水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告

证书等级：乙级SO9001:2008质量体系认证证书编号：A142007305注册号：05210Q20103R0S湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院二〇一三年三月 批准：苗云江审定：贺江华审核：韩锋编写：胡伟杨光莱 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院目录1工程概况11.1工程基本情况11.2工程设计及审批过程21.2.1可行性研究和初步设计21.2.2技施设计31.3工程任务和规模31.3.1工程建设必要性及开发任务31.3.2工程规模32工程地质42.1勘察工作概况42.2区域地质及地震42.2.1区域地质概况42.2.2区域稳定及地震42.3水库工程地质条件及评价42.3.1水库地质环境42.3.2水库渗漏分析52.3.3库岸稳定62.3.4水库诱发地震82.3.5水库浸没及矿产压覆92.4坝区工程地质条件92.4.1地形地貌92.4.2地层岩性92.4.3地质构造102.4.4水文地质条件122.4.5物理地质现象132.4.6岩石的物理力学性质132.5建筑物工程地质条件及评价142.5.1大坝工程地质条件评价14 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院2.5.2发电引水隧洞工程地质评价152.5.3厂房工程地质评价162.5.4导流涵洞工程地质评价162.6天然建筑材料172.6.1砂石料172.6.2土料172.7地质结论与建议183设计洪水与水库调洪复核203.1流域自然地理概况203.2设计洪水复核213.3泄洪设施及泄洪能力复核303.42013年度汛333.4.1度汛标准333.4.2度汛洪水调节343.5防洪自检评价344大坝设计354.1大坝总体布置354.2坝体结构设计354.2.1坝顶高程364.2.2坝顶宽度364.2.3坝底高程364.2.4坝内廊道364.2.5坝体分缝364.2.6坝体止水和排水系统374.2.7大坝混凝土材料及分区374.2.8坝体断面设计374.2.9坝顶交通桥设计384.3计算及自检评价394.3.1坝顶高程复核计算39 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院4.3.2稳定计算394.3.3坝体应力计算434.3.4结构设计自检评价444.4坝基处理设计及分析444.4.1坝基处理设计444.4.2帷幕灌浆效果分析444.5工程渗控设计及自检评价444.5.1工程主要渗控设计444.5.2渗控设计自检评价454.6工程温控设计及自检评价454.6.1大坝温度控制标准454.6.2坝体温控措施464.6.3大坝温控设计自检评价464.7大坝设计自检评价465溢洪道设计475.1溢洪道布置475.2溢洪道水力设计475.2.1溢洪道泄流能力计算475.2.2挑流消能水力计算485.3溢洪道结构设计495.3.1弧形闸门支座结构计算495.3.2溢流堰面计算505.4下游防护设计505.5溢洪道设计自检评价516冲沙放空底孔设计526.1冲沙放空底孔布置526.2冲沙放空底孔水力计算526.2.1进水口最小淹没深度526.2.2闸门后通气孔面积复核53 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院6.3进水口结构设计计算536.3.1闸室启闭机台结构计算536.4冲沙放空底孔设计自检评价557发电引水隧洞进水口设计567.1进水口布置567.2进水口水力计算567.2.1进水口最小淹没深度567.2.2闸门后通气孔面积复核577.3进水口结构设计计算577.3.1闸室启闭机台结构计算577.4进水口设计自检评价598大坝安全监测设计608.1大坝变形监测608.2大坝渗流监测608.3水文、气象观测608.4安全监测方法及日常巡视618.5安全监测设计自检评价619金属结构设计639.1金属结构总体设计639.2设计规范及依据639.2.1主要设计规范639.2.2主要设计依据文件639.3溢洪道金属结构639.4冲沙放空底孔金属结构649.4.1大坝冲沙放空检修和工作闸门649.4.2大坝生态流量管649.5发电引水隧洞金属结构649.5.1进水口拦污栅及其启闭设备649.5.2进水口事故检修闸门及其启闭设备65 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院9.5.3电站尾水闸门及其启闭设备659.5.4压力钢管669.5.5进水口后埋藏式钢管669.6金属结构防腐设计669.7金属结构设计自检评价6610初期蓄水期间配电、控制及通信6710.1大坝用电6710.2下闸蓄水时坝顶供电接线6710.3控制及通信6711导流隧洞封堵设计6811.1导流隧洞总体布置6811.2导流隧洞封堵施工阶段设计洪水标准6811.3导流隧洞封堵设计6811.3.1堵头长度计算6811.3.2堵头设计6911.4导流隧洞封堵程序及施工技术要求7211.4.1封堵程序7211.4.2施工技术要求7211.5导流隧洞设计自检评价7212下闸蓄水后的水库防洪度汛7312.1大坝度汛标准7312.2工程下闸蓄水前必须具备的形象进度7312.2.1下闸蓄水前土建工程必须具备的形象进度7312.2.2下闸蓄水前金属结构安装工程必须具备的形象进度7312.2.3导流隧洞下闸封堵必须具备的形象进度7312.2.4库区清理及移民安置必须具备的形象进度7412.2.5其它工程必须具备的形象进度7412.3下闸时间选择7412.3.1水情分析74 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院12.3.2下闸时间选择7612.42013年度汛措施7612.5度汛设计自检评价7613工程主要设计变更7713.1设计变更的原则7713.2大坝建基面高程调整7713.3闸墩长度变更7713.4护坦长度变更7813.5坝体材料变更7813.5.1变更原因及过程7813.5.2变更结论7913.6大坝正常蓄水位设计变更8013.6.1变更原因及过程8013.6.2研究内容8113.6.3变更结论8113.7设计变更自检评价8114存在的问题及建议82 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院1工程概况1.1工程基本情况咸盈河水电站位于鹤峰县邬阳乡境内，地处咸盈河流域的中游，该河为清江中游右岸一级支流。坝址以上控制流域面积170.5km2，地理位置位于东径110°04′～110°20′，北纬30°04′～30°21′之间。咸盈河水电站的尾水位与清江水布垭水库的正常蓄水位有效衔接，咸盈河水电站东距清江水布垭电站约82km，南距鹤峰县城约67km，西距恩施州府约262km，北距长江边的巴东县城约183km，距邬阳乡政府所在地约3km。咸盈河水电站的设计正常蓄水位535.0m，总库容234.3万m3，电站装机容量为15MW，年发电量为4495.20万kW·h。本工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别按4级设计，次要建筑物按5级设计。大坝按30年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水标准校核。电站厂房按30年一遇洪水标准设计，100年一遇洪水标准校核。消能防冲建筑物按20年一遇洪水标准设计。地震设防烈度为Ⅵ度。由于咸盈河流域内没有气象站，临近有鹤峰气象站站观测的雨量资料，因此，设计洪水采用以下两种方法流量途径的水文比拟法和瞬时单位线法分别进行计算，最后偏于安全的采用瞬时单位线法成果。主要建筑物的地基分别是：大坝坝基为粉砂质泥岩、含泥质粉砂岩，局部为粉砂岩夹少量细砂状砂岩。进水口基础为含泥质粉砂岩。引水隧洞从进口到出口穿越地层依次为：志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2）粉砂质泥岩、粉砂岩；志留系中统纱帽组（S2s）灰绿色粉砂岩、砂质页岩夹紫红色泥岩；石炭系上、下统（C1+2）岩关组（C1y）灰色厚层石英砂岩、灰黑色炭质页岩和黄龙组（C2hn）；二叠系上、下统（P1+2）栖霞组（P1q）深灰-灰黑色中厚层含燧石结核微晶灰岩、石英砂岩、碳质页岩及煤层。调压室和压力管道基础为：泥盆系（D2+3）粉砂岩、石英砂岩夹页岩和志留系（S2s）粉砂岩；电站厂房基础为志留系中统纱帽组(S2s)中厚层粉砂岩。大坝轴线布置在两河口下游130m、左岸小溪沟下游处；河谷为不对称“V”型谷，80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院河床高程497.0m，河床向右拐，两岸基本对称，两岸坝肩陡峭，左岸高程570.0m以下地形坡角45°，地表覆盖层厚0.5～2m，公路从上通过；右岸坝肩下部较陡，地形坡角38～49°，基岩裸露，高程540m以上较缓，地形坡角38°，植被覆盖，残坡积层厚6～14m，坝基岩体质量属较好～较差～差岩体，微风化～新鲜基岩需作为坝基持力层，因此大坝建基面选择的基本原则是充分利用微风化～新鲜基岩。根据坝址区的地形地质条件，在初步设计阶段针对混凝土重力坝选择了三条坝轴线进行比较，上坝线距咸盈河和湾潭河交汇处下游130m；中坝线位于上坝线下游112m。下坝线距中坝线113m，三条坝线的发电引水洞和施工导流均布置在右岸。经比较，上坝线在工程投资、地形地质条件上较优，推荐上坝线。1.2工程设计及审批过程1.2.1可行性研究和初步设计在咸盈河流域《湖北省鹤峰县咸盈河水电规划报告》批复以后，业主委托我院进行咸盈河电站可行性研究阶段的勘察设计工作，我院于2007年5月底，组织相关专业技术人员对现场进行了踏勘，9月上旬，地勘人员进场进行地质勘查工作（委托广西有色勘察设计院勘察），主要进行地质测绘、钻探平洞、坑槽探、钻孔声波测试与室内岩石物理力学实验等工作，外业勘察工作于2007年9月中旬开始，至同年11月底全部完成。2008年3月底，我院完成《湖北省鹤峰县咸盈河水电站可行性研究报告》（以下简称《可研报告》），2010年1月25日，省水利厅在武汉组织相关专家对《可研报告》进行了审查，与会专家听取了设计单位宜昌市水利水电勘察设计院、地勘单位广西有色勘察设计研究院关于勘测设计成果的介绍，进行了认真讨论，形成了《会议纪要》。会后，我院和广西有色勘察设计研究院按照《会议纪要》内容，对报告进行了认真修改，并于2010年2月下旬提交了《可研报告》（修改稿）。2010年1月15日湖北省水利厅以“鄂水利电函〔2010〕33号”文对《关于鹤峰县咸盈河水电站可行性研究报告的审查意见》进行了批复。2010年5月，我院受湖北华盈水电开发有限公司委托，继续进行咸盈河水电站初步设计阶段的地质勘察和初步设计报告的编制工作。我院严格按照《可研报告》批复意见的要求，在推荐坝址——80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院上坝址的基础上，从地形地质、枢纽布置、工程量及投资等多方面对坝型方案做了更进一步的论证，并选择了上、下两条坝线进行比选；对主要建筑物的布置进行进一步优化和细化，进行相应的水力、稳定和应力计算。其他章节也按照《小型水电站初步设计报告编制规程》（SL/T179-96）的要求进行了进一步修改和补充，于2010年12月完成了《咸盈河水电站初步设计报告》（送审稿）。2011年1月11日，省水利厅组织专家在武汉对本报告进行了审查，与会专家进行了认真讨论，形成了《会议纪要》。会后我院按照《会议纪要》内容进行了认真修改。我院于2011年3月正式提交《湖北省鹤峰县咸盈河水电站初步设计报告》（审定稿）。1.2.2技施设计2011年11月，根据工程的计划投资安排，我院接受业主的委托开展本工程技施设计。1.3工程任务和规模1.3.1工程建设必要性及开发任务为适应鹤峰县国民经济和社会发展“十一五”规划纲要和“十一五”水电农村电气化规划，借鹤峰县至500kV输变电工程建设的东风，将水能资源转化为经济资源，实现“突破性发展工业经济，走工业富县之路”的总体经济发展战略目标，巩固水电农村电气化建设成果，兴建咸盈河水电站是十分迫切和非常必要的。咸盈河流域的开发任务，主要根据当地社会经济发展情况和国民经济各部门要求，结合河流自然条件和建设开发条件研究确定。该流域经济比较落后，社会生产发展水平较低，河道水能资源没有开发利用，国民经济各部门对该河段开发利用没有特殊具体要求。咸盈河水库地处偏僻，没有防洪、灌溉和供水任务，水库为高山峡谷型，也不具备库区航运、放木和水产养殖条件。所以工程的开发任务就是发电。1.3.2工程规模咸盈河水电站的设计正常蓄水位535.0m，总库容234.3万m3，电站装机容量为15MW，年发电量为4495.20万kW·h。本工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别按4级设计，次要建筑物按5级设计。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院2工程地质2.1勘察工作概况在咸盈河流域《湖北省鹤峰县咸盈河水电规划报告》批复以后，业主委托我院进行咸盈河电站可行性研究阶段的勘察设计工作，我院于2007年5月底，组织相关专业技术人员对现场进行了踏勘，9月上旬，地勘人员进场进行地质勘查工作（委托广西有色勘察设计院勘察），主要进行地质测绘、钻探平洞、坑槽探、钻孔声波测试与室内岩石物理力学实验等工作，外业勘察工作于2007年9月中旬开始，至同年11月底全部完成。2.2区域地质及地震2.2.1区域地质概况本区位于鄂西褶皱山地，地形复杂，在新近的构造运动的作用下，表现为大面积的间歇性隆起，形成了多层地貌。区内山脉走向、地形地貌受区域内主要构造线的控制。其构造形迹主要是紧密线形和宽缓褶皱，断裂不甚发育。由于这些褶皱方向性强，往往平行成组出现，所以山脉展布方向也表现为一定的方向性，山脉走向基本上与背斜轴、向斜轴方向大致同向。2.2.2区域稳定及地震区域地质构造显示无新的大断裂活动，本工程处于相对稳定地块；根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为VI度。2.3水库工程地质条件及评价2.3.1水库地质环境1、地形地貌咸盈河流域是支锁河的发源地，属中低山地貌，中低山深切河谷地形。水库区河谷谷底高程500～540m，河岸坡顶高程600～1250m，相对高差120～70080 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院m。河岸陡峭，河谷深切，库区河床坡降一般30‰～50‰。河谷多呈“V”型，两岸坡度较陡，达30～75°。河道弯曲，两岸阶地零星分布，并多为耕地。2、地层岩性库区内地层主要是志留系中、下统地层，坡地上分布有第四系坡残积含碎石粉质粘土，河谷一般分布有冲洪积砂卵石层，发电引水隧洞局部经过泥盆、石炭及二叠地层。3、地质构造工程所在区域位于大龙坪向斜和羊子岭背斜之间、班竹园断裂以东（详见构造体系图），无大的断裂构造通过。工程区总体上属单斜构造，岩层倾向北西，倾角一般30°～55°。工程所在区域东南侧发育有一小型背斜即栗子坪背斜，背斜轴线走向大致N60°E，延伸约8km，其北翼倾向北西，南翼倾向南东。水库库区山体雄厚，无低矮分水岭及其他不利地质构造，库区地层岩性以砂岩、粉砂岩为主，属相对隔水岩层。据调查，库区内无具开采价值的矿产及重要文物。4、水文地质（1）岩土层的透水性本工程位于相对隔水层区。库区第四第覆盖层包括坡残积含碎石粉质粘土及冲洪积砂卵石层，其中砂卵石层为富水层，厚度不大，仅分布于河床内；基岩主要为志留系中、下统砂页岩，发电引水隧洞局部经过泥盆、石炭及二叠地层。覆盖层及基岩强风化岩层属强透水层，基岩弱风化层属中等透水层划，基岩微风化层属中等-弱透水层，基岩微风化下段属微透水层。（2）地下水的类型根据地下水的赋存条件与水理性质及水力特征，库区内地下水分为二类：松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。松散岩类孔隙水赋存于河流堆积的砂、卵石层及山体表面的坡残积层中，厚度一般不大于10m。基岩类裂隙水赋存于基岩浅层裂隙中，基岩裂隙水相对较贫乏。地下水呈无色透明、无味无嗅。该区地下水对混凝土无腐蚀性。2.3.2水库渗漏分析库岸主要由志留系下统罗惹坪组（S180 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院lr）地层组成，岩层走向北东-南西，倾向北西局部南东，倾角15°～55°，岩性为砂岩、粉砂质页岩、页岩、粉砂质泥岩、含泥质粉砂岩，其中泥岩、页岩为相对隔水岩组。无大的断裂构造通过，库坝区岩体中未见断层及长、大构造裂隙发育，地下水活动微弱，未见泉水出露。库岸裂隙稍发育，多为缓倾角，倾向河床。库坝区不存在岩溶问题，未见其它可能或潜在的渗漏通道发育。咸盈河是本区域常年性最低基准面地表河流，咸盈河与邻谷的分水岭高程在1500～2000m以上，而且分水岭宽厚，大部分为砂页岩组成。也不存在贯通性的大型断裂及断层破碎带，因此，本水库不存在向邻谷或下游的渗漏的问题。2.3.3库岸稳定咸盈河水库库岸多为基岩库岸，覆盖层较薄，厚度1～10m，基岩岩性为志留系下统罗惹坪组（S1lr）灰绿、黄绿色砂质页岩、粘土质粉砂岩夹薄层粉砂岩；土黄色粉砂质页岩、黄绿色页岩夹薄层粉砂岩、底部为灰黄色薄层～中厚层粉砂岩；黄绿色含粉砂质页岩、泥质粉砂岩。岩石硬度中等，山坡自然坡度中等至偏陡，库岸基本稳定。本次勘察期间对库区发育的滑坡、崩塌及危岩体等不良地质现象进行了调查，并进行了统计分析，结果见表2.3.3-1、表2.3.3-2、表2.3.3-3。表2.3.3-1库岸滑坡调查统计表序号高程（m）位置类型规模（长×高×厚)（m3）稳定性前缘后缘现状蓄水后（设计539m）1540570湾潭河右岸土体滑坡80×30×2基本稳定基本稳定2600610坝址左岸边坡土体滑坡200m3稳定无影响3625630坝址左岸边坡土体滑坡100m3稳定无影响4610640坝址左岸边坡岩质滑坡40×30×2稳定无影响5621631湾潭河左岸土体滑坡10×10×1稳定无影响6634639湾潭河右岸土体滑坡10×5×1稳定无影响7770780湾潭河右岸土体滑坡25×10×2.5稳定无影响8784788湾潭河右岸土体滑坡7×4×1.5稳定无影响80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院9642647湾潭河右岸土体滑坡16×5×3.4稳定无影响10523553湾潭河右岸岩质滑坡20×30×5基本稳定部分淹没，无影响11591607坝址左岸边坡岩质滑坡22×16×2.5稳定无影响表2.3.3-2库岸崩塌调查统计表序号高程（m）位置类型规模(长×宽×厚)（m3）稳定性现状蓄水后（设计539m）1595湾潭河左岸岩体崩塌10×6×2稳定无影响2611湾潭河右岸岩体崩塌25×7×3稳定无影响3512湾潭河左岸土体崩塌厚2～4m，约100m3基本稳定大部分淹没，基本稳定4596湾潭河路边岩体崩塌51m3稳定无影响5550湾潭河村土体崩塌36m3基本稳定无影响6662邬阳加油站土体崩塌7×3×3稳定无影响7752巴鹤公路土体崩塌4×3×2稳定无影响8593湾潭河左岸岩体崩塌3×2×1稳定无影响表2.3.3-3库岸危岩体调查统计表序号高程（m）位置规模(长×高×厚)（m3）稳定性现状蓄水后（设计539m）1588坝址左岸边坡20×15×2基本稳定无影响2551坝址左岸边坡5×7×2稳定无影响3703湾潭河右岸6×4×3稳定无影响4680湾潭河右岸1.5×2.7×2.5稳定无影响5642湾潭河右岸1×2×1稳定无影响6601湾潭河右岸30×2×15稳定无影响7590湾潭河右岸20×12×3稳定无影响8562湾潭河右岸10×7×4.5稳定无影响80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院9523湾潭河右岸（16×18×3）（25×15×5）（35×14×6）稳定大部分淹没，基本稳定10571湾潭河右岸10×7×1.5稳定无影响11505湾潭村-栗子坪村公路边坡7×4×2稳定无影响12530湾潭河与咸盈河交叉口2×1×2、3×2×1稳定无影响13604坝址右岸边坡6×3×2稳定无影响14609湾潭河与咸盈河交叉口1.5×2×6稳定无影响15810坝址左岸边坡2×5×1.2稳定无影响16612坝址左岸边坡6×5×3稳定无影响17782栗—咸公路边边坡22×20×4稳定无影响从上述调查统计表看，仅局部段可能出现小规模的滑坡、崩塌，对工程运行安全不会构成威胁。1）栗子坪村小学岸坡：栗子坪小学位于库岸边坪地上，坪地高程约610m，该处河床高程约530m，学校围墙距岸边最近仅为15m，该边坡上覆第四系坡残积堆积物，物质组成为含碎石、块石粉质粘土，覆盖层较厚，下伏基岩为志留系下统罗惹坪组（S1lr）灰绿、黄绿色薄层～中层砂质页岩、粘土质粉砂岩夹薄层粉砂岩，岩层产状N75°E/NW∠40°。水库浸没高程439m，水位上升后，会发生库岸再造，为防止库岸崩塌引起上部边坡失稳，对该段长约50m进行护砌。2）湾潭村--栗子坪村公路边坡：该公路从咸盈河左岸约630m高程的山坡经过，由于公路改、扩建人工切坡，形成顺层岩质边坡，宽约80m，高约180m，岩性为深灰色厚层粉砂岩，弱风化，岩层产状N70°E/NW∠45°。以上两处边坡现状已处于稳定状态，水库蓄水标高为539m，蓄水量小，对库岸稳定性不会造成较大的影响，但水库蓄水时局部地段的小塌陷需采取必要的预防及治理措施。2.3.4水库诱发地震地质构造显示无晚近期的活动性大断裂，本工程处于相对稳定地块。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院2.3.5水库浸没及矿产压覆水库设计正常蓄水水位535m，库区河谷属峡谷型。两岸谷坡坡角在30°以上，为陡峻的岸坡，基岩裸露清晰，覆盖层薄（一般1～10m）且颗粒较粗，两岸地面相对高差在200m～300m以上，两岸地面标高远大于水库正常蓄水位，故水库蓄水前后地下水位的抬升，不会造成大面积的地下水壅高及土地沼泽化、盐碱化。正常蓄水位535m高程以上的土地及各村屯的房屋不会受到水库浸没的严重影响。经调查访问，库区无查明的具经济价值的矿产资源，水库蓄水后不存在矿产压覆问题。2.4坝区工程地质条件2.4.1地形地貌咸盈河水电站坝址位于咸盈河与湾潭河交汇处下游约300m长的顺直河段上，河道为右微弯形河道，河流流向总体为N21°E，河床高程494～500.5m，坝址区河谷呈对称“V”型谷，左右岸坡坡角35°～60°。河床宽20～25m，覆盖层主要为块石、漂石、砂卵石及粗中砂，分布不均匀，厚5～14m，河床两岸基岩出露，河床段坡降为18‰，水流稍急。坝左岸第四系覆盖层较薄，厚0～5.5m，分布不均匀，部分地段无覆盖层，成份以块石、碎石夹粘土为主。右岸坡大部分地段基岩裸露，第四系覆盖层主要为第四系残坡积的含块石、碎石粘性土，厚0～6m，在右岸中段厚14m。2.4.2地层岩性坝址区地层为志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2），其主要地层岩性为粉砂质泥岩、含泥质粉砂岩，局部为粉砂岩夹少量细砂状砂岩。岩层产状N60°～75°E/NW∠30°～50°；第四系覆盖层包括冲洪积层（Qal+pl）及残坡积层（Qel+dl）。具体岩性和组合特征由新到老叙述如下：（1）第四系冲洪积层（Qal+pl）：分布于河床中，主要由卵石、漂石、粗中砂组成，以漂石、卵石为主，呈松散状，粒径1～50cm居多，部分粒径为大于80cm的大漂石，分不均匀，成份主要为砂岩，磨圆度较好，呈次圆状。稍密～中密，分选性差，孔隙率大，透水性强。层厚5～14m。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院（2）第四系残坡积层（Qel+dl）：分布于河谷两岸山坡，岩性主要为含碎石、块石粉质粘土，碎石含量占30～60%，成份主要为风化的粉砂质泥岩、粉砂岩，粒径1～40cm不等，部分块石粒径达80～100cm，少量为1～3m的滚石。残坡积层一般呈松散状态，部分呈稍密状，孔隙率大，透水性强，属强透水地层。左岸层厚0～5.5m，右岸ZK11、ZK8一带分布较厚，厚度为12.8～14.0m，其它地段层厚3～5m。（3）志留系下统罗惹坪组上段粉砂质泥岩（S1lr2-Sn）：灰绿、深灰色，矿物成份以云母及高岭石为主，含少量石英质，据粉砂状鳞片泥质结构，单层厚度0.2～0.4m，呈薄层至中厚层状构造，具灰、白相间的平行纹理。岩体结构清楚，裂隙较发育，裂隙面较多铁锰质物渲染，其力学强度稍低，泥岩不含水，透水性较弱。（4）志留系下统罗惹坪组上段含泥质粉砂岩（S1lr2-Ss）：深灰色，矿物成份以石英为主，具粉砂质结构，中厚～厚层状构造，含灰、白相间的泥质条纹。单层厚度0.3～0.5m，呈中厚层状构造，岩体结构清晰，局部裂隙较发育，裂隙面有少量铁锰质物渲染，岩体较完整，其力学强度高，岩体透水性中等～弱。2.4.3地质构造坝址位于栗子坪背斜的北翼，该背斜轴向大致为SW-NE向，核部为志留系下统罗惹坪下段地层，两翼为志留系下统-中统罗惹坪组地层，两翼较对称。坝址区为单斜构造，无较大断层通过坝区。因构造抬升及河流的下切侵蚀作用，形成深切对称的“V”型谷，岩层产状N60°～85°E/NW∠30°～50°。岩层走向与河流近于垂直，倾向下游偏左岸，为一典型的横向谷。裂隙以顺河向裂隙和反岩层倾向裂隙为主，裂隙延伸长度一般小于10m，内充填粘土或无充填。左岸裂隙主要有2组，裂隙①N25°E/SE∠60°，大部分闭合，其发育程度2～3条/m，延伸一般小于10m；部分张开，其宽度约5cm。裂隙②N77°W/SW∠44°，大部分闭合，其发育程度2～3条/米，延伸一般小于8m，部分张开，局部夹泥。右岸裂隙主要有2组，裂隙①N10°E/SE∠30°，大部分闭合，其发育程度2～4条/米，延伸一般小于12m；部分张开，其宽度约5cm。裂隙②N75°W/SW∠76°，大部分闭合，其发育程度3条/m，延伸一般小于80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院6m，部分张开。以上见坝址裂隙走向玫瑰花图（图2.4.3-1）、左右岸赤平投影图（图2.4.3-2、图2.4.3-3）。坝区无其他不利地质构造发育。图2.4.3-1坝址裂隙走向玫瑰花图图2.4.3-2坝址左岸赤平投影图80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院图2.4.3-3坝址右岸赤平投影图。2.4.4水文地质条件1、地下水类型坝址区地下水为孔隙潜水和基岩裂隙潜水两种类型。孔隙潜水赋存于第四系冲洪积砂卵石层及残坡积粉质粘土、碎石土中，冲洪积砂卵石层孔隙潜水与河水有密切的水力联系，水量丰富，其水位与河水位基本一致。残坡积粉质粘土、碎石土中孔隙潜水其补给主要来源于大气降水，排泄主要为蒸发，水量分布不均，受大气降水的影响十分明显。基岩裂隙水赋存于基岩的风化和构造裂隙中，形成裂隙水含水层，是坝址渗漏的主要途径。裂隙含水层透水性的一般规律是随着基岩风化程度减弱而减弱，基岩裂隙水的埋深随地形的增高而加深。基岩裂隙水的水位线与地形线形状相近，根据钻孔资料，上坝址左岸地下水的埋深为32m（ZK9）～60m（ZK14）；右岸为39m（ZK11）～50m（ZK12）。地下水的水力坡度特征为：左岸平均水力坡度为0.376，右岸平均水力坡度为0.413。在局部地区基岩裂隙水具有承压性。其补给主要来源于大气降水和地表水的入渗补给，地下水的排泄是以下降泉的形式排泄于地表。2、岩体透水性80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院覆盖层及强风化岩层属强透水层，弱风化层属中等透水层，微风化层属中等-弱透水层，微风化下段属微透水层。根据坝址钻孔压水试验资料成果，将岩体透水性按其透水率（q）的大小分为以下几个透水带。强透水带：q≥100Lu，主要分布于河床冲洪积层、岸坡覆盖层及强风化岩层中。中等透水带：10≤q＜100Lu，主要分布于强风化及弱风化岩层中，左岸高程为522.0m以上，右岸高程为510.0m以上部分地段，河床内高程为455.0m以上。弱透水带上层：5≤q＜10Lu，主要分布于微风化岩层及部分弱风化岩层中，裂隙较发育。弱透水带下层：1≤q＜5Lu，主要分布于微风化岩层中，裂隙不发育。左岸高程为522.0m以下，右岸高程为521.0m以下部分地段，河床内高程为465.0m以下。微透水带：0.1≤q＜1Lu，主要分布于微风化及新鲜岩层中，裂隙不发育。岩石透水特点：岩体透水性随岩石风化程度的减弱而减小；两岸山坡岩体透水性大于河床中间岩体透水性，这与岩体的风化及河床下切过程中卸荷有关；岩体透水性随深度增加而减少，这是因为向深部裂隙逐渐闭合，而且岩体含泥量高，裂隙张开程度小，透水性相对较低。2.4.5物理地质现象坝址区未见滑坡，主要为小型的崩塌，崩塌物主要为第四系的残坡积粉质粘土、碎石土，崩塌面积一般10～20m2，崩塌主要由筑路或其他生产活动引起，崩塌量小，对坝址枢纽没有直接的影响。2.4.6岩石的物理力学性质坝址区岩性变化不大，主要有两类岩石，即含泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。本阶段通过室内物理力学性质试验经统计分析，各类岩石物理力学参数见表2.4.6-1。从表可知，含泥质粉砂岩饱和抗压强度标准值为41.369MPa，属于“中硬岩”，而粉砂质泥岩饱和抗压强度标准值仅为19.79MPa，应划属“较软岩”。从岩石的软化系数、室内抗剪试验和钻孔、平硐声波测试结果来看，两类岩性的强度差别很明显。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院表2.4.6-1各类岩性的物理力学参数汇总表岩石名称围岩分类天然重度(kN/m3)吸水率(%)软化系数岩石抗压强度(MPa)抗剪断强度弹性模量×103(MPa)变形模量×103(MPa)泊松比坝基允许承载力（Mpa）岩石波速（m/s）饱和干燥岩体砼/岩体f′c′(MPa)f′c′(MPa)强风化粉砂质泥岩Ⅳ20.00.120.350.8963强风化含泥质粉砂岩Ⅳ22.00.50.301.21235弱风化粉砂质泥岩Ⅲ26.70.910.6020.031.40.920.650.870.602.82.10.282.02012弱风化含泥质粉砂岩Ⅲ27.00.460.7741.452.31.000.750.900.653.52.90.254.22336微风化含泥质粉砂岩Ⅱ27.40.280.7954.466.41.050.850.950.704.03.50.255.436652.5建筑物工程地质条件及评价2.5.1大坝工程地质条件评价上坝线轴线部位，两岸陡峻，河床宽约23m。左岸上部较缓平均坡角37°，植被覆盖，残坡积层厚4.5～5m；下部陡峻，基岩裸露，平均坡角52°。右岸坡角平均45°，上部植被覆盖，残坡积层厚2.5～12.8m。残坡积主要成分为粘土夹碎石及少量块石，残坡积体分布不均，分布高程较高，陡峭处基岩裸露。左右岸山体连续雄厚、陡峻，掉坎、冲沟不发育，地形较为理想。河床冲洪积砂卵石厚5.2m，卵石成分以灰色白云岩、灰岩、砂岩为主，局部漂石直径0.5～1.0m，砂卵石分选性差。其弹性模量及变形模量均不适应重力坝基础要求，全部挖除。坝肩、坝基岩石均为志留系下统罗惹坪组含泥质粉砂岩，坝肩基础置于弱风化岩体上，左岸强风化岩体深0～3m，右岸强风化岩体深0～2.5m，强风化岩体需清除，在基岩裸露部位，风化裂隙较发育，需清除；左右坝肩覆盖层开挖坡度：1：1.5，强风化岩体开挖坡度：1：1.0，弱风化岩体开挖坡度：1：0.5。坝肩开挖深度深入弱风化岩体不小于2.0m，以避开风化裂隙和卸荷裂隙发育部位。河床位于弱风化岩体中下部，岩体较完整，裂隙不发育，因岩层倾下游，为防止下游岩层顺层面滑动，开挖深度不小于1m，以增加阻滑岩体。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院坝基岩体均为灰白色含泥质粉砂岩，剪切波波速(Vs)=937m/s，压缩波波速（Vp）=1963m/s，物理力学指标建议：单轴饱和抗压强度30～40MPa，饱和弹性模量3.0GPa，变形模量2.5GPa，软化系数0.65，岩体允许承载力3.0MPa。坝后两岸岸坡陡峻，岩石为含泥质粉砂岩，岩体完整，强度较高，坝下游两侧岸坡稳定性较好，河床岩体冲刷系数K＝1.75，抗冲流速4m/s，由于岩层倾向下游，采取一定的工程处理措施，保证冲刷坑的岩体稳定。混凝土坝坝基防渗主要靠帷幕灌浆进行防渗，根据钻孔压水试验成果并类比邻近工程经验，按照有关规范及设计要求，坝基防渗帷幕按透水率q≤5Lu作为相对隔水层控制标准。河床：据压水试验资料，q≤5Lu，相对隔水层埋深约35.5m。该段范围帷幕深度在建基面以下30m。帷幕底控制高程为458m。坝左岸：据压水试验资料，q≤5Lu，相对隔水层埋深约30～35.00m。该段范围帷幕深度在建基面以下30～40m。坝右岸：据压水试验资料，q≤5Lu，相对隔水层埋深约30～43m。该段范围帷幕深度在建基面以下30～40m。为避免坝肩绕坝渗漏，坝址两岸坝肩同样需进行灌浆处理，由于场地地形坡度较陡，两岸可在坝顶高程附近开挖灌浆廊道进行帷幕灌浆。2.5.2发电引水隧洞工程地质评价发电引水隧洞位于右岸，发电引水隧洞进水口为洞径3.0m的圆形洞，总长6453m，进口段洞长39.5m，进口底板高程520m，出口底板高程515m。取水口布置在右坝段。由于出口段栖霞组灰岩中发现煤矿，隧洞轴线为避开煤层，隧洞轴线向河床偏移，隧水隧洞总长6522m。（1）隧洞（0+000～2+800）段:该段隧洞依次穿越：（1）志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2）粉砂质泥岩、粉砂岩，岩层产状N70°E/NW∠40°，岩体属弱～微风化层，节理裂隙稍发育；（2）志留系中统纱帽组（S2s）灰绿色粉砂岩、砂质页岩夹紫红色泥岩，岩层产状N70°～85°E/NW∠30～40°，岩体属弱～微风化层，节理裂隙稍发育。（2）隧洞（2+800～4+500）段:80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院该段隧洞从2+800m处进入石碳系中上统粉砂质泥岩夹泥岩区，全长1700m。此段隧洞线方向平行岩层走向，倾向坡里。其依次穿越如下岩层：石炭系上、下统（C1+2）岩关组（C1y）灰色厚层石英砂岩、灰黑色炭质页岩和黄龙组（C2hn）浅灰色中-厚层生物屑微晶灰岩、细晶白云岩，强岩溶层岩组。二叠系下统栖霞组（P1q）深灰-灰黑色中厚层含燧石结核微晶灰岩、石英砂岩、碳质页岩及煤层位于其上部，地下水不丰富。（3）隧洞（4+500～5+200）段:隧洞在该段进入砂岩区，岩体岩性为泥盆系中上统(D2+3)石英砂岩中。随后隧洞从6+453m进入压力斜洞直至厂房。从上可知，发电引水隧洞沿右岸山坡掘进，上覆岩体及侧壁岩体均较厚，围岩强度较高，岩体完整，裂隙不发育，成洞条件较好。隧洞施工过程中，除进出口地段外，一般不需要专门的施工支护。但由于本隧洞很长，沿途经过高山峻岭，悬崖峭壁，穿过众多地层和不同岩性，岩层多与洞轴线平行或小角度斜交，因此洞顶易产生塌顶，隧洞经过区多为砂岩，遇水易软化，因此隧洞掘进过程中及时衬砌或支护。2.5.3厂房工程地质评价厂区位于金鸡村咸盈河右岸坡地，厂址岸坡地形较陡，坡度35～55°，河床高程约391m，河床宽约30m，砂卵石厚约8～10m，河床岸边基岩出露，河岸上部边坡上为第四系坡残积碎石土、块石所覆盖，厚约8～15m，岸坡上部调压井位置覆盖层厚度5～10m。基岩为志留系中统纱帽组(S2s)中厚层粉砂岩，岩层产状为N80°W/NE∠38°，岩层倾向与坡向大致同向，裂隙不发育。岩体强度较高，透水性较弱。表层为第四系坡残积碎石土、块石，其下为较硬基岩，为此，边坡开挖坡度：土石边坡坡比为1：1.25～1.75，岩质边坡1：0.45～1：0.5。岩石的抗剪断强度和混凝土与岩石结合面的抗剪断强度：f/=0.9，c/=0.65，f=0.56，c=0。由于厂房后侧山体陡峭，在施工修建厂房前，先清除厂房后侧山体的危岩体及孤石；在坡脚设置抗滑桩挡土墙等，保证厂房的安全。2.5.4导流涵洞工程地质评价施工导流洞布置在右岸，进口布置在两河口下游，进口底板高程501.0m，出口高程498.87m。隧洞经过地段，地表岸坡坡度变化小，进口岸坡较陡，出口为陡坡相对较缓，洞室最大埋深70m。全洞穿越地层为志留系下统罗惹坪组，含泥质粉砂岩，岩层倾下游，倾角40～50°，岩层走向与洞轴线呈大角度斜交。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院导流洞进口段（0～25m）：岩石为含少量泥质粉砂岩，上覆岩体较破碎，属Ⅲ类围岩，需全断面混凝土衬砌处理。洞身（25～180m）段：洞体埋深大，围岩呈微风化，裂隙不发育，围岩强度较高，据沿线钻孔揭示，岩体RQD为68%，岩体完整，属Ⅱ类围岩。该段隧洞围岩质量较好，洞室较稳定。导流洞出口段（180～230m）：岩石为粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩，围岩呈弱～微风化状，产状330°∠45°，岩层走向与洞线近于垂直，由于泥岩强度较低，易产生塌顶、掉块等工程地质问题，属Ⅲ～Ⅳ类围岩，需对该段进行钢筋混凝土衬砌。导流洞出口边坡：岩层走向与洞线近于垂直，倾向坡外，为顺向坡，边坡不稳定，对洞脸进行锚喷处理。2.6天然建筑材料2.6.1砂石料咸盈河堆积物主要为大粒径卵石、巨砾、块石及漂石，经现场调查表明，粒径大于400mm的巨粒达80%，并含大量的风化页岩片石与粉砂质泥岩碎块，有分选的砂砾卵石极少，河里分布零散，含泥量高，难以作为混凝土骨料。故本次料场勘察，砂卵石料不作为重点，圈定的砂卵石料场可作为临时工程辅助用料。砂卵石开采厚度取0.3m，储量为5.6万m3，距离上坝址0.9～2.0km。2.6.2土料1、漂隘土料场(T-1)料场位于咸盈河与湾潭河交汇处上游咸盈河右岸，为第四系残坡积层，距上坝址约0.45km。料场地形为缓坡，坡角20º～30º，分布高程为520～600m。材料层为第四系残坡积层含碎石粘性土，粘性土呈灰黄色，主要为粉质粘土，含少许粘土及粉土，碎石主要为砂岩，多呈棱角状，粒径大小不一，一般为20～300mm，少数大于300mm。碎石含量一般25％～35%，局部变为碎石土，碎石含量达90%，料场有用层厚度较薄，最大厚度不超过3.0m，剥离层厚度0.5～1.5m，平均厚度为0.5m，有用储量约为1.1万m3，剥离方量约2.5万m3。该料场旁没有公路通过，运输需从河床经过，交通不方便。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院2、孙家湾土料场(T-2)料场位于孙家湾，为一冲沟，距上坝址平距约1.9km。料场地形为缓坡，坡角15º～30º，分布高程为520～630m。土料层为第四系残坡积层含碎石粘性土，粘性土呈灰黄色，主要为粉质粘土，多为可塑状态。料场有用层厚度较薄，最大厚度不超过3.0m，平均厚度约为0.5m，方量约为3.5万m3。2.7地质结论与建议1、区域地质构造显示无新的大断裂活动，本工程处于相对稳定地块；根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为VI度。本工程处于相对稳定地块，库坝地区无晚近期活动性断裂，咸盈河水库为峡谷型水库，水库库容较小，水库蓄水后对该地区地应力改变不明显，一般不会诱发影响水库安全和正常运行的地震。2、水库岸主要由志留系下统罗惹坪组（S1lr）地层组成，岩性为砂岩、粉砂质页岩、页岩，为相对隔水岩组。咸盈河是本区域常年性最低基准面地表河流，未发现通向邻谷的大型断层破碎带或岩溶渗漏通道，因此本水库坝不存在向邻谷或下游渗漏问题。咸盈河水库库岸多为基岩库岸，自然条件较好。水库蓄水后，局部段可能出现小规模的滑坡、崩塌，对工程运行安全不会构成严重威胁。水库蓄水后水面较之原有河道增宽，地下水位升高，可能存在库岸再造问题，栗子坪学校边坡现虽较稳定，但水库蓄水后库岸再造可能引起边坡不稳定，需采取必要的工程措施。3、发电引水隧洞布置在右坝肩。隧洞轴线与岩层走向斜交，隧洞依次穿越：（1）志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2）粉砂质泥岩、粉砂岩，岩层产状N70°E/NW∠40°。（2）志留系中统纱帽组（S2s）灰绿色粉砂岩、砂质页岩夹紫红色泥岩，岩层产状N70°～85°E/NW∠30～40°。（3）石炭系上、下统（C1+2）岩关组（C1y）灰色厚层石英砂岩、灰黑色炭质页岩和黄龙组（C2hn）浅灰色中-厚层生物屑微晶灰岩、细晶白云岩，强岩溶层岩组；（4）二叠系下统栖霞组（P1q）深灰-灰黑色中厚层含燧石结核微晶灰岩、石英砂岩、碳质页岩及煤层。围岩类别：微至新鲜完整岩体属较稳定的Ⅱ～Ⅳ类，大部分成洞条件较好。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院4、施工导流洞布置在右岸，进出口成洞较差，及时采取支护措施，注意成洞方式。洞身段围岩属Ⅲ类基本稳定岩体，成洞条件较好。出口边坡顺向坡。5、厂房位于金鸡村咸盈河右岸坡地，厂址岸坡地形较陡，坡度35～55°，地形较开阔。基础岩体能满足厂房应力要求。后缘为高边坡，先清除厂房后侧山体的危岩体及孤石；其次对厂房后侧的永久边坡采取喷锚支护等有效措施以保边坡稳定，保证厂区安全。6、由于厂房背后山坡较陡，山坡堆积物较厚，粒径较大，多为粉砂岩和石英砂岩块石，如果压力钢管采用明挖墩基，基础开挖深度较大，存在边坡稳定问题。7、施工围堰位于大坝上、下100－150m。砂卵石层厚13m，透水性较强，需作好基础防渗处理工作。8、各类料场与坝址相距0～5km不等。交通运输条件尚好。大坝所需堆石料和混凝土骨料料场，以R-4为首选料场。该料场为坚硬的石灰岩，强度高，储量丰富，首选石炭系黄龙组和二叠系茅口组微晶灰岩作为块石、混凝土粗细骨料料源。围堰用料可就近采用漂隘土料场，该料场为第四系残坡积层含碎石的粉质粘土，碎石含量5%～10%。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院3设计洪水与水库调洪复核3.1流域自然地理概况咸盈河流域是清江中游右岸一级支流，位于东径110°04′～110°20′，北纬30°04′～30°21′之间。发源于鹤峰县燕子乡青草坪，沿途流经咸盈村、栗子坪村、高峰村至金鸡口出鹤峰县境，于巴东县杨柳池乡汇入清江。该河在鹤峰县境内称为咸盈河，进入巴东后称为龙王河，全流域集水面积619km2，干流长48.3km。其中鹤峰县境内372.1km2，干流长30.2km。干流河床坡度13.5‰，河流弯曲系数1.4，河网密度0.2km/km2。咸盈河主要支流有岔连河、三元河、湾潭河等，其流域概况如下:岔连河是咸盈河干流左岸一级支流，发源于建始县官店镇雷家包，分水岭海拔高程1829m，在金鸡口以上金家河段汇入干流，控制流域面积53.5km2，主河道长12.8km，河道平均坡降62.3‰。湾潭河是咸盈河干流左岸一级支流，主源发源于桥头湾，分水岭海拔2009m，在湾潭村下游黄家坪汇入干流，控制流域面积72.74km2，主河道长15.7km，河道平均坡降49.56‰。三元河是咸盈河干流右岸一级支流，发源于五峰县界岭石板沟一带，分水岭海拔高程2058m。在鹤峰县邬阳乡栗子坪村王家铺汇入干流，控制流域面积27.8km2，河道长12.15km，平均坡降85.89‰。咸盈河流域地处鄂西南山区南部，属于武陵山区，属亚热带季风气侯，流域平均海拔高程1366m，最高点河源1913m，最低点河口235m。流域内山峦叠翠，地势陡峻，河流落差大，水力资源丰富，干流理论蕴藏量40MW。咸盈河流域森林植被较好，森林覆盖在75%以上，许多地方森林仍处于原生状态，自河谷至山顶，多为硬阔林和幼松林，灌木与乔木，落叶与不落叶杂生，一年四季郁郁葱葱，良好的植被，有效的防止了水土流失。流域内土壤类型多样，土壤主要类型有黄壤，黄棕壤，棕壤等，多分布在山间平地和河谷地带。鹤峰县境内的咸盈河，人类活动影响很少，目前仅有2座引水式电站，总装机容量不足1000kW，清江水布垭水库，正常蓄水位400m（吴淞），汛期限制水位391.8m，咸盈河干流水电开发，受清江水布垭水库回水的制约。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院3.2设计洪水复核2013年7月，《湖北省鹤峰县咸盈河水电站大坝正常蓄水位变更设计报告》（以下简称《变更报告》）通过省水利厅评审，报告中水文、地质等相关数据及参数均没有发生变化，故本次设计洪水复核可采用以上数据及参数。咸盈河流域属湖北省水文气象分区第Ⅹ区，大坝、厂房采用流量途径推求设计洪水和瞬时单位线法推算的洪水两种方法进行比较，经比较后采用推荐采用瞬时单位线法推求设计洪水作为设计取值。1、流域地理参数咸盈河水电站坝址和厂房以上流域地理参数见表3.2-1。表3.2-1咸盈河水电站坝址和厂房以上流域的特征参数位置/项目河长（km）坡降(‰)流域面积（km2）咸盈河水电站坝址19.645.0170.5厂房24.944.2244.52、设计暴雨（1）点雨量可研阶段选用的是金果坪站的实测暴雨资料作为本次设计的暴雨参数值，省厅对可研水文的审查意见如下：“……同意按暴雨途径推求厂、坝址设计洪水。因金果坪站位于流域下游，高程偏低，设计暴雨可能偏小。建议与湖北省水文水资源局2002年编制完成的《湖北省暴雨统计参数等值线图集》（当时2002年版没有公开出售发行使用，设计采用1985年版《湖北省暴雨径流查算图表》），进行比较后合理采用……”金果坪站实测点雨量参数以及1985版跟2008版的图集的查算所得点雨量参数列表如下：表3.2-2点雨量各种方法的查算结果H1（mm）CvH6（mm）CvH24（mm）Cv金果坪站实测37.40.3563.90.39102.80.4985版图表360.38620.481050.522008版图表380.44750.551150.56综合比较上面的数据，80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院金果坪站位于流域下游，高程偏低，设计暴雨偏小，不能反映本次工程所在流域的特征，1985版《查算图表》使用资料年限仅用至1981年，系列较短，其Cv值的确定受人为因素影响较大。因此2008版《查算图表》查算等值线图得出的数据更可靠，更能全局的反应整个流域的降雨特征，所以本次计算取值选取的为查算2008版本《查算图表》值，即：1小时：H1=38mm，Cv=0.44；6小时：H6=75mm，Cv=0.55；24小时：H24=115mm，Cv=0.56。（2）面雨量咸盈河流域轴向与典型雨图轴向夹角小于30°，不需要作线性改正，采用点面系数法计算各时段面雨量，点面系数拟采用《湖北省暴雨径流查算图表》查得点面系数，得坝址的H1h面、H6h面、H24h面。坝址及厂房的各时段面雨量见表2.5-3、表2.5-4、表2.5-5。除此以外，其它各历时面雨量按下式计算：1h≤t＜6h6h≤t≤24h式中：各历时面雨量两两相减，即得各个△t=1h的时段面雨量。表3.2-3咸盈河水电站坝址处设计点面暴雨成果表设计时间点雨量均值（mm）38设计频率（%）53.33210.20.10.051小时模比系数Kp1.862.022.212.483.073.333.58Cv0.44点雨量（mm）70.776.784.194.1116.8126.4136.0点面系数0.778面雨量（mm）55.059.765.473.290.998.4105.8设计时间点雨量均值（mm）75设计频率（%）53.33210.20.10.056小时模比系数Kp2.092.312.592.963.824.194.57Cv0.55点雨量（mm）157.1173.6194.2222.1286.8314.6342.4点面系数0.82面雨量（mm）128.8142.3159.2182.1235.2258.0280.8设计时间点雨量均值（mm）115设计频率（%）53.33210.20.10.05模比系数Kp2.122.342.623.013.904.284.6680 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院24小时Cv0.56点雨量（mm）243.4269.3301.7345.8448.1492.1536.0点面系数0.858面雨量（mm）208.8231.0258.9296.7384.4422.2459.9表3.2-4咸盈河水电站厂房处设计点面暴雨成果表设计时间点雨量均值（mm）38设计频率（%）201053.33210.51小时模比系数Kp1.301.591.862.022.212.482.73Cv0.44点雨量（mm）49.460.370.776.784.194.1103.9点面系数0.74面雨量（mm）36.644.652.356.862.269.676.9设计时间点雨量均值（mm）75设计频率（%）201053.33210.56小时模比系数Kp1.341.722.092.312.592.963.33Cv0.55点雨量（mm）100.7129.0157.1173.6194.2222.1250.0点面系数0.79面雨量（mm）79.5101.9124.1137.1153.4175.5197.5设计时间点雨量均值（mm）115设计频率（%）201053.33210.524小时模比系数Kp1.351.732.122.342.623.013.39Cv0.56点雨量（mm）154.7199.1243.4269.3301.7345.8389.9点面系数0.835面雨量（mm）129.2166.2203.2224.8252.0288.8325.6（3）设计净雨设计净雨按扣除初损和稳损的方法推求。设计雨型采用《查算图表》中推荐的雨型，计算时段△t=1h。按设计雨型排列后的面雨量过程顺次扣除初损22.5mm后再扣除稳损，即可求得设计净雨过程，其中稳损按下式计算：式中：R24—24h总径流深（mm），R24=H24面-22.5。表3.2-524h暴雨雨型表（Δt=1h）时序四段雨型时雨量雨型1234561（三）（4）（3）（5）（6）（2）（1）2（二）（5）（6）（4）（3）（1）（2）80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院3（一）（5）（4）（2）（1）（3）（6）4（四）（2）（3）（4）（1）（5）（6）表中（一）、（二）、（三）、（四）为△t=6h雨量的大小序号，（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）为△t=1h雨量在各个6h内的大小序号。由于电站坝址和厂房处的流域面积不一，其设计净雨时段△t，净雨历时tc选择如下表3.2-6：表3.2-6电站坝址、厂房净雨时段△t，净雨历时tc选择表项目坝址电站厂址承雨面积（km2）170.5224.5净雨时段△t（h）11净雨历时tc（h）18243、汇流计算(1)地面径流地表径流按瞬时单位线法进行产汇流计算，该流域位于水文分区第Ⅹ区，其瞬时单位线参数按公式计算：式中：F—流域面积，以km2计L—主河道长，以km计J—主河道比降，以‰计对超过50年一遇的洪水考虑参数的非线性改正，参数m1的非线性改正按下面公式计算：式中：ip—造峰雨强，ip＝HtR/tR，造峰雨历时tR=0.35F0.52λ1，λ—系数，可由《查算图表》查表计算K=mli/n由瞬时单位线参数n、k和前面求出的设计净雨过程可求得地表径流过程。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院(2)地下径流地下径流计算按下式计算：t≤T时t＞T时式中：β—退水指数，T—地面径流过程底宽(3)设计洪水过程将前面计算得出的地表径流和地下径流叠加即可得出设计洪水过程。考虑非线性修正的坝址、厂址设计洪水过程见表3.2-7、表3.2-8，不考虑非线性修正的坝址、厂址设计洪水过程见表3.2-9、表3.2-10。表3.2-7考虑非线性修正坝址设计洪水过程线单位：m3/s时段(△t=1h)P=20%P=10%P=5%P=3.33%P=2%P=1%P=0.5%P=0.2%P=0.1%P=0.05%18.216.598.413.315.352.522.874.213.346.4224.715.121.740.459.4142.992.219294.4152350.637.151.178.9135209189271226274480.267.386.01161892452553213093495110100120150216265290348363403615013215418124229331136638942972051641862132773353404024094508329212220249309369386460449494953728327731238045742450151456810641438364409531644542657557613116156935506137378957719377488331251182084793612981589106612901068119213387789995109817622064189323071466163414281658958105914261577235027132633292480 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院15202501801886916968171018712975322016147365614679501508101110631982210917110264450498281287513523109911551881193327363194210296313530551195914524227016418822925732534720431071842041481732112432803072133781371521211391962282712972226.657.410011180.387.61541742552782322.843.573.180.954.558.592.698.91872012420.834.754.960.443.547.961.666.31021062519.829.443.247.340.245.351.757.769.672.42619.526.636.239.439.944.150.055.062.165.22719.625.132.435.039.443.849.154.560.063.22819.924.630.432.839.343.748.954.359.662.92919.824.629.631.939.2　48.8　59.562.8洪峰流量(m3/s)6418209951098176220642350271329753220表3.2-8考虑非线性修正的厂址设计洪水过程线单位：m3/s时段(△t=1h)P=20%P=10%P=5%P=3.33%P=2%P=1%P=0.5%18.257.429.2113.412.736.217.5222.714.019.938.140.111864.7349.835.549.679.6110206168484.769.390.112618427426451221091341712373153326170150177214279351372723319122025632239341183582472622993664404589585326327370424513510107384834224775566846011175576060968375292881512667948933103511821469111113536970115312741779216017681440785911791302182721112537153026921048115814811627237680 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院16224527847938101610601758171683926497186446471095181252924865384144166511992220365405294307423206716427730823325332521501212082321902112762238.488.31541711411522322331.365.611212597.9103.0162.62427.050.383.192.070.473.6107.12524.640.663.469.755.759.476.52623.434.950.755.449.053.863.12723.031.643.046.846.652.258.52823.029.938.641.746.352.557.72923.229.236.339.146.952.158.5洪峰流量(m3/s)75597011791302182721602537表3.2-9不考虑非线性修正坝址设计洪水过程线单位：m3/s时段(△t=1h)P=2%P=1%P=0.5%P=0.2%P=0.1%P=0.05%1778910102789101011389101111124910101212135910111213176101113192133712172546517282142569210112994780100145161192108312314919822025411120164193244271307121562002332863173551319123527232736240214225271311369409452152633123574204665131632538343851457062780 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院174204925636597318041860370179792710241122199021036116813451478161120110012581416162417811938211129129114531666182819892210171164131115061653180123840963108712501373149724659757855986108411832550558265976083791526386446506585646706272973433904535005482822526029634438141729167194220256283310洪峰流量(m3/s)112912911453166618281989洪峰模数(m3/s.km2)6.67.68.59.810.711.7表3.2-10不考虑非线性修正的厂址设计洪水过程线单位：m3/s时段(△t=1h)P=2%P=1%P=0.5%1910112101112311121341213145131415613151771520268224256947841051087137166111351922281218424428613232294341142813453971533139845780 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院16404479549175106016881869981593019102511821337201311150416952114391648185522139415961798231234141415952410281180133225827951107526654754853275145936732839846152429304352400洪峰流量(m3/s)143916481855洪峰模数(m3/s.km2)5.96.77.6坝址和厂址考虑非线性改修正与不考虑非线性修正的洪水结果见表3.2-11。根据《鹤峰县咸盈河水电站工程初步设计报告审查会会议纪要》，“建议坝址200年一遇、厂址100年一遇洪水采用不考虑单位线参数m1雨强非线性改正的成果。”考虑库区地下水活动微弱，未见泉水出露，不适合采用不考虑非线性修正洪水成果，同时，非线性修正后的洪峰模数较大，因此，为偏于安全，本次修改50年一遇以上洪水还是考虑非线性修正的成果，即坝址200年一遇（校核洪水标准）、厂址100年一遇（校核洪水标准）洪水采用考虑非线性修正的成果。表3.2-11考虑和不考虑非线性修正的坝址、厂址洪水成果比较表坝址厂址频率P=2%P=1%P=0.5%P=0.2%P=0.1%P=0.05%P=2%P=1%P=0.5%洪峰（修正）176220642350271329753220182721602537洪峰模数(m3/s.km2)10.312.113.815.917.418.97.58.810.4洪峰（不修正）112912911453166618281989143916481855洪峰模数(m3/s.km2)6.67.68.59.810.711.75.96.77.680 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院本次复核成果与初设阶段成果一致，说明该工程初设和本次复核的设计洪水成果是合理可信的。综上所述，可认为咸盈河坝址、厂址的设计洪水是安全可靠的。3.3泄洪设施及泄洪能力复核1、防洪标准及设计洪水根据咸盈河水电站建设规模，咸盈河水库为Ⅳ等小（1）型水库，坝型为混凝土重力坝，最大坝高40.5m，4级建筑物。电站装机15000kW，厂房防洪标准按Ⅳ等工程4级建筑物确定。按照《防洪标准》GB50201-94、《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定，洪水标准及相应流量如下：混凝土重力坝设计洪水标准30年一遇，1098m3/s；校核洪水标准200年一遇，2350m3/s；2、洪水调节方式根据本工程的任务，咸盈河水库的主要防洪任务是确保大坝自身的安全，其防洪调度方式为：当水库水位超过正常蓄水位535.00m时，开启闸门泄洪，保持闸前水位不变，直至闸门全开，溢洪道自由溢流达到校核洪水流量。3、计算公式调洪计算采用水量平衡方程式，公式如下：式中：Q1—时段初入库流量，m3/s；Q2—时段末入库流量，m3/s；q1—时段初出库流量，m3/s；q2—时段末出库流量，m3/s；V1—时段初水库蓄水量，万m3；V2—时段末水库蓄水量，万m3；ΔV—时段内水库蓄水变量，万m3；Δt—时段长，视入库流量变化幅度而定，本工程取1小时。4、溢流堰泄流能力曲线本工程水库泄洪建筑物型式推荐采用混凝土重力坝表孔有闸控制溢流方案。堰型为WES标准实用堰，总宽3×12.0m，堰顶高程528.0m。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院实际工程中，实用堰常由闸墩及边墩分隔为数个等宽的堰孔，由于边墩或闸墩的存在，水流流经堰孔时，流线发生侧向收缩，减小了一流宽度，增加了局部水头损失，需要考虑收缩系数以计入侧收缩对流量的影响，其值小于1。由于本工程坝体较高无淹没出流的情况，淹没系数=1。计算实用堰的公式为：侧收缩系数经验公式：式中：n为堰孔数；H0为堰顶全水头；Ka为边墩形状系数；Kp为闸墩形状系数。当行进水流正向进入溢流堰顶时，对于与混凝土非溢流坝段邻接的高溢流堰，建议Ka取0.1。溢洪道泄流能力曲线见表3.3-1。表3.3-1溢流堰泄流能力曲线表水库水位（m）528.0529.0530.0531.0532.0533.0堰顶水深（m）0.01.02.03.04.05.0泄流量(m3/s)074210386595831水库水位（m）534.0535.0536.0537.0538.0539.0堰顶水深（m）6.07.0m8.0m9.0m10.011.0泄流量(m3/s)1093137816832009235227145、水库特性曲线咸盈河水库水位～库积关系曲线见表3.3-2、图3.3-1。表3.3-2咸盈河水库库容曲线表水位（m）500505510515520525库容(万m3)01.676.6916.633.060.6水位（m）530535540545550555库容(万m3)104.2172.9275.9425.7634.7907.280 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院图3.3-1咸盈河水库库容曲线图6、水库调洪演算成果表咸盈河水库校核标准（0.5%）调洪演算成果见表3.3-3。表3.3-3咸盈河水库校核标准（0.5%）调洪演算成果表时间t(h)入库洪水流量Q（m3/s）时段平均入库流量Q（m3/s）下泄流量q（m3/s）时段平均下泄流量q（m3/s）时段内水量变化ΔV（万m3）库容V（万m3）水库水位Z（m）8386363.0386363.00.00258.7539.009424405.0424405.00.00258.7539.0010542483.0542483.00.00258.7539.0011771656.5771656.50.00258.7539.00121066918.51066918.50.00258.7539.001318931479.517571411.524.48283.2540.241423502121.522432000.043.74326.9541.701517102030.019572100.0-25.20301.7540.861610111360.510031480.0-43.02258.7539.0017513762.0521762.00.00258.7539.0018296404.5288404.50.00258.7539.0019229262.5237262.50.00258.7539.0020211220.0203220.00.00258.7539.0080 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院根据溢洪道规模及洪水调度方式，坝顶闸门逐渐打开，水位保持在正常蓄水位，下泄流量等于洪水来水流量，当洪水来水流量大于闸门全开时的下泄流量，水位逐渐抬高，水库对设计、校核洪水进行调节。本次复核仍采用溢流堰泄流，泄流能力采用溢流堰的流量公式进行复核计算，计算结果与初设一致。设计标准下泄流量1098m3/s，水位535.00m；校核标准下泄流量2236m3/s，水位538.23m，水库总库容239.85万m3。3.42013年度汛根据施工进度及下闸蓄水前的工程形象要求，目前大坝、溢洪道闸室，泄槽已全部施工完毕，故下闸蓄水后溢洪道能正常泄洪，确保2013年安全度汛。3.4.1度汛标准按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）规定，度汛洪水标准为P=0.5%，相应洪峰流量2350m3/s。3.4.2度汛洪水调节咸盈河水库的主要防洪任务是确保大坝自身的安全，其防洪调度方式为：当水库水位超过正常蓄水位535.00m时，开启闸门泄洪，保持闸前水位不变，直至闸门全开，溢洪道自由溢流达到校核洪水流量。3.5防洪自检评价（1）咸盈河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，计算的泄洪闸泄流能力满足需求。（3）枢纽工程已基本建成，制定的度汛措施基本可行。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院4大坝设计4.1大坝总体布置坝体布置的原则：优先考虑泄洪建筑物布置，综合考虑引水、泄洪、排沙、放空等建筑物枢纽布置，避免相互干扰。4.2坝体结构设计大坝采用实体重力坝，河床段为溢流坝段，两岸为非溢流坝段。进水口结合引水线路方案布置在右岸非溢流坝段内，冲砂放空管布置在进水口旁靠近河床部位。非溢流坝段的基本剖面程三角形，考虑坝利用部分水重增加稳定，上游坝坡在高程514.00m以下为1:0.1，高程514.00m以上为铅直面。下游坝坡根据稳定和应力要求并结合上游坡选定在高程535.00m以下为1:0.7，高程535.00m以上为铅直面。溢流坝段泄流方式采用坝顶有闸控制开敞式溢流孔，采用三孔净宽12.00m的弧型闸门控制，总净宽36.00m，堰顶高程528.00m。设计洪水位535.0m，校核洪水位538.23m。堰面曲线采用标准WES曲线，曲线下接1:0.8的直线斜坡段，尾段设反弧段挑流，反弧半径12.0m，鼻坎顶高程509.014m，挑射角24°，出口消能为挑流消能。冲砂放空建筑物位于右岸非溢流坝段内，进口距发电进水口5.85m，有利于发电进水口部位的冲砂，出口与下游河道走向夹角26°，紧贴着溢洪道边墙，有利于出流平顺泄入下游河道。进口闸室底板高程516.0m，孔口尺寸2m×2m，采用C25钢筋混凝土现浇，双排架启闭结构，进口设置一扇检修闸门和一扇工作动启静闭闸门。生态流量管设置在放空管左侧，埋设φ400mm钢管，钢管中心高程514.20m。在水库加权平均水位535m时，其下泄流量为0.55m3/s，大于计算要求的生态流量值0.53m3/s，满足要求。钢管不采用任何控制方式，常年放水至下游河道中。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院4.2.1坝顶高程根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）公式计算确定。式中：—防浪墙顶与水库正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；—波高，m；—波浪中心线至水库正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；—安全超高，本坝为4级建筑物，设计取0.3m，校核取0.2m。相关设计计算参数：正常蓄水位计算风速为21.15m3/s；校核洪水位计算风速为14.1m3/s。吹程D=1000m。计算结果，取坝顶高程为539.50m。4.2.2坝顶宽度根据《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005关于坝顶构造的规定，结合本工程规模、坝体应力计算及已建工程经验，本阶段设计坝顶宽度取为4.0m。4.2.3坝底高程根据地质提供的坝区地质勘察成果，坝址河床处高程为499.50m，弱风化上线为495.8m，根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）规定的一般布置原则，坝高小于50.0m时，可建在弱风化中部至上部基岩上，大坝建基面伸入弱风化2.8m，则大坝坝基齿槽高程为493.00m，建基面高程为499.00m，最大坝高40.50m。4.2.4坝内廊道为解决河床段及部分岸坡段帷幕灌浆，在524.5m、506.00m高程上设有一条基础灌浆廊道兼作为排水廊道，断面尺寸为3.3m×4.5m（宽×高），廊道设两个进、出口分别位于左、右岸。在高程坝顶左右岸各设一条3.1m×4.4m（宽×高）的灌浆廊道。4.2.5坝体分缝混凝土坝体受温度影响较大，坝顶长度为110.00m，远超过规范规定的12m～80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院24m分缝的宽度，本大坝设9道横缝，缝宽20mm，将坝体分成河床溢流坝段（2段）、岸坡非溢流坝各4段共10段；缝面设两道铜片止水，缝面并用PVC板充填。根据大坝侧向稳定计算成果，为保证坝体侧向稳定，对坝体530.0m高程以下横缝进行灌浆处理。4.2.6坝体止水和排水系统坝体为C20埋石混凝土结构，虽采用机械震实，但仍应考虑防渗止水措施，本坝采用C25钢筋混凝土作为防渗处理措施，其优点是便于施工，能和堰面及坝底钢筋混凝土连接成一个整体，对大坝整体结构有利。为减少坝体渗透压力，增强坝体稳定性，在坝体内设排水系统，竖向排水采用Φ130PVC管排水管，置于坝轴线下0.65m位置上，间距3m。河床两个坝块的竖向排水管接入廊道内，其他坝块采用横向排水管与竖向排水管接通，通过横向排水管将水排向下游。横向排水管采用Φ130PVC管排水管，置于坝基面上。另外由于河床两个坝块扬压力最大，在帷幕后设一排排水孔，排水孔顶部与廊道排水沟相连。4.2.7大坝混凝土材料及分区坝体结构根据不同的部位采用不同筑坝材料，坝体内采用C20埋石混凝土填筑。大坝基础混凝土采用C20混凝土浇筑，迎水面采用C25混凝土浇筑。溢流堰堰面采用C25的钢筋混凝土浇筑，坝顶路面为0.3m厚的C20混凝土，除了迎水面和溢流堰面混凝土为二级配外，其余大坝部位的混凝土均为三级配。4.2.8坝体断面设计大坝位于咸盈河和湾潭河交汇处下游130m处；大坝为混凝土重力坝，大坝建基面高程499.0m，坝顶高程539.5m，坝顶宽度4.0m，最大坝高40.5m，坝顶轴线长110.0m。泄洪表孔进口总净宽36m。上游坝坡在高程514.00m以下为1:0.1，高程514.00m以上为铅直面。下游坝坡根据稳定和应力要求并结合上游坡选定在高程523.587m以下为1:0.7，高程523.587m以上为铅直面。溢流坝段泄流方式采用坝顶有闸控制开敞式溢流孔，堰顶高程528.00m。上游坝坡布置同非溢流坝段，在高程514.00m以下为1:0.1，高程514.00m以上为铅直面。下游坝坡结合堰面曲线布置，其中陡坡段坡比1:0.8。大坝溢洪道为有闸控制的溢洪表孔，堰顶高程528.0m。泄洪表孔共3孔，单孔为12m×80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院7.0m（孔口尺寸）。溢流堰采用幂曲线，堰顶原点上游为三圆弧曲线，原点下游为幂曲线，方程为y=0.087x1.85，幂曲线后接1：0.8的坝坡，切点A高程为520.45m，1：0.8坝坡后接反弧段，坝坡线和反弧段以相切形式连接，切点B高程为512.38m。反弧段出口采用挑流消能，反弧半径12.00m，挑角为24°,挑流鼻坎高程509.014m。坝后河床及两岸坡设C20钢筋混凝土护坦，长16m，厚2.0m，两岸坡护砌高程506.75m。大坝溢流坝段横断面见图4.2.8-1。图4.2.8-1大坝溢流坝段横剖面图4.2.9坝顶交通桥设计（1）设计标准①荷载标准本工程中交通桥按4级建筑物设计，设计荷载为公路-Ⅱ级。②横断面布置交通桥全长45m，上部结构形式为简支现浇钢筋混凝土T型梁，下部结构为钢筋混凝土实心桥墩（闸墩）。③地震烈度抗震设防烈度6度。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院（2）结构布置采用整体简支现浇钢筋混凝土T型梁，单孔净宽12m，两跨布置，单跨跨径14.5m。桥面宽为4.0m，两侧设人行路（宽0.5m）及混凝土预制栏杆。桥面铺装层平均厚度11cm，横向比降1%。以闸墩作为桥墩基础。交通桥选用公路桥涵通用图集JT/GSYQS038(3-1/2)-2000-净跨12米板-Ⅱ级(2)。图2.2-2交通桥典型横剖面图4.3计算及自检评价4.3.1坝顶高程复核计算根据省水利厅批复的《变更报告》和《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)，按下式计算：△h=hb+hz+hc△h——防浪墙顶与水库正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；hb——波高（m）；hz——波浪中心线至水库正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；hc——安全超高（m）；经复核计算，坝顶高程为539.5m，满足要求。4.3.2稳定计算1、坝体抗滑稳定计算（1）设计要求80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院坝体抗滑稳定计算主要核算坝基面滑动条件，坝体为混凝土，平均容重取2.4t/m3，泥砂容重取1.2t/m3，内摩擦角取26°。河床基础允许承载应力取1.2MPa，坝体稳定计算采用抗剪断公式计算，根据地质资料，取坝基岩石/混凝土的抗剪断强度f1=0.90、C1=0.65MPa，设计要求在基本组合情况下，抗滑稳定安全系数KC≥3.0；在特殊组合情况下，抗滑稳定安全系数KC≥2.5；（2）荷载组合基本组合情况：Ⅰ：自重+正常高水位时的水压力+扬压力+泥砂压力+浪压力Ⅱ：自重+设计洪水位时的水压力+扬压力+泥砂压力+浪压力特殊组合情况：Ⅰ：自重+校核洪水位时的水压力+扬压力+泥砂压力+浪压力因本坝库容很小，水库回水面不长，浪压力不是控制因素，本次计算时忽略不计；本工程地震烈度为6度，不需考虑地震力的影响。（3）计算公式根据《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005中抗剪断强度的公式进行计算：计算公式如下：式中：Kc—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；f1—坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断摩擦系数，取f1=0.90C1—坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断凝聚力；C1＝0.65MPaA—坝基接触面截面积，2356m2—作用于坝体上全部荷载对滑动平面的法向分值（kN）；—作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值（kN）；大坝稳定计算简图5.3-1～5.3-2。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院图5.1-2大坝非溢流坝段稳定计算简图计算结果：非溢流坝段：正常蓄水情况（基本组合Ⅰ）时，Kc=3.69＞3.0，设计洪水情况（基本组合Ⅱ）时，Kc=3.68＞3.0；校核洪水情况（特殊组合Ⅰ）时，Kc=3.26＞2.5。溢流坝段：由于溢流坝段下部基础一部分为混凝土基础回填，一部分为岩石。为充分验证溢流坝段稳定，稳定计算分成两种情况，第一种情况：把混凝土基础回填当作大坝的一部分，整体验算大坝稳定；第二种情况：把混凝土基础回填作为大坝基础，单独计算上部溢流坝的稳定，为偏于安全，大坝基底与混凝土回填基础的抗剪断强度参数取值同大坝基地与基岩的抗剪断参数。第一种情况：正常蓄水情况（基本组合Ⅰ）时，Kc=5.12＞3.0，设计洪水情况（基本组合Ⅱ）时，Kc=5.09＞3.0；校核洪水情况（特殊组合Ⅰ）时，Kc=4.8＞2.5。第二种情况：正常蓄水情况（基本组合Ⅰ）时，Kc=4.89＞3.0，设计洪水情况（基本组合Ⅱ）时，Kc=4.85＞3.0；校核洪水情况（特殊组合Ⅰ）时，Kc=4.51＞2.5。从计算数据上看，无论是基本组合还是特殊组合，抗滑稳定安全系数均满足规范要求。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院图5.1-3大坝溢流坝段稳定计算简图2、岸坡坝段的侧向稳定计算根据工程地质条件采用《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005（6.4.1－1）式取最不利条件下进行计算：式中：—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；—坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断摩擦系数，取=0.90—坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断凝聚力；＝0.65MPaA—坝基接触面截面积，A左=419m2；A右=534m2—作用于坝体上全部荷载对滑动平面的法向分值（kN）；—作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值（kN）；计算结果如下：左岸坡④号坝块:设计洪水位情况下，抗滑稳定安全系数=3.15≥3.0，抗滑稳定满足要求；在校核洪水位情况下，抗滑稳定安全系数=2.39≤2.5；抗滑稳定不满足要求。右岸坡⑦号坝块:设计洪水位情况下，抗滑稳定安全系数=3.38≥3.0，抗滑稳定满足要求；在校核洪水位情况下，抗滑稳定安全系数=2.43≤80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院2.5；抗滑稳定不满足要求。从计算数据上看，左右岸坡在基本组合条件下，抗滑稳定安全系数均满足规范要求；但在特殊组合条件下，抗滑稳定安全系数不满足规范要求；为保证坝体侧向稳定，已对坝体530.0m高程以下横缝进行灌浆处理。4.3.3坝体应力计算抗滑稳定采用《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005（6.3.3）式计算：式中：——坝踵、坝趾垂直应力，kPa；∑w——作用于坝段上或1m坝长上全部荷载（包括扬压力，下同）在坝基截面上法向力的总和，kN；∑M——作用于坝段上或1m坝长上全部荷载对坝基截面形心轴的力矩总和，。A——坝段或1m坝长的坝基截面积，m2；x——坝基截面上计算点到形心轴的距离，m；J——坝段或1m坝长的坝基截面对形心轴的惯性矩，m4。计算结果如下：1、设计水位下：，说明无拉应力。2、校核水位下：，说明无拉应力。计算结果表明：坝基最大应力在设计水位工况下坝趾处产生，为240.18kPa，地基应力计算结果均小于地基承载力1.2MPa，抗滑稳定安全系数成果满足设计规范要求。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院4.3.4结构设计自检评价大坝结构设计经过计算符合规范要求，大坝结构设计安全、可靠。4.4坝基处理设计及分析4.4.1坝基处理设计为了弥补建基面下一定深度范围内的工程地质缺陷以及开挖所造成的爆震影响，提高基岩的弹性模量和抗压强度，增强基岩的整体性和耐久性，对重力坝基础进行全面的固结灌浆。固结灌浆的浆液为水泥浆，灌浆孔距为3m，排距为3m，梅花形布置。河床部位深入基岩8m，并在有混凝土盖重大于3m的情况下钻灌，以提高灌浆压力，确保灌浆效果。由于两岸岸坡较陡，结合坝肩陡壁基面固结灌浆进行接触灌浆，采用预埋管法进行灌浆。4.4.2帷幕灌浆效果分析为了减少坝基和绕坝渗漏，降低坝基地下水渗透压力，防止渗透变形破坏，坝基必须设置防渗帷幕。根椐坝址工程地质和水文地质条件，大坝帷幕分别从左、右坝头垂直向山体内直线延伸一定长度，下限落在一定深度的相对不透水岩体上，采用悬挂式帷幕。通过压水试验表明：检查孔透水率均小于5Lu，灌浆区岩石透水率满足防渗标准，灌浆效果显著。4.5工程渗控设计及自检评价4.5.1工程主要渗控设计1、大坝防渗设计标准根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）对坝高在50m以下的防渗帷幕规定如下：大坝帷幕防渗透水率标准为q≤5Lu。2、防渗帷幕设计根据地质钻孔试验报告和帷幕灌浆先导孔资料，坝基渗流控制建议采用“上阻下排”的措施，帷幕灌浆防渗底限应满足防渗帷幕下部应深入到相对隔水层岩体的透水率（q≤5Lu）的要求，先导孔确定透水率（q≤80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院5Lu）的防渗深度。帷幕沿坝轴线布置，采用悬挂式帷幕。灌浆在坝内廊道进行，采用双排帷幕布置，孔距2.5m，排距1.1m，每排孔按三序逐渐加密施工。F1断层左右各5m范围内，帷幕灌浆孔加密至孔距1.25米，加深至岩体的透水率（q≤5Lu）的标准。其他裂隙部位灌浆时如出现异常，对该部位灌浆进行加密处理，方法同F1断层，一处以控制1～2孔为宜。为解决河床段及部分岸坡段帷幕灌浆，大坝在高程524.5m、506.00m设有一条基础灌浆廊道兼作为排水廊道，断面尺寸为3.3m×4.5m（宽×高）。进水口及冲沙闸部位的帷幕灌浆在基础混凝土浇筑完后，先进行灌浆，然后开始进水口施工；其余坝段的帷幕灌浆从坝顶钻孔至坝基施工。两岸坝肩帷幕按混凝土坝常规设计向坝外延伸一定距离，局部断层带、裂隙密集带以及岩溶发育地方其防渗帷幕适当加深加密。在坝顶高程左、右岸各设一条灌浆平洞，平洞尺寸3.1m×4.4m（宽×高），方向与河流基本垂直，采用双排帷幕布置，孔距2.5m，排距1.1m，每排孔按三序逐渐加密施工。3、坝肩、坝基排水为了降低防渗帷幕下游坝肩处的渗透压力，增加两岸岩体的稳定性，防止坝基承载力的减低，在帷幕后设一道排水幕。河床坝块的基础廊道内防渗帷幕下游设有一排坝基排水孔，孔距为3.0m，排水孔的深度为防渗帷幕深度的0.4～0.6倍。坝体设竖向排水管，采用Φ130PVC管排水管，间距3.0m，河床溢流坝块段将渗水排入廊道，再由集水井排出坝下游外，非溢流坝块采用横向排水管与竖向排水管相接，引至下游坝外。4.5.2渗控设计自检评价大坝的渗控设计满足规范规定要求，防渗措施可靠，防渗效果显著。4.6工程温控设计及自检评价4.6.1大坝温度控制标准1、基础温差控制标准基础允许温差参考《混凝土重力坝设计规范》的规定，当混凝土28d龄期极限拉伸值≥0.85×10-4时，基础允许温差见表4.6.1-1。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院表4.6.1-1基础温差表2、新老混凝土温差混凝土停歇时间超过28d时，控制混凝土新老温差不大于13℃。3、内外混凝土温差混凝土的内外温差控制不超过17℃。4.6.2坝体温控措施为达到混凝土的温控标准，防止产生温度裂缝，1、降低混凝土的水硬化发热量，采用发热量较低的水泥，掺入适量的粉煤灰；2、降低混凝土浇筑温度；3、运输中保冷；4、薄块浇筑，延长浇筑块之间的间歇时间，利用仓面天然散热降低温升，保证坝体间歇期均匀，避免薄块长时间间歇；5、夏天避免白天浇筑混凝土，同时在坝体内埋设冷却水管，混凝土浇筑后24小时内开始通水冷却；6、加强表面保护和养护。4.6.3大坝温控设计自检评价大坝的温控设计按有关规范设计，达到了温控设计的目的。4.7大坝设计自检评价大坝布置合理，坝顶高程满足超高要求，坝顶结构满足交通、抗震要求，坝体分区适宜，上下游坝坡稳定安全系数满足规范要求，结构处理恰当，防渗措施可靠，坝体应力计算成果可靠，各项结果满足规范要求。能确保工程安全运行。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院5溢洪道设计5.1溢洪道布置溢流坝段泄流方式采用坝顶有闸控制开敞式溢流孔，采用3孔净宽12.00m的弧型闸门控制，总净宽36.00m，堰顶高程528.00m。设计洪水位535.00m，校核洪水位538.23m。由于工程采用坝顶有闸控制开敞式溢流孔，经调洪演算及技术比较，确定堰顶高程528.00m，溢流堰面采用C25钢筋混凝土浇筑，溢流坝净宽36.00m。溢流堰采用幂曲线，堰顶原点上游为三圆弧曲线，原点下游为幂曲线，方程为y=0.087x1.85，幂曲线后接1：0.8的坝坡，切点A高程为520.45m，1：0.8坝坡后接反弧段，坝坡线和反弧段以相切形式连接，切点B高程为512.38m。反弧段出口采用挑流消能，反弧半径12.00m，挑角为24°,挑流鼻坎高程509.014m。坝前校核洪水位为538.23m，溢流坝堰顶高程为528.00m，为有闸控制的表孔溢流。5.2溢洪道水力设计5.2.1溢洪道泄流能力计算溢流坝段的堰面曲线，采用开敞式溢流孔，根据拟定的溢流闸孔尺寸和设计（校核）标准洪峰流量，按《混凝土重力坝设计规范》公式计算堰顶水头。式中：—流量，m3/s；—溢流孔净宽，m；—溢流孔堰顶作用水头，m；—重力加速度，9.8m/s2；C—上游面坡度影响修正系数，C取1；—流量系数，详见规范说明；—侧收缩系数，可取=0.90～0.95，取0.92；80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院—淹没系数，不淹没时，=1。计算成果：当渲泄设计标准洪水P=3.33%（30年一遇）时，相应下泄流量1098m3/s；当渲泄校核标准洪水P=0.5%（200年一遇）时，相应下泄流量2236m3/s；坝前校核洪水位为538.23m。5.2.2挑流消能水力计算1、水舌抛距估算按《溢洪道设计规范》（SL253-2000）附录A.4.1挑流消能水力计算公式估算，公式如下：，式中：—水舌抛距，m，有水流向心集中影响者，抛距乘0.9～0.95折减系数，取0.9；—坎顶水面流速，m/s；—坎顶平均流速，m/s；—水库水位至坎顶的落差，m；—鼻坎的挑角，（24°）；—坎顶竖直方向水深，m；—坎顶平均水深，m；—坎顶至河床面高差，m；—堰面流速系数，对于溢流坝面一般为0.9～1.0，取0.95。2、最大冲坑处水垫厚度估算按《溢洪道设计规范》（SL253-2000）附录A.4.2公式估算，公式如下：式中：T—自下游水面至坑底最大水垫深度，m，80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院—鼻坎末端单宽流量，m3/（s·m）；z—上、下游水位差，m；k—综合冲刷系数，取1.1。经计算挑距及冲坑深度成果见表5.2.2-1。表5.2.2-1挑距及冲坑深度成果表建筑物项目名称P＝3.33%P＝0.5%溢洪道挑距L61.2376.79冲坑深度9.1716.25水垫总深度15.0922.17由于河床岩石抗冲刷能力较弱，为防止挑流量时挑距较近，冲刷坝脚，坝下游河床及两岸设置16m长护坦，护坦为2m厚C20钢筋混凝土，采用锚筋与岩石锚固。河床深槽部位先采用埋石混凝土进行回填至498.0m，然后再设2m厚C20钢筋混凝土护坦。5.3溢洪道结构设计5.3.1弧形闸门支座结构计算根据闸门结构计算的相关公式，经计算得表5.3.1-1。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院表5.3.1-1工作闸门主要设计参数计算成果序号项目设计值许用值1主梁跨中截面最大正应力-113.62302主梁支座截面最大正应力-93.22303主梁支座最大剪应力65.31354主梁支座折算应力1052305支臂弯矩作用平面内的稳定应力73.62306支臂弯矩作用平面外的稳定应力53.22307支臂与主梁连接螺栓的最大拉应力26.02808面板折算应力126.82309铰轴弯曲应力82.314010铰轴剪应力32.110511启门力1067126012闭门力-2669＜05.3.2溢流堰面计算按WES曲线计算，根据调洪演算成果，堰宽60m，堰顶高程为528.0m，校核洪水位538.23m。曲线方程为：经计算得表5.3.2-1。表5.3.2-1WES曲线计算表方程y0123456789X00.0870.3130.6631.1291.7062.3903.1794.0695.0505.4下游防护设计由于河床岩石抗冲刷能力较弱，为防止小流量时挑距较近，冲刷坝脚，坝下游河床及两岸设置16m长护坦，护坦为2m厚C20钢筋混凝土，采用锚筋与岩石锚固。河床深槽部位先采用埋石混凝土进行回填至498.0m，然后再设2m厚C20钢筋混凝土护坦。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院5.5溢洪道设计自检评价溢洪道布置合理，闸室稳定，应力、结构强度满足规范要求，泄流能力满足设计标准的防洪要求，消能防冲可靠，能实现其自身功能要求，安全可靠。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院6冲沙放空底孔设计6.1冲沙放空底孔布置冲砂放空建筑物位于右岸非溢流坝段内，坝体内预埋钢管作为冲砂放空管，进口距发电进水口5.85m，有利于发电进水口部位的冲砂，出口与下游河道走向夹角26°，紧贴着溢洪道边墙，有利于出流平顺泄入下游河道。进口闸室底板高程516.0m，孔口尺寸2.0m×2.0m，采用C25钢筋混凝土现浇，双排架启闭结构，进口设置一扇检修闸门和一扇工作动启静闭闸门。出口采用挑流消能，反弧段半径8.67m，中心角为21°，挑角为15°,挑流鼻坎高程514.80m。经水力计算，在设计洪水位535.0m情况下，冲砂放空流速可达12.5m/s，相应流量50m3/s，满足冲砂要求。6.2冲沙放空底孔水力计算6.2.1进水口最小淹没深度（1）避免进水口前出现漩涡和吸气漏斗：根据《水电站进水口设计规范》(SL285-2003)，采用淹没深度经验公式计算闸门孔口高程以上淹没深度：式中：—从闸门孔口顶算起的最小淹没深度（m）；—闸门断面的流速（m/s），计算=1.6m/s；—闸门孔口高度（m）；—与进水口形状有关的系数，进水口设计良好和水流对称，取0.55。（2）避免管道出现负压：闸门孔顶高程=最低工作水位-式中：—冰层厚度，m，设计取=0m；80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院—进水闸内流速，m/s，计算=1.6m/s；—进口水头损失系数，根据进口及拦污栅形式而定，取=0.03。根据以上计算，闸门孔顶淹没深度计算值大于1.5m，满足淹没深度要求。库冲砂底板高程516.00m，进水口中心高程为517.00m。6.2.2闸门后通气孔面积复核在冲砂或放空过程中，闸门后需要排气和补气，特别是动水下门时，避免引起压力管道局部真空而经受负压，导致管道和门叶振动，在紧接闸门后设置通气孔。通气孔面积可按下列经验公式计算。式中：—通气孔的断面面积，m2。—闸门后管道面积，m2。—闸门孔口的水流流速，m/s。—通气孔的允许风速，m/s，采用40m/s。计算得出通气孔面积为3.4m2，满足要求。6.3进水口结构设计计算6.3.1闸室启闭机台结构计算1、计算简图启闭机底板结构平面尺寸如图6.3.1-1所示。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院板厚h=150mm。板的计算跨度取为：l0=1625+1/2(600+550)=2200mm。2、荷载计算取板宽1m计算：（1）恒荷载：150mm厚板自重0.15×25×1=3.7520mm厚抹灰0.02×20×1=0.4020mm厚抹底0.02×17×1=0.34线恒荷标准值gk=4.49线恒荷设计值=1.05×4.49=4.72(2)活荷载：人、物荷载q1=7×1=7设计值=1.2×7=8.43、内力计算按弹性方法计算，把板按一跨进行计算，不考虑次梁对板的约束。计算弯矩设计值：80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院=0.9×1.0×[（4.72+8.4）]×2.22]=7.1444、板配筋计算（1）计算截面抵抗矩系数式中：为弯矩设计值；为钢筋混凝土结构的结构系数，取=1.2；为混凝土轴心抗压强度设计值，取=12.5；为1m宽板。（2）计算（3）钢筋面积根据上述计算结果，采用，实际钢筋面积为。6.4冲沙放空底孔设计自检评价冲沙放空底孔闸室稳定、应力、结构强度满足规范要求，泄流能力满足设计标准的防洪要求，能实现其冲砂防空功能的要求，安全可靠。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院7发电引水隧洞进水口设计7.1进水口布置进水口位于右岸非溢流坝坝轴0+083.3，采用坝式进水口，进水口底板高程520.00m，进口设有拦污栅，为减少水头损失，便于清污，拦污栅呈75°倾角布置，孔口尺寸为5.0m×4.0m（宽×高）。闸门井内布置事故检修闸门，采用平板钢闸门，闸孔尺寸3.0m×3.0m（宽×高），配一套QPQ-1×630kN高扬程固定卷扬式起闭机。检修平台高程为539.50m，启闭机室平台高程546.50m，启闭机房面积6.5m×6.4m。7.2进水口水力计算7.2.1进水口最小淹没深度（1）避免进水口前出现漩涡和吸气漏斗：根据《水电站进水口设计规范》（SL285-2003），采用淹没深度经验公式计算闸门孔口高程以上淹没深度：式中：—从闸门孔口顶算起的最小淹没深度（m）；—闸门断面的流速（m/s），计算=1.6m/s；—闸门孔口高度（m）；—与进水口形状有关的系数，进水口设计良好和水流对称，取0.55。（2）避免管道出现负压：闸门孔顶高程=最低工作水位-式中：—冰层厚度，m，设计取=0m；—进水闸内流速，m/s，计算=1.6m/s；—进口水头损失系数，根据进口及拦污栅形式而定，取80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院=0.03。根据以上计算，闸门孔顶淹没深度计算值大于1.5m，满足淹没深度要求。进水口底板高程520.00m，进水口中心高程为521.50m。7.2.2闸门后通气孔面积复核在引水管道进行充水或放空过程中，闸门后需要排气和补气，特别是动水下门时，避免引起压力管道局部真空而经受负压，导致管道和门叶振动，在紧接闸门后设置通气孔。通气孔面积可按下列经验公式计算。式中：—通气孔的断面面积，m2。—闸门后管道面积，m2。—闸门孔口的水流流速，m/s。—通气孔的允许风速，m/s，采用40m/s。计算得出通气孔面积为4.6m2，满足要求。7.3进水口结构设计计算7.3.1闸室启闭机台结构计算1、计算简图启闭机底板为单向板，根据典型设计特点，结构平面尺寸如图6.3.1-1所示。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院板厚h=150mm。板的计算跨度取为：l0=1740+1/2(400+600)=2240mm。2、荷载计算取板宽1m计算：（1）恒荷载：150mm厚板自重0.15×25×1=3.7520mm厚抹灰0.02×20×1=0.4020mm厚抹底0.02×17×1=0.34线恒荷标准值gk=4.49线恒荷设计值=1.05×4.49=4.72(2)活荷载：人、物荷载q1=7×1=7设计值=1.2×7=8.43、内力计算按弹性方法计算，把板按一跨进行计算，不考虑次梁对板的约束。计算弯矩设计值：80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院=0.9×1.0×[（4.72+8.4）]×2.242]=7.4064、板配筋计算（1）计算截面抵抗矩系数式中：为弯矩设计值；为钢筋混凝土结构的结构系数，取=1.2；为混凝土轴心抗压强度设计值，取=12.5；为1m宽板。（2）计算（3）钢筋面积根据上述计算结果，采用，实际钢筋面积为。7.4进水口设计自检评价进水口在布置、水力计算、结构设计等均按有关规范设计，因此，咸盈河水电站的进水口是安全可靠的。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院8大坝安全监测设计8.1大坝变形监测坝体表面监测，坝体表面监测设有水平位移和竖向位移监测，以视准线或小角度法进行观测，从坝顶到后坝脚共设有2条视准线，水平位移和竖向位移测点布置在同一测墩上。视准线两端工作基点布置在坝体左右两岸山坡通视条件较好的稳定基岩上，共2个基点，4个表面变形监测点，通过经纬仪和水准仪监测坝体表面位移。枢纽监测网由2个基点组成的三角平面控制网和水准高程控制网对视准线基点进行校验。8.2大坝渗流监测本工程渗流监测包括坝基的渗流监测，监测坝基渗流；坝体渗流量在廊道中设测压管，坝基和两岸渗流量观测是在坝下游河床中埋设测压管，通过观测地下水位的水力坡度计算出渗流量，其测压管顺水流方向设1排，每排设3个测点。8.3水文、气象观测上游水位观测必须于蓄水前在坝前设置一个永久性测点，下游水位观测布置在不流平顺、受泄流影响较小、便于安装设备和观测的地点。大坝安全监测的的主要工程量见表8.3-1。表8.3-1大坝安全监测主要设施表项目编号项目名称单位数量备注一变形监测　1校核三角网工作基点个4　2坝体观测点个5　3高精密水准仪台套1　4经纬仪台套1　二渗流监测　1渗压计支4　80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院2三角量水堰套2　4测压管套5　三水文监测　1水尺组1　2自计水位计台1　3数字记录仪台1　四其它　1坝内观测站m210×10　2监控中心m230　3屏蔽电览m5000　4集线箱m10　8.4安全监测方法及日常巡视(1)检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法，可辅以锤、钎、量尺、放大镜、单远镜、照相机、摄像机等工器具进行。(2)若巡视检查部位发现裂缝、渗漏等情况，应做出标点、标记，并在每次巡视检查时，进行必要的量测。(3)巡视检查做好记录，每次检查均按各类检查规定的程序做好现场填表和记录，必要时附有略图、素描或照片。现场记录及填表必须及时整编，并将本次检查结果与上次或历次检查结果对比，分析有无异常迹象。在整编简要分析过程中，如有疑问或发现异常迹象，立即对该检查项目进行复查，以保证记录准确无误。重点缺陷部位和重要设备，设立专项卡片。(4)巡视检查及时编制报告。年度巡视检查在现场上作结束后20d内提出详细报告。特殊情况下的巡视榆查，在现场工作结束后，还立即提交一份简报。各种填表和记录、报告至少保留一份副本，存档备查。8.5安全监测设计自检评价80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院针对本程的规模、地质情况和结构布置特点，布置了比较齐全的监测项目和测点，设计标准符合现行规范要求，总体布置和断而选择是合适的。监测项目的选择和测点的布置主要考虑蓄水期和运行期的安全需要，同时也兼顾工期的要求，有较强的针对性。设计的监测项目、测点布置和断面选择是合适和必要的。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院9金属结构设计9.1金属结构总体设计咸盈河水电站金属结构由泄水建筑物、电站建筑物及冲砂放空建筑物闸门及启闭设备等组成。9.2设计规范及依据9.2.1主要设计规范1《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5013-95）2《水利水电工程启闭机设计规范》（SL41-93）3《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-2007）4《水工金属结构焊接通用技术条件》（SL36-92）5《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》（DL/T5018-2004）6《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》（SL381-2007）7《水电站压力钢管设计规范》（SL281-2003）8《压力钢管制造安装及验收规范》（DL/T5017-2007）9.2.2主要设计依据文件1可行性研究报告2主管部门对可行性研究报告的审批文件3设计任务书4设计合同等有关文件9.3溢洪道金属结构溢洪道堰顶设置露顶式弧形工作闸门，孔口尺寸为12×7m(宽×高)，共设3孔，设计水头7m。溢洪道堰顶高程为528.00m，弧形闸门底槛高程527.935m，闸门采用主横梁形式，弧面曲率半径为10.000m，弧门采用斜支臂球铰支承，支铰高程为537.00m，闸门总水压力为3060kN，弧门门体重为60t，埋件自重5.0t，闸门主材为Q345B，运行方式为动水启闭。根据弧形闸门及液压机布置，弧形闸门启闭设备选用QHLY-2×630kN-4.580 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院露顶式弧形门液压启闭机。弧形闸门液压机油泵站可单台设置，也可多台共用，考虑到溢洪道水工布置，有足够的空间布置液压泵站，故溢洪道工作闸门3台液压机共用一个油泵站，泵站设有2套泵组互为备用。液压机操作方式采取现场和集中控制两种方式，并配有可靠的电源，闸门可局部开启以控制泄水流量，调节水库水位。该溢洪道堰顶高程为528.00m，死水位为526.00m，每年表孔堰顶露出水面的时间较长，有充足的维修时间，故表孔不设检修闸门。9.4冲沙放空底孔金属结构9.4.1大坝冲沙放空检修和工作闸门重力坝进水口附近设置冲砂闸门2扇，均为潜孔平面钢闸门，共2孔，一扇检修闸门和一扇冲砂闸门。闸门孔口尺寸均为2.0×2.0m(宽×高)，设计水头22m，闸门底槛高程为516.00m，单扇闸门门体自重（含拉杆）7.0t，埋件为8.0t。门体主材Q235B，闸门采用实腹式多主梁结构，梁格采用同层布置，结构简单，受力明确，制造安装均比较方便，闸门总水压力559kN，闸门止水采用前止水形式，同层布置，满足闸门止水要求。2扇闸门起吊设备各采用一台QPQ-400kN固定卷扬机。检修平台高程为539.5，闸门运行方式为动水启闭，当闸门需要检修时，将其由启闭设备利用拉杆将闸门拉出至539.5m高程检修平台进行检修。.9.4.2大坝生态流量管在大坝冲砂放空管左侧坝体内埋设φ400mm钢管作为生态流量放水管，中心高程514.20m，钢管主材为Q235C，管壁厚度为6mm，全长7.2m，重0.3t。采用喷锌防腐，防腐面积10m2。9.5发电引水隧洞金属结构9.5.1进水口拦污栅及其启闭设备进水口前设置一道拦污栅，共一孔，孔口尺寸5.0×4.65m(宽×高)，拦污栅底槛高程520.00m，拦污栅与底槛夹角为75°，栅片间距50mm，设计水头2m，过栅流速≈80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院1m/s。采用平面框架结构，主梁及边梁采用I32a工字钢，采用铸铁滑块支承，栅体自重5.0t，拉杆自重3.0t，埋件自重6.0t。根据进水口水工布置，由于拦污栅倾角为75°，钢丝绳的受力不好控制，经考虑拦污栅的启吊设备配制拉杆。拦污栅启闭及清污由启闭机房内的QPQ-630kN固定式卷扬机启闭操作，拦污栅由卷扬机提至539.5m高程检修平台进行检修及清污。9.5.2进水口事故检修闸门及其启闭设备进口拦污栅后设一道事故检修闸门，为潜孔平面定轮钢闸门，共一孔，闸门孔口尺寸为3.0×3.0m(宽×高)，设计水头19m，闸门底槛高程为520.00m，闸门门体自重6.0t，拉杆自重3.0t。埋件为10.0t。门体主材Q235B，闸门采用实腹式主梁结构，梁格采用同层布置，结构简单，受力明确，制造安装均比较方便，闸门总水压力2353kN，闸门止水采用后止水形式，同层布置，满足闸门止水要求。进水口事故检修闸门启闭由启闭机房内的一台QPQ-630kN固定式卷扬机操作，检修平台高程539.50m，操作方式采用现场控制方式，并配有可靠电源。闸门运行方式为动闭静启，闸门开启时采用小开度提门充水，闸门平时锁定于检修平台处，当出现事故时下门，闸门需检修时，由启闭机将闸门提至高程543.50m的检修平台进行检修。9.5.3电站尾水闸门及其启闭设备咸盈河水电站厂房2台机组尾水均采用单孔出流，电站尾水共2孔，设1扇检修门，尾水闸门孔口尺寸为2.88×1.3m（宽×高），设计水头10.50m，总水压力439kN，闸门型式为潜孔平面滑动门，闸门门体自重为3.0t，埋件自重为2.5t。门体主材为Q235B，闸门采用实腹式多主梁结构，梁格采用同层布置，结构简单，受力明确，制造安装均比较方便；闸门止水采用后止水形式，同层布置，满足闸门止水要求；考虑到该闸门的造价及操作，利用门叶上设置充水阀来进行平压。两孔闸门共用一台2×50kN电动葫芦单梁吊作为启闭与拖运设备，启闭机扬程10.5m，闸门操作方式为静水启闭，闸门平时与启闭机连接，将闸门置于孔口上方402.00m平台锁定，当闸门需检修时，用临时起吊设备将闸门提出平台进行检修。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院9.5.4压力钢管咸盈河水电站压力管道为埋管，主管全长193.691m，主管直径为2.4m，管壁厚度分别为12mm、16mm、20mm三种，支管全长25.948m，直径为1.5m，管壁厚度为16mm。钢管总用钢材243t，压力管道为洞埋钢管，采用喷锌防腐，防腐面积3315m2。9.5.5进水口后埋藏式钢管在进水口闸门后埋设φ3000mm的外包混凝土钢管，钢管全长20m，管壁厚度为8mm，钢管主材为Q235C，钢管重12t。采用喷锌防腐，防腐面积385m2。9.6金属结构防腐设计为延长金属结构闸门及埋件的使用寿命，本工程拦污栅、闸门及埋件的外露表面均须作喷锌防。9.7金属结构设计自检评价电站工程金属结构设备的总体布置和造型充分考虑了工程本身的特点，设计原则和选材符合现行设计规范，并考虑了金属结构设备投入运行后的维护和检修条件，满足工程运行要求。闸门强度、刚度及稳定性均在规范允许范围内，启闭机容量均满足启闭要求，结构件的防腐设计符合现行规范要求。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院10初期蓄水期间配电、控制及通信10.1大坝用电咸盈河水电站采用岸边引水式地面厂房，大坝用电设备离发电厂房较远。坝区用电采用10.5kV和0.4K二级电压供电。大坝用电由电站发电机10.5kV母线引一回10.5kV电源和一台隔离变压器供电，用LGJ-35导线架空送至坝区配电所，另一回10kV电源取自10kV施工用电，向坝区供电。大坝用电设置一台变压器，0.4kV母线采用单母线接线。由该母线向泄洪设施供电，每个启闭机均采用0.4kV电源供电至启闭机房，供电安全可靠。溢洪道启闭机启闭在汛期泄洪起着极为重要的作用。设计时，泄洪系统的电源采用双电源独立回路供电，一台柴油发电机组和系统倒送电供电，以确保安全运行。10.2下闸蓄水时坝顶供电接线（1）下闸蓄水时，大坝供电系统按最终坝顶供电系统接线方案具备投运条件，即一台大坝变压器和全部KV大坝低压开关柜必须安装调试完毕、电缆敷设连接到位且必须具备投运条件。（2）大坝供电系统接线方案已具备投运条件，即一台大坝变压器和全部0.4KV大坝低压开关柜已安装调试完毕、电缆敷设连接到位且已经投运。10.3控制及通信1、行政及调度通信站内通信设5部程控电话，完成厂内行政及调度通信，电站与当地电信公司之间的中继联络通信由有关方面与当地电信公司协商后，由电信部门负责架设。2、与电力系统通信咸盈河电站至恩施州的通信通道采用光纤方式，具体路由为：水电站新建OPGW光纤至岳家河110kV变电站。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院11导流隧洞封堵设计11.1导流隧洞总体布置导流隧洞布置于河床右岸，洞身总长254.26m。导流隧洞进口高程501.00m，出口高程498.87m，洞底坡为1.0%。在满足进出口水流衔接的条件下，导流隧洞0+105.07～0+138.33处为一弯道，长为33.26m，转弯半径为58.77m，中心角为32°，导流隧洞进出口均为直线段，进口直线段105.07m，中间圆弧段33.26m，出口直线段115.93m。11.2导流隧洞封堵施工阶段设计洪水标准根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）要求，根据施工总进度安排，下闸封堵的设计流量可按封堵时段5～10年重现期的月或旬平均流量。本工程下闸设计流量须考虑坝址流域面积170.5km2的来水量，导流洞下闸封堵的设计流量选择10月份五年一遇坝址区间的月平均流量7.65m3/s。11.3导流隧洞封堵设计11.3.1堵头长度计算对于导流洞的封堵，由于水头不高，本阶段考虑采用预制混凝土叠梁闸门封堵与导流洞后段设堵头相结合，导流洞封堵长度根椐《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）对封堵体长度进行了计算，长度为15.0m。根据《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）规定，等断面封堵体长度可按下式计算：式中：L——封堵体长度，m；P——封堵体迎水面承受的总水压，P=1/2rh2，即[τ]——容许剪应力，取0.2MPa；A——封堵体剪切面周长，A=9.9m；80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院把上述各数值代入公式计算如下：，取L=15.0m11.3.2堵头设计导流洞堵头系永久挡水建筑物，设计标准与拦河坝相同，按4级建筑物设计。堵头位于导流洞桩号D0+0119.3～D0+134.3m段，长15m，采用C20W6F50微膨胀砼，洞壁锚杆深入基岩2m,间排距1m，呈梅花形布置，封堵体在洞顶120度范围内必须进行回填灌浆。回填灌浆施工技术要求：1、一般布置：横断面顶拱120°范围径向对称布置2孔为一排，排距3m，排与排之间孔位按方格布置。2、预埋灌浆管：为方便钻孔和避免在钻孔时打断钢筋，灌浆钻孔采用预埋灌浆管，选用塑料PVC管。注意在预埋灌浆管位置留有标志、作好记录。3、顶拱回填灌浆应分成区段进行，每2个衬砌段（10m为一伸缩缝）为一区。灌浆过程中如果发生相互串浆现象，一般不予堵塞，而是把主灌浆孔移至串浆孔，若多孔相串则实行并联灌注。端部在混凝土施工时封堵(锁口)严实，以形成封闭灌区。4、灌浆方法：采用逐级升压法，自较低的一端开始，向较高的一端推进。回填灌浆采用规范规定的简易可行的"赶灌法"，各灌浆孔采用纯压式灌浆法。设计最大灌浆压力0.3Mpa。5、灌浆材料：灌浆材料主要有水泥、水、砂、外加剂。每批采购的水泥、掺合料、外加剂等，均应符合有关的材料质量标准，并应有厂家的质量证明书和产品使用说明书等。水泥：（1）水泥标号应满足设计图纸的要求，且回填灌浆的水泥标号不应低于P.C.32.5。（2）检查是否有受潮结块及出厂期超过三个月的水泥，如有，则不得使用。水：灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求，且温度须低于40℃。砂：应为质地坚硬的天然砂或人工砂，粒径不宜大于2.5mm80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院，细度模数不宜大于2.0，SO3含量宜小于1％，含泥量不宜大于3％，有机物含量不宜大于3％；其他掺合料：经监理工程师批准后，可在水泥浆液中掺入质量符合规定的掺合料，其掺入量须通过试验加以确定。外加剂：经监理工程师批准后，可在水泥浆液中掺入质量符合规定的外加剂，其掺入量须通过试验加以确定；能溶于水的外加剂须以水溶液状态加入。7、灌浆浆液：采用纯水泥浆，浆液水灰比为1：1～0.5:1，局部空腔大的部位可适量加入粉煤灰、石粉等，具体根据现场情况分析确定。8、灌浆结束与封孔：在设计压力下，当灌浆进行到灌浆孔停止吸浆后，延续10min，即可结束灌浆。9、回填灌浆质量检查（1）检查孔布置和检查时间：一个衬砌段（一般10m）一孔，位于顶拱中心线上、或脱空较大和灌浆情况异常的部位，孔深应穿透衬砌深入围岩（或原衬砌混凝土）10cm。该部位灌浆结束7d后进行检查孔检查施工。（2）检查方法和合格标准：采用单孔注浆试验。向检查孔内注入水灰比为2：1的水泥浆，压力0.4Mpa，测量初始10min内的注入浆量。若注入浆量不大于10L为合格，则灌浆工程质量合格。回填灌浆系统剖面图见图11.3.2-1，大样图见图11.3.2-2。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院图11.3.2-1回填灌浆系统剖面图图11.3.2-2回填灌浆大样图11.4导流隧洞封堵程序及施工技术要求11.4.1封堵程序本工程采用预制混凝土又叠梁闸门封孔，闸门在进口的工作平台上预制，利用放置于进口排架上的固定滑轮组就位。闸门下放时，用卷扬机起吊滑轮组将闸门提起少许，拆除门底支撑，利用闸门自重徐徐下沉，当闸门距离底坎50cm时，暂停下放，检查闸门位置、止水是否正常，待检查后没有问题再继续下放至孔底，闸门就位后，根据现场具体情况，确定所需采取的措施，必要时可采用止水材料回填闸门两端的空隙，或在闸门前抛填粘土编织袋止水，或用棉胎、袋装砼堵水。下闸止水后，立即进行堵头施工。11.4.2施工技术要求1、下闸封堵前后加强气象、洪水预报工作，并根据气象条件做好施工计划安排；2、闸门槽及闸门槽前后可能影响闸门顺利下闸的所有障碍物必须彻底清除干净；80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院3、对下闸后闸门有可能漏水要有充分准备，备足堵漏物资，如黄土、棉絮、麻袋等。11.5导流隧洞设计自检评价导流隧洞的布置、结构计算、堵头设计、封堵程序等均按有关规范设计，因此，咸盈河水电站的导流隧洞部分是安全可靠的。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院12下闸蓄水后的水库防洪度汛12.1大坝度汛标准根据施工进度及下闸蓄水前的工程形象要求，目前大坝、溢洪道闸室，泄槽已全部施工完毕，故下闸蓄水后溢洪道能正常泄洪。按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）规定，度汛洪水标准为P=0.5%，即200年洪水重现期，相应洪峰流量2350m3/s。12.2工程下闸蓄水前必须具备的形象进度12.2.1下闸蓄水前土建工程必须具备的形象进度1、大坝工程（1）、大坝坝身浇筑至设计高程539.5m。（2）、各坝段的纵横缝、接缝灌浆和宽槽回填要求完成。（3）、大坝基础、左右岸基础防渗工程要求完成。（4）、上下游面止水及排水系统、混凝土施工质量检查和缺陷处理要求完成并验收合格。（5）、大坝混凝土内部质量检查和缺陷处理要求完成并验收合格。（6）、大坝所设计的安全观测设备已经安装调试完成。2、溢洪道工程（1）、溢洪道过流面体型检测和缺陷处理要求完成并验收合格。（2）、溢流坝段、导墙坝段和左右非溢流坝段浇筑达至设计坝顶高程。（3）、溢流坝段闸墩浇筑要求完成，并达到设计龄期。（4）、坝区下游消能防冲设施建设要求完成。12.2.2下闸蓄水前金属结构安装工程必须具备的形象进度所有闸门、拦污删等金属结构安装完毕，并启闭运行正常。闸上运行设备的电源要绝对可靠，要求双电源，可随时投入运行。12.2.3导流隧洞下闸封堵必须具备的形象进度导流洞的封堵闸门、门槽及其启闭设备全部安装完成，堵头施工完毕。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院12.2.4库区清理及移民安置必须具备的形象进度凡有碍水库运行安全和开发利用的建筑物必须拆除，其残余高度一般不得超出地面0.5m；库区卫生清理，诸如坟墓，要尊重当地习俗和墓主的意见，决定迁葬或就地深埋，对于厕所、粪坑、畜圈等，除了将污染物清除运行库外或就地深埋外，尚须对堆放物进行消毒处理；库区正常蓄水位以下的林木全部砍伐或移植，并清理外运，残留树桩不得超出地面0.3m，森林砍伐残余的枝桠、枯木、灌木丛等易于漂浮物，在水库蓄水前，就地烧毁，在烧毁枝桠、枯木、灌木丛等漂浮物时，注意安全。水库蓄水前，所有移民安置全部完成。12.2.5其它工程必须具备的形象进度引水隧洞进水口前缘浮碴清理干净，进水口土建部分按设计要求完成，闸门、拦污栅、启闭机等金属结构安装完毕，具备随时启闭和挡水的条件。引水隧洞具备充水条件，各施工支洞封堵砼强度达到设计要求。上游水情预报系统完善，预报准确。12.3下闸时间选择12.3.1水情分析咸盈河流域属于亚热带季风气候,由于地形地貌差异的影响及海拔高度的变化,流域呈多变的山地气候,夏季炎热多雨，雨热同期,冬季低温少雨。流域多年平均面降雨量为1403.3mm，降水量年内分配不均，4～10月降雨量约占全年的84.2%，其中6、7、8三个月降雨量约占全年43.8%，12～2月三个月仅占全年的6.4%。咸盈河属山溪性河流，坡陡流急，洪水陡涨陡落，洪枯流量相差悬殊。一般每年11～3月为枯水期，4～5月和10月为中水期，7～9月为洪水期。坝址多年平均流量5.28m3/s。有关水文气象成果资料列表见12.3.1-1～12.3.1-5。表12.3.1-1咸盈河水库水位～库容关系水位（m）500510520530540550库容（万m3）06.6932.99104.19275.90634.67水位（m）56057058059060061080 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院库容（万m3）1247.742107.613203.434571.236234.908214.05表12.3.1-2咸盈河流域气象特征值表序号项目单位数值1年平均气温℃15.42极端最高气温℃40.73极端最低气温℃-10.14年均绝对湿度Pa12465年均相对湿度%816年均风速m/s0.67最大风速m/s14.1/ENE8盛行风向多为南风，次为东北风9年均日照时数h166910年均无霜期d278表12.3.1-3坝址水位～流量关系(天然)高程（m）500501502503504505506507流量(m3/s)（m3/）（m3/s）（m3/s）（m3/s）01133556711099158321662800表12.3.1-4坝址分期分月施工洪水p(%)洪水分期1251020月平均多年P=20%4～10月206417629958206418.1510.311～3月1501289977562.383.0611～4月3062612301581143.043.7611～5月5014333432742053.974.8210～4月3072662131721313.343.76全年206417629958206412.386.941月20.917.312.89.586.541.291.782月49.641.028.620.112.51.942.703月14211783.459.837.43.364.864月2462141701371036.448.555月4583953122491859.5912.510月25521616612789.15.067.6580 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院11月998668.054.140.63.585.0912月41.734.324.918.111.71.752.5312.3.2下闸时间选择根据施工单位进度、建设单位要求和水情分析，导流洞下闸蓄水的时间选择在2013年10月。12.42013年度汛措施咸盈河水电站采用枯期、汛期两种库水位运行方式。将全年分为枯水期（11月至次年3月）、汛期（4月至次年10月）两个时段。在枯水期，抬高水位运行，水库在正常蓄水位附近周调节运行，在汛期，水库在汛限水位运行。12.5度汛设计自检评价度汛标准满足规范要求，下闸蓄水前的工程形象进度要求合理，下闸时间、制定的度汛措施基本可行，度汛设计是合理、可行的。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院13工程主要设计变更13.1设计变更的原则工程变更必须坚持高度负责的精神与严格的科学态度，在确保工程质量标准的前提下，对于降低工程造价、节约用地、加快施工进度等方面有显著效益时，应考虑工程变更。13.2大坝建基面高程调整河床段设计图开挖高程为485.00m，实际开挖过程中基岩出露于498.00m高程，开挖至493.00高程后，新鲜岩石外露。经地质、设计、业主、监理现场勘察商定，该段基岩符合重力坝基础要求，河床基础高程改为493.00m。13.3闸墩长度变更根据金结订货厂家提供的数据，大坝弧形闸门闸墩宽度需由16m调整至17.7m，结合现场实际情况，现将两侧弧形闸门边墩做如下调整。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院13.4护坦长度变更通过实际开挖地质揭示，溢洪道后部护坦段处岩石为泥质粉砂岩，风化裂隙较发育，岩石抗冲性较差，建议大坝护坦向下游延伸10m，护坦基础挖至弱风化基岩，并采用钢筋锚固于基岩上。13.5坝体材料变更13.5.1变更原因及过程为提高施工效率，节省施工成本，缩短施工工期，同时为响应水利部加快对科技成果推广的应用，业主方在工程开工建设期间，考虑咸盈河水电站工程规模不大，为小（1）型，大坝为重力坝，筑坝材料为埋石混凝土，具备采用堆石混凝土的可行性。于是业主会同设计、施工开始对堆石混凝土技术进行研究，并2011年12月25日向省水利厅农电处、科技处提出了在咸盈河水电站大坝应用堆石混凝土技术的申请报告建议将堆石混凝土技术引入本工程中。2012年4月5日，湖北省水利厅在武汉主持召开了鹤峰县咸盈河水电站应用堆石混凝土新技术专家咨询会。会议听取了清华大学水利水电系关于堆石混凝土技术研究应用及在全国多项工程中的应用情况的报告，与会专家就堆石混凝土技术在咸盈河水电站应用的有关问题进行了充分讨论，形成咨询意见如下：1.80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院堆石混凝土技术是我国自主知识产权的新型混凝土材料和工艺，几年来受到国内水利水电行业的广泛关注并取得了快速的发展。堆石混凝土技术具有低水泥用量与低水化热、工艺简便、施工快速、降低施工成本、综合性能稳定等优点，2008年获得了水利部科技成果鉴定并被列入2008-2012年的水利先进实用技术重点推广指导目录，该技术可在鹤峰县咸盈河水电站大坝推广应用。1.咸盈河水电站原设计为埋石混凝土重力坝，使用堆石混凝土新技术施工条件具备，可简化工艺、节省人工、提高工效、缩短工期、降低造价、保证质量。建议建设单位按照堆石混凝土新技术的要求抓紧组织修改设计、完善相关手续，并组织实施。2.堆石混凝土新技术在我省首次推广应用，项目参建单位应在技术推广单位的指导下，结合有关专项技术要求，做好工程的科研试验、设计、监理、施工、工程检测与验收等各项工作，确保工程质量。3.项目建设单位要对该项技术的推广应用加强组织领导，并做好工程技术总结，为将在全省推广应用提供经验。我院于2012年5月提出了《湖北省鹤峰县咸盈河水电站大坝堆石混凝土变更设计报告》。2012年6月8日，湖北省水利厅在武汉主持召开了鹤峰县咸盈河水电站大坝混凝土变更设计报告审查会。会议认为该技术可在鹤峰县咸盈河水电站大坝推广应用，并提出了许多宝贵的意见。会后，我们按照专家意见，对《变更设计报告》进行了认真修改，形成《湖北省鹤峰县咸盈河水电站大坝堆石混凝土变更设计报告》（修改稿）。13.5.2变更结论由于2012年汛前，大坝工期十分紧张，目前大坝已按照埋石石混凝土施工方案浇筑至516.0m，剩余埋石混凝土仅1.87万m³，从节约投资的角度来说，大坝变更为堆石混凝土方案意义不大。但堆石混凝土由于水化热较低，在气温较高时，可以继续进行大坝混凝土施工，施工速度也较快，可以缩短3个月。同时，堆石混凝土施工技术是第一次在我省应用，本变更若实施完成，可以较全面地了解和掌握堆石混凝土全过程施工技术，对该项技术今后在我省推广施工具有重要意义。因此，我院推荐将大坝剩余埋石混凝土部分变更为堆石混凝土。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院13.6大坝正常蓄水位设计变更13.6.1变更原因及过程自完成可研报告至今已跨越近5个年度，国家土地、移民政策变化，工程区内社会环境变化，土地供求矛盾相对突出，最初，业主决心按照初设批复的移民征地范围实施，并展开相关征地工作，由于整个工程从可研到施工间隔时间较长，这期间物价水平上升很快，征地补偿标准越来越高，加上国家实行更加严格的土地保护政策，征地难度很大，谈判协调过程相当艰难，费用居高不下，原初步设计中移民征地淹没投资已无法满足实际征地需求。特别是湾潭河大桥附近居民区，新增下游水布垭移民搬迁人数较多，人口比较密集，如根据初步设计报告中规划范围采取征地移民，则需二次搬迁，经业主同政府、当地农民多次协商，仍难以取得一致意见。考虑上述因素，在以兼顾电站装机规模和工程效益为前提下，选取合适水库库容、水位，达到水库淹没补偿和移民搬迁规模变小，投资适中的目的。经过公司董事会研究决定，建议将咸盈河水电站大坝正常蓄水位，由初步设计阶段选定539m，改为535m，以避移民征地的问题。为此，我院进行了地质详查、工程勘测、资料收集等调查研究工作等一系列技施设计的准备工作。根据业主意见并结合本阶段调查研究及初步分析计算结果，编制完成了《鹤峰县咸盈河水电站水库正常蓄水位变更设计报告》。2013年6月，省水利厅在武汉主持召开了恩施州鹤峰县咸盈河水电站工程正常蓄水位变更设计报告审查会。会上专家认为“工程区内设计审批时搬迁移民人数人口，耕、园、林地面积，同工程实施时有较大增幅，导致移民搬迁协调难度加大。同时随着物价上涨，淹没征地补偿费用增大，移民淹没概算投资增幅达11.3%。为减小水库淹没补偿和移民搬迁规模，经项目业主提出，设计单位进行不同水位下库容、淹没投资的比选及兼顾电站装机规模及工程效益的论证，州水利水产局提出规划符合性报告及我厅取水规模的复核，提出调整正常蓄水位变更方案”。会后，我院按照我们按照专家提出的意见进行了修改，形成《鹤峰县咸盈河水电站水库正常蓄水位变更设计报告》（修改稿）。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院13.6.2研究内容本设计报告即是根据业主的要求做的正常蓄水位变更的方案设计报告。由于正常蓄水位的改变，本设计报告应重新研究，研究内容包括：由于坝高的改变，本设计报告对以下内容进行了重新研究：1、由于大坝坝高降低，库容减小，水头降低，重新对工程规模进行复核，包括调洪、水能等方面。2、重新进行大坝枢纽布置，大坝应力及抗滑稳定计算。本次研究的主要目的是对大坝坝高降低后与降低前的技术经济指标进行对比，以达到同等深度比较，择优选取坝高的目的。13.6.3变更结论正常蓄水位变更方案，调节库容相对减少，发电量有所下降，但针对整体节约的工程建设、征地淹没投资而言，减少的电量效益是完全可以弥补的，同时缓解当地土地供求矛盾也是有利的：1、淹没范围大大缩小，减少库区内的搬迁移民协调难度；2、减少了对坝址上、下游影响，缩短了工程施工工期；3、节省工程淹没移民投资，提高了电站的经济效益；综上所述，正常蓄水位535m方案虽然调节库容有所减小，但可以节约大量耕地资源，缓解当地的土地供求矛盾，缓和与当地农民的矛盾，使农民能够安心生活在自己的家园。因此，推荐重力坝变更方案。13.7设计变更自检评价设计变更程序符合相关要求，变更内容真实、合理、可靠，具有可行性和可操作性。80 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院14存在的问题及建议1、鉴于基础灌浆、防渗墙等隐蔽工程的隐蔽性特点，水库蓄水后应注意进行闸坝变形、渗流监测及监测资料整理分析，如有异常应及时采取工程措施。2、大坝设计的完全监测设施，必须在正式蓄水之前安装调试完成，并测得初始值和施工期间的观测值，以便对大坝的安全稳定进行分析、判断。3、大坝两岸边坡根据地质情况和地质建议进行监测和防范，以保证大坝运行期间的安全、稳定。4、咸盈河水电站水情预报系统目前没有完成，为合理利用水力资源、提高电站效益和保证电站本身安全防洪安全，电厂应利用本河流上游已有的气象、水文站点，建立经常的协作服务关系，及时收集上游流域内的气象、水情，供水库调试运行使用。5、咸盈河水电站的枢纽布置的关键问题在于合理解决引水防沙与泄洪排沙的矛盾，在将来的实际运行中，对水库沉沙的运行方式，运行管理单位应根据实际情况不断完善和调整，提出更加适合本工程的闸门开启和水库运行方式。80