【正文】 電站裝機容量為 24MW，多年平均發(fā)電量為 億度。正常蓄水位 , 死水位 ，正常蓄水位時，水庫面積為 km2。 根據 E 江河流規(guī)劃，擬建一水電站，壩址以上集雨面積 780 km2，設計裝機 24MW，多年平均發(fā)電量為 億度 ， 三臺機滿載時的流量 ，尾水位 。電站裝機 3 臺 8MW 機組。開關站尺寸為 30m20 m 。 其它 引水隧洞進口底高程 2789m，出口高程 ；引水隧洞直徑 4m，壓力鋼管直徑 ，調壓井直徑 ；放空洞直徑 ，可放空庫水位至 。 （ 4） 對泄洪隧洞進行設計；選擇建筑物的形式與輪廓尺寸，確定布置方案；擬定細部構造，進行水力、靜力計算。 本流域內因山脈連綿，交通不便，故居民較少。 表 21 月平均氣溫統(tǒng)計表（℃） 表 22 平 均 溫 度 日 數 月份 日數 平均溫度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ＜ 0℃ 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0℃ ～ 30℃ 25 30 31 30 31 31 30 31 30 ＞ 30℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 濕度 本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年 11 月至次年 4 月特別干燥，其相對濕度在1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 E 江水利樞紐工程設計說明書 6 51%～ 73%之間，夏季因降雨日數較多，相對濕度隨之增大，一般變化范圍為 67～ 86%。 水文特性 E 江徑流的主要來源為降水，在此山區(qū)流域內無湖泊調節(jié)徑流。 E 江水利樞紐工程設計說明書 7 洪峰流量 經頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量 見表 5，各 月不同頻率洪峰流量見表 6。經地質勘探認為庫區(qū)滲漏問題不大。堅硬玄武巖應為不透水層。 滲透性：經試驗得出 k 值為 ～ 米 /晝夜。卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數。 卵石最小直徑一般為 10～100mm，礫石直徑一般為 2～ 10mm；砂粒直徑 ～ ；細小顆粒小于 。43 最小值 35186。25 小 值 平均值 37186。 以上兩種試驗的土樣系擾動的。傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質泥質物所充填 。根據壓水試 驗資料，玄武巖中透水性不同，裂隙少 、 堅硬完整的玄武巖為不透水層，其壓水試驗的單位吸水量小于 (min 正因為這些隔水的與透水的玄武巖的存在，使玄武巖區(qū)產生許多互不連貫的地下水。 地震烈度 本地區(qū)地震烈度定為 7 度，基巖與混凝土之間磨擦系數取 。在壩址上下游各有四個砂礫料料場，儲量比較豐富 ，總量達 1850 萬 m3。 物理力學性質： （ 1） 土料：土料料場的物理力學性質見表 10～表 13。庫 內尚未發(fā)現有價值可開采的礦產，淹沒情況 見 表 14。 建筑物級別 水庫庫容屬大 （ 2） 型 ,工程等別為 Ⅱ 等 工程 ,主要建筑物為 2 級，次要建筑物為 3級，臨時建筑物為 4級。采用以峰控制的同倍比放大法對典型洪水單位過程線進行放大，得設計洪水與校核洪水過程線 分別見附圖 2。 水庫運用方式：洪水來臨時用閘門控制下泄洪量等于來水流量，水庫保持汛前限制水位不變；當來水流量繼續(xù)加大，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。 調洪演算 設計、校核洪水過程線推求：本設計擬定四 組方案進行比較，調洪演算成果見表 15，具體演算過程見計算書二 —— 《調洪演算計算 表 》。一般說來 △Z 大，壩增高，大壩工程量加大； B 大則增加隧洞的開挖及其他工程量；而 Q/B 越大消能越困難，襯砌要求也高。第 三 方案的水頭較小，可降低閘門及啟閉設備的造價， 而且 淹沒損失及壩體工程量比第四方案 小 。從地質剖面圖上可以看出： Ⅰ Ⅰ 剖面，河床覆蓋層厚平均 為 20m，河床中部最大達 32m，壩肩除 10m 左右范圍的風化巖外，還有數十條的破碎帶，其余為堅硬玄武巖，地質構造總體良好 (對土石壩而言 )。支墩壩本身應力較高，對地基的要求也很高，在這種地質條件下修建支墩壩也是不可行的。 泄水建筑物：包括泄洪隧洞和放空洞，均與導流隧洞綜合?？紤]到引水發(fā)電洞也布置在凸岸，泄洪隧洞布置以遠離壩腳和廠房為宜。 E 江水利樞紐工程設計說明書 及計算書 20 6 第一主要建筑物 —— 大壩設計 土石壩壩型選擇 影響土石壩壩型選擇的因素很多，最主要的是壩址附近的筑壩材料，還有地形地質條件、氣候條件、施工條件、壩基處理、抗震要求等。 堆石壩壩坡較陡，工程量減小。 塑性斜墻壩 （ 用砂礫料作為壩 殼，以粘土料作防滲體設在壩體的上游做斜墻 ）的斜墻與壩殼兩者施工干擾相對較小，工期較短，但對壩體、壩基的沉降比較敏感，抗震性能較差，易產生裂縫。由于本地區(qū)粘性土料自然含水量較高，不宜大量采用粘性土料，以薄心墻、薄斜墻較有利，又因壩基條件復雜、處理工程量大、工期長，以采用斜墻為宜。 壩頂寬度 根據交通要求及施工條件、防汛搶險的需要及以往工程的統(tǒng)計資料，本設計壩頂寬度采用 10m。壩頂高程由設計情況控制，設計壩頂高程 取 m。下游校核洪水時下游水位 ，最后取為。壩的防滲體為粘土斜心墻，其頂部最小厚度取 5m（滿足規(guī)范要求的 3m 以上機械化施工要求）；底部最小厚度根據粘土的允許滲透坡降確定，本設計允許滲透坡降取 [J]=5，承受最大水頭 ，斜墻底厚需大于 ，本設計取斜心墻上游坡為 1:，下游坡為 1:，底寬 滿足規(guī)范要求。岸坡截水墻底厚度按承受最大水頭及粘土允許坡降 [J]=5 取用，沿岸坡厚度逐漸變化，大壩剖面圖見 附圖 6。粘壤土用南京水利科學研究所標準擊實儀做擊實試驗，求得最大干容重、最優(yōu)含水量 (一般采用 25 擊，其擊實功能為 ?m/m3)。 本工程攔河土石壩為二級建筑物，施工前 ,首先要進行現場碾壓試驗進行復 核，據以選定施工碾壓數，根據規(guī)范要求壓實度應不小于 。50ˊ I上 23186。因地理位置不同，各料場的物理性質、力學性質和化學性質也存在一定的差異，土料的采用以“近而好”為原則 。 根據《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SL2742020）規(guī)定：砂礫石的相對密實度E 江水利樞紐工程設計說明書 及計算書 25 不應低于 ,砂的密實度不應低于 ,反濾料宜為 . 因本工程址處地震基本烈度為 7 度 ,根據《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（ SL20397）要求：對于無粘性土壓實，要求浸潤線以上材 料的相對密度不低于 ,浸潤線以下材料的相對密度選用 ～ ,對于砂礫料 ,當大于 5mm的粗料含量小于 50%時，應保證細料的相對密度滿足上述無粘性土壓實的要求，并按要求分別提出不同含礫量的壓實干密度作為填筑控制標準。00ˊ 0 2 46 5 3上 35186。40ˊ 0 2 42 5 3下 35186。施工時可考慮上游料填在壩的上游側，下游砂礫料填在 下游側，這樣有利于施工，減小相對干擾。 從顆料級配曲線可以看出 4上 、 1下 料場砂礫料的顆粒級配明顯較好，物理力學指標也較高，設計中優(yōu)先采用，作為主料場 ，其余 料場作為輔助和備用料場。 通過心墻及地基防滲墻的滲流量 ： qⅠ =K(H2H12)/(2Bsina)+K2(H1T1)T/D 通過下游壩殼和地基的滲流量 ： qⅡ =K1(H12T12)/(2L1)+KT(H1T1)T/（ L+） 式中： K—— 防滲體滲透系數， K=10 6cm/s； K1—— 砂礫料壩殼的滲透系數， K1=210 2cm/s； K2—— 砼防滲心墻的滲透系數，本工程按照 S8設計， K2=10 9cm/s； KT —— 地 基 的 滲 透 系 數 ， 河 床 沖 積 層 KT=310 2cm/s ，岸坡風化層KT=10 3cm/s； H—— 壩前水深； H1—— 逸出點水深； T—— 透水層高度； T1—— 下游水深； D—— 防滲體厚度； L—— 地基滲流長度； L1—— 下游壩殼區(qū)的滲流長度。 滲流計算斷面位置簡圖 計算結果： 具體計算見計算書五 —— 大壩滲流計算書， 計算成果見表 19。 表 65 斜心墻逸出點滲流坡降計算成果表 斷面 ① — ① ② — ② ③ — ③ 計算情況 正常 設計 正常 設計 正常 設計 坡降 J E 江水利樞紐工程設計說明書 及計算書 29 填筑土料的安全坡降，根據實踐經驗一般為 5～ 10，故而認為滲透坡降滿足要求，加上粘土斜心墻有反濾層，故而認為不會發(fā)生滲透破壞。由于這些因素的存在估計滲流量會略有增大，壩的滲透坡降仍滿足設計要求。 采用剛體極限平衡法計算時， 假定各滑塊體在滑動面上抗剪強度的發(fā)揮是一樣的，安全系數的表示方式為： tgψ 1=tg(ψ 1)Kc ； tgψ 2=tg(ψ 2)Kc ； tgψ 3=tg(ψ 3)Kc 式中：（ ψ 1）、（ ψ 2）、（ ψ 3）為試驗得到的抗剪強度指標。鑒于各種因素考慮不全，實際安全系數可能要小些，故而不改變壩坡，維持原擬定剖面。又由于河床有孤石，采用鋼板樁也比較困難，造價也高。 防滲墻深入河床沖積層，底部嵌入基巖，上部則與斜心墻連接 ,兩側以高塑性粘土填筑，伸入斜心墻的最大深度確定為 ，底部深入基巖 ， 詳見下文的構造設計。 防滲墻布置于斜心墻之下，從防滲角度看偏上游為好，但從防裂角度看偏下游一點為好，綜合考慮布置于心墻底面中心偏上。 反濾層設計 （ 1） 設計標準。 （ 2） 設計結果： 粘土 （ 防滲體周邊 ） 部位：第一層 d50= 厚 20cm 第二層 d50= 厚 30cm E 江水利樞紐工程設計說明書 及計算書 32 排水部位： 第一層 d50=30mm 厚 20cm 第二層 d50=90mm 厚 60cm 護坡設計 上游護坡用 400mm 厚干砌塊石，因其抵御風浪的能力較強；下游壩面直接鋪上200mm 厚的碎石作為護坡。細部構造詳見 附 圖 8。為滿足水庫放空水位放至 高程 （ 放空水位根據發(fā)電引水水隧洞進口底高程 2789m，同時考慮壩前 30年后淤積高程 2765m，水庫放空高程選擇在 ） ，放空洞布置考慮與導流洞相結合。 隧洞的體型設計 進口建筑物 由于 進口岸坡地質較差，覆蓋層較厚，因而采用 開敞式 進水口。堰頂上游段選用橢圓曲線： x2/(aHd)2+y2/(bHd)2=1，其中取 a=， a/b=+3a。 調洪演算時已經擬定溢流孔口尺寸為 8m （ 為保證無壓泄流，由校核洪水位 減堰頂高程 2812m 加相應浪高 ） ，由于流經堰頂后馬上跌落， 而 擬洞寬不變，則洞身尺寸 先假定為 8m 11m， 具體 要 通過水面曲線計算以后E 江水利樞紐工程設計說明書 及計算書 34 確定。 挑流參數：鼻坎高程按高于下游最高水位 ，定為 ；根據以往經驗挑角取 θ=25186。在宣泄校核洪水時也要滿足各項要求，因而對校核情況進行水力計算。 經計算得收縮斷面水深 hc=,收縮斷面處流速 v1=。 表 71 隧洞水面曲線計算成果表 計算斷面 0+000 (收縮斷面處 ) 0+100 0+200 0+300 0+385 L(m) h(m) V(m/s) 由于泄洪隧洞流速較大 （ 最大達 ） ，因而必須考慮摻氣的影響。 25%的凈空是 ，隧洞總斷面積為 m2，最大過水面積為 m2，凈空面積為 ，因此洞身斷面滿足要求。以 tgψ ≤ 1KFr 控制，擴散角取為 5186。}/cosθ=代入公式計算得 :L=。 L/tk= 滿足設計要求。 隧洞通過斷層破碎帶部位，襯砌厚度加大一倍；為防止不均勻沉陷而開裂，襯砌突變處設置橫向沉降縫。 摻氣槽 在反弧段前沿及其后設置摻氣槽，向水流邊界通氣，提高低壓區(qū)的壓力，緩沖氣泡潰滅時的破壞作用。 工程施工對環(huán)境的影響 工程施工期間產生的廢水、廢氣以及施工噪聲和棄渣等都將對周圍環(huán)境產生一定的影響。大量的生產、生活廢（污）水排入水體，使水 體的渾濁度增加、含油量增加、有機物污染加重，對庫區(qū)水質產生一定的影響。 （三）施工噪聲對環(huán)境的影響。各類施工廢氣對公路兩側和施工區(qū)周圍的空氣帶來污染，影響施工人員和周圍居民的身心健康。棄渣計劃用于 填高周邊的岸坡。并采取工程措施（如設擋墻、護坡、排水）和植物措施進行防護。 （二）加強對施工汽車、挖掘機、推土機等燃油設備的維護；在開挖現場及多粉塵作業(yè)面及公路沿線，定期灑水抑塵。 綜合分析結論 主要有利影響 本工 程建設的社會效益、經濟效益顯著，能夠充分利用當地豐富的水力資源，促進當地的經濟發(fā)展。 E 江水利樞紐工程設計說明書 及計算書 41 9 施工導流 施工導流方式 對樞紐施工導流 進行多方案比較，決定采用“土石圍堰斷流，隧洞導流”方式進行。 第二階段： 2020 年 11 月 1 日 ~2020