- 738.50 KB
- 78页
- 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领,认领后既往收益都归您。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
- 文档侵权举报电话:19940600175。
四川省田湾河仁宗海水库电站拦河大坝蓄水安全鉴定报告四川省电力公司大坝安全监察中心2008年8月2
四川省田湾河仁宗海水库电站拦河大坝蓄水安全鉴定报告四川省电力公司大坝安全监察中心仁宗海水库电站蓄水安全鉴定专家组2008年8月3
目录1工程概况及建设过程11.1工程概况11.2工程审批过程及建设管理21.3工程形象面貌32鉴定工作情况53鉴定范围和依据63.1鉴定范围63.2鉴定依据63.3鉴定基本要求64工程等级、防洪及度汛84.1工程等级及洪水标准84.2设计洪水成果复核计算84.3水情测报系统104.4工程防洪能力及度汛104.5电站水库运行方式114.6工程等级、防洪及度汛鉴定意见及建议125坝区工程地质15.1坝区基本工程地质条件15.2水库区地质条件25.3挡、泄水水建筑物工程地质条件35.4主要工程地质问题及其处理65.5岩(土)体物理力学特性75.6工程地质评价意见和建议96复合土工膜堆石坝16.1建筑物结构布置16.2坝基处理设计26.3防渗结构设计26.4大坝计算及评价46.5大坝缺陷处理76.6库区边坡76.7复合土工膜堆石坝鉴定意见及建议87泄水建筑物17.1结构布置17.2洞身结构设计27.3水力设计37.4进口边坡设计67.5消能防冲抗磨设计63
7.6泄水建筑物鉴定评价意见和建议78工程安全监测88.1监测项目与布置88.2监测仪器安装埋设与初始值98.3监测资料整理与成果分析128.4工程安全监测成果评价与建议189金属结构工程19.1闸门及启闭机设计19.2闸门及启闭机操作电源、控制及通信39.3金属结构安装39.4金属结构鉴定意见及建议410工程施工110.1土石方开挖110.2大坝地基处理110.3堆石坝填筑510.4大坝复合土工膜施工710.5泄洪洞、放空洞施工810.6边坡支护工程1110.7工程施工过程中出现的主要问题及处理1310.8工程施工鉴定意见及建议1311工程蓄水安全总评价111.1鉴定意见111.2建议311.3结论3附件一、仁宗海拦河大坝枢纽工程蓄水安全鉴定专家签字表二、附图1、坝址区工程地质平面图2、坝址区(坝轴线)横Ⅷ工程地质剖面图3、坝区枢纽布置图4、堆石坝结构图(1/2—2/2)5、堆石坝基淤泥质壤土处理振冲碎石桩布置图6、土工膜与防渗体连接详图7、泄洪洞、放空洞结构布置图(1/3—3/3)3
8、泄洪洞、放空洞监测布置图(1/2—2/2)9、堆石坝及防渗墙监测图(1/5—5/5)10、进水口闸门、启闭机布置图11、泄洪洞闸门、启闭机布置图12、放空洞闸门、启闭机布置图三、附报告1、蓄水安全鉴定设计自检报告中国水电顾问集团成都勘测设计研究院2、大坝土建、金结施工自检报告中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司3、振冲碎石桩工程施工自检报告北京振冲工程股份有限公司4、防渗墙与帷幕灌浆施工自检报告中国水电基础局有限公司5、进水口土建、金结施工自检报告中铁十六局集团6、坝区监测网自检报告中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院7、蓄水安全鉴定监测施工自检报告成都理工大学8、蓄水安全鉴定监理自检报告四川二滩建设咨询有限公司9、蓄水安全鉴定工程建设管理报告四川川投田湾河开发有限责任公司3
1工程概况及建设过程1.1工程概况仁宗海电站位于四川省康定县境内的大渡河右岸一级支流田湾河上,为田湾河流域梯级开发的龙头水库电站,主要开发任务为发电,无供水、灌溉、防洪等综合利用要求。电站采用混合式开发,即在支流环河仁宗海海口建坝(堆石坝)壅高水位,并利用坝厂址间的天然落差在界碑石附近田湾河右岸建厂发电;同时,还包括在干流田湾河上建低坝(底栏栅坝),将干流的水量引入仁宗海水库集中调节的“引田入环”输水枢纽工程。电站坝址位于仁宗海口上游约400.0m;厂址位于环河与田湾河汇合口下游约600.0m处,至河口(田湾河与大渡河汇合口)的公路长约30.0km,有公路与国道318线公路相通。河口距石棉县城约50.0km,对外交通条件较好。仁宗海电站水库正常蓄水位2930.00m,水库总库容1.12亿m3,调节库容0.91亿m3,为年调节水库。电站装机容量240MW,保证出力77.4MW,多年平均发电量10.83亿kW.h,年利用小时数4510h。电站工程等别为二等工程,永久性主要建筑物按2级设计,次要建筑物按3级设计。根据上述规范的规定,拦河大坝设计洪水采用100年一遇,相应流量182m3/s,校核洪水采用2000年一遇,相应流量311m3/s。仁宗海电站为混合式式电站,枢纽建筑物主要由由坝区枢纽、引水系统、厂区枢纽及“引田入环”输水枢纽等建筑物组成。大坝为混凝土防渗墙与复合土膜结合防渗的堆石坝型,坝顶高程2934.00m,最大坝高56.0m,坝顶长度843.87m,坝顶宽度8.0m。坝基防渗采用悬挂式混凝土防渗墙,最大墙深80.0m左右(实施最大深度为82.0m),墙厚1.0m。泄水建筑物主要由无压泄洪洞和短有压进口放空洞组成,布置于仁宗海坝区左岸。泄洪洞和放空洞中后段采用完全结合方式布置。引水隧洞由电站进水口、引水隧洞、调压室和压力管道组成。引水隧洞沿环河右岸布置,全长约7.4km。隧洞开挖断面均为平底马蹄形,断面尺寸为(4.0~4.5m)×(5.4~6.1m)(宽×高)。调压室为埋藏式,上室长77.0m;竖井开挖断面为直径3
9.2m的圆型断面,衬砌厚度1.0m,竖井开挖高度为110.1m。压力管道为埋管,主管长约1229.0m,主管开挖直径为4.8m,钢管回填混凝土厚度为0.6m。地下厂房系统由主副厂房、主变室、母线洞、尾水洞、进厂交通洞、通风洞、出线洞等组成。主、副厂房断面尺寸为76.84×21.6×44m(长×宽×高)。田湾河为大渡河右岸一级支流,发源于贡嘎山西侧的康定县境内。大致由北向南流,至子梅转向东南流,在魏石达上、下先后有贡嘎沟和腾增沟分别自左、右岸入汇后即称为田湾河。下行至界碑石进入石棉县境并有环河自右岸汇入,途经草科、田湾在两河口注入大渡河。干流河道全长84.5km。流域面积1400km2。田湾河流域山高坡陡,中、上游有雪山、冰川分布。水流湍急是田湾河的一大特点,主河道巴王海(已成干海子)口至河口段河道平均坡降达44.2‰,而各支沟的坡降则更大。流域内岩石风化较甚,裂隙、崩塌、坡积皆很发育,为泥石流的形成创造了十分有利的条件,因此本流域发生泥石流洪水的频率较大,平均两三年即发生一次。环河是田湾河最大的一级支流,集水面积392km2。其上有一天然海子--仁宗海,海口控制集水面积332km2。环河流域为无人区,植被覆盖良好,无人类活动,基本属完全的自然景观环境。环河仁宗海口至环河汇口河长5.8km,平均比降达89.7‰。仁宗海水库岩层为三叠系上统居里寺组变质砂岩夹板岩,岸坡为横向谷,两岸植被发育,多为基岩岸坡,稳定性较好;库首段左岸断续分布的崩坡积块碎石土层,在水库运行后,库水位变化及暴雨触发影响,有发生局部库岸再造的可能,但不会影响水库运行。坝址地处高山峡谷区,河谷开阔呈“U”型,河道顺直,出露基岩为三叠系上统居里寺组第五岩段(T3j5),深灰色中厚层~巨厚层变质砂岩夹薄层板岩,坝基河床覆盖层深度57.25~148.0m,层次结构复杂,自下而上分为7层。经四川省地震局鉴定,工程场地地震基本烈度为Ⅶ度,构造稳定性属基本稳定区。1.2工程审批过程及建设管理1.2.1工程审批、立项过程1998年11月30日,四川省计划委员会以川计能源〔1998〕3
1570号文下了《四川省计委关于转发四川省田湾河水电规划报告审查意见的通知》。2002年9月17~20日,中国水电顾问有限公司会同四川省计委对《四川省田湾河仁宗海水库电站可行性研究报告》进行了审查,并以水电顾水工〔2002〕0068号)下发了审查意见。2003年3月26日,四川省计委以川计能源〔2003〕164号文下发了《四川省计委关于四川省田湾河仁宗海水电站项目建议书的批复》,批复同意建设田湾河仁宗海水库电站。2004年4月19日,四川省发改委以川发改能源〔2004〕号文下发了《四川省发改委关于田湾河仁宗海水库电站可行性研究报告的批复》,批准了仁宗海水库电站可行性研究报告。2004年4月15日,四川省环境保护局印发了《关于对四川省田湾河流域仁宗海水库电站环境影响报告书的批复、评估意见》(川环建函〔2004〕79号)。1.2.2工程建设单位仁宗海电站的项目法人为四川川投田湾河开发有限责任公司,川投田湾河公司通过公开招标确定了电站的设计、施工和监测单位及供应商。电站设计单位为中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川二滩建设咨询有限公司承担本电站RCⅡ标、RCⅢ标、RCⅣ标、RCⅤ标、RCⅦ标、RCⅧ标、RCⅨ标、RCⅩ标工程的施工监理任务;由四川二滩国际咨询有限责任公司承担本电站RCⅠ标、RCⅥ标、RCⅧ标工程的施工监理任务。中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司承担大坝工程(RCⅢ标)、泄洪洞与导流洞(放空洞)工程和大坝基础振冲碎石桩工程施工,中国水电基础局有限公司承担大坝基础防渗墙工程(RCⅦ标)施工,中铁十六局集团承担进水口土建、金结的施工(RCⅣ标),成都理工大学承担监测系统工程设备采购、检验与安装及施工期监测及分析(RCⅧ标)。1.3工程形象面貌目前枢纽工程的土建及金属结构安装、电气设备安装基本完成,截止2008年7月,3
其工程主要形象面貌为:(1)已完成防渗墙、帷幕灌浆、基础振冲处理工程;(2)库区、泄洪洞、放空洞、进水口边坡支护处理等已完成;(3)泄洪闸、放空洞土建工程及金属结构安装等工程已完成。(5)右岸电站引水系统进水塔、引渠、金属结构安装及边坡处理等工程已完成。(5)、挡水大坝工程施工完成。(6)、所有观测设施设备埋设完成。(7)、库区清理工程、水情测报系统工程等施工完成。3
2鉴定工作情况根据国家和有关部委的相关规定,仁宗海电站业主四川川投田湾河开发有限责任公司委托四川省电力公司大坝安全监察中心负责仁宗海电站首部枢纽拦河大坝蓄水安全鉴定工作。四川省电力公司大坝安全监察中心于2008年6月开始承担仁宗海电站首部枢纽拦河大坝蓄水安全鉴定工作,并按原电力工业部颁发的《水电建设工程安全鉴定》和水利部颁发的《水闸安全鉴定规定》SL214-98的要求,结合本工程的具体情况,拟定了《四川省田湾河仁宗海电站拦河大坝蓄水安全鉴定工作大纲》,并组成了有水工、水文、施工、地质、金属结构和运行等专业专家参加的专家组。四川省电力公司大坝安全监察中心于2008年7月10日至12日组织专家组全体成员对仁宗海电站工地现场进行了查勘,并在现场召开了第一次专家组会议。会上业主、设计、监理和施工单位就各自承担的工作进行了介绍,专家组就现场查勘发现的部分问题与业主、设计、监理和施工单位等交换了意见,并对各参建单位提交的自检报告提出了需修改的意见和建议。各单位对专家组所提的问题作了说明,并对自检报告或资料中的一些问题予以了澄清或确认。通过对建设单位提供的安全鉴定资料的审阅,结合第一次专家组会议讨论意见及施工现场查勘所收集的资料,专家组提出了初步意见,由此形成了《四川省田湾河仁宗海水库电站拦河大坝蓄水安全鉴定报告》(初稿)。3
3鉴定范围和依据3.1鉴定范围仁宗海电站蓄水安全鉴定范围为:首部枢纽拦河大坝、泄洪洞、放空洞、引水建筑物进水口、库岸边坡、泄洪建筑物消能防冲等土建工程及相关的金属结构工程。3.2鉴定依据(1)1991年3月22日国务院78号令发布的《水库大坝安全管理条例》;(2)国家经贸委DL/T5123-2000,《水电站基本建设工程验收规程》;(3)电力部1998年发布的《水电建设工程安全鉴定规定》;(4)水利部水建管(1999)177号文件《关于颁布(水利水电工程蓄水安全鉴定暂行办法)的通知》;(5)国家发展和改革委员会发改办能源[2003]1311号文《国家发展改革委办公厅关于水电站基本建设工程验收管理有关事项的通知》;(6)四川省经贸委川经贸电力(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》;(7)水利部SL214-98《水闸安全鉴定规定》;(8)水利部DL258-2000《水库大坝安全评价导则》;(9)原电力部《水电站安全检查施行细则》;(10)现行的专业技术规程规范,有效的上级审查、审批文件,工程合同;(11)工程勘察、设计、施工、试验、监理、监测等技术文件资料。3.3鉴定基本要求蓄水安全鉴定工作的重点是依据前述有关法律、法规和技术标准、批准的初步设计报告、设计变更及修改文件、专题报告、合同规定的质量和安全标准等,对在蓄水过程中影响枢纽工程安全的地质条件、设计、施工质量,工程运行安全监测设施等进行检查。要求原已经审查通过的设计标准和设计方案如在施工中有变更,需符合3
现行规程规范和审批文件的要求,如有突破,设计单位对其设计方案应进行必要论证;各单位提供的有关安全鉴定资料和图纸要准确可靠。检查的重点是工程设计、施工等方面是否存在影响工程安全的问题,在施工中发现的影响工程安全的问题是否得到妥善解决,提出工程安全评价意见;对工程地基处理、土建及安装过程中的缺陷(如果存在的话)的处理提出评价意见;如有不符合有关技术标准、设计文件并涉及工程安全的问题,应分析其对工程安全的影响程度,作出评价意见;对虽符合有关技术标准、设计文件,但认为有可能构成工程安全隐患的,也应进行分析作出评价。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。3
4工程等级、防洪及度汛4.1工程等级及洪水标准仁宗海电站为混合式开发,主要任务为发电。电站装机240MW,电站正常蓄水位2930.00m,水库总库容1.12亿m3,调节库容0.91亿m3,为年调节水库。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《水闸设计规范》(SL265-2001),本电站枢纽为二等工程,主要建筑物按2级设计,次要建筑物按3级设计。大坝设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为2000年一遇。本次鉴定复核认为:仁宗海电站的工程等别、主要水工建筑物级别及设计、校核洪水标准均符合现行规程规范的规定。4.2设计洪水成果复核计算田湾河河口有大泥口水文站,1998年6月成勘院又在下游干流设立了金窝专用水文站(集水面积1093km2),后上迁至环河汇口附近干流河段上,称为界碑石水文站(集水面积1060km2)。本工程水文分析计算依据站是界碑石(金窝)、大泥口水文站,主要参证站是右邻松林河安顺场水文站,各站水文基本资料整体精度较高,满足工程设计使用的要求。田湾河流域的洪水由暴雨形成。受地形地势和水汽条件的限制,流域平均降水强度并不很大,发生全流域暴雨的机会亦少。据田湾站历年降水资料统计,年最大6h和年最大24h降水量的多年平均值分别为52.9mm和82.8mm。流域属山溪性河流,域内植被较好,地表透水性较强,支流众多加上降水强度不太大,因此洪水的涨落速度并不太快。一次单峰洪水历时为1~2d,复峰洪水历时为3~5d,峰顶历时一般约15分钟。但若遇支沟暴发泥石流洪水(泥石流堵塞河道又被冲溃所形成的洪水)的情况,洪水则陡涨陡落,洪峰流量为同次正常洪峰流量的1.5~2.8倍,峰顶历时仅3分钟左右,一次单峰泥石流洪水历时仅3~4h3
。在大泥口(田湾)水文站实测的20年洪水资料中(1967、1988~2006年),有6年是泥石流洪水(1988年、1990年、1991年、1994年、1997年、1999年),泥石流洪水占30%。6~9月为汛期,年最大洪水集中发生在7、8两月。据大泥口(田湾)站实测资料统计,年最大洪水最早发生在6月(1999年6月28日,洪峰流量245m3/s),最晚发生在8月(2000年8月29日,洪峰流量197m3/s)。历年实测年最大流量的最大值为352m3/s(1994年8月13日),最小值为137m3/s(1995年7月16日)。历史洪水调查首大洪水为1937年,洪峰流量1130m3/s,次大洪水为1946年,洪峰流量1030m3/s。仁宗海电站坝址洪水按天然洪水设计。以大泥口、安顺场两站同期最大天然洪峰流量,一、三日流量的均值比将安顺场站的设计洪水成果换算至大泥口站。仁宗海电站坝、闸址的洪峰流量采用面积比的2/3次方移用大泥口站天然洪峰流量频率计算成果,一、三日洪量采用面积比的一次方移用大泥口站成果。鉴于天然洪水分析计算依据的实测资料系列较短,流域内泥石流洪水与正常洪水的定量关系比较复杂、电站坝、闸址控制面积与大泥口站集水面积相差较大等原因,对校核洪水加15%的安全修正值。其洪水计算成果见表4.1。仁宗海电站设计洪水计算成果表表4.1位置集水面积(km2)Qp(%)(m3/s)P=0.02P=0.05P=0.1P=0.2P=0.33P=0.5P=1P=2P=5P=10P=20P=50坝址332Qp29727025023021420218216113411392.464.9Qp+△Q311闸址566Qp42438635732830528825923019116113292.7Qp+△Q411厂址1060Qp196017101510132011801080892719504358234133本次蓄水鉴定设计院在可研阶段的基础上增加了大泥口站2000~2006年7年洪水资料,对设计洪水进行复核。由于未发生大洪水,其设计洪水成果与可研阶段一致。专家组认为,可研阶段设计洪水成果可用于本次下闸蓄水安全鉴定。3
4.3水情测报系统仁宗海水库电站水情自动测报系统是田湾河全流域水情自动测报系统的组成部分,在统筹规划的前提下,结合工程区自然地理、暴雨、洪水特性布设站网,重点放在闸、坝以上干流河段。初步拟定在环河烂碉沟汇口上游附近、田湾河莫溪沟、腾增沟汇口上游的魏石达乡各设一雨量站及水位观测站。现有的界碑石水文站为预报方案的流量控制站。中心站设在仁宗海水库电站指挥部。流域水情自动测报系统接收全流域所有遥测站点水情信息(卫星或GSM短信方式),通过拟规划建设的光纤环网(环网建成前可通过电信DDN专线或卫星等过渡性方式)传输仁宗海电站所需信息到中心站。根据本流域的洪水特性及水工建筑物布置情况,尽快建成流域水情测报系统。4.4工程防洪能力及度汛4.4.1工程防洪能力按设计计算,泄洪建筑物考虑按泄洪洞、放空洞(兼导流洞)结合布置的三洞合一方案,其计算的防洪能力符合枢纽工程等级要求的防洪标准。根据上级主管部门对本电站初步设计阶段审查批复,电站为二等工程,主要永久性建筑物按2级设计,次要建筑物按3级设计。设计洪水标准为100年一遇,相应的洪水流量182m3/s;校核洪水标准为2000年一遇,相应的洪水流量311m3/s。本工程水库总库容1.12亿m3,经过水库的洪水调节后,其校核洪水的洪峰流量由天然状况下的311m3/s降至145.7m3/s,削减了165.3m3/s。经计算,仁宗海水库的设计洪水位为2930.09m,校核洪水位为2930.94m。大坝枢纽泄水建筑物主要由无压泄洪洞和短有压进口放空洞组成,布置于坝区左岸。泄洪洞和放空洞中后段采用完全结合方式布置。泄洪洞由5.0×10.0m(宽×高)的明渠进水,闸门尺寸5.0×6.0m(宽×高),根据四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室完成的水力学模型试验,校核洪水位2930.94m时,泄洪洞泄流量为145.77m3/s,水面距边墙顶面3.06m,还具备较大的超泄能力。3
不承担泄洪要求的放空洞(施工期与导流洞完全结合)采用深式有压短管进口,方圆形断面,洞宽为3.5m,洞高4.0m,放空洞尺寸受施工期导流控制,在高水位时的泄流能力远大于设计要求,应根据泄流要求采用闸门局开进行控制。4.4.2工程度汛由于本工程枢纽大坝、泄洪洞和放空洞等建筑物均已建成,完全具备永久泄洪条件,建筑物在施工期的度汛问题已顺利完成,在今后运行中枢纽的度汛标准与永久建筑物的防洪标准一致。下闸蓄水后,电站暂时还不能发电。2008年汛期主要由泄洪洞、放空洞通过闸门控制调节水库水位,可以保证泄洪洞、放空洞投入运行。必须采取有效措施保证供电和闸门启闭正常。本工程大坝为土石坝,在运行中应严格按照设计和管理要求控制水库水位,杜绝洪水翻坝。电厂在运行中应按制定的防洪预案进行管理,并加强气象、水情的预报,确保工程的安全。按《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国防汛条例》以及国家电网公司防汛管理办法(试行)〖国家电网生[2004]126号文〗等法规的要求,电站业主四川川投田湾河开发有限责任公司编制完成了仁宗海电站工程年度防洪渡汛方案,对该流域暴雨及洪水特性进行分析,有针对性的制定了防洪措施及预案。4.5电站水库运行方式仁宗海水库电站正常蓄水位以下库容1.09亿m3,调节库容0.91亿m3,为年调节水库,电站保证出力为77.4MW,仁宗海水库一般6~10月为蓄水期,12~翌年4月为供水期,5月、11月一般为不蓄期(进出平衡)。在蓄水期(汛期)的运行方式归结为:(1)不设汛期运行水位,起调水位为2930.00m。(2)当水库洪水小于电站最大发电引用流量50.2m33
/s时,则来水全部用于发电;当入库洪水大于电站的最大引用流量时,电站按最大引用流量发电,并开启泄洪洞宣泄洪水。若入库洪水小于泄洪洞最大泄流能力,则利用闸门控制泄流量,使库水位维持不变,以避免造成人为洪水;若入库洪水大于泄洪洞最大泄流能力,则按泄流能力宣泄洪水。(3)当洪水来量的频率大于设计洪水频率时,不考虑电站发电,机组不过流;当洪水来量的频率等于设计洪水频率时,考虑一台机组发电,引用流量为25.1m3/s;当洪水来量的频率小于设计洪水频率时,则考虑两台机组发电。在供水期(枯期)在正常高水位2930.00m和死水位2886.00m间运行。4.6工程等级、防洪及度汛鉴定意见及建议(1)本电站为二等工程,主要建筑物按2级设计,次要建筑物按3级设计,符合《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)的规定。(2)由于2000-2006年设计流域未发生大洪水,可研阶段的设计洪水成果可作为本次下闸蓄水安全鉴定的基本依据。(3)电站投入运行后可在设计院提出的水库运行方式基础上进行调整和完善,制定出更加适合于本工程的运行方式。(4)汛期水库调洪渡汛时,在开闸下泄洪水前,必须做好工程防洪预案和大坝下游河道的预警预报工作,确保本工程下游其他工程和沿岸居民的生命财产安全。(5)尽快建成水情自动测报系统,做好水情预报,确保电站安全运行。3
5坝区工程地质5.1坝区基本工程地质条件5.1.1区域构造条件电站地处鲜水河、安宁河地震带与理塘地震带之间,根据工程区的区域构造环境和断裂活动性分析,工程区内不具备发生6级以上强震的地质构造背景,历史上也无6级以上强地震活动记载,其地震效应主要受外围地震带强震活动波及影响。磨西断裂、玉农希断裂距工程区近,活动性强,影响最大,故工程区的地震危险性主要受上述两个断裂带的控制。工程所处的贡嘎山断块东侧边界断裂(磨西断裂)及西侧边界断裂(玉农希断裂)均为活动断裂,6级以上强震皆发生在上述两条边界断裂上,工程区东侧一组近南北向断裂均为中晚更新世活动断裂。挽近时期以来,块内表现为整体间歇性强烈隆起抬升。工程区内不具备发生强震的地震地质条件,其地震危险性主要受外围强震波及影响,经四川省地震局鉴定,工程场地地震基本烈度为Ⅶ度,区域构造稳定性较差。5.1.2地形地质条件坝址地处高山峡谷区,河谷开阔呈“U”型,河道顺直,仁宗海为一第四系堰塞湖。左岸山体浑厚,谷坡陡峻,高程3050.00m以上为基岩,3050.00m以下为覆盖层,覆盖层临湖坡高大于100.0m,坡度约33°。右岸山体较单薄,高程2940.00m以上多为基岩,坡度约44°,以下为覆盖层边坡,坡高20.0~40.0m左右,坡度约33°。。基岩为三叠系上统居里寺组第五岩段(T3j5),深灰色中厚层~巨厚层变质砂岩夹薄层板岩,谷底基岩顶面高程2748.37~2761.54m。坝基河床覆盖层据前期钻孔和防渗墙施工揭示深度57.25(RzK17孔)~130.5m(Rzk1孔)~148m(Rzk3孔),层次结构复杂,自下而上分为7层。左岸主要发育三组裂隙:①近EW陡倾N,延伸3~10m,间距0.1~1.0m,②N0°~35°W/NE∠50°~70°,延伸3~10m,间距一般0.2~0.6m,③N40°~70°E/NW∠60°3
~75°(与岸坡近于平行),延伸3~10m,间距0.2~0.6mm。右岸主要发育有四组裂隙,前三组同左岸,第④组N45°~55°W/NE∠55°~65°,延伸长2~5m,间距0.2~0.6m。5.1.3水文地质条件坝区地下水主要为第四系松散堆积孔隙潜水及基岩裂隙水。坝区覆盖层基本上为同一含水单元;地下水由两侧补给河水,上游补给下游,并向下游排泄。基岩裂隙水受大气降水下渗和河水及地下水侧向补给,总体上由两岸向河谷、向下游排泄。两岸坝肩埋深75.0m以内属强透水;埋深75.0~105.0m属中等透水;埋深105.0m以下属弱透水。坝区覆盖层⑦、③层K=10-4~10-5cm/s左右,属弱透水;⑤、④、②、①层K=10-2~10-4cm/s,属中等透水;⑥层K=10-2~10-3cm/s,属中等~强透水;崩坡积K=10-1~10-2cm/s,属强透水。5.2水库区地质条件仁宗海水库正常蓄水位库长约6.0km,正常蓄水位以下库容约1.09亿m3。天然海子最大水深29.0m,蓄水0.171亿m3。库盆周边山岭海拔高程多在3600.00~4500.00m以上,山体浑厚,谷坡陡峻,植被发育。河谷开阔呈“U”型,谷底宽一般400~700m,最宽达800m,河流纵坡坡降近20%。库尾有烂碉沟、五省庙沟和浑水沟三条支沟汇入。库内岩层为三叠系上统居里寺组变质砂岩夹板岩,水库与邻谷分水岭山体浑厚,库盆基底及周围高山由变质砂岩夹板岩组成,透水性弱,库盆完整未见大断层切割,不存在矿产淹没、浸没和向邻谷永久性渗漏问题。水库岸坡为横向谷,两岸植被发育,多为基岩岸坡,稳定性较好。库首段左岸断续分布有崩坡积块碎石土层,在水库运行后,库水位变化及暴雨触发影响,有发生局部库岸再造的可能;近坝库区岩体卸荷显著,将有小型崩塌、座落发生,但对水库运行影响不大。库尾及其上游支沟,包括局部库岸再造,因其固体迳流物源少,规模小,不致影响水库运行。3
5.3挡、泄水水建筑物工程地质条件5.3.1坝基地质条件坝基基础主要置于第⑥层含块碎(卵)砾石土和左岸区域经过振冲处理的第⑦层,未进行大规模的开挖,主要是将第⑥层上的松散碎石、腐质土、树枝等杂物进行清理平整,对第⑦层淤泥质壤土进行振冲处理。坝基防渗墙涉及的层次有⑦层、⑥层、⑤层、④层、②层共5层,各地层主要情况为:第②层:块碎石土,成分以变质砂岩为主,碎砾石粒径一般3~6cm和10~20cm,块石粒径一般20~40cm,最大达1m以上,呈棱角~次棱角状,土为浅灰色粉土,结构较密实。第④层:含块碎砾石土,成分以变质砂岩为主,极少量板岩,偶见石英岩,粒径分散,碎砾石粒径一般3~6cm和10~16cm,块石粒径一般20~40cm,最大达1m以上,多呈次棱角状,土为浅灰色粉质土,结构较密实。第⑤层:碎(卵)砾石砂层,以变质砂岩为主,砾石粒径2~5cm和碎石粒径8~12cm,呈次棱角~次磨园状,块石粒径一般20~40cm,最大达1m以上,多呈次棱角状,砂为中细砂,局部为砂质粉土,结构较密实。第⑥层:含块碎(卵)砾石土,有砂层透镜体随机分布,以变质砂岩为主,砾石粒径2~5cm和碎石粒径12~18cm,块石粒径一般20~40cm,最大达1m以上,多呈次棱角~次磨园状,少量棱角状。粗粒形成骨架,结构较紧密。第⑦层:灰色淤泥质壤土,系湖积(lQ42),仅分布于河床左岸顶部,有块碎石。在防渗墙施工过程中,坝基地质情况与原可研阶段有一定差异,主要表现为:粗颗粒(漂石、块石)增多,存在集中现象,部分块(漂)石直径较大,最大达1m以上。第⑦层中有块碎石。3
开挖揭示大坝基础范围内的地层结构和物理力学特性与前期地勘工作结论基本一致,但局部范围也出现一些变化。这是由:①仁宗海水库大坝地基范围大;②施工详图设计阶段防渗墙轴线移动;③现场勘探工作与工程施工干扰、施工进度紧的矛盾;④特别是位于上游坝坡坡脚范围和左岸河槽部位被湖水淹没,勘探作业条件很差,未能按计划开展勘探工作量;⑤覆盖层本身物质组成的不均一性、成因的复杂性。5.3.2坝肩地质条件(1)左岸坝肩左岸坝肩2960.00m高程以下至河床坝肩上覆为崩坡积体块碎石土层所覆盖,其下伏为中厚~厚层状变质石英砂岩夹薄层板岩,开挖边坡最大坡高约60.0m。边坡表层由崩坡积块碎石土组成,将表层的块碎石全部清除至基岩面,基岩边坡按1:0.75开挖。开挖揭示坝肩岩体裂隙发育,岩体呈次块状结构,裂面延伸长,岩体强卸荷,岩石弱风化,裂面多见泥漠,主要发育有4组裂隙。左坝肩边坡开挖后总体稳定,开挖未对边坡总体稳定造成影响,但是小冲沟堆积的覆盖层失去下部基础易出现滑移,施工中对冲沟进行土钉喷护后覆盖层总体稳定。为防止上部经开挖扰动后掉块,在坝顶上4.0-5.0m位置沿坝坡设置柔性防护网。(2)右岸坝肩高开挖边坡右坝肩开挖揭示的基岩地质条件较左坝肩差。该部位岩体裂隙极其发育,岩体呈碎裂状~散体状结构,强卸荷,弱~强风化,裂面多见泥膜,发育顺层挤压带。主要发育的裂隙有3组裂隙。5.3.3趾板地质条件左右岸趾板地质条件分别与左右坝肩情况基本一致,左岸趾板坝基裂隙发育较长,岩体块体较大,呈次块状结构。右岸趾板坝基裂隙极其发育,岩体块度小,多见泥膜,岩体呈碎裂状~散体状结构。5.3.4泄洪洞段开挖揭示的地质条件及评价围岩为中厚~巨厚层状变质砂岩夹薄层板岩,未见较大断层,小断层有2条,围岩以Ⅳ类围岩为主,断层破碎带及其影响带为Ⅴ类,总体具备成洞条件,其中Ⅴ3
类围岩段在超前支护的方式下也具备成洞条件,地下水总体以湿润为主,下平段地下水丰富。开挖过程中局部岩体组合不利,岩体破碎有塌方现象,通过有效的临时支护,围岩自稳能力加强。(泄)0+253.55以后段与导流洞完全重合。第一段(泄)0-028.6m~(泄)0-008.6m引渠段,长20.0m,其中前段基础为崩坡积体块碎石土上堆积的洞渣料,后段基础为弱风化、弱卸荷的变质砂岩,基础承载力及抗变形指标均满足要求。第二段(泄)0-008.6m~(泄)0+028.02m,长36.62m,岩性为变质石英岩,裂隙发育,主要发育以下4组裂隙,岩石弱风化,岩体弱卸荷,岩体呈碎裂状结构,围岩总体以Ⅳ类为主。第三段泄洪闸~消能竖井段,其中(泄)0+028.02m~(泄)0+043.02m为闸室段。该段岩体裂隙发育,岩石弱风化,具有一定的卸荷,岩体呈碎裂镶嵌状结构,总体具备成洞条件。主要发育有以下3组裂隙,围岩总体为Ⅲ类偏差~Ⅲ类。第四段:涡室及消能竖井段(高程2868.00~2934.25m),竖井高66.25m,上段为圆形涡室,洞高20.75m,开挖直径9.5m;下段为消能竖井,长45.5m,开挖直径6.8m。涡室及竖井岩体总体置于弱风化的变质砂岩中,裂面见绣染现象,岩体卸荷不明显,未见较大断层,发育4组裂隙。岩体总体呈碎裂镶嵌状结构,地下水以湿润为主,围岩总体Ⅲ类偏差~Ⅳ类。第五段:下平段((泄)0+116.42~(泄)0+253.55),长137.13m。由变质砂岩组成,微~弱风化。共计发育2条次级小断层—f21和f22,发育4组裂隙。围岩完整性差,碎裂状结构,Ⅳ类围岩为主,局部Ⅴ类围岩。泄洪洞后段((泄)0+253.55以后)与放空洞重合。5.3.5导流(兼放空)洞段地质条件放空洞与导流洞完全结合,围岩为中厚~巨厚层状变质砂岩夹薄层板岩,出口段明渠基础为冰川冰水堆积的块碎石土,放空洞总长约1414.0m。岩体未见较大断层发育,岩体中裂隙较发育,围岩类别总体以Ⅲ类为主,在卸荷较强段和断层及影响带为Ⅳ类,具备成洞条件。开挖过程中在断层带及结构面组合不利段有塌方现象,同时在小断层上盘有较大的地下水溢出。开挖揭示洞室围岩总体稳定性较好。第一段(放)0+000~(放)0+116.45m段,进口至闸室段,长116.45m3
,为有压隧洞,该段岩体裂隙发育,岩体弱风化,地下水丰富,围岩总体Ⅳ类,局部Ⅲ类,未见大的断层切割,发育一条小的次级小断层—f8和4组裂隙。该段岩体总体具备成洞条件,但是水平、竖直埋深较浅。第二段(放)0+116.45~(放)0+133.75m段,即放空洞闸门竖井段,该段水平、垂直埋深都很浅,围岩裂隙发育,岩石弱风化,裂隙切割岩体块度较小。开挖揭示该段发育3条小断层或挤压带,多为顺层挤压带,主要发育有4组裂隙。第三段(放)0+133.75~(放)1+414.09m,无压洞段,长1280.34,其中(放)0+244.31与(泄)0+253.55相交重合,(泄)0+235.00~(放)0+282.28为三洞的结合段。该段围岩裂隙发育,岩石以新鲜为主,局部弱~微风化,围岩以Ⅲ类为主,局部段Ⅳ类。发育有9条次级小断层和4组裂隙。5.3.6电站进水口地质条件进水口边坡坡高约80.0m,边坡上部覆盖层自然坡度30°左右,下部为基岩边坡,2888.00m高程以上闸室岩质边坡按1:0.5开挖,2934.00m高程以上为上坝公路开挖边坡,开挖按岩质边坡1:0.75开挖。岩体为强卸荷、强风化的变质砂岩,边坡覆盖层为崩坡积块碎石土。主要发育的裂隙有3组裂隙。进水口引渠基础部分置于覆盖层上。闸室基础完全置于中厚层状变质砂岩夹板岩,岩体碎裂镶嵌状结构,强卸荷、局部强风化,围岩为Ⅴ类。该段裂隙发育,主要发育裂隙有5组裂隙。5.4主要工程地质问题及其处理5.4.1坝基(肩)渗漏问题处理坝基下部覆盖层第⑥层为中等~强透水层,第⑤、④、②、①层为中等透水层,而第③、⑦层属弱透水层,但是厚度小且未铺满整个河床,不能作为坝基可靠的相对隔水层。防渗墙设计最大深度80.0m左右(实施最大深度为82.0m)。左、右坝肩岩石为变质石英砂岩,岩体表层卸荷明显,透水性强,施工中采取双排帷幕灌浆防渗。3
5.4.2坝基不均匀沉降变形处理坝基覆盖层最大深度148.0m,自下向上分为七层。其中第⑦层为湖积灰色淤泥质壤土,分布于河床左岸顶部,据前期勘探揭示厚度2.0~16.7m,坝线附近横河方向宽160.0~240.0m,该层力学特性差,透水性弱,不能满足坝基变形及稳定要求,其他各层可基本满足坝基承载与变形要求。按设计方案,并根据试验检测结果,对第⑦层淤泥质壤土进行了振冲加固处理,经处理后的复合地基达到以下指标:(1)承载力特征值大于240kPa;平均密度大于2.10g/cm3;平均孔隙率小于0.30。(2)变形模量大于35.0MPa,压缩系数α=100~200(kPa)≤0.25MPa。(3)内摩擦角φ≥30°,凝聚力C≥25kPa。(4)渗透系数K≥1×10-3cm/s(或碎石桩体的渗透系数K≥1×10-1cm/s)。(5)具有抗液化能力。经计算分析认为,能够满足建堆石坝的要求。5.4.3坝基抗滑稳定问题处理坝基的主要持力层第⑥、⑤、④属于抗渗较差层,在大坝蓄水后,坝基承压水位将进一步升高,对坝基抗滑稳定不利。为了增加下游坝坡的稳定安全性,在坝的下游坡脚覆盖层上部设置盖重,底部采用干沟崩积体料进行排水处理。5.4.4坝基(肩)地震液化稳定问题处理第⑦层淤泥质壤土存在地震液化问题,结合不均一振冲碎石桩处理后,也同时解决了液化问题。5.5岩(土)体物理力学特性根据岩体结构、风化卸荷、地下水活动等,经试验及工程类比,坝基岩体力学建议值见表5.1和表5.2。3
坝区覆盖层物理力学参数建议值表表5.1层位岩性密度干密度允许承载力变形模量抗剪强度渗透系数允许坡降边坡比ρρd[R]E0φcKJ水上水下g/cm3g/cm3MPaMPa度MPacm/s崩坡积块碎石土2.10∫2.201.80∫2.000.25∫0.3520~3026~2805.75×10-2∫1.16×10-10.07∫0.11:1.25∫1:1.501:1.50∫1:1.75淤泥质壤土1.50∫1.701.10∫1.300.08∫0.104~56~90.01∫0.0151.15×10-4∫5.75×10-40.3∫0.4⑦⑥含块碎(卵)砾石土2.17∫2.272.08∫2.130.4∫0.630~5028~300.02∫0.042.1×10-2∫2.6×10-30.15~0.2(架空0.07)1:1.0∫1:1.251:1.25∫1:1.5⑤碎(卵)砾石砂2.10∫2.152.00∫2.100.3∫0.425~3527~2902.07×10-2∫1.65×10-30.15∫0.18④含块碎砾石土2.05∫2.151.9∫2.000.4∫0.630~5028~300.02∫0.041.47×10-3∫3.2×10-40.25∫0.31:1.0∫1:1.251:1.25∫1:1.5③粉质土1.70∫1.801.40∫1.600.15∫0.212~1516~180.031.15×10-5∫5.75×10-50.5∫0.6①②含孤块碎石土2.25∫2.302.15∫2.200.55∫0.6555~6530~320.051.78×10-3∫1.03×10-40.25∫0.3坝基岩体分类及力学参数建议值表表5.2类别地质特征密度单轴湿抗压强度变形模量泊松比岩体抗剪断强度边坡比ρRwEoμtgφ’C’g/cm3MPaGPaMPaⅡ微、新变质砂岩,岩石坚硬完整,中厚~巨厚层状,裂面多闭合,有轻微锈染,无或轻微地下水活动2.75~2.73>80>100.201.2~1.31.5~1.8Ⅲ弱风化弱卸荷变质砂岩,较坚硬完整,中厚~巨厚层状,裂面锈染微张,嵌合较紧密,轻微~中等地下水活动。2.5060~804~90.250.8~1.00.7~1.01:0.5Ⅳ微、新板岩,弱风化、强卸荷变质砂岩,较坚硬、完整性较差,中厚层状,结构较松驰,中等强度地下水活动2.2020~302~40.300.55~0.650.3~0.41:0.75Ⅴ弱风化~强风化板岩夹层及其它破碎带,完整性差,薄~极薄层状及碎裂状~散体状结构,地下水活动中等~强烈。2.00<0.5>0.350.4~0.450.05~0.081:1~1:1.253
5.6工程地质评价意见和建议5.6.1鉴定意见(1)电站地处鲜水河、安宁河地震带与理塘地震带之间,根据工程区的区域构造环境和断裂活动性分析,工程区内不具备发生强震的地震地质条件,其地震危险性主要受外围强震波及影响,经四川省地震局鉴定,工程场地地震基本烈度为Ⅶ度。(2)第⑥、⑤、④层为堆石坝坝基的主要持力层,承载力为0.30~0.60MPa,变形模量25~50MPa,可满足堆石坝对坝基承载和变形要求。对位于左岸坝基下变形较大、属液化层的的第⑦层按设计要求作了振冲处理,处理后的指标满足要求。(3)左岸趾板坝基裂隙发育较长,岩体块体较大,呈次块状结构。右岸趾板坝基裂隙极其发育,岩体块度小,多见泥膜,岩体呈碎裂状~散体状结构。对地基中的缺陷均按设计要求作了处理,经处理后的基面岩体符合趾板建基要求。(4)设计所提交的岩体及覆盖层物理力学参数建议值合适,施工过程中所揭示的基础地质条件与前期基本一致。(5)水库不存在向邻谷渗漏问题;水库库岸整体稳定性较好,不存在发生较大规模岸坡变形或失稳的地形地质条件。(6)据勘探成果,右岸地下水位略高于天然湖水位,而左岸水位距Rzk12孔常观资料高程约2876.00m,低于同期湖水位2885.00m约9.0m左右。当建坝后水库正常水位为2930.00m,虽然防渗帷幕已向两岸山体延伸,但仍需加强对两岸实际绕渗的监测。设计资料介绍两岸布置了20个绕渗孔,从数量看能满足要求,但需保证其有效可靠性。5.6.2建议(1)位于水位变幅区内的左右库岸边坡在水库蓄水初期及水库运行期间有局部发生岸坡局部滑塌和崩塌的可能,建议重点加强近坝库岸段的巡视和观测。(2)“由于覆盖层组成结构的不均一性和成因的复杂性,加之施工详图反应的仁宗海大坝坝轴线是相对于最初确定的主勘探线向上游调整了60m,再加上防渗墙位于坝轴线上游,两者水平投影之距约84m3
,且防渗墙线基本上都位于水库内,现场勘探与施工开挖场地干扰和施工进度所限,在该范围内的钻孔较少,勘探控制精度不够,客观上存在防渗墙部位地质条件变化的可能”。虽布置有深约80.0m左右的防渗墙,但在运行期间仍应加强渗漏及变形监测。(3)泄洪洞及放空洞(结合导流洞)均布置在左岸,其进口边坡的稳定至关重要。导流洞下游侧90.0m范围内的贯穿性顺坡断层破碎带设计分别按浅层支护“锚杆+钢筋网+喷混凝土”和深层支护“预应力锚索”等处理措施,由于此部分均处于正常水位以下,对于蓄水后有可能会降低锚固效果,设计在进行计算时应加以考虑,并应考虑地震的影响,留有足够的富裕。建议设计对此进行复核。(4)基于放空洞洞脸所在边坡受顺层陡倾断层破碎带影响,可能存在深层稳定问题,建议补充该断层的空间展布、距坡面的距离以及处理后相应边坡的稳定性监测阶段成果。(5)建议对右岸坝前边坡进行护坡,对交通道上方的崩坡积体进行支护。(6)建议对干沟泥石流活动性进行观测。3
6复合土工膜堆石坝仁宗海为第四系堰塞湖,天然海子水面高程约2885.00m,相应水面宽141.0~216.0m,最大水深约28.0m。水库大坝坝址选择在仁宗海海口上游约400.0m处。挡水建筑物为采用复合土工膜防渗的堆石坝,坝顶高程为2934.00m,防浪墙顶高程为2935.20m,坝顶宽度为8.0m,坝顶总长度843.87m,最大坝高约56.0m。6.1建筑物结构布置本工程堆石坝坝顶高程为2934.00m,防浪墙顶高程为2935.20m,坝顶宽度为8.0m,坝顶总长度843.87m,最大坝高约56.0m。上游坝坡2891.50m高程处设15.0m宽的马道,马道以上坝坡为1:1.8,坝体采用坝面复合土工膜防渗,复合土工膜为两布一膜,规格为400g/m2/HDPE1.2mm/400g/m2;复合土工膜表面采用厚度为12cm的预制混凝土扣板保护,复合土工膜之下为6cm厚的无沙混凝土垫层;复合土工膜防渗的坝体最大高度为44.0m;垫层之后设水平宽度为3.0m的坝体过渡区,其后为坝体主堆区;马道以下坝坡1:2.0,坝体防渗采用明浇混凝土防渗墙。下游坝坡为1:2.0,在2904.00m高程处设一宽度为4.0m的马道,采用钢筋混凝土格栅护坡,格栅内植草。坝体下游坡脚处设置宽度为80.0m的压重平台,平台顶高程为2895.00m。坝体底部防渗墙下游区域的坝基范围均铺设厚度1.0m的反滤层,主堆区与反滤层之间设置厚度1.0m的过渡层。坝体填筑分区主要分为3个区:坝壳I1区为坝体主堆区,为坝轴线上游区域;坝壳I2区为坝轴线下游堆筑区;坝壳Ⅱ区为坝体底部反滤层之上的过渡区;分区情况可见附图。坝基覆盖层防渗采用悬挂式混凝土防渗墙,复合土工膜下部与混凝土防渗墙相接,上部与防浪墙连接;复合土工膜与岸坡通过趾板连接,趾板下设灌浆帷幕,趾板基础作固结灌浆处理。3
根据三维渗流计算,结合目前国内防渗墙的施工水平,坝基设置最大墙深80.0m左右(实施最大深度为82.0m)的悬挂式混凝土防渗墙,墙厚1.0m。两岸坝肩岩体防渗采用帷幕灌浆处理,灌浆范围为伸入弱风化岩体(吕荣值3~5lu)以下5.0m。两岸趾板基础为弱风化岩体,趾板水平宽3.5m,厚0.6m,在水头较大部位布置有贴坡混凝土面板与趾板连接,混凝土强度等级C25,抗渗为W6,抗冻为F150。沿趾板纵向设置三排固结灌浆孔,孔距为2.0m,排距1.5m,深度为6.00;沿贴坡面板纵向设置两排(高度较小处为一排)固结灌浆孔,孔距为2.0m,深度为3.0m。6.2坝基处理设计仁宗海坝基覆盖层最大深度约148m,第⑥、⑤、④层为主要持力层,承载力为0.30~0.60MPa,变形模量25~50MPa,可满足堆石坝对坝基承载和变形要求。左岸河床顶部第⑦层为湖积灰色淤泥质壤土,厚度4.3~15.6m,坝线附近横河方向宽160.0~240.0m,呈可塑状~软塑状,地质判定该层为液化土并且其力学特性差,透水性弱,不能满足坝基变形及坝坡抗滑稳定要求。设计方案为振冲加固。振冲处理主要要求为:①振冲处理的面积置换率必须达到40%以上;②复合地基应达到以下指标:平均密度大于2.10g/cm3,平均孔隙率小于0.30,变形模量大于35.0MPa,压缩系数α100~200(kPa)≤0.25MPa,内摩擦角φ≥30°,凝聚力C≥25kPa。平面处理范围为堆石坝整个坝基范围和坝体上游坡脚外滑弧以内的第⑦层。垂直处理深度至第⑦层等厚度线以下约0.5m。碎石桩按等边三角形布置,防渗墙上、下游各10m范围内桩净距为1.3×1.3m,其余部位桩间距为1.5×1.5m,振冲桩的平均桩径为1.15m。6.3防渗结构设计6.3.1河床基础堆石坝坝基为深厚覆盖层,层次结构复杂,土体透水性较大。经设计计算及技术经济综合比较,坝基防渗采用悬挂式混凝土防渗墙,最大墙深80.0m3
左右(实施最大深度为82.0m),墙厚1.0m。混凝土强度C25,抗渗标号W8,抗冻标号F50,弹模2.5×104~2.8×104MPa。6.3.2左右岸坝肩左右岸坝肩采用帷幕灌浆进行防渗处理。灌浆范围为伸入弱风化岩体(吕荣值3~5lu)以下5m,灌浆孔两排,孔距为2.0m,排距为1.5m。两岸坝肩分别设置两层3.0×3.5m灌浆平洞,下层灌浆平洞通过坝体下部的灌浆廊道连接。左、右岸灌浆平洞长度分别为81.0m和107.0m。设计要求基岩部分的透水率不大于5Lu;防渗墙底部覆盖层部分的透水率不大于10Lu。6.3.3坝体防渗坝体防渗采用明浇钢筋混凝土防渗墙+复合土工膜的综合防渗型式。在堆石坝上游坝坡2891.50m马道以上坝坡为1:1.8,马道以下坝坡为1:2.0。马道以下坝体防渗采用明浇钢筋混凝土防渗墙(与下部基础混凝土防渗墙连成一整体),墙厚1.0m;马道以上采用坝面复合土工膜防渗,复合土工膜之上铺设预制混凝土板防护层,复合土工膜之下为6cm厚的无沙混凝土垫层(最小孔隙率不得低于15%,渗透系数大于1×10-2cm/s)。复合土工膜规格为:400g/m2/HDPE1.2mm/400g/m2。预制混凝土板边长为50×50cm,厚度12cm。预制混凝土板采用扣板,板与板之间相互嵌合。(1)复合土工膜与上下垫层的稳定复核1)混凝土护坡面板与复合土工膜接触面的稳定复核采用刚体极限平衡法计算。水库正常运行时,水位下降缓慢,预制混凝土板后的渗水能够自由排出;水位骤降时,渗水可从预制混凝土板之间的缝隙排出,因此,计算时可以不考虑渗透水压力。上游坝坡为1:1.8,混凝土板与复合土工膜间的摩擦系数取0.65,安全系数K为1.17,满足抗滑稳定要求。2)复合土工膜与无砂混凝土板接触面的稳定复核3
由于水库蓄水后水压力使复合土工膜对无砂混凝土板施加很大压力,因此,水库在库水位较高的情况下运行时,复合土工膜与无砂混凝土板之间产生相对滑动的可能性很小。只须验算施工期和库水位较低的情况。上游坝坡为1:1.8,复合土工膜与无砂混凝土板间的摩擦系数取0.62,安全系数K为1.12,基本满足抗滑稳定要求。6.3.4渗流计算设计院对堆石坝进行了三维渗流计算分析,有限元模型计算范围以坝轴线为准向上游延伸300.0m,向下游延伸1850.0m,计算深度取为384.0m。主要计算成果及分析(1)自由面分析:计算成果表明,库水渗流通过坝体后,自由面均在第⑦层以下,下游坝脚没有渗流出露。(2)渗透坡降分析:渗透坡降较大的部位均主要是左岸坝肩与岩体的接触部位及防渗墙附近区域,各覆盖层内的渗透坡降整体上都小于临界坡降,只有局部区域大于临界坡降,但均小于破坏坡降,而且,最大渗透坡降均发生在土层内部,无出逸处,因此,坝基土层不会发生渗透破坏。(3)渗流量分析:通过坝基、混凝土防渗墙和两岸灌浆帷幕的渗流量约为6264.55m3/d、98.31m3/d和6.88m3/d。6.4大坝计算及评价6.4.1筑坝材料与填筑标准坝壳I1区:坝轴线上游区域,采用干沟崩积体料。要求Dmax≤400mm,小于5mm颗粒含量不超过15%,小于0.075mm颗粒含量不大于8%。设计孔隙率<23%,设计干密度γd≥2.08g/cm3,控制填筑含水率1.8~2.0%。坝壳I2区:坝轴线下游堆筑区,采用干沟崩坡积体料。要求Dmax≤600mm,小于5mm颗粒含量不超过15%,小于0.075mm颗粒含量不大于8%。设计孔隙率<23%,设计干密度γd≥2.08g/cm3,控制填筑含水率1.8~2.0%。坝壳Ⅱ区:坝体底部反滤层之上的过渡区,采用干沟天然砂砾石料填筑。要求Dmax≤800mm,小于5mm颗粒含量不超过20%,小于0.075mm颗粒含量不大于8%。设计相对密度0.88,设计干密度γd≥2.2g/cm3,控制填筑含水率3.1~3.6%。3
垫层区:混合土卵石料加工,要求:Dmax≤80mm,小于5mm颗粒含量30%~50%,小于0.075mm颗粒含量不大于10%。设计孔隙率<20%,设计干密度γd≥2.28g/cm3,控制填筑含水率11~12%。反滤层:采用天然砂砾石料或新鲜(或微风化)岩块或块石由砂石加工系统生产制备而成,石料的饱和抗压强度大于40MPa,最大粒径40mm,小于5mm颗粒含量宜控制在40~55%内,小于0.075mm的颗粒含量应不超过5%。设计相对密度0.88,设计干密度γd≥2.15g/cm3,控制填筑含水率3.1~3.6%。坝后压重区:坝后压重区分为A区和B区,A区位于压重区底部,采用干沟崩积体料填筑;B区位于压重区上部,采用任意砂砾石或碎石土料、混合土卵石料填筑,也用开挖弃碴料填筑,最大粒径控制为1000mm。设计相对密度0.85,设计干密度γd≥2.0g/cm3。以上设计干密度等应经过现场生产性试验调整。6.4.2坝坡稳定计算设计院采用简化毕肖普法和瑞典圆弧法对坝坡稳定进行复核计算,计算成果见表6.1和表6.2。左岸坝段坝坡稳定计算成果表表6.1计算工况安全系数简化毕肖普法瑞典圆弧法允许值正常运用条件稳定渗流期上游坡2.932.801.35(1.25)稳定渗流期下游坡2.642.311.35(1.15)非常运用条件Ⅰ竣工期上游坡2.202.051.25(1.15)竣工期下游坡2.632.471.25(1.15)非常运用条件Ⅱ正常运用遇地震上游坡2.332.181.15(1.05)正常运用遇地震下游坡2.241.921.15(1.05)右岸坝段坝坡稳定计算成果表表6.2计算工况安全系数简化毕肖普法瑞典圆弧法允许值正常运用条件稳定渗流期上游坡4.113.941.35(1.25)稳定渗流期下游坡2.662.401.35(1.15)3
非常运用条件Ⅰ竣工期上游坡2.572.341.25(1.15)竣工期下游坡2.892.751.25(1.15)非常运用条件Ⅱ正常运用遇地震上游坡3.403.261.15(1.05)正常运用遇地震下游坡2.191.991.15(1.05)结论:在各种计算工况下,堆石坝(左岸、右岸)的坝坡稳定安全系数均能满足规范规定的允许值要求。6.4.3应力变形复核计算在坝体填筑过程中,对大坝不同高度、不同部位的实际填料进行了现场取样试验,按实际填筑的反滤料、过渡料和堆石料的新试验参数值进行复核计算。计算表明,新参数与原计算参数成果主要是各物理量在极值上有所变化,各物理量的分布规律及极值所在区域均未发生明显变化。计算成果见表6.3、表6.4、表6.5和表6.6。大坝堆石体及坝基的变形极值比较表表6.3单位:cm极值工况水平位移沉降沉降率(%)向上游向下游原计算参数工况1:施工完建期-19.423.8-85.90.61工况3:校核洪水期-7.731.8-93.1/新计算参数工况1:施工完建期-19.123.5-83.50.59工况3:校核洪水期-7.831.1-91.1/由表6.3可知,采用新参数后,相同工况下大坝的变形极值较原参数结果有所减小,但减小幅度小于3%。防渗墙变形极值比较表6.4单位:cm极值工况水平位移沉降坝轴向位移原计算参数工况1:施工完建期-19.1-14.2<5.0工况3:校核洪水期-7.0-28.6<8.0新计算参数工况1:施工完建期-18.9-14.3<5.0工况3:校核洪水期-7.0-28.8<8.0防渗墙主应力极值比较表6.5单位:Mpa极值大主应力小主应力3
工况最大值最小值原计算参数工况1:施工完建期14.31.7-0.9工况3:校核洪水期27.16.6-4.1新计算参数工况1:施工完建期14.41.7-0.9工况3:校核洪水期27.56.7-4.2校核洪水期复合土工膜变形极值比较表6.6单位:cm物理量参数水平位移沉降坝轴向位移原计算参数17.5-21.73.4新计算参数16.5-21.73.4采用新参数后,校核洪水期复合土工膜的最大拉应变值由原来的-0.509%减小到-0.355%,从而使应变安全系数和拉力安全系数均得以提高。6.5大坝缺陷处理2007年7月8日发现已浇筑完成的明浇防渗墙混凝土出现细微裂缝38条,其中贯穿性裂缝12条,其开展宽度大多在0.1~0.2mm以内;混凝土表面收缩裂缝(细微龟裂)26条,深度小于3cm。对明浇防渗墙混凝土贯穿性裂缝采取开槽法用环氧基液及环氧砂浆进行修复处理;对混凝土表面收缩裂缝采用人工清洗,然后对处理部位涂刷两遍环氧基液的方式进行修补。处理后在后续施工中未发现新裂缝。6.6库区边坡6.6.1库区左岸边坡泄洪洞、放空洞下游侧90m范围内发育有一条贯穿性强的顺坡断层破碎带,由碎裂岩组成,带内物质弱~强风化,有架空现象,主要发育有三组裂隙。边坡支护主要根据断层破碎带的深度和走向,从上游至下游分三段进行,支护高度范围从2885.00~2960.00m高程。3
为保证施工安全,首先在支护范围上部边缘处设置被动型柔性防护网,要求防护网能拦截撞击能1000kj以内的落石,然后再清除边坡支护范围内的倒悬岩体,清除松动和不稳定岩块、坡残积物、树桩、树根等,并将岩面冲洗干净。第1段:泄洪洞与放空洞之间,边坡支护措施为“锚杆、锚杆束+钢筋网+喷混凝土”:锚杆Φ25,L=4.5m和锚杆束3Φ28,L=9.00m交错布置,间排距2.5m,钢筋网φ8,厚0.10m的C25喷混凝土,坡面布置排水孔。第2段:放空洞洞脸周边和上部的坡体,采用深层支护与浅层支护结合的联合支护方式。深层支护为预应力锚索:P=1000kN,间排距5.0m,长度按不同高程有25.0m、30.0m、40.0m和45.0m。浅层支护同第一段。第3段:放空洞洞脸下游的坡体。采用浅层支护,同第一段。边坡支护后的稳定分析计算成果见表6.7。库区左岸边坡稳定计算成果表表6.7设计工况抗滑稳定安全系数计算值规范要求值持久工况正常蓄水位1.211.15~1.25短暂工况水库水位骤降1.181.05~1.15暴雨工况1.101.05~1.15偶然工况正常蓄水位+地震1.151.05水库紧急放空1.141.056.6.2库区右岸边坡右岸坝肩至电站进水口公路以下的库区天然边坡绝大部分为土质边坡,该段天然边坡坡比约为1:1,边坡最大高度50.5m,天然状态下边坡基本稳定。采用贴坡钢筋混凝土面板护坡,同时设置自进式中空注浆锚杆,锚杆设端钩与面板钢筋焊接。贴坡钢筋混凝土面板为变厚度板,底部厚1.55m,顶部厚0.8m,底部为底宽2.4m,厚1.5m的基础,并在中间部位每隔10m高差设置一道抗滑齿墙。边坡设置φ27自进式锚杆,L=3.0m,间排距2.5m。面板上布置φ50PVC排水管,深入坡体约0.2m。6.7复合土工膜堆石坝鉴定意见及建议(1)仁宗海水库电站是田湾河流域梯级开发的龙头水库电站,枢纽总体布置合理。3
(2)由于环境保护和水土保持的要求,在施工设计阶段,将原设计的碎石土心墙堆石坝改为复合土工膜堆石坝,满足了该区域的环保、水保要求,尽可能的减轻了电站开发对环境的不利影响,其调整修改后的坝型基本合理,并通过了上级主管部门的审查。(3)设计院针对本工程的实际,对坝体的分区、各分区筑坝材料特性的要求以及填筑标准,基本上是合理的。(4)坝体堆筑料采用干沟崩积体料、干沟天然砂砾石料填筑和人工加工料。通过了现场碾压试验检验,设计提出筑坝施工用于施工填筑,满足坝体结构设计要求。(5)在施工中对实际填料进行了现场取样试验,达到设计控制指标要求,大坝的变形和应力分布规律基本符合堆石坝工程的一般规律;大坝整体稳定满足要求。(6)对坝基第⑦层淤泥质壤土采用振冲碎石桩处理方案合适;根据地勘资料分析,其处理范围和深度能满足要求。振冲桩间排距经现场试验,在不同范围内分别采用1.3×1.3m和1.5×1.5m,平均桩径为1.15m,振冲处理后复合地基的指标满足要求。(7)两岸趾板建基于弱风化变质石英砂岩,趾板混凝土强度等级C25,并进行固结和帷幕灌浆,符合趾板基础强度和防渗要求。(8)大坝地基为深厚覆盖层,坝基采用垂直防渗墙合适,设计计算的防渗墙应力状态较好,拉应力区域和数值均较小,蓄水后的变化有规律,能满足要求,但需有待蓄水的检验,因此需加强蓄水期和运行期的监测及资料的分析。(9)工程防渗所选用的复合土工膜基本合适,经计算纵横向应变安全系数和拉力安全系数满足大于5.0的要求。(10)本工程坝高56.0m,采用复合土工膜防渗堆石坝,如此坝高的此类坝型在国内永久工程中应用较少,且地基条件也较差,在初期蓄水和运行中应加强坝体和复合土工膜变形,周边缝变位以及渗流观测,特别在初期蓄水期间应加密观测。(11)复合土工膜与防渗墙、趾板均采用锚固连接,其连接方式合适。3
(12)当水位骤降时,库水位下降较快,而预制混凝土板之间为扣接,渗水从预制混凝土板之间的缝隙排出应是较缓慢的,运行中应注意观察混凝土护坡面板的稳定情况。(15)右岸边坡支护后的计算,其稳定满足要求;左岸为土质边坡、规模较大,设计采用的支护方式较合适,经稳定计算,其各工况下的抗滑稳定安全系数均在规范要求值内,但部分工况下安全系数偏低,应加强监测,密切注意左岸边坡的稳定问题。3
7泄水建筑物本枢纽工程泄水建筑物主要由无压泄洪洞和短有压进口放空洞组成,泄洪洞和放空洞中后段采用完全结合方式布置,均位于坝区左岸。7.1结构布置(1)泄洪洞无压泄洪洞主要由进口引渠段、闸室上游引水道洞段、闸室段、闸室下游引水道洞段、消能竖井、下游出水洞段和出口消能段组成。闸室段前洞段为方圆形断面,长36.8m,断面尺寸7.0×11.0m(宽×高)。闸室长15.0m、宽5.0m,墩厚1.5m,底板厚度2.0m,底板高程2924.00m。闸室后接长65.33m的消能竖井连接洞段,通过两连接段后洞宽由5.0m缩窄到2.8m,高由8.0m变到6.5m,与消能竖井涡室衔接。消能竖井总高度63.75m。涡室内径为7.5m,高度14.75m;连接涡室和竖井的渐变段高度5.0m,内径由7.5m渐变到4.8m;竖井底部水垫段高度7.0m,内径为4.80m。有压出水段长22.6m,出水口为宽5.0、高2.5的矩形断面;其为长115.53m的无压出水洞,至桩号泄0+253.55m处与放空洞结合,泄洪洞与放空洞轴线交角为21.5°。(2)放空洞放空洞由有压隧洞段、地下竖井闸室段、无压隧洞段和出口消能段组成。有压隧洞段长114.15m,断面为方圆形。宽为3.5m,前40.0m隧洞高由8.4m渐变到3.5m,渐变段后为宽为3.5m,高4.0m的方圆形标准断面。地下竖井闸室段长114.15m,闸室宽度为3.5m、底板高程2875.10m、厚2.0m,闸室高度60.9m。闸室内设平板事故门和弧形工作门各一道,孔口尺寸分别为3.5×3.7m和3.5×3.5m。无压隧洞段长1280.34m,底坡为i=0.01,在放空洞桩号放0+244.31m处有泄洪洞汇入。无压隧洞断面型式为方圆型,断面尺寸5.0×6.0m,根据不同的地质条件分别采用全断面钢筋混凝土衬砌和边墙、底板衬砌,顶拱锚喷支护两种支护型式。3
出口消能段长50.0m,矩形断面。其中前30m为明渠扩散段,矩形渠道底板宽度由5.0m渐变为11.00m,边墙高度由4.5m渐变为3.5m;后20m为底宽11.0m的矩形渠道,末端设置4.00m深的防冲齿墙;渠道后设钢筋石笼护底与原河道衔接。7.2洞身结构设计(1)支护设计对竖井闸室前检修条件差的有压洞段采用0.4m厚全断面钢筋混凝土衬砌支护;对竖井闸室后地质条件较差的Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段采用0.6m厚全断面钢筋混凝土衬砌支护,并按《水工隧洞设计规范》DL/T5195-2004推荐的结构力学方法,采用边值法进行衬砌结构及配筋计算。Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段洞室稳定性较好,仅对边墙和底板采用钢筋混凝土衬护,并设置锚筋抵抗外水压力作用;顶拱采用锚喷支护,局部挂钢筋网,并设排水孔,锚喷支护参数为:锚杆Φ25mm,L=3.0m,间排距2.0m;C20喷聚丙烯纤维混凝土,厚0.1m;随机钢筋网Φ6.5mm,网格间距0.15×0.15m。(2)灌浆设计对全断面钢筋混凝土衬砌洞段的顶拱与围岩间采用回填灌浆处理,孔径48mm,入岩0.1m,排距3.0m,交错布置,设计灌浆压力0.2MPa。放空洞闸室前的有压洞段固结灌浆,孔径48mm,入岩3.0m,排距3.0m,排间交错布置,设计灌浆压力0.4MPa。对放空洞闸室后至“放0+370.00m”的库区洞段固结灌浆,孔径48mm,入岩8.0m,排距3.0m,排间交错布置,设计灌浆压力0.6MPa。对放空洞竖井闸室Ⅳ、Ⅴ类围岩作固结灌浆,孔径76mm,入岩6.0m,间排距3.0m。对泄洪洞涡室前上游引水道洞段洞周围岩作固结灌浆处理。(3)封堵设计导流洞施工支洞为方圆型,开挖断面宽6.0m,高5.0m,支洞长110m,坡度11.5%。施工支洞封堵方案为:堵头长度为30m,堵头混凝土为C20F150;对堵头范围内的洞周围岩进行固结灌浆处理;堵头洞周边设置Φ25,入岩2.5m,外露长度0.85m、3
间排距2.0m的锚筋。并对堵头段洞顶进行回填灌浆处理。7.3水力设计7.3.1水力设计(1)泄洪洞泄洪洞涡室上游引水道洞段为无压流,进口闸室为开敞式,其泄流能力按无坎宽顶堰流计算,其全开泄流能力计算成果见表7.1。泄洪洞泄流能力计算成果表表7.1水库水位(m)堰上水头(m)下泄流量(m3/s)备注2924.00002926.00222.552928.00463.782930.006117.182930.066.09119.83设计洪水位2930.936.93145.60校核洪水位2932.008180.41(2)放空洞放空洞工作闸门上游段为有压流,下游段为无压流,泄流能力按有压洞自由出流计算,其全开泄流能力计算成果见表7.2。放空洞泄流能力计算成果表表7.2水库水位(m)有压段水头H0(m)下泄流量(m3/s)2930.9355.83299.802930.0654.96297.42293054.9297.16292044.9267.02291034.9233.00290024.9193.09289014.9142.417.3.2水工模型试验3
对泄洪洞、放空洞(导流洞)三洞合一方案的结构布置、体形和尺寸,设计院委托四川大学高速水流试验室作了泄水建筑物整体水工模型试验。(1)泄洪洞泄洪洞闸门全开时的泄流能力试验成果表7.3,局开的试验成果见表7.4。泄洪洞闸门全开泄流能力试验成果表表7.3库水位Z库(m)实测流量Q测(m3/s)堰顶水头H(=Z-2924)(m)换算流量系数m2925.7218.61.720.37032926.8440.32.840.37982928.2772.74.270.37202929.2998.45.290.36502930.00118.66.000.36442930.30127.66.300.36442931.32157.47.320.3585泄洪洞闸门局开试验水位~流量关系(库水位:2930.00m)表7.4库水位Z库(m)实测流量Q测(m3/s)开度e(m)换算流量系数m293041.71.00.8426293057.21.50.8123293071.92.00.8111293083.52.50.8064293095.03.00.82592930102.63.50.83712930110.94.00.88522930116.64.50.9551(2)放空洞放空洞闸门全开时的泄流能力试验成果表7.5,局开的试验成果见表7.6。放空洞闸门全开泄流能力试验成果表表7.5库水位Z库(m)实测流量Q测(m3/s)水头H(=Z-2876)(m)换算流量系数µ2881.0051.65.000.77622881.3256.65.320.77312882.9777.66.970.76792884.6294.08.620.76553
2885.6102.69.600.76542886.70111.710.700.76702888.24123.012.240.76702890.38140.014.380.78222895.41167.119.410.77192900.60194.224.600.77922908.89226.232.890.76882912.28237.936.280.76572916.78251.540.780.75922922.33271.546.330.76472929.62290.853.620.75692933.66304.757.660.7631平均流量系数0.7680放空洞闸门局开泄流能力试验成果表表7.6相对开度库水位Z库(m)实测流量Q测(m3/s)水头H(=Z-2876)(m)换算流量系数m0.752894.64115.218.640.70730.752905.46147.129.460.69790.752917.96178.941.960.70100.752924.09190.248.090.69310.752931.38206.655.380.6989平均流量系数0.69960.502894.6879.518.680.71240.502906.44104.530.440.71880.502917.57121.441.570.70920.502925.07131.649.070.70530.502933.38142.457.380.7035平均流量系数0.70980.252895.4042.219.400.72210.252903.9251.127.920.72430.252912.4258.936.420.72880.252928.4670.452.460.7223平均流量系数0.7244(3)模型试验主要结论1)泄洪洞的泄流能力满足设计要求,放空洞尺寸受施工期导流控制,在高水位时的泄流能力远大于设计要求,应根据泄流要求采用闸门局开进行控制。3
2)推荐体型的竖井尺寸满足校核水位甚至超泄水位的泄流要求,流态良好,各部位无负压。推荐体型涡室尺寸满足最大流量不呛水,小流量能起旋的设计要求,在各级库水位下泄流时,涡室和竖井内的涡腔直径均大于0.4倍的洞径。3)两洞结合部(交汇处及以后部位)在各种运行工况下流态尚可,除其中一段设置折流坎使水流导向洞底外,其余部位未出现水流冲顶现象,基本上满足工程运行安全要求。4)竖井的消能率达80%以上,其主要能量消减在竖井底部水垫,因此,运行中应通过观测对比竖井底部的水垫深度与试验值的差异。5)泄洪洞闸门局开工况的试验表明,沿程水面线、涡室和竖井内及两洞结合部的流态等水力要素均优于全开工况。6)在各种工况下出口明渠中的水流流速均低于10m/s。7.4进口边坡设计放空洞进口范围自然边坡近乎垂直,岩体卸荷较强,没进行大的开挖,对洞脸周边岩体进行清理并作挂网锚喷支护处理后直接进洞。对放空洞进口洞周及边坡上不易清除的松动岩体和卸荷拉裂岩体用局部锚杆加固,锚杆为Φ28,L=8.0m,入岩7.95m,间、排距1.5m。洞顶和洞脸周边15.0m左右范围边坡作系统挂网锚喷支护处理,锚杆为Φ25,L=5.0m,入岩4.95m,间、排距1.5m;钢筋网Φ6,网格间距0.15m;厚0.10m的C20喷混凝土,并在坡面布置排水孔。泄洪洞进口边坡处理措施基本同于放空洞进口。7.5消能防冲抗磨设计泄洪洞(放空洞)出口下游河道纵坡较陡,水深较浅,在各种运行工况下出口流速均在10m/s以下,对河床的冲刷有限。采取平面扩散的方式与下游水面衔接。矩形渠道宽度由5.0m渐变为11.0m,渐变段长度为30.0m,后接20.0m长的矩形明渠段,渠道末端设深度为4.0m的防冲齿墙;渠道后设1.2m厚的钢筋石笼护底至原河床。在放0+616.73m至闸室段隧洞边墙和底板采用C353
HF高强耐磨粉煤灰混凝土,其余洞段为C25常规混凝土。出口明渠段底板和边墙2.50~3.00m高度范围表面采用0.4m厚的C35HF高强耐磨粉煤灰混凝土。7.6泄水建筑物鉴定评价意见和建议(1)结合本工程地形地质特点,泄洪洞、放空洞(导流洞)采用三洞合一结合方式布置,并将泄洪洞闸室和放空洞竖井闸室设计为地下埋藏式,枢纽整体布置方案合理。(2)经水力学计算及模型试验验证,泄洪洞、放空洞的泄流能力满足要求;选择的出口消能防冲采用平面扩散的方式与下游水面衔接、末端设4.0m深防冲齿墙的方案经过模型试验验证是合理的。(3)泄洪洞采用漩流竖井消能型式,经模型试验验证满足泄洪消能要求;此种消能型式在已建成投入运行的工程中运用较少,运行期需加强观测。(4)隧洞衬砌结构设计按现行相关设计规范计算,能满足运行要求。(5)应加强对隧洞进出口边坡的监测和观察。3
8工程安全监测根据《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)和《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)要求,该工程首部枢纽的安全监测范围包括有:变形监测网,堆石坝监测,防渗墙监测,泄洪洞与放空洞监测,电站进口边坡监测等。监测项目设计单位为中国水电顾问集团成都勘测设计研究院;坝区监测网工程由中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究承担;监测系统设备采购、检验与安装,施工期监测及分析由成都理工大学承担。8.1监测项目与布置8.1.1坝区监测网(1)水平位移监测网水平位移监测网按等三角网设计,由7个网点组成,其中有2个为基准点。该网观测采用大地测量方法,按GB/T17942-2000《国家三角测量规范》中一等三角网精度要求执行,高程按二等水准观测要求从垂直位移监测网点上引测。(2)垂直位移监测网在离坝址区2km以外附近设置一个监测基准点。在大坝附近设置2个垂直位移监测工作基点,在坝下游左右岸共布置7个沉降监测点。垂直位移监测网观测采用大地测量方法,由上述基准点、工作基点和监测点构成一个闭合水准路线,按《GB12897国家一、二等水准测量规范》中一等水准测量精度要求进行执行。8.1.2监测工作项目和工作内容本工程为大坝、防渗墙、泄洪洞和放空洞、隧洞进出口边坡、水库边坡等均布置有变形监测、坝基渗流监测、坝体内部观测以及环境量监测等项目。具体内容及位置见表8.1。3
仁宗海大坝工程监测仪器一览表表8.1仪器名称数量监测内容安装部位应变计16支监测防渗墙混凝土应变防渗墙:(坝:0+216.81m;0+356.50m;0+549.66m断面)无应力计4支监测防渗墙混凝土应力防渗墙(坝:0+216.81m;0+356.50m;0+549.66m断面)固定式测斜仪36支监测防渗墙、堆石坝体倾斜位移变形。防渗墙(3支);堆石坝(33支)。防渗墙(坝:0+216.81m;0+356.50m;0+549.66m断面);堆石坝体(坝:0+035.00m;0+208.00m;0+364.37m;0+693.81m断面)滑动式测斜仪4个(测斜孔)监测堆石坝体倾斜位移变形坝体下游坡面渗压计92支监测防渗墙、堆石坝坝体内渗漏扬压力变化。防渗墙(12支);堆石坝体(80支)防渗墙:(坝:0+216.81m;0+356.50m;0+549.66断面);堆石坝体(0+035.00m;0+208.00m;0+364.37m;0+693.81m断面)沉降仪14支监测堆石坝坝体沉降度堆石坝体(0+035.00m;0+208.00m;0+364.37m;0+693.81m断面)电磁式沉降环20支监测堆石坝位移沉降度堆石坝体(0+035.00m;0+208.00m;0+364.37m;0+693.81m断面)多点位移计(3点式)5支监测进水口边坡及左岸坝肩边坡滑动位移变化。进水口边坡(2支);左岸坝肩边坡(3支)。进水口边坡▽2907.00至▽2934.00锚索段(2支)。左岸坝肩边坡▽2950.00以上(3支)锚索测力计11支监测边坡支护锚索张拉的潜在应力。进水口(5支);泄洪洞(导流洞)(6支)进水口、泄洪洞(导流洞)边坡。钢筋应力计48支监测泄洪洞(导流洞)边坡支护锚杆潜在应力泄洪洞(导流洞)边坡支护及左岸坝肩边坡▽2950.00以上水位计2支监测水库水位堆石坝体上游▽2884.00m(坝0+164.00m;坝0+364.00m)水位标尺4副监测水库水位坝坡上游坡面(2副);进水塔(1副);泄洪洞口(1副)量水堰3个监测堆石坝体坝区表体水流量堆石坝下游面排水沟上量水堰计3支监测堆石坝体坝区表体水流量堆石坝下游面排水沟量水堰内绕坝渗流20支监测坝体外向坝体渗流量堆石坝下游坝区8.2监测仪器安装埋设与初始值该工程内部观测项目主要仪器有:沉降仪、渗压计、固定测斜仪、单向应变计、无应力计及测斜孔。承建方在仪器安装埋设前,向监理方提交了施工组织措施和安装。8.2.1仪器的安装埋设(1)渗压计的安装3
堆石坝内的渗压计安装埋设随主体工程土建施工进度进行,采用坑埋方式,将传感器包裹体、电缆沿钻孔缓慢下放入坑内,在坑内渗压计包裹体周围用干净粗砂回填充实,最后将原开挖料回填在坑上部。钻孔内渗压计安装包括造孔和仪器埋设两步骤,造孔完成后将渗压计传感器布袋、电缆沿钻孔缓慢下放至孔底,将粗砂碎石从孔口周围缓慢向孔底投放,使反滤层达到孔底以上1.0m,然后膨润土封闭。(2)固定测斜仪的安装固定测斜仪的安装包括造孔、测斜管安装、固定测斜仪安装等三步骤。造孔采用回旋地质钻机,孔径φ130~φ110mm。防渗墙内无需造孔,其墙内测斜管采用预埋管随主体工程进度进行。坝体内测斜管采用ABS管,将底端封堵放入孔内,逐根连接测斜管至设计深度,将导管与钻孔之间的环状间隙用粗砂回填密实。测斜管安装后,将固定测斜仪放入孔内,导轮与预计的主滑方向的导槽一致。(3)单向应变计、无应力计的安装应变计、无应力计的安装埋设随防渗墙主体施工进度进行,应变计安装前将应变计预先浇筑到预制块内,按设计图纸要求放样,确定应变计埋设部位。无应力埋设在应变计组的附近,选择相应的锥形双层套筒,筒内壁涂5mm厚的沥青,选择与其周围所埋应变计相同型号的应变计放入相应的锥形双层套筒中,用细铅丝固定在筒内的中心位置处,然后将锥形双层套筒固定于设计位置。(4)沉降计的安装沉降计的安装埋设随主体土建施工进度进行,传感器和电缆都埋设在坝体内部,储液箱安装在外部观测室内。当坝体填筑到沉降计设计高程时,即进行安装,并将通液管、通气电缆引出至坝体外,接至储液箱。(5)绕渗孔的安装造孔采用回旋地质钻机,孔径为Φ90mm,钻孔深入地下水位以下3.0m。保护管选用Φ75mmrPVC管,距底部0.3m以上的5米段管壁加工成梅花型孔进水段。保护管入孔后,在孔内壁与保护管外壁之间填入滤水材料,然后回填水泥砂浆浇注至孔口。3
8.2.2项目完成情况及初始值采集(1)项目完成情况目前,承建方已完成首部枢纽大部分监测项目的埋设和安装工作,未完项目有:堆石坝上游(坝前)的水尺及自计水位计,进水口边坡部分多点位移计,绕坝渗流孔内部分渗压计和坝坝顶部分水平垂直位移观测墩(标志点)。仁宗海水库电站首部枢纽监测仪器安装埋设统计表表8.2工程部位仪器类型单位设计数量安装数量完成比例防渗墙渗压计支1212100%固定测斜仪支1515100%单向应变计支1818100%无应力计支55100%堆石坝渗压计支8080100%固定测斜仪支3333100%沉降仪支1414100%测斜孔(滑动测斜仪)个44100%沉降环个2020100%绕渗孔(渗压计)个(支)201365%量水堰(量水堰计)个(支)3自计水位计支22100%水位标尺付2水平位移测点个401845%水准测点个401845%进水口边坡多点位移计套2150%锚索测力计台55100%泄洪放空洞边坡锚索测力计台66100%锚杆应力计支4848100%截止2008年6月30日,电站首部枢纽安全监测剩余工程量安装计划如下:堆石坝:上游水位观测项目计划在7月30日前安装完成,坝后绕渗孔计划在8月中旬完成,量水堰计划在8月底完成,外部变形观测墩将根据主体工程施工进展情况实施。进水口边坡:1套多点位移计计划在7月25日前完成。3
另外,按照设计,所有的监测仪器电缆都将引至坝后观测房并接入集线箱(MCU)实现集中观测,目前,根据主体工程进展情况,部分监测电缆未引至观测房,将视主体工程施工进度实施。(2)初始值的采集本工程监测仪器初始值的选取原则如下:①渗压计:以仪器安装埋设前的测值(空载读数)为基准值;②应变计和无应力计:以仪器安装并混凝土浇筑后首次测值为基准值;③固定测斜仪:以仪器安装后首次测值为基准值;④沉降仪:以仪器安装并接通储液箱后的首次测值为基准值;⑤滑动测斜仪:以测斜管安装、回填后连续三次测值变化不大时,取其三次测值的平均值为基准值。承建方在监测仪器、设备安装完毕后及时采集了初始数据,并按监理方批准的监测规程即刻开展施工期的实时观测工作。在施工期的观测工作中,承建方还同时收集和记录了大坝的施工情况和环境状况。8.3监测资料整理与成果分析8.3.1监测资料整理为及时反馈监测信息,观测数据采回当天及时输入计算机,建立观测数据库,承建方应用编制的计算程序或软件对埋设仪器和设备进行了观测资料整理和分析,并以快报、月报和年报的形式提交。8.3.2监测成果分析根据承建方提供的资料反映:(1)防渗墙监测成果1)墙体变形2008年6月份,河床较低部位沉降大于两端,最大沉降量为2.6mm(LD44、LD45,桩号分别为坝0+245、坝0+305)。目前,坝前坝基和防渗墙水平及垂直监测点的位移量基本上是符合施工期坝基和防渗墙变形规律。3
防渗墙倾斜变形主要受坝体填筑施工影响。坝体的碾压填筑使防渗墙向上游倾斜,影响深度普遍在30m以内,顶部最大变形50.62mm。防渗墙的稳定性未受“5·12”汶川地震的影响,具体变形趋势有待进一步地持续观测。各曲线图详见图8.1~8.6。图8.1防渗墙1#测斜孔孔口累计挠度变化曲线图图8.2防渗墙2#测斜孔孔口累计挠度变化曲线图图8.3防渗墙3#测斜孔孔口累计挠度变化曲线图3
图8.41#测斜孔挠度变化曲线图8-52#测斜孔挠度变化曲线图8-63#测斜孔挠度变化曲线2)渗流扬压力各监测断面上的渗流扬压力值变化规律性较好,与相应的地层结构特征相吻合。主要表现在:①地下水主要在5m以下活动,在不同深度处渗透系数差异,地下水压力变化幅度不同;②墙后的地下水压力变化过程表现为季节性变化,5月~9月地下水压力上升,10月~翌年4月的枯水期地下水位降低;③在不同断面上同一深度处的地下水压力变化趋势基本一致。各曲线图详见图8.7~8.9。3
图8-7防渗墙1-1监测断面扬压力变化曲线图图8-8防渗墙2-2监测断面扬压力变化曲线图图8-9防渗墙3-3监测断面扬压力变化曲线图3)墙体混凝土应力应变监测成果表明:施工期,除水化热温升引起温效应力外,墙体的自重、坝体填高的侧向压力是主要影响因素。同一断面的不同深度的单向应变计变化情况不同,10m3
深度以上的混凝土普遍呈拉应力作用,10m以下的混凝土呈压应力作用随深度逐渐增大现象。到目前为止,未发现防渗墙混凝土有异常应变突变现象。各曲线图详见图8.10~8.15。图8-10防渗墙1-1监测断面应变计应变变化曲线图图8-11防渗墙1-1监测断面无应力计应变变化曲线图防渗墙附近勘探孔深孔爆破振动图8-12防渗墙2-2监测断面应变计应变变化曲线图3
图8-13防渗墙2-2监测断面无应力计应变变化曲线图图8-14防渗墙加高段1-1监测断面应变计应变变化曲线图图8-15防渗墙加高段1-1监测断面无应力计应变变化曲线图3
(2)堆石坝坝体监测成果1)坝体渗漏扬压力由于水库未蓄水,坝体内的渗压计水压力变化值都非常小,在|10|Kpa(约合|1.0|m水头)以内;坝基部位2个深孔内的渗压计测值较大,最深部的P29和P76最大,压力测值分别为672.75Kpa和695.23Kpa。坝体内各监测断面的扬压力变化规律性较为相似,且扬压力变化值比较接近,未发现有渗漏水异常作用部位。各曲线图详见图8.16~8.26。8.4工程安全监测成果评价与建议评价意见:(1)设计院对本工程的监测项目的选择和布置基本满足相关规范要求。但根据本工程特性,坝体浸润线的监测应是重点项目之一,设计没有考虑。(2)承建单位基本按照设计要求进行各项监测仪器、设施和设备的埋设安装和调试;各监测仪器和设备的埋设过程和质量控制满足设计和规范要求;部分埋设仪器的信号线引出不规范。(3)承建单位对已完成监测项目进行了初始值采集,并根据要求进行了实时监测和过程分析,各项观测数据未出现异常突变。虽然ES12沉降仪的最大沉降量达170.8mm,但根据设计和施工方的分析认为:此沉降量与大坝填高之比仅为0.0046,即大坝每填高1m沉降量为4.6mm,为正常现象。部分监测仪器的信号引出不规范;部分项目的物理量计算方法不可靠。(4)经巡视检查,大坝及其他水工建筑物结构未见异常现象。建议:(5)根据工程特性,运行方应考虑增设地震和大坝浸润线监测的项目。(6)在蓄水运行中应加强各项监测仪器、设备的观测和大坝安全管理工作,根据设计和规范要求,制定较全面的大坝安全运行规程。(73
)设计院应根据本工程的实际情况,确定各个时段的各项监测指标。同时,根据该工程特性,设计方还应提出工程监测分析要求和现场巡视制度。(8)承建方应按设计和规范要求认真做好施工时期各项监测资料的收集、整理和分析计算工作,根据工程特性,科学地计算和分析各项监测仪器的物理量;竣工前应对各监测仪器、设施做一个较全面的现场率定和检测工作,业主方以此做为验收依据。3
9金属结构工程本次蓄水检查的金属结构主要包括:泄洪洞、放空洞、进水口等部位的闸门、拦污、清污及启闭设备,目前所有设备已安装完成。金属结构设计单位为中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,施工单位为中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司,闸门、拦污栅制造单位为自贡东方水利机械有限责任公司,液压启闭机制造单位为中船重工中南装备有限责任公司,卷扬式启闭机制造单位为无锡市华锦水电装备有限公司,四川二滩建设咨询有限公司为监理单位。以上各工程建设单位或企业均具有国家各有关部委颁发的资质证书。设计、制造及安装所依据的规范主要为《水利水电工程钢闸门设计规范》(DL/T5039-95)、《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》(DL/T5018-2004)、《水电水利工程启闭机设计规范》(DL/T5167-2002)、《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》(DL/T5019-94)、《水工金属结构焊接通用技术条件》(SL36-92)和《水工金属结构防腐蚀规范》(SL105-95)等。9.1闸门及启闭机设计坝前正常蓄水位2930.00m,设计水位2930.09m,校核水位2930.94m,死水位2886.00m,泄洪洞闸室底板高程2924.00m,放空洞闸室底板高程2875.10m、9.1.1泄洪洞因水库水位在1~8月份在底坎高程2924.00m以下运行,闸门和门槽有检修条件,没设置检修闸门。工作闸门孔口尺寸5.0×6.5—6.08m(宽×高—设计水头),门型为露顶弧形闸门,采用双主横梁直支臂、圆柱铰结构型式。闸门承受总水压力1202kN。闸门为动水启闭,局部开启,由设置在高程2937.50高程排架上的2×160kN弧门卷扬式启闭机操作。门叶结构主要材料为Q235B,经设计计算,面板、次梁、主梁、支臂等的应力、挠度等均满足要求。3
9.1.2放空洞在隧洞进口处设置一扇事故闸门和一扇工作闸门。(1)事故闸门孔口尺寸为3.5×3.7-54m(宽×高—设计水头),门型为平面滑动闸门,总水压力为7484kN。闸门利用水柱动水关闭,启门时,先开启门顶的充水阀进行充水,待平压后提起闸门。由设置在2943.00m高程的排架上容量1250kN固定卷扬式启闭机操作。门叶结构主要材料为Q345B,经设计计算,面板、次梁、主梁的应力、挠度等均满足要求。(2)工作闸门孔口尺寸3.5×3.5—54.8m(宽×高—设计水头),门型为潜孔弧形闸门,采用双主横梁直支臂、球铰结构型式,闸门承受总水压力9953kN。闸门为动水启闭、局部开启。由设置在2887.958m高程上的1000kN/320kN液压启闭机操作。门槽埋件主要材料Q235、门叶结构主要材料为Q345B,经设计计算,面板、次梁、主梁、支臂等的应力、挠度等均满足要求。9.1.3进水口进水口布置在右岸,从上游到下游布置有拦污栅、检修门和工作门,闸室底板高程2878.50m,闸顶平台高程为2934.00m。(1)拦污栅拦污栅孔口尺寸为6×7.5-4.0m(宽×高—设计水头),潜孔平面滑动式拦污栅,NL150滑道支承,栅条净距为75mm,总水压力为1800kN。拦污栅为静水启闭,由设置在2943.50m高程排架上的2×160kN固定卷扬式启闭机配合拉杆操作。栅叶结构主要材料为Q235,结构强度、刚度及稳定,均满足要求。(2)检修闸门孔口尺寸为3.9×4.4-51.5m(宽×高—设计水头),门型为潜孔式下游止水平面滑动闸门。闸门承受总水压力为9230kN。闸门为静水启闭,由设置在2943.50m高程排架上的630kN固定卷扬式启闭机操作。3
门叶结构主要材料为Q235B,经设计计算,面板、次梁、主梁的应力、挠度等均满足要求。(3)工作闸门孔口尺寸为3.9×4.4-51.5m(宽×高—设计水头),门型为为潜孔式上游止水平面定轮闸门,闸门承受总水压力为9356kN。闸门为动水启闭,由设置在2943.5m高程排架上的1250kN固定卷扬式启闭机操作。门叶结构主要材料为Q235B,经设计计算,面板、次梁、主梁的应力、挠度等均满足要求。9.2闸门及启闭机操作电源、控制及通信坝区供电系统采用两个独立电源作为大坝的供电电源,并装设一台100kW柴油发电机组作为大坝保安电源。两个厂用电源分别引自本电站10kV厂用系统的两段母线,分别通过一台SC9-160/10.5的干式变压器接至首部0.4kV母线。闸门和启闭机在启闭机室的现场控制柜上能实现对闸门的操作,并具备完整的现地监视信号及保护功能;同时也能在首部配电房的闸门现地控制柜LCU以及电站集控中心中控室计算机监控系统上操作。电站通信分仁宗海首部及引田入环首部,均采用光纤传输网络并分别配置PCM设备,将仁宗海水库电站交换机用户延长至电站首部。9.3金属结构安装本电站的金属结构及启闭机的制造、安装通过公开招标选定的,制造厂家及安装单位均具有生产安装许可证,并且有良好的企业信誉。设备在出厂前,经过了制造厂家质量检查部门的检查,并出具有《产品出厂检验合格证》。设备运到施工现场后,由制造厂家、发包人、监理工程师及施工单位组成联合验收小组进行验收。3
闸门及埋件进场检验合格,门体及埋件尺寸满足设计要求;门槽安装尺寸、表面平度、扭曲度均符合设计及规范要求。门槽焊接质量良好,基本无咬边、裂纹、夹渣等缺陷;门体拼装对接焊缝外观质量合格。施工单位有埋件安装质量检验验收记录、闸门及启闭设备安装质量检验验收记录、闸门及启闭设备试运转记录、闸门及启闭设备设备清单和安装质量评定记录。施工中安装单位建有质量保证体系,每项工程的施工图、安装工艺都有原始测量记录,按设计图纸、厂家图纸和说明书要求进行安装,安装质量检查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。每一个单元工程安装完成后,依据有关《评定标准》进行测量检查,填写有关质量检查评定表格并提供有关测量成果,报经监理工程师复核,由监理工程师检查合格后填写评定意见,并征得监理同意后再进入下一道工序施工。整个工作过程规范。放空洞、泄洪洞、进水口工作闸门、检修闸门和拦污栅的闸门安装质量经试机空载试验检查,未出现卡阻、漏水等现象,其安装质量合格,基本满足设计要求。9.4金属结构鉴定意见及建议9.4.1鉴定意见(1)泄洪、放空洞及进水口的闸门、拦污栅及启闭设备的设计总体布置合理、选型适宜,主要结构强度、刚度及稳定等均满足现行设计规范要求。(2)闸门及启闭机制造经招标确定厂家,产品经出厂验收其技术参数符合合同、设计及有关规范要求。(3)金属结构及设备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,已完工的各单元工程质量经监理和质检部门验收合格。(4)设计的操作电源为两回独立的电源,并备有一台柴油发电机应急备用,备用的100KW柴油发电机已运至工地。9.4.2建议(1)据业主报告,目前永久电源尚未形成,拟采取临时措施保证供电,建议重视保证临时电源的可靠性,并尽快完成永久电源的安装和调试。(2)坝区的两个操作电源均引自本电站10kV厂用系统,系一回独立电源,3
备有一台柴油发电机应急备用。应设置一回引自外部网络的电源。3
10工程施工挡水大坝和泄洪洞、放空洞的工程土建施工由中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司承担,大坝基础防渗墙、帷幕灌浆工程由中国水电基础局有限公司承担,水库电站进水口工程由中铁十六局集团公司承担,工程施工监理由四川二滩建设咨询有限公司承担。10.1土石方开挖土石方开挖部位主要为大坝左右岸边坡、泄洪洞、导流洞(放空洞)进水口工程等。土石方明挖遵循自上而下的主要顺序如下:测量放线→表土清理→覆盖层开挖→岩石开挖→开挖料清理运输。坝肩开挖除少部分岩石开挖外,其余均为覆盖层开挖。右岸台地则基本上只进行表层腐植土层的开挖,开挖深度大于1.0m,采用1.6m3反铲挖掘机配20t自卸车直接开挖装车,开挖方向为从左岸向右岸顺坡开挖。对边坡及基础石方开挖的爆破参数,根据爆破料块径、坡面平整度及爆破振速等设计,即需考虑利于清运装车,还必须将对岩体的整体稳定影响降到最低程度。对经爆破开挖后坡面已松动的浮石、危石,人工配合机械撬除或浅孔爆破进行处理,以防边坡失稳发生坍塌现象。监理资料反映在施工中基本按照规范和设计要求留有保护层厚度,保护层分层开挖实施。平洞开挖施工采用全断面开挖进行。采用TYP-26气腿钻造孔,人工装药,非电毫秒雷管起爆,ZL-40侧卸装载机装车,自卸汽车运至堆渣场。竖井开挖采用先开挖导井,再自上而下扩挖施工。开挖采用先在上部采用地质钻机向下钻孔通风,再采用爬梯和在工作面搭设工作平台的方法由下向上开挖导井,导井开挖施工完成后,再由上至下进行扩挖。10.2大坝地基处理地基处理主要为地基混凝土防渗墙、两岸帷幕灌浆和振冲。3
10.2.1混凝土防渗墙施工防渗墙混凝土标号为C25,抗渗标号为W8,抗冻标号为F50,墙厚1.0m,最大深度为80.0m左右,主河床中间混凝土防渗为悬挂式,岸边两端防渗墙深入基岩,两岸谷坡基岩强卸荷带采用帷幕灌浆进行防渗处理,共同组成防渗体系。防渗墙槽孔分两序施工,先施工一期槽孔,后施工二期槽孔,槽孔施工前先施工先导孔。施工用冲击钻进(抓斗造孔施工)、抽桶出渣、膨润土泥浆固壁、终孔及清孔验收、下设钢筋笼和帷幕灌浆预埋管、泥浆下直升导管法浇筑砼,钻进设备选用CZ-30型冲击钻机和钢丝绳抓斗。防渗墙用CZ-30型冲击钻机造孔。固壁泥浆选用湖南澧县生产的Ⅱ级钙基膨润土办制。清孔换浆采用抽筒置换泥浆法,先将槽孔底部较粘稠的泥浆抽出,再补充新鲜泥浆,后采用泵吸法清孔,最后采用气举法清孔。在Ⅱ期槽孔清孔结束前,还需采用钢丝刷子钻头清除接头孔混凝土孔壁上的泥皮,以刷子钻头不带泥屑,孔底淤积不再增加为合格标准。墙段连接采用接头管法进行套接。在有钢筋笼的部位灌浆管与钢筋笼焊接成整体进行下设,其余部位采用焊接法连接方式,利用吊车起吊,与底段进行逐段焊接、对接。按设计要求制作的钢筋笼下设时,对准槽段中心线,吊直扶稳,缓慢下沉,当下到预定高程时,采用槽钢或厚壁无缝钢管穿在吊筋的吊环内,并加以固定。砼导管为丝扣连接,孔径φ250mm,砼导管的下设间距、下设深度满足规范要求。砼入仓用搅拌车运至砼入槽口储料槽,分料斗入浇筑导管。浇筑开仓时。在浇筑过程中,控制各料斗均匀下料,并根据砼上升速度起拔导管。砼上升速度不小于2m/h。砼浇筑顶面高于设计墙顶线50cm。导管埋入砼的深度在1~6m之间。防渗墙成墙28d后进行钻孔检查,沿墙体轴线共布置10个检查孔,其中墙体孔8个,骑缝孔2个。监理工程师提供的检测成果为:10个孔钻孔取芯平均采用率在90%以上,最长的岩芯3.67m,接头孔部位的岩芯结合紧密,无明显夹泥现象。8个质量检查孔压水试验透水率加权平均值介于0.031Lu~0.120Lu之间,满足≤3Lu要求。2个孔注水试验渗透系数分别为0.05×10-7cm/s,0.25×10-7cm/s,均满足设计要求。3
防渗墙工程共评定分部工程1个,单元工程130个,监理提供的工程质量评定情况:合格单元工程130个,合格率100%;优良工程122个,优良率93.8%。该分部工程质量评定为优良。10.2.2帷幕灌浆施工灌浆采用孔口封闭、孔内循环,自上而下分段灌浆施工。全孔灌浆结束后采用“全孔灌浆封孔法”。灌浆遵循逐序加密的原则,先施工下游排,后施工上游排,同一排上分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个次序逐序进行灌浆。灌浆孔均镶铸孔口管,孔口管深入地面2.0m。灌浆段钻毕即用大流量的压力水对钻孔进行冲洗,直到回水清澈。先导孔及检查孔采用单点法进行压水试验,最大压力不超过1Mpa,其它孔进行简易压水(压力为灌浆压力的80%,该值若大于1MPa时,采用1MPa)。灌浆水泥为P.032.5普通硅酸盐袋装水泥,水灰比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1等六个比级。开始灌注时,用最稀一级的浆液,每一级浓度的浆液灌入300L后,如果流量没有改变或改变不显著时,则将浆液变浓一级灌注,如此逐级变浓,直至灌浆结束;施工中经监理同意开灌水灰比调为3:1。帷幕灌浆压力由上至下逐渐加大,开始段灌压力值为0.5Mpa,以后随深度的增加进行调整。第一段段长1.5m,第二段段长3.5m,第三段及其以下各段长度采用5.0~6.0m。帷幕灌浆结束标准为:灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于1L/min,延续灌注60min灌浆即可结束。封孔采用全孔灌浆封孔法:全孔灌浆结束后,用W/C为0.5:1的水泥浆置换孔内稀浆并缓慢提升射浆管后,用W/C为0.5:1的水泥浆纯压60min,压力为该孔的最大灌浆压力。灌浆结束14d后进行单点法压水试验检查。设计要求合格标准为基岩q≤5Lu,防渗墙下覆盖层q≤10Lu。监理提供的检查情况为:检查孔87个及封孔质量检查孔49个,透水率最大值为3.23Lu、最小值为0.12Lu,均小于5Lu的帷幕防渗标准。钻孔取芯采取率均达到90%以上,取芯显示在不同深度上可见水泥结石,和基岩胶结紧密。帷幕灌浆共划分单元工程51个,监理提供的工程质量评定情况:3
评定合格单元工程51个,合格率100%;优良单元工程50个,优良率98%,因此该分部工程质量等级评定为优良。10.2.3振冲碎石桩施工振冲碎石桩主要是对大坝左岸坝基第⑦层为淤泥质壤土进行加固。设计要求经处理后的复合地基应达到的主要指标为:承载力大于240kPa;平均密度大于2.10g/cm3,平均孔隙率应小于或等于0.30,变形模量大于35.0MPa,压缩系数α100~200(kPa)≤0.25MPa-1,内摩擦角φ≥30°,凝聚力C≥25kPa,渗透系数K≥1×10-3cm/s(或碎石桩体的渗透系数K≥1×10-1cm/s),具有抗液化能力。造孔及制桩采用排打法的施工顺序,即由一端开始,依次制桩到另一端结束。造孔时振冲器对准桩位,先开启压力水泵,当振冲器末端出水口喷水后,再启动振冲器,振冲器运行正常后开始造孔。造孔过程中,成孔中心与设计定位中心偏差不得大于10cm。振冲器徐徐贯入土中,造孔深度浅于设计深度0.3~0.5m,以防止高压水对设计处理深度以下地基土的扰动破坏。填料加密时,振冲器从设计桩底标高开始,即加密深度达到设计深度,与设计深度相符合。造孔和振实加密时,每1~2m应记录电流、水压、时间。造孔结束后,对造孔质量进行全面的检查(包括孔位、孔深、孔径和孔斜等),检查合格后再进行下一步工作。在造孔施工过程中,个别桩体遇到较大的孤石,打不下去,根据满堂振冲碎石桩复合地基的特性(个别桩较短时,不会影响复合地基的整体效果),以及考虑到桩位移动容易造成串桩。遇到大孤石造孔不下的碎石桩,在连续造孔1小时左右仍不见下时,就以大孤石作为桩端向上加密。振冲桩的填料为新鲜无风化、强度高且颗粒级配在上、下包络线范围以内、含泥量符合要求的碎石料,填料采用强迫填料方式。制桩时连续施工,加密从孔底开始,逐段向上,当达到规定的加密电流和留振时间后,将振冲器上提进行下段的加密,不断重复,自下而上,直至加密到地表。施工完成后,抽检振冲碎石桩78根,检测结果(质量指标)满足设计要求。由业主委托的第三方监测检查振冲碎石桩桩体20根,振冲碎石桩桩间土17根。主要结果3
为:复合地基的承载力特征值介于467.2—873.7Kpa,变形模量在23.78—43.5MPa,从第三方检测结果看,下游区域变形模量(26.3MPa)比设计要求(35.0MPa)低,对于这个异常问题监理提交的原因:一是该区域长时间被水浸泡,造成实测结果偏低;二是施工完成后即进行了检测,固结恢复时间较短,造成实测的变形模量偏低。专家组认为,此范围的复合地基变形模量检测值比设计要求的值低,从设计图纸(堆石坝1—1)及振冲碎石桩布置图看,坝体盖重区基础下的振冲范围很小,而监理报告的结论意见认为“本区域属于坝体盖重区的基础,坝体高度较低(约16m),能够满足坝体的变形要求,不需要再进行其它的加固处理。”请对此进行认真核实,如此部分振冲的位置是在大坝基础下面,是否满足要求。10.3堆石坝填筑10.3.1筑坝堆石料主要采用干沟崩积体料及干沟天然砂砾石料填筑。大坝设计填筑分区材料特性及施工主要参数见本报告6.4。工程在施工阶段将坝体堆石料由可研阶段的人工开采的块石料改为天然砂砾石料。在可研设计阶段坝体堆石料取至距坝址约2.0km处的2号沟石料场,由于2#沟料场为原始森林区,植被茂密;石料开采对植被和环境都有一定影响,不符合该区域的环保要求。在施工阶段改为采用坝下游的干沟崩积体料及干沟天然砂砾石料。10.3.2坝体填筑坝体按设计分为坝壳I1区、坝壳I2区、坝壳Ⅱ区进行填筑。料场的开采用3m3装载机、1.6m3反铲挖装装车;用20t自卸汽车运输上坝,采用进占法卸料,振动平碾平行坝轴线方向碾压,进退错距法碾压,错距宽度0.3m。主要施工方法:分段碾压时,相邻两段交界处交接带碾迹彼此搭接,垂直碾压方向搭接带宽度不小于30~50cm,顺碾压方向搭接带宽度应为100~150cm。10.3.3坝体填筑质量控制在坝体填筑中,以控制碾压参数为主、试坑法检测干容重为辅的“双控”3
法进行质量检测,岸坡局部的反坡,采用开挖或填砼、浆砌石处理成顺坡后再进行填筑;振动碾沿岸坡方向碾压,碾压不到的地方,采用液压振动夯板夯实。坝体新老填筑层和大坝料区交接缝结合部,先期填筑区块坡面采取台阶收坡方法施工,同时尽量碾压到边,使边坡上松散填筑料减小到最低限度;后期填筑时,将先期填筑体坡面用反铲清除表面松散料,并和新填筑料混合一起碾压。在坝体各种填料分段填筑结合部位,容易出现超径石和粗粒料集中及漏压、欠压等薄弱环节。采用反铲或装载机剔除结合部超径石,将集中的粗颗粒作分散处理,以改善结合处填筑料的质量;碾压时,进行骑缝加强碾压。监理提交的资料表明,大坝填筑施工的各工序、单元工程施工质量合格,各种填筑料填筑施工质量合格。大坝于2007年10月19日填筑完成后,经测量检查,至2008年5月共沉降约10—25Cm。监理提供的大坝填筑施工质量检测情况见表10.1。大坝填筑施工质量检测情况表表10.1填筑料及施工部位检测组数设计干密度(g/cm3)合格率(%)最大值(g/cm3)最小值(g/cm3)平均值(g/cm3)标准差(δ)评定砂卵石混合料(大坝基础)32.25100.0>0.9R2.302.26>0.95R2.28>R/优良反滤料(大坝反滤区)542.15100.02.302.16>0.95R2.22>R0.039优良垫层料(大坝垫层区)282.15100.02.252.16>0.95R2.19>R0.022优良干沟河床料(大坝主堆区)122.20100.0>0.9R2.272.21>0.95R2.23>R0.021优良崩坡积体料(大坝主堆区)562.08100.02.192.08>0.95R2.12>R0.024优良细料(大坝细料区)92.20100.0>0.9R2.282.20>0.95R2.23>R/优良崩坡料(大坝压重区)82.00100.0>0.9R2.242.07>0.95R2.15>R/优良大坝填筑工程的施工质量评价:(1)大坝填筑施工的各工序、单元工程施工质量合格,各种填筑料填筑施工质量合格。(2)大坝于2006年9月18日开始填筑施工,2007年10月19日填筑完成3
。据监测资料,大坝停止填筑后,沉降趋于稳定。点ES1的最大沉降量为170.8mm,沉降量与大坝填高之比约为0.0046,即大坝每填高1m沉降量为4.6mm。说明其填筑施工质量基本合格。(3)经检测,该大坝填筑外观质量合格,工程施工质量评定为优良工程。10.4大坝复合土工膜施工按土工膜的结构形式,铺设分为两部分进行:复合土工膜与防渗墙、两岸趾板及防浪墙底部的锚固施工;大坝上游坡面复合土工膜的铺设施工。(1)复合土工膜锚固施工主要是与河床部位防渗墙、两岸趾板及坝顶防浪墙底部的锚固施工。复合土工膜与防渗墙及两岸趾板的连接方式基本相同,采用锚固方式,即将复合土工膜用槽钢固定于防渗墙下游面,并在锚固段填塞柔性防水填料,填料外再包裹一道复合土工膜,该复合土工膜上下两端用角钢锚固。复合土工膜与防浪墙的连接是在防浪墙底部沿坝轴线方向设置一混凝土锚固墩,复合土工膜上部至防浪墙底部高程后水平延伸一定距离,将端头用角钢锚固于锚固墩上,同时将防浪墙分缝处的止水铜片也锚固于土工膜上。(2)大坝上游坡面复合土工膜的铺设施工大坝复合土工膜铺装施工顺序:平行于坝轴线方向由大坝中部向两岸展开进行,垂直坝轴线方向由下至上进行,即先进行大坝防渗墙锚固端锚固的施工,预留焊接接头,接头以长度1.5m方式交错布置,大坝上游坡面土工膜开始铺设时,待铺土工膜与预留接头直接焊接即可。(3)大坝复合土工膜铺设工程的质量检测监理工程师与施工单位一起对大坝全部206条土工膜焊缝进行了充气检测:充气压力0.15~0.2Mpa;稳压时间为:10分钟。检测结果:合格率100%。共评定分部工程1个,单元工程30个,其中:合格单元工程30个,合格率100%;优良工程29个,优良率96.7%。3
大坝上游预制块铺设外观质量平整,施工完成后,共评定分部工程1个,单元工程20个,其中:合格单元工程30个,合格率100%;优良工程19个,优良率95.0%。10.5泄洪洞、放空洞施工10.5.1锚喷支护锚喷支护的施工程序为:钻孔→锚杆安装→锚杆验收→喷混凝土基础面清洗、验收→喷混凝土→验收锚杆施工采用“先注浆后插杆”的施工工艺。采用TYP-26气腿钻进行造孔,钻孔完毕合格后用高压水进行冲洗钻孔,并用高压风吹干,然后进行锚杆的安装和注浆,锚杆砂浆材料用量水泥:砂:水(1:1.2:0.4)。注浆选择合适的注浆管,注浆管插入距锚杆底部5~10cm,随水泥砂浆的注入缓慢均匀抽出。注浆完毕后即插入杆体(杆体插入长度不小于设计长度的95%),确保砂浆饱满,包裹杆体密实,插杆完成后用麻布或编制袋将空口堵严,以防止浆液流出。喷混凝土均采用用干喷的形式,喷射机为PZ-5型,10cm厚喷混凝土分两层喷射完成。初喷前将喷射面用高压水吹洗干净,清除各种浮石和爆破振松的石块;第二层喷射待第一层喷混凝土终凝后进行,喷射前要将原喷层表面的乳膜、浮尘等杂物冲洗干净。10.5.2混凝土衬砌浇筑施工(1)平洞混凝土衬砌混凝土衬砌浇筑分为12.0m一段,并按浇筑部位的不同分为底板、侧墙和顶拱浇筑。底板混凝土浇筑采用内拉钢模,混凝土由3m3搅拌运输车运送到浇筑部位,平板式振捣器和插入式振捣器振捣。侧墙衬砌混凝土的浇筑模板使用P3015和P1015钢模板拼装,与基岩接触等不规则部位采用木模封堵,侧墙模板加固采用双钢管做水平围柃和竖向围柃。顶拱衬砌混凝土施工,采用钢模台车和钢支撑两种方式施工,顶拱模板采用散装钢模板拼装,两侧堵头则采用木模。钢筋绑扎3
按照设计图纸和有关规范施工,钢筋绑扎完毕经监理检查合格后方可立模浇筑。侧墙和顶拱衬砌混凝土运输用搅拌运输车运至施工部位,砼输送泵送砼入仓。(2)竖井混凝土浇筑闸门竖井模板采用P3015和P1015钢模板拼装,消能竖井采用钢模板拼装,异型模板用2-3cm木模制作。钢筋按设计图纸施工。竖井下部部分混凝土采用泵送混凝土浇筑,其余部分采用溜筒输送混凝土入仓。(3)混凝土质量监理工程师提供的混凝土原材料及混凝土的质量见表10.2~10.4。原材料质量检验、试验情况表表10.2序号材料名称检测组数合格组数合格率(%)备注1钢筋1313100.02水泥1212100.03小石44100.05-20mm4中石44100.020-40mm5砂55100.0从上述检测结果看:导流洞(泄洪洞)、放空洞工程所有使用的原材料全部合格。成品、半成品质量检验、试验情况表10.3序号成品、半成品名称检测组数合格组数合格率(%)备注1钢筋焊接1111100.02砼抗压强度9090100.03喷砼抗压强度1414100.04喷砼厚度检测3030100.0混凝土质量检验评定情况表10.4序号砼设计强度等级R组数合格率(%)平均值(Mpa)最大值(Mpa)最小值(Mpa)标准偏差(σ)变异系数(cv)强度保证率P(%)评定1C10310012.4>R+0.58tσ14.010.8>0.95R///优秀3
2C20泵送1410024.3>R+0.28tσ26.222.1>0.90R2.450.06392.2优秀3C25泵送2910029.2>R+0.2tσ32.727.4>0.90R2.830.05594.0优秀4C35泵送3010034.7>R+0.2tσ41.337.6>0.90R3.410.05995.2优秀5C20喷砼1410024.4>1.15R26.822.3>0.95R4.210.1791.3优秀从上述表10.2~表10.4检测结果看:导流洞(泄洪洞)、放空洞工程所有砼质量能满足设计和规范要求。10.5.3洞室回填灌浆及固结灌浆施工(1)回填灌浆施工造孔采用TYP-26汽腿钻机和圆盘钻机,灌浆采用填压式灌浆,灌浆孔孔径48mm,孔深入岩10cm,孔距3.0m。回填灌浆分区段进行,每区段按划分的砼衬砌。分区段必须封堵严密,施工时由较低的一段向较高的一段推进灌浆。同一区段内的同一次序孔全部或部分钻出后再进行灌浆。灌浆采用P.O32.5水泥,一序孔水灰比0.6(或0.5):1,二序孔灌注1:1或0.6(或0.5):1的水泥浆。空隙大的部位灌注水泥砂浆,掺砂量不能大于水泥重量的200%。灌浆在设计的0.2Mpa压力下,灌浆停止给浆,并继续灌注10min即可结束。灌浆结束后,排除钻孔内积水和污物,采用浓浆将全孔封堵密实和抹平,露出衬砌砼表面的埋管应割除。回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行,采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查,向孔内注入水灰比2:1的浆液,在规定压力下,初始10min内注入量不超过10L,即为合格。(2)固结灌浆施工造孔采用TYP-26汽腿钻机和圆盘钻机,同一区段先回填后固结,按分序原则进行钻灌。灌浆孔径48mm,孔深入岩2.5m,孔距3.0m。3
灌浆按环间分序、环内加密的原则进行。固结灌浆采用P.O42.5水泥,灌浆采用全孔一次灌注法。在互相串浆时,采用群孔并联灌注,当同一区段漏量不大时,同一环中也可采用并灌,但并灌孔数不宜多于3个。灌浆水灰比采用3、2、1、0.6或(0.5)四个比级,固结灌浆压力:3.0m、6.0m孔深,压力为0.4Mpa,8.0m孔深,压力为0.6Mpa.固结灌浆质量检查采用单点压水试验法,检查孔数不少于总数的5%,孔段合格率应在85%以上,不合格段的透水率不超过设计规定的150%,且不集中。10.6边坡支护工程边坡支护主要有泄洪洞和放空洞进口及出口、电站进口,水库左右岸等部位的边坡。设计按不同部位的岩石状况、建筑物布置等,分别采取锚杆和排水、挂网锚喷支护及预应力锚束等处理方案。加固施工一般用高空排架施工方案。(1)锚杆和排水孔施工锚杆和排水孔采用风钻带Φ42mm钎头进行造孔施工,锚筋束采用常规冲击器带Φ110mm钎头进行造孔施工。各孔终孔后采用压力水反复冲洗孔壁,排除孔底沉渣,直至返水清洁,再用压力风将孔底积水全部吹出,确保孔内既无岩粉沉渣,又无积水。锚杆及锚杆下入孔内均外露0.05m。注浆时要求锚杆干净无岩粉无积水才开始注浆(M20水泥砂浆,采用PO.42.5普通硅酸盐水泥),通过注浆管浆液进入孔底自下而上注浆,待孔口返出浆液与进浆比级接近,确保注浆饱满无气泡无空腔方可结束。(2)钢筋网施工钢筋网用Φ8mm的盘元,网筋纵横等间距排列成正方形,其纵横间距15x15cm,交叉结点用扎丝绑扎牢固。网筋铺设保持平直,距坡面距离3~5cm,在锚杆处用焊接法把钢筋网与锚杆联在一起,并铺设有纵横加强筋,加强筋的每个交点和锚杆交接处用接法焊接牢固,使三根钢筋结为一体。(3)喷射混凝土在喷3
砼之前,用压力风水清除受喷区的浮石、浮渣、岩粉等杂物。喷射时,供料连续均匀、风压稳定,控制好喷头与岩面的距离,减少回弹率,控制好喷层表面平整度,保证喷射厚度达到0.1m。喷混凝土施工完毕后14天内进行定期养护。(4)预应力锚束施工预应力钢绞线采用高强度(1860Mpa)、低松弛无粘结钢绞线。锚索灌浆水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥,钻孔采用液压潜孔钻机,Ф146成品地质管作为套管根进,管节长度1米,节间用内、外丝扣联结。开孔前,清除孔口附近松动岩块,部分岩石较差处填筑混凝土等达到强度要求后开孔。钻进20~30m后进行校核角度,在钻进过程中采用专用仪器进行钻孔的测斜纠偏。在钻遇破碎地带时,采用跟管钻进的方法进行造孔施工,如遇特殊地质缺陷,无法进行跟管施工时,则进行超前固结灌浆,待凝等强后继续钻进。对于破碎带或渗水量较大的围岩,在安装锚索前,对锚孔进行灌浆处理。钻孔完毕,用压缩风冲洗钻孔,直至孔口返出之风,手感无尘屑,延续5~10min,孔内沉渣不大于20cm。钻孔清孔完毕,进行钻孔检测,合格后进行下锚工作。锚索安装采取人工缓慢均匀推进。锚索安装完毕后,对外露钢绞线进行临时防护。锚束锚固浆液为水泥净浆,水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥结石体强度要求达到R7d≥35MPa。灌浆根据情况进行超前固结灌浆和下锚索既锚墩浇筑拆模后全孔一次性注浆。灌浆采用纯压式全孔一次灌注,灌浆压力为0.1~0.3MPa,段长不得大于10m。灌浆时使回浆压力达到0.1~0.2MPa,测注入率小于0.4L/min时,再屏浆30min即可结束。按设计图纸进行锚墩钢结构和模板的架立,锚墩采用一级配混凝土,强度等级为C35(7d)。混凝土浇筑时要注意锚墩下部的振捣,防止出现蜂窝麻面。锚索张拉在锚索浆液结石体抗压强度及锚墩混凝土等的承载强度达到规定值后进行。张拉按分级加载进行,由零逐级加载到超张拉力(1.05~1.1倍设计荷载),经稳压后锁定。张拉锁定3~7天后进行补偿张拉。补偿张拉在锁定值基础上一次张拉至超张拉荷载。张拉工作结束后进行封孔回填灌浆,灌浆材料与锚固段灌浆的材料相同。3
最后采用混凝土进行外锚头保护,锚具外的钢绞线除留存10cm外,其余部分切除,采用C20混凝土封锚。(5)边坡支护质量对完成的锚索安装了6个锚索应力计进行监测,结果均合格。其主体工程33个单元工程,全部合格,合格率100%,其中优良工程31个,优良率93.94%。已完工程项目各项主要指标均满足设计和施工规范要求。边坡支护监理报告只提交了混凝土浇筑的成果,均未提交其他具体的检测成果资料。10.7工程施工过程中出现的主要问题及处理(1)本工程在建设工过程中按照国家和行业的有关规定、规范进行质量管理和监督,施工过程中的管理基本符合国家相关政策的规定。(2)主体工程土建部分由中国葛洲坝集团公司及中国水电基础局有限公司、中铁十六局等单位承担施工,在业主及监理的组织协调下,各方的施工质量及各单位交接部位的而施工质量得到有限的控制,坝基开挖、坝体填筑、混凝土施工、混凝土防渗墙、帷幕灌浆等施工质量均满足设计要求(3)工程使用的各种原材料、半成品、成品材料质量合格,各项检测指标均满足设计和施工规范要求。(4)堆石坝各分区填筑材料的填筑施工经检测干密实度基本满足设计要求,根据监测资料,坝体最大沉降量为170.80mm,沉降量与坝高比为0.0046,表明施工质量合格。10.8工程施工鉴定意见及建议(1)工程在施工建设过程中按照国家和行业的有关规定、规程、规范进行质量管理和监督,施工过程的管理基本符合国家相关政策的规定。(2)地基防渗墙、帷幕灌浆固结灌浆、回填灌浆等施工完成后,经监理组织抽样检查,试验成果基本满足规范和设计要求。3
(3)振冲处理范围和处理深度根据地勘资料进行确定基本可行,振冲处理参数根据现场振冲试验确定是合理的。施工完成后的大部分结果满足设计要求,但下游部分区域变形模量(26.3MPa)比设计要求(35.0MPa)低。监理报告的结论意见认为“本区域属于坝体盖重区的基础,坝体高度较低(约16m),能够满足坝体的变形要求,不需要再进行其它的加固处理。”请各方对此进行认真核实,如此部分振冲的位置是在大坝基础下面,是否满足要求。(4)工程所使用的各种原材料、半成品、成品质量合格,各项主要检测指标均满足设计和施工规范要求;各主体工程项目中其施工工序、单元工程、分部工程、单位工程施工质量全部合格,部分经检验为优良工程。(5)大坝于2006年9月18日开始填筑施工,2007年10月19日填筑完成。据监测资料,大坝停止填筑后,沉降趋于稳定。点ES1的最大沉降量为170.8mm,沉降量与大坝填高之比约为0.0046,即大坝每填高1m沉降量为4.6mm。这表明其填筑施工质量基本合格。(6)大坝填筑施工的各分区材料的检测干密度平均值均满足设计要求。但监理应提交颗粒级配、孔隙率、含水率等检测值。(7)混凝土各强度等级经抽检,指标满足要求;混凝土工程轮廓尺寸及表面基本平整,满足设计要求。对个别部位出现的缺陷已按设计要求进行了处理。(8)在防渗墙的施工过程中,发现有相邻两槽孔串通、塌孔等现象,随即进行了处理,资料反映对这些部位没有进行针对性的取芯、压水等重点抽检;个别部位声波检测低,而进行的压水试验确满足要求;建议在运行中对这些部位应重点观测观察。(9)复合土工膜是坝体的唯一防渗材料,其上游面的混凝土护坡面板是在土工膜铺设后施工的,在施工中混凝土护坡面板的铺设是否对复合土工膜有损坏情况应该给予说明;运行后应加强观测,进行分析和检验。(10)边坡支护监理报告只提交了混凝土浇筑的成果,均未提交其他具体的检测成果资料,请补充。3
11工程蓄水安全总评价目前,仁宗海水库电站枢纽工程各主要建筑物的土建工程均达到设计高程,闸门、启闭机及配套电气设备已基本安装完毕。工程形象面貌已基本具备挡水条件。专家组根据实地检查、审阅相关建设管理资料和参建单位自检报告,经认真研究,作出如下鉴定意见。11.1鉴定意见(1)仁宗海水库电站装机容量240MW,水库总库容1.12亿m3,工程等别为二等工程,主要建筑物按2级设计,次要建筑物按3级设计,挡泄水建筑物设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为2000年一遇,符合《防洪标准》(GB50201-94)和《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)的规定。(2)由于流域在2000年-2006年期间,未发生大洪水,可研阶段的设计洪水成果可作为本次蓄水鉴定的依据。(3)工程泄洪设施的设计符合相关规范,并经水工模型试验验证,设计计算的泄流能力与模型实验值基本吻合且有一定的超泄能力,枢纽工程达到相应防洪标准。(4)工程防洪预案和电厂的运行管理制度已按要求制定,经培训后的运行人员已到位,能满足运行要求。(5)根据工程区的区域构造环境和断裂活动性分析,工程区内不具备发生强震的地震地质条件,其地震危险性主要受外围强震波及影响,经四川省地震局鉴定,工程场地地震基本烈度为Ⅶ度。“5.12”汶川地震后,参照GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单(2008年6月11日实施),以上地震基本烈度未改变。(6)施工过程中所揭示的基础地质条件与前期勘探成果总体吻合,工程采用的岩土体物理力学参数建议值基本合适。(7)水库不存在向邻谷永久性渗漏问题;库岸整体稳定性较好,不存在发生较大规模岸坡变形或失稳的地形地质条件,虽对泄洪洞、放空洞、引水洞进口边坡进行了3
加固处理,但仍应注意位于水位变幅区内的近坝边坡在水库蓄水初期及运行期发生局部滑塌的可能。(8)堆石坝坝基第⑥、⑤、④层持力层,其承载力和变形模量满足堆石坝对坝基变形要求;对位于坝基下变形模量低、属可液化层的第⑦层已按设计要求作了振冲处理,处理后的指标基本满足要求。(9)工程枢纽总体布置合理,挡水大坝在技施阶段取消坝体上游检修平台高程以下的碎石土心墙,采用土工膜与混凝土防渗墙直接连接的坝体防渗结构形式的变更,通过了原审查部门的批准。(10)坝体各分区筑坝材料经抽检,相关指标均满足设计要求。设计院按实际填筑材料的参数值进行复核计算,符合设计标准。(11)引水隧洞进水口结构设计合理,工程形象面貌满足蓄水要求,基础处理满足设计要求。(12)本工程监测项目的选择和布置基本满足相关规范要求;各项监测仪器、设施和设备的安装埋设和调试按照设计要求进行;各监测仪器和设备的埋设和质量控制满足要求;已完成监测项目采集了初始值,并根据要求进行了实时监测和过程分析。但是,坝体浸润线的监测项目应是重点,请尽快完成。(13)泄洪洞、放空洞及引水洞的进水口闸门、拦污栅及启闭设备的总体布置合理、选型适宜,主要结构强度、刚度及稳定等均满足现行设计规范要求。设备制造安装符合有关规定,质量经检查验收合格。(14)坝区的两个操作电源均引自本电站10kV厂用系统,系一回独立电源,备有一台柴油发电机应急备用。应设置一回引自外部网络的电源。(15)本工程在建设过程中按照国家和行业的有关规定、规程规范进行质量管理和监督,在施工过程中,业主、监理、施工三方均有相应的质量管理体系,施工过程的管理及运作规范。(16)工程使用的原材料抽检试验,指标均达到规范及设计要求;混凝土各项指标基本满足要求。经监理抽样检查,防渗墙、帷幕灌浆及固结灌浆等施工质量合格。3
11.2建议(1)泄洪洞及放空洞(结合导流洞)均布置在左岸,其进口边坡的稳定至关重要。针对其所在部位存在的陡倾顺坡断层破碎带对边坡稳定的控制作用,采用“浅层锚杆,深层锚索”加固工程合理。但考虑加固边坡部分将处于正常水位以下,其加固支护效果还有待检验,建议对加固边坡在蓄水并叠加地震影响下的安全裕度进行复核。(2)目前坝区永久电源尚未形成,下闸蓄水期间闸门控制全靠施工电源供电,考虑到本工程是在汛期下闸蓄水,必须保证此电源的可靠性。建议下闸蓄水前完成柴油发电机安装调试,确保应急投入。(3)振冲施工基本满足设计要求,但下游局部变形模量低于设计要求,请设计院进一步说明。(4)根据工程特性,运行方应考虑增设地震和大坝浸润线监测的项目。在蓄水运行中应加强各项监测仪器、设备的观测和大坝安全管理工作,根据设计和规范要求,制定较全面的大坝安全运行规程。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。11.3结论专家组通过对仁宗海水库电站建设、设计、施工、监理等单位蓄水安全自检报告审查和现场检查,认为建设单位按照国家基本建设程序及有关规定,有效的组织了工程建设。设计单位按照国家和行业的规程规范,完成了设计,所采用的基本资料合适,枢纽布置及结构设计基本合理,工程防洪安全等符合现行技术规范要求,修改后的重大方案获得了原审查单位的批准;施工过程中质量控制体系较健全,已完工程施工质量整体上合格;运行操作规程、防洪预案已制定;目前的工程形象面貌基本具备下闸蓄水条件,可择机下闸蓄水。仁宗海水库电站工程蓄水安全鉴定专家组于2008年8月2日在成都通过3