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松涛水利枢纽工程 施工组织设计原始资料
武汉大学水利水电学院施工教研室
一、水利枢纽的组成
松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡,系一级建筑物,由河床混凝土重力坝、溢洪道,右岸土坝和坝后厂房等部分组成。枢纽主要任务是发电,共装三台机组,每台机组15万吨,发电的最低水位为500米,相应库容19.5亿米3。
枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞,可满足封孔蓄水期对游供水100m3/s流量的要求。
枢纽各组成建筑物的工程量见表1。
二、施工场地及运输条件
1.施工场地
坝址距下游的仙州市河道长约100公里,直线距离约50公里,坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12公里,上下游均有比较平坦的山间盆地,可作为施工场地。
枢纽选定坝址位于峡谷尾部,距峡谷出口约1.7公里,坝区河床两岸山坡陡峻,成V字形。左岸坡度45°~80°,陡缓相间;右岸坡度60°~85°,两岸山顶均为黄土覆盖。
坝址河床高程一般为410米,枯水季一般水位为418米,河面宽50~60米,深化偏右岸,最深约10米。坝址左岸山峰起伏高出河面约150米以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地,高出河面约110米左右。与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家台四级阶地,高程560~580米。
自峡谷出口起,两岸地势逐渐开阔,呈狭长的二级阶地,高程约430~440米,沿柳河右岸距坝址约8公里的旧镇,附近有宽阔平坦的二级阶地。
坝内河谷两岸有很多冲沟,左岸主要有坝址下游200米处的滑沟;右岸主要有坝址上游150米处的红柳沟,下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟切割既深且短,均系沿断层及节理裂隙发育而成,与河谷多成70°~80°的交角。由于这些冲沟的切割,使坝区地形变得非常复杂,给施工场地布置造成一定困难。
坝区附近可供施工场地布置的地段,有右岸李家沟,峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地,各地段特性如表2所示。各砂料场的颗料组成及物理性质见表3-5。
2.运输条件
仙州到松涛的公路线为六级公路,已建成通车,路线全长约50公里。对于水路交通,因柳河上游为峡谷,河窄水急,不能通行船只。有国家铁路干线通过仙州市,可沿柳河岸边进工地。
三、气候特征
1.气温
本区为大陆性气候。多年平均温度为9.6℃,月平均最高温度为22.9℃,最低为-6.5℃;绝对最高为39.1℃,绝对最低为-23.1℃,日最小变幅1.3℃。坝址附近历年气温观测统计资料,如表6所示。
本地区雨量稀少,年平均降水量为330.1毫米,最大达471.9毫米,其中60~70%集中在7~9月,最大日降雨量为71.8毫米。最长一次降水延续时间4昼,最大一次降雨量为21毫米。暴雨常在下午或晚间出现。
降雪一般于11月下旬开始,最大一次为20毫米,积雪最大厚度为6厘米,积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬,年平均积雪日数为21.6日,土壤冰结深度约1米。
本地区降水统计资料如表7和表8。 3.冰期
每年11月底或12月初行凌,12月底封冻,次年2月底或3月初解冻。冰冻期约2~3个月。冬季行凌初期,多为针状,薄片状冰化闭。流冰速度最大为1.45米/秒,最小为0.95米/秒。春季流冰多为坚硬冰块,冰厚一般为0.2米,最厚可达1米。流冰期一般无过大冰块下泄。
4.风向及风速
本地区春季多风,最大风速为17米/秒,风向多为东北向。
四、水文条件
柳河的年最小流量多发生在1、2月份,3月份上游开始融雪化冰,流量渐增,6月份以后即进入汛期。年最大流量一般发生在7~9月间。
坝址区实测最大流量为5640米3/秒,最小流量为205米3/秒,多年平均流
量为830米3/秒;河水含沙量最大达5公斤/米3(7~9月),最小为0.01公斤/米3(1~2月)。峡内流速最大为7米/秒,最小为0.8米/秒。
其流量特征资料列于表9~表14。
五、工程地质条件
坝区为高山峡谷区。狭谷由震旦纪变质岩构成,其上部为第四纪砾石岩,含砂砾石层及黄土。柳河流向,在坝址附近转为S260°W,河谷呈弯曲形。河谷两岸变质岩顶板出露标高,左岸约520米,右岸约515米。在标高515米时,谷宽约135米,坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。
坝址区及上下游河床覆盖层厚5-12米。表面0.3米左右为黄土覆盖,以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。河床靠右岸有一深槽,顺河呈长条状分布,深槽处水深约10米,覆盖层厚10-12米,此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成,石质坚硬,相当于16级岩石分类中的第X级岩石,普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为1000~1200公斤/厘米2,角闪片岩极限抗压强度为900~1200公斤/厘米2。
坝址右岸距河边480米处,有一天然冲刷的鞍状地形,溢洪道即建此处,该处系古河道的遗址,两侧有大小冲沟数条,与它成70°~80°交角。
此坝址处水文地质情况,地下水属裂隙补给水,数量很少,主要在构造裂隙及局部破碎带内。在坝区变质页岩中还有裂隙承压水,稳定水位432~446米,单宽涌水量一般为3升/分,最大为120升/分,随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。
松涛是地震波及区,据上级主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度。
六、当地建筑材料
坝址上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游藏量丰富,开采运输比较方便,质量一般皆符合要求,只有砂质土尚未找到理想的产地,必要时可以采用两岸的黄土代替,各料物主要特征见表3、表4。