【正文】 電站裝機(jī)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(shí)，水庫(kù)面積為 km2。 根據(jù) E 江河流規(guī)劃，擬建一水電站，壩址以上集雨面積 780 km2，設(shè)計(jì)裝機(jī) 24MW，多年平均發(fā)電量為 億度 ， 三臺(tái)機(jī)滿(mǎn)載時(shí)的流量 ，尾水位 。電站裝機(jī) 3 臺(tái) 8MW 機(jī)組。開(kāi)關(guān)站尺寸為 30m20 m 。 其它 引水隧洞進(jìn)口底高程 2789m，出口高程 ；引水隧洞直徑 4m，壓力鋼管直徑 ，調(diào)壓井直徑 ；放空洞直徑 ，可放空庫(kù)水位至 。 （ 4） 對(duì)泄洪隧洞進(jìn)行設(shè)計(jì)；選擇建筑物的形式與輪廓尺寸，確定布置方案；擬定細(xì)部構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計(jì)算。 本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少。 表 21 月平均氣溫統(tǒng)計(jì)表（℃） 表 22 平 均 溫 度 日 數(shù) 月份 日數(shù) 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(duì)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(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 51%～ 73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對(duì)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(lái)源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無(wú)湖泊調(diào)節(jié)徑流。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 洪峰流量 經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量 見(jiàn)表 5，各 月不同頻率洪峰流量見(jiàn)表 6。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題不大。堅(jiān)硬玄武巖應(yīng)為不透水層。 滲透性：經(jīng)試驗(yàn)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(shù)。 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(xì)小顆粒小于 。43 最小值 35186。25 小 值 平均值 37186。 以上兩種試驗(yàn)的土樣系擾動(dòng)的。傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填 。根據(jù)壓水試 驗(yàn)資料，玄武巖中透水性不同，裂隙少 、 堅(jiān)硬完整的玄武巖為不透水層，其壓水試驗(yàn)的單位吸水量小于 (min 正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖的存在，使玄武巖區(qū)產(chǎn)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(shù)取 。在壩址上下游各有四個(gè)砂礫料料場(chǎng)，儲(chǔ)量比較豐富 ，總量達(dá) 1850 萬(wàn) m3。 物理力學(xué)性質(zhì)： （ 1） 土料：土料料場(chǎng)的物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表 10～表 13。庫(kù) 內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值可開(kāi)采的礦產(chǎn)，淹沒(méi)情況 見(jiàn) 表 14。 建筑物級(jí)別 水庫(kù)庫(kù)容屬大 （ 2） 型 ,工程等別為 Ⅱ 等 工程 ,主要建筑物為 2 級(jí)，次要建筑物為 3級(jí)，臨時(shí)建筑物為 4級(jí)。采用以峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水單位過(guò)程線進(jìn)行放大，得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過(guò)程線 分別見(jiàn)附圖 2。 水庫(kù)運(yùn)用方式：洪水來(lái)臨時(shí)用閘門(mén)控制下泄洪量等于來(lái)水流量，水庫(kù)保持汛前限制水位不變；當(dāng)來(lái)水流量繼續(xù)加大，則閘門(mén)全開(kāi)，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。 調(diào)洪演算 設(shè)計(jì)、校核洪水過(guò)程線推求：本設(shè)計(jì)擬定四 組方案進(jìn)行比較，調(diào)洪演算成果見(jiàn)表 15，具體演算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)二 —— 《調(diào)洪演算計(jì)算 表 》。一般說(shuō)來(lái) △Z 大，壩增高，大壩工程量加大； B 大則增加隧洞的開(kāi)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(mén)及啟閉設(shè)備的造價(jià)， 而且 淹沒(méi)損失及壩體工程量比第四方案 小 。從地質(zhì)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(dá) 32m，壩肩除 10m 左右范圍的風(fēng)化巖外，還有數(shù)十條的破碎帶，其余為堅(jiān)硬玄武巖，地質(zhì)構(gòu)造總體良好 (對(duì)土石壩而言 )。支墩壩本身應(yīng)力較高，對(duì)地基的要求也很高，在這種地質(zhì)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(dǎo)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(yuǎn)離壩腳和廠房為宜。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 及計(jì)算書(shū) 20 6 第一主要建筑物 —— 大壩設(shè)計(jì) 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(zhì)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(shè)在壩體的上游做斜墻 ）的斜墻與壩殼兩者施工干擾相對(duì)較小，工期較短，但對(duì)壩體、壩基的沉降比較敏感，抗震性能較差，易產(chǎn)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(fù)雜、處理工程量大、工期長(zhǎng)，以采用斜墻為宜。 壩頂寬度 根據(jù)交通要求及施工條件、防汛搶險(xiǎn)的需要及以往工程的統(tǒng)計(jì)資料，本設(shè)計(jì)壩頂寬度采用 10m。壩頂高程由設(shè)計(jì)情況控制，設(shè)計(jì)壩頂高程 取 m。下游校核洪水時(shí)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(mǎn)足規(guī)范要求的 3m 以上機(jī)械化施工要求）；底部最小厚度根據(jù)粘土的允許滲透坡降確定，本設(shè)計(jì)允許滲透坡降取 [J]=5，承受最大水頭 ，斜墻底厚需大于 ，本設(shè)計(jì)取斜心墻上游坡為 1:，下游坡為 1:，底寬 滿(mǎn)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(jiàn) 附圖 6。粘壤土用南京水利科學(xué)研究所標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀做擊實(shí)試驗(yàn)，求得最大干容重、最優(yōu)含水量 (一般采用 25 擊，其擊實(shí)功能為 ?m/m3)。 本工程攔河土石壩為二級(jí)建筑物，施工前 ,首先要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)進(jìn)行復(fù) 核，據(jù)以選定施工碾壓數(shù)，根據(jù)規(guī)范要求壓實(shí)度應(yīng)不小于 。50ˊ I上 23186。因地理位置不同，各料場(chǎng)的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也存在一定的差異，土料的采用以“近而好”為原則 。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742020）規(guī)定：砂礫石的相對(duì)密實(shí)度E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 及計(jì)算書(shū) 25 不應(yīng)低于 ,砂的密實(shí)度不應(yīng)低于 ,反濾料宜為 . 因本工程址處地震基本烈度為 7 度 ,根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL20397）要求：對(duì)于無(wú)粘性土壓實(shí)，要求浸潤(rùn)線以上材 料的相對(duì)密度不低于 ,浸潤(rùn)線以下材料的相對(duì)密度選用 ～ ,對(duì)于砂礫料 ,當(dāng)大于 5mm的粗料含量小于 50%時(shí)，應(yīng)保證細(xì)料的相對(duì)密度滿(mǎn)足上述無(wú)粘性土壓實(shí)的要求，并按要求分別提出不同含礫量的壓實(shí)干密度作為填筑控制標(biāo)準(zhǔn)。00ˊ 0 2 46 5 3上 35186。40ˊ 0 2 42 5 3下 35186。施工時(shí)可考慮上游料填在壩的上游側(cè)，下游砂礫料填在 下游側(cè)，這樣有利于施工，減小相對(duì)干擾。 從顆料級(jí)配曲線可以看出 4上 、 1下 料場(chǎng)砂礫料的顆粒級(jí)配明顯較好，物理力學(xué)指標(biāo)也較高，設(shè)計(jì)中優(yōu)先采用，作為主料場(chǎng) ，其余 料場(chǎng)作為輔助和備用料場(chǎng)。 通過(guò)心墻及地基防滲墻的滲流量 ： qⅠ =K(H2H12)/(2Bsina)+K2(H1T1)T/D 通過(guò)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(shù)， K=10 6cm/s； K1—— 砂礫料壩殼的滲透系數(shù)， K1=210 2cm/s； K2—— 砼防滲心墻的滲透系數(shù)，本工程按照 S8設(shè)計(jì)， K2=10 9cm/s； KT —— 地 基 的 滲 透 系 數(shù) ， 河 床 沖 積 層 KT=310 2cm/s ，岸坡風(fēng)化層KT=10 3cm/s； H—— 壩前水深； H1—— 逸出點(diǎn)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(zhǎng)度； L1—— 下游壩殼區(qū)的滲流長(zhǎng)度。 滲流計(jì)算斷面位置簡(jiǎn)圖 計(jì)算結(jié)果： 具體計(jì)算見(jiàn)計(jì)算書(shū)五 —— 大壩滲流計(jì)算書(shū)， 計(jì)算成果見(jiàn)表 19。 表 65 斜心墻逸出點(diǎn)滲流坡降計(jì)算成果表 斷面 ① — ① ② — ② ③ — ③ 計(jì)算情況 正常 設(shè)計(jì) 正常 設(shè)計(jì) 正常 設(shè)計(jì) 坡降 J E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 及計(jì)算書(shū) 29 填筑土料的安全坡降，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般為 5～ 10，故而認(rèn)為滲透坡降滿(mǎn)足要求，加上粘土斜心墻有反濾層，故而認(rèn)為不會(huì)發(fā)生滲透破壞。由于這些因素的存在估計(jì)滲流量會(huì)略有增大，壩的滲透坡降仍滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 采用剛體極限平衡法計(jì)算時(shí)， 假定各滑塊體在滑動(dòng)面上抗剪強(qiáng)度的發(fā)揮是一樣的，安全系數(shù)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(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。鑒于各種因素考慮不全，實(shí)際安全系數(shù)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(jià)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(cè)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(jiàn)下文的構(gòu)造設(shè)計(jì)。 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(diǎn)為好，綜合考慮布置于心墻底面中心偏上。 反濾層設(shè)計(jì) （ 1） 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 設(shè)計(jì)結(jié)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(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 及計(jì)算書(shū) 32 排水部位： 第一層 d50=30mm 厚 20cm 第二層 d50=90mm 厚 60cm 護(hù)坡設(shè)計(jì) 上游護(hù)坡用 400mm 厚干砌塊石，因其抵御風(fēng)浪的能力較強(qiáng)；下游壩面直接鋪上200mm 厚的碎石作為護(hù)坡。細(xì)部構(gòu)造詳見(jiàn) 附 圖 8。為滿(mǎn)足水庫(kù)放空水位放至 高程 （ 放空水位根據(jù)發(fā)電引水水隧洞進(jìn)口底高程 2789m，同時(shí)考慮壩前 30年后淤積高程 2765m，水庫(kù)放空高程選擇在 ） ，放空洞布置考慮與導(dǎo)流洞相結(jié)合。 隧洞的體型設(shè)計(jì) 進(jìn)口建筑物 由于 進(jìn)口岸坡地質(zhì)較差，覆蓋層較厚，因而采用 開(kāi)敞式 進(jìn)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(diào)洪演算時(shí)已經(jīng)擬定溢流孔口尺寸為 8m （ 為保證無(wú)壓泄流，由校核洪水位 減堰頂高程 2812m 加相應(yīng)浪高 ） ，由于流經(jīng)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(guò)水面曲線計(jì)算以后E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 及計(jì)算書(shū) 34 確定。 挑流參數(shù)：鼻坎高程按高于下游最高水位 ，定為 ；根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)挑角取 θ=25186。在宣泄校核洪水時(shí)也要滿(mǎn)足各項(xiàng)要求，因而對(duì)校核情況進(jìn)行水力計(jì)算。 經(jīng)計(jì)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(jì)算成果表 計(jì)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(dá) ） ，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(guò)水面積為 m2，凈空面積為 ，因此洞身斷面滿(mǎn)足要求。以 tgψ ≤ 1KFr 控制，擴(kuò)散角取為 5186。}/cosθ=代入公式計(jì)算得 :L=。 L/tk= 滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 隧洞通過(guò)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(kāi)裂，襯砌突變處設(shè)置橫向沉降縫。 摻氣槽 在反弧段前沿及其后設(shè)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(shí)的破壞作用。 工程施工對(duì)環(huán)境的影響 工程施工期間產(chǎn)生的廢水、廢氣以及施工噪聲和棄渣等都將對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生一定的影響。大量的生產(chǎn)、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(jī)物污染加重，對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。 （三）施工噪聲對(duì)環(huán)境的影響。各類(lèi)施工廢氣對(duì)公路兩側(cè)和施工區(qū)周?chē)目諝鈳?lái)污染，影響施工人員和周?chē)用竦纳硇慕】?。棄渣?jì)劃用于 填高周邊的岸坡。并采取工程措施（如設(shè)擋墻、護(hù)坡、排水）和植物措施進(jìn)行防護(hù)。 （二）加強(qiáng)對(duì)施工汽車(chē)、挖掘機(jī)、推土機(jī)等燃油設(shè)備的維護(hù)；在開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)及多粉塵作業(yè)面及公路沿線，定期灑水抑塵。 綜合分析結(jié)論 主要有利影響 本工 程建設(shè)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著，能夠充分利用當(dāng)?shù)刎S富的水力資源，促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 及計(jì)算書(shū) 41 9 施工導(dǎo)流 施工導(dǎo)流方式 對(duì)樞紐施工導(dǎo)流 進(jìn)行多方案比較，決定采用“土石圍堰斷流，隧洞導(dǎo)流”方式進(jìn)行。 第二階段： 2020 年 11 月 1 日 ~2020