【文章內(nèi)容簡介】 之臨滄中山盆地亞區(qū)與保山巖溶中山盆地亞區(qū)地貌單元的交接地帶。工程區(qū)位于南汀河中段，地貌形態(tài)為侵蝕、溶蝕中高山深切峽谷及構(gòu)造斷陷盆地地貌。區(qū)內(nèi)物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，主要表現(xiàn)為河流深切、巖體風(fēng)化、中小型滑坡、崩塌、泥石流等。其中以中上游段兩岸及沖溝兩側(cè)淺表滑坡 、崩塌、泥石流較為發(fā)育。幸福鎮(zhèn)兩岸支流及沖溝泥石流較為嚴重，電站工程區(qū)范圍內(nèi)僅引水系統(tǒng)地表淺部見小型崩塌和滑坡，規(guī)模不大，其余地段物理地質(zhì)現(xiàn)象總體較發(fā)育。 本區(qū)地層出露較全，沉積巖除白堊系外其余各時代地層均有出露；侵入巖、噴出巖及變質(zhì)巖在區(qū)內(nèi)也廣泛分布。工程區(qū)及周圍地層以下古生界瀾滄群：絹云片巖、二云石英片巖、微晶片巖夾變質(zhì)砂巖、變粒巖及第四系沖積、沖洪積、坡積、殘坡積、崩積、泥石流堆積沉積的砂、卵、礫石巖層為主。 工程區(qū)大地構(gòu)造單元主要隸屬于昌寧 孟連褶皺帶。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造以北東向的斷裂為主體，其次為北西向 的斷裂，以及近南北向斷裂構(gòu)造。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，工程區(qū)地殼運動劇烈，地震地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜。根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 (GB183062021)，盤河口水電站工程區(qū)的地震動峰值加速度為 ，地震動反應(yīng)譜特征周期為 s，相對應(yīng)的地震基本烈度為 Ⅷ 度，區(qū)域穩(wěn)定性較差。 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 擬建電站攔河壩最大壩高約 m，規(guī)劃電站無蓄水調(diào)節(jié)庫容，壩前回水長度約 km?；厮秶鷥?nèi)兩岸山體穩(wěn)定，坡度較緩，不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，右岸振清公路邊坡存在棄、掛渣，水庫蓄 水后可能發(fā)生塌滑，對公路可能有一定影響。建議對近壩區(qū)水庫右岸 (公路外邊坡 ) 進行適當范圍的擋墻處理，保證公路運行安全；擬建水庫區(qū)存在一定的淤積，以上游庫區(qū)段淤積量大，近壩區(qū)較小，對水庫的正常運行有一定影響；庫區(qū)未分布有文物古跡、旅游風(fēng)景區(qū)、具開采價值的礦產(chǎn)，無耕地、民居點，故無淹、浸沒問題及壓覆礦產(chǎn)、移民搬遷問題，不具有誘發(fā)地震條件。庫區(qū)總體工程地質(zhì)條件好。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件 工程區(qū)位于南汀河中游，引水系統(tǒng)及廠房布置于河流右岸。南汀河屬當?shù)刈畹颓治g基準面，河谷深切，呈 “V”字型，兩岸山體坡陡山高 ，地勢南北兩側(cè)高中間低，大勢呈東高西低之特征。樞紐區(qū)以構(gòu)造侵蝕中山地貌為主，河谷中為河流侵蝕堆積地貌。巖性僅分布有下古生界瀾滄群 (Pzlln) 變質(zhì)巖地層；河床及階地分布沖洪積層；山坡淺表局部分布坡積、坡崩積層。工程區(qū)地處南汀河斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，位于東、西支主干斷裂的夾持地帶，距離西支較近，約 8 km；東側(cè)邊緣有屬南汀河斷裂的次級組成斷裂 —總河口斷裂通過；引水隧洞后段有南汀河斷裂西支主干斷裂的次級組成斷裂 F12 通過，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，根據(jù)地面泉水調(diào)查和工程區(qū)勘探資料，兩岸地下水均高于河水，地下水補給河水，層間 地下水的水力聯(lián)系差，巖層富水性弱 — 中等。 工程樞紐及庫區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖體風(fēng)化、小型滑坡、泥石流等。區(qū)內(nèi)主要不良物理地質(zhì)現(xiàn)象的分布，多集中于引水隧洞區(qū)間的公路沿線人工邊坡、山溝上部山坡及庫區(qū)上游區(qū)外圍，對工程建設(shè)影響較小。 首部樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件 壩區(qū)近河床兩岸高度 20 m 以下段強、弱風(fēng)化基巖出露，兩壩肩處分布第四系坡積含碎石粉質(zhì)粘土薄層，厚度約 1～ 2 m；河床中分布沖積漂卵礫砂層，厚度 15 m～ m。壩區(qū)基巖為下古生界瀾滄群上段 (Pz1lnc) 變質(zhì)巖，巖性為砂質(zhì)板巖、二云母石英 片巖，分布于全壩區(qū)，以 F101 斷層為界，河床及左岸分布片巖、右岸分布板巖。 壩區(qū)共分布有 3 條斷層，其中： F101 寬度約 2 m，自壩區(qū)上游的右岸山坡處延伸進河，在壩址處沿河床分布，于壩下游側(cè)過河，延伸至左岸山坡，屬 Ⅲ 級結(jié)構(gòu)面，對壩址工程影響較大的斷層； F10 F103 寬度均小于 m，主要見于右岸邊，與 F101 斷層相交 ， 均屬 Ⅳ 級結(jié)構(gòu)面，對壩址工程影響較小。壩區(qū)除上述 3 條斷層外，無其它較大地質(zhì)構(gòu)造，以分布 Ⅳ 級以下小斷層、擠壓帶及節(jié)理裂隙為主，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎。左岸壩址上游出露基巖分布一小褶皺，巖層揉 皺較明顯，傾角變緩，倒轉(zhuǎn)傾向下游側(cè)，對壩基穩(wěn)定不利。右岸據(jù)公路開挖揭露也分布一小型褶皺，褶皺附近巖體破碎， Ⅳ 級結(jié)構(gòu)面的小斷層發(fā)育。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 壩區(qū)存在壩基及繞壩滲漏，壩基巖體完整性較差、巖 (土 )體強度偏低、存在滲透穩(wěn)定及抗滑穩(wěn)定問題，建議進行防滲處理及壩基固結(jié)灌漿處理。防滲形式可采用帷幕灌漿及上游鋪蓋防滲，灌漿深度須深入弱透水層頂板 2 m～ 3 m 以下，長度應(yīng)向兩側(cè)山體延長 20 m～ 25 m。 本工程兩岸壩肩均不存在大面積開挖邊坡情況。兩岸強、弱風(fēng)化基巖出露，巖層傾向有利于邊坡穩(wěn)定，天然穩(wěn)定性較好，故無兩岸壩肩邊坡穩(wěn)定 問題。右岸振清二級國防公路通過，為保證公路安全運行，開挖邊坡應(yīng)及時進行支護。 天然建筑材料 引水隧洞開挖出的微風(fēng)化至新鮮基巖通過機械加工后可以作為混凝土的粗骨料。基巖主要為薄至中層狀石英片巖，夾變質(zhì)砂巖、板巖等，強度可以滿足要求?？捎玫亩丛险?35%開挖料 (約 13 萬 m179。) 。 經(jīng)地質(zhì)調(diào)查，壩、廠區(qū)南汀河及盤河中天然砂礫料非常豐富，儲量巨大，通過對現(xiàn)場的實地調(diào)查共查明 2 個砂礫石料場，一個位于首部樞紐附近，另一個位于廠區(qū)附近。 1 號天然砂礫料場位于首部樞紐區(qū)的上游，現(xiàn)在為兩個不連續(xù)的河漫灘沿河分布。河漫 灘高程為 m。砂礫料母巖為板巖、片巖及千枚巖，卵礫石含量占 55%左右，較堅硬的卵礫石以次圓狀 —扁平狀為主，軟弱的卵礫石以不規(guī)則片狀 —扁平狀為主。由于受上游沖溝的影響，砂中泥含量高。 砂礫料層厚 3 m～ 4 m。砂礫料的平均含砂率為％，砂的細度模數(shù) ()為 ，平均粒徑為 mm，屬中砂，顆粒級配見表 31和圖 31。試驗成果表明砂礫料的含泥量超標 (%)，需進行適當?shù)募庸ぬ幚?。其它主要質(zhì)量指標符合作混凝土細骨料的基本要求。 該料場加工過程中需篩選不穩(wěn)定的、巖性較軟的礫石料 ，同時對砂料進行清洗處理。卵礫石可以用來加工粗骨料，干凈的河床砂及細礫可以作為細骨料。 2 號天然砂礫料場位于 4 號支洞下游 900 m， 距廠房 km 的南汀河右岸。砂礫料場分布高程 m～ m。砂礫料母巖為片巖、變質(zhì)砂巖，卵礫石含量 約 占 50%，卵礫石以次圓狀為主。 砂礫料的平均含砂率為 ％，砂的細度模數(shù) ()為 ，平均粒徑為 mm，屬中砂，顆粒級 配見表 31 和圖 31。 試驗成果表明砂礫料的含泥西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 量超標 (%) ，需進行適當?shù)募庸ぬ幚怼Ｆ渌饕|(zhì)量指標符合作 混凝土細骨料的基本要求。 該料場的加工可以向廠區(qū)及隧洞工程提供粗細骨料。 圖 31 天然砂礫料顆分曲線圖 南汀河中游流域兩岸下游巖耿三級站附近分布良好的建筑石料場 —田房石料場及光木林石料場。田房石料場，為修建振清公路廢棄石料場，現(xiàn)剩余儲量 520 萬 m179。,巖性為凝灰質(zhì)灰?guī)r，中至厚層狀，距盤河口水電站廠房約 25 km 左右，交通便利。在開采時，由于料場位于臨近公路的高處，開挖時盡可能選擇靠近山內(nèi)一側(cè)，防止?jié)L石等因素影響公路運行。 壩址開挖邊坡穩(wěn)定坡比建議值如下： 地表覆蓋層及全風(fēng)化巖體邊坡 1: 強風(fēng)化 巖體邊坡 1:～ 1: 弱風(fēng)化巖體邊坡 1:～ 1: 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 表 31 天然砂礫料試驗成果匯總表 取 粗 樣 度 編 模 號 數(shù) 顆粒級配 細 平 吸 孔 表 堆 度 均 水 隙 觀 積 模 粒 率 率 密 密 數(shù) 徑 (%) (%) 度 度 dm(mm) (g/cm3) (g/cm3) 吸 水 率 (%) 空 隙 率 (%) 表 觀 密 度 (g/cm3) 堆 積 密 度 (g/cm3) 粒徑 (mm) ~ ~ ~ ~ ~ 篩余百分率 (%) 1 號 料 場 2 號 料 場 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 4 工程規(guī)模 水利動能計算 盤河口水電站為日調(diào)節(jié)徑流式開發(fā)，徑流調(diào)節(jié)計算時采用三個代表年的日平均流量資料進行計算。 基本資料 (1)設(shè)計保證率 根據(jù)《小水電水能設(shè)計規(guī)程》 (SL 762021)和電站供電范圍電力系統(tǒng)的具體情況，盤河口水電站設(shè)計保證率取 90%。 (2)徑流系列 盤河口水電站壩址徑流采用 1960 年～ 2021 年共 49 年的徑流系列，壩址多年平均流量為 m179。/s。通過對長系列徑流過程各年的年平均流量、枯期 11 月～次年 5 月平均流量和連續(xù)最枯五個月平均流量分析，綜合選擇豐、平、枯三個代表年為： 豐水年 (P=10%): ～ 平水年 (P=50%): ～ 枯水年 (P=90%): ～ 豐、平、枯三個代 表年的年平均流量分別為 m3/s、 m179。/s、 m3/s，三年平均流量為 m3/s，與長系列多年平均流量 m3/s 相差不大。 鑒于盤河口水電站工程為日調(diào)節(jié)徑流引水式電站，徑流調(diào)節(jié)計算采用三個代表年日平均流量進行計算。 (3)非發(fā)電用水 盤河口水電站開發(fā)任務(wù)單一，主要為水力發(fā)電，電站開發(fā)方式為閘壩式開發(fā)，徑流調(diào)節(jié)計算只需扣除多年平均流量的 10%(即 m179。/s)的生態(tài)用水。 (4)出力系數(shù) 根據(jù)盤河口水電站擬選水輪機組的相關(guān)資料，出力系數(shù)暫取 。 (5)上游水 位 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 盤河口水電站為日調(diào)節(jié)徑流引水式電站， 由于 壩前水位 消落深度不大，雖然設(shè)置可消落的死水位，但由于盤河口水電站流量小，運行時上游水位盡量維持在正常蓄水位，徑流調(diào)節(jié)計算時，不像一般常規(guī)類似情況上游水位采用正常蓄水位與死水位之間的平均水位，而是上游水位直接采用正常蓄水位 ，其計算按日流量來水發(fā)電。 (6)庫容曲線 根據(jù)本階段實測 1/1000 的電站庫區(qū)地形圖量算，盤河口水電站水位～容積曲線圖見圖 41。 圖 41 盤河口水電站水位～ 庫 容 曲線圖 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 洪水調(diào)節(jié)及防洪特征水位 根據(jù)《防洪標準》 (GB5020194)和《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標準》(DL51802021)擬定盤河口水電站工程等別為 Ⅳ 等小 (1)型工程，取水閘、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力鋼管道、主副廠房及升壓站為 4 級建筑物；尾水邊墻等次要建筑物為 5 級建筑物。臨時性建筑物為 5 級。取水壩按 50 年一遇洪水設(shè)計， 500 年一遇洪水校核。水電站首部確定設(shè)計洪水位和校核洪水位主要是為了確保首部攔河閘壩的安全。 水電站首部 樞紐 各頻率洪水對應(yīng)洪水位見表 41。 表 41 盤河口水電站各頻率洪峰對應(yīng)洪水 位表 設(shè)計洪水 校核洪水 消能防沖 頻率 (%) 2 5 洪峰流量 (m3/s) 923 1356 749 洪水位 (m) 由表 41 可知，盤河口水電站設(shè)計洪水位為 m，校核洪水位為 m。 正常蓄水位擬定 正常蓄水位是水電站水庫的重要特征值，它直接影響整個工程的規(guī)模以及有效庫容、調(diào)節(jié)流量、裝機容量、綜合利用效益的指標。它直接關(guān)系到工程投資、水庫淹沒損失、移民規(guī)劃以及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展等重大問題?，F(xiàn)根據(jù)正常蓄水位與綜合 利用各水利部門效益間的關(guān)系以及有關(guān)的工程技術(shù)和經(jīng)濟問題及水庫淹沒面積情況。 經(jīng)調(diào)查，上壩軸線處壩右岸的二級路路面高程為 m 左右，庫區(qū)正常蓄水位可到 m 左右，而下壩軸線處壩右岸的二級路路面高程僅為 m 左右，考慮到公路的安全，庫區(qū)正常蓄水位只能到 m 左右。從本電站總體經(jīng)濟效益出發(fā)，選擇上壩軸線作為推薦的壩軸線。因此，從減少庫區(qū)淹沒、方案經(jīng)濟性及差額投資收益、減小風(fēng)險等方面綜合分析，又能合理利用河段水能資源的條件下，推薦盤河口水電站正常蓄水 位為 m。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 死水位擬定 盤河口水電站采用引水式開發(fā)，工程任務(wù)為發(fā)電。水庫死水位應(yīng)在滿足電站開發(fā)任務(wù)要求的基礎(chǔ)上選擇，選擇的死水位既能滿足電站進水口取水要求，又能滿足電站進行日調(diào)節(jié)的要求。 (1)電站進水口取水要求 根據(jù)水工專業(yè)進水口設(shè)計成果，采用有壓引水，正常蓄水位 m 時，為有壓引水引水隧洞不進氣、并能滿足電站滿發(fā)流量過流，進水口必須滿足最小淹沒深度，經(jīng)計算最小淹沒深度為 m，考慮安全因