);土建工程施工质量(包括:坝基开挖、砼施工,金属结构与启闭设备、基础处理、岸坡整治、下游消能等);大坝工程与监测(包括:下闸蓄水工程措施、水库调度和度汛规划、工程泄洪及防洪安全、坝体抗滑稳定、坝基渗流稳定、原型观测系统、变形和渗流监测资料等);机电及金属结构安装调试(包括:闸坝、进水口建筑物的金属结构、启闭设备及其操作电源等)质量。1.1蓄水安全鉴定工作及进度四川省电力公司大坝中心2010年5月份承担沙湾水电站首部枢纽工程蓄水安全鉴定工作后,组织有设计、施工、水文、地质、金属结构等专业资深专家并根据沙湾水电站工程2011年12月蓄水、发电的进度安排,在沙湾水电站参建各方和业主支持下,工程蓄水安全鉴定工作分三阶段进行。第一阶段:(2010年5月)熟悉资料、现场调研、向建设单位提出蓄水鉴定要求并提出首部枢纽工程蓄水安全鉴定工作大纲。在现场与有关方面磋商,提出各参建单位提供安全鉴定所需资料的清单和编写自检报告的要求,落实蓄水安全鉴定工作的总体安排。各参建单位编写自检报告。第二阶段:(2011年12月14日~18日)专家组查看现场,听取设计、监理、施工单位和建设单位的汇报,重点分析、研究可能影响工程安全和下闸蓄水的有关问题,查阅工程建设、施工记录、质量检查和工程验收、签证等工程建设有关文件。提出自检报告补充、修改意见。起草沙湾水电站首部枢纽工程蓄水安全鉴定报告(初稿)。第三阶段:2012年2月在现场调研、研阅自检报告和其他有关资料,梳理分析问题,与有关参建单位磋商和讨论的基础上,工程蓄水安全鉴定报告(初稿)经鉴定会上专家组讨论通过后,由省电力公司主管领导审定印刷出版,向建设单位正式提出工程鉴定报告。1.2安全鉴定工作的主要依据(1)国家发展和改革委员会(国能新能【2011】263号)《国家能源局关于印发水电工程验收管理办法的通知》;(2)四川省经贸委川电力[2001]830号文《四川省经贸委关于加强水电工程验收管理确保工程安全质量的通知》;(3)国家电力监管委员会《水电站大坝运行安全管理规定》(电监会令第3号);(4)《水电站基本建设工程验收规程》(DL/T5123-2000);(5)《水电建设工程安全鉴定规定》(电力工业部电综[1998]219号文);(6)国家及行业有关的技术规范和规程;44
(7)国家和行业有关部门对沙湾水电站的批文;(8)国家和行业有关部门批准的设计文件;(9)工程建设的有关合同文本;(10)工程截流前的有关验收文件;(11)质量检查专家组历次检查报告。1.1安全鉴定的基本要求(1)水电站工程和库区工程已按批准的设计文件全部建成。(2)设计标准和设计变更,要符合规范和审批文件的要求,如有突破,设计应进行必要论证。(3)工程地质、施工、金结安装过程中的缺陷(如果存在话)处理评价。(4)提供的技术资料、图纸要准确可靠。依据前述规程、规范、法规文件,对沙湾水电站首部枢纽工程在建设过程中影响工程安全的工程地质条件、設计方法、施工质量、监测成果进行检查复核。在此基础上对工程安全作出鉴定,提出评价意见。44
1沙湾水电站工程建设情况1.1工程概况沙湾水电站位于四川省凉山州木里县境内的木里河干流上,系木里河干流(上通坝~阿布地河段)水电规划“一库六级”的第三个梯级,上游与卡基娃水库电站,下游与俄公堡水电站相衔接。拟建闸址位于瓦郎沟沟口下游1.5km河段,水库正常蓄水位2572.00m,相应库容316万m3,闸(坝)顶长76.20m,最大闸高27.00m。右岸引水至沙湾大桥下游1.5km处建厂发电,引水隧洞长18.7km,利用落差256m,装机容量240MW,年发电量为12.511/13.978(单独/与卡基娃联合)亿kW·h,年利用小时数为5210/5820(单独/与卡基娃联合)h,具有日调节能力。除发电外尚需兼顾生态环境用水要求。本工程规模为中型,工程等别为Ⅲ等,永久性主要水工建筑物级别为3级,次要建筑物级别为4级,临时性建筑物级别为5级。相应各主要建筑物的洪水标准如下:(1)混凝土挡水、泄水建筑物按100年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核;(2)电站厂房按100年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核;(3)泄水建筑物消能防冲按30年一遇洪水设计。根据河道的冲淤特征、地形地质条件以及取水防沙的要求,首部枢纽建筑物的布置从左至右依次为左岸连接坝段、3孔泄洪闸、1孔冲沙闸、右岸连接坝段及取水口。除两岸连接坝段及进水闸建基于基岩上外,其余均建基于覆盖层上。拦河闸坝均采用混凝土结构,闸(坝)顶高程EL2574.00m,闸(坝)顶长度76.20m。冲沙闸、泄洪闸布置在主河床,取水口布置在右岸,构成“正向冲沙、泄洪,侧向取水”的引水防沙和泄洪冲沙的枢纽体系。冲沙闸为1孔,孔口尺寸4.00m×10.00m(宽×高),设弧形工作闸门和平板检修闸门各一扇;泄洪闸为3孔,孔口尺寸6.00m×7.00m(宽×高),各设一扇弧形工作闸门,共用一扇平板检修闸门。闸室顺水流方向长35.00m,闸室边墩厚2.50m,中墩厚3.50m和3.00m,缝墩厚4.50m,闸底板厚3.50m,底板高程均为EL2553.00m,最大闸高27.00m。闸前设置10.00m长钢筋混凝土铺盖,其中泄洪闸前铺盖厚3.00m,冲沙闸及取水口前铺盖厚1.50m~3.00m,铺盖顶高程为EL2553.00m。闸室下游设扩散状钢筋混凝土护坦,长60.00m,底板厚3.00m,护坦大面顶高程为EL2549.00m,其后接25.00m长的混凝土柔性海漫。在冲沙闸和1#泄洪闸之间的闸墩上游设置一道束水墙,长35.00m,墙顶高程EL2562.00m,顶宽2.00m。左、右岸连接坝段均为混凝土重力坝,坝顶高程EL2574.00m,最大坝高24.50m44
,坝顶宽度均为12.00m。左岸连接坝段长为18.30m,设2个坝段,均建基于基岩上。右岸连接坝段长为19.90m,设2个坝段,分别建基于砂卵砾石层和基岩上。泄洪闸和冲沙闸检修门储门槽均设在左岸挡水坝段内。为保护生态,满足环保要求,在右岸连接坝段设置一根φ55cm的泄水钢管,穿过连接坝段出口于护坦斜坡段边墙上。取水口为直立岸塔式,采用侧向取水的布置型式,闸顶高程为2574.00m。取水口拦污栅闸为3孔布置,单孔净宽8.00m,孔口内设置一道工作拦污栅及机械清污系统。进水闸为胸墙式,底板高程EL2551.50m,设有一道平板工作闸门。取水口拦污栅闸与进水闸间为长9.00m的渐变段,底坡1:2。取水口上游侧设置清污平台,其上游侧用重力式导墙引导、平顺水流,并与岸坡相接。闸坝覆盖层基础防渗采用全封闭式混凝土防渗墙,墙厚0.8m,防渗墙伸入基岩1.00m,最大深度约30.00m。两岸坝肩防渗采用基岩帷幕灌浆,左岸灌浆平硐长32.00m,右岸利用上坝交通洞兼作帷幕灌浆平硐,其中灌浆范围长24.50m。上坝公路由过坝交通洞分岔洞至右岸连接坝顶,上坝交通洞总长约108m。1.1工程特性沙湾水电站工程特性表表2.1序号及名称单位数量备注一、水文1.流域面积全流域km219114闸址以上km268132.利用水文系列年限年443.多年平均年径流量亿m332.484.代表性流量多年平均流量m3/s103闸址设计洪水流量(P=1%)m3/s1260闸址校核洪水流量(P=0.2%)m3/s1500闸址施工导流流量(P=10%)m3/s12511月~翌年5月厂址设计洪水流量(P=1%)m3/s1380厂址校核洪水流量(P=0.5%)m3/s1500厂址施工导流流量(P=20%)m3/s11311月~翌年5月5.泥沙多年平均悬移质年输沙量万t304多年平均含沙量kg/m30.85444
多年平均推移质年输沙量万t3.57二、水库1.水库水位校核洪水位m2568.30设计洪水位m2565.50正常蓄水位m2572.00汛期运用水位m2565.00死水位m2565.002.回水长度km3.793.水库容积正常蓄水位以下库容万m3316/258淤积前/后调节库容万m3172/160.4淤积前/后死库容万m3144/97.6淤积前/后4.调节特性日调节三、工程效益1.装机容量MW2402.设计枯水年平均出力MW583.多年平均年发电量亿kW·h12.511/13.978单独/联合4.枯期电量(12月~翌年4月)亿kW·h2.639/4.024单独/联合5.年利用小时数h5210/5820单独/联合四、淹没损失及工程永久占地1.淹没影响土地亩1702.淹没等外公路m32003.工程永久占地亩213五、主要建筑物及设备1.挡水建筑物型式混凝土重力坝地基特性砂岩、含漂砂卵砾石地震基本烈度/设防烈度度Ⅶ/Ⅶ坝顶高程m2574.00最大坝高m24.50坝顶长度m76.202.泄水建筑物型式混凝土平底闸地基特性含漂砂卵砾石泄洪闸(孔数-宽×高)m3-6.0×7.0弧形门冲沙闸(孔数-宽×高)m1-4×10.0弧形门闸顶高程m2574.00最大闸高m27.0044
闸顶长度m38.00消能方式底流水跃消能3.引水建筑物设计引用流量m3/s124.08(1)进水口型式压力墙式地基特性砂岩、含漂砂卵砾石闸门孔口尺寸(宽×高)m7.00×7.00底板高程m2551.50(2)引水隧洞型式圆型围岩特性板岩夹砂岩、千枚岩长度m18696断面尺寸(直径)m7.20衬砌型式混凝土衬砌(3)调压井型式简单圆筒式围岩特性板岩、千枚岩井筒内径m13.50井筒高度m140.00连接管内径/高度m4.00/50.50(4)压力管道型式埋藏式围岩特性千枚岩、板岩夹砂岩主管长度m363.517/372.752最长支管长度m65.586主管/支管内径m4.20/2.804.厂房型式岸边地面式地基特性千枚岩夹板岩、砂岩主厂房尺寸(长×宽×高)m85.52×21.0×37.62水轮机安装高程m2310.40副厂房尺寸(长×宽×高)m22.0×12.0×19.205.GIS楼地基特性千枚岩夹板岩、砂岩尺寸(长×宽×高)m66.4×12.0×30.044
1.1工程建设简况1.1.1工程设计与审批过程1.1.1.1工程设计情况2003年9月,中国水电顾问集团成都勘测设计研究院受四川西昌电力股份有限公司委托,承担了木里河干流(上通坝~阿布地)水电开发规划阶段的勘测设计工作。2004年4月完成了《四川省木里河干流(上通坝—阿布地)水电规划报告》,5月通过了主管部门对规划研究报告的审查。2004年5月完成了《四川省木里河沙湾水电站可行性研究报告》(水利行业划分),6月通过了主管部门对可行性研究报告的审查。2004年11月完成初步设计工作,2005年5月初获得审查批复,2006年4月提交项目申请报告,同年6月初获得省发展改革委核准,项目勘测设计周期较短。工程于2004年10月1日开工建设,2007年11月2日主体工程截流,到目前首部枢纽工程(闸墩、取水口、防渗墙等)砼浇筑、闸门金属结构安装、启闭机安装等主体工程已全部完成,剩余少量零星工作(清渣、消缺)正在积极进行。引水隧洞施工基本完成,调压井和压力钢管斜管段施工基本完成,厂房施工基本完成。工程预计于2011年10月发电。在“5.12”地震后,按照国家发展和改革委员会下发的《国家发展改革委员会关于加强水电工程防震抗震工作有关要求的通知》(发改能源[2008]1242号)文,以及水规总院《水电工程可行性研究阶段防震抗震专题报告编制暂行规定》(水电规计[2008]24号)文的要求,在取得了原地震安评单位四川赛思特科技有限公司对原地震安评报告进行复核确认的基础上,设计院编制完成了沙湾电站工程防震抗震研究设计专题报告。1.1.1.2工程立项报批情况木里县木里河大沙湾水电开发有限责任公司(现为中广核亚王木里县沙湾电力有限责任公司)作为木里县沙湾水电站项目法人,在该水电站建设过程中,按国家的基本建设程序完成了相关报批文件:(1)2004年5月,四川省发改委会同四川省水利厅审查并通过的《木里河干流(上通坝~阿布地)水电规划报告》,木里河干流(上通坝~阿布地)河段采用“一库六级”的开发方案,其中沙湾水电站作为规划推荐首期开发的第3级水电站;(2)2004年6月,四川省发改委会同省水利厅、省国土资源局、省环保局等有关部门审查并通过了沙湾水电站可行性研究报告,批文编号:川发改能源[2004]548号;44
(3)2004年9月,四川省发改委批复并同意沙湾水电站项目建议书,认为建设沙湾水电站是必要的,同意由四川省西昌电力股份有限责任公司作为项目法人负责工程建设、管理和经营。批文编号:川发改能源[2004]568号;(4)2005年5月,四川省发改委会同省水利厅、省环保局等有关部门审查并通过了《四川省木里河沙湾水电站工程初步设计报告》,批文编号:川发改能源[2005]233号;(5)2006年,四川省发改委核准木里县木里河大沙湾水电开发有限责任公司作为沙湾水电站的项目法人,负责工程建设、经营和管理,批文编号:川发改能源[2006]275号。1.1.1项目法人与参建单位沙湾水电站原投资和建设单位为木里县木里河大沙湾水电开发有限责任公司,(现由中广核亚王木里县沙湾电力有限责任公司为沙湾水电站项目法人)。该公司于2005年11月公司由四川九龙电力集团有限公司、四川西昌电力股份有限公司两方股东分别以2亿元、1.44亿元出资设立,注册资本注册资本3.44亿元人民币,注册地点为四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县。后因公司发展需要,公司股权和公司名称变更。公司现今股权构成为:中广核能源开发有限责任公司占50%,四川九龙电力集团有限公司占50%。中广核亚王木里县沙湾电力有限责任公司作为该工程项目法人,负责工程建设、管理和经营。承担电站的项目立项、报批、银行融资、组织招标、进行设备和主要材料采购等工程建设管理以及建成投产后的生产经营管理工作。沙湾水电站工程参加建设单位:建设单位:中广核亚王木里县沙湾电力有限责任公司;设计单位:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院;监理单位:四川二滩国际工程咨询有限责任公司;施工单位:湖北水总水利水电建设股份有限公司;都江堰紫坪建筑安装工程有限责任公司;中铁十三局集团公司;中国水利水电第五工程局;四川东风电机厂有限公司;44
质量监督:四川省地方电力工程质量监督分站。1.1.1工程建设过程及当前工程形象面貌1.1.1.1工程建设过程(1)2007年3月正式开工;(2)2007年11月2日成功截流;(3)2009年5月13日进行导流洞封堵;(4)2009年10月31日主体工程完工;(5)2010年11月底,帷幕灌浆工作全部完成;(6)2011年12月底,首部枢纽所有土建工程已工作全部完成。1.1.1.2完成的主要工程量沙湾水电站首部枢纽工程已经完成的土建工程量和金结安装工程见下表首部枢纽已完工程量表表2.2项目编号项目名称单位设计工程量完成工程量剩余工程量备注1土石方开挖 1-1边坡及基础土方开挖m³53880305790 1-2边坡及基础石方开挖m32217723289.420 1-3石方洞挖m³2804411586.360 2支护 2-1C20喷混凝土m³2160137.80 2-2预应力锚索1000kN根2000设计无2-3预应力锚索2000KN根30002-4锚杆制安Φ=22-28,L=4-6m根43801492 3钻孔和灌浆 3-1帷幕灌浆钻孔m18152699 3-2帷幕灌浆水泥t1502172.7 3-3接触灌浆m274000未结算3-4固结灌浆钻孔m15952550 3-5固结灌浆水泥t6062.630 3-6检查孔m25 未申报4*4.53-7回填灌浆m21025121.090 4土石方填筑工程 4-1土石回填m³289709851.920 44
4-2回填大块石m³485609.830 4-3护坦反滤料m³805243.120 4-4建基面以下砂卵石回填m³01785.770 5泄洪冲沙闸混凝土 5-1底板混凝土C25m³61307450.50含2193.89方C10底板基础砼5-2胸墙混凝土C25m³780853.880 5-3闸墩混凝土C25m³1264010352.440 5-4挡水坝混凝土C20 6坝体混凝土C15m³961014941.020含3332.37方挡水坝与进水口之间砼6-1铺盖抗冲混凝土C40m³29561.6 6-2铺盖混凝土C20m³31051288.51 6-3护坦及海漫混凝土C20m³1476019084.87 含475.78方海漫底板垫层砂浆6-4护坦抗冲混凝土C40m³9701053.52 6-5导砂坎混凝土C25m³13703079.05 6-6导墙混凝土C20m³36353760.75 6-7搞冲磨柔性混凝土C40m³7000 6-8C40冲沙闸、泄洪闸底板抗磨混凝土m³ 172.37 7取水口混凝土 7-1底板混凝土C25m329252340.24 7-2闸墩混凝土C25m³21001667.3 7-3胸墙混凝土C25m³4551125.18 7-4启闭机排架混凝土C30m³200614.17 7-5边墙混凝土C25m³36401967.96 7-6工作桥、交通桥混凝土C30m³500181.88 7-7盖板混凝土门槽二期混凝土C30m³265454.99 7-8门机轨道二期混凝土C30m³5036.97 8基础防渗工程 8-1混凝土防渗墙m212601189.12 含20.62方墙帽二期砼8-2防渗墙顶塑料胶泥填料m32010.31 9洞室衬砌 9-1底板混凝土C20m³670213.8 上坝交通洞及灌浆平洞9-2边顶拱混凝土C20m³2150100.34 10钢筋制安t23002080 11止水 11-1铜片止水m350884.72 44
11-2塑料止水651型m750897.13 12地基加固 12-1振冲碎石桩L1=12mm233250 12-2振冲碎石桩L1=13mm105200 12-3高压旋喷造孔m 12209.35 12-4高压旋喷灌浆m 10918.35 13钢结构制安 13-1抗冲衬护钢板制安t17564.972 13-2零星钢结构t56.604 14金属结构设备及安装 14-1泄洪闸检修闸门安装(含门槽)t8055.300 14-2单向门机安装t8070.65 14-3门机轨道安装t2526.076 14-4泄洪闸工作门安装(含门槽)t216173.318 14-5桥式启闭机安装t3530.517 14-6冲沙闸检修闸门安装(含门槽)t5033.951 14-7冲沙闸工作闸门安装(含门槽)t6259.318 14-8储门槽安装t53.886 14-9液压启闭机安装t9540 14-10拦污栅安装t141116.5 14-11清污机安装t1224.49 14-12进水口工作闸门安装(含门槽)t5584.07 14-13进水口工作闸门启闭机安装t2025.3 1.1.1.1目前工程形象面貌截止2011年11月30日,沙湾水电站首部枢纽工程完成的主要工程形象面貌为:(1)右岸1#~2#副坝浇筑至EL2574m高程(坝顶设计高程);左岸3#~4#副坝浇筑至坝顶2574m高程。(2)泄洪闸、冲砂闸浇筑至坝顶EL2574m高程,坝顶交通及廊道全部完成。坝体防渗工程全部完成;下游护坦及海漫已全部完成(包括缺陷处理)。(3)进水口闸室及栅库段浇筑至坝顶2574m高程,进水口上游II、III#挡墙已完成至设计高程2565.5m,坝顶拦污栅排架施工完成;引水隧洞渐变段施工完成;(4)44
完成门轨安装和门叶安装,液压启闭机的安装和无水调试工作;完成泄洪闸与冲砂闸检修门安装及无水调试工作;全部完成取水口拦污栅闸门及桥机安装与无水调试工作;全部完成进水闸工作门及卷扬机安装与无水调试;进水口工作门启闭机及闸门安装调试完成;(5)配电室、进水口工作门启闭房、泄洪闸及冲砂闸油泵房砼浇筑、砖砌体、初装修施工完成;(6)首部枢纽外部变形观测、基础扬压力和水位观测已全部实施完成,并观测了初始值。(7)电站移民已按原设计要求完成了移民安置和补偿,完成正常蓄水位(高程2572m)以下的人行吊桥的拆除、林木砍伐、防止水质污染的库底清理经专家勘察现场和查阅工程建设资料,沙湾水电站首部枢纽工程形象面貌已具备下闸蓄水的基本条件。已完成设计坝顶高程EL2574m以下的相关土建及金属结构安装施工(左、右岸挡水坝、泄洪闸、冲砂闸、进水口),并完成坝顶高程以上相关土建及金属结构安装施工:水库蓄水后无余留工程。1.1“5.12”地震对工程的影响2008年5月12日,四川汶川地区发生了M8.0级特大地震后,业主立即启动突发事件紧急应急预案,成立抗震救灾工作领导小组,积极布置和认真落实抗震事宜。迅速组织相关人员加强安全巡视检查和加密观测,及时整理分析观测数据,形成初步分析报告。并按《国家发展改革委关于加强水电工程防震抗震工作有关要求的通知》(发改能源[2008]1242号)要求,业主委托成勘院编制了《沙湾电站防震抗震专题报告》,此报告于2011年6月8日通过了四川发改委委托四川省工程咨询研究院的专家评审。“5.12”汶川特大地震后,从现场检查和资料分析结果可以看出,由于震中距离坝址较远,沙湾水电站基本未受到影响,电站生产建设基本正常;工程区内及其外围未发现断裂活动及破坏迹象,未发现地质灾害和次生地质灾害发生。地震对沙湾水电站各个部位的变形、渗流渗压等并未造成明显的不利影响,对沙湾水电站水工建筑物结构安全未构成威胁。1.2工程施工过程中的设计变更44
(1)在初设阶段,针对首部枢纽基础覆盖层特性,拟定了振冲碎石桩方案和高压旋喷桩(布置在拦河闸、取水口拦污栅闸基础范围)+振冲碎石桩方案进行技术经济比较。振冲碎石桩方案比高压旋喷桩+振冲碎石桩方案占优,因此初设阶段推荐振冲碎石桩方案作为首部枢纽基础加固处理方案。在技施阶段,根据开挖揭示的闸基地质条件表明,基础范围分布较多的漂石,进行振冲碎石桩施工困难较大,因此将地基处理方案由振冲碎石桩改为高压旋喷桩。(2)为满足取水口清污要求,在取水口拦污栅闸与上游导墙间设置清污平台。下部基础排架高23.00m,上部桥机排架高11.00m。(3)泄洪闸检修闸门孔口尺寸由6×7m2调整为6×8.4m2;(4)冲沙闸门检修闸门孔口尺寸由4×10m2调整为4×11.4m2;(5)隧洞支洞进人孔封堵闸门孔口尺寸由2.4×2.4m2调整为2.4×2.0m2,最大挡水水头由168m调整为135.2m;(6)尾水出口检修闸门孔口尺寸由5.46×3.3m2调整为5.46×3.402m2。经查阅资料,首部枢纽技施阶段与初设阶段相比,无重大设计变更。主要设计变更为地基加固处理方案变化和取水口上游侧增设清污平台,对主体工程量变化影响较小。44
1工程防洪度汛1.1流域概况木里河又名理塘河,是雅砻江中游右岸的最大支流,发源于甘孜藏族自治州理塘县以北的沙鲁里山脉,其上游又叫无量河,河流自西北向东南流经理塘、濯桑、唐央乡、沙湾、四合乡,至呷姑水文站以下与卧龙河汇合后又称小金河,而后折向东北方向,经列瓦、瓜别于洼里附近注入雅砻江。全流域集水面积19114km2,其中木里河集水面积为9416km2。木里河地理位置界于东经99°35′~101°48′,北纬27°05′~30°25′之间。东北两侧均以雅砻江相邻,西与金沙江中游分界,南邻云贵高原。全流域呈南北向条带状,支流密布呈树状分布,源近流短。木里河水量丰富,河床坡降陡,自然落差大。由于河流深切,岭谷相对高差大,使得域内地形复杂,山高岭峻,河谷幽深。源头西北部的塞峰高达5833m,南邻云贵高原海拔1500~3000m左右,整个地势西北高、东南低,呈现典型的高山峡谷地貌。木里河流域内仅有几座小型水电站,无大的蓄水、引水工程,人类活动对径流的影响小。木里河河口多年平均流量142m3/s,年径流量44.8亿m3,为四川省中型河流中径流量较大的河流之一。沙湾电站闸址位于瓦郎沟沟口下游约1.5km处,集水面积6813km2。厂址位于沙湾大桥下游约1.5km,集水面积7522km2。44
里河地木处青藏高原与云贵高原过渡地带,受其复杂多样地貌类型的影响,气候垂直变化十分明显,地势从低到高出现了暖温带、温带、亚寒带等气候类型。高空西风南支气流、西南印度洋季风和东南太平洋季风是影响该流域的主要天气系统。各环流系统随着不同的季节变化交替地起着不同的作用:冬半年(11月至翌年4月)受高空西风南支气流所控制,因西风急流来源于阿拉伯、伊朗高原,经特别干旱的印度西北塔尔沙漠流来,而北方西伯利亚冷空气南下又受到北部青藏高原和重重叠叠的高山等天然屏障的阻挡,使该流域冬半年天空晴朗,云层不多,气候干燥,降水极少,日照充足,形成了明显的干季。夏半年(5~10月)高空西风急流北移,南支急流逐渐结束,而印度洋与太平洋副高北上加强,流域上空转为深厚、温暖、潮湿的西南气流控制,带来充沛的水汽,此气流与西北不断南下的冷空气相遇,形成大量降水,成为该流域的雨季。根据木里县气象站(高程:2666.6m)1961~1990年资料统计,多年平均气温为11.5℃,极端最高气温34.1℃(1983年7月3日),极端最低气温为-10.6℃(1982年12月31日)。多年平均年降水量为839.9mm,多年平均年降雨天数为133.4d,最大一日降雨量59.9mm(1981年7月25日),多年平均年蒸发量1955.7mm(20cm蒸发皿观测值),多年平均相对湿度57%,最小相对湿度接近于0,多发生在春季。多年平均风速1.8m/s,最大积雪深度13.0cm。1.1设计洪水复核沙湾木里河流域现有濯桑、呷姑及四合3个水文站。濯桑水文站位于理塘县雄坝乡易久村,控制集水面积3104km2,占木里河全流域面积的33.0%,具有1959年9月建站至今的水文资料;呷姑水文站位于木里县后所乡呷姑村,控制集水面积9162km2,占木里河流域面积的97.3%,具有1959年1月建站至今的水文资;四合水文站于2004年4月设立,属锦屏电站专用站,控制流域集水面积8133km2。根据各水文站的资料条件,沙湾工程选取濯桑、呷姑两水文站作为沙湾水电站的依据站木里河流域洪水主要由暴雨形成,其雨强不大,洪水多由长时间降雨造成。年最大洪水一般发生在6~10月,7、8、9月份发生次数最多,洪水以单峰为主,洪水历时一般5~8天,复峰洪水历时一般大于10天。据濯桑、呷姑水文站资料统计。濯桑站年最大流量最早出现在1989年6月30日,最晚出现在1979年10月6日;呷姑站年最大流量最早出现在1994年6月21日,最晚出现在1979年10月7日。经了解,呷姑,濯桑两站2007年至今均无特大洪水出现,近几年出现的最大的洪水量级未达到5年一遇的水平。本次复核与初步设计相比濯桑本次复核与初步设计相比濯桑和呷姑两水文站分别增加2004~2006年最大洪峰流量系列(即1959~2006年),与1924年历史大洪水组成不连序洪水系列。采用数学期望公式:和分别计算实测系列和历史洪水的经验频率,用P—Ⅲ型曲线适线确定统计参数两站年最大流量频率计算成果见表3.1。44
濯桑、呷姑水文站年最大流量频率计算成果表表3.1站名CvCs/Cv均值Qp0.02%0.05%0.10%0.2%0.33%0.5%1%2%濯桑0.363282860800754707671643594544呷姑0.36379324202250212019901890181016701530根据濯桑和呷姑设计洪水成果和集水面积,求出各个不同频率下,两水文站频率洪水之比与面积比的指数n,由于濯桑和呷姑站的洪水系列的Cv,Cs相同,所以n为常数,n=0.9552。按面积比的0.9552次方,将濯桑或呷姑水文站的设计洪水成果推算到沙湾电站闸厂址,由于濯桑和呷姑两站洪水成果未做改变,本次复核沙湾闸厂址设计洪水推求方法与初步设计一致,因此成果与初设成果相同。沙湾电站设计洪水成果见表3.2。沙湾电站设计洪水成果表表3.2位置集水面积(km2)Qp(m3/s)0.02%0.05%0.1%0.2%0.33%0.5%1%2%坝址681318201700160015001420136012601150厂址7522200018601760165015601500138012701.1河流泥沙河流泥沙主要来自流域地表冲蚀、支沟冲刷、滑坡及河床补给。其产沙状况大致分为上、下两个区段。理塘县以上:为高原草地区,区内地广人稀,以从事牧业为主,人类活动对自然环境影响较小,水土流失不甚严重。理塘县以下:为高原地貌向高山峡谷过渡区,河谷由宽渐窄,河流深切、谷坡陡峻,多呈“V”字型。流域内土壤多为褐红土类,结构较为松散。地表植被条件较差,加之该段处于雅砻江流域暴雨波及区,水土流失较严重。据列瓦水文站1985年~2002年实测资料统计,多年平均含沙量为1.17kg/m3,多年平均输沙模数为634t/km2。木里河无悬移质泥沙观测资料,其域内的呷姑水文站仅观测了水位和流量。木里河与卧落河汇口下游7km处设有列瓦水文站,卧落河上距河口38km处设有沙拉地水文站,两站施测有悬移质含沙量及颗粒级配资料。统计闸址18年悬移质系列资料,采用呷姑水文站统计计算的悬移质含沙量与沙湾闸址流量推求闸址悬移质年输沙量为304万t,多年平均含沙量为0.854kg/m3,汛期多年平均含沙量为1.10kg/m344
。悬移质输沙量年内分配极不均匀,主要集中在汛期(6~10月),汛期输沙量占年输沙量的99%。其中7、8两月占全年输沙量的62.5%。木里河悬移质颗粒级配资料,采用列瓦水文站1985年~1987年3年整编的颗粒分析成果。经统计最大粒径1.0mm,中数粒径0.033mm,平均粒径0.0618mm,粒径大于0.25mm的沙重占4.5%。颗粒级配成果见下表。列瓦水文站悬移质颗粒级配成果表表3.3粒径(mm)0.0070.010.0250.050.100.250.51.0小于某粒径沙重百分数(%)2.55.629.472.887.095.599.3100悬移质矿物成分中以莫氏硬度小于5的软矿物为主,占98%以上;莫氏硬度大于5的硬矿物约占1.0~2.0%。木里河无推移质泥沙实测资料。根据1987年呷姑水文站实测断面及相应的水力要素,分别用成都院推移质分组输沙率公式和修正窦国仁推移质输沙率公式,推求该河段流量与推移质输沙率关系。由此计算得呷姑水文站中水年(1989年)推移质年输沙量分别为3.57万t和7.97万t。经分析,沙湾水电站推移质年输沙量采用3.57万t。1.1工程防洪能力枢纽工程泄洪建筑物布置主要是根据工程规模所确定的洪水标准,并以此通过泄洪建筑物的泄流能力计算来确定泄洪建筑物的布置。上级主管部门在初步设计阶段对该电站审查批复意见中,同意电站采用下游呷姑站设计洪峰,按面积指数法推算设计洪水,电站为Ⅲ等工程,首部枢纽主要挡泄睡永久性建筑物按3级设计,次要建筑物按4级设计。设计洪水标准为100年一遇,相应的洪水流量1260m3/s;校核洪水标准为500年一遇,相应的洪水流量1500m3/s。首部枢纽工程建筑物中的泄洪设施主要为布置于河床的1孔沙闸(4m*10m),3孔泄洪闸(6m*7m)胸墙式弧形工作闸门。泄洪计算主要是根据4孔泄洪冲杀闸的泻流能力,以设计洪峰流量确定水位。根据计算确定的各洪水水位如下:设计洪水流量1260m3/s时代坝前水位为2565.50m,校核洪水流量1500m3/s时代坝前水位为2568.30m。水库正常水位2572.0m,根据计算确定的坝顶高程为2574.0m,比校核洪水位258.30m高5.70m,比正常蓄水位2572.0m高2.0m.4孔泄洪冲沙闸的泻流能力计算成果见表3.4,据模型试验研究结果表明,首部枢纽的泄流能力满足设计要求。44
泄流能力计算成果表表3.4洪水频率(%)上游水位(m)流量m3/s)备注0.22568.31500校核洪水情况12565.501260设计洪水情况1.1水库防洪度汛电站以发电为主,水库正常蓄水位为2572.0m,设计洪水位为2565.50m.校核洪水水位为2568.30m.其确定的坝顶超高满足规范要求。库容316万m3,为日调节水库,基本无蓄洪、调洪能力,在汛期基本为来多少流量即下泄多少流量。由于本工程枢纽各档水及泄洪建筑物以建成,完全具备永久泄洪条件,首部枢纽的度汛标准即是永久建筑物的防洪标准。在下闸蓄水后,工程面临的是永久工程在今后长期运行中的防洪度汛问题,从已建的水电工程经验来看,拦河闸坝有遭遇超标准洪水的可能性。电厂在运行中应按制定的防洪进行管理,并加强气象、水情的预报,确保工程的安全。在初期运行中应按照设计要求控制水位,分别按设计院提供的运行方式运行,特别是在汛期应按设计要求运行,以减少泥沙淤积,保持有效库容,保证闸坝的运行安全。在高水位运行时,应严格控制水位,杜绝洪水翻坝。为此,应加强水位的观察观测并确保电源的有效供给。本预案是依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国防汛条例》、《水库大坝安全管理条例》、《水库大坝安全评价导则》、《水库管理通则》、《国家防汛抗旱应急预案》、《四川省自然灾害救灾应急预案》、《国家防汛抗旱应急预案分级与响应》、《水库防洪抢险应急预案编制大纲》等有关法律法规、以及有关技术规程规范、沙湾水电站可行性研究报告、初步设计报告及国家相关部门的批复意见,结合沙湾水电站水库蓄水期安全生产实际状况和所在地的地理、自然状况、应急资源等情况编制了应急预案。是针对因突发洪水导致水库面临重大险情威胁,影响水库大坝以及人民财产安全,为有效防止和减轻灾害的损失,有计划、有步骤、有准备地防御洪水,迅速、及时和有效地控制险情,动员全社会的力量,群策群力通力合作,保证水库安全运行和下游人民财产的转移而制定。从提供的质料反映,其制定的制定是较完善的,但在电站的运行中一定予以落实,并根据实际情况不断修改完善。44
1.1评价意见和建议(1)闸址设计洪水依据濯桑和呷姑水文站1959—2006年洪水系列并加入历史洪水频率计算,并按面积比0.9552次方将呷姑水文站的设计洪水成果推算到沙湾电站坝址经本次复核是可行的,其成果可作为本次下闸蓄水安全鉴定的基本依据。(2)泄洪闸、冲沙闸按下泄防洪标准的洪水流量计算设置,设计院计算的泄洪闸泄流能力满足需求。(3)业主已制定了水库调度运行方案,生产组织机构已建立,运行人员已到位。(4)枢纽工程已基本建成,业主制定的度汛措施和应急预案基本可行。(5)尽快完善沙湾水电站水情预报系统,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,电厂应利用本河流已有的气象、水文站点,建立经常的协作关系,及时地收集上游流域内的气象、水情、供水库调度运行使用。44
1工程地质1.1区域地质及地震沙湾水电站位于青藏高原与云贵高原的过渡带,山脉走向近南北向,受构造控制明显。区内河谷地貌以“V”型峡谷为主,阶地零星分布于相对宽阔段。工程区地层以区域性浅变质地槽型沉积建造为主,岩浆活动微弱。地层属中甸分区的木里小区,区内除缺失侏罗系和自垩系外,其余各系均有沉积,但各系发育程度及其分布不一,以三叠系最发育,分布最广。工程区地层主要为奥陶系下统的板岩、千板岩夹变质石英砂岩,少量志留系、三叠系的板岩、千板岩夹硅质板岩,区内第四系地层分布较少,主要分布于两岸缓坡地带及现代河床。大地构造部位上,工程区位于“川滇菱形”断块内,由甘孜~理塘断裂带、理塘~德巫断裂带、丽江断裂带、金沙江断裂带所围限的次级断块“稻城断块”东缘,东邻理塘~德巫断裂带的南延段(德巫~麦地龙)、八窝龙断裂带南西端,南邻木里弧形断裂带西翼。区内受次级断块“稻城断块”边界断裂带的影响和控制,地质构造较复杂,断层、褶皱较发育。工程区主要发育一系列NW向、NE向断层,组成“棋盘格式”,NW向为主,NE次之。区域断裂构造带主要有:玉农希断裂、理塘断裂、锦屏山~玉龙雪山构造带、中甸~大具断裂、安宁河断裂、则木河断裂、大凉山断裂、盐源断裂、龙门山构造带、巴塘断裂、金沙江断裂带、鲜水河断裂带、大渡河断裂带、昔格达断裂、怒江断裂、澜沧江断裂带、维西~乔后断裂、龙蟠~乔后断裂。工程区内主要发育有北西向的圆宝山断层(F2)、机落断层(F3)、茶布朗断层(F4)及北东向的尼都断层(F5)等,并横切引水隧洞。自有历史地震记载以来,工程场地曾遭受的最大地震影响烈度为Ⅵ度。其中,地震影响烈度达Ⅵ度的有1次,为1948年理塘7¼级地震;地震影响烈度达Ⅴ度地震有5次,分别为1515年云南永胜7¾级地震、1536年西昌北7½级地震、1786年康定、泸定磨西间7¾级地震、1850年9月12日西昌、普格间7½级地震和2001年雅江5.9级地震;其余地震影响烈度均小于Ⅴ度,汶川“5.12”地震对场地烈度影响也小于Ⅴ度,并按《国家发展改革委关于加强水电工程防震抗震工作有关要求的通知》(发改能源[2008]124244
号)和《国家能源局关于委托开展水电工程抗震复核的函》(国能局综函[2008]16号)以及水规总院关于《水电工程防震抗震研究设计及专题报告编制暂行规定》的通知编制了《沙湾防震抗震专题报告》。总体上,区内无大的地震构造存在,历史及现今地震活动较弱,工程区地震危险性主要受到外围(理塘地震带,木里—盐源地震亚区)的强震及中强震波及影响,波及到工程区的地震烈度不超过Ⅶ度,区域构造基本稳定。据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),工程区基岩地震动水平峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.45s,相应地震基本烈度为Ⅶ度。1.1水库区工程地质1.1.1水库区基本地质条件水库正常蓄水位2572m时,回水至瓦郎吊桥附近,回水长约3.8km,水面宽60m~120m,总库容约316万m3。库区河谷相对较开阔,两岸岸坡不对称,总体呈“V”型谷,Ⅰ、Ⅱ级阶地不发育,库区内植被发育。库区仅发育一条深切的瓦郎沟,沟床较平缓,沟口无泥石流堆积特征,仅分布少量冲洪积堆积。库周基岩为奥陶系下统人公组(O1r)、瓦厂组(O1w)变质石英砂岩,板岩夹千枚岩,岩层产状:N40°~50°W/SW∠25°~35°。岩层与岸坡呈70°~80°的交角,为横向岸坡。库内无区域性断层发育,仅发育一条断层—亚地断层,横切库区中部。据库区地形地貌及基岩出露位置可分为两段:(1)瓦郎沟口至闸址1.5km库段,右岸多基岩出露,岩层走向与边坡交角70°以上,边坡坡度50°~70°,左岸上部基岩裸露,边坡坡度45°~60°,中、下部主要为崩坡残积堆积的块碎石土,边坡坡度约20°~35°;(2)库尾至瓦郎沟口2.3km库段,左岸岸坡较陡,坡度45°~60°,多基岩出露,右岸岸坡较缓,坡度30°~40°,零星基岩出露。库区物理地质现象主要表现为岩体风化、卸荷与崩塌,未见泥石流沟、滑坡等不良地质现象。岩体风化较强,卸荷较深,推测强卸荷水平深度30~50m。1.1.2水库区主要工程地质问题及评价库区基岩裸露段,地层走向与河流呈70°~80°夹角,为横向谷,边坡整体稳定。但由于其谷坡较陡峻,地形坡度50°~70°,浅表岩体卸荷较强,裂隙、层间错动带及小断层不利组合,局部发生小规模崩塌或塌滑的可能性大。正常蓄水位附近库岸多由崩44
坡残积的块碎石土组成,岸坡整体稳定。预测水库蓄水后边坡不会出现大规模变形失稳现象,仅前缘局部可能存在库岸再造,但规模有限,不影响水库正常运行。库内无区域性断层发育,又无深切邻谷分布,故不存在向邻谷渗漏问题。正常蓄水位附近,库区无平缓台地及农田、居民分布,也无重要矿产及文物分布,故不存在淹没、浸没问题。1.1.1水库诱发地震评价水库诱发地震可分为构造型、非构造型和混合型三大类,每一大类又可根据发震的具体原因和特点分为不同的亚型。根据沙湾电站水库的诱震环境要素组合特征,构造型水库地震的五条判别标志中,均无标志符合,因此认为沙湾电站水库不存在诱发构造性地震的可能性。沙湾电站水库的岩层中不存在碳酸盐岩,岩溶不发育,因此不存在诱发岩溶型地震的可能。1.2首部枢纽工程地质1.2.1闸址区基本地质条件闸址位于瓦郎沟沟口下游1.5km至跌水河段,河谷呈深切“V”型峡谷,两岸基本对称,岸坡高陡,基岩裸露,坡度达50°~70°,左岸稍缓。河床宽30~50m,河道较为顺直,流向S20°~25°W,水流较为平缓。闸址下游,河道收拢变窄,河床宽30~40m,由于左岸岩体崩塌,造成河道堵塞,形成跌水,高差达8m。闸址出露地层岩性为奥陶系下统瓦厂组(O1W)厚层状变质石英砂岩,局部夹板岩、千枚岩,岩层产状:N30°~40°W/SW∠15°~30°。与岸坡呈50°~60°夹角,岩层倾下游偏右岸,为斜向谷,左岸为斜顺向坡,右岸为斜反向坡,未发育规模较大的断层,层间错动带较发育,局部发育小断层。主要发育三组裂隙:①N30°~40°W/SW∠20°~30°(层面裂隙),延伸5~10m,间距0.3~1m,局部密集发育。②N20°~40°W/NE(SW)∠80°~85°,延伸10~20m,间距0.5~2m,少量充填岩屑夹泥,局部卸荷张开数厘米至数十厘米。③N60°~80°W/NE(SW)∠70°~85°,延伸10~20m,间距0.5~2m,局部卸荷张开数厘米。闸址区覆盖层结构较为复杂,两岸分布少量崩坡积块碎石层。现代河床表层堆积了冲积的砂卵砾石层和含砾石砂层。据钻孔揭示,河床覆盖层厚度为22~33m,河床深槽偏右岸。按其物质组成,结构特征和成因类型,由老至新可分四层。44
第①层冰水堆积(Q3fgl):主要残留于河床底部,顶板埋深19~23m,厚3~12m,依其物质组成可分为2个亚层,即①-1漂卵(碎)石层,顶板埋深20~28m,厚3~10m,成份以砂岩(弱风化)为主,少量千枚岩(强风化),次棱角状—次圆状,结构较密实。①-2砾石砂土层,主要分布于横Ⅰ线上下游约50m的①-1层顶部,分布不连续,呈透镜体,顶板埋深18~23m,厚0.3~5m,偏右岸较厚,最厚达5m,向上下游及左岸变薄,厚度差异较大。灰黄色,砾石以角砾为主,成份以千枚岩(强风化、片状)为主,少量砾石(弱风化)。第②层冲积堆积(Q4al)含漂(块)砂卵(碎)砾石层:顶板埋深9.5~13m,厚7~12m,中下部含泥较重,漂(块)卵砾石成份以砂岩、变质石英砂岩为主(弱风化),少量千枚岩(部分强风化),结构较密实。第③层冲积堆积(Q4al)含砾石砂层:闸址区河床中连续分布,顶板埋深一般5~8m,厚度一般3~6m,局部厚达10m,以中细砂为主,含植物碎屑,结构松散。第④层冲积堆积(Q4al)卵砾石砂层:分布于现代河床表层,厚5~8m,局部仅厚1.3m。灰色,卵砾石成份以砂岩、板岩为主,少量千枚岩、辉绿岩,灰岩,花岗岩等,结构松散。分布于两岸的崩坡积孤块碎石,厚度5~10m,结构松散,架空严重。两岸基岩裸露,岸坡高陡。据两岸平硐揭示,闸址区低高程(2575m以下)右岸强卸荷带水平深7~12m,弱卸荷带水平深15~20m;左岸受小断层f2、f3的影响,岩体风化、卸荷较强,强卸荷带水平深达20~40m,弱卸带水平深达40~60m。闸址区地下水主要为第四系松散堆积的孔隙潜水、基岩裂隙水。基岩裂隙水赋存于两岸岩体中,卸荷裂隙、裂隙密集常形成控水构造,地下水主要由大气降水补给,向河床排泄。孔隙潜水主要赋存于松散堆积层中,河床潜水位低于河水位,由大气降水、基岩裂隙水及上游河水补给,向河床及下游排泄。水质分析资料表明,河水对混凝土不具腐蚀性。1.1.1前期勘察主要工程地质结论闸址区两岸边坡高陡,左岸闸肩存在的潜在不稳岩体,在天然和蓄水及地震力作用条件下,边坡基本稳定,右岸闸肩未发现有大规模的失稳现象,闸肩两岸坡体整体现状基本稳定。但闸肩两岸坡体表部岩体受三组裂隙及较发育的层间错动带的切割,在风化、卸荷的作用下,局部存在失稳的可能,勘察建议44
闸接头应尽量避免开挖扰动,并进行适当的工程支护处理,并对边坡局部卸荷危岩体需做清除处理,保证工程施工、运行安全。闸基覆盖层中①-1层冰水堆积的含漂砂土卵(碎)砾石,①-2层砾石砂土,承载力低,但顶板埋深较大,是否处理应根据应力计算结果决定。②层冲积堆积的含漂砂卵(碎)砾石,粗颗粒基本构成骨架,具有较高承载力。③、④层结构松散,尤其是③层承载力低,埋深浅,厚度较大,应充分重视其对闸基稳定带来的不利影响,建议进行工程处理。闸基覆盖层地基各层次结构复杂,成因类型不同,颗粒大小悬殊,结构不均一,其物理力学性质差异较大,存在不均一变形问题。此外,因覆盖层地基抗冲刷能力低,下游应有抗冲保护措施。闸基下的第③层含砾石砂层:分布连续,埋深一般5~8m,厚度一般3~6m,局部10m。经初判和复断:在发生Ⅶ度地震时,该层可能液化,建议进行工程处理。①-2层砾石砂土:主要分布于横Ⅰ线上下游约50m的①-1层顶部,分布不连续,呈透镜体,顶板埋深18~23m,厚0.3~5m,偏右岸较厚,最厚达5m,向上下游及左岸变薄,厚度差异较大。经标贯锤击法复判,该层在发生Ⅶ度地震时,不会液化。闸基覆盖层结构松散,透水性强,无相对隔水层,故存在渗漏及渗透变形问题,鉴于河床覆盖层厚度不大,厚22~33m,建议闸基覆盖层进行全封闭防渗处理,建议闸基岩体防渗帷幕穿过中等透水岩体,即基岩顶板面下20~30m,或者应根据水库允许渗漏量和允许比降,做好闸基防渗工程处理。水库蓄水后,卸荷带岩体是闸肩渗漏的主要通道,应做好闸肩防渗工程处理,建议闸肩岩体防渗帷幕应穿过中等透水岩体,左岸水平深度60~70m,右岸水平深度30~40m。1.1.1岩土体工程地质特征及物理力学参数闸址河床覆盖层主要由①-1层冰水堆积(Q3fgl)含漂砂土卵(碎)砾石层,②层冲积堆积(Q4al)含漂(块)砂卵(碎)砾石层,③层冲积堆积(Q4al)含砾石砂层及④层冲积堆积(Q4al)砂卵砾石层组成。①-1层冰水堆积(Q3fgl)含漂砂土卵(碎)砾石层:据钻孔分析,漂块(块)卵(碎)砾石含量70~80%,砂土占20~30%,以粗颗粒为主,基本形成骨架,结构较密实,据钻孔标准注水试验,渗透系数K=3.9×10-2cm/s,具强透水性。据钻孔超重型动力触探试验成果,承载力fk=0.44MPa,压缩模量Es=32MPa。①-2层含卵砾石砂土:分布于冰水堆积顶部,呈透镜体,厚0.3~5m,据3组物性试验,干密度为1.90g/cm3,比重2.78,孔隙比0.46~0.47,小于2mm44
颗粒含量为70%,小于0.075m含量为30%,粘粒(<0.005mm)含量约7.0%,不均匀系数76.0。密实度属稍密,据钻孔标贯试验成果承载力为fk=0.18~0.22MPa,压缩模量Es=11~13MPa。②层冲积堆积(Q4al)含漂(块)砂卵(碎)砾石层:据钻孔岩芯及4组物性试验分析,卵(碎)砾石含量60~70%,漂石含量10%,砂为中粗砂,含量20~30%,干密度为2.14g/cm3,粗颗粒基本形成骨架,结构较密实。据钻孔超重型动力触探试验成果承载力fk=0.31~0.39MPa,压缩模量Es=22~28MPa。据钻孔抽注水试验,渗透系数K=1.4×10-2~3.1×10-1cm/s,具强透水性。③层冲积堆积(Q4al)含砾石砂层:以中细砂为主,据7组物性试验成果干密度为1.77g/cm3,粒径基本小于5mm,粒径小于2mm含量达96%,孔隙比0.5~0.8,不均匀系数12.7。据钻孔标贯试验承载力fk=0.12~0.13MPa,压缩模量Es=9.3~9.6MPa,据钻孔超重型动力触探试验成果承载力fk=0.10~0.14MPa,压缩模量Es=4.6~5.7MPa。④冲积堆积(Q4al)砂卵砾石层:据2组物性试验干密度为2.07g/cm3,孔隙比0.30,粒径小于2mm含量40%,大于2mm含量60%,不均匀系数20.2。渗透系数K=4.2×10-2cm/s,具强透水性。据钻孔超重型动力触探试验允许承载力fk=0.22~0.30MPa,压缩模量Es=15~23MPa。根据室内力学性试验成果表、闸基土层现场抽、注水试验、闸基覆盖层标贯试验成果、闸基土层超重力触探试验成果整理,同时类比其它工程经验,闸址区各土层物理力学参数建议值见表4.1。沙湾水电站闸址区土层物理力学指标建议值表表4.1岩层代号岩性干密度ρ(g/cm3)允许承载力R(MPa)压缩模量ES(MPa)抗剪强度渗透系数K(cm/s)允许坡比允许坡降J备注φ(°)C(MPa)水上水下Q4col+dlQ4dl+ell块碎石(土)层1.8∫2.00.25∫0.3520∫2525∫28010-2∫1001:1.251:1.50.07架空层0.12∫0.15④Q4al砂卵砾石2.1∫2.20.25∫0.3015∫2020∫2504×10-1∫10-11:1.251:1.50.10∫0.13③Q4al含砾石砂1.60∫1.900.10∫0.136∫815∫18010-3∫10-2①-2Q3fgl砾石砂土1.90∫2.100.18∫0.2010∫1518∫20010-4∫10-3②Q4al含漂(块)砂卵砾石2.2∫2.40.35∫0.4530∫3530∫3302×10-2∫1×10-11:1.01:1.250.12∫0.15①-1Q3fgl含漂砂土卵(碎)砾石44
1.1施工开挖揭示闸址工程地质条件及评价1.1.1闸址开挖后的工程地质条件复核闸首于2007年11月2日截流,进入河床闸基开挖和地基处理施工期,根据闸室基础开挖揭示地基多为第④层冲积堆积(Q4al)砂卵砾石层,该层结构较为均匀、松散,具强透水性,承截力较低,不能满足设计基础承载力要求,在开挖过程中河流左侧闸基0+10~护坦0+85m间有一深槽,比原水下地形低,最深处约3m,由于位于河水位下,采用洞碴进行换填、碾压。闸室地基除上、下游齿槽设计开挖底高程2547m,实际开挖高程比设计开挖高程偏低,在开挖高程低于2547m部位开挖揭露了第③层,除闸室上、下齿槽外还有下游护坦部位,其余地基均为第④层。第③层(Q4al)含砾石砂层:该层顶板分布高程2545~2548m,起伏变化不大,进水口导墙部位略高,以中细砂为主,含有细小砾石,粒径基本小于5mm,据前期试验资料承载力fk=0.1~0.14Mpa,其承载力低,不能满足设计基础承载力要求,并在地震工况下存在有砂层震动液化可能。整个闸首河床部位覆盖层地基均为第④和第③层,坝肩和右岸部分导墙地基为基岩,开挖揭示与前期勘察成果结论一致。1.1.2主要工程地质问题及处理(1)闸基承载力与变形稳定问题根据前期钻孔揭示,河床覆盖层厚度22~33m,河床深槽偏右岸,按其物质组,结构特征和成因类型可分为四层,作为地基的第④层和第③层结构较松散,其承载力低不能满足建筑物基础承载力要求,又由于各层结构存在不均匀性及层与层之间的差异较大,且闸址区连续分布稳定的第③层含卵砾石砂层,厚度3~6m,埋深5~8m,闸基存在不均匀变形稳定问题,需进行工程处理。施工阶段采用高压旋喷灌浆施工对闸首建筑物地基进行处理,处理后地基应达到以下技术指标:对梅花型布置,间排距为2.5×2.5m的区域渗透系数K≤1×104cm/s;地基承载力≥0.5Mpa;对矩形布置,间排距为4.0×4.0m的区域,地基承载力≥0.25Mpa。地基高压旋喷灌浆施工由中国水电第七工程局承担,由四川省地质矿产勘查开发局应用地球物理研究所检测,结论为:1)44
护坦:通过3个点的单桩静载荷试验和桩间土静载荷试验,单桩承载力特征值均为1612KN,桩间土承载力特征值均为167kpa。计算出3个点复合地基单点承载力特征值均为252kpa,因而该复合地基的承载力特征值为252kpa。满足设计要求。2)闸室:通过3个点的单桩静载荷试验和桩间土静载荷试验,单桩承载力特征值均为2092KN,桩间土承载力特征值分别为205kpa、186kpa、253kpa,计算出3个点复合地基单点承载力特征值分别为517kpa、505kpa、548kpa,因而该复合地基的承载力特征值为505kpa,满足设计要求。(2)闸基渗漏与渗透变形稳定问题闸基为冲积堆积的第④层砂卵砾石层,和第③层含砾石砂层,以下持力层第②层含漂砂卵(碎)砾石层,第①-2层冰水堆积的砾石砂土层,第①-1层冰水堆积的含漂砂土卵(碎)砾石层。第①-2、③以细颗粒为主,渗透性相对较弱,第①-1、②、④层具强透水性,闸基无相对隔水层,故闸基存在渗漏及渗透变形,鉴于河床覆盖层厚度不大,厚22~33m,初设地质建议对闸基进行全封闭防渗处理。施工阶段采用混凝土防渗墙施工,混凝土防渗墙设计厚度80cm,因覆盖层厚度不大并且渗透性较强,设计采用了封闭式防渗墙,防渗墙伸入基岩1.0m,防渗墙最大深度约30m,底部最低高程约为2519.50m,顶部最高高程为2547.00~2553.00m。闸基岩体风化较弱,岩体透水性较强,属中等透水偏下,其透水率q=15~35Lu,根据现场钻孔压水试验成果(渗透剖面),初设地质建议闸基防渗帷幕穿过中等透水岩体,进入弱透水岩体中,即基岩顶板面下20~30m,或者应根据水库允许渗漏量和允许比降,做好闸基防渗工程处理。施工阶段采用帷幕灌浆施工,帷幕布置在左右闸肩基岩部位,并在靠河床覆盖层处的外侧帷幕与防渗墙套接一定长度。(3)砂土振动液化问题闸基分布两层砂土,即③层含砾石砂层和①-2层砾石砂土。③层分布连续,埋深浅,①-2层砾石砂土呈透镜体,埋深较深。第③层,根据初判和复断:在发生Ⅶ度地震时,该层可能液化,建议进行工程处理。第①-2层利用标贯锤击法复判,该层在发生Ⅶ度地震时,不液化。第③层含砾石砂层地基在施工阶段已采用高压旋喷灌浆施工对地基进行了换填处理,液化可能性消除。(4)闸肩边坡稳定问题闸址区河谷狭窄,闸肩边坡高陡,基岩裸露,坡高达100~150m44
,坡度50°~70°,岸坡总体走向N20°~25°E,地层岩性为下奥陶统瓦厂组(O1W)变质石英砂岩,产状:N30°~40°W/SW∠15°~30°,岩层走向与坡面走向呈50°~60°的夹角,右岸边坡为斜反向坡,左岸为斜顺向坡。发育间距不等的层间错动带,带宽一般5~10cm,延伸10~30m,主要由千枚岩挤压破碎而成的片状岩及少量糜棱角砾岩组成。左岸坝肩发育小断层f2、f3。两岸岩体主要发育3组裂隙:①N30°~40°W/SW∠20°~30°(层面裂隙),延伸5~10m,间距0.3~1m,局部密集发育。②N20°~40°W/NE(SW)∠75°~85°,延伸10~20m,间距0.5~2m,少量充填岩屑夹泥,局部卸荷张开数厘米至数十厘米。③N60°~80°W/NE(SW)∠65°~85°,延伸10~20m,间距0.5~2m,局部卸荷张开数厘米。经分析,左岸闸肩存在的潜在不稳定岩体,在天然、蓄水及地震力作用条件下,基本稳定,右岸闸肩未发现有大规模的失稳现象,故闸肩两岸坡体整体现状基本稳定。而闸肩两岸坡体表部岩体受三组裂隙及较发育的层间错动带的切割,在风化、卸荷的作用下,局部存在失稳的可能,故闸接头应尽量避免开挖扰动,并进行适当的工程支护处理,并对边坡局部卸荷危岩体需做清除处理,保证工程施工、运行安全。施工阶段对右岸低高程靠近水工建筑物的表部松动卸荷岩体进行了工程处理,对易清除的松动岩块进行了清除,对张开的卸荷裂隙进行了喷锚施工处理,定点锚杆采用垂直裂隙面,长度4m,喷混凝土厚10cm。由于闸首两岸自然边坡陡峻,受裂隙切割和长期风化卸荷作用,两岸边坡,特别是山体中、上部位存在有局部不稳定块体,在长期雨水侵蚀作用和风、地震动力地质作用工况下,山体中、上部局部岩块失稳的可能性存在,需引起足够重视,电站投入运行后需对两岸山体中、上部危岩进行排查、观测,有针对性的进行清除和工程处理,以保证水库的正常运行和水工建筑物、设备、人员、财产的安全。1.1.1混凝土海漫及冲刷区工程地质评价冲刷区及柔性混凝土海漫基础顶面高程2549.0m,柔性混凝土海漫混凝土厚40cm,下部地基为第④层砂卵砾石层,护坦部位底板混凝土浇筑厚度3.0m,基础底板高程2546.0m,表部为抗磨硅粉混凝土,厚40cm,地基为第③层含砾石砂层,底板及右岸侧墙凡以覆盖层第③层为地基的基础部分均采用高压旋喷灌浆施工混凝土直换处理,处理深度从基础底面高程开始,河床部位为2546.0m~2539.48m,处理深度7m左右,已深入到河床覆盖层第②44
层含漂(块)砂卵(碎)砾石层中,经处理后地基满足设计承载力要求,海漫及冲刷区河床两岸侧墙采用重力式混凝土挡墙,其右岸地基经高压旋喷处理,左岸地基为基岩,整个海漫及冲刷区基础在2008年汛前施工完毕,后经过2008、2009、2010三年泄洪度汛,海漫及冲刷区水工建筑物运行完好。1.1.1进水口地基及边坡稳定性评价取水系统由取水口和进水闸组成,取水口设置为三孔,单孔孔口宽8m,长11m,基础置于冲积堆积(Q4al)的砂卵砾石层上,持力层主要为③层的含砾石砂层,结构松散、承载力低,且为可能液化砂层,同闸基相同已采用高压旋喷灌浆工程处理。进水闸基础置于下奥陶统系瓦厂组(O1W)变质石英砂岩上,岩石坚硬,完整性较好,承载力较高。进水口边坡高陡,坡度70°~80°,地层岩性为下奥陶统瓦厂组(O1W)变质石英砂岩,产状:N30°~40°W/SW∠15°~25°,岩层倾坡内,为反向坡。发育间距不等的层间错动带,带宽一般5~10cm,延伸10~30m。主要发育3组裂隙:①N30°~40°W/SW∠15°~25°(层面裂隙),延伸5~10m,间距0.3~1m,局部密集发育。②N20°~30°W/NE(SW)∠75°~85°,延伸10~20m,间距0.5~2m,少量充填岩屑夹泥,局部卸荷张开数厘米。③N50°~60°E/NW∠60°~80°,延伸10~20m,间距0.5~2m,局部卸荷张开数厘米。未发现有大规模的失稳现象,边坡整体稳定,但浅层岩体卸荷较为强烈,上述3组裂隙将岩体切割成的楔型块体,由于卸荷与风化作用,局部岩(块)体易产生崩塌或塌滑而失稳,局部强卸荷松动危岩已采用清除和随机锚杆加表面喷混土施工处理。1.2天然建筑材料沙湾水电站所需砼砂砾石料约50万m3,围堰防渗碎石土料2.5万m3,固壁土料约0.5万m3。初设阶段对工程区所分布的建筑材料作了相应详查工作,工程区及附近天然砂砾石料缺乏,按详查精度要求,初阶段对阳山防渗碎石土料场和阳山人工骨料场进行了调查、勘探和试验工作,查明其储量及质量基本满足工程需要。施工阶段由于阳山料场征地困难将人工骨料场改在文理沟内,该料场开采运输方便,岩性为奥陶系下统瓦厂组(O1w)厚层状石英砂岩夹少量板岩,其岩石物理力学性质和碱活性等满足质量要求,料场勘查储量达54.3万m3,满足工程需求量,上覆无用层废料约25.9万m3,料场存在开采后高边坡和弃碴堵塞文理沟问题。44
1.1评价意见及建议1.1.1评价意见(1)沙湾水电站工程地质条件较为复杂,开工前后进行了大量的工程地质勘察试验工作,查明了区域、水库地质环境和枢纽建筑物区的工程地质条件,满足了规程规范对各阶段工程地质勘察的要求和设计的需要。(2)沙湾水电站位于青藏高原与云贵高原的过渡带,大地构造部位处于“川滇菱形”断块内,新构造运动比较活跃,属三江深切割强隆区(Ⅰ3),第四纪以来差异活动显著。历史地震对工程场地的最大影响烈度为Ⅶ度。坝址区未来50年超越概率10%的地震烈度值为7.6度,基岩水平峰值加速度值为150~155cm/sec2。(3)库周基岩为奥陶系下统人公组(O1r)、瓦厂组(O1w)变质石英砂岩,板岩夹千枚岩,库区基岩裸露段,地层走向与河流呈70°~80°夹角,为横向谷,边坡整体稳定,正常蓄水位附近库岸多由崩坡残积的块碎石土组成,岸坡整体稳定,预测水库蓄水后边坡不会出现大规模变形失稳现象,仅局部坍滑,但不影响水库正常运行。库内无区域性断层发育,又无深切邻谷分布,故不存在向邻谷渗漏问题,也不具备诱发构造型地震及岩溶型地震的地质条件。正常蓄水位附近,库区无平缓台地及农田及居民点分布,也无重要矿产及文物分布,故不存在淹没、浸没问题。(4)闸首坝基承载力变形稳定通过对地基高压旋喷灌浆施工处理,并通过试验检测复合地基的承载力特征值为505kpa,满足设计要求;闸基渗漏与渗透变形采用左、右岸基岩部分帷幕灌浆处理和河床软基接地式防渗墙处理,通过试验检测均满足设计要求;闸基第③层砂土层在发生Ⅶ度地震时可能发生振动液化问题,在施工阶段第③层含砾石砂层地基已采用高压旋喷灌浆施工对地基进行了换填处理。海漫及泄洪冲刷区基础在2008年汛前施工完毕,后经过2008、2009、2010三年泄洪度汛,海漫及冲刷区水工建筑物运行完好。(5)闸首边坡通过分析计算表明不存在大规模整体失稳的条件,局部不稳定岩体已通过施工对靠近水工建筑物部分的危岩易清除的采取清除方法,不易清除的采取随机锚杆和浇筑混凝土墙就地固定,对卸荷松弛张开岩体采用随机锚杆加喷混凝土封闭表部张开裂隙防止雨水渗透对边坡和稳定产生的不利影响的方法进行施工处理,处理后其边坡稳定条件得以改善,今后还需要对边坡中、上部危岩进行施工处理,以保证工程安全。44
1.1.1建议(1)闸坝两岸高陡边坡尽管在施工期已对部分危岩体进行了清除和必要的加固处理,但仍存在较大规模的潜在危岩块体,尤其是右岸更为突出,其破坏性巨大。建议尽快确认单个危岩分布和规模,做主动锚固或防护处理。左岸分布的危岩主要位于闸坝下游侧,对海漫及边墙构成威胁,也应做主动加固处理。(2)由于闸基第③层砂土层在发生Ⅶ度地震时可能发生振动液化问题,施工阶段对第③层含砾石砂层地基已采用高压旋喷灌浆施工对地基进行了换填处理,并已通过有资质单位对复合地基承载力进行了分析评价。建议补充:1)第③层砂土层颗粒分析资料;2)高压旋喷灌浆施工工艺等技术要求;3)高压旋喷灌浆施工完工后桩体完整性检测资料及复合地基承载力计算评价结果。(3)闸基防渗设计采用了封闭式防渗墙+帷幕灌浆处理,施工阶段防渗墙伸入基岩1.0m,帷幕灌浆处理深度不明确,未达到要求“防渗帷幕穿过中等透水岩体,进入弱透水岩体中,即基岩顶板面下20~30m”的深度要求,建议补充说明。44
1首部枢纽安全1.1工程等级及洪水标准1.1.1工程等级及洪水标准沙湾水电站位于木里县境内的木里河干流上,系木里河干流(上通坝~阿布地河段)水电规划“一库六级”的第3级电站。电站采用引水式开发,水库正常蓄水位2572.00m,相应库容316万m3,闸(坝)顶长76.20m,最大闸高27.00m。电站装机容量240MW,多年平均发电量12.511亿kW·h。除发电外尚需兼顾生态环境用水要求。根据《水利水电工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)的规定,本工程规模为中型,工程等别为Ⅲ等,永久性主要水工建筑物级别为3级,次要建筑物级别为4级,临时性建筑物级别为5级。相应各主要建筑物的洪水标准为:(1)混凝土挡水、泄水建筑物按100年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核;(2)消能防冲建筑物按30年一遇洪水设计。各建筑物洪水标准及相应流量见下表:各建筑物洪水标准及相应流量表表5.1项目拦河闸坝消能设计设计校核洪水重现期(年)10050030相应流量(m3/s)1260150010701.1.2设计基本资料(1)特征水位电站特征水位见表5.2。特征水位表表5.2闸坝正常蓄水位(m)2572.00汛期运用水位(m)2565.00死水位(m)2565.00(2)地震烈度44
根据四川赛思特科技有限责任公司编制的《四川省木里河沙湾和卡基娃水电站工程场地地震安全性评价报告》及5.12汶川大地震后评价复核表,并经四川省地震安全性评定委员会和四川省地震局审批同意,沙湾水电站闸址未来50年超越概率10%的基岩水平峰值加速度值分别为155cm/sec2,相应地震基本烈度为Ⅶ度。根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)的规定,本工程建筑物抗震设防类别为丙类,采用基本烈度作为设计烈度。(3)安全系数根据《水闸设计规范》(SL265-2001)规定,土基上沿拦河闸坝基底面抗滑稳定安全系数K及基底应力最大最小值之比η的允许值见表5.3。拦河闸坝K、η允许值表表5.3荷载组合抗滑稳定安全系数[K]基底应力分布不均匀系数[η]基本组合1.252.50特殊组合检修、校核洪水1.103.00正常+地震1.053.001.1建筑物结构布置设计首部枢纽由1孔冲沙闸、3孔泄洪闸、左右岸挡水坝、右岸取水口及上、下游连接建筑物等建筑物组成。根据河道的冲淤特征、地形地质条件以及取水防沙的要求,建筑物的布置从左至右依次为左岸连接坝段、3孔泄洪闸、1孔冲沙闸、右岸连接坝段及取水口,构成“正向冲沙、泄洪,侧向取水”的引水防沙和泄洪冲沙的枢纽布置体系。水库正常蓄水位为2572.00m,汛期运用水位和死水位均为2565.00m,拦河闸坝轴线总长76.20m,坝顶高程2574.00m,最大闸坝高27.00m。1.1.1冲沙闸和泄洪闸冲沙闸、泄洪闸布置在主河床,为胸墙式孔口,置于砂砾石地基上,冲沙闸为1孔,孔口尺寸4.00m×10.00m(宽×高),设弧形工作闸门和平板检修闸门各一扇;泄洪闸为3孔,孔口尺寸6.00m×7.00m(宽×高),各设一扇弧形工作闸门,共用一扇平板检修闸门。闸室顺水流方向长35.00m,闸室边墩厚2.50m,中墩厚3.50m和3.00m,缝墩厚4.50m,闸底板厚3.50m,底板高程均为2553.00m,最大闸高27.00m。闸前设置10.00m长钢筋混凝土铺盖,其中泄洪闸前铺盖厚3.00m,冲沙闸及取水口前铺盖厚1.50m~3.00m,铺盖顶高程为2553.00m。闸室下游设扩散状钢筋混凝土护坦,长60.00m,底板厚3.00m,护坦底板高程为2549.00m,其后接25.00m长的混凝土柔性海漫。在冲沙闸和1#泄洪闸之间的闸墩上游设置一道束水墙,长35.00m,墙顶高程2562.00m,顶宽2.00m。44
1.1.1左、右岸挡水坝段左、右岸连接坝段均为混凝土重力坝,坝顶高程2574.00m,最大坝高24.50m,坝顶宽度均为12.00m。左岸连接坝段长为18.30m,设2个坝段,均建基于基岩上。右岸连接坝段长为19.90m,设2个坝段,分别建基于砂卵砾石层和基岩上。泄洪闸和冲沙闸检修门储门槽均设在左岸挡水坝段内。为满足生态放水要求,在右岸连接坝段设置一根φ55cm的泄水钢管,穿过连接坝段出口于护坦斜坡段边墙上。1.1.2取水口取水口为直立岸塔式,采用侧向取水的布置型式,建于基岩上,闸顶高程为2574.00m。取水口拦污栅闸为3孔布置,单孔净宽8.00m,孔口内设置一道工作拦污栅及机械清污系统。进水闸为胸墙式,底板高程2551.50m,设有一道平板工作闸门。取水口拦污栅闸与进水闸间为长9.00m的渐变段,底坡1:2。取水口上游侧设置清污平台,其上游侧用重力式导墙引导、平顺水流,并与岸坡相接。1.1.3引水防沙、排沙设计木里河属于山区多泥沙河流,引水防沙问题突出。为了解决好引水防沙问题,设计在首部枢纽布置中采取以下几项措施:根据闸址处地形条件,将取水口置于河床右岸,紧靠取水口布置一孔冲沙闸和三孔泄洪闸,采用“侧向取水,正向排沙”的布置形式。取水口底坎高程在满足取水口引用流量及过栅流速要求的前提下,尽量抬高,选定为2556.00m,前缘设2.00m高的坎,高出冲沙闸底板5.00m,使取水口前缘形成一道拦沙坎,以拦截推移质,防止其进入取水口。在冲沙闸和泄洪闸之间的闸墩上游和喇叭口中部设一道纵向束水导墙,使之与取水口前缘拦沙坎之间形成两个喇叭型冲沙槽,利用坎、墙之间的狭道束水攻沙,并通过冲沙闸排向下游,以保证取水口前“门前清”。在束水导墙和取水口之间设置一道斜向的拦沙坎,拦截较大的推移质,使进入到取水口前的推移质尽量减少。经模型试验表明,沙湾水库在采用合理水沙调度方式下,“以库代池”是合理可行的。44
1.1.1河道整治及岸坡保护根据地形、地质条件,结合引水防沙及抗冲的要求,在右岸取水口上游侧设置混凝土导水墙与右岸岸坡相接,下游端与取水口清污平台相连,墙顶高程2565.50m,以改善取水防沙条件,对导水墙上游侧采用大块石压坡护脚。海漫下游的两岸边坡,左岸基岩裸露,右岸在海漫末端出口处为覆盖层。为使海漫末端的下泄水流归槽效果好,防止对两岸的淘刷,左岸采用贴坡式混凝土挡墙归顺下泄水流,右岸采用重力式混凝土挡墙进行护坡,挡墙末端与右岸基岩相接,并用大块石对海漫下游右岸坡脚进行保护。闸址区河谷狭窄,两岸自然边坡高陡,坡高达100~200m以上,坡度50°~70°,地层岩性为变质石英砂岩。两岸自然坡体整体基本稳定,但裂隙将岩体切割成的楔型块体,由于卸荷、风化及自重作用,局部岩(块)体易产生崩塌。为防止两岸风化岩块脱落威胁大坝安全,设计要求须将近坝危岩块撬掉,对近坝两岸首部枢纽建筑物范围内表面裂隙发育的边坡进行锚喷支护。锚杆采用Ф25,L=5m、6m及8m的系统锚杆,其间、排距为2.0m,梅花型布置。对破碎岩体边坡增加挂网喷混凝土支护措施,钢筋网采用Ф6@20×20cm。1.2建筑物稳定及应力计算按照《水闸设计规范》(SL265-2001)的规定,对闸坝采用抗剪强度公式进行抗滑稳定计算,基底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:K=(式5-1)基底应力计算公式:(结构布置及受力情况对称)(式5-2)(结构布置及受力情况不对称)(式5-3)不均匀系数计算公式:(式5-4)44
闸坝稳定、应力计算工况及荷载组合见表5.4。抗滑稳定及基底应力计算工况及荷载组合表表5.4荷载组合计算情况荷载说明自重水重静水压力扬压力淤沙压力波浪压力地震荷载基本组合施工完建√未计入地下水扬压力正常蓄水√√√√√√按正常蓄水位计算设计洪水√√√√√按设计洪水位计算特殊组合检修√√√√√√按正常蓄水位计算校核洪水√√√√√按校核洪水位计算地震√√√√√√√正常蓄水位+地震根据拦河闸坝布置,分别对冲沙闸与1#泄洪闸段、2#与3#泄洪闸段和接头挡水坝段进行计算。闸坝抗滑稳定及基底应力计算成果见表5.5。计算结果表明,拦河闸坝的抗滑稳定安全系数在各种工况下均满足规范要求,基底应力及其不均匀系数也满足地基承载力和规范的要求。闸坝抗滑稳定及基底应力计算成果表表5.5建筑物荷载组合计算组合安全系数基底应力(MPa)允许值计算值下游角点上游角点[R]不均匀系数2#、3#泄洪闸段基本组合正常蓄水1.202.270.3230.2390.40~0.50(地基加固处理后)1.35设计洪水1.208.220.2500.2631.06施工完建0.2460.3541.44特殊组合校核洪水1.15.710.2280.2721.19正常挡水+地震1.051.950.3480.2131.63检修工况1.12.230.3280.2221.481#泄洪闸及冲沙闸段基本组合正常蓄水1.202.130.2870.1971.45设计洪水1.209.230.2110.2361.12施工完建0.2080.3011.45特殊组合校核洪水1.15.230.1990.2381.20正常挡水+地震1.051.840.3090.1751.77检修工况1.12.090.2910.1831.59接头挡水坝段基本组合正常蓄水1.202.70.5320.3381.58设计洪水1.2051.80.3050.4291.40施工完建0.2910.5701.96特殊组合校核洪水1.17.50.3580.3631.01正常挡水+地震1.052.30.5660.3031.87检修工况1.12.70.5320.3381.58注:[R]为闸坝建基面允许承载力。44
1.1泄流能力拦河闸由1孔冲沙闸、3孔泄洪闸组成,泄洪闸和冲沙闸孔口均为胸墙式,闸底板高程均为2553.00m,闸孔尺寸分别为6.00m×7.00m和4.00m×10.00m(宽×高),其泄洪标准为:设计洪水流量(P=1%)Q=1260.00m³/s校核洪水流量(P=0.2%)Q=1500.00m³/s泄洪闸、冲沙闸的泄流计算根据闸前水头与闸孔尺寸按宽顶堰流(当e/H≥0.65时)或孔流(当e/H<0.65时)计算,即当e/H≥0.65时(堰流公式)(式5-5)当e/H<0.65时(孔流公式)(式5-6)闸孔泄流能力计算成果见表5.6:泄流能力计算成果表(停机敞泄排沙)表5.6洪水频率(%)流量(m3/s)上游水位(m)下游水位(m)流量分配冲沙闸(m3/s)泄洪闸(m3/s)电站引用流量(m3/s)3.3310702562.752557.901958750112602565.502558.2028197900.215002568.302558.6938211180由计算结果可以得出:拦河闸坝泄流能力满足要求。宣泄设计洪水时上游最高水位为2565.50m,相应下游水位为2558.20m;宣泄校核洪水时上游最高水位为2568.30m,相应下游水位为2558.69m。在上游水位为正常蓄水位2572.00m及汛期限制运行水位2565.00m时,闸门不同开度的泄流能力见表5-7:(在汛期限制运行水位2565.00m,冲沙闸开度为7m~9m间,冲沙闸过流状态为孔流~堰流的过度段,需关注。其余均为孔流状态。)1.2消能防冲设计根据《水闸设计规范》(SL265-2001),本工程下游消能防冲按30年一遇洪水标准设计,洪水流量Q=1070m3/s。根据《水闸设计规范》(SL265-2001)采用下述公式计算:(式5-7)44
闸门开度~泄流量关系计算成果表表5.7上游水位(m)闸门开度(m)冲沙闸泄量(m3/s)1孔泄洪闸泄量(m3/s)备注正常蓄水位2572.00163.5395.302572.002123.97185.962572.003181.24271.852572.004235.22352.832572.005285.79428.692572.006332.78499.162572.007375.96563.942572.008415.07/2572.009449.78/2572.0010479.64/汛期排沙运用水位、死水位2565.00149.7874.662565.00295.60143.402565.003137.27205.902565.004174.47261.712565.005206.78310.172565.006233.57350.352565.007253.92380.882565.008262.28/2565.009262.28/2565.0010262.28/冲刷坑深度取决于闸室后护坦末端的单宽流量、下游水深和河床的不冲流速,参照其它工程经验,取河床允许不冲流速[ν0]=2.0m/s。经计算,30年一遇洪水情况下护坦末端冲坑深度小于5.0m。护坦末端防冲齿槽深度达到6.0m,并经水工模型试验验证,满足冲刷深度要求。设计从有利于冲沙考虑,出闸水流采用急流与下游河道衔接的方式,护坦采用扩散状钢筋混凝土结构,底板高程2549.00m,厚3.00m,长60.00m,坡段纵坡为1:4。护坦末端设6.00m深的防冲齿槽,其后设25.00m长的柔性混凝土海漫保护区,并在海漫末端施工开挖预留槽内抛填大块石保护。泄洪闸、冲沙闸闸室底板和闸室底板以上1.50m高度范围内的闸墩采用12mm厚钢板保护。上游铺盖、下游护坦表面采用0.40m厚的C40HF耐磨混凝土保护。44
1.1水库运行及闸门开启方式汛期(6~10月)水库水位维持在汛期排沙运用水位2565.00m运行,并不定期停机敞泄冲沙;非汛期(11月~翌年5月)水库进行日调节,水库水位在正常蓄水位2572.00m和死水位2565.00m之间变动。汛期正常情况下,闸前水位控制在汛期排沙运用水位运行,让入库泥沙在库内淤积,引水水流的含沙量将有所减少。当取水口前沿淤积床面高程接近取水口底坎高程时,利用电站日负荷低谷期,开启冲沙闸、泄洪闸,敞泄冲沙,造成库内强烈的溯源冲刷,恢复调沙库容,冲沙时间为6h。另外洪水过程中入库含沙量及推移质输沙率较大,且库内流速相对较大,水库沉沙效果相对较低,可采用停机避沙峰敞泄冲沙。避峰流量为500m3/s。经分析电站每年平均避峰敞泄冲沙约3天,并在汛期不定期敞泄冲沙4次,每次敞泄冲沙6h,全年总计停机敞泄冲沙历时约96h。汛期当入库流量小于500m3/s,为宣泄富余流量和调节水库水位,应首先局部开启冲沙闸,随着下泄流量的增大,应按顺序开启1#泄洪闸(靠近冲沙闸一孔)、2#泄洪闸(中间一孔)、3#泄洪闸(靠左岸一孔)。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2#泄洪闸,再开启1#、3#泄洪闸,待闸前水位低于进水口前拦沙坎高程2558.00m后,最后开启冲沙闸。1.2防渗设计及基础处理1.2.1闸基渗流计算根据《水闸设计规范》(SL265-2001),结合地质资料确定出口段可能发生的破坏形式为流土破坏。沙湾水电站闸址覆盖层为砂卵砾石、砾石砂、含漂(块)砂卵(碎)砾石等组成,水平段允许渗流坡降为0.12~0.15,出口段允许渗流坡降为0.45~0.50。考虑渗流出口处设滤层时,水平段允许渗流坡降为0.156~0.195,出口段允许渗流坡降为0.585~0.65。闸基、两岸渗透稳定渗流量小于枯水期多年平均来水量的1%。设计采用北京理正渗流分析软件,按平面二维渗流模型采用有限元方法进行计算。分别选取泄洪闸和冲沙闸2个典型剖面进行计算分析,防渗墙最大深度按25m(悬挂式)考虑。上游水位2572.00m,下游水位2549.00m。渗流计算参数见表5.8,基础渗流计算成果见表5.9。44
覆盖层渗流系数计算取值表5.8地层代号土体名称地质建议渗透系数(cm/s)允许坡降渗透系数计算取值(cm/s)第④层含漂砂卵砾石层4×10-1~10-10.10~0.132.5×10-1第③层含卵砾石砂层10-3~10-25.5×10-3第②层含漂砂卵(碎)砾石层10-4~10-30.12~0.151×10-3渗流计算成果表表5.9部位防渗墙深度(m)闸基水平段渗流坡降平均值出口段渗流坡降值总渗流量(m3/s)允许值(地质提供)计算值允许值(水闸规范)计算值允许值计算值泄洪闸剖面250.12~0.150.06~0.090.45~0.500.15~0.210.4220.1冲沙闸剖面250.12~0.150.03~0.090.45~0.500.13~0.17说明:表中渗流坡降允许值未考虑护坦底部反滤排水的作用。计算结果分析表明,坝体基础各覆盖层的计算渗流坡降均小于基础允许渗透坡降,且具有一定的安全裕度,闸基抗渗稳定性满足要求。计算的总渗漏量也远小于多年平均枯水期流量的1%。但考虑到基础的不均匀性和不确定性以及计算分析中一些计算假定与实际情况的差异,为工程安全起见,闸坝防渗墙仍选用全封闭式方案,最大深度约30.00m。1.1.1防渗设计由于闸室最大高度达到27.00m,地震烈度为Ⅶ度,闸、坝河床覆盖层基础防渗采用全封闭式混凝土防渗墙,墙厚0.8m,防渗墙伸入基岩1.00m,最大深度约30.00m,两岸坝肩防渗采用基岩帷幕灌浆。防渗墙布置在拦河闸底板上游齿槽下,并经挡水坝向两岸延伸与两岸坝肩的基岩灌浆帷幕相连接。灌浆帷幕封闭中等不透水地基,根据地质渗透剖面图及建筑结构布置,灌浆帷幕顶高程为坝顶高程2574.00m,左岸利用帷幕灌浆平硐向山体内延伸长32.00m,右岸利用上坝交通洞兼作帷幕灌浆平硐向山内延伸24.5m,向下封闭相对中等不透水地基。帷幕灌浆孔原则上采用间距2m44
孔布置,分三序孔施工,防渗要求达到灌浆后岩石渗透率小于5Lu,如达不到防渗要求,需施工错开布置的第二排灌浆孔(下游排距1m)。最终使闸基防渗墙与左、右岸灌浆帷幕形成全封闭的防渗体系。经计算分析,闸基计算渗透坡降小于基础允许渗透坡降,渗流量远小于多年平均枯水期流量的1%,满足工程需要。1.1.1基础处理首部枢纽河床覆盖层冲积堆积的含漂砂卵(碎)砾石②层、冰水堆积的含漂砂土卵(碎)砾石①层,粗颗粒基本构成骨架,承载力较高,③、④层结构较为松散,尤其是③层含卵砾石砂层,承载力低,仅0.10~0.13MPa,第④层含漂砂卵砾石层承载力仅0.20~0.30MPa,不能满足建筑物地基承载力要求。由于各层结构存在不均匀性及层与层之间的差异较大,闸基存在不均匀变形稳定问题。且闸址区连续分布③层含卵砾石砂层,厚度3~6m,埋深5~8m。据钻孔取样物性试验和颗分资料,主要以中细砂为主,次为粉砂和粘粒。地质初判和复判在发生Ⅶ度地震时该层存在液化的可能。闸址区河床覆盖层较深,闸基坐落在冲积堆积的第④层含漂砂卵砾石层上。第①层结构较密实,第③层以细颗粒为主,渗透性相对较弱,第②、④层结构较为松散,具强~极强透水性,闸基无相对隔水层,故闸基存在渗漏及渗透变形稳定问题。为改善地基应力分布,减小闸基不均匀沉降,防止③层含卵砾石砂层液化及变形,提高基础承载力,设计采用高压旋喷灌浆技术对闸首建筑物地基进行加固处理,其中闸室段及其上游取水口采用梅花形布置,间排距2.5×2.5m;对护坦段采用矩形布置,间排距4.0×4.0m。在高压旋喷施工中,对施工技术要求,除按相关规程、规范执行外,设计推荐采用二重法旋喷灌浆施工,相应的水灰比为1:1~1.5:1,其相应浆液密度分别为1.5g/cm3和1.37g/cm3,施工参数据现场地质条件及试验确定。处理后地基应达到以下技术指标:对梅花形布置,间排距为2.5×2.5m的区域,渗透系数K≤1×10-4cm/s;地基承载力[R]≥0.5Mpa;对矩形布置,间排距为4.0×4.0m的区域,地基承载力[R]≥0.25Mpa。旋喷桩底部穿过第③层深入第②层1m。1.2水库下闸蓄水要求(1)若水库在汛期(6月~10月)蓄水,要求水库蓄水位分两级上升到汛限水位(汛期排沙运用水位)2565.00m:第一级水位上升到2559.00m,第二级水位上升到2565.00m。如水库在非汛期(11月~翌年5月)蓄水,要求闸前水位分三级上升到正常蓄水位2572.00m:第一级水位上升到2559.00m,第二级水位上升到2565.00m44
,第三级水位上升到2572.00m。水库水位的控制,可以根据来流量情况按运行要求以闸孔最佳开启程序进行。以上分级蓄水水位可根据隧洞冲水要求等实际情况进行调整。(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、垂直位移进行监测,并测量测压管水位,监测次数及读数要求按监测技术要求进行,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。(4)观察闸下游护坦排水设施的水量变化和下游两岸山坡有无渗漏水,或原地下水变化情况,以及建筑物渗漏水情况,并作记录。(5)对于闸坝挡水承载后的变位要求,设计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,并分析产生原因,研究处理措施。(6)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,并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。1.1评价意见及建议1.1.1评价意见(1)沙湾水电站装机240MW,水库总库容316万m3,工程等级为Ⅲ等,枢纽主要建筑物按3级设计,次要建筑物按4级设计。首部枢纽挡水建筑物的校核洪水标准为500年一遇,相应流量为1500m³/s;设计洪水标准为100年一遇,相应流量为1260m³/s;消能防冲设计洪水标准30年一遇,相应流量为1070m³/s符合《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全准则》(DL5180-2003)的规定。(2)首部枢纽布置根据地形地质条件和泄洪冲沙、引水发电要求,采用“正向泄洪冲沙,侧向引水”的枢纽布置方案是合适的。1孔冲沙闸和3孔泄洪闸布置在主河床,进水口侧向布置在河床右岸。44
(3)计算的泄洪闸、冲沙闸泄洪能力满足要求。过闸水流采用斜坡护坦急流方式加护坦末端深齿槽并设海漫保护的衔接方式基本可行。泄洪闸、冲沙闸闸室底板及闸室底板以上1.50m高度范围内的闸墩采用12mm厚钢板保护,在上游铺盖及下游护坦表面采用厚0.40m的C40HF耐磨混凝土保护的抗冲耐磨防护措施是合适的。(4)经设计计算,泄洪冲沙闸(共分为两个闸段,均建于经过高压旋喷灌浆加固处理的砂卵砾石层上)、左右岸挡水坝(左岸为2个坝段,均建基于基岩上,右岸为2个坝段,分别建基于经过高压旋喷灌浆加固处理的砂卵砾石层和基岩上)在各种工况下运行时,其稳定及应力均满足规范及加固处理后地基承载力要求。(5)取水口拦污栅闸建于经过高压旋喷灌浆加固处理的砂卵砾石层上,进水闸建于基岩上,最大闸高24.00m。拦污栅闸在运行中不挡水,且两侧压力也能保持基本平衡。进水闸在正常情况下不挡水且两侧基本平压,当工作闸门关闭隧洞放空检修时,进水闸挡水但闸室后坡为基岩,闸体受力直接传递到岩石上,自身稳定性很高。经计算分析,取水口的稳定应力均满足规程规范要求,是安全的。(6)闸基及左右岸挡水坝段基础覆盖层防渗采用全封闭砼防渗墙。左右岸坝肩防渗采用水泥灌浆帷幕防渗的闸基防渗方案可行,经渗流分析计算,闸基渗流稳定满足要求。(7)为改善地基应力分布,减小闸基不均匀沉降,防止地基砂层液化,提高基础承载力及抗渗稳定性,对拦河闸坝、取水口、上游导墙及护坦等部位的地基(主要是第③层和第④层)进行高压旋喷灌浆加固处理。经处理后的地基承载力经检测达到设计要求。1.1.1建议(1)鉴于闸基连续分布第③层含卵砾石砂层,存在埋深浅,分布范围广,承载能力低,主要成分以细砂为主的特点,设计采用高压旋喷灌浆对地基进行了处理,经检测,有效提高了复合地基允许承载力,但该层在设计阶段经地质初判和复判在发生Ⅶ度地震时存在液化可能,建议运行中加强监测。(2)在工程实际运行中,运行管理单位应根据实际情况,不断完善和调整水库沉沙的运行方式,完善更加适合于本工程的闸门开启和水库运行方式。特别是冲沙闸孔,在汛期限制运行水位2565.00m,闸孔开度为7~9m时,冲沙闸孔过流状态为孔流~堰流的过渡段,建议关注其流态。(3)闸址区河谷狭窄,两岸自然边坡高陡,虽然自然坡体整体基本稳定,设计也采取了相应的加固处理措施,但由于卸荷、风化及自重作用,为了防止两岸风化岩块脱落威胁大坝安全,建议运行期加强巡视检查,必要时采取工程措施加以处理。44
1工程安全监测根据《混凝土大坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)(以下简称规范)等相关规范的要求,结合本工程的实际情况,设计方对挡水建筑物进行了监测项目的设计布置。监测项目包括有水平位移、垂直位移、坝基扬压力、两岸绕坝渗流及环境量监测等。设计提出的技术要求全面、有效。1.1监测布置1.1.1位移监测在坝顶(闸)0+001.73轴线处,布置有一条引张线和静力水准线路,分别监测坝顶水平位移和垂直位移。引张线共布置有7个观测点,固定端设在左岸观测平洞内;张紧端和倒垂装置设于右岸观测房内。各仪器数据经集线箱通过计算机进行采集。在坝顶引张线测点附近设置有静力水准,包括左岸观测平洞内工作基点,共布置有9台静力水准仪。各仪器数据经集线箱通过计算机进行采集。1.1.2渗流监测为监测坝基扬压力工况,在泄洪闸、冲沙闸及相关坝段设有3个扬压力横向监测断面,共计10个测压管。为监测两岸绕坝渗流工况,右岸设有5个绕坝渗流观测孔,左岸设有4个绕坝渗流观测孔。以上测压孔均放置渗压计,通过信号线进行人工测读。1.1.3环境量监测为监测上、下游水位值,在上游进水口处及下游边墩各设一副水尺。1.2项目实施通过查阅相关资料和现场检查认为:本工程各项监测测点布置基本合理,满足《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)(以下简称“规范”)中对三等工程的监测要求;设计提出的监测技术要求全面、有效。84
实施后的监测项目和埋设部位基本符合设计要求,监测方法合理,满足规范要求;各项监测设施和设备的安装符合规范和设计要求,各项监测仪器均进行了埋设前后的检测和率定,其步骤均符合规范要求;安装后的各监测仪器和设备基本可靠。通过查阅相关自检报告和现场检查,具体评价结果如下:实施过程评价(1)引张线和静力水准仪的土建施工方法合理,各测点敷设牢固稳定;倒垂孔钻孔及设备安装方法合理,钻孔时按规范要求进行逐级测斜,有效孔径达到规范要求;左岸垂直位移工作基点设置在较为稳定的基岩上;仪器、设备的安装过程满足设计和规范要求,每支仪器在埋设前后均进行了精度检测和率定,已安装的传感器检测结果达到规范要求。各仪器均已进入试运行阶段。(2)坝基扬压力测压孔和绕坝渗流观测孔的土建施工方法合理,各测孔的钻孔、扫孔和安装均满足规范要求;各测压管已安装渗压计,其安装过程满足规范要求,每支仪器在埋设前后均进行了精度检测和率定,已安装的传感器检测结果达到规范要求。各仪器均已进入试运行阶段。(3)2011年12月日专家组到现场检查发现:引张线和静力水准仪已处于试运行阶段;各引张线测点浮船液体水位正常,引线自由摆动;静力水准仪外观良好;各测压孔孔口均设置有保护装置,可预防其它因素破坏和坝面积水倒渗;各监测仪器和设备的安装完成率达100%,完好率为100%。(4)各环境观测项目设置明确。水位尺清晰可视;各项设施和仪器运行正常。1.1成果观测1.1.1水平位移2011年3月27日,在完成全部引张线安装调试工作的同时,通过人工测读取得了坝顶水平位移初始值。水平位移初始值详见表6.1。(初始值取为0是怎样计算出来的?)水平位移初始值表6.1编号日期EX1EX2EX3EX4EX5EX6EX711-11-21-0.11-1.500.85-0.98-1.411.963.8284
1.1.1垂直位移2011年3月27日,在完成全部静力水准仪安装调试工作的同时,通过测读仪器取得了坝顶垂直位移初始值。垂直位移初始值详见表6.2。(初始值取为0是怎样计算出来的?)垂直位移初始值表6.2编号时间SL1SL2SL3SL4SL5SL6SL7SL8SL911-11-21-1.170.342.121.932.151.790.160.680.041.1.2坝基扬压力坝基扬压力测压孔自2010年10月28日和2011年3月7日完成全部安装工作后,均先后开始了孔内水位的测读。测值详见表6.3。至2011年4月21日止,各测孔水位基本保持在同一高程,其过程曲线呈水平状。详见图6-1。84
测压孔监测成果表表6.3编号时间UP1(m)UP2(m)UP3(m)UP4(m)UP5-1(m)UP5-3(m)UP6(m)UP7(m)UP8(m)UP9(m)UP10(m)UP11(m)2010/10/282523.002521.022010/11/72545.042522.952520.852544.642543.582542.132010/11/142544.742521.532520.662544.312543.252541.842010/11/212544.662521.452520.612544.232543.172541.762010/11/282544.522521.302520.462544.092543.032541.622010/12/72544.472521.252520.412544.042542.842541.572010/12/142544.472521.302520.412544.012542.812541.602010/12/212544.452521.232520.382543.982542.762541.552010/12/282544.452521.252520.412543.962542.762541.532011/1/72544.452521.252520.412543.962542.762541.532011/1/142544.212521.052520.292543.902542.702541.512011/1/212544.102521.002521.692543.772542.652541.402011/1/282544.052520.932520.162543.692542.592541.332011/2/72543.982519.152519.452543.632542.562541.172011/2/142543.292520.802519.992542.982541.742540.66 2011/2/212543.932520.752519.942543.502542.512541.062011/2/282543.952520.762519.942543.472542.512541.062011/3/72543.032544.502543.952520.762519.942543.472531.052542.512540.952544.452531.002011/3/142543.012544.452543.882520.732519.892543.442531.052542.482540.952544.452531.032011/3/212543.012544.452543.882520.752519.892543.442531.052542.482540.952544.482531.032011/3/282543.012544.212544.002520.932520.162543.582530.872542.542541.112544.772531.002011/4/72543.962544.242544.242521.132520.382543.792531.122542.782541.312544.972531.002011/4/142543.362544.212544.102521.152520.332543.662530.952542.652541.202544.952531.032011/4/212543.392544.262544.142521.132520.362543.712530.972542.702541.262544.972531.0384
图6-1.1坝基扬压力测压孔水位过程曲线图图6-1.2坝基扬压力测压孔水位过程曲线图1.1.1绕渗孔监测成果两岸绕坝渗流观测孔自2011年3月7日完成全部安装工作后,便开始进行了孔内水位的测读。测值详见表6.4。至2011年4月21日止,各测孔水位基本保持在同一高程,其过程曲线呈水平状。详见图6-2。左、右绕渗孔监测成果表表6.4设计编号RK1RK2RK3RK4RK6RK7RK8RK9RK10观测时间水位水位水位水位2542.972542.002541.032529.052528.032011/3/72544.002543.822543.842542.402542.972542.032541.032529.052528.032011/3/142543.972543.822543.842542.402542.972542.022541.022529.052528.032011/3/212543.972543.822543.832542.402542.862541.972540.942529.132528.082011/3/282543.862543.762543.702542.372543.122542.002541.162529.342528.302011/4/72544.082543.872543.892542.452543.062541.942541.082529.242528.222011/4/142543.972543.872543.862542.452543.142541.892541.112529.292528.272011/4/212544.002543.932543.892542.592542.972542.002541.032529.052528.0384
图6-2.1左、右岸绕坝渗流过程曲线图图6-2.2左、右岸绕坝渗流过程曲线图1.1评价意见及建议1.1.1评价意见(1)监测项目的设计布置满足《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)对三级水工建筑物的监测要求;设计提出的监测技术要求全面、有效。(2)各监测仪器及设施的安装管理和质量控制满足设计和规范要求;实施后的监测项目和测点位置基本符合设计要求。(3)各项监测仪器的数据采集方法合适;各项监测仪器和设备均在蓄水前取得初始值;各项观测成果有效。(4)现场检查发现:主要水工建筑物结构完好,无破坏现象。1.1.2建议(1)由于左岸边坡存在不稳定性,所以,应加强左岸边坡的观测和人工巡视工作,发现问题及时处理。84
(2)运行方应加强闸坝安全监测和巡视检查工作,规范管理,发现问题及时处理。84
1金属结构1.1慨述木里沙湾水电站首部枢纽金属结构包括泄水建筑物、引水建筑物两部分的闸门、拦污栅和启闭设备,有闸门门叶、拦污栅栅叶共10扇,门槽、栅槽埋件12套,储门槽埋件1套,启闭设备7台(含1套清污抓斗)。工程设计单位为中国水电顾问集团成都勘测设计研究院;闸门及拦污栅设备由自贡东方水利机械有限责任公司制造,闸门及拦污栅设备、液压启闭机设备由湖北水总水利水电建设股份有限公司承担安装。由四川二滩国际工程咨询有限责任公司承担安装监理;闸门及拦污栅设备、液压启闭机设备由中广核亚王木里县沙湾电力有限责任公司承担驻厂监造。1.2金属结构设计及设计变更1.2.1泄水建筑物的闸门和启闭设备泄水建筑物由3孔泄洪闸和1孔冲砂闸组成。闸顶平台高程为2574.00m,水库正常蓄水位2572.00m,设计洪水位2565.50m,校核洪水位2568.30m。1.2.1.1泄洪闸的闸门和启闭机泄洪闸位于拦河闸左侧,共3孔,其主要作用是洪水期泄洪,工作闸门选用弧形闸门。为检修和维护工作闸门,在工作闸门前面设置检修闸门,3孔共用一扇门叶。(1)工作闸门工作闸门底坎高程为2553.00m,孔口尺寸6×8-19(宽×高-水头)m。支铰高度9m,与孔口高度的比值约为1.29,面板曲率半径为13m,与孔口高度的比值约为1.86。门叶两侧各装3套侧向滑块装置,顶主止水为P型圆头橡塑水封、转铰式止水水封和侧止水为P型方头橡塑水封,底止水为条形橡胶水封。工作闸门为双主横梁直支臂结构,主横梁及支臂均为箱型结构,门叶结构主要材料为Q345B,门叶部分沿高度分为3段制造、运输,A字型支臂分2个单元制造、运输,门叶和支臂在工地安装时分别焊接为整体后用螺栓联接。支铰材料为ZG50Mn2铸钢,铰轴材料为40Cr锻钢,铰轴直径260mm,支铰轴承采用GEW260HFZ5-2RS球面自润滑关节轴承。84
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。闸门由行程为5.6m的2×800kN悬挂后拉式液压启闭机操作。油缸上铰点与在埋设在闸墩内上部支座相连,油缸活塞杆的下端与闸门边梁腹板上的吊耳相连,上铰点中心高程2566.20m。油缸可通过坝顶630/80kN单向门机的副起升机构起吊,在坝顶平台进行检修。液压泵房布置在孔口左闸墩上,泵房高程为2574.00m,液压站设两台油泵电机组,正常工作时一台工作,一台备用。泄洪工作闸门液压启闭机可现地操作,也可在大坝中控室集中控制。门槽埋件主要材料Q345B,底坎为工字钢焊接钢板断面,侧轨上侧止水不锈钢座面为嵌入式,可减轻泥沙及水流对不锈钢座面的磨损及冲蚀。水封座板材料为1Cr18Ni9。(2)检修闸门检修闸门底坎高程为2553.00m,闸门按正常蓄水位2572.00m设计,孔口尺寸6×8.4-19(宽×高-水头)m。封水宽度6.12m,封水高度8.5m,闸门面板和止水设在下游侧。门叶设置有导向侧轮和反向滑块。门叶结构的主要材料为Q345B,型钢材料Q235B,支承滑道采用增强(填充)四氟板材-NL150滑道。闸门分3节制造和运输,下两段闸门在工地焊接成整段,上下节的节间采用连接板和销轴活动连接。顶、侧水封采用P60A橡塑水封,底止水为条形橡胶水封。门槽型式采用设计规范推荐的Ⅰ型门槽,门槽宽度为1000mm,门槽深度为600mm,宽深比为1.67。闸门为静水启闭,启门前,先将上节门叶提起100mm进行节间充水(启闭机的高度显示仪可预置该开度),在上、下游水位差小于3m时提起整扇门叶。检修闸门平时存放在大坝左侧冲砂闸、泄洪闸检修闸门及拉杆储门槽内,由总扬程为11m的坝顶630/80kN单向门机通过拉杆操作。门机轨距6m,轨上扬程9.5m。1.1.1.1冲砂闸的闸门和启闭机冲砂闸位于泄洪闸的右侧,共一孔,设置一扇弧形工作闸门和一扇平面滑动检修闸门。(1)工作闸门工作闸门底坎高程为2553.00m,闸门按正常蓄水位2572.00m设计,孔口尺寸8×11-3(宽×高-水头)m,共3孔。支铰高度11.5m,与闸门高度的比值约为1.15,面板曲率半径为16m84
,与闸门高度的比值约为1.6。门叶两侧各装3套侧向滑块装置,顶主止水为P型圆头橡塑水封、转铰式止水水封和侧止水为P型方头橡塑水封,底止水为条形橡胶水封。工作闸门为主纵梁直支臂结构,主纵梁为工字型结构,支臂为箱型结构,门叶结构主要材料为Q345B,门叶部分整体制造、运输,A字型支臂分2个单元制造、运输,支臂在工地安装时焊接为整体后与门叶用螺栓联接。支铰材料为ZG50Mn2铸钢,铰轴材料为40Cr锻钢,铰轴直径240mm,支铰轴承采用GEW240HSFZ5-2RS自润滑球面滑动轴承。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。闸门由行程为6.8m的1250kN悬挂后拉式液压启闭机启闭机操作。油缸上铰点与锚固在孔口上方支承横梁内的油缸支座相连,上铰点中心高程2571.50m。油缸可通过坝顶630/80kN单向门机的副起升机构起吊,在坝顶平台进行检修。液压泵房布置在孔口右闸墩上,泵房高程为2574.00m,液压站设两台油泵电机组,正常工作时一台工作,一台备用。冲砂闸门液压启闭机可现地操作,也可在大坝中控室集中控制。门槽埋件主要材料Q345B,底坎为工字钢焊接钢板断面,侧轨上侧止水不锈钢座面为嵌入式,可减轻泥沙及水流对不锈钢座面的磨损及冲蚀。水封座板材料为1Cr18Ni9。(2)检修闸门检修闸门底坎高程为2553.00m,闸门按正常蓄水位2572.00m设计,孔口尺寸8×11-3(宽×高-水头)m,共3孔。封水宽度4.12m,封水高度11.5m,闸门面板和止水设在下游侧。门叶设置有导向侧轮和反向滑块。门叶结构的主要材料为Q235B,型钢材料Q235,支承滑道采用增强(填充)四氟板材-NL150滑道。闸门分3段制造和运输,下两段门叶在工地焊接成整体,上下节的节间采用连接板和销轴活动连接。顶、侧水封采用P60A橡塑水封,底止水为条形橡胶水封。门槽型式采用设计规范推荐的Ⅰ型门槽,门槽宽度为850mm,门槽深度为600mm,宽深比为1.42。门槽埋件主要材料Q235,底坎、顶楣为工字钢与钢板焊接的板梁结构,主轨为工字钢与钢板的焊接结构,滑道轨道面贴焊5mm厚1Cr18Ni9,水封座板为1Cr18Ni9。反轨分别为型钢、型钢和钢板的焊接结构。闸门为静水启闭,启门前,先将上节门叶提起100mm进行节间充水,在上、下游水位差小于3m84
时提起整扇门叶。检修闸门平时存放在大坝左侧冲砂闸、泄洪闸检修闸门及拉杆储门槽内,由总扬程为11m的坝顶630/80kN单向门机通过拉杆操作。与泄洪闸检修闸门共用一台门机。1.1.1引水建筑物的拦污栅、闸门和启闭设备引水建筑物由取水口、进水口组成。正常蓄水位2572.00m,设计水位2565.50m,校核水位2568.30m。1.1.1.1取水口拦污栅、启闭机及清污设备取水口位于河流的右岸,设置拦污栅3扇,底坎高程为2556.00m。孔口尺寸8×11-3(宽×高-水头)m,共3孔。拦污栅栅叶分3节制造,节间采用连接板和销轴活动连接。每节设两根焊接工字形主梁,栅叶结构主要材料为Q345B,支HD-FZ8(II)滑道。栅槽主要材料为Q235B,主轨为工字钢与钢板的焊接结构,滑道轨道面贴焊5mm厚1Cr18Ni9。底坎为工字钢,反轨为槽钢。拦污栅为静水启闭,由设置在高程为2585.00m的排架上的2×250kN桥车式启闭机通过平衡梁及拉杆操作。当拦污栅因污物堵塞,上、下游水位差达到1m时,必须立即清污。拦污栅前设置有清污抓斗用的导槽,清污抓斗的启闭由2×250kN桥式启闭机操作。在取水口的右侧,设有弃污平台。清污抓斗采用全跨式,可在不停机情况下安全清污。1.1.1.2进水口的闸门及启闭机引水隧洞进水闸位于拦污栅后约13m处,设置工作闸门一扇,底坎高程为2551.50m。孔口寸7×7-20.5(宽×高-水头)m。工作闸门为潜孔平面定轮闸门,面板及止水设在上游侧,整扇门叶共装8套侧轮装置。门叶结构主要材料为Q345B,分3段制作,工地焊接成一整体。定轮直径Φ700mm,材料ZG50Mn2铸钢,轴材料为40Cr锻钢,定轮轴直径160mm,轴套结构为FZ-8钢基改性聚甲醛复合轴套。顶、侧水封采用P60A橡塑水封,底水封为条形橡胶水封。门槽型式采用设计规范推荐的Ⅰ型门槽,门槽宽度为1250mm,门槽深度为800mm,宽深比为1.56。门槽埋件除主轨外材料为Q235,主轨为Q345钢板与工字钢焊接的板梁结构,底坎、顶楣为Q235钢板与工字钢焊接的板梁结构。反轨为型钢,水封座板为1Cr18Ni9。闸门为动水启闭,小开度向引水隧洞内充水。闸门由扬程为25m84
的2×800kN固定卷扬式启闭机操作。启闭机设置在2584.50m高程启闭机房内,工作闸门平时锁定在工作门槽2574.00m高程的平台上,启闭机在现地进行操作。1.1闸门的供电、照明、控制和通信等系统1.1.1大坝供电和照明本电站首部采用三回独立电源供电,一回引自联络变35kV侧配电装置电源作为主供电源,另一回引自卡基娃施工变10kV作为备用电源,为提高首部供电的可靠性,另在0.4kV母线接一台300kW柴油发电机。根据负荷统计,31T、32T变压器容量选定315kVA。首部采用0.4kV电压等级供电,0.4kV侧为单母线接线,柴油发电机处于备用状态,仅在全部失电的情况下供首部泄洪时应急投入。初期大坝蓄水时,卡基娃施工变10kV作主供电源,在0.4kV母线接一台300kW柴油发电机作备用电源;正常运行时,引自厂区联络变35kV电源作主供电源,引自卡基娃施工变10kV作备用电源。在配电房、坝顶和各闸室按其运行需要设置工作照明和应急照明装置。首部下闸蓄水前应完成电气设备接地、配电、照明等工作,并应有相应的安装质量检查和验收资料以及对存在问题的处理结果记录,并应满足规程规范和设计要求。1.1.2闸门控制冲砂工作闸门及泄洪工作闸门能在现地的闸门控制柜上完成闸门的提升、下降和停止操作,并具备完整的现地监视信号,包括状态指示、位置指示、故障报警等信号,以及保护功能。在首部配电房设有闸门现地控制单元7LCU,可完成泄洪洞工作闸门、冲砂闸工作闸门的提升、下降和停止操作。闸门现地控制单元(7LCU)在与电站计算机监控系统脱网的情况下仍能独立运行,并完成其监控范围内的监控任务。1.1.3大坝通信电站厂房与电站闸首之间距离约20km,电站厂房与闸首通信采用光纤传输网络,传输标准为SDH,传输容量为STM-1155Mbit/s,并配置PCM设备,将沙湾电站交换机用户延长至电站首部,满足电站首部调度、行政管理通信的需要。84
1.1.1消防(1)首部配电室和首部柴油机消防首部配电室设二个出口,装有向外开启的乙级防火门,在每个出口配备2具手提式干粉灭火器(2A)。配电屏底部电缆孔洞用非燃材料封堵。柴油机紧靠首部配电室布置在有防爆隔墙的小间内,柴油机房的灯具采用防爆型,照明开关布置在室外,在向外开启的乙级防火门外配备2具手推车式磷酸铵盐干粉灭火器(55B)。(2)启闭机室及司机室消防卷扬式(含门机、桥式)启闭机(室)火焰危险性类别为戊类,耐火等级为三级。消防对象是电动机组,因此每台卷扬式(含门机、桥式)启闭机(室)设2具手提式磷酸铵盐干粉灭火器3A。4台卷扬式(含门机、桥式)启闭机(室)共设8具手提式磷酸铵盐灭火器3A,门机的消防措施是在机房和操作室共设2具手提式磷酸铵盐灭火器3A。液压启闭机火焰危险性类别为丁类,耐火等级为二级。每台液压启闭机(室)处设2具手提式磷酸铵盐灭火器89B,4台共8具。1.2金属结构安装和调试设备的制造厂均具有部颁金属结构设备生产许可证,出厂的产品有质量证明文件及产品合格证。在金属结构设备的制造过程中,业主方除派出驻厂代表外还先后派出工程技术人员、监理等到设备制造厂家检查设备制造进度和质量,经出厂验收合格的设备或单项产品运到工地后,组织设备供应商、监理和施工单位共同进行设备或单项产品现场交接验收。安装单位湖北水总水利水电建设股份有限公司建有较建全的质量保证体系,每项工程的施工图、安装工艺都有原始测量记录。各项安装工程安装前,向监理工程师提前交该项目的安装工艺措施,由监理工程师进行审批,然后按监理工程师批准后的工艺措施进行安装。安装完成经质检人员检测合格后报监理工程师复测和抽检,三级质量复测签字后再进入下道工序。整个工作过程规范,设备的制造和安装的质量基本得到了保障。安装施工及自检、试验均按照施工样图及有关设计文件、通知按《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》(DL/T5018-94)、《水利水电启闭机制造、安装及验收规范》(DL/T5019-94)、《水工金属结构防腐蚀》(SL105-95)、《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准金属结构及启闭机安装工程》(SDJ249.22-88)等执行。84
1#、2#、3#泄洪闸、冲沙闸、进水口闸门(拦污栅)和埋件全部安装以及启闭设备全部安装调试于2010年11月完成;监理工程师对安装质量的验收签证,是由施工单位自检合格,并向监理工程师呈报质量评定表,经监理工程师复查,对复查不合格的,要求进行返工处理,对闸门的门叶一、二类焊缝,在焊缝外观质量检查合格的基础上,要求施工单位按规格要求进行超声波探伤检查。监理工程师对金属结构设备安装施工质量按有关规定进行了评定,均达到合格标准,具体情况见统计表7.1。金属结构安装单元工程质量评定统计表表7.1序号单元工程名称一般项目实测点合格率(%)主要项目实测点合格率(%)优良项目占全部项目的%率评定结果备注12#进水口拦污栅槽100%100%100%优良2进水口工作门槽100%100%96%优良3进水口工作门叶100%100%100%优良41#进口水拦污栅体100%100%100%优良52#进口水拦污栅体100%100%100%优良6进水口清污抓斗100%100%100%优良71#泄洪闸弧形工作门叶100%100%96%优良82#泄洪闸弧形工作门叶100%100%96%优良93#泄洪闸弧形工作门叶100%100%96%优良101#泄洪闸弧形工作门门槽100%100%95%优良112#泄洪闸弧形工作门门槽100%100%95%优良123#泄洪闸弧形工作门门槽100%100%95%优良13泄洪闸检修闸门门叶100%100%100%优良141#泄洪闸检修闸门门槽100%100%100%优良152#泄洪闸检修闸门门槽100%100%100%优良163#泄洪闸检修闸门门槽100%100%100%优良17冲沙闸工作闸门门叶100%100%100%优良18冲沙闸工作闸门门槽100%100%100%优良19冲沙闸检修储门槽门槽100%100%100%优良20泄洪闸检修储门槽门槽100%100%100%优良21冲沙闸检修闸门门槽100%100%100%优良22冲沙闸检修闸门门叶100%100%100%优良231泄洪闸抗冲钢板100%100%100%优良243泄洪闸抗冲钢板100%100%100%优良84
25冲沙闸抗冲钢板100%100%100%优良26坝顶2×500KN单向门机100%100%96.40%优良272×2500KN液压启闭机100%100%96.50%优良281#弧门2×500KN固定卷扬式启闭机100%100%100%优良292#弧门2×500KN固定卷扬式启闭机100%100%100%优良303#弧门2×500KN固定卷扬式启闭机100%100%100%优良311000KN固定卷扬式启闭机100%100%100%优良322×250KN移动台车100%100%95%优良33移动式台车轨道安装100%100%95%优良34单向门机轨道安装100%100%95%优良351#进水口拦污栅槽100%100%100%优良金属结构安装工程质量监理工程师的总体评价:首部枢纽金属结构安装工程共计24个单元,工序检查验收合格率100%。单元工程评定全部合格,优良率达84%。满足设计及规范要求。2010年12月12日,“金属结构工程”和“启闭设备安装工程”两个分部工程均通过了分部工程验收工作组的现场检查验收,工程安装质量符合设计要求及《施工合同文件》中有关技术要求。1.1评价意见及建议1.1.1评价意见(1)本工程的闸门、拦污栅和启闭机等金属结构设计符合现行设计规范,布置合理、选型适宜,满足工程运行要求。(2)大坝由两个独立电源供电,另备一套柴油发电机作为应急电源,满足启闭设备及工程运行要求。大坝工作照明和应急照明能满足工程运行要求。(3)闸门启闭机的控制以及大坝通讯能满足工程运行要求。(4)闸门和启闭机的安装,有施工组织设计,安装工艺明确。各级质量检验有验收记录,监理单位负责过程中的质量监督,各单元工程质量经监理验收合格。(5)各部位的闸门安装、验收完毕,启闭机设备安装、调试、验收完毕。(6)闸门及启闭机已建立严格运行规程,可实现闸门及启闭机安全可靠运行。(7)本工程的闸门、拦污栅和启闭机等金属结构满足下闸蓄水条件。84
1.1.1建议(1)泄洪闸工作门孔口面积大且经常局部开启运行,所以应特别注意观察门叶振动情况。当泄洪闸工作门局部开启运行时,如发现强烈振动,应根据水流情况调整闸门的开启孔数和开度,以避免在强烈振动区运行。冲沙闸工作门局部开启运行时,亦注意观察门叶振动情况。(2)检查泄洪闸工作门水封漏水原因并及时处理。(3)严格执行已建立的各部位闸门及启闭机操作运行规程,加强设备的检测、维护和保养工作。84
1工程施工1.1原材料检测及质量评价沙湾水电站工程使用的原材料:水泥、钢筋、砂石骨料均由业主单位统一组织供应。水泥和钢筋的选购由业主在对生产厂家的生产规模和产品质量进行调查试验的基础上,经过技术、经济综合分析比较后选用的。混凝土外加剂委托中国水利水电第十工程局通过试验择优选购,在采购前试验方法及成果得到了监理工程师的确认。首部枢纽工程使用的砂石骨料由业主供应。对所有原材料进行质量控制,监理工程师进行抽查,不合格的材料严禁用于本工程。1.1.1水泥首部枢纽工程主要使用的水泥为P.O42.5R水泥。按照DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》要求进行了取样检验,共检测了137组,合格率为100%。检测成果详见下表:水泥物理性能检测成果统计表项目细度(%)凝结时间(min)安定性(试饼法)抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)初凝终凝3d28d3d28d规定值≤10≥45≤600合格≥3.5≥6.5≥17≥42.5组数137137137137137137137137最大值6.4175.0240.0合格7.110.438.564.4最小值1.0115.0155.04.87.625.450.6平均值3.1150.0202.05.89.030.355.3合格率100%100%100%100%100%100%100%100%结论:首部枢纽工程施工所用水泥各项指标均符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》标准要求。1.1.2钢筋按照DL/T5169-2002《水工混凝土钢筋施工规范》的要求进行了取样检验,对I级、II级钢筋共检测54组,合格率100%。检测结果各项指标均符合GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》、GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》、GB/T701-1997《低碳钢热轧圆盘条》、GB13013-1991《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》、GB1499.1-2008《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》标准要求。检测结果详见下表:84
钢筋力学性能试验检测成果统计表型号规格(mm)组数屈服强度(MPa)极限强度(MPa)延伸率(%)冷弯180°合格率(%)≥235I级≥335II级≥370I级≥490II级≥25I级≥16II级最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值光圆φ20128528028048048048028.026.027.0合格100月牙肋Φ1234402903706654505603018.523.0合格100Φ14138037037558057057521.520.021.0合格100Φ1633953753856005805852520.022.0合格100Φ2054103703856005805902220.021.0合格100Φ22439038038060058058023.519.020.5合格100Φ25114003503856005405802420.022.5合格100Φ281740035538561555059023.518.522.0合格100Φ32842039040060058059023.020.522.0合格100Φ36138038038054053553523.022.022.5合格100结论:对首部枢纽工程施工使用的钢筋各项指标进行检测,均满足规范DL/T5169-2002《水工混凝土钢筋施工规范》要求。首部枢纽工程钢筋焊接的种类主要有单面搭接焊。检测结果详见下表:钢筋焊接头检测成果统计表公称直径mm检测次数抗拉强度σb(MPa)质量标准最大值最小值平均值抗拉强度MPa断裂特征评定结果Ф161580565570490延性断裂合格Ф204600540575490延性断裂合格Ф225610525570490延性断裂合格Ф2517600520570490延性断裂合格Ф288630565595490延性断裂合格结论:按照DL/T5169-2002《水工混凝土钢筋施工规范》要求进行了取样检验,合格率100%。检测结果各项指标均符合GB50204-2002《混凝土工程施工质量验收规范》及JGJ18-2003《钢筋焊接及验收规范》标准要求。1.1.1砂石骨料首部枢纽工程使用的骨料为本地人工骨料,其中砂细度模数为2.3~3.0,粗骨料最大粒径为80mm,分成D20mm、D40mm、D80mm三级。按照DL/T5144-200184
《水工混凝土施工规范》要求进行了取样检验,检测结果详见下表。人工砂检测了106组,合格率为99%,人工砂有极少部分细度模数偏大,我们在拌合混凝土前做了适当调整,保证砂的细度模数达到合格标准。粗骨料检测了小石92组,中石92组,大石14组,合格率100%。人工砂检测结果统计表出产地检测项目细度模数含泥量(%)泥块含量(%)标准2.3~3.0≤3(≥C30和有抗冻要求的)≤5(<C30)不允许紫坪料场检测组数106106106平均值2.84/无最大值3.2/无最小值2.59/无粗骨料检测结果统计表规格检测项目泥块含量(%)超逊径含量(%)针片状含量(%)超径逊径标准不允许<5<10≤155mm~20mm组数92929256平均值03.37.02.5最大值05108.7最小值000.40.520mm~40mm组数92929255平均值03.24.54.4最大值04.99.912.6最小值000.6040mm~80mm组数1414148平均值02.31.73.6最大值05.02.96.8最小值00.70.41.5结论:用于本标工程的骨料各项指标均符DL/T5151-2001《水工混凝土骨料试验规程》标准要求。1.1.1混凝土掺合料首部枢纽工程使用的粉煤灰为攀枝花市利源粉煤灰制品有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰。试验依据DL/T5055-2007《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》、标准进行检测。对进场的粉煤灰进行细度、需水比、烧失量等各项指标进行抽样检验,检测了3组,检测结果详见下表,检测结果符合规范要求。84
粉煤灰物理性能检测成果表检测项目细度(%)需水比(%)三氧化硫(%)烧失量(%)国家标准Ⅰ级≤12≤95≤3≤5Ⅱ级≤25≤105≤3≤8Ⅲ级≤45≤115≤3≤15检测结果(Ⅱ级粉煤灰)组数3333最大值18.41010.34.2最小值15.0980.34.2平均值16.71000.34.2结论:经检测粉煤灰的细度、需水比、烧失量等各项检测结果符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》(DL/T5055-2007)的要求。1.1.1混凝土外加剂首部枢纽工程采用的外加剂有重庆富康混凝土外加剂有限公司的FK高效引气减水剂,试验依据DL/5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》、GB8076—1997《混凝土外加剂》标准进行检测。检测结果见下表:FK高效引气减水剂检测成果表检测项目减水率(%)含气量(%)外加剂掺量0.085%凝结时间(min)抗压强度比(%)初凝终凝3d7d28d规定植≥10>3-90~+120-90~+120≥115≥110≥100组数7661177最大值15.84.8+40+32135125109最小值13.64.0+35+32135112104平均值15.24.3+42+32135116106合格率100%100%100%100%100%100%100%结论:外加剂检测成果均符合GB8076—1997《混凝土外加剂》标准要求。1.1.2止水材料首部枢纽工程采用的止水带为河北衡水烨亨工程橡塑有限公司生产的橡胶止水带、荆州市鑫达钢材有限公司的铜止水,依据DL/T5215—2005《水工建筑物止水带技术规程》标准进行检测。检测结果见下表,检测成果符合规范要求。橡胶止水带检测成果表检测项目标准要求组数最大值最小值平均值单项判定硬度(邵尔A)60±52646162合格拉伸强度(MPa)≥151241620合格84
扯断伸长率(%)≥3801513444478合格撕裂强度(kN/m)≥301837177合格1.1.1原材料质量评价从本工程开工至2010年7月底,土建施工使用的主要原材料检测统计情况见下表。主要原材料的检测采用随机抽样检测的方法,取样具有代表性(水泥以累计200~400t,粉煤灰以200t,钢筋以60t)。从抽检的情况看,已用于施工中的钢筋、水泥、粉煤灰和外加剂等主要原材料全部合格,满足设计和规范要求。针对工地实验室的现状,为了使实验检验数据更具有科学性、说明性,对一些原材料经监理抽样送检,对有条件进行比对实验的作取样比对实验。上述主要原材料均为正规厂家生产,出厂合格证及材质证明资料齐全,工地抽检原始资料已分类归档,可供备查。主要原材料检测统计序号材料名称产地及规格检测组数(n)合格组数(n)合格率(%)检测记录备注1水泥峨嵋P.O42.5R1371371002007.12~2010.06 2粉煤灰攀枝花利源331002008.10~2009.02 3钢筋攀钢等等54541002007.12~2010.034高效引气减水剂重庆富康771002007.12~2010.06 沙湾水电站首部枢纽工程使用的水泥、钢筋、砂石骨料、粉煤灰、止水等均由业主单位统一组织供应。水泥和钢筋是在对厂家的生产规模和产品质量情况进行调查试验的基础上,经过技术、经济综合分析比较后选购的。混凝土外加剂由承包人自行通过试验,成果得到监理工程师确认后选购的。砂石骨料由业主指定紫坪公司供应。施工方对所用原材料进行质量控制,监理工程师进行抽查,首先检查外购材料生产厂家的出厂合格证和品质检验报告。同时现场试验室对每批进场的材料按规范规定和国家(行业)现行标准进行取样检验,监理进行一定批次的抽检。根据检验成果表明:水泥、钢筋、外加剂质量均符合相关规程规范现行标准要求;对极少部分细度模数偏大的砂,试验质控人员根据砂检测结果对砂进行混合调整,然后再一次进行检测,直到达到合格标准,对混凝土拌和物质量未造成影响,其它各项指标均符DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》标准要求。1.2 土石方开挖84
沙湾水电站首部枢纽开挖施工部位主要包括:左右坝肩边坡、泄洪冲砂闸覆盖层基础、左右岸挡水坝基础与边坡覆盖层、取水口基础、渐变段与上游导墙基础、闸前铺盖基础、拦砂坎与束水墙基础、下游护坦基础、海漫基础、引水隧洞、左岸灌浆平洞、右岸上坝交通洞等。开挖程序与施工方法合理,开挖过程中未对保留区造成较大影响,并达到设计要求,开挖过程中未发现与勘测设计不符或与原勘测相差较大的地质条件。1.1基础处理1.1.1基础处理施工的内容首部枢纽基础处理与防渗工程施工主要包括闸室下((坝)0-000.57~(坝)0+049.95)混凝土防渗墙、进水口及进水口导墙基础、闸室及护坦基础高压旋喷桩、接头坝段及左右灌浆平洞((坝)0+002.45~(坝)0-050.3,(坝)0+045.39~(坝)0+080.45)帷幕灌浆。1.1.2混凝土防渗墙施工防渗墙轴线布置于坝轴线下游侧0+001.73m处。墙顶高程2546.60m,墙厚0.80m,最大成墙深度约30m,最小成墙深度约2.4m,墙体嵌入基岩1.0m以上。墙体材料为普通混凝土R28≥20Mpa。1、防渗墙施工工艺混凝土防渗墙施工程序为:导墙施工→铺设轨道→钻机安装就位→Ⅰ期槽孔造孔→清孔换浆→下浇筑导管→浇筑混凝土→提升导管→Ⅱ期槽孔施工。混凝土防渗墙施工程序见下图。2、槽孔划分根据坝基地勘资料和防渗墙轴线长度,在保证槽孔稳定性和钻孔工效基础上,确定防渗墙槽段长度为6.0m。3、造孔方法防渗墙造孔采用“钻劈法”施工,即先钻进主孔,再劈打副孔。施工中按照先Ⅰ期槽,后Ⅱ期槽的顺序进行。同一槽孔遵循先主孔钻进,后劈副孔成槽的原则,在主孔未终孔时,不得施工副孔。造孔施工中,保证泥浆的性能满足要求,同时保持孔内泥浆面不低于导向槽顶面0.3~0.5m。在造孔时,一是要随时测量孔斜情况,发现偏孔及时纠偏;二是在施工中要保持泥浆质量和泥浆面高度,预防漏浆和塌孔,同时要准备足够的堵漏材料;三是根据提供的地质资料,钻孔在接近基岩面时,要及时准确取样,以保证墙体嵌入基岩深度满足设计要求。Ⅰ、Ⅱ期槽孔连接采用“接头管”法进行槽段连接。一期槽清孔合格后,在成槽的两侧下接头管,待槽内混凝土初凝后起拔,形成接头孔。4、清孔换浆84
清孔采用对槽孔孔底泥浆和沉淀物进行置换清除,置换采用抽桶结合泥浆泵方式、槽孔口补浆的方法。清孔换浆结束后1h,槽底沉淀物厚度不大于10cm;清孔换浆经监理工程师验收合格后,再进行混凝土浇筑。二期槽孔清孔换浆结束前,应分段刷洗槽段接头孔混凝土孔壁的泥皮,以达到刷子钻头上不再带有泥屑及槽底淤积层厚不再增加为原则。5、槽孔终孔和清孔验收槽孔验收:成槽过程中槽内的偏斜情况,随时进行监测;在槽孔造孔完成后,采用“重锤法”测量槽孔孔斜、孔形、孔径;用测绳或钻头验收孔深;用全站仪检查孔位偏差。清孔验收:按照设计要求和《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174-96进行自检,(使用一般粘土孔内泥浆比重<1.25,粘度<30s,含砂量<10%)。合格后再请监理工程师进行槽孔终孔验收。6、混凝土拌制与浇筑混凝土采用方圆2×1.0m3强制式混凝土拌和楼拌制。混凝土的塌落度保证始终均匀。其物理特性指标控制如下:入槽塌落度:18~22cm,坍落度保持15cm以上,时间大于1h;扩散度:34~40cm;初凝时间:不小于6h;终凝时间:不大于24h;混凝土密度:大于2.1g/cm3;胶凝材料用量:不少于350kg/cm3;水灰比:不大于0.60;骨料级配:二级配。防渗墙混凝土运输至现场卸入分料仓,再由分料仓进入各套导管的漏斗,通过导管灌入仓内。采用泥浆下直升导管法浇筑,利用压球满管法开浇,自低至高处逐管进行;在现场绘制浇筑直方图,及时校对浇筑方量;导管使用前进行密封承压试验。7、固壁泥浆依据本工程特点,采用一般粘土制作作固壁泥浆,泥浆各项指标经检测满足施工规范要求。1.1.1帷幕灌浆施工1、帷幕灌浆施工程序及工艺帷幕灌浆施工采用孔内设塞(或孔口封闭)、自上而下、孔内循环的分段施工方法。2、施工准备钻机就位后,用全站仪测量放出帷幕灌浆线的轴线控制点,用钢尺测放出孔位,孔位与设计孔位的偏差不大于±10cm。对灌浆孔进行分序编号,施工用风、水、电管线接至工作面,钻机调试好。84
3、钻孔钻孔设备:帷幕灌浆采用回转式钻机和直径75mm的硬质合金钻头或钢石钻头钻进。孔口管的钻孔可使用直径76mm或直径110mm的人造金刚石钻头或钢砂钻头。按帷幕线上的设计孔位钻孔,先钻灌Ⅰ序孔,后钻灌Ⅱ序孔,最后钻灌Ⅲ序孔。按设计段长钻孔后进行灌浆,灌浆待凝24小时后进行扫孔、钻下段孔,每进尺3~5m用KXP—1测斜仪测量孔斜,孔深及孔位符合设计要求,各孔均进行最终孔底测量,最大允许偏差≤0.5m。帷幕灌浆钻孔灌浆分段,采用自上而下分段钻孔,分段长度按2m、2m、3m、5m、5m划分,混凝土与基岩接触段2m,灌浆后待凝24小时后进行下段钻孔施工。4、钻孔冲洗及压水试验钻孔结束后,从导管注入大流量清水作为冲洗液,冲出岩屑、淤泥,冲孔结束标准为:回水清澈无夹带后再延续10Min后结束。钻孔裂隙冲洗压力和压水压力为本段灌浆压力的80%,并不大于1Mpa。先灌排一序孔应自上而下分段进行压水试验,灌浆孔的灌前压水试验应在岩石裂隙冲洗结束后进行,使用水压式栓塞进行试段隔离,充水压力大于该段试验压力,并在整个试验过程中保持不变;根据钻孔取芯情况将栓塞下置在岩石较完整处,避免漏段。5、灌浆施工灌浆机具:灌浆泵为SGB6-8三缸柱塞泵,其排量和压力满足灌浆要求,能灌注水泥砂浆,有利于大渗漏带的封堵。水泥采用P.O42.5硅酸盐水泥,水采用符合拌制混凝土的水,水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1六个比级,起灌浆液采用水灰比为5:1,水泥计量采用重量法,制浆采用ZL400高速搅拌机拌制,拌制时间大于30s,低速搅拌机储浆,SGB6-8高压灌浆泵灌浆,浆液在使用前过筛,浆液制备至用完的时间小于4h;浆液搅拌均匀后,检测比重符合要求后才使用;浆液温度保持在5~40℃。灌浆压力:帷幕灌浆采用灌浆试验确定设计灌浆压力,孔口段灌浆压力采用0.3Mpa,第二段灌浆压力采用0.5Mpa,以下各段采用1.5Mpa的设计灌浆压力,根据灌浆试验资料确定合理的灌浆压力。灌浆施工方法:灌浆孔采用小口径孔口封闭自上而下分段循环灌浆的方法灌浆。其射浆管距孔底不大于0.5m。①灌浆第一段(孔口管段)应单独先行灌浆并待凝3~4d,方可进行以下各段的钻孔灌浆工作,孔口管伸入混凝土底面以下为2m(连接坝、底板、灌浆平洞),灌浆塞应设置于混凝土内距混凝土底面0.5m左右处。对于防渗墙预埋管的灌浆,灌浆塞于防渗墙底部以上0.5m处。84
②除孔口管段灌浆需待凝外,其它各灌浆孔段一般可不待凝,特殊情况如遇大耗浆量等情况则要待凝,其待凝时间应根据具体情况确定,一般不少于48~72h。③灌浆浆液应遵循由稀到浓的原则逐级改变,水灰比分别为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1等5个级别。特殊地段的灌浆质量控制按常规作法进行施工。1.1.1高压旋喷桩施工1、选择施工设备高压旋喷桩采用多功能工程液压履带钻机配合气动冲击器偏心跟管钻进成孔,两管法自下而上旋喷成桩,高喷灌浆按先Ⅰ序孔后Ⅱ序孔的施工顺序进行,相邻次序孔施工时间间隔不少于48小时。2、高喷灌浆钻孔经验收合格后,将台车移至孔位。同时将台车孔口摆动装置调整好方向,并与其他工序相互配合,做好灌浆前的准备工作。高喷浆液采用的水泥为P.032.5普通硅酸盐水泥,同时,为提高浆液的稳定性,加入一定比例的外加剂,如膨润土、碳酸钠等。根据设计文件要求,拟采用水泥、膨润土、碳酸钠,其配比水泥:膨润土:为1:0.03,碳酸钠掺入量为膨润土的3%。主要灌浆材料及浆液配比根据设计要求和试验结果确定。施工浆液的拌制时间、浆液密度、浆液流动性、浆液的沉淀速度和沉淀稳定性、浆液的凝结时间(初凝和终凝)以及浆液固结体密度、强度、弹性模量和透水性均通过室内试验室测试。浆液存放时间:当环境气温在10℃以下时,存放时间不超过5h;当环境气温在10℃以上时,存放时间不超过3h;当浆液存放时间超过有效时间时,按监理人指示进行处理。采用高速搅拌槽搅制浆液时,搅拌时间不少于30s。浆液在使用前应充分过滤,自制备到用完的时间应不超过5h。在供浆过程中遇到故障,应立即通知喷灌作业人员停止提升喷具,待事故妥善处理后再进行喷灌作业。供浆过程中应随时用比重秤测量浆液密度,工作结束后,统计该孔的各种灌浆材料用量。喷具组装及检查:高喷灌浆施工采用两管法,喷具直径φ65,采用丝扣连接。喷具组装完毕后进行试喷,当压力达到设计要求压力后,10分钟无异常即可结束试喷,并保护好喷嘴。下喷具:将喷头各部位做检查和妥善保护后,将喷具下入到PVC管护壁的孔内,并确保喷具下入到设计深度。高喷灌浆:当喷具下入到PVC管护壁的孔内设计深度后,开始送入符合要求的84
风和浆,根据钻孔揭露出地层情况,边旋转边提升,自下而上进行高喷灌浆作业,直至设计终喷高程停喷。在喷灌过程中,要时刻注意检查风、浆的流量及提升速度等参数是否符合要求,遇到特殊情况,如浆压过高或喷嘴堵塞等,应将喷具提出地面进行处理后再进行施工。继续喷射时,搭接长度不得小于0.5m,以确保其连续性。为解决凝结体顶部因浆液析水和渗漏而出现凹陷现象,在高喷结束后,由专人负责用邻孔高喷冒浆自流充填进行孔口静压回填注浆,直到液面不再析水下降为止。1.1混凝土施工1.1.1混凝土施工概况沙湾水电站首部枢纽为混凝土拦河闸坝,从右到左依次为取水口、右岸连接坝段、1孔冲砂泄洪闸、3孔泄洪闸(1#、2#、3#泄洪闸)及左岸挡水坝、铺盖、闸下护坦、海漫等组成。坝顶高程为2574.0m,闸(坝)顶总长为76.2m,最大坝高为24.5m。实际施工混凝土总量约为7.3万m3。1.1.2混凝土施工工艺1、混凝土的生产拌合系统主要采用1套2×1m3的强制式拌合楼拌合混凝土,以保证满足混凝土浇筑强度要求。混凝土拌合:混凝土的拌制严格按现场试验室提供并经监理人批准的混凝土配料单配料。混凝土拌合符合DL/T5144-2001的规定。2、混凝土的运输混凝土运输包括水平运输和垂直运输。混凝土水平运输由5t自卸汽车从拌合站接料以通过场内运输道路运至指定点;垂直运输主要采用MQ540/30门机或50T履带吊吊卧罐入仓浇筑,护坦、海漫采用50T履带吊吊卧灌入仓或直接入仓浇筑。3、混凝土入仓混凝土浇筑严格按照技术规范,根据其本身的结构特点,采用台阶浇筑法进行施工,闸墩分层高度一般为3m,特殊结构整体浇筑分层可达5.5m高,混凝土浇筑面积控制在200m2以内。浇筑完毕12~18小时开始进行人工洒水养护或挂湿草袋养护,养护时间满足施工规范要求。浇筑过程中不合格的混凝土严禁入仓,已入仓的不合格混凝土按要求予以清除。浇筑时严禁在仓内加水,如发现混凝土的和易性较差时,采取加强振捣措施,以确保混凝土的质量。84
混凝土浇筑保持连续性。若超过允许间歇时间,则按施工缝处理。若能重塑者(用振捣器振捣30s,周围10cm内能泛浆且不留孔洞者)仍继续浇注混凝土。浇入仓内的混凝土及时平仓。混凝土表面严禁有蜂窝、凹凸或其他损坏的缺陷。对过水面混凝土,要严格控制混凝土表面的不平整度。一般过水混凝土表面凹凸不能超过6mm,凸部应磨平或磨成不大于1:20的斜度,以免高速水流引起空蚀。混凝土浇筑期间,如表面泌水较多,应及时进行排除。严禁在模板上开孔赶水,带走灰浆。采用Z2-100型高频振捣器和Φ75、Φ50、Φ30软轴振捣器共同使用,严格按混凝土振捣操作要点进行作业。为保证质量每班派专人监督指挥振捣工作。4、养护根据不同施工时段,不同施工部位,采取人工洒水、保温、覆盖草袋、蓄水、花管流水等多种养护措施,其中抗冲磨部位覆盖薄膜或草袋养护28天,其它部位养护21天确保了混凝土浇筑质量。5、雨季混凝土浇筑施工木里河流域夏季多雨,雨天施工按照以下措施进行:①注意天气预报,避免暴雨临前施工;②正在施工的仓号如突遇暴雨,立即停止浇筑,人工收平仓面,并对仓面采用彩条布遮盖,防止雨淋。下次浇筑作水平施工缝处理;③如遇小雨,适当减少拌和用水量确保混凝土坍落度不变,现场试验室随时监控,以保证混凝土质量;④遇雨淋坏的不合格混凝土,立即清出仓外,严禁不合格混凝土入仓。6、大体积混凝土施工根据实际施工情况,大体积混凝土主要采取温控措施有①降低混凝土入仓温度,合理安排混凝土的浇筑时间,在施工组织上进行综合安排,如:春、秋季多浇,夏季早晚浇,正午不浇,重要部位安排在低温季节,低温时段浇筑,以降低混凝土的入仓温度;②加速混凝土散热,采用薄层浇筑以增加散热面,并适当延长间歇时间。7、混凝土施工保温措施低温季节,日平均气温在连续5天稳定在5℃以下或最低气温连续5天稳定在-3℃以下时,本标工程按以下低温季节专项措施进行施工。混凝土在拌和时加热拌合用水,骨料用草袋覆盖,运输机械设置顶篷等措施以确保混凝土质量合格,现场试验室质控人员随时抽查拌合用水及其混凝土温度是否符合标准要求。拌合用水温度由试验室提供并报监理部审批后实施。(现场监理也随时抽检拌合用水温度和混凝土出机口温度)混凝土在拌和时增加拌和时间,由原拌和时间60秒增加到120~180秒。当日平均气温低于-3℃时,露天进行基础混凝土浇筑覆盖或老混凝土的表面温度为负温时,采用1000W碘钨灯将其表面加热一段时间后再进行混凝土浇筑。碘钨灯按间排距5米布设。84
当日平均气温低于-5℃时,停止混凝土浇筑施工。混凝土浇完初凝后,采用一层塑料薄膜加一层草口袋覆盖,周边钢模板夜间采用1000W碘钨灯将其表面加热升温。碘钨灯按间距3m布设。低温季节,尤其在寒冷的天气下,混凝土浇筑施工部位尽量集中安排,不宜分散。拆模后混凝土表面温度与环境气温温差大于15℃时,立即采用草袋或薄膜进行覆盖保温。模板拆除时间适当延后。非承重模板拆除的混凝土强度必须大于允许受冻的临界强度或成熟度值,承重模板拆除的混凝土强度应在28天强度后拆除。拆模时间及拆模后的保护,应满足温控防裂要求,并遵守内外温差不大于20℃或2d~3d内混凝土表面温降不超过6℃。加强混凝土温度观测。一般每4小时观测记录一次,在气温骤降或寒潮期间,应增加观测次数。大体积混凝土浇筑后3d内应加密观测温度变化,外部混凝土每天观测最高、最低温度。在有关单位组织协调下,和当地气象部门密切联系,建立天气预报制度,随时了解天气变化情况,提前做好低温施工措施。8、止水固定及保护措施、伸缩缝施工止水的结构形式、尺寸、埋设和材料的品种规格符合设计图纸的规定,施工严格按规范要求进行,质量合格。1.1.1混凝土施工质量控制严格执行“五不施工”、“三不交接”制度。“五不施工”即:未进行技术交底不施工;图纸和技术要求不清楚不施工;测量桩和资料未经换手复测不施工;材料无合格证或试验不合格不施工;工程不经检查签证不施工。“三不交接”即:无自检记录不交接;未经专业人员验收合格不交接;施工记录不全不交接。对工序实行严格的“三检”制度,即:自检、复检、终检。上道工序不合格,不准进入下道工序,确保各道工序的工程质量。严格隐蔽工程检查签证制度,凡属隐蔽工程,首先由班(组)、项目部逐级进行自检,自检合格后,会同设计、业主、监理工程师一起联检,检查结果填入验收表,由四方签证认可。严格仪器设备的检定制度,测量仪器、试验设备、各种仪器仪表、计量器具等按照《中华人民共和国计量法》规定进行定期或不定期的检定,取得合格证书后方能使用。按《水工混凝土试验规程》相关要求,对水泥、砂石骨料、工地使用的外加剂、现场钢筋等进行检验;在混凝土拌和现场经常检查各种原材料的配合量;对混凝土拌和均匀性进行检查;现场混凝土坍落度、温度及现场混凝土抗压、抗渗强度的检验按要求进行。84
1.1.1混凝土质量检测1、混凝土强度及耐久性能检验首部枢纽工程承包人和监理均按照DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》要求在拌和楼机口及仓面进行了取样检验,检测项目有:抗压强度和抗渗性能等指标,检测结果表明:混凝土各设计强度等级强度均满足设计和有关规范要求。检测结果详见下表:混凝土质量评定统计表序号工程名称强度等级(Mpa)取样组数平均强度(Mpa)标准差(Mpa)取小值(Mpa)概率系数离差系数保证率(%)百分率(%)评定1非溢流坝段(C10实际浇筑C15)C30334.91.8034.32.720.0599.3100合格C208123.61.2120.02.980.0599.9100合格C101817.11.2513.30.630.6573.5100合格2溢流坝段C10413.21.5312.62.0911.698100合格C201224.11.7522.32.340.0798.4100合格C2511128.01.0225.62.940.0499.8100合格C306133.81.0031.83.80.03100100合格C40646.31.3044.34.80.03100100合格3进水口闸室段C10115.7/15.7//100100合格C203323.80.9721.93.920.04100100合格C258828.40.9326.43.660.03100100合格C302734.141.6632.62.490.0598.8100合格4消能防冲工程C101714.41.3112.03.360.09100100合格C2017323.71.7820.52.080.0897.9100合格C402444.31.2042.33.580.03100100合格5廊道及坝内交通C201022.90.8521.71.070.0486100合格6坝顶C25333.10.7032.311.60.02100100合格C30633.71.7232.92.210.0598100合格评定依据:DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》验收混凝土强度平均值和最小值应同时满足下列要求。结论:首部枢纽工程混凝土抗压强度满足规范要求。2、混凝土抗渗首部枢纽工程混凝土抗渗指标经试验检测满足设计要求。详见下表:84
混凝土抗渗性能检测成果表试件编号设计抗渗等级抗压强度等级龄期(天)部位试验日期年.月.日加压方法恒压时间(h)试件抗渗等级相对渗透系数(cm/h)KS-2W8C25W8F5028清污平台及拦砂砍▽2551~▽25532008.04.10一次性加压8W=8/KS-3W4C20W4F5028右岸接头坝▽2549.5~▽2552.52008.05.12一次性加压8W=4/KS-4W8C25W8F50285#闸墩▽2553.85~▽25592008.07.03一次性加压8W=8/KS-5W8C25W8F5028取水口闸室控制段▽2550~▽2551.52008.07.13一次性加压8W=8/KS-6W8C25W8F50284#闸墩▽2563.5~▽25682008.11.15一次性加压8W=8/KS-7W8C25W8F5028取水口圆弧墙▽2566~▽2570.32009.04.01一次性加压8W=8/KS-8W8C30W8F5028进水口预制梁2009.05.11一次性加压8W=8/1.1工程质量验收评定1.1.1地基开挖及处理分部工程质量评价沙湾电站首部枢纽工程CⅢ标地基开挖及处理共评定了110个单元工程,其中合格110单元,优良16个单元,合格率100%,优良率14.6%;(1)基础开挖共评定34个单元,其中合格34个单元。(2)高压旋喷桩共评定76单元,其中合格76单元,合格率100%。1.1.2支护施工质量评价锚杆支护质量统计表施工部位锚杆直径mm设计要求(t)锚杆总数抽检数量(3根/组)抗拔力(t)最大值最小值平均值CIII标25143173815.0814.0714.5884
评价:抽检质量统计分析表明锚杆抗拔力满足设计要求,锚杆支护质量合格。喷射混凝土检测成果统计表施工部位设计等级强度检测组数最小值fck,minMPa平均值fck,minMPa标准差SnMPa变异系数CIII标20722.023.40.80.03质量评价:C20喷射混凝土共抽检3组,喷射混凝土强度评定合格条件f′ck≥1.15fc,28.8MPa≥23.0MPa,合格;喷射混凝土抗压强度中的最小值f′ck,min≥K2fc,最小值27.2≥18MPa,合格;统计喷射混凝土抗压强度的变异系数0.09≤0.25,均匀性合格;合格组数7组,合格率100%,满足设计强度等级要求。1.1.1基础处理与防渗施工评价1、混凝土防渗墙施工质量评价槽孔深度和宽度均按照设计图纸要求施工,质量合格。各槽孔的清孔检查验收(在清孔换浆后1h进行)各项指标均达到设计和规范要求。混凝土浇筑过程中,混凝土上升速度、塌落度等控制均满足规范要求。防渗墙施工槽段验收首先完成“三检制”检查,然后与监理、业主、设计代表一起进行现场联合验收并现场签证。(1)混凝土防渗墙浇筑质量检查一期和二期混凝土防渗墙成墙达强度龄期后,用300型地质钻机,φ91mm金刚石钻头钻进完成了防渗墙质量检查孔钻孔取芯施工,所取混凝土芯表面光滑,混凝土密实、无夹泥现象,每块混凝土芯长15~90cm,共计取芯21m,取芯率93%,对墙体混凝土进行压水试验,试验结果墙体防渗满足设计要求。防渗墙混凝土抗压强度自检成果统计表项目组数最大值(MPa)最小值(MPa)平均值(MPa)标准差б概率度系数t强度保证率(%)合格率C201126.923.724.91.044.7100100%评定依据:GBJ107-87《混凝土强度检验评定标准》结论:防渗墙工程的混凝土设计龄期抗压强度满足规范要求。防渗墙混凝土抗渗性能自检成果统计表试件部位84
编号设计抗渗等级抗压强度等级龄期(天)试验日期年.月.日加压方法恒压时间(h)试件抗渗等级渗水高度(cm)KS-1W6C20W6F5028防防渗墙VII槽2008.01.02一次性加压8W=6/结论该批试件抗渗等级满足设计要求(2)防渗墙检查孔压水试验成果表孔号桩号孔口高程段次段长压力(Mpa)时间min注入量(L)流量(L/min)吕荣值(Lu)渗透系数cm/s结果分析J10+13.52547.0150.0431200.20000.00170.00781.03E-7合格2100.043300.28000.00930.02173.29E-7合格3150.043300.26000.00870.01342.18E-7合格4200.043300.20000.00670.00781.32E-7合格522.50.043300.44000.01470.01522.63E-7合格J20+47.92547.015.50.043300.11000.00370.01552.11E-7合格2100.043300.14500.00480.01121.71E-7合格316.20.043300.22000.00730.01051.73E-7合格420.80.043300.49000.01630.01833.13E-7合格防渗墙工程压水试验结果满足设计及要求。混凝土防渗墙共评定11单元,其中合格11单元,合格率100%,优良11单元,优良率100%。2、帷幕灌浆质量评价帷幕灌浆孔灌浆结束后,按规定的位置打检查孔,对灌浆质量及效果进行检查。帷幕灌浆孔质量检查应在该部位灌浆结束14d后进行,检查孔的数量约为灌浆孔数量的10%左右,一个坝段或一个单元工程内至少应布置一个检查孔,帷幕灌浆检查孔孔径Φ90mm,应对检查孔所采取的岩芯进行检查、观察有无水泥结石、裂隙充填状况、密实性及完整程度,进行岩芯编录,并对检查孔进行压水试验分析,并在压水前后进行综合测试,对比灌浆前后的效果。检查孔压水试验压力与灌前压水试验压力相同。帷幕灌浆检查孔压水试验的透水率不大于5Lu84
即认为合格,坝体混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率达到100%,其余各段合格率应达到90%以上,其余不足10%灌浆段的透水率不大于规定设计值的150%,且不集中,即可认为合格,否则应由监理、设计、施工商量处理方案。帷幕灌浆共布置检查孔7个。采取的岩芯部分为水泥结石、裂隙充填较密实。检查孔压水试验成果表如下:左岸帷幕灌浆检查孔压水实验成果:孔号桩号孔口高程段次段长压力(Mpa)吕荣值(Lu)结果分析1-j-10-002.52574.0120.243.95合格220.40.63合格330.720.63合格4511.11合格5510.82合格6512.42合格7510.72合格8511.14合格1-j-20-008.52574.0120.240.84合格220.41.12合格330.720.79合格4510.19合格5510.46合格6510.22合格7510.17合格8510.11合格9510.72合格1-j-30-012.52574.0120.244.58合格220.43.05合格330.720.04合格4510.74合格5510.22合格6510.74合格84
7511.18合格8511.66合格9510.06合格10510.46合格1-j-40-024.52574.0120.24/合格220.40.45合格330.720.85合格4510.87合格5510.27合格6511.25合格7510.99合格8510.12合格9513.19合格10510.26合格右岸帷幕灌浆检查孔压水试验成果:孔号桩号孔口高程段次段长压力(Mpa)吕荣值(Lu)结果分析Y-j-10+050.42574.0120.241.03合格220.40.6合格330.720.81合格4510.59合格5510.12合格6511.1合格7511.93合格8512.44合格9512合格10510.18合格11510.64合格84
Y-j-20+062.42574.0120.241.18合格220.41.07合格330.720.36合格4510.54合格5511.45合格6510.65合格7511.09合格8510.22合格9513.55合格10511.46合格Y-j-30+070.42574.0120.242.85合格220.41.54合格330.720.76合格4510.79合格5510.23合格6510.08合格7510.81合格8511.63合格9510.26合格10510.54合格11511合格12511.7合格帷幕灌浆压水试验透水率为,均小于5Lu,质量合格,满足设计要求。左右岸帷幕灌浆共评定6个单元,其中合格6个,合格率100%。截止2010年11月27日,沙湾电站首部枢纽工程CⅢ标地基防渗与排水共评定了17个单元工程,其中合格17单元,优良11个单元,合格率100%,优良率64.7%3、高喷灌浆质量评价84
共计钻检查孔11个,岩芯为沙土水泥结石和砂砾石水泥结石,结石强度较高,返水为灰白色,钻孔全部项目检查合格。业主单位还邀请了第三方进行了现场荷载试验,试验结果符合规范要求。施工过程中质检控制程序严格,原始资料记录详细、齐全满足要求,原材料全部抽检合格,各种仪器仪表均按要求进行了检定。浆液的比重,气、浆的压力、流量以及水灰比等参数控制符合规范要求,灌浆质量满足质量等级要求。灌浆效果明显,灌浆过程及质量处于受控状态,高压旋喷桩基础灌浆评定为合格。1.1.1混凝土质量评价1、非溢流坝段单元工程混凝土质量评定截止2010年7月10日,沙湾水电站首部枢纽工程CⅢ标非溢流坝段分部工程共验收43个单元工程,全部合格,合格率100%,其中优良工程18个,优良率41.9%。2、溢流坝段单元工程质量评定截止2009年12月10日,沙湾水电站溢流坝段分部工程共验收144个单元工程,全部合格,合格率100%,其中优良工程78个,优良率为54.2%。3、进口闸室段单元工程质量评定截止2009年12月10日,沙湾水电站首部枢纽工程CⅢ标进口闸室段分部工程共验收94个单元工程,全部合格,合格率100%,其中优良工程38个,优良率40.4%。4、消能防冲工程单元工程质量评定截止2009年4月10日,沙湾水电站首部枢纽工程CⅢ标消能防冲分部工程共验收147个单元工程,全部合格,合格率100%,其中优良工程68个,优良率46.3%。5、坝顶结构单元工程质量评定截止2010年8月01日,沙湾水电站首部枢纽工程CⅢ标坝顶结构分部工程共验收31个单元工程,合格31单元,其中优良20个单元,合格率100%,优良率64.5%。6、廊道及坝内交通单元工程质量评定截止2010年5月20日,沙湾水电站首部枢纽工程CⅢ标廊道及坝内交通分部工程共验收18个单元工程,合格18单元,其中优良5个单元,合格率100%,优良率27.8%。综上所述,沙湾水电站首部枢纽工程,施工所用混凝土配合比参数选择较合理、混凝土拌和物质量较稳定、试验测试的混凝土各种设计强度等级及其相应的混凝土抗压强度最小值均满足设计要求,合格率为100%,离差系数较小,强度保证率达到90%以上,且混凝土抗渗性能检测结果符合设计要求,混凝土质量控制水平达到优良,混凝土施工质量满足设计和DL/T5144-200184
《水工混凝土施工规范》的技术要求。1.1.1工程遗留问题右岸混凝土挡墙(长15米,高3米)至今未浇筑。此问题可能影响蓄水与右岩边坡的稳定,应尽快解决。1.2评价意见及建议评价意见:(1)本工程在建设过程中认真执行国家、行业的基本建设制度及有关质量管理规定,建设各方均有相应的质量管理机构和质量管理方法。施工过程的管理、运作规范,符合国家相关政策的规定。(2)从施工、监理等单位提供的检验、检测资料表明,大坝基础开挖、基础处理、主要水工建筑物的施工均按相关施工规范和设计要求进行,施工程序合理、施工工艺较先进,施工过程控制良好,有力地保证了工程建设的质量。(3)建筑物轮廓尺寸、高程等符合设计要求。工程所使用的原材料、半成品及混凝土强度、抗渗等技术指标均满足设计要求。(4)对混凝土工程局部出现的缺陷,如蜂窝、麻面、错台、露筋等进行了处理,处理方式合理,并满足设计要求。建议:(1)建议尽快完成右岸混凝土挡墙浇筑。84
1工程蓄水安全总评价沙湾水电站首部枢纽各主要建筑物的土建工程均已按设计文件施工完成,闸门、启闭机及配套电气设备安装完成并进行了无水调试,各单项工程已通过监理工程师组织的验收。经专家组现场考察、查阅相关资料并听取参建各方的情况汇报,得出以下鉴定意见和建议。1.1鉴定意见(1)沙湾水电站总装机240MW,设计总库容316万m3。枢纽工程属中型三等工程,主要水工建筑物按3级设计,次要建筑物按4级设计。枢纽建筑物设计洪水标准为一百年一遇,校核洪水标准为五百年一遇。上述工程等级划分、防洪标准符合《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)和《防洪标准》(GB50201-94)的规定。(2)闸址设计洪水依据濯桑和呷姑水文站1959—2006年洪水系列并加入历史洪水频率计算,按面积比0.9552次方将濯桑或呷姑水文站的设计洪水成果推算到沙湾电站闸厂址的方法可行,其成果可作为本次下闸蓄水安全鉴定的基本依据。(3)工程防洪能力经复核,枢纽泄流能力、设计洪水位和坝顶高程满足设计要求。(4)制订的防洪度汛方案和防洪应急预案、蓄水期事故应急救援预案基本能满足工程防洪度汛要求。制定的水库运行方式可作为下闸蓄水和闸坝初期运行的依据。(5)工程区地震危险性主要受到外围地震波及影响,波及到工程区的地震烈度不超过Ⅶ度,区域构造基本稳定。据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),工程区基岩地震动水平峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.45s,相应地震基本烈度为Ⅶ度。(6)设计提交的工程区岩体及覆盖层物理力学性能参数建议值基本合适。枢纽区开挖揭示的工程地质条件与可研阶段勘查结论基本一致。(7)闸坝建于第四系冲积砂卵石层之上,河床覆盖层深达30m以上。基础持力层第④层结构松散,承载力不足;第③层含砾石砂层在Ⅶ度地震时可能液化。闸坝基础采用高压旋喷灌浆进行加固处理,能解决地基承载力不足问题。闸下采用全封闭防渗墙和两岸帷幕灌浆进行防渗,措施合适。(8)库区两岸山体总体稳定,无大的库岸再造作用。库区84
两岸山体雄厚,不具备向邻谷渗漏的工程地质条件。(9)首部枢纽采用“正向泄洪冲沙,侧向引水”的枢纽布置方案合理,能满足泄洪冲沙和引水发电要求。(10)经设计复核,泄洪冲砂闸、进水闸等建筑物的抗滑稳定安全系数、地基应力和应力比均满足规范要求,闸坝是稳定安全的。(11)计算的泄洪闸、冲沙闸泄洪能力满足要求。过闸水流采用斜坡护坦急流方式加护坦末端深齿槽并设海漫保护的衔接方式基本可行。(12)首部枢纽闸门、拦污栅和启闭设备总体布置、设备选型合适。主要结构的选材和结构件的强度、刚度和稳定性满足规范要求。闸门启闭机供电电源设置满足要求。(13)安全监测项目的设置满足相关规范要求,各项目观测仪器已按设计文件要求埋设完成,并获得初始值。(14)在施工过程中,参建各方均有相应的质量管理体系,施工过程的管理及运作规范。工程所使用的原材料、混凝土强度等指标均满足规范及设计文件要求。1.1建议由于闸坝建于覆盖层地基上,且闸址区连续分布第③层含卵砾石砂层,厚度3~6m,埋深5~8m。据钻孔取样物性试验和颗分资料,主要以中细砂为主,次为粉砂和粘粒。地质初判和复判在发生Ⅶ度地震时该层存在液化的可能。施工中虽对闸基进行了高压旋喷灌浆加固处理,并进行了复合地基承载力检测。但考虑到:(1)旋喷桩是按摩擦桩设计,桩底并未嵌入基岩;(2)高压旋喷灌浆对桩间土的影响范围、作用效果不明,试验检测亦未对此进行评价;(3)现行规范未对高压旋喷桩解决地基液化问题的适用范围、技术标准做出规定,也没有类似的工程实例;(4)地震液化是小概率事件,通常不容易观察到,而一旦发生,对建筑物的影响将是灾难性的。建议对桩间土进行钻孔取样试验,论证高压旋喷灌浆对桩间土的影响范围、作用效果及解决地基液化问题的工作机理。其它鉴定意见、问题和建议见前述各章节分项鉴定意见和建议,并请一并考虑。1.2结论84
沙湾水电站设计采用的资料基本合适,工程防洪安全、枢纽布置、结构设计等总体满足现行规范要求。工程建设符合基本建设程序,工程质量总体合格。工程形象面貌满足下闸蓄水要求。闸坝运行操作规程、防洪预案已经制定。按照国家发展和改革委员会(国能新能【2011】263号)文蓄水验收要求,沙湾水电站首部枢纽工程具备下闸蓄水条件,下闸蓄水是安全的。沙湾水电站首部枢纽工程蓄水安全鉴定专家组于2012年2月17日在成都通过84