张谷工程概况.docx
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张谷工程概况.docx
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张谷工程概况
一、施工场地及运输条件
1.施工场地
张谷水利枢纽位于秦河干流上的张谷峡,距下游的仙州市河道长约100公里,直线距离50公里,坝区附近皆为高山峡谷地区。
张谷峡长约12公里,上下游均有比较平坦的山间盆地,可作为枢纽的施工场地。
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65°~85°。
两岸山顶均为黄土复盖。
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,深水偏右岸,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。
与坝区阶地相联的就是地形平坦,面积宽阔的李家台四级阶地,高程约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,沿秦河右岸距坝址约8公里的旧镇附近有宽阔平坦的二级阶地。
坝区河谷两岸有很多冲沟,左岸主要有坝址下游200米处的清沟;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。
这些冲沟的特点是切割既深且短,均系沿断层及节理裂隙发育面成。
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,有右岸的李家沟,峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地。
各地段的特性如表1所示。
表1
顺序
名姓
位置
距坝址距离(公里)
可利用面积(平方公里)
高程
(米)
1
李家沟
右岸坝址下游
1.5
1.2
565-580
2
明坝
右岸坝址下游
2.5
0.5
430-440
3
易家湾
左岸坝址下游
3.0
0.3
430-440
4
旧镇
右岸坝址下游
8.0
2.0
425-460
2.运输条件
仙州到张谷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。
因秦河上游多为峡谷,河窄水急,不能通行船只。
有国家铁路干线通过仙州市,可沿秦河岸边引进工地。
二、气候特征
1.气温
本地区为大陆性气候,多年平均温度为9.6℃,月平均最高温度为22.9℃(出现在7月份),最低为-6.5℃(出现在1月份),绝对最高为39.1℃;绝对最低为-23.1℃。
日最大变幅30.2℃;日最小变幅1.3℃。
坝址附近历年气温观测统计资料,如表2所示。
2.降水
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、8、9三个月。
最大日降雨量为71.8毫米。
最长一次降水延续时间4昼夜,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。
土壤冻结深度约为1米。
本地区降水统计资料如表3和表4。
3.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。
4.冰情
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。
冰冻期为2~3个月,冬季行凌初期,多为针状、落片状冰花团,流冰最大速度为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。
表2坝址附近1933~1953年日平均最高、最低及绝对最高、最低气温(℃)统计表
月份
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
日平均最高
7.5
14.9
22.5
28.4
32.7
34.2
35.9
34.4
29.1
23.6
17.4
7.6
绝对最高
13.8
17.5
26.9
33.2
35.5
36.5
39.1
38.3
31.9
23.0
21.6
10.9
日平均最低
-18.3
-15.4
-7.9
-2.9
3.2
8.5
11.7
10.6
5.3
-2.5
-10.4
-15.7
绝对最低
-23.1
-22.1
-16.3
-8.4
0.1
2.9
9.3
5.4
0.5
-6.6
-15.3
-21.6
月平均气温
-6.5°
-1.6°
5.5°
12°
17.4°
21°
22.9°
21.5°
16.4°
10.1°
1.8°
-5.3°
全年平均气温9.6°
表3坝区1932~1955年各月降水量(毫米)统计资料表
月份
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
平均
1.3
2.9
7.9
13.9
32.5
38.3
62.3
89.8
56.2
19.0
3.9
2.0
330.5
最大
16.0
9.0
23.4
27.7
63.8
103.2
126.7
218.4
108.9
50.6
13.6
9.1
471.9
最小
0
7
0
0.3
2.1
5.0
13.6
33.2
12.2
0.5
0
0
210.8
表4坝区1954~1959年各月不同降水量出现天数统计资料表
降水量
月份(天数)
全年
(天数)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2毫米以下
最多
6
5
7
13
18
20
16
17
11
8
5
15
112
最少
1
2
4
6
11
12
6
12
9
5
1
3
93
平均
4.3
2.3
5.7
8.7
15
17
12
14
9.7
7
2.7
6
104.4
2毫米以上
最多
0
0
0
1
2
3
4
5
5
2
0
0
16
最少
0
0
0
0
1
1
2
3
1
1
0
0
7
平均
0
0
0
0.3
1
1.7
3
4
2
1.7
0
0
12.3
10毫米以上
最多
0
0
0
0
0
1
1
4
2
1
0
0
6
最少
0
0
0
0
0
1
1
2
1
0
0
0
1
平均
0
0
0
0
0
0.3
0.7
2
1
0.3
0
0
4.3
15毫米以上
最多
0
0
0
0
0
0
1
2
1
0
0
0
4
最少
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
平均
0
0
0
0
0
0
0.7
1
0.7
0
0
0
2.3
20毫米以上
最多
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
2
最少
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
平均
0
0
0
0
0
0
0.3
0.3
0.7
0
0
0
1.7
30毫米以上
最多
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
最少
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
平均
0
0
0
0
0
0
0.3
0
0.3
0
0
0
0.7
三、水文条件
秦河的年最小流量多发生于一、二月份。
三月份上游开始触雪化冰,流量渐增。
六月份以后即进入汛期。
年最大流量一般发生在7、8、9月间。
根据坝址处实测资料最大流量为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64公斤/米3(7、8月份);最小为0.01公斤/米3(1月份)。
峡内流速最大为7米/秒,最小为0.8米/秒。
兹将各月及不同施工期的各种频率的流量关系,列于表5、6、7。
至于设计洪峰流量过程线、坝址水位流量关系曲线及水位库容关系曲线,见附图《张毕资V-4》。
表5坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量(米3/秒)
月份
频率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
1%
485
405
723
1310
2350
4810
5470
5130
6380
3700
1750
796
6390
2%
462
393
680
1210
2110
4270
4920
4670
5620
3410
1650
759
5870
5%
430
371
615
1070
1816
3570
4210
4030
4610
3010
1520
701
5130
10%
404
356
568
956
1580
3030
3650
3550
3870
2700
1410
659
4560
20%
370
334
507
839
1320
2470
3090
3020
3110
237
1290
601
200年一遇全年瞬时最大流量为6900米3/秒。
表6不同施工期各种频率的最大流量(米3/秒)
时段
频率
1%
2%
5%
10%
20%
11.1~5.31
2050
1920
1750
1610
1450
11.16~5.10
1340
1270
1170
1090
997
10.1~6.30
4710
4290
3170
3260
2790
10.16~6.15
2840
2670
2430
2240
2020
表7坝址水文站不同频率的月平均流量(米3/秒)
月份
频率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
1%
348
345
369
486
929
1120
1890
1250
1140
959
692
330
840
5%
227
238
332
399
369
411
1020
1050
870
630
479
321
530
10%
222
227
310
358
364
407
882
860
665
447
389
306
453
20%
215
219
250
327
325
382
785
680
541
413
340
278
396
90%
208
209
220
292
294
306
542
496
430
356
298
235
352
四、工程条件
坝区为高山峡谷区。
峡谷由震旦纪变质页岩构成,其上部为第四纪砾石岩,含砂砾石层及黄土。
秦河流向,在坝址附近转为S260°W,河谷呈弯曲形。
河谷两岸变质页岩顶板出露标高,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。
坝址区河床覆盖层厚2~12米。
由卵砾石夹粗、中砂等物构成。
黄土覆盖层,黄土的渗透系数为10-4厘米/秒。
河床靠右岸有一深槽,顺沟呈长条状分布,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主要由云母石英片岩和角闪片岩组成,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。
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。
水文地质条件
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,含杂质多,不宜饮用。
在坝区的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。
基岩力学指标:
云母石英岩极限抗压强度1000~1200公斤/厘米2,角闪片岩极限抗压强度900~1200公斤/厘米2。
表849~61年实测11月份流量平均资料
年份
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
流量米3/秒
850
880
600
610
610
720
830
350
510
1000
500
1000
1200
表9料场天然级配及物理特性表
料场名称
天然级配(毫米)(%)
容重
(吨/米3)
比重
孔隙率(%)
细度
模数
备注
>150
150~80
80~40
40~20
20~5
5~2.5
2.5~0.15
<0.15
明坝四
级阶地
4
8
18
19
21
8
20
2
1.81
2.72
33.5
旧镇滩
12
31
18
10
15
3
9.5
1.5
1.87
2.75
32.0
平谷滩
9
20
23
15
15
5
11.0
2.0
1.92
2.74
30.9
富家沟及
孙家沟
1.9
23
72
3.1
1.57
2.70
41.9
3.10
老虎沟
2.9
15
80
2.1
1.53
2.67
42.7
2.87
五、当地建筑材料
地址上、下游均有砂质材料,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,只有砂质粘土尚示找到理想的产地,必要时可以采用两岸的黄土代替。
产地及储量见表8、9、10。
富家沟、孙家沟及老虎沟均位于下游右岸山沟中,距坝址约10公里,沟口为宽阔的冲积滩,沟壁为黄土复盖,厚度一般不到2米。
沟底宽30~40米,高程约460~480米,沟中平时无水,开采条件良好。
富家沟与孙家沟相互毗连,面积约0.3平方公里。
其中富家沟储量71.5万米3,孙家沟储量20万米3,老虎沟面积约0.05平方公里,储量约390万米3。
表10卵砾石料场基本特性表
项目
料
场名称
位置和地形
面积
高程(米)
复盖层厚(米)
有效层厚(米)
储量
(千米3)
洪水及地
下水情况
明坝
四级
阶地
位于坝址下游右岸距坝址直线距离约1.2公里,台面标高550-570米,有两条较大冲沟
0.13
550~
570
26.8
14
2900
卵砾石层与红砂岸的接触带雨季有小量泉水流出
旧镇滩
位于坝址下游右岸,距坝址直线距离6.9公里滩面平坦,滩地有水渠与阶地相隔,阶地宽阔平坦
0.22
410~
416
0.25
7.5
1430
1954年洪水位416米,1946年洪水位418米,常水位在414米以下
平谷滩
位于坝址下游右岸,距坝址直线距离约9公里,滩面略有起伏,复盖层薄,滩地有水渠,
0.13
410~
415
0.18
5.5
708
六、水利枢纽的组成
本水利枢纽系一级建筑物,由河床混凝土重力坝、右岸混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后厂房等部分组成,枢纽任务主要为发电,共装三台机组,每台机组15万千瓦,发电的最低水位为500米,相应库容为19.5亿米3。
在坝体内和右岸适当位置布置排砂底孔可满足封堵期下游供水100米3/秒的要求。
枢纽各组成建筑物的工程量见表11,主体工程混凝土配合比和各级配混凝土所占比例见有12。
表11主要水工建筑物的组成和工程量表
编号
工程项目
挖方(千米3)
填方(千米3)
混凝土和
钢筋混凝土
(千米3)
灌浆工程
(百米)
土方
(包括少量砂砾石)
石
方
合
计
土
方
堆砌
石
反滤
层
合
计
总计
其中
固结
1
河床坝段
(①~⑩跨)
110
327
437
743
207
167
2
右岸混凝土重力坝
(右①~⒂跨)
240
35
275
118
85
46
3
溢洪道
1210
510
1720
24
24
150
(底板78,
溢流体72)
4
右岸土坝
1430
1
1431
700
205
110
1075
5
坝后厂房
96
95
48
表12主体工程混凝土配合比和各级配混凝土所占比例
项目
容重
(吨/立米)
每立米混凝土材料用量(公斤)
加权平均后材料用量(立米)
备注
一级配
二级配
三级配
四级配
砂(<5毫米)
1.60
686
622
594
570
0.361
小石(5~20)
1.66
1219
665
488
438
0.284
中石(20~40)
1.70
720
488
438
0.269
大石(40~80)
1.73
550
502
0.267
特大石(80~150)
1.75
243
0.114
砂率(%)
36
31
28
26
水灰比
0.65
0.65
0.65
0.65
水泥用量(公斤)
275
225
175
150
粉煤灰用量(公斤)
25
25
25
25
水(公斤)
195
163
130
114
混凝土容重(公斤/立米)
2400
2420
2450
2480
占主体工程总量(%)
1.5
7.5
9.0
82.0
*水泥为425#大坝硅酸盐水泥。
七、地方工业、住宅、卫生福利和技术供应
1.仙州市有些地方工业可以利用,这些地方工业可考虑在施工期间委托进行部分加工和修配工作。
2.坝区附近村镇不多,且民房数量不多,只能在明坝村和李家台村租用少量民房作为工人住宅,而其它福利设施和住宅需另行设置。
施工期间大批的生活物质和粮食、燃料、日用品等,均需从仙州市运来,当地只能解决付食品和部分粮食等供应。
3.施工期间普通工人和临时工人可由地方调配,而技术工人则由专业施工队负责。
4.施工用电:
初步估计仙州市可供应最高负荷约12000千瓦。
5.施工及生活用水:
坝区地下水贫乏且矿物成份多,对混凝土有侵蚀性,有嗅味,不宜作为工程和生活用水。
河水物理性质,除含沙较多外,无其它杂质,经沉淀后可作为工程和生活用水。
6.施工机械设备可根据工程需要选择,部分设备可以引进。
7.工期:
6年
附图图号及图名
张毕资Ⅴ—1枢纽位置及交通线路。
主要料场分布示意图
张毕资Ⅴ—2坝址地形图(1∶5000)
张毕资Ⅴ—3坝址地形图(1∶2000)
张毕资Ⅴ—4水文特征曲线及混凝土坝体高程~面积、累计工程量关系曲线
张毕资Ⅴ—5水工建筑物布置及结构图
一、水利枢纽的组成
张谷水利枢纽位于秦河干流上的张谷峡,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15万千瓦,发电的最低水位为500m,相应库容19.5亿m3。
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/秒流量的要求。
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100km,直线距离约50km,坝址附近皆为高山峡谷地区。
张谷峡长约12km,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1.7km,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410m,枯水季一般水位为418m,河面宽50~60m,深化偏右岸,最深约10m。
坝址左岸山峰起伏高出河面约150m以上。
右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地,高出河面约110m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560~580m。
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430~440m,沿柳河右岸距坝址约8km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200m处的滑沟;右岸主要有坝址上游150m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。
2.运输条件
仙州到张谷的公路线为六级公路,已建成通车,路线全长约50km。
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、气象
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3所示。
本地区雨量稀少,年平均降水量为330.1毫m,最大达471.9毫m,其中60~70%集中在7~9月,最大日降雨量为71.8毫m。
最长一次降水延续时间4昼,最大一次降雨量为21毫m。
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m,积雪最大厚度为6厘m,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1m。
本地区降水统计资料如表4和表5。
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1.45m/秒,最小为0.95m/秒。
春季流冰多为坚硬冰块,冰厚一般为0.2m,最厚可达1m。
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17m/秒,风向多为东北向。
四、水文条件
秦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5640m3/秒,最小流量为205m3/秒,多年平均流量为830m3/秒;河水含沙量最大达5km/m3(7~9月),最小为0.01km/m3(1~2月)。
峡内流速最大为7m/秒,最小为0.8m/秒。
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
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