磨房沟二级水电站水工建筑物安全性态

'维普资讯http://www.cqvip.com1996年12月四川承力发电第1-5卷第4期磨房沟二级水电站水工建筑物安全性态_三堡坚李_光毒一t磨房构发电广，冕宁，615615)(中国水电学会大埂监咨询帮，成都，61~41)，，■耍为确保水电站大埂藏其他水工建筑物的安全运行，四JI『省电力局组织有关单位对车电站的水工建筑物进行了定期幢查和安垒鏖评价．大埂疆于正常坝。引水隧嗣、滥赢德堰、调节池，引水渠道、压力前饱和压力钢管筹建筑橱为一娄建筑物。荚麓调垒塑堡妻皇蔓稳定复校安垒现场撩直)}("曲纰，一墨7_t磨房沟全长12．1km；地表集水面积1前言68．2km．二级电站坝址以上为44．2km。磨房淘径流主要由地下水补给．在二级电站磨房沟是雅砻江中谤右岸的一条小支3．1km处有一溶恫，泉水四季不断的涌出，流．在麻哈渡口附近汇入雅砻江。浚电站在距成为沟水的主要水源。该溶洞I：1海拔高程为渡口约4．2km处修建拦河坝(坝顶长43m．2174．7m，由此至沟口高差达825m．分二最大坝高1L．5m)．经1号引水隧洞(长级开发J：段一级电站为峡谷区；下段二级电l460．03m)溢流侧堰(长37．6m)．2号引站为宽谷区，两岸地形相对较宽阔。左岸为水隧洞(长481．65m)、调节池(长544．32汉、彝杂居的居民点和耕地，中戋深沟．右岸m)、引水渠道(长476．63m)．压力前池(长多为荒草检林坡地本区域内植被良好，沟水6O．63m)和压力钢管(主管长999、60m)至终年清澈，悬移质含沙量甚微。雅若江边的明厂房发电，装机容量为2．2水文及地质概况37．5MW。2．2．1水文本电站由原水利电力部上海勘测设计院根据1965年7～12月的实测资料分析．设计．原水利电力部磨房沟水电工程处施工．谤溶洞水量在汛期占沟内总径流量的85％磨岛沟发电厂管理运行。左右．平水期占9o上．枯水期则全为溶四川省电力局于1994年决定进行该电洞水。站水工建筑物定期安全检查。组织有关单他恨据发电量推算，在l986年至l994年查阅I"电厂昕存的全部技术挡案资料．走访期问年平均晨大流量为6．88m／S(出现在r原参加旌工的部份技术人员．进行丁-趣士自1989年和1990年)．最小流量为4．45m。／s椅杏．井按理行规范对铛水坝、冲沙闻要调节(出现在l991年)。设汁洪水流量(，’一2o)池边墙的稳定进行』复接计算．艇盘j工为8I．5m．饺泼洪水流量(，=0．!)为地质条件、施工质量、混琵上质量和运行工况。l72m／s。2．2．!地质简况2工程概况本区域为盐源江台缘稻皱带北2．1河流概况部．锦屏山断层与马尖山断层、里庄断层与羊 维普资讯http://www.cqvip.com坪了断层的夹持区内，断裂构造以北东向为粘土，边坡，基础目前均较稳定。主，活动性断裂的最新活动时代为中更新世槽形渠道沿等高线布置，基础由坡积粘晚期，区内无发震构造和水热活动，自晚更新土和半胶结角砾岩组成，边坡基本稳定。世末期以来，全区以大面积整体抬升为主，故压力前池位于高程1835m的山坡上，属较稳定的地区。本地区地震基本烈度为vI度。基础为含云母片岩及薄层大理岩，岩层向坡坝前壅水不高，库水只限于河槽内。库盆内倾斜，目前亦处于基本稳定状态。库岸虽由第四系松散堆积物构成。但因回水压力管道位于高差600m的斜坡上，斜范围与坝前铺盖的范围基本相当，库岸又有坡坡度平均45。左右。沿线绝大部分为第四浆砌石护坡，故无库水外渗和库岸失稳之虑。系松散堆积物所覆盖，下伏的基岩自下而上坝址区左岸为坡积层覆盖，地形较缓右为绿泥石片岩、玄武岩、千枚状泥质页岩夹灰岸基岩裸露，谷坡陡峻。河床覆盖层最大厚度岩、泥质炭质灰岩、大理岩化灰岩、大理岩和41m，由含沙壤土的卵砾石块石组成，渗透绿色片岩地质构造较为复杂，F断层规模系数0．78～123m／d，极不均一。基岩为中三最大，断带宽l5～30m规模较小的断层和迭系结晶灰岩与绢云母片岩互层和结晶灰泥破碎带有30余条。致使管道岩体大多风化破质灰岩，坝址处没有大的断层，小断层均属顺碎，稳定条件较差。层挤压错动性质，破碎带不大。厂房位于雅砻江右岸漫滩阶地边缘，覆引水隧洞布置在右岸。因“Y”形沟割切盖层厚8～11m，基础置于绿泥石片岩上分为1号和2号两段隧洞。l号隧洞上覆60～200ril．围岩为大理岩、大理岩化灰岩和片3水电站总体布置和水工建筑岩，以中薄层状结构为主，常呈岩组出现。构物结构型式造上没有规模较大的断层，但挤压错动性质的小断疆与破碎带较为发育2号隧洞上覆磨房沟水电站的水工建筑物由拦河闸、厚度为10~50m．围岩匏定条件很差。引水系统和厂房荨组成．总体布置见图1。主调节池所在地形平缓，基础大郁由半胶要水工建筑物的结构型式是：结的坡积角砾岩组成。局部有开挖后残留的，图l磨房掏■级水电息体布置图 维普资讯http://www.cqvip.com3．1拦河坝(闸)包括进水口、1号隧洞、溢流侧堰、2号隧拦河坝自左岸至右岸依次布置有干砌石洞、调节池、引水渠道、前池和压力钢管等，其挡水坝(上游面镶钢筋混凝土板)、干砌石溢结构型式是：流坝(表面镶钢筋混凝土板)和一孔冲沙闸进水口为带有胸墙的孔口式钢筋混凝土(钢筋混凝土结构)，它们沿坝轴线长度分别结构，孔口尺寸2．2m×2．4m(高×宽)，底为23m、15m和4．0m，横剖面图分别见图板高程为1830．15m，设计引水流量2、3、4。冲沙闸的右侧为进水口。拦河坝的基一l0．4m。／s。础为舍壤土和块石沙卵石层，为了防渗和防1号隧洞断面形状为圆拱直墙式，洞高冲，在坝(闸)体的上、下游分别设置铺盖和护为2．5m，宽2．4m，纵向底坡1．8‰，除部份坦。地段一外均以钢筋混凝土衬砌。在正常情况下姐轴照，呈明流，特殊情况下允许短期内呈压力流。／3．3溢流侧堰由1号渐变段、溢流渡槽、泄水道、集水槽和2号渐变段组成。断面形式为槽形拉杆双向溢流钢筋混凝土渡槽(长17．0m宽3．6m)，附设集沙、冲沙设斑。3．42号隧洞全部用钢筋混凝土衬砌，亦为圆拱直墙式断面(高2．98～3．60m、宽2．4m)。当电站停运时，调节池内水面升高后，洞内仍可保持明流流态。纵向底坡1．5‰。在靠近出口的一段，由于岩石覆盖层薄，采用明挖后浇筑底板、边墙和顶拱，再在上部回填土石方形式。3．5调节池一一一为梯形复式断面，钢筋混凝土衬砌，纵向底坡0．5‰，池内最大水深1．84m，容积为4万m。，有效调节容积3．6万m。图3溢流坝横剖面图3．6槽形渠道采用整体式钢筋混凝土结构．两侧边墙埂轴疑顶部以拦杆连结，底板搁置于地面。槽形渠道宽3．4m．水深平均为4．1m。3．7前池由渐变段、进水室和拦污栅槽等建筑组兼砌条石护面成．为钢筋馄凝土槽形结构．池宽5111_．水深—一ll|l_一：二二=工j：69m，正常情况下储水量为l000IGri’、二__l3．8压力钢管钢管进水口尺寸为1．62m×1．63IGri(长图4冲秒闸横剖面围×宽)·除一条主管、两个球形岔管及三条支3．2引水建筑物管外．还有支墩、镇墩等建筑物。主管外径为 维普资讯http://www.cqvip.com1．6l6～1．46m，采用16号锰钢．管壁厚8～程首部枢纽的设计洪水流量(尸=2)为23mm。钢管静水头为468．4～471．10m，计8L5m／s+校核洪水流量(P一0．2)为l72入水锤压力后最大水头达到540m，故对钢m／s。管及其镇墩、支墩的设计要求较高。根据现行规范《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)SDJ124水工建筑物的性态分析—78》及其补充规定，本工程主要建筑物拦河坝为It级建筑物。正常运用的洪水标准为s0所谓水工建筑物的性态是指它所具有的年一遇；但因该坝为干砌石坝，其非常运用的工作能力状态对它进行认真细致地分析后，洪水标准应为l000年一遇。这样校核洪水可对水工建筑物的运行工况做评价。评价标标准比原设计有所提高但在该规范“补充规准可依据《水电厂水工建筑物评级标准》和定”中说明：“低水头或失事后损失不大的水《水电站大坝安全检查施行细则》。利水电枢纽工程的永久性挡水和泄水建筑现就该电站的水工建筑物的性态分别作物+经过专门论证和上级主管部门批准，其非如下分析：常运用的洪水标准可以降低一级”。据此．坟4．1拦河坝核洪水标准仍维持500年一遇。坝址区河床覆盖层的的层次较多+结构地震级别是根据《中国地震烈度区划图松散+表层存在架空结构，颗粒组成上粗下(1990)》的规定．本地区地震基本烈度仍为Ⅶ细，渗透性能上强下弱为此+加强了基础的度防渗措施。为防止坝基的不均匀沉陷和渗流4．2，2拦河坝的抗滑稳定性破坏对坝基稳定的影响．设计时就采取了一荷载组合是参照现行《混凝土重力坝设些有效措臆。首先在结构上进行分缝处理，并计规范SDJ21—78》及《水闸设计规范SD一在坝前设有由粘土、混凝土板和干砌石组成133—84》中的规定，分为基本组合与特殊组的防渗铺盖，长约65m，设计坡降为0．09．小合两类又结台本工程的具体情况，复核中考于允许坡降0．1。虑了以下三种情况：正常情况、非常情况I在施工时+发现铺盖基础中多处有泉水(正常情况加地震)、非常情况I(宣世校枝洪涌出，故在铺盖的底部设置了纵，横向的排水水)。暗沟。将泉水引至坝后的集水池．再用水泵将三种荷载组台情况下的抗滑稳定安全系水抽回水库内，以增加发电量。这套措蘸看来数K均能满足现行规范的要求，且有一定的是可行的。而最近坝基渗漏量有增大的迹象．富裕度。但渗漏水未出现浑浊现象，这说明所设置的4，2．3冲沙闸闸基正应力防渗排水没施是有效的，但应加强监冽对冲沙闸闸基正应力复核结果均由压盯4．2定检结果l旬．最犬值不超过0．15MPa．小于地基允lf在这次定俭中．按照现行规范复查l『原承载力聚大与景小正应力之H二小J】17．设计数j艇肢安全度，主要结果如下：均能满足现行《水闸设计规范SD133—8t}-1．2l建筑特级别及设计标准容许晦的要求。建筑物级别除压力钠管按Ⅱ级建筑物设4．31号隧洞计外．其余主要建筑(包括拦河坝)均按Ⅲ级对隧洞的结构未进行复核；但认真的进建筑物蹬计。行r洞内现场检查。不衬砌段开挖面整齐．除洪水标准同意技施设计阶段规定的本]呢个别掉块和渗漏滴水外．岩体完整，层间结88 维普资讯http://www.cqvip.com台仍很紧密，未见围岩松动。衬砌段结构外观能满足正常蓄水对基础地质的要求。对填方良好，未发现变形开裂现象，故可认为隧洞性土堤和原施工马道口浆砌石边墙的稳定复核态良好，洞壁处于稳定，能保证正常输水功表明：填方土堤在各种荷载组合下，抗滑稳定能。安全系数不小于1．69，远大于规范规定的4．4溢流佣堰1．20。但困基础面倾向左岸，坡度较陡，对抗当1号隧洞内流量大于机组引用水量滑稳定存在不利因素，故应防止清淤时加大时．多余水量即从渡槽溢出，经集水槽、泄水断面的出现渗漏。马道口浆砌石边墙的抗滑道流入冲沟内。另外，在2号隧洞始端设有混稳定系数在池内无淤沙时K一2．14，淤积厚凝土平板滑动闸门一扇，当侧堰段截沙槽开为3m时一L81，均能符合规范要求。闸排沙时，作为防止2号隧洞内水流倒流之4．8引水渠道及前池用。上述建筑物均未出现破损情况，外观良根据混凝土质量复查，槽型渠道的部分好。地段施工期混凝土的最小强度未能满足评定4．52号隧洞标准。现场检查时，发现多处有竖向和水平裂2号隧洞的围岩稳定条件不及1号隧缝．并有钙质物溢出，应采取处理措施。洞。从地质条件可依次分为三段。第一段岩4．9压力钢管的土建工程体较破碎，f=0．5～2，ko一(245～981)埋藏段、8个镇墩和61个支墩施工期的N／era，故采用钢筋混凝土衬砌。第二段由风混凝土质量复查，均满足规范规定的强度要化土夹风化块石和沙壤土夹块石组成，围岩求，故为台格混凝土运行期未发现异常情稳定条件甚差，f==0．3～O．5，K。：(147～况。应对压力钢管的锈蚀和磨损进行检测。245)N／em，采用加强型钢筋混凝土衬砌。第三段为槽挖回填段，槽挖隧洞的基础承载能5对结构物安全性态的评价力能满足要求，而外侧填土在暴雨时易于失稳，曾作过结构处理如从工程处理村砌后的(1)拦河坝(闸)的设计是根据坝基深厚情况分析，2号隧洞仍属蓦本稳定性惫。覆盖屠内有泉水以及引水发电和排沙的特4．62号隧洞出口的滑坡和治理点，总体布置是合格的，施工质量较好。精心1989年6月，2号隧洞尾段，距隧洞中心管理和水工建筑物的及时维护，已安全运行线15m处出现滑坡当时认为是地表水下24年之久。目前拦河坝及排沙闸的性态和运渗后引起的局部滑动，只用水泥沙浆进行了行性能是良好的。护面处理。1990年雨季．护面开裂，坡体继续(2)I水建筑物的进水口结构稳定隧洞发展，范围也扩大，后缘与原地面高差增到衬砌段质量良好，渗漏情况不严重；不村砌段5m．滑体宽约32m．I匝坡长约70m，滑体邑无塌方或危及安全运行的掉块．质量良好调方量约10000m在l991年进行了二期治节池、f水渠和压力前池均能达到设计要求．理．先后在滑体两侧作了截水沟、抗滑挡墙、结构安全．混凝土质量良好．无贯穿性裂缝和抗滑髓、削坡减载及铅丝网水泥沙浆护耐等严重漏水，挡墙及岸坡稳定。压力钢管符合设措施．至今未出现异常迹象计要求．镇墩稳定，支墩束发现严重不均匀沉47调节池陷，伸缩节安垒可靠故可评价建筑物安全性调节池基础虽是第四乐软基．但作为蓄态和运行性能良好水深度4m左右的池基能满足要求．对溶蚀t牧靖日期：l996082，)空洞进行r哥挖回填处理边坡只前较稳定．'