【文章內(nèi)容簡介】 砂巖、板巖、灰?guī)r、白云巖 同上 元古代 γ 2 二長花崗巖 主要分布于大渡河左岸石棉 ~瀘定一帶 δ 2 閃長巖 同上 Σ 22 超基性巖 同上 地質(zhì)構(gòu)造 田灣河流域位于甘孜 褶斷帶與川滇南北向構(gòu)造帶交匯部位，地跨松潘甘孜地槽褶皺系和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺兩大構(gòu)造單元，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜。工程區(qū)位于貢嘎山斷塊的東北部，斷塊東側(cè)以磨西斷裂為界與黃草山斷塊相鄰，西側(cè)以玉農(nóng)希斷裂為界與雅江～理塘斷塊毗連。區(qū)內(nèi)有大發(fā)、大泥溝、草科等次級斷裂呈北北西向或近南北向展布（表 23）。 表 23 大發(fā)水電站區(qū)域構(gòu)造特征簡表 構(gòu)造名稱 構(gòu)造要素 主要構(gòu)造特征 距工區(qū)最近距離（ km） 壩址 廠址 磨西 斷裂 N10～ 30176。 W/SW ∠ 70～ 78176。 斷層帶寬 30～ 120m，最寬達(dá) 200m，擠壓明 顯，為變質(zhì)混合花崗巖之糜棱狀、碎屑狀、眼球狀、透鏡狀及千糜狀斷層泥組成，片理發(fā)育，斷面光滑，多具擦痕，西盤多有溫泉出露。 2 大發(fā)斷裂 N5～ 45176。 W/SW ∠ 70176。 斷層帶寬 10～ 30m，最寬達(dá) 100m，由灰?guī)r、千枚巖之碎塊巖、角礫巖、糜棱巖、斷層泥組成。 草科斷裂 北段：近 SN/ W∠ 70～80176。 南段： N30176。 E/NW∠80176。 斷層帶寬 3～ 10m，局部 20m，由膠結(jié)緊密的角礫巖組成，常充填石英脈，斷層多具擦痕及方解石薄膜。該斷裂未穿過引水隧洞。 大泥溝斷裂 近 SN /W∠ 70～ 75176。 破碎帶寬度約 30～ 40m，由構(gòu)造角礫巖和碎裂巖主成，局部發(fā)育有糜棱巖和斷層泥，顯壓性。 玉農(nóng)希斷裂 N20～ 30176。 E/NW ∠ 50～ 70176。 帶寬 70m，地層多具片理化特征，地貌上為負(fù)地形，伴生斷裂發(fā)育，且常被脈巖充填，沿?cái)嗔延猩仙郎厝雎丁? 43 50 草科向斜 軸向 N10176。 W 位于草科以西，延伸 60km 以上。核部為二疊系上統(tǒng)，兩翼為二疊系下統(tǒng)。東翼較陡∠ 60～ 80176。，局部倒轉(zhuǎn)，次級褶皺發(fā)育，西翼較緩∠ 35～ 60176。，局部近直立。褶皺緊密呈線狀，軸面略向東傾，脊線略起 伏。 毛坪背斜 軸向 N10176。 W~近 SN 位于草科西側(cè)，延伸 35km 以上。核部最老地層為二疊系下統(tǒng)，兩翼分別為二疊系下統(tǒng)中、上段。西翼，一般∠ 15～ 40176。，局部倒轉(zhuǎn)，東翼∠ 75～ 85176。，局部直立。軸面略向東傾，開挖段略向西傾，脊線呈波狀起伏。 貢嘎山復(fù)向斜 軸面近 SN 位于貢嘎山脊線并通過壩址至四馬塘一帶，延伸約 46km。核部及兩翼均為三疊系上統(tǒng)居理寺組，東翼有花崗巖侵入。兩翼對稱，傾角 45176?！?85176。，脊線呈波狀起伏，軸面呈“ S”扭曲。 工程水文 氣象特性 田灣河 流域位于四川盆地向青藏高原的過渡地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。流域內(nèi)由于地勢高差懸殊，立體氣候顯著。氣溫由下游隨海拔高程升高而逐漸遞減，金窩（海拔約 2020m）年平均氣溫 11℃左右，草科至河口（海拔 1400～ 1000m）多年平均氣溫 13～15℃左右。降水量則山地多于河谷，具有隨海拔高程上升而增加的規(guī)律。田灣雨量站多年平均年降水量為 ，草科以下的河谷地帶，冬季寒冷少雨，夏季酷熱多雨，干濕季明顯，每年 4月降水量明顯增多， 4～ 10 月降水量占全年降水量的 90%以上。本流域易產(chǎn)生地形雨，且夜間降雨較多。 表 24 田灣雨量站多年平均降水量統(tǒng)計(jì)表 時(shí) 間 1月 2月 3月 4月 6月 7月 8月 9月 11月 12月 全年 降雨量(mm) 流域概況 田灣河為大渡河右岸一級支流，發(fā)源于貢嘎山西側(cè)的康定縣境內(nèi)。大致由北向南流，至子梅轉(zhuǎn)向東南流，在魏石達(dá)上、下先后有貢嘎溝和騰增溝分別自左、右岸入?yún)R后即稱為田灣河。下行至界碑石進(jìn)入石棉縣境并有環(huán)河自右岸匯入，水量大增，繼續(xù)向東南流 至金窩下游 1km處的龔家溝口轉(zhuǎn)向東北，途經(jīng)草科、田灣在兩河口注入大渡河。田灣河干流河道全長 。流域面積 14002km。 田灣河流域位于東經(jīng) 101176。41′～ 102176。11′、北緯 29176。12′～ 29176。47′之間，左側(cè)中上游以貢嘎山與磨西溝分水，下游與兩叉河和什月河相連；右側(cè)草科以下與瓦羅溝接壤，其余則與松林河為鄰。騰增溝口以上為上游，騰增溝口～界碑石為中游，界碑石以下為下游。 基本水文資料 田灣河流域先后建有田灣 水文站、大泥口水文站、金窩水文站、界碑石水文站等，田灣河相鄰流域松林河上建有安順場水文站。選取田灣河大泥口水文站作為本工程水文分析計(jì)算的設(shè)計(jì)依據(jù)站，松林河安順場水文站為主要參證站。各水文站基礎(chǔ)資料觀測情況詳見表 25。 表 25 田灣河及鄰近流域松林河水文站資料情況一覽表 水文站 名稱 所在 流域 集水面積 （ km2） 基礎(chǔ)資料觀測年限 水位 流量 田灣水文站 田灣河 1390 大泥口水文站 田灣河 1296 金窩水文站 田灣河 1093 界碑石水文站 田灣河 1060 安順場水文站 松林河 1452 、 、 田灣河流域徑流以降水補(bǔ)給為主，其次為冰川融雪水及地下水。徑流的年內(nèi)分配不均，大泥口站汛期（ 5 月～ 10 月）的水量占年徑流量的 %，其中以 8 月份為最豐，占年徑流量的 %；枯期（ 11 月～翌年 4 月）水量占年徑流量的 %，全年以 3 月份水量最枯，僅占年徑流的 %。徑流的年際變化不大，以大泥口站為例，多年平均流量 ，最大年平均流量 ，最小年平均流量 ，兩者比值僅為 。 根據(jù)大泥口水文站徑流系列按面積比推算至大發(fā)電站壩址，并分別對年（ 5～翌年 4月）和枯水期（ 11～翌年 4 月）徑流進(jìn)行頻率計(jì)算，徑流計(jì)算成果見表 26。 表 26 大發(fā)水電站壩址徑流成果比較表 位置 設(shè)計(jì)階段 (資料使用年限 ) 項(xiàng) 目 均 值 (m3/s) Qp (m3/s) P=10% P=50% P=90% 壩址 竣工安全鑒定 (19602020年 ) 年徑流（ 5月～翌年 4月） 豐水期（ 5月～ 10月） 枯水期 (11月～翌年 4月 ) 可研 (19601999年 ) 年徑流（ 5月～翌年 4月） 豐水期（ 5月～ 10月） 枯水期（ 11月～翌年 4月） 3 工程等級及防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定 工程等級及建筑物級別 大發(fā)水電站位于田灣河下游，是田灣河流域規(guī)劃中最末一個(gè)梯級，為單一發(fā)電工程，無供水、灌溉、防洪等綜合利用要求。 大發(fā)水電站裝機(jī)容量 240MW，根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DL5180，本工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等，永久性主要水工建筑物級別 3 級，次要建筑物級別 4 級，臨時(shí)性建筑物級別 5 級。 洪水標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 》 DL5180 和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50201規(guī)定，本工程 3 級永久性建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn) 100 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn) 500 年一遇；3 級永久性水電站廠房設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn) 100 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn) 200 年一遇； 3 級永久性建筑物消能防沖設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn) 30 年一遇。 各永久性主要水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)及洪峰流量見表 31。 表 31 各永久性主要水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)及洪峰流量 建 筑 物 設(shè) 計(jì) 洪 水 校 核 洪 水 重現(xiàn)期（年） 流量（ m3/s） 重現(xiàn)期（年） 流量（ m3/s） 取水壩 100 948 500 1400 廠 房 100 1060 200 1280 壩下游消能防沖建筑物 30 589 4 電站樞紐總布置 廠房類型的確定 本樞紐工程采用的是底格攔柵壩取水、首部設(shè)置調(diào)節(jié)池、長引水隧洞的混合引水式開發(fā)。根據(jù)初步判定，廠房類型可選擇的有岸邊引水式廠房和地下廠房。 本流域山高谷深，河流深切，分水嶺高程一般都在 3000~5000m，有雪山冰川分布。西北部最高的貢嘎山主峰海拔高達(dá) 7556m，常年白雪皚皚，屬高山區(qū)。嶺谷相對高差1000~3000m，呈典型的高山峽谷地貌。工程區(qū)田灣河自西向東流經(jīng) 田灣鄉(xiāng)花生棚子匯入大渡河，河谷較寬闊，谷底寬 100~200m，河道平均坡降為 30‰。 若廠房類型選用岸邊引水式廠房，引水隧洞位于上游左側(cè)，則廠房只能布置在左岸下游側(cè)，但由于該流域地形地勢險(xiǎn)峻，布置引水式廠房并沒有合適的位置，就需要開挖山體，開挖量非常巨大，而且該流域山體地質(zhì)情況復(fù)雜，在岸邊開挖山體以后很難保證邊坡的穩(wěn)定，又需要投資巨大的資金來維護(hù)邊坡的穩(wěn)定。從安全和經(jīng)濟(jì)的角度來考慮，采用該類型的廠房是非常不合理的。 綜合考慮，因地形及地質(zhì)條件因素，岸邊式引水廠房的方案不可行。該區(qū)域地下巖性為中厚 ~厚層細(xì)晶灰 巖夾板巖，巖石屬于微風(fēng)化 ~新鮮，局部弱風(fēng)化，之謎堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度較高，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，巖體裂隙叫發(fā)育，嵌合緊密。故該水電站廠房采用地下廠房，布置在下游左岸山體內(nèi)。 樞紐布置 大發(fā)水電站采用底格欄柵壩取水、首部設(shè)置調(diào)節(jié)池、長引水隧洞、地下廠房的混合引水式開發(fā)。整個(gè)工程由首部樞紐、引水系統(tǒng)和廠房樞紐三部分組成：壩址位于田灣河下游河段喇嘛溝溝口上游 400m 處；引水系統(tǒng)布置于田灣河左岸，引水隧洞總長 （含引水涵管），壓力鋼管長約 810m；廠址位于方大坪的左岸山體內(nèi)，壩址、廠址相距約 11km。 首部樞紐由底格欄柵壩、引水渠、沉礫池、匯水池（上游金窩水電站尾水與大發(fā)引水渠交匯處）、跨喇嘛溝渡槽、調(diào)節(jié)池及進(jìn)水閘等建筑物組成。底格欄柵壩壩長 39m，底 寬 10m，壩高 ，壩頂高程 ，壩內(nèi)設(shè)一排取水廊道，廊道水平寬度 2m，廊道深度 ～ ，設(shè)計(jì)取水流量 16m3/s（引取區(qū)間流量）。兩岸連接壩段為混凝土重力壩，壩頂高程 ，壩頂寬 6m。 首部采用水平鋪蓋防滲方式。壩上游設(shè)鋼筋混凝土水平防滲鋪蓋，長 40m，厚度 1m，兩岸設(shè)鋼筋混凝土護(hù)坡與鋪蓋連接共同防滲，厚度 1m，護(hù)坡 頂高程 。壩下游設(shè)鋼筋混凝土防沖護(hù)坦，護(hù)坦長 ，厚度 ，縱坡 15%。護(hù)坦后緊接 20m 長的鋼筋混凝土海漫，為平坡，厚度 。護(hù)坦及海漫下設(shè)排水反濾層，兩側(cè)設(shè)導(dǎo)墻，海漫末端設(shè)置 6m深的漿砌石防沖槽。 圖 41 首部樞紐布置圖 引水隧洞布置于田灣河左岸，地處高山峽谷區(qū)，地形相對高差一般大于 1000m，河谷深切，坡面較完整，坡度一般 30~50176。局部為陡壁。主要發(fā)育有 5 條支溝，從上至下依次為倪廠溝、小唐家溝、楊家溝、蔣家溝和張家溝，其中倪廠溝是隧洞區(qū)段切割較深的最大支溝，覆蓋 層堆積較厚，其余 4 條溝切割較淺，在 1700m以上高程溝心基巖裸露。引水系統(tǒng)主要由引水涵管、引水隧洞、調(diào)壓室和壓力管道等組成。引水隧洞全長 9506m，其中涵管段長 ，隧洞段長 ， 設(shè)計(jì)引用流量為 。 涵管段進(jìn)口底板結(jié)構(gòu)高程 ，底坡 i=；在涵 0+（（引） ）處底板結(jié) 構(gòu)高程 ，同時(shí)該處為進(jìn)洞點(diǎn)和變坡點(diǎn)，底坡變?yōu)?i=；在隧洞段（引）7+ 處底坡變?yōu)?i=，此 處底板結(jié)構(gòu)高程 ；隧洞段（引）9+ i=0，調(diào)壓室中心線處底板結(jié)構(gòu)高程 。調(diào)壓室為水室式，上室長 ，下室長 20m，豎井直徑 ，最大高度 ；壓力管道主管總長 ，全線采用鋼板襯砌。 廠區(qū)樞紐由地下廠房（主、副廠房）、交通洞、排風(fēng)洞、尾水洞和地面 220kV 聯(lián)合開關(guān)站等建筑物組成。主廠房尺寸為 ??（長 *寬 *高）。 圖 42 廠區(qū) 樞紐布置圖 5 水輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的計(jì)算 水輪機(jī)型號選擇 水電站最大水頭 Hmax=514m，設(shè)計(jì)水頭 Hr=482m，加權(quán)平均水頭 Hav=494m，最小水頭 Hmin=482m，裝機(jī)容量為 240MW，初步布置 2 臺機(jī)組，則單機(jī)容量為 120MW。 根據(jù)該水電站的水頭變化范圍 428~514m，在水輪機(jī)系列型譜表（表 41） —— 斗葉式轉(zhuǎn)輪型譜參數(shù)，查出合適的機(jī)型為 CJ20 。并查得其相關(guān)參數(shù)為：水斗數(shù)22~201 ?Mz ； m in/391039。 rn ? ； s/L30max139。 ?Q ；直徑比 01 ?? dDm 。 表 51 斗葉式轉(zhuǎn)輪型譜參數(shù) 使用水頭 H （ m） 轉(zhuǎn)輪型號 斗葉數(shù) 1Z （個(gè)） 轉(zhuǎn)輪節(jié)圓直徑與射流直徑比 01/dD 最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 10n? （ r/min) 使用最大單位流量 1Q? (s/L) 使用 型號 曾用 型號 200~100 CJ 22 Y1 1816 8 40 45 400200 CJ Y 201