某電站雙曲漿砌石拱壩水庫蓄水安全鑒定(終稿)非常好的

報告編號：***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告****院二○○七年四月*水電站大壩上游全景*水電站大壩下游側(cè)面*大壩右壩肩水庫進(jìn)水口目錄1蓄水安全鑒定工作概況及工程建設(shè)概況 11.1工作任務(wù)和工作范圍 11.1.1工作任務(wù) 11.1.2工作范圍 11.2工程概況 11.3工程特性表 11.4工程等級與建筑物級別 41.5工程進(jìn)度 41.6重大設(shè)計變更 42工程地質(zhì) 52.1壩址地質(zhì)概況 52.1.1地形地貌 52.1.2地層巖性 52.1.3地質(zhì)構(gòu)造 52.1.4巖體風(fēng)化 72.1.5水文地質(zhì) 72.1.6壩址工程地質(zhì)評價 82.2隧洞進(jìn)水口 82.2.1地層巖性 82.2.2地質(zhì)構(gòu)造 82.3結(jié)論 83防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核 93.1流域概況及水文氣象特征 93.2洪水復(fù)核 93.2.1設(shè)計暴雨計算 93.2.2設(shè)計洪水 103.2.3洪水調(diào)節(jié)計算 113.3挑流消能復(fù)核 123.4壩頂高程復(fù)核 134壩體應(yīng)力分析 154.1拱壩基本情況 154.1.1大壩等級和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 154.1.2拱壩軸線及拱壩體型設(shè)計 154.1.3計算采用的參數(shù) 164.2拱壩設(shè)計應(yīng)力分析 174.2.1拱壩應(yīng)力分析方法 174.2.2設(shè)計計算工況組合 174.2.3拱壩應(yīng)力計算成果 174.3蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力分析 174.3.1拱壩應(yīng)力分析方法 174.3.2蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力復(fù)核計算運(yùn)行工況組合 184.3.3運(yùn)行工況線性計算數(shù)據(jù)成果 184.3.4應(yīng)力計算成果分析 214.3.5拱壩封拱溫度 244.4評價 245拱座穩(wěn)定分析 255.1拱座穩(wěn)定分析方法 255.2荷載及組合 255.2.1荷載計算 255.2.2荷載組合 255.3抗滑穩(wěn)定計算公式 255.3.1抗滑穩(wěn)定計算公式 255.3.2允許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 265.4.1蓄水安全鑒定復(fù)核計算方法及結(jié)果 265.4.2拱座穩(wěn)定分析結(jié)論 276壩體質(zhì)量情況 286.1基礎(chǔ)開挖及處理 286.1.1壩基開挖 286.1.2壩基基礎(chǔ)處理措施 286.1.3壩基帷幕灌漿處理 296.1.4壩基固結(jié)灌漿處理 296.1.5斷層破碎帶處理 306.1.6基礎(chǔ)開挖及處理施工質(zhì)量評價 306.2壩體砌筑 316.2.1原材料質(zhì)量 316.2.2壩面砌筑 316.2.3壩身砌筑 316.2.4溢流堰砼澆筑 326.2.5大壩砌體挖坑試驗(yàn)成果 326.2.6壩體砌筑的溫度控制 326.2.7壩體外觀質(zhì)量 336.3壩體施工期間受臺風(fēng)影響情況 336.4壩體工程質(zhì)量評價 337現(xiàn)場檢查情況 347.1大壩結(jié)構(gòu) 347.1.1大壩檢查情況 347.1.2壩頂溢洪道 347.1.3引水系統(tǒng) 348金屬結(jié)構(gòu) 358.1大壩排砂放空鋼管 358.2發(fā)電輸水隧洞進(jìn)水口 359蓄水安全鑒定結(jié)論及建議 369.1蓄水安全鑒定結(jié)論 369.2建議 361蓄水安全鑒定工作概況及工程建設(shè)概況1.1工作任務(wù)和工作范圍1.1.1工作任務(wù)受**水電開發(fā)公司的委托，由***省***院負(fù)責(zé)并組織專家組對**水電站工程進(jìn)行蓄水安全鑒定，為水庫蓄水驗(yàn)收提供依據(jù)。1.1.2工作范圍本次蓄水安全鑒定的工作范圍為漿砌石拱壩、發(fā)電輸水隧洞進(jìn)水口、導(dǎo)流底孔等。1.2工程概況*市**水電站位于***市*鎮(zhèn)*村，為引水式水電站，壩址位于*村上游約1km的*村溪谷，經(jīng)過3.595km引水隧洞至*鎮(zhèn)**村下游約500m的廠房發(fā)電，電站裝機(jī)容量2×2500kw，工程樞紐由攔河壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及升壓開關(guān)站等組成，**水電站以發(fā)電為主，壩址距***市區(qū)23km。**水電站水庫壩址以上控制流域面積39km2，主流長度7.85km，水庫總庫容543.0萬m3,正常蓄水位290.0m，庫容421萬m3，死庫容22萬m3。攔河壩采用雙曲漿砌石拱壩，最大壩高46.7m，上下游面為M10水泥砂漿砌條石，壩基開挖高程248.50m，拱冠梁底厚度11.02m,厚高比0.24；溢流段設(shè)在壩頂中部，采用壩頂開敞式自由溢流，鼻坎挑流消能，溢流堰頂高程290.0m，1.3工程特性表**水電站工程特性見表2-1。表1-1**水電站工程特性表序號名稱單位數(shù)量備注一、流域特性1流域面積壩址以上km239廠址以下km2482多年平均徑流總量萬m35850多年平均流量m3/s1.86水庫設(shè)計洪水（P=3.33%）m3/s663水庫校核洪水（P=0.5%）m3/s990電站廠址設(shè)計洪水（P=3.33%）m3/s673電站廠址校核洪水（P=2%）m3/s763施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及量（P=3.33%）m3/s26011月—4月二、水庫特性1水庫水位校核洪水位m294.51設(shè)計洪水位m293.43正常蓄水位m290.00發(fā)電死水位m278.00淤沙水位m261.002水庫容積總庫容10543

正常庫容10421死庫容1022表1-1**水電站工程特性續(xù)表序號項(xiàng)目單位數(shù)量備注三、大壩1攔河壩壩型漿砌石拱壩最大壩高m46.7壩頂弧長m158序號項(xiàng)目單位數(shù)量備注壩頂厚度m2.693拱冠梁壩底厚m11.022泄水建筑物堰頂高程m290消能方式挑流3進(jìn)水口型式斜臥式底板高程m261.7閘門型式：尺寸及數(shù)量定輪鋼閘門四引水系統(tǒng)型式：圓形長度m3595.066圓形鑄鐵門斷面直徑m2.6最大流量m5.15襯砌型式不襯砌1.4工程等級與建筑物級別**水電站水庫屬小（一）型水庫，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，確定**水電站工程為Ⅳ等工程，大壩為4級建筑物，輸水隧洞、發(fā)電廠房及施工導(dǎo)流等建筑物均為5級建筑物。大壩按三十年一遇洪水設(shè)計，二百年一遇洪水校核。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，對應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（DL5073—2000），本工程建筑物不進(jìn)行抗震設(shè)計復(fù)核。1.5工程進(jìn)度大壩工程與2003年11月2日破土動工，2004年2月22日，大壩一期基礎(chǔ)開挖到位并通過驗(yàn)收。2004年5月11日一期導(dǎo)流明渠位置的開挖完成并通過驗(yàn)收。2004年11月15日大壩砌至268.5m高程，壩基270-285m高程的基礎(chǔ)開挖工作，2005年1月9日通過驗(yàn)收。2005年7月25日大壩砌至283.5高程時，壩基進(jìn)行285-295m高程的基礎(chǔ)開挖工作，2005年8月20日通過驗(yàn)收。至2006年6月30日工程完工。1.6重大設(shè)計變更**水電站原設(shè)計為漿砌石雙曲拱壩，壩頂高程295.0，最大壩高50m拱冠梁底厚11.022m，壩頂厚度2.693m，厚高比0.24，溢流堰高度40m，在壩基開挖過程中，根據(jù)***水利局**水（2002）458號文（初設(shè)技術(shù)審查文件）的精神及施工單位開挖的實(shí)際情況，設(shè)計單位采用了單心園等厚方案，二心園等厚方案，和對數(shù)螺旋線變厚方案的不同線型分別進(jìn)行計算和優(yōu)化，最后采用二心園變厚砌石拱壩方案，經(jīng)過優(yōu)化后的壩基開挖高程為248.0m,墊層高程248.50m，最大壩高46.7m，溢流堰凈寬度48m。2工程地質(zhì)2.1壩址地質(zhì)概況2.1.1地形地貌壩址位于*溪河段，溪流兩岸，山高谷深，河床多見基巖裸露，植被較好。溝谷縱橫，河流坡降大。地形相對高差常達(dá)150～200m，整個河谷地形呈現(xiàn)不對稱“U”形谷，屬構(gòu)造侵蝕低山區(qū)。2.1.2地層巖性壩址地層為上侏羅系南園組晶玻屑凝灰?guī)r，第四系地層為坡殘積層和沖洪積層。(1)流紋質(zhì)晶玻屑凝灰?guī)r（J3nb）：巖性均一，呈淺灰色致密堅硬，由少量晶屑。玻屑和大量火山灰物質(zhì)組成。該巖在地表多數(shù)呈堅硬的弱風(fēng)化狀態(tài)，巖體完整性較好。遭受風(fēng)化和區(qū)域動力作用均較弱，巖體抗壓強(qiáng)度高。(2)坡殘積層（dlQ-elQ）：廣泛分布岸坡，為含碎石砂質(zhì)粘土，一般厚1-2.5m,左岸坡下半部的坡積和殘積層厚度較大，可達(dá)4-6m，殘積層下伏全、強(qiáng)、弱風(fēng)化凝灰?guī)r。(3)沖洪積層（alQ-plQ）：分布河底，由漂、卵石和少量砂礫組成，漂石和卵石大小常達(dá)0.15-1.0m，厚度0.5-2.5m。2.1.3地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造形式主要表現(xiàn)為小斷層和裂隙，沿河兩岸坡下部卸荷裂隙發(fā)育。小斷層（f）：規(guī)模不大，斷層寬度在0.01～0.35m之間，長度15～46m不等，擠壓破碎不甚強(qiáng)烈，近似破碎型裂隙，由破裂巖，壓碎巖等組成，結(jié)構(gòu)較為緊密，堅實(shí)，呈舒緩波狀或折曲狀，走向主要有北東向與北西向兩組，傾角多數(shù)直立。裂隙：節(jié)理，裂隙不甚發(fā)育。裂隙多數(shù)短小，閉合，呈舒緩波狀，主要兩組，以SN－NNE一組為主，EW向一組為次，傾角均很大。卸荷裂隙：發(fā)育于河床及兩岸坡，裂面一般粗糙，干凈或充填少量泥質(zhì)，部分裂面滲水，一般沿走向延伸10-25m長度即尖滅，個別斷續(xù)延伸長達(dá)44m與50m。表2-1斷層特征表表2-2裂隙特征表2.1.4巖體風(fēng)化壩區(qū)巖體風(fēng)化受地形和構(gòu)造斷裂的控制，強(qiáng)風(fēng)化帶一般埋深右岸為0.5～3.0m，左岸為3.0～9.0m；弱風(fēng)化帶一般埋深右岸為0.5～5.0m,左岸為3.0-9.0m；弱風(fēng)化帶一般埋深右岸為0.5～5.0m，左岸為4.0～11.0m,河床為弱風(fēng)化基巖，局部有第四系覆蓋層。2.1.5水文地質(zhì)地表松散堆積物薄，壩基地下水主要為基巖裂隙水，受大氣降雨補(bǔ)給，循環(huán)與巖石裂隙，排泄于溪中，也有從卸荷裂隙滲出地表。由于地形，地貌和地質(zhì)構(gòu)造原因，地表松散堆積層富水性差，而透水性和排泄條件良好。2.1.6壩址工程地質(zhì)評價壩址區(qū)處于火山基座隆起而相對穩(wěn)定的地帶，火山巖層單一，沒有侵入巖體巖脈，沒有大斷裂構(gòu)造，區(qū)內(nèi)完整性好抗壓強(qiáng)度高。沒有不穩(wěn)定滑坡，沖溝等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，庫岸邊坡穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)巖性單一，為上侏羅系南園組第二段晶玻屑凝灰?guī)r，巖石致密堅硬，斷裂構(gòu)造一般規(guī)模不大，傾角較陡。水庫無永久性滲漏之憂，庫岸穩(wěn)定無大量固體徑流來源，沒有侵沒問題，水庫壩址工程地址條件良好。2.2隧洞進(jìn)水口2.2.1地層巖性引水隧洞洞線穿越侏羅系上統(tǒng)南園組第三段英安流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，侵入巖為輝綠巖巖脈。2.2.2地質(zhì)構(gòu)造洞內(nèi)進(jìn)水口段無斷層，節(jié)理裂隙較不發(fā)育，大多數(shù)為閉合，無充填或鈣膜充填，貫穿性結(jié)構(gòu)面一般為鈣質(zhì)、硅質(zhì)，巖屑等充填。整體結(jié)構(gòu)為灰綠色熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石堅硬，圍巖穩(wěn)定，洞壁基本干燥。2.3結(jié)論(1)工程區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性較好。地震動反應(yīng)譜周期0.35s；地震動峰值加速度為0.05g，對應(yīng)地震烈度為Ⅵ度，建筑物不做抗震復(fù)核。(2)水庫無永久性滲漏之憂，庫岸穩(wěn)定無大量固體徑流來源，沒有侵沒問題，水庫壩址工程地址條件良好(3)隧洞進(jìn)水口段節(jié)理裂隙較不發(fā)育，大多數(shù)為閉合，無充填，整體結(jié)構(gòu)為灰綠色熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石堅硬，圍巖穩(wěn)定。3防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核3.1流域概況及水文氣象特征**水電站位于*溪流域*溪水庫上游的*溪支流河段，壩址位于***市**峰村溪*村下游約200m處，電站廠址位于**村下游約500m處的**溪左岸，壩址以上控制流域面積39km2，河流長度7.85km，主河道坡降40.12‰，多年平均流量為1.86m3/s，多年平均徑流總量為5850萬m，多年平均徑流深為1500mm。本工程所在區(qū)域?qū)賮啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，雨量充沛，濕度大，本工程流域面積內(nèi)有**溪雨量站及鄰近**雨量站，觀測年限為1964～1993年，有30年資料，多年平均降雨量分別為2148.7mm、1985.3mm。3、4月份期間約占17-20%；5、6份約占全年25-28%；7～9月份受臺風(fēng)雨影響降水占全年31-39%；10-2月占全年的18.21%。降雨量在年際變化受大氣環(huán)流影響，呈4-5年豐、枯周期波動，兩站年降水量CV表3-1主要?dú)庀笠乇砥骄鶜鉁亍?8.5最大風(fēng)速m/s34絕對濕度hpa18.4最高溫度℃40.6平均最大風(fēng)速m/s14相對濕度%79最低溫度℃-4.3年平均風(fēng)速m/s16平均蒸發(fā)量mm11573.2洪水復(fù)核3.2.1設(shè)計暴雨計算由于設(shè)計流域內(nèi)業(yè)主無法提供實(shí)測水文觀測資料，本次復(fù)核為采用部分設(shè)計結(jié)果，并評價其合理性，并采用***省***市暴雨等值線圖集推求設(shè)計洪水，并據(jù)此復(fù)核大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)。**水電站壩址以上流域面積F=39km2，小于200km2，成洪暴雨歷時采用24h，設(shè)計暴雨分別采用查算暴雨等值線圖集方法計算。查暴雨等值線圖集得流域各歷時暴雨參數(shù)見下表。表3-2**水電站各歷時暴雨參數(shù)項(xiàng)目H24CV24H6CV6H60/CV60/數(shù)值2090.601100.55500.50備注CS=3.5CV由以上參數(shù)推求各頻率設(shè)計雨量見表3-3。表3-3各頻率24小時暴雨量推算表設(shè)計頻率P（%）0.20.5123.331050實(shí)測資料H24P853.1747665.2583.4534.5391.2185.6查算圖表H24P877.8756.6668.8576.8525.0369.9169.3設(shè)計洪水采用實(shí)測資料試算根據(jù)流域條件因素，估計流域匯流時間在1～24h，n2值取0.5，經(jīng)各參數(shù)計算，并進(jìn)行洪峰流量試算，各頻率設(shè)計洪峰流量見表3-4。表3-4壩址設(shè)計洪水成果（推理公式）斷面流域面積（km2）設(shè)計頻率P（%）0.53.33壩址391100745采用查***市暴雨等值線圖集試算壩址以上集雨面積39km2，屬小流域，本次采用推理公式法進(jìn)行計算?！偈街校害印獏R流時間（h）；ht—某時段凈雨量（mm）；F—庫區(qū)范圍集雨面積（km2）；Qm—某時段洪峰流量（m3/s）。匯流時間τ采用試算確定，公式如下：τ＝——②本工程設(shè)計洪水采用推理公式方法進(jìn)行復(fù)核。表3-5**壩址設(shè)計洪水成果表斷面各頻率P（%）設(shè)計洪水0.53.33洪峰流量(m3/s)990663洪水模數(shù)（m3/s/km2）25.417.0因查***市暴雨等值線圖集試算法計入雨型分配及地下、地表組合，并考慮到暴雨高值區(qū)等因素，故最終采用復(fù)核洪水成果見表3-5。3.2.3洪水調(diào)節(jié)計算(1)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定：**水電站水庫總庫容543萬m3，壩高46.7m，(2)調(diào)洪演算基本資料庫容曲線根據(jù)實(shí)測庫區(qū)地形圖量繪，成果見表3-9。表3-6**水庫庫容曲線表Z(m)285286287288289290291292293294295296297V(萬m3)310.8330.8352.5374.2397.6421446.2471.3498.4525.5554.7583.8615.1本工程采用壩頂溢流和挑流消能的泄流型式，溢洪道布置在河床中部，為壩頂自由溢流，堰頂高程290.0m，溢流堰寬48m，堰面曲線采用WES堰型。依據(jù)《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》(SL282-2003)，過流能力公式為：m－流量系數(shù)，計入水流向心的影響；ε－側(cè)收縮系數(shù)；σm－淹沒系數(shù)，取1；B－堰頂寬度，m；H0－堰上水頭，m。按照上式計算溢洪道泄流能力，成果見表3-10。表3-7**溢流堰水位泄量關(guān)系Z(m)290290.5291291.5292292.5293293.5294294.5295295.5Q(m3/s)0349617627137849762776691310701234(3)調(diào)洪原則溢洪道為無閘門自由溢流，洪水調(diào)節(jié)時不考慮預(yù)報預(yù)泄和發(fā)電下泄流量，起調(diào)水位即為正常蓄水位290m，當(dāng)庫水位超過此水位時，水庫開始溢流，自然消減下泄流量。(4)調(diào)洪計算成果表3-8洪水調(diào)節(jié)成果表頻率P（%）設(shè)計（P=3.3%）校核（P=0.5%）洪峰（m3/s）663990庫水位（m）293.43294.51下泄流量（m3/s）610915相應(yīng)庫容（萬m3）5105403.3挑流消能復(fù)核挑流消能的水力要素計算按照《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（SL253-2000）中的水舌挑距估算公式復(fù)核：（委托方未提供下游水位流量關(guān)系曲線，在挑流計算時下游水深取值為5m。）式中：L′—沖坑最深點(diǎn)到壩下游垂直面的水平距離（m）：L—壩下游垂直面到挑流水舌外緣進(jìn)入下游水面后與河床面交點(diǎn)的水平距離（m）：ΔL—水舌外緣與河床交點(diǎn)到?jīng)_坑最深處的水平距離（m）；V—坎頂水面流速（m/s）,按鼻坎處平均流速v的1.1倍計；H0—水庫水位至坎頂?shù)穆洳睿╩）；θ—鼻坎的挑腳；h1—坎頂平均水深；h—坎頂平均水深；h2—坎頂至床面高河差（m）；φ—堰面流速系數(shù)；T—最大沖坑深度，由河床面至坑底（m）；β—水舌外緣與下游水面的夾角；最大沖坑水墊厚度按下式計算：式中：tk—最大沖坑水墊厚度（m）,由水面算至坑底，若換算為最大沖坑深度，則應(yīng)由河床面算至坑底；Q—出口斷面單寬流量（m3/s/m）；H—上下游水位差（m）；K—沖坑系數(shù)，取1.1；表3-9溢洪道挑流消能復(fù)核計算成果表洪水標(biāo)準(zhǔn)單寬流量q（m3/s/m）挑流射程L（m）沖坑水深tk（m）沖坑深度T（m）L/T設(shè)計洪水位12.724.79.72.79.1校核洪水位19.138.512.05.07.7根據(jù)我國實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，**拱壩挑流消能沖坑不會影響壩趾基巖及岸坡穩(wěn)定，溢洪道消能設(shè)施滿足規(guī)范要求。3.4壩頂高程復(fù)核依據(jù)《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》(SL282-2003)，壩頂應(yīng)不低于校核洪水位，壩頂上游側(cè)防浪墻頂高程與水庫正常蓄水位的高差或與校核洪水位的高差，可按下式計算，應(yīng)選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為最終選定高程?！鱤=hb+hz+hc△h——防浪墻頂與水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；hb——波高（m）；hz——波浪中心線至水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；hc——安全超高（m）。浪高、波長按官廳水庫公式計算，公式如下：此處，D——風(fēng)區(qū)長度，取300m；V0——多年平均最大風(fēng)速，取14m/s；hb——當(dāng)gD/v02=20～250時，為累積頻率5％的波高，m；當(dāng)gD/v02=250～1000時，為累積頻率10％的波高；Lm——平均波長（m）；波浪中心線至水庫靜水位的高差hz按下式計算：H1——壩前水深。壩頂高程計算詳見表3-9。表3-10壩頂高程計算成果比較表項(xiàng)目工況項(xiàng)目工況項(xiàng)目設(shè)計洪水位(正常運(yùn)用)校核洪水位(非常運(yùn)用)靜水位(m)293.43294.51壩頂超高波高h(yuǎn)b(m)0.500.30波浪中心線至靜水位高差hz(m)0.130.07安全超高h(yuǎn)c(m)0.30.2地震安全超高(m)0.000.00合計超高(m)0.930.57要求壩頂高程(m)294.42295.08現(xiàn)狀壩頂高程(m)295.00根據(jù)上表計算結(jié)果，設(shè)計及校核頻率洪水位加相應(yīng)超高，要求壩頂高程295.08m，比現(xiàn)狀壩頂高程295.0m略高0.08m，可認(rèn)為現(xiàn)狀壩頂高程防洪能力基本滿足現(xiàn)狀規(guī)范要求。建議增設(shè)防浪墻。4壩體應(yīng)力分析4.1拱壩基本情況4.1.1大壩等級和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)**水電站漿砌石拱壩最大設(shè)計壩高50m，總庫容為543.0萬m3，屬小（一）型水庫，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（CB50201-94）及《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，確定**水電站工程為Ⅳ等工程，大壩為4級建筑物，大壩按30年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核4.1.2拱壩軸線及拱壩體型設(shè)計**水電站大壩為漿砌石雙曲拱壩拱壩體形幾何尺寸見表4-1表4-1拱壩體形幾何尺寸表高程（m）拱冠梁上游面坐標(biāo)（m）拱冠上游面坐標(biāo)（m）拱端厚度（m）拱冠曲率半徑(m)半中心角度(。)左岸右岸左岸右岸左岸右岸295.000.0002.0002.0002.00084.00086.00056.77950.101290.000.0002.5002.5002.50083.75085.75052.28446.310285.00-1.3332.9052.9052.90577.65079.03651.97746.605280.00-2.4243.3023.4673.46771.77972.59351.15446.696275.00-3.2483.7724.1494.14966.13366.41549.91746.525270.00-3.7804.3974.8364.83660.70660.49448.20646.023265.00-3.9965.2585.7845.78455.49454.82045.96444.133260.00-3.8726.4377.0817.08150.49249.38743.13141.621255.00-3.3828.0168.8188.81845.69644.18637.92035.981251.50-2.8099.40310.34310.34342.45840.68033.87731.125248.50-2.16010.80011.34011.34039.76037.76025.48224.419注：拱冠梁上游面參數(shù)為相對于壩踵水平距離，壩頂處為0，指向下游為正4.1.3計算采用的參數(shù)(1)氣溫?fù)?jù)***市氣象資料分析：多年平均氣溫18.5℃，多年月平均氣溫見表4表4-2***市多年月平均氣溫月份123456789101112年平均氣溫8.79.112.016.921.024.928.227.825.220.515.911.018.5(2)壩區(qū)基巖物理力學(xué)參數(shù)壩區(qū)基巖物理力學(xué)參數(shù)見表4-3，表4-4。表4-3物理力學(xué)參數(shù)：基巖壩體彈性模量1.5×104MPa1.25×104MPa泊松比0.20.22容重/2.4KN/m3熱線脹系數(shù)/8×10-6/℃抗剪斷摩擦系數(shù)1.1/抗剪斷凝聚力1.3Mpa/表4-4特征水位及特征高程最大壩高50正常蓄水位290.0壩底高程245.0校核洪水位294.壩頂高程295.0設(shè)計洪水位293.溢流堰頂高程290.0死水位267.0淤沙高程261.0(3)溫度參數(shù)多年平均氣溫＋日照影響：18.氣溫年變幅（溫降）＋日照影響：10.0氣溫年變幅（溫升）＋日照影響：11.0庫底溫度12.0計算封拱溫度：16.0℃（施工時控制溫度＜16.0(4)允許應(yīng)力（拱梁分載法）按照《砌石壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006）附錄A.0.7選用,允許壓應(yīng)力：基本荷載組合4.1MPa，特殊荷載組合4.8MPa。4.2拱壩設(shè)計應(yīng)力分析4.2.1拱壩應(yīng)力分析方法拱壩應(yīng)力分析方法采用拱梁分載法計算，計算程序采用*水電勘測設(shè)計院開發(fā)的拱壩計算程序。4.2.2設(shè)計計算工況組合基本組合一（工況1）：正常水位+壩體自重+淤沙壓力+溫降基本組合二（工況2）：校核洪水位+淤沙壓力+壩體自重+溫升基本組合三（工況3）：死水位+淤沙壓力+壩體自重+溫降特殊組合一（工況4）：死水位+淤沙壓力+壩體自重+溫升4.2.3拱壩應(yīng)力計算成果表4-5各工況應(yīng)力計算成果匯總表計算工況主拉應(yīng)力主壓應(yīng)力拱冠梁底其他部位11.13（上游面）0.87（拱冠251.50m，上游面）3.18（拱冠248.50m21.12（上游面）0.89（拱冠251.50m，上游面）4.18（拱冠290.00m,下游面）30.17（上游面）0.66（左岸265.00m，下游面）1.44（拱冠265.50m,下游面）40.30（上游面）1.11（左岸270.00m，下游面）1.83（拱冠265.50m,下游面）4.3蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力分析4.3.1拱壩應(yīng)力分析方法拱壩應(yīng)力分析方法采用拱梁分載法計算，計算程序采用***大學(xué)開發(fā)的***拱壩計算程序。4.3.2蓄水安全鑒定拱壩應(yīng)力復(fù)核計算運(yùn)行工況組合第一工況：正常蓄水位＋自重+泥沙壓力＋溫降（基本荷載組合）第二工況：死水位＋自重＋泥沙壓力＋溫升（基本荷載組合）第三工況：校核洪水位＋自重＋泥沙壓力＋溫升（特殊荷載組合）4.3.3運(yùn)行工況線性計算數(shù)據(jù)成果封拱高程295.0米，第1種荷載組合下單位拱圈高度（對于河床結(jié)點(diǎn)為單位寬度）作用于壩基上的力每一行上的七個數(shù)分別表示:從左岸頂拱拱端起的基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)序號徑向力單位：噸／米(沿半徑方向朝下游為正)切向力噸／米(沿拱圈軸線朝右岸為正)繞豎向彎矩噸·米／米(按右手法則,朝下為正)繞切向彎矩噸·米／米(按右手法則,朝右岸為正)豎向力噸／米(朝下為正)岸坡角度1.1921E+01.7652E+02-.3257E+01.0000E+00.0000E+0053.562.4571E+01.4293E+02-.1322E+01-.7410E+01.2459E+0251.933-.6273E+01-.7536E+02.3259E+01.2945E+02.9754E+0252.354-.4360E+01-.1824E+03-.4054E+02.1067E+03.1484E+0352.855.2859E+02-.2839E+03-.1618E+03.1273E+03.1847E+0352.216.8542E+02-.4651E+03-.4164E+03.3278E+02.2284E+0351.887.1767E+03-.4311E+03-.7853E+03-.1629E+03.2794E+0349.538.2855E+03-.5934E+03-.1324E+04-.4981E+03.3838E+0352.949.4965E+03-.2937E+03-.1879E+04-.1156E+04.4855E+0352.4710.5968E+03-.1587E+03-.2332E+04-.1790E+04.5465E+0359.9411.3172E+03.6477E+01-.6308E+03-.1489E+04.2436E+0390.0012.5201E+03-.1766E+02.4887E+02-.2863E+04.3345E+0390.0013.3286E+03.1705E+03.6177E+03-.6017E+03.6401E+0390.0014.6148E+03.3617E+03.2044E+04-.1601E+04.9102E+0358.5315.5229E+03.4773E+03.1870E+04-.1320E+04.5648E+0355.6516.3268E+03.2526E+03.1280E+04-.5201E+03.4183E+0352.1717.2093E+03.3837E+03.8565E+03-.2977E+03.2822E+0347.6318.1129E+03.2231E+03.4828E+03-.6673E+02.2085E+0347.1419.5063E+02.2021E+03.2573E+03-.2231E+02.1446E+0343.5820.1200E+02.1084E+03.1090E+03.2909E+01.1107E+0345.0021-.6241E+00.3302E+02.3598E+02-.1148E+02.7163E+0244.3722.4063E+01-.3609E+02.1501E+02-.1510E+02.2865E+0246.1323.2668E+01-.1006E+03.4751E+01.0000E+00.0000E+0048.99封拱高程295.0米，第2種荷載組合每個結(jié)點(diǎn)上的六個數(shù)分別表示:上游壩面第一主應(yīng)力│應(yīng)力單位:（ＭＰa）第二主應(yīng)力│角度單位:（°）主應(yīng)力方向│受壓(+)受拉(-)下游壩面第一主應(yīng)力││(-)第二主應(yīng)力│第一應(yīng)力方向:├→0主應(yīng)力方向││(+)--左岸----右岸--封拱高程295.0米，第2種荷載組合下單位拱圈高度（對于河床結(jié)點(diǎn)為單位寬度）作用于壩基上的力每一行上的七個數(shù)分別表示:從左岸頂拱拱端起的基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)序號徑向力單位：噸／米(沿半徑方向朝下游為正)切向力噸／米(沿拱圈軸線朝右岸為正)繞豎向彎矩噸·米／米(按右手法則,朝下為正)繞切向彎矩噸·米／米(按右手法則,朝右岸為正)豎向力噸／米(朝下為正)岸坡角度1.2018E+01.8474E+02-.3046E+01.0000E+00.0000E+0053.562.8380E+01.7680E+02-.1824E+02-.2128E+02.1512E+0251.933.5064E+01.2910E+01-.1605E+02.3591E+01.8396E+0252.354-.3199E+01-.6675E+02-.2522E+02.8816E+02.1468E+0352.855.1315E+01-.1345E+03-.8416E+02.1901E+03.1896E+0352.216.3861E+02-.2524E+03-.2438E+03.2296E+03.2308E+0351.887.1136E+03-.2486E+03-.5185E+03.1630E+03.2711E+0349.538.2095E+03-.3715E+03-.9382E+03.5611E+02.3745E+0352.949.3825E+03-.1801E+03-.1396E+04-.3217E+03.4773E+0352.4710.4757E+03-.9892E+02-.1752E+04-.4566E+03.6034E+0359.9411.2598E+03.8305E+01-.4811E+03-.5015E+03.3218E+0390.0012.4143E+03-.1414E+02.3433E+02-.1642E+04.3862E+0390.0013.2642E+03.1159E+03.4757E+03.8241E+02.5931E+0390.0014.4909E+03.2216E+03.1568E+04-.4574E+03.8301E+0358.5315.4072E+03.2985E+03.1399E+04-.4158E+03.5430E+0355.6516.2374E+03.1341E+03.9123E+03.6398E+01.3904E+0352.1717.1360E+03.2106E+03.5700E+03.3423E+02.2653E+0347.6318.5890E+02.9998E+02.2906E+03.1103E+03.2028E+0347.1419.1755E+02.8111E+02.1443E+03.5032E+02.1467E+0343.5820.5018E+01.2250E+02.6957E+02.7134E+01.1146E+0345.0021.7126E+01-.2620E+02.4158E+02-.2344E+02.6839E+0244.3722.8898E+01-.7833E+02.2931E+02-.2673E+02.2156E+0246.1323.2878E+01-.1091E+03.6291E+01.0000E+00.0000E+0048.99封拱高程295.0米，第3種荷載組合每個結(jié)點(diǎn)上的六個數(shù)分別表示:上游壩面第一主應(yīng)力│應(yīng)力單位:（ＭＰa）第二主應(yīng)力│角度單位:（°）主應(yīng)力方向│受壓(+)受拉(-)下游壩面第一主應(yīng)力││(-)第二主應(yīng)力│第一應(yīng)力方向:├→0主應(yīng)力方向││(+)--左岸----右岸--封拱高程295.0米，第3種荷載組合下單位拱圈高度（對于河床結(jié)點(diǎn)為單位寬度）作用于壩基上的力每一行上的七個數(shù)分別表示:從左岸頂拱拱端起的基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)序號徑向力單位：噸／米(沿半徑方向朝下游為正)切向力噸／米(沿拱圈軸線朝右岸為正)繞豎向彎矩噸·米／米(按右手法則,朝下為正)繞切向彎矩噸·米／米(按右手法則,朝右岸為正)豎向力噸／米(朝下為正)岸坡角度1-.2970E+01-.1500E+03.4847E+01.0000E+00.0000E+0053.562-.2658E+02-.2409E+03.8769E+02.8640E+02.2838E+0251.933-.3679E+02-.3820E+03.8443E+02.1648E+03.6659E+0252.354-.1024E+02-.4813E+03.1851E+02.2162E+03.7148E+0252.855.4047E+02-.5983E+03-.1582E+03.1531E+03.9369E+0252.216.1050E+03-.7966E+03-.4463E+03-.1354E+02.1509E+0351.887.1941E+03-.7520E+03-.8147E+03-.2382E+03.2288E+0349.538.2959E+03-.9120E+03-.1330E+04-.5777E+03.3688E+0352.949.5014E+03-.5905E+03-.1844E+04-.1206E+04.4954E+0352.4710.6027E+03-.4160E+03-.2254E+04-.1796E+04.6239E+0359.9411.3202E+03-.5459E+02-.5969E+03-.1480E+04.2794E+0390.0012.5134E+03-.1546E+02.4930E+02-.2883E+04.3470E+0390.0013.3335E+03.2384E+03.5847E+03-.5413E+03.6956E+0390.0014.6181E+03.6293E+03.1942E+04-.1560E+04.1004E+0458.5315.5261E+03.7972E+03.1822E+04-.1352E+04.5876E+0355.6516.3410E+03.5566E+03.1268E+04-.5669E+03.4247E+0352.1717.2283E+03.7064E+03.8713E+03-.3409E+03.2506E+0347.6318.1334E+03.5298E+03.4958E+03-.7849E+02.1558E+0347.1419.6481E+02.5009E+03.2458E+03.1352E+02.6768E+0243.5820.9613E+01.3987E+03.4809E+02.1001E+03.2633E+0245.0021-.2619E+02.3214E+03-.6199E+02.1071E+03.1607E+0244.3722-.3098E+02.2837E+03-.9116E+02.8256E+02.1292E+0246.1323-.4857E+01.1753E+03-.1564E+02.0000E+00.0000E+0048.99封拱階段工況上游壩面最大主拉應(yīng)力最大主壓應(yīng)力下游壩面最大主拉應(yīng)力最大主壓應(yīng)力111.18MPa[11R0C]1.30MPa[6R-1C]0.66MPa[6R-6C]2.78MPa[11R0C]120.63MPa[1R11C]1.19MPa[7R-5C]0.75MPa[6R-6C]1.89MPa[11R0C]131.18MPa[11R0C]2.08MPa[5R-1C]0.99MPa[4R-7C]2.81MPa[11R0C]4.3.4應(yīng)力計算成果分析從拱梁分載法應(yīng)力計成果可以看出：見表4-6工況一：壩體主應(yīng)力表現(xiàn)為壓應(yīng)力，應(yīng)力最大值為2.78MPa，壩體的主拉應(yīng)力發(fā)生在下游壩面第十一層拱圈拱冠梁上，最大應(yīng)力值為1.18MPa。工況二：壩體主應(yīng)力主要表現(xiàn)為壓應(yīng)力，應(yīng)力最大值為1.89MPa，壩體的主拉應(yīng)力出現(xiàn)在下游壩面第六層拱圈左側(cè)第六根拱梁上，最大應(yīng)力值為0.75MPa。工況三：壩體主應(yīng)力表現(xiàn)為壓應(yīng)力，應(yīng)力最大值為2.81MPa，壩體的主拉應(yīng)力出現(xiàn)在下游壩面右側(cè)第十一層拱圈拱冠梁上，最大應(yīng)力值為1.18MPa。在各種工況下壩體應(yīng)力主要表現(xiàn)為壓應(yīng)力，壓應(yīng)力滿足材料的抗壓強(qiáng)度。主拉應(yīng)力值一般不大，滿足規(guī)范要求。應(yīng)力分布情況基本符合拱壩應(yīng)力分布的一般規(guī)律。表4-6壩體應(yīng)力計算成果表工況上游壩面下游壩面允許壓應(yīng)力值(MPa)最大主拉應(yīng)力(Mpa)部位最大主壓應(yīng)力(Mpa)部位最大主拉應(yīng)力(Mpa)部位最大主壓應(yīng)力(Mpa)部位一1.1811R0C1.306R-10.666R-62.7811R0C4.1二0.631R111.197R-50.756R-61.8911R04.1三1.1811R0C2.085R-10.994R-72.8111R04.1注：表中R代表最大主應(yīng)力出現(xiàn)在第層拱圈，拱圈序號以頂拱為1向下編排，C代表最大主應(yīng)力出現(xiàn)在第條梁，梁的序號以拱冠梁為0，左岸側(cè)為負(fù)、右岸側(cè)為正依次編排。圖4-1平面圖圖4-2梁圖圖4-3中面展視圖4.3.5拱壩封拱溫度設(shè)計要求壩體封拱溫度控制在16℃4.4評價(1)壩體設(shè)計符合《砌石壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006）的要求和常規(guī)做法，總體布置合理。(2)各種計算參數(shù)取值基本符合砌石拱壩材料參數(shù)，荷載組合符合《砌石壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006）。(3)根據(jù)設(shè)計成果及本次復(fù)核應(yīng)力計算分析結(jié)果。在各種荷載組合下其應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)基本符合《砌石壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006）要求。5拱座穩(wěn)定分析5.1拱座穩(wěn)定分析方法根據(jù)本工程實(shí)際情況，壩肩穩(wěn)定分析為剛體極限平衡法。5.2荷載及組合5.2.1荷載計算壩體推力：采用拱梁分載法計算成果。巖體自重：可能滑動的巖體自重，從安全考慮，不計強(qiáng)風(fēng)化巖體部分的自重。40%。5.2.2荷載組合正常水位＋溫升荷載（基本組合）：壩體推力＋巖體自重＋滲透壓力校核水位＋溫升荷載（特殊組合）：壩體推力＋巖體自重＋滲透壓力5.3抗滑穩(wěn)定計算公式5.3.1抗滑穩(wěn)定計算公式根據(jù)《砌石壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006），采用的抗滑穩(wěn)定計算公式為：式中：K－抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；N－垂直滑裂面的作用力；A-計算滑裂面的面積；f1－抗剪斷摩擦系數(shù)；C1-抗剪斷凝聚力.KPa；W-作用與計算截面以上壩體的荷載對滑裂面的法向分值；P-作用與計算截面以上壩體全部荷載對滑裂面的切向分值；5.3.2允許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)根據(jù)《砌石壩設(shè)計規(guī)范》（SL25-2006），本工程的拱座穩(wěn)定分析中，允許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)采用值：基本荷載組合下為3.0，特殊荷載組合下為2.50。5.4.1蓄水安全鑒定復(fù)核計算方法及結(jié)果拱座穩(wěn)定分析方法與設(shè)計一致，按抗剪公式計算。對每一組數(shù)據(jù)，取不同θ及對應(yīng)的巖體長度L進(jìn)行試算，取K最小值,θ為滑裂面與壩中軸線水平方向的夾角。計算成果見表5-1。表5-1拱座抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)成果表左岸高程工況一工況二KK290.04.66.2285.06.55.4280.05.64.2275.04.55.4270.03.9.4.6265.04.34.7260.05.15.6255.05.95.8251.54.65.4248.58.18.4右岸290.05.35.4285.05.45.3280.06.14.7275.04.75.2270.03.84.3265.04.85.3260.06.14.7255.05.75.8251.54.95.7248.55.66.1允許安全系數(shù)3.02.5由計算結(jié)果可知，拱座穩(wěn)安全系數(shù)在工況一、工況二條件下均能滿足規(guī)范要求。5.4.2拱座穩(wěn)定分析結(jié)論在拱座穩(wěn)定計算中采用分層穩(wěn)定分析，屬偏安全計算，可以認(rèn)為大壩拱座是穩(wěn)定的。6壩體質(zhì)量情況6.1基礎(chǔ)開挖及處理6.1.1壩基開挖大壩基礎(chǔ)開挖分二期完成，采用“分層作業(yè)，從上而下逐層開挖”的方法，采用風(fēng)動鑿巖機(jī)打孔爆破，盡量減少爆破裂隙，控制炮眼深度與裝藥量，深度控制在2-3m范圍，裝藥量控制在60%-70%的炮眼深度。周邊及臨近基礎(chǔ)的1.5m范圍內(nèi)采用淺孔密布，小炮爆破，0.5m的范圍內(nèi)，用人工撬挖方法，盡可能采用周邊預(yù)裂爆破。壩肩均按徑向開挖。壩基面巖石巖性為侏羅紀(jì)上統(tǒng)南園組第三段英安流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，壩基巖體滿足設(shè)計規(guī)范要求。(1)壩基270m高程以下壩基基坑巖體工程地質(zhì)條件總體較好。但有斷層及貫穿性節(jié)理裂隙發(fā)育，在右岸壩肩255～257m高程為F1斷層，寬約0.4～1.5m，充填物為斷層泥、碎塊、構(gòu)造透鏡及夾有全、強(qiáng)風(fēng)化巖體；在河床中央為F2斷層，斷層寬約0.5～0.8m，充填物為斷層泥、碎塊、構(gòu)造透鏡，河床中部上游面巖體受其影響局部為強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)。(2)壩基270m-290m高程段基坑巖體工程質(zhì)條件除了F3斷層較差外，其他較好，左岸巖體新鮮完整，右岸巖體新鮮較完整。6.1.2壩基基礎(chǔ)處理措施(1)對拱壩壩基右岸F1斷層沿252.5m高程與F1斷層的下盤對壩基巖體進(jìn)行撬挖清除，設(shè)置C20砼三角墊塊拱座；對F1斷層按斷層寬度的1.5倍進(jìn)行深挖，回填C20砼塞；于C20砼三角墊塊拱座與壩基巖體接觸部位，設(shè)置錨筋和掛鋼筋網(wǎng)處理。錨筋孔按梅花型布置，間距1.5m，孔深2.0m，單根錨筋φ25長2.5m；鋼筋網(wǎng)采用φ20鋼筋，間距0.3m。錨筋與鋼筋網(wǎng)采用焊接連接；加強(qiáng)F1斷層位置的帷幕灌漿處理，于右岸壩基252.0m-260.0m高程之間，帷幕孔間距按2.0m布置，孔深25m(2)河床中央F2斷層按水工常規(guī)方法進(jìn)行刻槽和回填C20砼塞處理。攔河壩285m高程以上F3斷層的地質(zhì)構(gòu)造作以下設(shè)計處理采用按斷層寬度的2倍對F3斷層進(jìn)行深挖，回填C20砼塞；加強(qiáng)其部位是帷幕灌漿處理，于斷層上下盤附近各布置一孔帷幕孔，孔深20.0m，灌漿壓力0.3MPa;由斷層影響造成的壩基超挖，設(shè)置C20埋石砼三角墊塊拱座，與壩基巖體接觸部位作接觸灌漿處理。(3)f斷層和貫穿性節(jié)理裂隙，按水工常規(guī)方法進(jìn)行進(jìn)行刻槽和作回填C20砼塞處理。6.1.3壩基帷幕灌漿處理壩基設(shè)置帷幕孔，270m高程以下及河床帷幕灌漿為單排管，帷幕線距上游壩趾2.0m，孔距3.0m，孔距3.0m，孔深25.0m，帷幕灌漿壓力：孔口段控制在0.4MPa，孔底段控制在1.2MPa；270m高程以上帷幕灌漿為單排孔，帷幕線距上游壩趾1.5m，孔距3.0m,孔距3.0m，孔深16.0m，帷幕灌漿壓力：孔口段控制在0.3MPa，孔底段控制在0.8MPa。對帷幕灌漿采用單點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均小于3Lu。滿足設(shè)計和規(guī)范要求，試驗(yàn)結(jié)果見表6-1。表6-1帷幕灌漿壓水試驗(yàn)統(tǒng)計表孔編號孔深（m）水泥量（kg）漏水量(L)穩(wěn)定后延續(xù)時間（min）單位時間平均漏水量（L/min）透水率（Lu）檢