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东宁县罗家店水电站上下坝线工程地质状况比选

时间:2017-06-18

1、工程概况

  东宁县罗家店水电站坝址位于东宁县罗家店村西侧 4km 处的大绥芬河干流上游,距大、小绥芬河汇合口94km,距东宁县县城所在地120km,地理坐标为东经 130°28'35″、北纬 43°44'39″,坝址以上集水面积 2588km2。罗家店水电站工程的主要任务以发电为主。罗家店水电站选定装机容量 15MW,年发电量 4273 ×104kW·h。电站建成后并入东宁地区电网,对解决本地区缺电问题以及改善电网供电质量,提高水电农村电气化标准,无论近期还是远期,都将会起到重要作用。

  在等库容、等效益的条件下,对上、下两条坝线从地形、地质、泄洪消能、工程量、施工条件、工期、投资及运行等条件进行综合比较论证,提出选定的坝轴线。上坝线: 在可研推荐的坝轴线上游 150m 处。坝轴线坐标位置: 东北侧( 左岸) 为 X =618967. 3909,Y= 4846424. 8490; 西 南 侧 ( 右 岸 ) 为 X =618780. 6998, Y = 4846356. 0689; 。 坝 顶 长度 209. 00m。下坝线: 可研推荐的坝轴线。坝轴线坐标位置:东 北 侧 ( 左 岸 ) 为 X = 619030. 9231,Y =4846309. 8277; 西南侧( 右岸) 为 X = 618857. 2795,Y= 4846197. 2795。坝顶长度 195. 60m。

  2、上坝线工程地质条件及评价

  2. 1、地形地貌

  坝线河谷地形呈不对称“V”字型,左岸较陡,右岸稍缓。地貌类型主要分为现代河床及河漫滩、坡积裙及低山丘陵 3 种。

  2. 2、岩体风化特征

  坝基及两岸基岩以弱风化岩体为主,强风化带在左右两岸及河谷覆盖层下均有揭露,但厚度不大,一般在 0. 3m -1. 0m。大部分呈弱风化。

  2. 3、岩( 土) 体渗透性

  坝基松散层主要为第四系全新统现代河床冲积堆积物及冲积、洪积堆积物。其中,低液限黏土为微透水土体,河床部的混合土卵石层含孤石,且分布不均,有架空现象,渗透系数建议值为 200m/d。⑥含细粒土中砂层为中等透水土体,其渗透系数建议值为 2 ×10- 3cm / s。混合土碎块石层为强透水层。坝基基岩除河床及两岸漫滩上部有约 2m - 5m强透水层外,其余坝基及两岸坝肩岩体为中等透水。坝基岩体透水率多在 20Lu 左右,坝肩为中等透水。

  2. 4、上坝线工程地质条件评价

  2. 4. 1、坝基稳定性

  河谷覆盖层由第四系松散层组成,厚 3. 0m -6. 0m,岩性主要由混合土卵石、低液限黏土、混合土卵石和含细粒土中砂组成。对于表层的混合土卵石由于其存在空隙,稳定性较差,建议挖除; 低液限黏土及含细粒土中砂,承载力较低,应全部挖除; 其下的混合土卵石做为重力坝坝基的持力层稳定性稍差,建议清除,其易发生管涌渗透变型,建议允许渗透比降 J 允 =0. 10。基岩为花岗岩,强风化较薄,以碎块状为主,其下的弱风化岩体较完整,稳定性较好。建议弱风化的花岗岩为重力坝坝基的持力层。

  2. 4. 2、坝肩稳定性

  1) 左坝肩

  左坝肩上部的混合土碎石层,稳定性差,应清除。坝肩结构面组合基本稳定。

  2) 右坝肩

  右坝肩山体表面的混合土块石层分布厚度 2m左右,其间充填碎石及黏土,局部有架空现象,属不稳定土体,应清除。下部呈砂状的强风化花岗岩厚度 1. 5m,抗滑稳定性稍差,建议采取适当的工程措施。

  2. 4. 3、坝基渗漏量估算

  对于河谷松散层,渗透系数取经验值 K =200m/d,含水层厚 6m,河谷宽度 120m,上下游水位差取22. 56m,根据公式: Q 年 = KMHB / ( 2b + M)经估算渗漏量较大,建议采取垂直防渗方案,截断河谷松散层,防渗体直接座在弱风化花岗岩上。对于下部基岩,主要为中等透水,取 q =20Lu,则根据巴布什金公式:则按上述公式,透水层厚度取 15m,进行估算:渗流量将小,可不进行处理,设计中如果从坝基稳定的角度考虑,可以采取适当的工程措施。

  2. 4. 4、坝肩绕渗

  坝肩总渗漏量经估算均不大。

  3、下坝线工程地质条件及评价

  3. 1、地形地貌

  河谷呈不对称“V”字型,河床宽 35m - 40m,漫滩呈窄条状展布于左右两岸,滩面高程 325m -330m,宽约 60m - 80m,面平坦,微倾向河床,后缘斜交坡积裙前缘,地面高程 350m -380m。右岸为中山区,山顶高程 620m。

  3. 2、岩体风化特征

  左坝肩分布有全风化,厚度 0. 4m 左右,呈土状,局部分布。强风化左右两岸及河谷底部均有分布,厚度 0. 3m -1. 0m。大部分呈弱风化,一般厚度 25m左右,其下是微风化。

  3. 3、岩( 土) 体渗透性

  坝基松散层主要为第四系全新统现代河床冲积堆积物及冲积、洪积堆积物。其中,高液限粉土及低液限黏土为微透水土体,渗透系数界于 1 ×10- 6cm / s- 1 × 10- 5cm / s 之间,河床部的混合土卵石层含孤石,且分布不均,有架空现象,为强 - 极强透水土体,其渗透系数建议值为 200m/d。含细粒土细砂层为中等透水土体,其渗透系数建议值为 1 ×10- 3cm / s。坝基基岩及右坝肩岩体以中等透水为主,左坝肩以弱透水岩体为主。

  3. 4、下坝线工程地质条件评价

  3. 4. 1、坝基稳定性

  河谷覆盖层由第四系松散层组成,厚 0. 8m -4. 0m,表层的混合土卵石存在空隙,稳定性较差,建议挖除; 高液限粉土、③低液限黏土及含细粒土细砂,承载力较低,应全部挖除。其下的混合土卵石做为重力坝坝基的持力层稳定性稍差,建议清除,其易发生管涌渗透变型,建议允许渗透比降 J 允 =0. 10。

  下部基岩为花岗岩,强风化较薄,以碎块状为主,其下的弱风化岩体较完整,稳定性较好。建议弱风化的花岗岩为重力坝坝基的持力层。

  3. 4. 2、坝肩稳定性

  1) 左坝肩

  左坝肩花岗岩岩体主要节理有 3 组,坝肩结构面组合基本稳定。另外,左坝肩上部局部有全风化层,稳定性差,应清除。

  2) 右坝肩

  右坝肩岩体主要发育两组,坝肩坡面与结构面成稳定关系。从现场看,右坝肩混合土碎石层及其下的花岗岩全、强风化带厚 4. 5m,建议一并挖除。

  3. 4. 3、坝基渗漏量估算

  对于河谷松散层,渗透系数取经验值 K =200m/d,含水层厚 4m,河谷宽度 125m,上下游水位差取22. 56m,计算公式同前。经估算渗漏量较大,建议采取垂直防渗方案,截断河谷松散层,防渗体直接座在弱风化花岗岩上。对于下部基岩,按上述公式,透水层厚度取15m,经估算:渗漏量不大,可不进行处理,设计中如果从坝基稳定的角度考虑,可以采取适当的工程措施。

  3. 4. 4、坝肩绕渗

  经估算,坝肩总渗漏量不大,但右坝肩渗漏量相对较大,且集中从坝肩渗出,对坝肩稳定不利,应进行防渗处理。

  4、上、下坝线工程地质条件比较

  上、下坝线工程地质条件比较见表 1。

 

  参考文献:
  [1]周竟平. 罗家店水电站枢纽布置方案比选[J]. 黑龙江水利科技,2013( 12) : 80 -81.
  [2]周广钰. 大唐东升水电站电气二次设计综述[J]. 黑龙江水利科技,2012( 09) : 64 -65.
  [3]李炳荣. 罗家店水电站施工导流方案选择分析[J]. 黑龙江水利科技,2014( 01) : 86 -87.
  [4]李炳荣. 刍议罗家店水电站水土保持方案分析[J]. 黑龙江水利科技,2014( 04) :162 - 163.

 

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