【正文】 迫切需要有抽水蓄能電站以緩解調(diào)峰電源的短缺。根據(jù)電力發(fā)展預(yù)測，該裝機規(guī)模在溧陽市范圍內(nèi)，較長時間內(nèi)難以獲得充分利用，故需擴大供電范圍，接入常州電網(wǎng)。大幅度地減少了火電調(diào)峰幅度和二班制運行機組的容量，改善了火電廠運行條件，節(jié)約油量和燃料，降低生產(chǎn)成本，社會效益、經(jīng)濟(jì)效益都較大。第二章 設(shè)計依據(jù) 樞紐工程地質(zhì)資料 區(qū)域地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì)概況本區(qū)為丘陵低山地形，屬宜溧丘陵山區(qū)的一部分，南靠蘇皖邊界山脈，東臨太湖，北接溧陽南度平原?；顒訒r代以燕山晚期為主，且有多期次，多回旋的特點。區(qū)域內(nèi)按構(gòu)造體系歸屬可劃分為東西向構(gòu)造，華夏系構(gòu)造，新華夏系構(gòu)造，它們均以一系列大致平等展布的背斜，向斜和隆起，凹陷及斷層組成。往西距溧陽—廟西斷裂僅1公里?；鹕絿姲l(fā)和火山巖的分布往往與基底斷裂關(guān)系密切。本區(qū)地震活動較為頻繁。上沛—平橋斷裂的交匯部位。 上庫庫區(qū)工程地質(zhì)情況 庫區(qū)地質(zhì)概況上水庫周自然邊坡一般為15～30o，無崩塌，滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象分布。庫未發(fā)現(xiàn)有貫穿庫內(nèi)外的較大斷層，但多組節(jié)理，裂隙發(fā)育，一般以NNW及NE兩組陡傾節(jié)理最為發(fā)育，有時構(gòu)成節(jié)理密集帶，如探槽TC12及鉆孔CK28附近一段庫岸巖體比較破碎。，分水嶺叫單薄，北副壩埡口在高程130米山體厚度也只有50～60米，該段庫岸相對隔水層頂板高程116～117米，低于正常蓄水位，地下水位亦在正常蓄水位以下，存在庫水外滲問題，作防滲處理，防滲下限應(yīng)進(jìn)入相對隔水層，并應(yīng)與主壩趾板帷幕相接。組成庫岸的熔結(jié)凝灰?guī)r熔結(jié)緊密熔結(jié)，巖性堅硬，無軟弱夾層分布。 侵沒庫周無居民點，廠礦企業(yè)及農(nóng)田分布，不存在水庫侵沒問題。 樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件 上水庫壩址工程地質(zhì)條件（1）主壩主壩位于庫盆的西側(cè)，中部以水竹溝山為界，分為南北兩個壩段。坡積碎石土：以碎石，土等混雜組成，碎石成分多為熔結(jié)凝灰?guī)r，~5厘米者居多，無分選，順坡堆積，~，廣泛分布于壩址區(qū)。斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶多為斜長石，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，致密堅硬，與圍巖接觸一般尚好，個別處見擠壓現(xiàn)象。F6：NE80～85o NWL75o，寬2～3米，見于北壩段趾板CK15號孔，推深于溝底穿過壩軸線，延伸情況不明。基巖裂隙水：其分布受岸坡基巖裂隙發(fā)育特性控制，由大氣層降雨補給，沿坡向下部溝底排泄，含水微弱，季節(jié)性變化明顯。（2）東副壩東副壩位于上水側(cè)東側(cè)埡口，壩頂長219米，地形最底點高程為122米，兩岸坡度約15o，～1米的坡積碎石土覆蓋，無塌坡，崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。相對不透水層頂板埋深有較大的差異，左岸約10米，右岸約20米。該處無較大斷層面通過，相對隔水層頂板埋深約120米。趾板基礎(chǔ)應(yīng)置于弱風(fēng)化巖體上。組成基巖為熔結(jié)凝灰?guī)r和安山玢巖洞頂巖體厚20～25米，無較大斷層通過，但NE，NNW和NWW三組陡傾裂隙較發(fā)育，有時形成裂隙密集帶，且安山玢巖與圍巖接觸帶在洞底大致平行與洞線延伸，接觸蝕變使巖石強度變差，屬Ⅲ類圍巖。裂隙發(fā)育隨深度而減弱，下部安山玢巖與肉紅色熔結(jié)凝灰?guī)r完整性好。洞頂巖體厚70~125米，由第層肉紅色夾灰白色熔結(jié)凝灰?guī)r和第層灰白色或淺紅色熔結(jié)凝灰?guī)r組成，該兩層屬龍興亭東約150米處分界。全段有兩條與洞軸線相接時完成正交的陡傾角斷層F1及F2通過，且有多組陡傾角裂隙發(fā)育，個別會形成裂隙密集帶，可能會對局部頂拱產(chǎn)生不利影響，但就全部而言，洞身巖穩(wěn)定性是比較好的。（5）尾水隧洞段尾水洞處于廠房和下進(jìn)水口之間，洞頂巖體厚度為10～25米，由第層熔結(jié)凝灰?guī)r和安山玢巖組成。 廠房工程地質(zhì)條件（1） 地質(zhì)概況廠房位于龍興亭西側(cè)高程30～50米的緩坡地形上，山坡坡度約15o，往北及南延伸，地形均向東收縮，形成略向西凸出寬50米的山梁。熔結(jié)凝灰?guī)r：灰白色有時為肉紅色，以凝灰質(zhì)為主，熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)。據(jù)室內(nèi)巖石實驗資料，飽和抗壓強度為25～35MPa，～，彈性模數(shù)10～20103MPa。廠房地段未見有較大斷層通過，但有多組裂隙發(fā)育，以NNE和NWW兩組陡傾裂隙為主。由于F5斷層的規(guī)模和分布情況直接影響到廠房的位置選擇，本次結(jié)合廠房地段工程地質(zhì)條件的論證，斜孔CK12（SE9度傾角70o，孔深30米），CK26開始即鉆在此斷層上，直至孔深60米深孔時仍未鉆穿，而其余鉆孔和探槽均未遇此斷層。因此，直徑約為30米的廠房豎井只能放在鉆孔CK11和CK 32所控制的地段上，無法避開力學(xué)性質(zhì)較差的第層沉凝灰?guī)r土，有利于井壁的穩(wěn)定。按設(shè)計方案，人工邊坡若不超出50米，建議開挖邊坡為1：，坡高每15米增設(shè)馬道，同時做好排水，整平坡面和襯護(hù)工作。建議開挖邊坡：洪積沙礫石夾壤土1：，熔結(jié)凝灰?guī)r 1：。左岸坡約30o，右岸坡約15o，坡積碎土厚0．5~1．5米。砂壤土土層薄。之間。17＇， 東經(jīng)119176。是庫區(qū)范圍內(nèi)最高的山峰。沙河水庫位于溧陽市南部丘陵山區(qū)，南河支流戴溪河上，1961年建成。h，此外，還興辦了一些工業(yè)和旅游設(shè)施。沙河水庫溢洪閘、輸水涵洞、啟閉機房、水電站廠房和管理房等都產(chǎn)生了不同程度的裂縫，后均進(jìn)行了加固處理。下水庫泥沙根據(jù)沙河水庫管理處1996年7月經(jīng)重新核實后的沙河泥沙資料：。表24 下水庫工作特性表序號名 稱單 位數(shù) 量備 注1調(diào)節(jié)性能年調(diào)節(jié)2設(shè)計洪水位M21．98P=%（原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)）3校核洪水位M22．4P=%（原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)）4冬春正常蓄水位M19．05汛期控制水位M18．06死水位M13．07總庫容104m310840其中：興利庫容104m34870興利與防洪 防洪庫容104m35970共用庫容 死庫容104m311001110萬m3注：現(xiàn)大壩安全鑒定設(shè)計洪水P=1%。擬建的上水庫最大壩高43米，在正常蓄水位136米時,。 設(shè)計基本資料 樞紐任務(wù)本工程以防洪、灌溉為主，同時兼有發(fā)電、供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合作用。（2）防洪上庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇，設(shè)計洪水位下庫容為 。 設(shè)計資料（1）水文氣象數(shù)據(jù)1)徑流上水庫： 集水面積： 下水庫（沙河水庫）： 集水面積： 水庫水面面積： 多年平均流量： 多年平均年徑流量： 104m32)泥沙上水庫流域面積甚小，且?guī)熘苡煞览藟@，無泥沙流入。表27 輸水系統(tǒng)及廠房巖石物理力學(xué)指標(biāo) 項目類別 容重巖石單軸抗壓強度軟化系數(shù)彈性模量泊松比抗剪斷強度干濕103MPafcKN/m3MPaMPaMPa灰白色熔結(jié)凝灰?guī)r①、③、⑤層25．0|26．0110|13070|900．65|0．7030|500．20|0．250．9|1．103|5肉紅色熔結(jié)凝灰?guī)r②層25．5|26．5120|14080|1000．75|0．8040|600．18|0．251．0|1．24|8沉凝灰?guī)r④、⑥層23．0|24．060|7025|350．35|0．4510|200．25|0．350．7|0．91|3表28 沙河水庫超汛期限制水位時的下泄流量表 （單位：m3/s）水位（m）庫容（萬方）出庫流量合 計主涵西涵東涵防洪隧洞溢洪閘上珠崗分洪閘桂 林分洪區(qū)184865415195970661020725079172187501110794501152210150165123361100058173130237231190059180137532表29 庫 （沙河水庫）設(shè)計洪水過程線 （單位：m3/s）時段Dt=3（h）重 現(xiàn) 期（年）10205010020050020000123456789101112131415161718192021 安全系數(shù) 上水庫堆石壩壩坡、尾水渠土堤邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)(1) 面板堆石壩壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)采用：正常運用：KC≥(折線法)。水庫原設(shè)計以防洪、灌溉為主，結(jié)合水力發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用。從1982年起沙河水庫增加了向戴埠鎮(zhèn)供水，從1994年起又增加了向溧陽市供水。隨著改革開放的不斷深入，為充分發(fā)揮旅游資源的優(yōu)勢，水庫周邊興建了一批旅游、療養(yǎng)設(shè)施，吸引了大量游客前來觀光、療養(yǎng)。本抽水蓄能電站下庫為沙河水庫，,電站下游出（進(jìn)）水口，在河流入庫下游約5km處，根據(jù)水庫工程運行實踐和具體分析，泥沙對電站運行無影響。 校核洪水P=%。并且，要對水庫汛期防洪限制水位以及泄洪建筑物的形式和尺寸擬訂幾個比較方案，因此對每一方案來說，他們也都是已知的。式中V/、（V/－）和（V/＋）均可與水庫水位Z建立函數(shù)關(guān)系。第四章 工程布置及建筑物沙河抽水蓄能電站裝機容量為100MW，建成后在電網(wǎng)中起調(diào)峰填谷作用。本設(shè)計主要設(shè)計上水庫的內(nèi)容。正常蓄水位136m，死水位116m，死庫容32萬m3，水庫正常工作深度16 m。北副壩的功能除在地面以上適當(dāng)加高、加寬作為擋浪和交通作用之外，主要在于截斷地面以下約17m深度范圍內(nèi)的滲漏層，其措施是進(jìn)行帷幕灌漿。31′03′，繞過龍興亭東側(cè)山谷低點。首端設(shè)攔污柵及防渦梁。%。兩條隧洞中心線間距20m，尾水隧洞末端為漸變段，與下游事故檢修閘門相連，事故檢修閘門設(shè)在豎井內(nèi)，（寬高），閘門段后為下進(jìn)出水口擴散段。 尾水渠及排水溝本電站利用沙河水庫作為下水庫，下進(jìn)出水口與下水庫之間由尾水渠連接，尾水渠基本沿開闊的龍芥溝布置，尾水渠采用梯形斷面，底寬50m，兩側(cè)坡坡度為1:2，為防止渠道沖刷，渠底和兩側(cè)邊坡均采用漿砌塊石保護(hù)，彎道段后因地形開闊，渠道不再作保護(hù)。4．1．4 廠房及變電站廠房位于龍興亭西坡坡腳處，緊挨廠房的西側(cè)為變電站。主廠房設(shè)跨度21m、最大起吊重量160t單小車橋吊一臺。主副廠房自上而下布置有通風(fēng)井、吊物孔、電纜井等。為增加庫容，提高死水位，減少水位消落幅度，可考慮將主壩軸線適當(dāng)下移。圖41 壩軸線方案布置圖4．2．2 東副壩壩軸線布置東副壩位于上水庫東側(cè)糞桶崗上，根據(jù)該處的地形地質(zhì)條件，壩軸線布置的可能方案有兩條：一是依山脊走勢，壩軸線呈略凸向水庫的圓弧型布置，；二是盡量利用山脊地形呈直線布置。重力壩對地形地址條件適應(yīng)性較好，但綜合地形地質(zhì)條件、建筑材料等因素考慮，工程區(qū)附近缺乏天然砂石料場，骨料需人工軋制，由于熔結(jié)凝灰?guī)r石質(zhì)堅硬，人工軋制細(xì)骨料成本、難度大；而且重力壩壩體剖面尺寸較大、體積大、水泥用量多、投資大，故也不采用。又因為堆石壩剖面小，工程量小，造價低，施工速度快，且抗震性能比細(xì)粒的土壩要好，在地震區(qū)猶為重要，故選擇堆石壩方案。進(jìn)一步分析認(rèn)為瀝青混凝土面板對地基及壩體沉降性適應(yīng)較好，與庫岸等防滲結(jié)構(gòu)的連接也簡便易行，但由于本工程壩高不大，且壩體在巖基上，庫盆也無需全封閉防滲，所以上述瀝青混凝土面板的優(yōu)點在本工程具體條件下表現(xiàn)并不突出，且瀝青混凝土施工復(fù)雜，國內(nèi)也缺乏成熟經(jīng)驗。除碾壓混凝土重力壩外，其它壩型都屬于當(dāng)?shù)夭牧蠅?，具有就地取材的特點。復(fù)合土工膜與邊界的連接，以及膜的搭接都已積累了一定的經(jīng)驗。綜上可以看出，土工膜防滲堆石壩較其它壩型為優(yōu)。另外，從工程總體安排考慮，為與主壩壩型一致，以簡便施工，東副壩最終也采用混凝土面板堆石壩方案?？赏ㄟ^電站運行調(diào)控來保證庫水值不致升高，特殊情況不能發(fā)電時，可打開連接機組碟閥上游壓力鋼管和下游底水管檢修排水管瀉放暴雨集水量，另外對電站運行設(shè)置與水位觀測聯(lián)動的修機保護(hù)裝置，即對抽水工況實行停機。確定壩頂寬度時應(yīng)滿足布置他們的需要，以及考慮到旅游交通要求。本次設(shè)計參照國內(nèi)外實踐和《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》DL5016—1999，結(jié)合本壩地基為巖基，壩體全部用石料填筑和設(shè)計地震烈度為7度的自然條件，以及本工程堆石體的材料屬于堅硬巖石，地基地質(zhì)條件屬良好，偏于安全考慮最終擬定上、下游壩坡均采