水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告.doc

证书等级：乙 级 SO9001:2008质量体系认证证书编号：A142007305 注册号：05210Q20103R0S湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告宜昌市水利水电勘察设计院二一三年三月批 准：苗云江审 定：贺江华审 核：韩 锋编 写：胡 伟 杨光莱 湖北省鹤峰县咸盈河水电站蓄水安全鉴定设计自检工作报告 宜昌市水利水电勘察设计院目 录1 工程概况11.1 工程基本情况11.2 工程设计及审批过程21.2.1 可行性研究和初步设计21.2.2技施设计31.3 工程任务和规模31.3.1 工程建设必要性及开发任务31.3.2 工程规模32 工程地质42.1勘察工作概况42.2区域地质及地震42.2.1区域地质概况42.2.2区域稳定及地震42.3水库工程地质条件及评价42.3.1 水库地质环境42.3.2 水库渗漏分析52.3.3 库岸稳定62.3.4 水库诱发地震82.3.5 水库浸没及矿产压覆92.4坝区工程地质条件92.4.1地形地貌92.4.2地层岩性92.4.3地质构造102.4.4水文地质条件122.4.5物理地质现象132.4.6岩石的物理力学性质132.5建筑物工程地质条件及评价142.5.1大坝工程地质条件评价142.5.2发电引水隧洞工程地质评价152.5.3厂房工程地质评价162.5.4导流涵洞工程地质评价162.6天然建筑材料172.6.1砂石料172.6.2土料172.7地质结论与建议183 设计洪水与水库调洪复核203.1流域自然地理概况203.2设计洪水复核213.3泄洪设施及泄洪能力复核303.4 2013年度汛333.4.1 度汛标准333.4.2 度汛洪水调节343.5防洪自检评价344 大坝设计354.1大坝总体布置354.2坝体结构设计354.2.1坝顶高程364.2.2坝顶宽度364.2.3坝底高程364.2.4坝内廊道364.2.5坝体分缝364.2.6坝体止水和排水系统374.2.7大坝混凝土材料及分区374.2.8坝体断面设计374.2.9坝顶交通桥设计384.3计算及自检评价394.3.1坝顶高程复核计算394.3.2稳定计算394.3.3坝体应力计算434.3.4结构设计自检评价444.4坝基处理设计及分析444.4.1坝基处理设计444.4.2 帷幕灌浆效果分析444.5工程渗控设计及自检评价444.5.1工程主要渗控设计444.5.2渗控设计自检评价454.6工程温控设计及自检评价454.6.1大坝温度控制标准454.6.2坝体温控措施464.6.3大坝温控设计自检评价464.7大坝设计自检评价465 溢洪道设计475.1 溢洪道布置475.2 溢洪道水力设计475.2.1 溢洪道泄流能力计算475.2.2 挑流消能水力计算485.3 溢洪道结构设计495.3.1 弧形闸门支座结构计算495.3.2 溢流堰面计算505.4 下游防护设计505.5 溢洪道设计自检评价516 冲沙放空底孔设计526.1 冲沙放空底孔布置526.2 冲沙放空底孔水力计算526.2.1 进水口最小淹没深度526.2.2 闸门后通气孔面积复核536.3 进水口结构设计计算536.3.1 闸室启闭机台结构计算536.4 冲沙放空底孔设计自检评价557 发电引水隧洞进水口设计567.1 进水口布置567.2 进水口水力计算567.2.1 进水口最小淹没深度567.2.2 闸门后通气孔面积复核577.3 进水口结构设计计算577.3.1 闸室启闭机台结构计算577.4 进水口设计自检评价598 大坝安全监测设计608.1 大坝变形监测608.2 大坝渗流监测608.3 水文、气象观测608.4 安全监测方法及日常巡视618.5 安全监测设计自检评价619 金属结构设计639.1 金属结构总体设计639.2 设计规范及依据639.2.1 主要设计规范639.2.2 主要设计依据文件639.3 溢洪道金属结构639.4 冲沙放空底孔金属结构649.4.1 大坝冲沙放空检修和工作闸门649.4.2 大坝生态流量管649.5 发电引水隧洞金属结构649.5.1 进水口拦污栅及其启闭设备649.5.2 进水口事故检修闸门及其启闭设备659.5.3 电站尾水闸门及其启闭设备659.5.4 压力钢管669.5.5 进水口后埋藏式钢管669.6 金属结构防腐设计669.7 金属结构设计自检评价6610 初期蓄水期间配电、控制及通信6710.1 大坝用电6710.2 下闸蓄水时坝顶供电接线6710.3 控制及通信6711 导流隧洞封堵设计6811.1 导流隧洞总体布置6811.2 导流隧洞封堵施工阶段设计洪水标准6811.3 导流隧洞封堵设计6811.3.1 堵头长度计算6811.3.2 堵头设计6911.4 导流隧洞封堵程序及施工技术要求7211.4.1 封堵程序7211.4.2 施工技术要求7211.5 导流隧洞设计自检评价7212 下闸蓄水后的水库防洪度汛7312.1 大坝度汛标准7312.2 工程下闸蓄水前必须具备的形象进度7312.2.1 下闸蓄水前土建工程必须具备的形象进度7312.2.2 下闸蓄水前金属结构安装工程必须具备的形象进度7312.2.3 导流隧洞下闸封堵必须具备的形象进度7312.2.4 库区清理及移民安置必须具备的形象进度7412.2.5 其它工程必须具备的形象进度7412.3 下闸时间选择7412.3.1 水情分析7412.3.2 下闸时间选择7612.4 2013年度汛措施7612.5 度汛设计自检评价7613 工程主要设计变更7713.1 设计变更的原则7713.2 大坝建基面高程调整7713.3 闸墩长度变更7713.4 护坦长度变更7813.5 坝体材料变更7813.5.1 变更原因及过程7813.5.2 变更结论7913.6 大坝正常蓄水位设计变更8013.6.1 变更原因及过程8013.6.2 研究内容8113.6.3 变更结论8113.7 设计变更自检评价8114存在的问题及建议821 工程概况1.1 工程基本情况咸盈河水电站位于鹤峰县邬阳乡境内，地处咸盈河流域的中游，该河为清江中游右岸一级支流。坝址以上控制流域面积170.5km2，地理位置位于东径1100411020，北纬30043021之间。咸盈河水电站的尾水位与清江水布垭水库的正常蓄水位有效衔接，咸盈河水电站东距清江水布垭电站约82km，南距鹤峰县城约67km，西距恩施州府约262km，北距长江边的巴东县城约183km，距邬阳乡政府所在地约3km。咸盈河水电站的设计正常蓄水位535.0m，总库容234.3万m3，电站装机容量为15MW，年发电量为4495.20万kWh。本工程规模为小（1）型，工程等别为等，主要建筑物级别按4级设计，次要建筑物按5级设计。大坝按30年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水标准校核。电站厂房按30年一遇洪水标准设计，100年一遇洪水标准校核。消能防冲建筑物按20年一遇洪水标准设计。地震设防烈度为度。由于咸盈河流域内没有气象站，临近有鹤峰气象站站观测的雨量资料，因此，设计洪水采用以下两种方法流量途径的水文比拟法和瞬时单位线法分别进行计算，最后偏于安全的采用瞬时单位线法成果。主要建筑物的地基分别是：大坝坝基为粉砂质泥岩、含泥质粉砂岩，局部为粉砂岩夹少量细砂状砂岩。进水口基础为含泥质粉砂岩。引水隧洞从进口到出口穿越地层依次为：志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2）粉砂质泥岩、粉砂岩；志留系中统纱帽组（S2s）灰绿色粉砂岩、砂质页岩夹紫红色泥岩；石炭系上、下统（C1+2）岩关组（C1y）灰色厚层石英砂岩、灰黑色炭质页岩和黄龙组（C2hn）；二叠系上、下统（P1+2）栖霞组（P1q）深灰-灰黑色中厚层含燧石结核微晶灰岩、石英砂岩、碳质页岩及煤层。调压室和压力管道基础为：泥盆系（D2+3）粉砂岩、石英砂岩夹页岩和志留系（S2s）粉砂岩；电站厂房基础为志留系中统纱帽组(S2s)中厚层粉砂岩。大坝轴线布置在两河口下游130m、左岸小溪沟下游处；河谷为不对称“V”型谷，河床高程497.0m，河床向右拐，两岸基本对称，两岸坝肩陡峭，左岸高程570.0m以下地形坡角45，地表覆盖层厚0.52m，公路从上通过；右岸坝肩下部较陡，地形坡角3849，基岩裸露，高程540m以上较缓，地形坡角38，植被覆盖，残坡积层厚614m，坝基岩体质量属较好较差差岩体，微风化新鲜基岩需作为坝基持力层，因此大坝建基面选择的基本原则是充分利用微风化新鲜基岩。根据坝址区的地形地质条件，在初步设计阶段针对混凝土重力坝选择了三条坝轴线进行比较，上坝线距咸盈河和湾潭河交汇处下游130m；中坝线位于上坝线下游112m。下坝线距中坝线113m，三条坝线的发电引水洞和施工导流均布置在右岸。经比较，上坝线在工程投资、地形地质条件上较优，推荐上坝线。1.2 工程设计及审批过程1.2.1 可行性研究和初步设计在咸盈河流域湖北省鹤峰县咸盈河水电规划报告批复以后，业主委托我院进行咸盈河电站可行性研究阶段的勘察设计工作，我院于2007年5月底，组织相关专业技术人员对现场进行了踏勘，9月上旬，地勘人员进场进行地质勘查工作（委托广西有色勘察设计院勘察），主要进行地质测绘、钻探平洞、坑槽探、钻孔声波测试与室内岩石物理力学实验等工作，外业勘察工作于2007年9月中旬开始，至同年11月底全部完成。2008年3月底，我院完成湖北省鹤峰县咸盈河水电站可行性研究报告（以下简称可研报告），2010年1月25日，省水利厅在武汉组织相关专家对可研报告进行了审查，与会专家听取了设计单位宜昌市水利水电勘察设计院、地勘单位广西有色勘察设计研究院关于勘测设计成果的介绍，进行了认真讨论，形成了会议纪要。会后，我院和广西有色勘察设计研究院按照会议纪要内容，对报告进行了认真修改，并于2010年2月下旬提交了可研报告（修改稿）。2010年1月15日湖北省水利厅以“鄂水利电函201033号”文对关于鹤峰县咸盈河水电站可行性研究报告的审查意见进行了批复。 2010年5月，我院受湖北华盈水电开发有限公司委托，继续进行咸盈河水电站初步设计阶段的地质勘察和初步设计报告的编制工作。我院严格按照可研报告批复意见的要求，在推荐坝址上坝址的基础上，从地形地质、枢纽布置、工程量及投资等多方面对坝型方案做了更进一步的论证，并选择了上、下两条坝线进行比选；对主要建筑物的布置进行进一步优化和细化，进行相应的水力、稳定和应力计算。其他章节也按照小型水电站初步设计报告编制规程（SL/T179-96）的要求进行了进一步修改和补充，于2010年12月完成了咸盈河水电站初步设计报告（送审稿）。2011年1月11日，省水利厅组织专家在武汉对本报告进行了审查，与会专家进行了认真讨论，形成了会议纪要。会后我院按照会议纪要内容进行了认真修改。我院于2011年3月正式提交湖北省鹤峰县咸盈河水电站初步设计报告（审定稿）。1.2.2技施设计2011年11月，根据工程的计划投资安排，我院接受业主的委托开展本工程技施设计。1.3 工程任务和规模1.3.1 工程建设必要性及开发任务为适应鹤峰县国民经济和社会发展“十一五”规划纲要和“十一五”水电农村电气化规划，借鹤峰县至500kV输变电工程建设的东风，将水能资源转化为经济资源，实现“突破性发展工业经济，走工业富县之路”的总体经济发展战略目标，巩固水电农村电气化建设成果，兴建咸盈河水电站是十分迫切和非常必要的。咸盈河流域的开发任务，主要根据当地社会经济发展情况和国民经济各部门要求，结合河流自然条件和建设开发条件研究确定。该流域经济比较落后，社会生产发展水平较低，河道水能资源没有开发利用，国民经济各部门对该河段开发利用没有特殊具体要求。咸盈河水库地处偏僻，没有防洪、灌溉和供水任务，水库为高山峡谷型，也不具备库区航运、放木和水产养殖条件。所以工程的开发任务就是发电。1.3.2 工程规模咸盈河水电站的设计正常蓄水位535.0m，总库容234.3万m3，电站装机容量为15MW，年发电量为4495.20万kWh。本工程规模为小（1）型，工程等别为等，主要建筑物级别按4级设计，次要建筑物按5级设计。2 工程地质2.1勘察工作概况在咸盈河流域湖北省鹤峰县咸盈河水电规划报告批复以后，业主委托我院进行咸盈河电站可行性研究阶段的勘察设计工作，我院于2007年5月底，组织相关专业技术人员对现场进行了踏勘，9月上旬，地勘人员进场进行地质勘查工作（委托广西有色勘察设计院勘察），主要进行地质测绘、钻探平洞、坑槽探、钻孔声波测试与室内岩石物理力学实验等工作，外业勘察工作于2007年9月中旬开始，至同年11月底全部完成。2.2区域地质及地震2.2.1区域地质概况本区位于鄂西褶皱山地，地形复杂，在新近的构造运动的作用下，表现为大面积的间歇性隆起，形成了多层地貌。区内山脉走向、地形地貌受区域内主要构造线的控制。其构造形迹主要是紧密线形和宽缓褶皱，断裂不甚发育。由于这些褶皱方向性强，往往平行成组出现，所以山脉展布方向也表现为一定的方向性，山脉走向基本上与背斜轴、向斜轴方向大致同向。2.2.2区域稳定及地震区域地质构造显示无新的大断裂活动，本工程处于相对稳定地块；根据中国地震动参数区划图(GB183062001)，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为VI度。2.3水库工程地质条件及评价2.3.1 水库地质环境1、地形地貌咸盈河流域是支锁河的发源地，属中低山地貌，中低山深切河谷地形。水库区河谷谷底高程500540m，河岸坡顶高程6001250m，相对高差120700m。河岸陡峭，河谷深切，库区河床坡降一般3050。河谷多呈“V”型，两岸坡度较陡，达3075。河道弯曲，两岸阶地零星分布，并多为耕地。2、地层岩性库区内地层主要是志留系中、下统地层，坡地上分布有第四系坡残积含碎石粉质粘土，河谷一般分布有冲洪积砂卵石层，发电引水隧洞局部经过泥盆、石炭及二叠地层。3、地质构造工程所在区域位于大龙坪向斜和羊子岭背斜之间、班竹园断裂以东（详见构造体系图），无大的断裂构造通过。工程区总体上属单斜构造，岩层倾向北西，倾角一般3055。工程所在区域东南侧发育有一小型背斜即栗子坪背斜，背斜轴线走向大致N60E，延伸约8km，其北翼倾向北西，南翼倾向南东。水库库区山体雄厚，无低矮分水岭及其他不利地质构造，库区地层岩性以砂岩、粉砂岩为主，属相对隔水岩层。据调查，库区内无具开采价值的矿产及重要文物。4、水文地质（1）岩土层的透水性本工程位于相对隔水层区。库区第四第覆盖层包括坡残积含碎石粉质粘土及冲洪积砂卵石层，其中砂卵石层为富水层，厚度不大，仅分布于河床内；基岩主要为志留系中、下统砂页岩，发电引水隧洞局部经过泥盆、石炭及二叠地层。覆盖层及基岩强风化岩层属强透水层，基岩弱风化层属中等透水层划，基岩微风化层属中等-弱透水层，基岩微风化下段属微透水层。（2）地下水的类型根据地下水的赋存条件与水理性质及水力特征，库区内地下水分为二类：松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。松散岩类孔隙水赋存于河流堆积的砂、卵石层及山体表面的坡残积层中，厚度一般不大于10m。基岩类裂隙水赋存于基岩浅层裂隙中，基岩裂隙水相对较贫乏。地下水呈无色透明、无味无嗅。该区地下水对混凝土无腐蚀性。2.3.2 水库渗漏分析库岸主要由志留系下统罗惹坪组（S1lr）地层组成，岩层走向北东-南西，倾向北西局部南东，倾角1555，岩性为砂岩、粉砂质页岩、页岩、粉砂质泥岩、含泥质粉砂岩，其中泥岩、页岩为相对隔水岩组。无大的断裂构造通过，库坝区岩体中未见断层及长、大构造裂隙发育，地下水活动微弱，未见泉水出露。库岸裂隙稍发育，多为缓倾角，倾向河床。库坝区不存在岩溶问题，未见其它可能或潜在的渗漏通道发育。咸盈河是本区域常年性最低基准面地表河流，咸盈河与邻谷的分水岭高程在15002000m以上，而且分水岭宽厚，大部分为砂页岩组成。也不存在贯通性的大型断裂及断层破碎带，因此，本水库不存在向邻谷或下游的渗漏的问题。2.3.3 库岸稳定咸盈河水库库岸多为基岩库岸，覆盖层较薄，厚度110m，基岩岩性为志留系下统罗惹坪组（S1lr）灰绿、黄绿色砂质页岩、粘土质粉砂岩夹薄层粉砂岩；土黄色粉砂质页岩、黄绿色页岩夹薄层粉砂岩、底部为灰黄色薄层中厚层粉砂岩；黄绿色含粉砂质页岩、泥质粉砂岩。岩石硬度中等，山坡自然坡度中等至偏陡，库岸基本稳定。本次勘察期间对库区发育的滑坡、崩塌及危岩体等不良地质现象进行了调查，并进行了统计分析，结果见表2.3.3-1、表2.3.3-2、表2.3.3-3。表2.3.3-1 库岸滑坡调查统计表序号高程（m）位 置类 型规模（长高厚)（m3）稳定性前缘后缘现 状蓄 水 后 （设计539 m）1540570湾潭河右岸土体滑坡80302基本稳定基本稳定2600610坝址左岸边坡土体滑坡200m3稳定无影响3625630坝址左岸边坡土体滑坡100m3稳定无影响4610640坝址左岸边坡岩质滑坡40302稳定无影响5621631湾潭河左岸土体滑坡10101稳定无影响6634639湾潭河右岸土体滑坡1051稳定无影响7770780湾潭河右岸土体滑坡25102.5稳定无影响8784788湾潭河右岸土体滑坡741.5稳定无影响9642647湾潭河右岸土体滑坡1653.4稳定无影响10523553湾潭河右岸岩质滑坡20305基本稳定部分淹没，无影响11591607坝址左岸边坡岩质滑坡22162.5稳定无影响表2.3.3-2 库岸崩塌调查统计表序号高程（m）位 置类 型规模(长宽厚) （m3）稳定性现状 蓄水后 （设计539 m）1595湾潭河左岸岩体崩塌1062稳定无影响2611湾潭河右岸岩体崩塌2573稳定无影响3512湾潭河左岸土体崩塌厚24m，约100m3基本稳定大部分淹没，基本稳定4596湾潭河路边岩体崩塌51 m3稳定无影响5550湾潭河村土体崩塌36 m3基本稳定无影响6662邬阳加油站土体崩塌733稳定无影响7752巴鹤公路土体崩塌432稳定无影响8593湾潭河左岸岩体崩塌321稳定无影响表2.3.3-3 库岸危岩体调查统计表序号高程（m）位置规模(长高厚) （m3）稳定性现状蓄水后（设计539 m）1588坝址左岸边坡20152基本稳定无影响2551坝址左岸边坡572稳定无影响3703湾潭河右岸643稳定无影响4680湾潭河右岸1.52.72.5稳定无影响5642湾潭河右岸121稳定无影响6601湾潭河右岸30215稳定无影响7590湾潭河右岸20123稳定无影响8562湾潭河右岸1074.5稳定无影响9523湾潭河右岸（16183）（25155） （35146）稳定大部分淹没，基本稳定10571湾潭河右岸1071.5稳定无影响11505湾潭村-栗子坪村公路边坡742稳定无影响12530湾潭河与咸盈河交叉口212、321稳定无影响13604坝址右岸边坡632稳定无影响14609湾潭河与咸盈河交叉口1.526稳定无影响15810坝址左岸边坡251.2稳定无影响16612坝址左岸边坡653稳定无影响17782栗咸公路边边坡22204稳定无影响从上述调查统计表看，仅局部段可能出现小规模的滑坡、崩塌，对工程运行安全不会构成威胁。1）栗子坪村小学岸坡：栗子坪小学位于库岸边坪地上，坪地高程约610m，该处河床高程约530m，学校围墙距岸边最近仅为15m，该边坡上覆第四系坡残积堆积物，物质组成为含碎石、块石粉质粘土，覆盖层较厚，下伏基岩为志留系下统罗惹坪组（S1lr）灰绿、黄绿色薄层中层砂质页岩、粘土质粉砂岩夹薄层粉砂岩，岩层产状N75E/NW40。水库浸没高程439m，水位上升后，会发生库岸再造，为防止库岸崩塌引起上部边坡失稳，对该段长约50m进行护砌。2）湾潭村-栗子坪村公路边坡：该公路从咸盈河左岸约630m高程的山坡经过，由于公路改、扩建人工切坡，形成顺层岩质边坡，宽约80m，高约180m，岩性为深灰色厚层粉砂岩，弱风化，岩层产状N70E/NW45。以上两处边坡现状已处于稳定状态，水库蓄水标高为539m，蓄水量小，对库岸稳定性不会造成较大的影响，但水库蓄水时局部地段的小塌陷需采取必要的预防及治理措施。2.3.4 水库诱发地震地质构造显示无晚近期的活动性大断裂，本工程处于相对稳定地块。2.3.5 水库浸没及矿产压覆水库设计正常蓄水水位535m，库区河谷属峡谷型。两岸谷坡坡角在30以上，为陡峻的岸坡，基岩裸露清晰，覆盖层薄（一般110m）且颗粒较粗，两岸地面相对高差在200m300m以上，两岸地面标高远大于水库正常蓄水位，故水库蓄水前后地下水位的抬升，不会造成大面积的地下水壅高及土地沼泽化、盐碱化。正常蓄水位535m高程以上的土地及各村屯的房屋不会受到水库浸没的严重影响。经调查访问，库区无查明的具经济价值的矿产资源，水库蓄水后不存在矿产压覆问题。2.4坝区工程地质条件2.4.1地形地貌咸盈河水电站坝址位于咸盈河与湾潭河交汇处下游约300m长的顺直河段上，河道为右微弯形河道，河流流向总体为N21E，河床高程494500.5m，坝址区河谷呈对称“V”型谷，左右岸坡坡角3560。河床宽2025m，覆盖层主要为块石、漂石、砂卵石及粗中砂，分布不均匀，厚514m，河床两岸基岩出露，河床段坡降为18，水流稍急。坝左岸第四系覆盖层较薄，厚05.5m，分布不均匀，部分地段无覆盖层，成份以块石、碎石夹粘土为主。右岸坡大部分地段基岩裸露，第四系覆盖层主要为第四系残坡积的含块石、碎石粘性土，厚06m，在右岸中段厚14m。2.4.2地层岩性坝址区地层为志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2），其主要地层岩性为粉砂质泥岩、含泥质粉砂岩，局部为粉砂岩夹少量细砂状砂岩。岩层产状N6075E/ NW3050；第四系覆盖层包括冲洪积层（Qal+pl）及残坡积层（Qel+dl）。具体岩性和组合特征由新到老叙述如下：（1）第四系冲洪积层（Qal+pl）：分布于河床中，主要由卵石、漂石、粗中砂组成，以漂石、卵石为主，呈松散状，粒径150cm居多，部分粒径为大于80cm的大漂石，分不均匀，成份主要为砂岩，磨圆度较好，呈次圆状。稍密中密，分选性差，孔隙率大，透水性强。层厚514m。（2）第四系残坡积层（Qel+dl）：分布于河谷两岸山坡，岩性主要为含碎石、块石粉质粘土，碎石含量占3060%，成份主要为风化的粉砂质泥岩、粉砂岩，粒径140cm不等，部分块石粒径达80100cm，少量为13m的滚石。残坡积层一般呈松散状态，部分呈稍密状，孔隙率大，透水性强，属强透水地层。左岸层厚05.5m，右岸ZK11、ZK8一带分布较厚，厚度为12.814.0m，其它地段层厚35m。（3）志留系下统罗惹坪组上段粉砂质泥岩（S1lr2- Sn）：灰绿、深灰色，矿物成份以云母及高岭石为主，含少量石英质，据粉砂状鳞片泥质结构，单层厚度0.20.4m，呈薄层至中厚层状构造，具灰、白相间的平行纹理。岩体结构清楚，裂隙较发育，裂隙面较多铁锰质物渲染，其力学强度稍低，泥岩不含水，透水性较弱。（4）志留系下统罗惹坪组上段含泥质粉砂岩（S1lr2- Ss）：深灰色，矿物成份以石英为主，具粉砂质结构，中厚厚层状构造，含灰、白相间的泥质条纹。单层厚度0.30.5m，呈中厚层状构造，岩体结构清晰，局部裂隙较发育，裂隙面有少量铁锰质物渲染，岩体较完整，其力学强度高，岩体透水性中等弱。2.4.3地质构造坝址位于栗子坪背斜的北翼，该背斜轴向大致为SW-NE向，核部为志留系下统罗惹坪下段地层，两翼为志留系下统-中统罗惹坪组地层，两翼较对称。坝址区为单斜构造，无较大断层通过坝区。因构造抬升及河流的下切侵蚀作用，形成深切对称的“V”型谷，岩层产状N6085E/NW3050。岩层走向与河流近于垂直，倾向下游偏左岸，为一典型的横向谷。裂隙以顺河向裂隙和反岩层倾向裂隙为主，裂隙延伸长度一般小于10m，内充填粘土或无充填。左岸裂隙主要有2组，裂隙 N25E/SE60，大部分闭合，其发育程度23条/m，延伸一般小于10m；部分张开，其宽度约5cm。裂隙 N77W/SW44，大部分闭合，其发育程度23条/米，延伸一般小于8m，部分张开，局部夹泥。右岸裂隙主要有2组，裂隙 N10E /S E30，大部分闭合，其发育程度24条/米，延伸一般小于12m；部分张开，其宽度约5cm。裂隙 N75 W /S W76，大部分闭合，其发育程度3条/m，延伸一般小于6m，部分张开。以上见坝址裂隙走向玫瑰花图（图2.4.3-1）、左右岸赤平投影图（图2.4.3-2、图2.4.3-3）。坝区无其他不利地质构造发育。图2.4.3-1 坝址裂隙走向玫瑰花图图2.4.3-2 坝址左岸赤平投影图图2.4.3-3 坝址右岸赤平投影图。2.4.4水文地质条件1、地下水类型坝址区地下水为孔隙潜水和基岩裂隙潜水两种类型。孔隙潜水赋存于第四系冲洪积砂卵石层及残坡积粉质粘土、碎石土中，冲洪积砂卵石层孔隙潜水与河水有密切的水力联系，水量丰富，其水位与河水位基本一致。残坡积粉质粘土、碎石土中孔隙潜水其补给主要来源于大气降水，排泄主要为蒸发，水量分布不均，受大气降水的影响十分明显。基岩裂隙水赋存于基岩的风化和构造裂隙中，形成裂隙水含水层，是坝址渗漏的主要途径。裂隙含水层透水性的一般规律是随着基岩风化程度减弱而减弱，基岩裂隙水的埋深随地形的增高而加深。基岩裂隙水的水位线与地形线形状相近，根据钻孔资料，上坝址左岸地下水的埋深为32m（ZK9）60 m（ZK14）；右岸为39m（ZK11）50 m（ZK12）。地下水的水力坡度特征为：左岸平均水力坡度为0.376，右岸平均水力坡度为0.413。在局部地区基岩裂隙水具有承压性。其补给主要来源于大气降水和地表水的入渗补给，地下水的排泄是以下降泉的形式排泄于地表。2、岩体透水性覆盖层及强风化岩层属强透水层，弱风化层属中等透水层，微风化层属中等-弱透水层，微风化下段属微透水层。根据坝址钻孔压水试验资料成果，将岩体透水性按其透水率（q）的大小分为以下几个透水带。强透水带：q100Lu，主要分布于河床冲洪积层、岸坡覆盖层及强风化岩层中。中等透水带：10q100Lu，主要分布于强风化及弱风化岩层中，左岸高程为522.0m以上，右岸高程为510.0m以上部分地段，河床内高程为455.0m以上。弱透水带上层：5q10Lu，主要分布于微风化岩层及部分弱风化岩层中，裂隙较发育。弱透水带下层：1q5Lu，主要分布于微风化岩层中，裂隙不发育。左岸高程为522.0m以下，右岸高程为521.0m以下部分地段，河床内高程为465.0m以下。微透水带：0.1q1Lu，主要分布于微风化及新鲜岩层中，裂隙不发育。岩石透水特点：岩体透水性随岩石风化程度的减弱而减小；两岸山坡岩体透水性大于河床中间岩体透水性，这与岩体的风化及河床下切过程中卸荷有关；岩体透水性随深度增加而减少，这是因为向深部裂隙逐渐闭合，而且岩体含泥量高，裂隙张开程度小，透水性相对较低。2.4.5物理地质现象坝址区未见滑坡，主要为小型的崩塌，崩塌物主要为第四系的残坡积粉质粘土、碎石土，崩塌面积一般1020m2，崩塌主要由筑路或其他生产活动引起，崩塌量小，对坝址枢纽没有直接的影响。2.4.6岩石的物理力学性质坝址区岩性变化不大，主要有两类岩石，即含泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。本阶段通过室内物理力学性质试验经统计分析，各类岩石物理力学参数见表2.4.6-1。从表可知，含泥质粉砂岩饱和抗压强度标准值为41.369MPa，属于“中硬岩”，而粉砂质泥岩饱和抗压强度标准值仅为19.79MPa，应划属“较软岩”。从岩石的软化系数、室内抗剪试验和钻孔、 平硐声波测试结果来看，两类岩性的强度差别很明显。表2.4.6-1 各类岩性的物理力学参数汇总表岩石名称围岩分类天然重度(kN/m3)吸水率(%)软化系数岩石抗压强度(MPa)抗剪断强度弹性模量103(MPa)变形模量103(MPa)泊松比坝基允许承载力（Mpa）岩石波速（m/s）饱和干燥岩体砼/岩体fc(MPa)fc(MPa)强风化粉砂质泥岩20.00.120.350.8963强风化含泥质粉砂岩22.00.50.301.21235弱风化粉砂质泥岩26.70.910.6020.031.40.920.650.870.602.82.10.282.02012弱风化含泥质粉砂岩27.00.460.7741.452.31.000.750.900.653.52.90.254.22336微风化含泥质粉砂岩27.40.280.7954.466.41.050.850.950.704.03.50.255.436652.5建筑物工程地质条件及评价2.5.1大坝工程地质条件评价上坝线轴线部位，两岸陡峻，河床宽约23m。左岸上部较缓平均坡角37，植被覆盖，残坡积层厚4.55m；下部陡峻，基岩裸露，平均坡角52。右岸坡角平均45，上部植被覆盖，残坡积层厚2.512.8 m。残坡积主要成分为粘土夹碎石及少量块石，残坡积体分布不均，分布高程较高，陡峭处基岩裸露。左右岸山体连续雄厚、陡峻，掉坎、冲沟不发育，地形较为理想。河床冲洪积砂卵石厚5.2m，卵石成分以灰色白云岩、灰岩、砂岩为主，局部漂石直径0.51.0m，砂卵石分选性差。其弹性模量及变形模量均不适应重力坝基础要求，全部挖除。坝肩、坝基岩石均为志留系下统罗惹坪组含泥质粉砂岩，坝肩基础置于弱风化岩体上，左岸强风化岩体深03m，右岸强风化岩体深02.5m，强风化岩体需清除，在基岩裸露部位，风化裂隙较发育，需清除；左右坝肩覆盖层开挖坡度：1：1.5，强风化岩体开挖坡度：1：1.0，弱风化岩体开挖坡度：1：0.5。坝肩开挖深度深入弱风化岩体不小于2.0m，以避开风化裂隙和卸荷裂隙发育部位。河床位于弱风化岩体中下部，岩体较完整，裂隙不发育，因岩层倾下游，为防止下游岩层顺层面滑动，开挖深度不小于1m，以增加阻滑岩体。坝基岩体均为灰白色含泥质粉砂岩，剪切波波速(Vs)=937m/s，压缩波波速（Vp）=1963 m/s，物理力学指标建议：单轴饱和抗压强度3040MPa，饱和弹性模量3.0GPa，变形模量2.5 GPa，软化系数0.65，岩体允许承载力3.0MPa。坝后两岸岸坡陡峻，岩石为含泥质粉砂岩，岩体完整，强度较高，坝下游两侧岸坡稳定性较好，河床岩体冲刷系数K1.75，抗冲流速4m/s，由于岩层倾向下游，采取一定的工程处理措施，保证冲刷坑的岩体稳定。混凝土坝坝基防渗主要靠帷幕灌浆进行防渗，根据钻孔压水试验成果并类比邻近工程经验，按照有关规范及设计要求，坝基防渗帷幕按透水率q5Lu作为相对隔水层控制标准。河床：据压水试验资料，q5Lu，相对隔水层埋深约35.5m。该段范围帷幕深度在建基面以下30m。帷幕底控制高程为458m。坝左岸：据压水试验资料，q5Lu，相对隔水层埋深约3035.00m。该段范围帷幕深度在建基面以下3040m。坝右岸：据压水试验资料，q5Lu，相对隔水层埋深约3043m。该段范围帷幕深度在建基面以下3040m。为避免坝肩绕坝渗漏，坝址两岸坝肩同样需进行灌浆处理，由于场地地形坡度较陡，两岸可在坝顶高程附近开挖灌浆廊道进行帷幕灌浆。2.5.2发电引水隧洞工程地质评价发电引水隧洞位于右岸，发电引水隧洞进水口为洞径3.0m的圆形洞，总长6453m，进口段洞长39.5m，进口底板高程520m，出口底板高程515m。取水口布置在右坝段。由于出口段栖霞组灰岩中发现煤矿，隧洞轴线为避开煤层，隧洞轴线向河床偏移，隧水隧洞总长6522m。（1）隧洞（0+0002+800）段: 该段隧洞依次穿越：（1）志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2）粉砂质泥岩、粉砂岩，岩层产状N70E/NW40，岩体属弱微风化层，节理裂隙稍发育；（2）志留系中统纱帽组（S2s）灰绿色粉砂岩、砂质页岩夹紫红色泥岩，岩层产状N7085E/NW3040，岩体属弱微风化层，节理裂隙稍发育。（2）隧洞（2+8004+500）段: 该段隧洞从2+800m处进入石碳系中上统粉砂质泥岩夹泥岩区，全长1700m。此段隧洞线方向平行岩层走向，倾向坡里。其依次穿越如下岩层：石炭系上、下统（C1+2）岩关组（C1y）灰色厚层石英砂岩、灰黑色炭质页岩和黄龙组（C2hn）浅灰色中-厚层生物屑微晶灰岩、细晶白云岩，强岩溶层岩组。二叠系下统栖霞组（P1q）深灰-灰黑色中厚层含燧石结核微晶灰岩、石英砂岩、碳质页岩及煤层位于其上部，地下水不丰富。（3）隧洞（4+5005+200）段: 隧洞在该段进入砂岩区，岩体岩性为泥盆系中上统(D2+3) 石英砂岩中。随后隧洞从6+453m进入压力斜洞直至厂房。从上可知，发电引水隧洞沿右岸山坡掘进，上覆岩体及侧壁岩体均较厚，围岩强度较高，岩体完整，裂隙不发育，成洞条件较好。隧洞施工过程中，除进出口地段外，一般不需要专门的施工支护。但由于本隧洞很长，沿途经过高山峻岭，悬崖峭壁，穿过众多地层和不同岩性，岩层多与洞轴线平行或小角度斜交，因此洞顶易产生塌顶，隧洞经过区多为砂岩，遇水易软化，因此隧洞掘进过程中及时衬砌或支护。2.5.3厂房工程地质评价厂区位于金鸡村咸盈河右岸坡地，厂址岸坡地形较陡，坡度3555，河床高程约391m，河床宽约30 m，砂卵石厚约810 m，河床岸边基岩出露，河岸上部边坡上为第四系坡残积碎石土、块石所覆盖，厚约815m，岸坡上部调压井位置覆盖层厚度510m。基岩为志留系中统纱帽组 (S2s)中厚层粉砂岩，岩层产状为N80W/NE38，岩层倾向与坡向大致同向，裂隙不发育。岩体强度较高，透水性较弱。表层为第四系坡残积碎石土、块石，其下为较硬基岩，为此，边坡开挖坡度：土石边坡坡比为1：1.251.75，岩质边坡1：0.451：0.5。岩石的抗剪断强度和混凝土与岩石结合面的抗剪断强度：f/=0.9，c/= 0.65，f=0.56，c=0。由于厂房后侧山体陡峭，在施工修建厂房前，先清除厂房后侧山体的危岩体及孤石；在坡脚设置抗滑桩挡土墙等，保证厂房的安全。2.5.4导流涵洞工程地质评价施工导流洞布置在右岸，进口布置在两河口下游，进口底板高程501.0m，出口高程498.87m。隧洞经过地段，地表岸坡坡度变化小，进口岸坡较陡，出口为陡坡相对较缓，洞室最大埋深70m。全洞穿越地层为志留系下统罗惹坪组，含泥质粉砂岩，岩层倾下游，倾角4050，岩层走向与洞轴线呈大角度斜交。导流洞进口段（025 m）：岩石为含少量泥质粉砂岩，上覆岩体较破碎，属类围岩，需全断面混凝土衬砌处理。洞身（25180m）段：洞体埋深大，围岩呈微风化，裂隙不发育，围岩强度较高，据沿线钻孔揭示，岩体RQD为68 %，岩体完整，属类围岩。该段隧洞围岩质量较好，洞室较稳定。导流洞出口段（180230m）：岩石为粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩，围岩呈弱微风化状，产状33045，岩层走向与洞线近于垂直，由于泥岩强度较低，易产生塌顶、掉块等工程地质问题，属类围岩，需对该段进行钢筋混凝土衬砌。导流洞出口边坡：岩层走向与洞线近于垂直，倾向坡外，为顺向坡，边坡不稳定，对洞脸进行锚喷处理。2.6天然建筑材料2.6.1砂石料咸盈河堆积物主要为大粒径卵石、巨砾、块石及漂石，经现场调查表明，粒径大于400mm的巨粒达80%，并含大量的风化页岩片石与粉砂质泥岩碎块，有分选的砂砾卵石极少，河里分布零散，含泥量高，难以作为混凝土骨料。故本次料场勘察，砂卵石料不作为重点，圈定的砂卵石料场可作为临时工程辅助用料。砂卵石开采厚度取0.3m，储量为5.6万m3，距离上坝址0.92.0km。2.6.2土料1、漂隘土料场(T-1)料场位于咸盈河与湾潭河交汇处上游咸盈河右岸，为第四系残坡积层，距上坝址约0.45km。料场地形为缓坡，坡角2030，分布高程为520600m。材料层为第四系残坡积层含碎石粘性土，粘性土呈灰黄色，主要为粉质粘土，含少许粘土及粉土，碎石主要为砂岩，多呈棱角状，粒径大小不一，一般为20300mm，少数大于300mm。碎石含量一般2535%，局部变为碎石土，碎石含量达90%，料场有用层厚度较薄，最大厚度不超过3.0m，剥离层厚度0.51.5m，平均厚度为0.5m，有用储量约为1.1万m3，剥离方量约2.5万m3。该料场旁没有公路通过，运输需从河床经过，交通不方便。2、孙家湾土料场(T-2)料场位于孙家湾，为一冲沟，距上坝址平距约1.9km。料场地形为缓坡，坡角1530，分布高程为520630m。土料层为第四系残坡积层含碎石粘性土，粘性土呈灰黄色，主要为粉质粘土，多为可塑状态。料场有用层厚度较薄，最大厚度不超过3.0m，平均厚度约为0.5m，方量约为3.5万m3。2.7地质结论与建议1、区域地质构造显示无新的大断裂活动，本工程处于相对稳定地块；根据中国地震动参数区划图(GB183062001)，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为VI度。本工程处于相对稳定地块，库坝地区无晚近期活动性断裂，咸盈河水库为峡谷型水库，水库库容较小，水库蓄水后对该地区地应力改变不明显，一般不会诱发影响水库安全和正常运行的地震。2、水库岸主要由志留系下统罗惹坪组（S1lr）地层组成，岩性为砂岩、粉砂质页岩、页岩，为相对隔水岩组。咸盈河是本区域常年性最低基准面地表河流，未发现通向邻谷的大型断层破碎带或岩溶渗漏通道，因此本水库坝不存在向邻谷或下游渗漏问题。咸盈河水库库岸多为基岩库岸，自然条件较好。水库蓄水后，局部段可能出现小规模的滑坡、崩塌，对工程运行安全不会构成严重威胁。水库蓄水后水面较之原有河道增宽，地下水位升高，可能存在库岸再造问题，栗子坪学校边坡现虽较稳定，但水库蓄水后库岸再造可能引起边坡不稳定 ，需采取必要的工程措施。3、发电引水隧洞布置在右坝肩。隧洞轴线与岩层走向斜交，隧洞依次穿越：（1）志留系下统罗惹坪组上段（S1lr2）粉砂质泥岩、粉砂岩，岩层产状N70E/NW40。（2）志留系中统纱帽组（S2s）灰绿色粉砂岩、砂质页岩夹紫红色泥岩，岩层产状N7085E/NW3040。（3）石炭系上、下统（C1+2）岩关组（C1y）灰色厚层石英砂岩、灰黑色炭质页岩和黄龙组（C2hn）浅灰色中-厚层生物屑微晶灰岩、细晶白云岩，强岩溶层岩组；（4）二叠系下统栖霞组（P1q）深灰-灰黑色中厚层含燧石结核微晶灰岩、石英砂岩、碳质页岩及煤层。围岩类别：微至新鲜完整岩体属较稳定的类，大部分成洞条件较好。4、施工导流洞布置在右岸，进出口成洞较差，及时采取支护措施，注意成洞方式。洞身段围岩属类基本稳定岩体，成洞条件较好。出口边坡顺向坡。5、厂房位于金鸡村咸盈河右岸坡地，厂址岸坡地形较陡，坡度3555，地形较开阔。基础岩体能满足厂房应力要求。后缘为高边坡，先清除厂房后侧山体的危岩体及孤石；其次对厂房后侧的永久边坡采取喷锚支护等有效措施以保边坡稳定，保证厂区安全。6、由于厂房背后山坡较陡，山坡堆积物较厚，粒径较大，多为粉砂岩和石英砂岩块石，如果压力钢管采用明挖墩基，基础开挖深度较大，存在边坡稳定问题。7、施工围堰位于大坝上、下100150m。砂卵石层厚13m，透水性较强，需作好基础防渗处理工作。8、各类料场与坝址相距05km不等。交通运输条件尚好。大坝所需堆石料和混凝土骨料料场，以R-4为首选料场。该料场为坚硬的石灰岩，强度高，储量丰富，首选石炭系黄龙组和二叠系茅口组微晶灰岩作为块石、混凝土粗细骨料料源。围堰用料可就近采用漂隘土料场，该料场为第四系残坡积层含碎石的粉质粘土，碎石含量5%10%。3 设计洪水与水库调洪复核3.1流域自然地理概况咸盈河流域是清江中游右岸一级支流，位于东径1100411020，北纬30043021之间。发源于鹤峰县燕子乡青草坪，沿途流经咸盈村、栗子坪村、高峰村至金鸡口出鹤峰县境，于巴东县杨柳池乡汇入清江。该河在鹤峰县境内称为咸盈河，进入巴东后称为龙王河，全流域集水面积619km2，干流长48.3km。其中鹤峰县境内372.1km2，干流长30.2km。干流河床坡度13.5，河流弯曲系数1.4，河网密度0.2km/km2。咸盈河主要支流有岔连河、三元河、湾潭河等，其流域概况如下:岔连河是咸盈河干流左岸一级支流，发源于建始县官店镇雷家包，分水岭海拔高程1829m，在金鸡口以上金家河段汇入干流，控制流域面积53.5km2，主河道长12.8km，河道平均坡降62.3。湾潭河是咸盈河干流左岸一级支流，主源发源于桥头湾，分水岭海拔2009m，在湾潭村下游黄家坪汇入干流，控制流域面积72.74km2，主河道长15.7km，河道平均坡降49.56。三元河是咸盈河干流右岸一级支流，发源于五峰县界岭石板沟一带，分水岭海拔高程2058m。在鹤峰县邬阳乡栗子坪村王家铺汇入干流，控制流域面积27.8km2，河道长12.15km，平均坡降85.89。咸盈河流域地处鄂西南山区南部，属于武陵山区，属亚热带季风气侯，流域平均海拔高程1366m，最高点河源1913m，最低点河口235m。流域内山峦叠翠，地势陡峻，河流落差大，水力资源丰富，干流理论蕴藏量40MW。咸盈河流域森林植被较好，森林覆盖在75%以上，许多地方森林仍处于原生状态，自河谷至山顶，多为硬阔林和幼松林，灌木与乔木，落叶与不落叶杂生，一年四季郁郁葱葱，良好的植被，有效的防止了水土流失。流域内土壤类型多样，土壤主要类型有黄壤，黄棕壤，棕壤等，多分布在山间平地和河谷地带。鹤峰县境内的咸盈河，人类活动影响很少，目前仅有2座引水式电站，总装机容量不足1000kW，清江水布垭水库，正常蓄水位400m（吴淞），汛期限制水位391.8m，咸盈河干流水电开发，受清江水布垭水库回水的制约。3.2设计洪水复核2013年7月，湖北省鹤峰县咸盈河水电站大坝正常蓄水位变更设计报告（以下简称变更报告）通过省水利厅评审，报告中水文、地质等相关数据及参数均没有发生变化，故本次设计洪水复核可采用以上数据及参数。咸盈河流域属湖北省水文气象分区第区，大坝、厂房采用流量途径推求设计洪水和瞬时单位线法推算的洪水两种方法进行比较，经比较后采用推荐采用瞬时单位线法推求设计洪水作为设计取值。1、流域地理参数咸盈河水电站坝址和厂房以上流域地理参数见表3.2-1。表3.2-1 咸盈河水电站坝址和厂房以上流域的特征参数位置/项目河长（km）坡降()流域面积（km2）咸盈河水电站坝址19.645.0170.5厂房24.944.2244.52、设计暴雨（1）点雨量可研阶段选用的是金果坪站的实测暴雨资料作为本次设计的暴雨参数值，省厅对可研水文的审查意见如下：“同意按暴雨途径推求厂、坝址设计洪水。因金果坪站位于流域下游，高程偏低，设计暴雨可能偏小。建议与湖北省水文水资源局2002年编制完成的湖北省暴雨统计参数