【正文】 3米。F4位于F3東南15米，石英脈與安山玢巖接觸帶，走向與石英脈一致，為40176。裂隙共有五組（1）走向120176。傾東北，傾角15176。（2）走向130176。傾北東，傾角65176。（3）走向30176。傾北西，傾角55176。（4）走向20176。傾南東，傾角65176。（5）走向110176。傾南西，傾角70176。1號(hào)洞進(jìn)洞臉巖體完整，下游出口段基巖風(fēng)化嚴(yán)重，比較破碎；2號(hào)隧洞進(jìn)出口洞臉基巖為玄武巖，裸露較好且比較完整；3號(hào)洞進(jìn)洞臉巖體穩(wěn)定性較好，洞身山體雄厚，在出口洞臉巖體破碎有三組裂隙，出口山坡陡峻，巖體較完整，但閉合裂隙較發(fā)育。明渠巖體裸露較好，多較完整，能形成穩(wěn)定的陡坡?；鶐r段多呈弱風(fēng)化，裂隙雖較發(fā)育，但因其多為閉合狀，一般不存在滲漏問(wèn)題：局部破碎巖體要進(jìn)行適當(dāng)處理。 站址工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)電站站址位于栗子坪電站渠首閘北邊山溝中，沖溝寬約50米左右，河中和兩岸山脊均為第四覆蓋層，溝中無(wú)水。工程地質(zhì)條件好，但電站周圍土坡，在雨水和坡水沖刷下，其穩(wěn)定性會(huì)受到影響，需采取防護(hù)措施。 . 2 引水渠線 引水渠線以隧洞為主，渠線經(jīng)過(guò)地段沒(méi)有區(qū)域性斷層通過(guò)，局部有小規(guī)模斷層。隧洞施工中存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題是： 。施工時(shí)，易產(chǎn)生塌方現(xiàn)象，應(yīng)做好支護(hù)和襯砌工作。. 3 站址 根據(jù)《某縣水電資源規(guī)劃》，為了充分利用水能，增加下游的栗子坪水電站的發(fā)電量（經(jīng)計(jì)算每年可增加發(fā)電量100萬(wàn)千瓦時(shí)），經(jīng)過(guò)方案篩選，山峽生態(tài)水電站站址選在栗子坪電站渠首的石夾村。工程地質(zhì)條件較好。 渠首壩：～,儲(chǔ)量大于10萬(wàn)m3。 站址: ～,儲(chǔ)量大于15萬(wàn)m3。 4 工程任務(wù)和規(guī)模 地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況及區(qū)間水電規(guī)劃 地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況某縣屬洛陽(yáng)管轄，縣城距洛陽(yáng)90千米。全縣總戶數(shù)140500戶，其中農(nóng)業(yè)戶數(shù)125500戶。全縣經(jīng)濟(jì)以黃金、農(nóng)林牧魚(yú)、旅游為主，某縣屬國(guó)家新世紀(jì)扶貧攻堅(jiān)縣，2007年完成國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值629216萬(wàn)元，人均11592元，其中工業(yè)增加值276883萬(wàn)元；農(nóng)業(yè)增加值156963萬(wàn)元。近年來(lái)，該縣形成了以黃金為主的礦產(chǎn)開(kāi)采業(yè)；以水泥為主的建材業(yè)，以中藥加工為龍頭的加工業(yè)；以水電為主的能源工業(yè)。近年來(lái)旅游業(yè)又成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，全年全縣接待游客120萬(wàn)人次，收入逐步提高。某縣礦產(chǎn)資源已探明礦產(chǎn)30余種，尤以黃金、鉬、鐵、硅、鉀長(zhǎng)石、瑩石儲(chǔ)量豐富。目前在干流上已建成和正在建設(shè)的水電站9座，總裝機(jī)容量為24633千瓦，％。并且由于缺煤少電，大部分人做飯取暖均以柴草為主，森林草木被伐，水土流失和洪澇災(zāi)害頻發(fā)，山區(qū)農(nóng)民更是陷入到越伐越窮，越窮越燒的惡性循環(huán)之中。某縣境內(nèi)已建的有前河電站、栗子坪電站、新城電站、陸渾水庫(kù)電站、鋪溝水電站。山峽生態(tài)水電站的發(fā)電量也將隨之增加。 工程建設(shè)的必要性及開(kāi)發(fā)建設(shè)任務(wù) 工程建設(shè)的必要性與可行性 某縣地處豫西山區(qū)，是以農(nóng)業(yè)為主的國(guó)家級(jí)貧困縣，經(jīng)濟(jì)落后，工業(yè)不發(fā)達(dá)，人民生活水平較低。作為河南省小水電代燃料的第一批試點(diǎn)縣，某縣人民已對(duì)小水電的開(kāi)發(fā)傾注了極大的熱情！伊河作為黃河的一條較大支流，貫穿某縣全境，其豐富的水力資源正逐步得到開(kāi)發(fā)，山峽生態(tài)水電站的開(kāi)發(fā)建設(shè)，既可保護(hù)當(dāng)?shù)靥烊涣纸ㄔO(shè)成果，又可緩解當(dāng)?shù)仉娏o張局面，必將為某縣經(jīng)濟(jì)的騰飛起到推波助瀾的作用。 徑流調(diào)節(jié) 電站渠首徑流本電站渠首徑流采用從19601996年?yáng)|灣站實(shí)測(cè)37年水文資料。中國(guó)水電十一局鄭州科研設(shè)計(jì)有限公司 42河南省嵩縣山峽生態(tài)水電站工程 可行性研究報(bào)告中國(guó)水電十一局鄭州科研設(shè)計(jì)有限公司 43東灣水文站年徑流系列表 表41年序19601961196219631964196519661967196819691970197119721973年徑流量（億3）年序19741975197619771978197919801981198219831984198519861987年徑流量（億3）年序198819891990199119921993199419951996平均年徑流量（億3） 水電站保證率及代表年選擇 根據(jù)《小水電供電區(qū)農(nóng)村電氣化規(guī)劃編制規(guī)程》（SL14595）規(guī)定，水電站設(shè)計(jì)保證率為85﹪，一般采用以85﹪（枯）、50﹪（平）、15﹪（豐）三個(gè)頻率水文代表年進(jìn)行計(jì)算。水能計(jì)算的基本公式如下： E年＝∑式中：E年——多年平均發(fā)電量η水——水輪機(jī)平均效率88％η發(fā)——％η傳——傳動(dòng)效率100％Q日——日平均流量，H——水頭， 保證流量、保證出力計(jì)算 該電站為徑流式電站，不起調(diào)峰作用，根據(jù)小型水電站設(shè)計(jì)規(guī)范，確定設(shè)計(jì)保證率P＝80%。根據(jù)東灣水文站19601996年37年實(shí)測(cè)日平均流量資料，求得東灣水文站保證率P＝80%的保證流量為Q保＝。裝機(jī)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表 表42案方機(jī)裝目項(xiàng)較比4000KW4800KW5200KW設(shè)計(jì)引水流量m3/s多年平均發(fā)電量104千瓦大于規(guī)范要求的4500小時(shí)水能綜合利用率與其他兩方案也比較接近，單位千瓦投資和單位電能投資均較低，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較優(yōu)越，確定裝機(jī)4800千瓦。時(shí)年份年發(fā)電量104千瓦 根據(jù)規(guī)范，本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)確定如下: 渠首樞紐：設(shè)計(jì)：P=10﹪ 。 遷安工程 ： P=20﹪ 。 編制依據(jù)及規(guī)程規(guī)范（1）《水利水電樞紐工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》；（2）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000）；（3）《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ2178）。（5）《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL20397）。(7)《小型水力發(fā)電站水文計(jì)算規(guī)范》（SL7794）。(9)《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》（SD30388）。(11)《水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ14485）。(13)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL／T19196）。 電站型式、壩型、壩軸線選擇及工程整體布置 電站型式方案比選主要是壩后式電站與徑流式電站方案比選，兩種方案分述如下：壩后式電站：規(guī)劃區(qū)間大部分河道狹窄，一般寬150米左右，若建壩工程量大，且上游淹沒(méi)損失大，投資大。所以，確定選用徑流式電站。 壩型選擇 通過(guò)對(duì)砂卵石硬殼壩及漿砌石重力壩壩型的方案比較：砂卵石硬殼壩，投資較少，施工方便，但防滲效果較差；漿砌石重力壩方案技術(shù)安全可靠，施工方便，但工程投資較大。 工程總體布置 根據(jù)工程開(kāi)發(fā)任務(wù)和工程場(chǎng)址地形地質(zhì)條件，確定本工程由渠首工程、引水隧洞和電站樞紐等部分組成。 渠首工程 建筑物布置與斷面設(shè)計(jì)：壩體為心墻式砂卵石硬殼壩，上游壩坡1：，下游壩坡1：8，心墻采用漿砌石，壩頂寬1m。水庫(kù)上游壩坡為1：，下游壩坡為1：8，大壩為透水地基上的砂卵石硬殼壩，根據(jù)河南省水利勘測(cè)總隊(duì)提供的《某縣山峽水電站壩址樞紐工程地質(zhì)勘察報(bào)告》。H1－壩體上游的水深（m）棱體起端的滲流水深h0按正式計(jì)算：通過(guò)壩體的滲流量為：根據(jù)上式用理正軟件計(jì)算不同情況下的滲流情況如下表所示：從簡(jiǎn)圖上可以看出浸潤(rùn)線符合常規(guī)，各種運(yùn)行情況下的滲流情況計(jì)算見(jiàn)下表。砂卵石粒徑較大，分選及穩(wěn)定性差，施工開(kāi)挖難度大基坑排水量大，難度高，本設(shè)計(jì)不考慮采用大開(kāi)挖方案。，布置于壩基上游，與上游砼灌注樁在同一排。根據(jù)規(guī)范要求，并結(jié)合水庫(kù)的具體運(yùn)行情況，本次壩坡穩(wěn)定計(jì)算主要考慮水庫(kù)穩(wěn)定滲流期、水庫(kù)水位突然下降的工況：（1）對(duì)上游壩坡，、下游水深0m的正常運(yùn)用條件；；(2)對(duì)下游坡，下游水深取0m。大壩穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)選定見(jiàn)表52。 —作用于土條底面的空隙壓力； —條塊重力線于通過(guò)此條快底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角； —土條寬度； —土條底面的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)； —水平地震慣性力對(duì)圓心的力矩； —圓弧半徑。以上計(jì)算結(jié)果表明:大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。根據(jù)壩址處地質(zhì)資料，閘址處基巖覆蓋層厚度為47m，選用兩種閘址方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較：，槽尾部設(shè)挑坎，沖沙水流直接挑入下游河道；，閘底板下由基巖啟用漿砌石補(bǔ)砌，閘室座落在補(bǔ)砌的漿砌石地基上，閘后設(shè)消力池，長(zhǎng)11m，池后設(shè)砌石海漫，側(cè)面出流泄入下游河道。表54對(duì)比內(nèi)容使用性能消力效果好，安全性高同a工程管理管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低工程施工巖石開(kāi)挖工程量大巖石開(kāi)挖工程量小，漿砌石補(bǔ)砌量稍大主要工程量石方開(kāi)挖12300m3 漿砌石：370m3 鋼筋砼：309m3石方開(kāi)挖：400m3土方開(kāi)挖：127m3漿砌石：930m3鋼筋砼：沙卵石開(kāi)挖：1200m3工程投資70萬(wàn)元34萬(wàn)元由以上比較，選用b河槽方案。采用平底板有胸腔開(kāi)敞式閘室，共分兩孔，每孔凈寬3m，閘墩前部為流線型，尾部為半圓型，沖沙閘上游基本上順流向布置導(dǎo)流墻，以阻止壩前淤沙入渠并使上游水流平順通過(guò)沖沙閘，采用漿砌石結(jié)構(gòu)，沖沙閘下游消力池長(zhǎng)11m，池后設(shè)7m長(zhǎng)的漿砌石海漫。工程實(shí)踐中，有的采用50％－70％頻率的洪水流量，％－％的多年日平均流量。另?yè)?jù)其他工程經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用良好的沖沙閘總寬度約為渠首溢流寬的1/51/20,在本工程中，擬取2x3m，總寬6m，在上游平壩水位，自由出流狀態(tài)時(shí)，其過(guò)流能力為120m3/s。根據(jù)壩址處地質(zhì)勘探資料，河床礫卵石覆蓋層卵石的粒徑一般在28cm，其含量占30％左右，因此所選用的沖沙流速是適宜的。消能計(jì)算躍后水深的計(jì)算公式：式中：－躍后水深（m）；－躍前水深（m）；—躍前斷面處的弗勞德數(shù)；水躍長(zhǎng)度：L=()。因消力池尾部基本上為裸露的基巖，故池后設(shè)7m長(zhǎng)漿砌石海漫，以進(jìn)一步消除消力池后的水流余能。經(jīng)計(jì)算，上游最大沖深tp＝；。沖沙閘采用整體式底板，即閘墩和底板整澆。由于閘基為補(bǔ)砌的漿砌石，因此閘的穩(wěn)定應(yīng)滿足閘基壓應(yīng)力的要求及閘室抗滑穩(wěn)定的要求。計(jì)算時(shí)取全寬為計(jì)算單元。2. 水平抗滑穩(wěn)定計(jì)算閘室沿閘基面的抗滑穩(wěn)定按下式計(jì)算：Kc－計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f－閘室底面與閘基接觸面的摩擦系數(shù)；－作用于閘室的全部水平荷載之和；求得各種情況下的安全系數(shù)見(jiàn)表53表56　計(jì)算條件正常運(yùn)用設(shè)計(jì)洪水校核洪水安全系數(shù)　Kc 由表56看出Kc〔K〕=滿足抗滑穩(wěn)定要求。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB5020194,試確定進(jìn)水閘的設(shè)計(jì)級(jí)別為5級(jí)，據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)確定進(jìn)水閘的防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇設(shè)計(jì)，20年一遇校核，根據(jù)渠道引水流量要求，確定進(jìn)水閘設(shè)計(jì)引水流量為22m3/s。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，引水口進(jìn)水方向與河水流向的夾角宜在30176。之間選用。進(jìn)水閘座落與左岸基巖上，采用平底板涵洞式，閘孔寬3m，設(shè)一孔，設(shè)工作閘門(mén)和檢修閘門(mén)各一道。閘室下游接長(zhǎng)6m的過(guò)渡段，和下游引水隧洞相連。閘孔寬度的確定：計(jì)算控制條件分三種：；；。閘室基底壓應(yīng)力驗(yàn)算進(jìn)水閘為單孔布置，計(jì)算時(shí)取全寬為計(jì)算單元。4. 閘室抗滑穩(wěn)定計(jì)算閘室嚴(yán)閘基面的抗滑穩(wěn)定按下式計(jì)算：Kc－計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f－閘室底面與閘基接觸面的摩擦系數(shù)；－作用于閘室的全部豎向荷載之和；－作用于閘室的全部水平荷載之和。 引水渠線工程 引水渠線方案比較根據(jù)渠首與電站站址區(qū)間地形情況，選擇了兩條洞線方案后，由洛陽(yáng)水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行地質(zhì)勘察之后選擇地質(zhì)條件好的線路作為現(xiàn)在的方案。 明渠及倒虹吸明渠采用梯形斷面，底寬2米，內(nèi)邊坡為1：1，內(nèi)邊坡及底部用C15砼內(nèi)襯10厘米厚。暗渠縱坡為1/1500，城門(mén)洞形拱，全部用漿砌石砌筑。水頭差 米。下站址方案位于栗子坪電站渠首壩下游80米處石夾村，但進(jìn)廠交通方便，且每年可增加栗子坪電站發(fā)電量100104千瓦時(shí)，因此選擇下站址方案。以1：3坡度與前池底相接。長(zhǎng)20米，底寬7米，最大泄水量23立方米/秒，其泄水入栗子坪電站渠首進(jìn)水閘后。整個(gè)前池為全挖側(cè)壁護(hù)坡，底板50厘米厚砼。攔污柵設(shè)在虹吸式進(jìn)水口前。 壓力管道，屬低水頭電站。壓力管道材質(zhì)選擇上，對(duì)鋼管及現(xiàn)澆砼管進(jìn)行了比較，由于鋼管造價(jià)較高，運(yùn)行后需經(jīng)常養(yǎng)護(hù)，所以選用現(xiàn)澆鋼筋砼管。角，管內(nèi)流速3米/秒，壁厚25厘米。發(fā)電機(jī)層高程361米，廠房女兒墻高程△。尾水渠與栗子坪電站引水渠相連。 升壓站、辦公生活區(qū)及其它從進(jìn)廠公路看，升壓站布置在廠房右上側(cè)，面積1525平方米，高程362米。進(jìn)廠公路以1:16的斜坡進(jìn)入廠區(qū)。機(jī)組選擇方案技術(shù)性能及經(jīng)濟(jì)比較 表61方案參數(shù)Ⅰ方案31600（千瓦）Ⅱ方案1600+3200（千瓦）水輪機(jī)HL240LJ100HL240LJ100HL240LJ140設(shè)計(jì)水頭（m）2929設(shè)計(jì)流量m3/s效率（％）898985轉(zhuǎn)速（r/min）300300汽蝕系數(shù)（o）出力（kw）