【文章內(nèi)容簡介】 20 4 722 454 393 21 5 723 455 394 22 6 725 456 395 23 7 786 483 418 24 8 839 516 447 11 頁 芭蕉河一級水電站壩址設(shè)計洪水過程線圖( 1 9 6 2 年7 月）05001000150020202500300035004000450050000 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72時序 (h)流量(m3/s)p=1%p=% p=2% 圖 211 BJ一級壩址設(shè)計洪水過程線 泥沙 一級壩址泥沙目前擬采用下游二級壩址可研設(shè)計成果。借用清江恩施站年均懸移質(zhì)含沙量 ，推移質(zhì)為懸沙的 20%估算。一級壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量 萬 t，多年平均推移質(zhì)輸沙量 萬 t，年總輸沙量 萬 t。泥沙容重為 ，折算水庫年淤積總量為 萬 m3。 壩址與地形情況 地形地貌 BJ 一級水電站建壩河段位于鶴峰縣北佳鎮(zhèn)柳月坪自然村下游 ～ 。 BJ 自西向東流入柳月坪壩址后逐漸折 轉(zhuǎn)為自北向南，在柳月坪壩址下游經(jīng)過一較大的河灣進入落山壩壩址后河流流向折轉(zhuǎn)為南東向。 柳月坪壩址河水位 ～ ，水深一般小于 1m，局部 2～ 3m，前 200m 河段為急灘跌水，河床覆蓋層厚 2～ 4m。整個壩址區(qū)屬中高山峽谷地貌，河流兩岸山高坡陡，基巖出露良好。柳月坪壩址近河山嶺高程均在 以上，山體連續(xù)完整；兩岸自然邊坡坡度一般為 40176?！?60176。，但受結(jié)構(gòu)面控制的懸崖陡壁隨處可見；左岸發(fā)育 6條規(guī)模大小不一的沖溝，上游峽谷入口處還有一條常年流水的溪溝（唐家灣）；右岸因陡崖發(fā)育，邊坡成臺階狀 。柳月坪壩址地層主要由龍馬溪組的 S1ln S1ln3 巖組和羅惹坪組的 S1lr1 巖 12 頁 組組成，巖性以條帶狀砂巖、石英砂巖為主，巖石堅硬 。 地質(zhì)構(gòu)造 該工程位于北東向的八字山背斜南東翼，為單斜構(gòu)造地區(qū)，巖層產(chǎn)狀 35176。～ 50176。 /SE∠ 35176。～ 50176。對柳月坪壩址，巖層走向斜交河流，傾向下游偏左岸，為斜向谷；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較簡單。已查明的斷層主要有 2 條： F1 和 F2， F1 位于落山壩壩址上游左岸，產(chǎn)狀274176。～ 280176。 /NE∠ 79176?！?84176。，破碎帶寬 ； F2 位于柳月坪壩址左岸，產(chǎn)狀 70176?！?5176。 /NW∠ 60176?！?65176。、 280176。～ 290176。 /NE∠ 80176。，破碎帶寬 ～ 。 壩址區(qū)節(jié)理裂隙以區(qū)域性構(gòu)造節(jié)理為主，較發(fā)育的有以下幾組：① 產(chǎn)狀 30176?！?40176。/NW∠ 45176?！?60176。，為反傾向結(jié)構(gòu)面；② 產(chǎn)狀 300176。～ 320176。 /SW∠ 40176?！?60176。 ； ③ 產(chǎn)狀340176。～ 360176。 /NE、 SW∠ 70176?！?85176。；④ 產(chǎn)狀 70176。～ 275176。 /NW～ SW∠ 65176?！?80176。各組節(jié)理均有延伸長、貫通性較好、結(jié)構(gòu)面較平直的特征，常沿某組節(jié)理形成十幾米至近百米長、數(shù)米至數(shù)十米高的懸崖陡壁。 天然建筑材料 混凝 土骨料：壩址及附近地區(qū)天然砂礫料缺乏。根據(jù)初步調(diào)查，工程所需混凝土骨料可采用壩址上游約 1km 芭蕉坡附近的奧陶系紅花園組（ O1h）的結(jié)晶灰?guī)r或芭蕉灣下游二疊系微晶灰?guī)r軋制。 堆石料：產(chǎn)地初步擬定在壩址下游左岸落山壩村后山，料源層為志留系中統(tǒng)紗帽組S2s3巖組厚 100 多米的厚層、中厚層石英細砂巖、砂巖。 土料：壩址周圍碎石類土料分布較廣，如柳月坪村、落山壩村一帶，但土層的厚度一般較薄 。 圍堰防滲和堆石壩面板鋪蓋所需的粘性土在壩區(qū)缺乏，須在周邊地區(qū)尋找合適的產(chǎn)地。 各類天然建筑材料還需進行進一步的勘測、試驗工作以查 明儲量和質(zhì)量 。 工程樞紐任務與效益 根據(jù)《恩施自治州鶴峰縣 BJ 流域水電規(guī)劃報告》， BJ 流域開發(fā)任務是以發(fā)電為主，兼顧航運、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用效益。 航運 BJ 為 溇 水上游一級支流，發(fā)源于鶴峰縣與宣恩縣交界的太平鄉(xiāng)文家河，在鶴峰縣城下 13 頁 游 2km處注入 溇 水，干流全長 ， 蜿蜒穿行于鶴峰縣西部的崇山峻嶺之中，水急灘多，基本不具備通航條件，航運方面僅有少量木材流放。由于 BJ 兩岸山高坡陡，不通公路，嚴重制約庫區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，給庫區(qū)群眾的生活造成極大的不便， BJ一級水庫建成后，可使庫區(qū)官莊河以下 11km 河道渠化，屆時庫區(qū)群眾可通過 的渠化水路直達鶴峰縣城，極大地改善了庫區(qū)的交通狀況，有利于促進庫區(qū)經(jīng)濟的繁榮和發(fā)展。 養(yǎng)殖 鶴峰縣是湖北省西南部的高山縣之一，轄區(qū)內(nèi)河流比降大，自然狀況下漁業(yè)養(yǎng)殖條件極差， 1999 年全縣水產(chǎn)品產(chǎn)量僅 58t，漁業(yè)產(chǎn)值 32 萬元。 BJ 一級水庫建成后，可形成1860~3830 畝的人工養(yǎng)殖水域，利用 BJ流域氣候溫和濕潤、雨量豐沛、光照充足、天然餌料豐富的自然條件，采用水庫漁業(yè)精養(yǎng)及網(wǎng)箱養(yǎng)殖進行漁業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，可改變鶴峰縣漁業(yè)生產(chǎn)落后的面貌 ，滿足人民群眾膳食多樣化的生活需要。 旅游 BJ 一級水庫壩址距鶴峰縣城約 10km，水庫建成后與先期建設(shè)的 BJ二級水庫梯級銜接，形成以鶴峰縣城為中心，北有幽谷深澗的 溇 水咕嚕溪、南靠深山明珠八峰山、西依BJ 人工湖泊，集自然景觀、園林景觀、湖光山色于一體的旅游景觀新格局，將極大地豐富城鄉(xiāng)居民的休閑生活，對鶴峰旅游業(yè)的發(fā)展也將起到積極的促進作用。 3 樞紐布置 樞紐組成建筑物及其等級 根據(jù)樞紐的任務確定樞紐組成建筑物 根據(jù) BJ 一級水電站的主要任務，水電站的效益主要是發(fā)揮梯級 電站效益和防洪，故需的永久建筑物包括擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、開關(guān)站。為便于施工，還需要導流建筑物、施工圍堰等臨時建筑物。 確定建筑物等級 根據(jù)已知條件：正常蓄水位 ,對應庫容 億 m3， 裝機 2 臺，總裝機容量 30MW，按表 31 知水庫屬三等中型工程，主要建筑物攔河壩、溢流堰、拉沙底孔為 3 級建筑物，引水道、消能防沖、導墻、擋墻為 4 級，廠房按裝機屬 3 級，導流圍堰、明渠等臨時建筑 14 頁 物為 4 級。 表 311 水利水電樞紐工程的分等指標 工程等別 工程規(guī)模 分等指標 水 庫總庫容 （億米 3 ） 防洪 灌溉面積 （萬畝） 水電站 裝機容量 （萬千瓦） 保護城鎮(zhèn)及工礦區(qū) 保護農(nóng)田面積 （萬畝） 一 大（ 1）型 10 特別重要城市、工礦區(qū) 500 150 120 二 大（ 2）型 10～ 1 重要城市、工礦區(qū) 500~100 150~50 120～ 30 三 中 型 1～ 中等城市、工礦區(qū) 100~30 50~5 30～ 5 四 小（ 1）型 ～ 一般城鎮(zhèn)、工礦區(qū) 30~5 5~ 5~1 五 小（ 2）型 ～ 5 1 壩線、壩型選擇 壩型、壩址選擇是水利樞紐設(shè)計的重要內(nèi)容，二者相互聯(lián)系，不同的壩址可以選用不同的壩型，同一個壩址也應考慮幾種不同的樞紐布置方案并進行比較。在選擇壩型、壩址時，應研究樞紐附近的地形地質(zhì)條件、水流條件和建筑材料、施工條件、樞紐布置等： (1)地質(zhì)條件。地質(zhì)是壩址、壩型選擇的主要依據(jù)之一。拱壩、重力壩需建在巖基上；土石壩則巖基、土基均可修建。 壩址選擇應該注意一下幾個方面的問題： ①對斷層破碎帶，軟弱夾層要查明其產(chǎn) 狀、寬度（厚度）、充填物和膠結(jié)情況，對垂直水流方向的陡傾角斷層應盡量避開，對具有規(guī) 模較大的垂直水流方向的斷層或是存在活斷層的河岸，均不應選擇壩址。 ②在順向河谷（指巖層走向與河流方向一致）中，總有一岸指與巖層傾向一致的順向坡，當巖層傾角小于地形坡角，巖層又有軟 弱結(jié)構(gòu)面時，在地形上存在臨空面，這種岸坡極易發(fā)生滑坡，應當注意。 ③對于巖溶地區(qū)，要掌握巖溶發(fā)育規(guī)律，特別要注意潛伏溶洞、暗河、溶溝和溶槽， 15 頁 必須查明巖溶對水庫蓄水和對建筑物的影響。 ④對土石壩，應盡量避開細砂、軟粘土、淤泥、分散性土、濕陷性黃土和膨脹土 等土基。 (2)地形條件。河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩；河谷寬闊，地質(zhì)條件較好，可選用重力壩或支墩壩；河谷寬闊、河床覆蓋層深厚或是地質(zhì)條件較差，且土石、沙礫等當?shù)夭牧蟽α控S富，適宜修建土石壩。在高山峽谷區(qū)布置水利樞紐，應盡量減少高邊坡開挖。壩址選在峽谷地段，壩軸線短，壩體工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需綜合考慮。 (3)筑壩材料。壩址附近應有足夠的符合要求的天然建筑材料。 (4)施工條件。便于施工導流，壩址附近特別是其下游應有開闊地形，便于布置施工場地；距離交通干線近，便于交通運輸；可與 永久電網(wǎng)連接，解決施工用電問題。 (5)綜臺效益。選擇壩址應綜合考慮防洪、灌溉、發(fā)電、航運、旅游、環(huán)境等各部門的經(jīng)濟效益。 壩址選擇與地形、地質(zhì)條件、壩型、樞紐布置和施工導流等因素有關(guān)，在滿足樞紐布置和施工導流要求的前提下，壩軸線應盡可能短，以節(jié)省工程量。從地質(zhì)條件看，壩址應選在地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大的地質(zhì)構(gòu)造的地方。 壩址的比較與選擇 1) 地形地質(zhì)條件：兩壩址河谷形狀基本相同，但下壩址由于受溪溝切割，左岸壩肩山體略顯單薄，且河谷較上壩址稍寬；上壩址出露地層巖性堅硬，巖體風化稍淺，地質(zhì)構(gòu)造簡單；下壩址出露地層巖性較軟弱，且具崩解性，加之左岸有斷層切割庫盆，因此基礎(chǔ)處理工程量較大。從地形、地質(zhì)條件看，以上壩址為優(yōu)。 2) 工程布置：下壩址溢洪道與引水發(fā)電系統(tǒng)分別布置在左、右岸，建筑物布置分散，施工和運行干擾較小，但面板堆石壩比上壩址高 3m，引水發(fā)電系統(tǒng)也較上壩址長 72m。上壩址因受地形地質(zhì)條件的制約，溢洪道和引水發(fā)電系統(tǒng)均布置在左岸，廠房只能布置在大壩與溢洪道之間，建筑物布置稍緊，施工干擾較大。且溢洪道泄洪時可能對廠房造成一定的影響，需采取相應的工程措施。 3) 與 BJ二 級電站的銜接：正在建設(shè)的 BJ二級電站正常蓄水位 ，下壩址河床高程 ，與二級電站正常蓄水位重疊 ，上壩址河床高程 ，與二級電站 16 頁 正常蓄水位重疊 。顯然，上壩址與二級電站的水位銜接更為合理一些。 4) 開挖料利用：上壩址開挖料以龍馬溪組砂巖、石英砂巖為主，巖性堅硬，可作為壩體下游堆石區(qū)填料；下壩址開挖料主要為羅惹坪組的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，巖性軟弱且易崩解，不適合作壩體填筑料。相比之下，上壩址開挖料利用程度較高。 5） 施工條件：下壩址距下游輔助施工 工廠和落山壩堆石料場較近，施工交通比上壩址近 ～ 。因此施工條件以下壩址為優(yōu)。 6） 工程量及投資：上、下壩址樞紐布置方案的工程量及投資列于表 ，上壩址方案比下壩址方案可節(jié)約投資 1941 萬元。 綜合以上分析，上、下壩址各有優(yōu)缺點，但上壩址具有工程量省，能充分利用開挖石渣，減少棄渣對環(huán)境的影響，降低水土保持投資，且與二級電站水位銜接合理等顯著優(yōu)點，故本階段推薦采用上壩址。 壩型比較與選擇 由基本資料知壩址千年校核洪水洪峰流量 4350m179。/s，百年設(shè)計流量 2500 m179。/s，洪水來量大，要求泄水建筑物有較大的過水能力，由于本水庫除滿足千年一遇的防洪標準外，尚需要承擔下游防洪任務，所以單寬流量不宜過大，必須有足夠的溢流前緣寬度。 壩區(qū)水文氣象和工程地質(zhì)條件具備了修建 50~60m,壩高及成庫條件，特別是壩址處河床狹窄，其寬度僅為 160m（普通洪水流量時）死河灘，壩址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地勢較高，左岸地勢較低，有起伏之山頭。 壩址處為震旦紀砂巖。左岸風化較嚴重，深達 3 ~ 4m，且夾有頁巖。 水層巖巖層為向斜層之一翼微傾向上游。 壩址處水流急，故無砂卵石等淤積物 ，無侵蝕地下水。首先考慮重力壩、土石壩、拱壩三種基本壩型。 （ 1） 從地質(zhì)來看，重力壩是用混凝土或石料等材料修筑、主要依靠壩身自重保持穩(wěn)定的壩，對地形、地質(zhì)適應性強。任何形狀的河谷都可以修建重力壩。在土基上也可修建高度不高的重力壩。拱壩壩體的穩(wěn)定主要依靠兩岸拱段的反力作用，不像重力壩那樣依靠自重維持穩(wěn)定。因此拱壩對壩址的地形、地質(zhì)條件要求較高，對地基處理要求也較嚴格。再者 由于左右岸巖性不均一，不適于建拱壩。土石壩能適應不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。除極少數(shù)例外，幾乎任何不良地基，經(jīng)處理后均可修建土石壩。但因洪水泄量及 導流和渡汛流量大的特點，不適合修建土石壩。故考慮地質(zhì)條件以修建混凝土壩較為適宜 。 17 頁 （ 2） 地形條件。河谷狹窄，地質(zhì)條件良好，適宜修建拱壩；河谷寬闊，地質(zhì)條件較好，可選用重力壩或支墩壩；河谷寬闊、河床覆蓋層深厚或是地質(zhì)條件較差，且土石、沙礫等當?shù)夭牧蟽α控S富，適宜修建土石壩。由于壩址處河床狹窄但地質(zhì)條件較差，且 左右岸巖性不均一，不適于建拱壩，若是修建拱壩，開挖量較大，不符合經(jīng)濟效益。同時 在高山峽谷區(qū)布置水利樞紐，應盡量減少高邊坡開挖。 因洪水泄量及導流和渡汛流量大的特點，壩址處不適宜修建土石壩。故此處修建重力壩最為適宜 。 （ 3） 筑壩材料。土石壩可用任何土石料筑壩，壩址附近有足夠的符合要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，節(jié)省大