《某水利樞紐工程設(shè)計(jì)工作報(bào)告》

1、萬(wàn)家寨水利樞紐工程 設(shè) 計(jì) 工 作 報(bào)告 建設(shè)單位： 黃河萬(wàn)家寨水利樞紐有限公司 編制單位： 水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 二二年五月 萬(wàn)家寨水利樞紐工程 竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告第六卷 總 目 錄 第一卷：建設(shè)管理工作報(bào)告 第二卷：建設(shè)大事記 第三卷：大壩標(biāo)工程施工管理工作報(bào)告 第四卷：廠房標(biāo)工程施工管理工作報(bào)告 第五卷：砂石骨料生產(chǎn)管理工作報(bào)告 第六卷：設(shè)計(jì)工作報(bào)告 第七卷：建設(shè)監(jiān)理工作報(bào)告 第八卷：機(jī)電設(shè)備制造監(jiān)造工作報(bào)告 第九卷：金屬結(jié)構(gòu)制作監(jiān)造工作報(bào)告 第十卷：運(yùn)行管理工作報(bào)告 第十一卷：質(zhì)量評(píng)定報(bào)告 第十二卷：大壩安全監(jiān)測(cè)資料分析報(bào)告 第十三卷：水土保持及環(huán)境保護(hù)專(zhuān)項(xiàng)工作報(bào)告 第十四卷：庫(kù)

2、區(qū)右岸滲漏專(zhuān)題工作報(bào)告 第十五卷：庫(kù)區(qū)防凌專(zhuān)題工作報(bào)告 第十六卷：壩基抗滑穩(wěn)定處理專(zhuān)題工作報(bào)告 第十七卷：低熱微膨脹水泥應(yīng)用專(zhuān)題工作報(bào)告 第十八卷：擬驗(yàn)工程清單和未完工程項(xiàng)目的建設(shè)安排 第十九卷：檔案資料自檢工作報(bào)告 第二十卷：小沙灣取水工程專(zhuān)項(xiàng)工作報(bào)告 第二十一卷：竣工安全鑒定工作報(bào)告 第二十二卷：建設(shè)征地補(bǔ)償和移民安置工作報(bào)告 批 準(zhǔn)：劉德堂 審 定：陸宗磐 審 查：郭 瀟 校 核：劉滿杰 顧春利 袁學(xué)安 閻國(guó)福 編 寫(xiě)：龔長(zhǎng)年 吳正橋 目 錄 1 工程概況1 2 勘測(cè)設(shè)計(jì)工程過(guò)程及主管部門(mén)主要審查意見(jiàn)2 3 規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)7 3.1 水文7 3.2 工程地址10 3.3 工程規(guī)劃 14 3

3、.4 工程布置及主要建筑物16 3.5 水力機(jī)械、電氣設(shè)計(jì)20 3.6 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36 3.7 施工組織設(shè)計(jì)39 4 重大設(shè)計(jì)變更40 4.1 大壩及電站廠房建基面調(diào)整40 4.2 河床左側(cè)壩基加固處理41 4.3 泄水壩段下游防護(hù)加固處理42 4.4 電站發(fā)電引水壓力鋼管布置型式優(yōu)化42 4.5 低熱微膨脹混凝土新技術(shù)的應(yīng)用43 4.6 工程永久水廠設(shè)計(jì)優(yōu)化43 4.7 電站進(jìn)水口清污設(shè)施的優(yōu)化44 4.8 1#4#機(jī)組尾水管肘管修型44 4.9 泄水建筑物抗沖磨混凝土優(yōu)化設(shè)計(jì)45 4.10 電站主廠房和 GIS 開(kāi)關(guān)站屋頂結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化46 4.11 電站尾水檢修閘門(mén)數(shù)量的變量46 4.1

4、2 水電站機(jī)修設(shè)備變更47 4.13 一期導(dǎo)流低縱向圍堰結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化47 4.14 取消樞紐右岸柳青塔人工砂石系統(tǒng)47 5 設(shè)計(jì)技術(shù)供應(yīng)與保障49 5.1 設(shè)計(jì)圖紙供應(yīng)49 5.2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)代配合49 5.3 設(shè)計(jì)質(zhì)量保證50 6 結(jié)語(yǔ)51 附表 萬(wàn)家寨水利樞紐工程特性表52 1 1 1 工程概況 萬(wàn)家寨水利樞紐位于黃河北干流上段托克托至龍口峽谷河段內(nèi)，是黃河中游梯級(jí) 開(kāi)發(fā)的第一級(jí)。壩址左岸為山西省偏關(guān)縣，右岸為內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗。 樞紐的主要任務(wù)是供水結(jié)合發(fā)電調(diào)峰，同時(shí)兼有防洪、防凌作用。樞紐年供水量 14 億 m3，其中向內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗供水 2 億 m3，向山西省供水 12 億 m3

5、。樞紐水 電站裝機(jī) 1080MW，年發(fā)電量 27.5 億 kWh。 樞紐屬一等大（）型工程，永久性主要建筑物為 1 級(jí)水工建筑物。設(shè)計(jì)洪水標(biāo) 準(zhǔn)千年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)萬(wàn)年一遇。入庫(kù)洪峰流量分別為 16500m3/s 和 21200m3/s。 壩址控制流域面積 39.5 萬(wàn) km2，多年平均入庫(kù)徑流量 248 億 m3（河口鎮(zhèn) 19521986 年實(shí)測(cè)年徑流系列） ，設(shè)計(jì)多年平均徑流量 192 億 m3（19191979 年設(shè)計(jì) 入庫(kù)系列） 。設(shè)計(jì)多年平均入庫(kù)沙量 1.49 億 t，設(shè)計(jì)多年平均含沙量 6.6kg/m3。水庫(kù) 總庫(kù)容 8.96 億 m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容 4.45 億 m3。水庫(kù)最高蓄水

6、位 980.00m，正常蓄水位 977.00m。水庫(kù)采用“蓄清排渾”運(yùn)用方式，排沙期運(yùn)用水位 952.00957.00m。 壩址巖層由寒武系灰?guī)r、白云巖、頁(yè)巖等組成，巖性致密堅(jiān)硬，巖體完整，斷層 不發(fā)育。工程地質(zhì)條件優(yōu)良。場(chǎng)地地震基本烈度 6 度。 樞紐由攔河壩、泄水建筑物、壩后式廠房、引黃取水建筑物及 GIS 開(kāi)關(guān)站等組成。 攔河壩為半整體式混凝土直線重力壩，壩頂高程 982.00m，壩頂長(zhǎng) 443m，最大壩高 105m。泄水建筑物位于河床左側(cè)，包括 8 個(gè) 4m6m 底孔、4 個(gè) 4m8m 中孔、1 個(gè) 14m10m 表孔，均采用長(zhǎng)護(hù)坦挑流消能。電站廠房為壩后式，位于河床右側(cè)，單機(jī)單 管引

7、水，壓力鋼管直徑 7.5m。主廠房長(zhǎng) 196.55m，上部寬 27.00m，下部寬 43.75m，總 高度 56.30m，安裝 6 臺(tái)單機(jī)容量 180MW 水輪發(fā)電機(jī)組。GIS 開(kāi)關(guān)站位于電站主廠房上 游廠壩之間。引黃取水口設(shè)于大壩左岸邊坡壩段，2 條引水鋼管直徑均為 4.0m，單孔 引水流量 24m3/s。 工程總工期六年半（籌建期除外） ，其中施工準(zhǔn)備工程工期 1 年，主體工程工期 4 年，完建工期一年半。1997 年 10 月國(guó)家計(jì)委以計(jì)建設(shè)19971993 號(hào)文“國(guó)家計(jì)委關(guān) 于萬(wàn)家寨水利樞紐工程調(diào)整概算的批復(fù)”核定工程靜態(tài)投資 429877 萬(wàn)元，總投資 605780 萬(wàn)元。 2 2

8、2 勘測(cè)設(shè)計(jì)工作過(guò)程及主管部門(mén)主要審查意見(jiàn) 新中國(guó)建立后，國(guó)家十分重視黃河北干流托克托至龍口河段的開(kāi)發(fā)利用，自 19521979 年先后進(jìn)行過(guò) 6 次規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。1982 年 9 月，原水電部水利水電建設(shè)總 局以82水建計(jì)字第 41 號(hào)文向水利部天津設(shè)計(jì)院下達(dá)了黃河托克托龍口段規(guī)劃勘測(cè) 設(shè)計(jì)任務(wù)。 1983 年 2 月，國(guó)家計(jì)委以計(jì)資字1983117 號(hào)文將萬(wàn)家寨水利樞紐（原名萬(wàn)家寨水 電站）工程列入“六五”前期重點(diǎn)項(xiàng)目。天津設(shè)計(jì)院于 1984 年 5 月完成可行性研究報(bào) 告，并經(jīng)水電部審查。審查紀(jì)要認(rèn)為“萬(wàn)家寨水電站工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件是比較好的， 基本同意該可行性報(bào)告” 。 1987 年 8

9、 月，天津設(shè)計(jì)院編制完成萬(wàn)家寨水利樞紐環(huán)境影響報(bào)告書(shū) ，1989 年 6 月，原能源部水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院邀請(qǐng)國(guó)家環(huán)保局等單位對(duì)該報(bào)告書(shū)進(jìn)行了 預(yù)審。根據(jù)預(yù)審意見(jiàn)，天津設(shè)計(jì)院對(duì)報(bào)告書(shū)進(jìn)行了補(bǔ)充修正。1990 年，國(guó)家環(huán)保局以 90環(huán)監(jiān)字第 062 號(hào)文進(jìn)行了批復(fù)，同意以修改后的報(bào)告書(shū)作為編制工程初設(shè)環(huán)保篇 的依據(jù)。 1988 年 3 月國(guó)家計(jì)委給國(guó)務(wù)院的報(bào)告中提出“應(yīng)將萬(wàn)家寨引黃工程和萬(wàn)家寨水電 站一并考慮，統(tǒng)籌安排兩項(xiàng)工程同步建設(shè)” 。天津設(shè)計(jì)院據(jù)此進(jìn)行補(bǔ)充工作，并遵 照水利部指示于 1989 年 3 月編制黃河萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃工程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （討 論稿） 。同年 11 月，水利部

10、和能源部委托水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院對(duì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行技術(shù)性 審查，審查“認(rèn)為萬(wàn)家寨水電站及引黃工程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提出的工程設(shè)計(jì)方案技術(shù)上可 行，經(jīng)濟(jì)上合理，基本上達(dá)到了本階段工作深度要求” 。 1990 年 9 月 20 日，國(guó)務(wù)院副總理鄒家華主持會(huì)議研究萬(wàn)家寨水利樞紐和引黃入晉 引水工程的建設(shè)和管理問(wèn)題，會(huì)后以國(guó)閱1990112 號(hào)文“關(guān)于萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃 入晉引水工程建設(shè)管理問(wèn)題的會(huì)議紀(jì)要” ，肯定修建萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃入晉工程是 必要的，應(yīng)盡快建設(shè)。1990 年 10 月 25 日至 11 月 3 日，水利部會(huì)同國(guó)家計(jì)委農(nóng)經(jīng)司、 中國(guó)國(guó)際工程咨詢(xún)公司、內(nèi)蒙古自治區(qū)和山西省人民政府對(duì)萬(wàn)家寨樞紐壩

11、址、庫(kù)區(qū)和 引黃工程線路進(jìn)行查勘，就萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)提出一些新的意見(jiàn) 3 3 和建議。查勘后，水利部與內(nèi)蒙古自治區(qū)和山西省進(jìn)行認(rèn)真的研究和充分協(xié)商，于 1990 年 12 月 29 日三方共同簽訂“關(guān)于聯(lián)合建設(shè)萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃入晉引水工程 的意向書(shū)” 。 1991 年天津設(shè)計(jì)院根據(jù)查勘中所提出的意見(jiàn)和三方簽訂的意向書(shū)以及前述審查意 見(jiàn)，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行了補(bǔ)充、修訂，完成了黃河萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃工程設(shè)計(jì) 任務(wù)書(shū)和黃河萬(wàn)家寨水利樞紐電站廠房位置方案比較專(zhuān)題報(bào)告 。 1991 年 10 月，水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在北京召開(kāi)萬(wàn)家寨水利樞紐電站廠房位置專(zhuān) 題報(bào)告專(zhuān)家技術(shù)審查會(huì)。19

12、91 年 12 月 30 日國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)以計(jì)能源19912220 號(hào)文 “關(guān)于萬(wàn)家寨水利樞紐水電站廠房位置的函”批示“萬(wàn)家寨水利樞紐水電站廠房位置， 經(jīng)專(zhuān)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定將水電站廠房放在內(nèi)蒙古自治區(qū)一側(cè)。樞紐管理機(jī)構(gòu)考 慮引黃入晉統(tǒng)一管理調(diào)度，設(shè)在山西一側(cè)。 ” 1992 年 3 月 25 日，中國(guó)國(guó)際工程咨詢(xún)公司對(duì)“黃河萬(wàn)家寨水利樞紐及引黃工程 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”進(jìn)行了評(píng)估審查。嗣后，天津設(shè)計(jì)院進(jìn)一步開(kāi)展了萬(wàn)家寨水利樞紐初步 設(shè)計(jì)工作，編制了黃河萬(wàn)家寨水利樞紐初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 。 1992 年 10 月 13 日，水利部、山西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)聯(lián)合上報(bào)水計(jì)199291 號(hào)文 “關(guān)于萬(wàn)家寨水利樞

13、紐和引黃入晉引水工程立項(xiàng)和開(kāi)工建設(shè)的報(bào)告” 。1993 年 2 月，國(guó) 家計(jì)委計(jì)農(nóng)經(jīng)1993250 號(hào)文“印發(fā)關(guān)于萬(wàn)家寨水利樞紐和引黃入晉引水工程可行性 研究報(bào)告的請(qǐng)示的通知”中批示“我委關(guān)于審批黃河萬(wàn)家寨水利樞紐和引黃入晉 引水工程可行性研究報(bào)告的請(qǐng)示業(yè)經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)” 。萬(wàn)家寨水利樞紐工程即日立項(xiàng)。 1993 年 4 月 2225 日，水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院會(huì)同內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西省計(jì)委及 水利廳（局）在天津召開(kāi)了“黃河萬(wàn)家寨水利樞紐初步設(shè)計(jì)”審查會(huì)。1993 年 7 月， 水利部以水規(guī)1993328 號(hào)文，對(duì)萬(wàn)家寨水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)， “同意水 規(guī)總院的審查意見(jiàn)” ，要求“積極做好

14、下階段的設(shè)計(jì)工作，為工程早日開(kāi)工創(chuàng)造條件” 。 國(guó)家計(jì)委以計(jì)投資19932109 號(hào)文將萬(wàn)家寨水利樞紐工程列為 1994 年正式開(kāi)工的大中 型項(xiàng)目。 根據(jù)上級(jí)主管部門(mén)及工程建設(shè)單位的意見(jiàn)，萬(wàn)家寨工程招標(biāo)設(shè)計(jì)文件分 4 部分： 標(biāo)大壩工程標(biāo)。1993 年 11 月編制完成招標(biāo)及合同文件，1994 年 1 月售標(biāo)。 標(biāo)發(fā)電廠房工程標(biāo)。1994 年 3 月編制完成招標(biāo)及合同文件，1995 年 1 月售 標(biāo)。 標(biāo)設(shè)備制造采購(gòu)標(biāo)。根據(jù)工程施工進(jìn)度分為 14 個(gè)子標(biāo)，按照工程進(jìn)展情況 4 4 陸續(xù)編制完成了各標(biāo)的招標(biāo)及合同文件。 標(biāo)前期準(zhǔn)備工程標(biāo)。1993 年陸續(xù)編制完成各部分招標(biāo)、議標(biāo)及合同文件。 在初

15、步設(shè)計(jì)審查之前，天津設(shè)計(jì)院隨即開(kāi)展了技施設(shè)計(jì)階段的工作，隨著 1994 年 11 月主體工程開(kāi)工，進(jìn)入施工詳圖設(shè)計(jì)高峰作業(yè)。 1995 年 4 月，根據(jù)河床左側(cè)壩基開(kāi)挖情況，天津設(shè)計(jì)院編制了黃河萬(wàn)家寨水利 樞紐關(guān)于基礎(chǔ)評(píng)價(jià)及處理意見(jiàn)的報(bào)告 。4 月 35 日，水利部萬(wàn)家寨水利樞紐工程建設(shè) 管理局和水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院聯(lián)合主持召開(kāi)了大壩基礎(chǔ)鑒定會(huì)。1995 年 5 月，水利 部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院以水規(guī)設(shè)字19950016 號(hào)文對(duì)天津設(shè)計(jì)院編制的基礎(chǔ)處理意 見(jiàn)報(bào)告進(jìn)行了批復(fù)。1996 年 5 月 1821 日，天津設(shè)計(jì)院主持召開(kāi)了萬(wàn)家寨水利樞紐大 壩基礎(chǔ)鑒定會(huì)，萬(wàn)家寨水利樞紐工程建設(shè)管理局及東北

16、設(shè)計(jì)院萬(wàn)家寨工程監(jiān)理的領(lǐng)導(dǎo) 和專(zhuān)家參加了會(huì)議。1996 年 10 月，天津設(shè)計(jì)院編制完成黃河萬(wàn)家寨水利樞紐關(guān)于河 床右側(cè)壩基與廠房基礎(chǔ)評(píng)價(jià)及處理意見(jiàn)的報(bào)告 ，上報(bào)水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院。 1995 年 12 月，天津設(shè)計(jì)院編制了萬(wàn)家寨水利樞紐防火設(shè)計(jì)報(bào)告 。1997 年 3 月 5 日至 6 日，由內(nèi)蒙古自治區(qū)公安廳消防局主持對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審查，并形成了會(huì)議紀(jì) 要。1997 年 9 月 16 日，內(nèi)蒙古自治區(qū)公安廳消防局以?xún)?nèi)公消（防）字1997108 號(hào)文 對(duì)萬(wàn)家寨水利樞紐工程防火設(shè)計(jì)審查會(huì)議紀(jì)要進(jìn)行了批復(fù)， “萬(wàn)家寨水利樞紐防火設(shè) 計(jì)報(bào)告是比較科學(xué)的，可行的，基本上符合國(guó)家消防規(guī)范的要求

17、，原則上予以通過(guò)” 。 1996 年 2 月 12 日，水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院主持會(huì)議對(duì)天津院編制的 萬(wàn)家寨水利樞紐電站壩段淺埋式壓力鋼管設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行了審查，審查結(jié)論為： “同意修改原設(shè)計(jì)，將壩內(nèi)埋管式壓力鋼管改為壩內(nèi)淺埋式壓力鋼管” 。1996 年 2 月 12 日，水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院以水規(guī)設(shè)計(jì)19960002 號(hào)文印發(fā)了審查意見(jiàn)。 萬(wàn)家寨水利樞紐工程的水庫(kù)淹沒(méi)處理與庫(kù)區(qū)移民安置，黨和國(guó)家十分重視。在各 級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和指導(dǎo)下，天津設(shè)計(jì)院與各級(jí)地方政府和有關(guān)部門(mén)一起進(jìn)行了大量的工 作。萬(wàn)家寨水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)審查會(huì)后，根據(jù)審查會(huì)意見(jiàn)，天津設(shè)計(jì)院于 1996 年 5 月編制完成了黃

18、河萬(wàn)家寨水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)水庫(kù)淹沒(méi)處理報(bào)告（修訂本） ， 1996 年 6 月，由水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院主持對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審查。根據(jù)審查意 見(jiàn)，天津設(shè)計(jì)院于 1996 年 7 月編制完成了萬(wàn)家寨水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)水庫(kù)淹沒(méi)處 理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要報(bào)告 。1996 年 12 月，根據(jù)萬(wàn)家寨水利樞紐工程建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組第五次（擴(kuò) 大）會(huì)議精神，天津院又對(duì)該“設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要報(bào)告”進(jìn)行了修改，編制完成了萬(wàn)家寨水 5 5 利樞紐工程初步設(shè)計(jì)水庫(kù)淹沒(méi)處理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要報(bào)告（重編） 。 1997 年 3 月，電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院以電規(guī)規(guī)（1997）21 號(hào)文發(fā)出“關(guān)于 發(fā)送萬(wàn)家寨水電廠接入系統(tǒng)方案意見(jiàn)的通知” ， “原則

19、同意萬(wàn)家寨水電廠以 220 千伏電 壓等級(jí)接入系統(tǒng)，萬(wàn)家寨水電站 220kV 出線六回，其中山西出線三回，兩回至方城 （235km） ，一回至原平（180km） ；內(nèi)蒙出線三回，一回至薛家灣（60km） ，一回至昭 君墓（115km） ，預(yù)留一回備用。 ” “電廠投產(chǎn)后主要用于系統(tǒng)調(diào)峰” 。 1997 年 5 月，天津院編制完成了萬(wàn)家寨水利樞紐工程大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng) 設(shè)計(jì)報(bào)告 ，同年 7 月 34 日，水規(guī)總院在北京召開(kāi)會(huì)議，對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審查，并 于 7 月 21 日以水規(guī)設(shè)199732 號(hào)文件下發(fā)了審查意見(jiàn)。 1997 年 5 月，天津設(shè)計(jì)院編制了黃河萬(wàn)家寨水利樞紐采用低熱微膨脹混凝土

20、設(shè) 計(jì)報(bào)告 。同年 7 月，水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在北京組織專(zhuān)家對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審 查，認(rèn)為萬(wàn)家寨水利樞紐工程采用低熱微膨脹混凝土筑壩技術(shù)，對(duì)解決溫度控制及其 抗裂性能是有益的，可簡(jiǎn)化溫控措施，加快施工進(jìn)度，獲得一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì) 低熱微膨脹混凝土筑壩技術(shù)的提高和推廣應(yīng)用也具有積極作用。同意在邊坡壩段、施 工導(dǎo)流底孔封堵、壓力鋼管槽回填等部位采用低熱微膨脹混凝土。 1996 年 1 月 19 日，水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總字以水規(guī)概字19960001 號(hào)文，下 達(dá)了“關(guān)于對(duì)萬(wàn)家寨水利樞紐工程修改概算編制要求的通知” 。1996 年 5 月 2023 日 和 8 月 69 日，修建概算先后由

21、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院和水利部組織進(jìn)行了兩 級(jí)審查。1997 年 1 月，國(guó)家計(jì)委重點(diǎn)建設(shè)司與中國(guó)國(guó)際工程咨詢(xún)公司組織了工程調(diào)整 概算審查會(huì)。在會(huì)上同時(shí)對(duì)水利部審查上報(bào)的天津設(shè)計(jì)院根據(jù)初步設(shè)計(jì)審查意見(jiàn)重新 編制的水庫(kù)淹沒(méi)處理規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行了審查。1997 年 9 月，國(guó)家計(jì)委以計(jì)建設(shè)1997 1701 號(hào)文對(duì)水庫(kù)淹沒(méi)及專(zhuān)項(xiàng)淹沒(méi)處理補(bǔ)償投資概算作了批復(fù)。1997 年 10 月，國(guó)家計(jì) 委以計(jì)建設(shè)19971993 號(hào)文對(duì)萬(wàn)家寨水利樞紐工程調(diào)整概算進(jìn)行了批復(fù)。 1998 年 1 月 7 日至 8 日，由電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院主持在北京召開(kāi)了萬(wàn)家 寨水利樞紐水電站接入系統(tǒng)（二次部分）審查會(huì)，

22、對(duì)山西省電力設(shè)計(jì)院、內(nèi)蒙古自治 區(qū)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院的接入系統(tǒng)（二次部分）進(jìn)行了審查。1998 年 1 月 24 日，電力工業(yè) 部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院以電規(guī)規(guī)（1998）5 號(hào)“印發(fā)萬(wàn)家寨水電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二次部 分）審查意見(jiàn)的通知” ，作了批復(fù)。 1998 年 8 月，為配合水庫(kù)下閘蓄水和第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，天津院先后編制了 萬(wàn)家寨水利樞紐工程設(shè)計(jì)工作報(bào)告以及萬(wàn)家寨水利樞紐工程下閘蓄水及施工期 6 6 發(fā)電設(shè)計(jì)文件（一）（十四） 。1998 年 10 月2000 年 11 月，為配合每臺(tái)機(jī)組發(fā)電， 天津院先后編制了 1#6#機(jī)組啟動(dòng)驗(yàn)收設(shè)計(jì)報(bào)告。 1999 年 8 月，天津院針對(duì)河床壩基層間剪切帶

23、加固處理編制了黃河萬(wàn)家寨水利 樞紐工程河床壩基及發(fā)電廠房基礎(chǔ)評(píng)價(jià)及處理報(bào)告 ，上報(bào)水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總 院。1999 年 12 月水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院以水總設(shè)199955 號(hào)文下發(fā)了對(duì)該報(bào) 告的審查意見(jiàn)， “基本同意壩基淺層抗滑加固處理采用化學(xué)灌漿與抗剪平硐結(jié)合的綜合 處理方案，采用三條抗剪平硐及化學(xué)灌漿” ， “對(duì)平硐位置作進(jìn)一步優(yōu)化。盡快進(jìn)行 生產(chǎn)性化學(xué)灌漿，對(duì)化灌范圍作進(jìn)一步調(diào)整，合理選擇灌漿工藝、參數(shù)和化灌后剪切 帶抗剪強(qiáng)度。 ”遵照水規(guī)總院審查意見(jiàn)，天津院對(duì)加固處理方案進(jìn)行了優(yōu)化，并于 2001 年 3 月編制完成了黃河萬(wàn)家寨水利樞紐河床壩基層間剪切帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)論證及壩

24、基淺層抗滑穩(wěn)定分析與處理設(shè)計(jì)修編報(bào)告 ，上報(bào)水規(guī)總院。 1999 年 4 月，天津院編制了黃河萬(wàn)家寨水利樞紐泄水壩段下游防護(hù)設(shè)計(jì)報(bào)告 ， 上報(bào)水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院。1999 年 10 月 1013 日，水規(guī)總院在萬(wàn)家寨樞紐 工地主持會(huì)議，對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審查，并于 1999 年 12 月 24 日以水總設(shè)199955 號(hào)文 下發(fā)了審查意見(jiàn)， “同意對(duì)泄水建筑物下游增設(shè)防護(hù)處理”， “基本同意工程防護(hù)處理措施。 包括加厚已有的防沖板并在其下設(shè)置帷幕、防沖板下基巖固結(jié)灌漿、增設(shè)防沖齒板及 錨筋樁等”。 2001 年 7 月，為配合樞紐工程竣工驗(yàn)收，天津院編制了萬(wàn)家寨水利樞紐工程技 施設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

25、共十一篇。 7 7 3 規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn) 3.1 水文 3.1.1 流域概況 萬(wàn)家寨水利樞紐位于黃河中游北干流上段，壩址以上流域面積為 394813km2。壩址 河段河道比降為 1.24，河寬在 300500m，呈 U 形河谷，河底為基巖，兩岸灘地為 砂卵石淤積物。 萬(wàn)家寨水利樞紐溯黃河以上，以河口鎮(zhèn)為界，稱(chēng)之為上游，沙量較少，水量較豐， 是黃河水資源的主要來(lái)源區(qū)。河口鎮(zhèn)至萬(wàn)家寨水利樞紐壩址有大黑河、紅河（也稱(chēng)之 為渾河）和楊家川等支流匯入黃河。 萬(wàn)家寨水利樞紐壩址以下 25km 和 95km 分別為龍口水利樞紐壩址和已建成的天橋 水電站。 萬(wàn)家寨庫(kù)區(qū)兩岸為干旱、半干旱的黃土高原丘陵區(qū)。本區(qū)屬溫帶

26、季風(fēng)大陸性氣候。 年平均氣溫為 7左右，絕對(duì)最高氣溫 38.1，絕對(duì)最低氣溫-31.0，日溫差較大。 冬季嚴(yán)寒，時(shí)間長(zhǎng)氣候干燥，且多風(fēng)沙。春秋時(shí)間短，四季分明。年降水量在 300500mm 之間，多年平均水面蒸發(fā)量達(dá) 2000mm。 3.1.2 徑流 萬(wàn)家寨水利樞紐壩址徑流可分為兩部分。第一部分是河口鎮(zhèn)站徑流，第二部分是 河口鎮(zhèn)站至萬(wàn)家寨水利樞紐壩址區(qū)間徑流。河口鎮(zhèn)徑流比重約為 98%。 第一部分河口鎮(zhèn)徑流。黃河水利委員會(huì)將實(shí)測(cè)徑流插補(bǔ)延長(zhǎng)，提供 1919 年 5 月至 1986 年 6 月共計(jì)六十七年實(shí)測(cè)徑流系列；又經(jīng)過(guò)恢復(fù)上游水庫(kù)蓄變量再加上相應(yīng)月份 的工農(nóng)業(yè)用水量，求得天然徑流量。同時(shí)也

27、提供六十七年天然徑流系列。其多年平均 水量為 325 億 m3。 西北勘測(cè)設(shè)計(jì)院用天然徑流經(jīng)過(guò)上游水庫(kù)調(diào)節(jié)，以及扣除 2000 年水平上游工農(nóng)業(yè) 用水，提供六套河口鎮(zhèn)站設(shè)計(jì)年徑流資料，其中河口鎮(zhèn)站補(bǔ)水 250m3/s 時(shí)，無(wú)黑山峽 方案，考慮安寧渡站至河口鎮(zhèn)之間的河道損失 8.6 億 m3，多年平均水量 192 億 m3。 第二部分徑流，計(jì)算區(qū)間 1955 年至 1986 年系列歷年逐月流量，其多年平均水量 3.5 8 8 億 m3。 3.1.3 設(shè)計(jì)洪水 萬(wàn)家寨河段的洪水有來(lái)自河口鎮(zhèn)以上黃河上游地區(qū)產(chǎn)生的洪水和河口鎮(zhèn)到萬(wàn)家寨 區(qū)間產(chǎn)生的洪水。 調(diào)查洪水用黃委會(huì)設(shè)計(jì)院匯編的“黃河流域洪水調(diào)查資

28、料”中確定的數(shù)值，即 1969 年為 11400m3/s，1896 年為 10600m3/s。1896 年洪水的重現(xiàn)期為 86 年到 153 年。 萬(wàn)家寨有十余年水位流量系列，并參照河口鎮(zhèn)河曲及支流紅河、偏關(guān)河來(lái)水情況， 求得不連續(xù)的 18 年系列，加入調(diào)查洪水，用數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，選用皮爾遜 型理論頻率曲線以適線法確定參數(shù)，求得壩址設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表 3-1。 河口鎮(zhèn)到萬(wàn)家寨區(qū)間洪水用支流紅河放牛溝站實(shí)測(cè) 27 年系列，考慮 1896 年調(diào)查 洪水求得放牛溝站的設(shè)計(jì)洪水后，按面積比 0.5 及 0.75 次方放大到區(qū)間，成果見(jiàn)表 3- 2。 萬(wàn)家寨設(shè)計(jì)洪水成果表 表 3-1 單位：流量

29、：m3/s；洪量：億 m3 頻 率 （%） 項(xiàng) 目均值 CvCs/Cv 0.010.020.10.21251020 最大流量 39000.583212001980016500151001170010300835069005380 一天洪量 2.550.4139.338.827.627.115.875.304.563.953.32 三天洪量 7.320.41326.7925.3321.8920.4216.8415.2313.1011.359.52 五天洪量 11.80 0.42344.2541.7736.1133.5127.6124.9021.3618.4115.46 十五天洪量32.10 0.

30、46 2.5125.51109.14102.0895.3478.3270.6260.0352.0043.01 黃河河萬(wàn)區(qū)間設(shè)計(jì)洪水成果表 表 3-2 P （%） 項(xiàng) 目 0.010.020.10.21251020 最大流量(m3/s) 1935017490133601161076606050403026601450 24 小時(shí)洪量(萬(wàn) m3) 4470040840319202815019530159301133080605000 三天洪量(m3/s) 48710447603561031710227501888014020104306980 五天洪量(m3/s) 5026046220371603

31、3170241102023015210115307910 根據(jù)以上分析計(jì)算，組成萬(wàn)家寨壩址設(shè)計(jì)洪水有兩種可能：一是河口鎮(zhèn)以上洪水 9 9 與壩址洪水同頻率，河萬(wàn)區(qū)間洪水相應(yīng)；一是河萬(wàn)區(qū)間洪水與壩址洪水同頻率，河口 鎮(zhèn)以上洪水相應(yīng)。鑒于內(nèi)蒙古薩拉齊地區(qū)堤防標(biāo)準(zhǔn)是 6000m3/s，所以對(duì)大壩安全威脅 較大的洪水組成是：河萬(wàn)區(qū)間洪水與壩址洪水同頻率，河口鎮(zhèn)以上洪水相應(yīng)。因此萬(wàn) 家寨壩址用這種洪水組成進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線是用 1969 年實(shí)測(cè)過(guò)程線，以峰量同頻率分段控制求得。 3.1.4 泥沙 萬(wàn)家寨壩址的輸沙量一部分來(lái)自河口鎮(zhèn)以上黃河，一部分是河萬(wàn)區(qū)間所產(chǎn)生的沙 量。 經(jīng)過(guò)黃委設(shè)計(jì)院提出

32、的河口鎮(zhèn)站水量與輸沙量各月相關(guān)線，算出與西北院提供的 徑流相應(yīng)的河口鎮(zhèn)站 19551986 年各月輸沙量。經(jīng)過(guò)支流紅河放牛溝站的侵蝕模數(shù)修 正后，推算河萬(wàn)區(qū)間輸沙量，將這兩部分相加，得出萬(wàn)家寨河段 19551986 年各月平 均輸沙量。 河口鎮(zhèn)實(shí)測(cè)輸沙量 1.41 億 t，實(shí)測(cè)多年平均含沙量 5.7kg/m3。 河口鎮(zhèn)設(shè)計(jì)輸沙量 1.08 億 t。河口鎮(zhèn)至萬(wàn)家寨區(qū)間設(shè)計(jì)輸沙量 0.41 億 t。萬(wàn)家寨 壩址設(shè)計(jì)輸沙量 1.49 億 t，設(shè)計(jì)含沙量為 6.6kg/m3。 3.1.5 冰情 萬(wàn)家寨庫(kù)區(qū)上游，是內(nèi)蒙古河套地區(qū)。地處北緯 3940之間，氣候嚴(yán)寒，冰 凍期長(zhǎng)達(dá)五個(gè)月之久。 萬(wàn)家寨庫(kù)區(qū)河段

33、，流凌一般在 11 月下旬開(kāi)始，第二年 3 月下旬結(jié)束。實(shí)測(cè)最大冰 厚 0.5m，最大冰塊 3m2。本河段河床較窄，比降較大，水流湍急，一般年份不封凍， 而 1966 年 1 月 3 日起曾封凍 6 天。 頭道拐水文站冬季封凍，春季開(kāi)河。冬季封凍前，有一個(gè)流凌期。冬季流凌比萬(wàn) 家寨河段提前 10 天左右。以往每年多次封凍，1968 年以后，冬季流量增大，封河初期 冰花很快就被帶走，封凍次數(shù)有所減少。春季開(kāi)河，造成量多、質(zhì)堅(jiān)塊大而集中的流 冰，三至四天內(nèi)，就能全部排泄完畢。若遇一定地形條件，容易卡冰結(jié)壩或冰塞。烏 達(dá)大橋以上有冰壩壅水 67m 的最高記錄。天橋電站 1978 年也有冰壩壅水 5.

34、5m 的最 高記錄。 對(duì)萬(wàn)家寨河段冰量進(jìn)行了估算。冬季封河期最大冰量 4020 萬(wàn) m3，春季開(kāi)河期最大 冰量約 5000 萬(wàn) m3；萬(wàn)家寨庫(kù)區(qū)蓋面冰約 1000 萬(wàn) m3。萬(wàn)家寨春季開(kāi)河時(shí)的總冰量約 6000 萬(wàn) m3。 1010 3.1.6 壩址水位流量關(guān)系 萬(wàn)家寨壩址指中壩線下游 300m 處。根據(jù)其下游 2km 處水文站斷面有關(guān)要素，推 算而得到壩址水位流量關(guān)系。見(jiàn)表 3-3。 萬(wàn)家寨壩址水位流量關(guān)系表（中壩下 300m） 表 3-3 水位 m 899900901902903904905906907 流量 m3/s 62013602440385055207320931011370135

35、00 3.2 工程地質(zhì) 3.2.1 庫(kù)區(qū)工程地質(zhì) 樞紐兩岸地層為寒武系張夏組、崮山組、長(zhǎng)山組、鳳山組和奧陶系冶里組、亮甲 山組、下馬家溝組的碳酸鹽巖。庫(kù)區(qū)左岸巖溶地下水高于庫(kù)水位，補(bǔ)給庫(kù)水。庫(kù)區(qū)右 岸巖溶地下水位比正常庫(kù)水位低 90110m。右岸滲漏是水庫(kù)主要工程地質(zhì)問(wèn)題。 前期勘察階段曾判斷庫(kù)區(qū)右岸巖溶滲漏有如下特征： (1)滲漏形式為巖溶裂隙式滲漏。 (2)近岸 2km 地帶，在水庫(kù)蓄水后仍保持較陡的水力坡度，為庫(kù)水入滲區(qū)。 (3)遠(yuǎn)離岸邊地帶，在水庫(kù)蓄水后水位抬高有限，基本保持原來(lái)的低緩狀態(tài)，低 緩帶即為庫(kù)水入滲的直接排泄區(qū)。而靠近岸邊地帶的寬度，為庫(kù)水滲漏的滲徑。 據(jù)此邊界條件估算，庫(kù)

36、區(qū)右岸巖溶滲漏在最高蓄水位 980.00m 時(shí)，總滲漏量最大 值為 10.63m3/s，最小值 4.41m3/s，平均值 6.85m3/s。 在施工運(yùn)行期，對(duì)庫(kù)區(qū)右岸 19 個(gè)鉆孔的地下水位、下游相關(guān)泉水水量實(shí)施了長(zhǎng) 期監(jiān)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)重點(diǎn)滲漏段進(jìn)行了補(bǔ)充勘察，補(bǔ)充勘察及監(jiān)測(cè)資料證實(shí)， 前期勘察對(duì)庫(kù)區(qū)右岸存在巖溶滲漏的判斷是正確的。 庫(kù)區(qū)右岸巖溶滲漏模式以巖溶裂隙式滲漏為主，局部存在集中滲漏。 近岸地帶鉆孔水位，在水庫(kù)蓄水后抬高 1240m 不等，個(gè)別孔水位，幾乎與庫(kù) 水位同步變化，與庫(kù)水存在明顯的水力聯(lián)系，基本保持了水庫(kù)蓄水前較陡的水力坡度； 遠(yuǎn)離岸邊地帶（徑流區(qū)） ，水庫(kù)蓄水以來(lái)，

37、該區(qū)鉆孔水位雖有變化，但變幅很小，一般 1111 在 0.31.5m 之間，并沒(méi)有隨著庫(kù)水位抬高而明顯抬高。龍口泉群的復(fù)活，驗(yàn)證了榆 樹(shù)灣地段確實(shí)為巖溶地下水的排泄區(qū)。 目前觀測(cè)到的滲漏情況是水庫(kù)暫時(shí)性滲漏和永久滲漏的迭加，且以后者為主。 庫(kù)水主要入滲地段，尤其是陽(yáng)壕溝大焦稍溝一帶的滲透性比原來(lái)預(yù)料的要強(qiáng)，預(yù)測(cè) 在水庫(kù)最高蓄水至 980.00m 時(shí)，為 15.81 m3/s。 在主要滲漏段，出現(xiàn)的較大滲漏點(diǎn)或局部集中滲漏，雖然不會(huì)改變整個(gè)庫(kù)區(qū)右 岸巖溶滲漏模式，鑒于本區(qū)巖溶發(fā)育特征及 F4斷層帶在長(zhǎng)期滲流水作用下可能進(jìn)一步 惡化等因素，仍需對(duì)已發(fā)現(xiàn)的集中滲漏點(diǎn)和集中滲漏地段及早采取處理措施，對(duì)

38、 F4斷 層發(fā)展趨勢(shì)及庫(kù)區(qū)右岸巖溶地下水動(dòng)態(tài)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)主要入滲段進(jìn)行相應(yīng)的工程處 理，使其滲漏量降低到最小程度。 3.2.2 壩址工程地質(zhì) 3.2.2.1 地質(zhì)概況 黃河在壩址區(qū)自北向南流，河谷呈“U”型，谷寬 430 余米，岸壁高 110 余米。 河床地層主要由寒武系中統(tǒng)張夏組中厚、薄層灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、薄層泥灰?guī)r及頁(yè)巖 組成。兩岸壩肩地層主要由寒武系中統(tǒng)鳳山組、長(zhǎng)山組、崮山組中厚、薄層灰?guī)r、白 云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉（礫）狀灰?guī)r、泥灰?guī)r及條帶狀灰?guī)r組成。地層 產(chǎn)狀平緩，走向 NE3060，傾向 NW，傾角 23，發(fā)育有規(guī)模不等的層間褶皺、穹 隆、裂隙及層間剪切帶。 本區(qū)位于山西

39、臺(tái)背斜與鄂爾多斯臺(tái)向斜的過(guò)渡帶上，屬構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)。壩址方圓 10km 范圍內(nèi)無(wú)大的構(gòu)造通過(guò)，壩址地段巖體堅(jiān)硬、完整，斷層不發(fā)育，而且規(guī)模很小。 樞紐區(qū)地震基本烈度為度。 3.2.2.2 壩基巖體分類(lèi) 樞紐壩基巖體屬類(lèi)巖體。根據(jù)張夏組第五層、第四層的不同工程地質(zhì)特征，可 進(jìn)一步將張夏組第五層劃分為1類(lèi)、張夏組第四層為2類(lèi)。 1類(lèi)：張夏組第五層巖體 主要由中厚層灰?guī)r夾薄層灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r及少量泥灰?guī)r、竹灰狀巖葉狀組成。層 狀結(jié)構(gòu)，巖體較完整，縱波速度 4000m/s 以上，新鮮狀態(tài)下灰?guī)r單軸飽和抗壓強(qiáng)度在 175Mpa 以上。親水性差，多屬微透水巖體。該層巖體內(nèi)分布的緩傾角的層間剪切帶及 層面裂隙，間

40、距多小于 2m，構(gòu)成壩基抗滑穩(wěn)定的控制性滑移面。 1212 2類(lèi)：張夏組第四層巖體 主要由薄層灰?guī)r、頁(yè)巖夾泥灰?guī)r、竹頁(yè)狀灰?guī)r組成，呈互層狀。其中的泥灰?guī)r和 頁(yè)巖呈薄層結(jié)構(gòu)，單層厚一般為 0.55cm,呈夾層狀分布，占該層總厚的 3545%，其 特點(diǎn)是抗風(fēng)化能力相對(duì)較差，在新鮮狀態(tài)下十分完整，強(qiáng)度較高，飽和抗壓強(qiáng)度平均 值在 80Mpa 以上，縱波速度多在 4000m/s 以上，屬微極微透水巖體，該巖體暴露大 氣后，應(yīng)力解除及失水破裂，強(qiáng)度顯著降低。 3.2.2.3 層間剪切帶 層間剪切帶是大壩基礎(chǔ)的主要工程地質(zhì)問(wèn)題。 河床壩基部位在張夏組第五層共發(fā)育有 10 條層間剪切帶，自上而下編號(hào)為 SC

41、J01SCJ10，其中 SCJ01SCJ07 在河床左側(cè)壩段基本已被挖除。河床右側(cè)壩基段 SCJ02SCJ06 已尖滅，SCJ01 僅在 15、16、17 號(hào)壩段甲塊局部保留。其它部分已被清 除。壩基下除 SCJ07 在河床右側(cè)埋深較大并予以保留外，尚未清除的剪切帶有 SCJ08、SCJ09 和 SCJ10 三條，其各剪切帶在壩基建基面以下埋深分別為：河床左側(cè) SCJ08 埋深 2.30m；SCJ09 埋深 3.20m，SCJ10 埋深 4.104.30m。河床右側(cè) SCJ07 埋深 5.70m；SCJ08 埋深 8.00m；SCJ09 埋深 8.90m；SCJ10 埋深 9.8010.00m

42、。 （1）層間剪切帶物理性狀 各層間剪切帶在成因上均屬構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，其產(chǎn)狀與巖層層面產(chǎn)狀又有區(qū)別，現(xiàn)分 述如下： SCJ01：一般厚 4cm，順和向總體起伏差 0.51.0m，上、下層面粗糙不平，層面起 伏 0.53cm。 SCJ07：一般厚 5cm，自河床左側(cè)向右逐漸變薄，垂直河向整體起伏差較大。在河 床左側(cè)峰距 5080cm，峰谷高差達(dá) 1.002.00m；在河床右側(cè)，起伏差較小，為 0.502.00m。層面粗糙不平，可見(jiàn)擦痕，層面起伏一般為 15cm。全壩基貫通。 SCJ08：一般厚度為 4cm，自河床左側(cè)向右逐漸變薄，在河床總體產(chǎn)狀平緩無(wú)明顯 起伏，上、下層面亦較平整光滑，局部可見(jiàn)擦痕

43、。基本是連續(xù)展布。 SCJ09：一般厚度 4cm，在河床左側(cè)壩基下局部分布，向河床右側(cè)逐漸變薄，多以 層面裂隙出現(xiàn)。無(wú)明顯起伏差，上、下面局部可見(jiàn)擦痕；剪切帶連通率 10%左右。 SCJ10：一般厚度為 3cm，自河床左側(cè)向右逐漸變薄，垂直河向峰谷高差為 0.501.00m，結(jié)構(gòu)面起伏差一般在 0.502.00m。在11 壩段及泄流沖刷區(qū)范圍內(nèi)， 相對(duì)連通率 70%左右，在河床右側(cè)其連通率有降低趨勢(shì)。 1313 各層間剪切帶的結(jié)構(gòu)特征具有明顯的分帶性，按其破壞程度可概括為三種類(lèi)型，即 節(jié)理裂隙帶、劈理帶、泥化帶。節(jié)理裂隙帶呈片狀、碎塊狀，原巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到極微 破壞；劈理帶呈片狀、碎屑狀，排列方

44、向與上、下巖層呈小角度相交或平行，局部排 列無(wú)序；泥化帶受錯(cuò)動(dòng)影響最強(qiáng)烈，呈較連續(xù)的巖屑泥或泥質(zhì)薄膜。 剪切帶內(nèi)泥化物成分近似，碎屑的主要礦物成分為方解石、石英、透長(zhǎng)石。土的主 要礦物成分為方解石、伊利石及少量水云母、綠泥石，其水理性質(zhì)表現(xiàn)遇水不具膨脹 性。 （2）層間剪切帶的力學(xué)性質(zhì) 由于層間剪切帶結(jié)構(gòu)已遭到不同程度的破壞，完整性較差，其力學(xué)指標(biāo)相對(duì)較低。 河床左側(cè)基坑形成后，對(duì) SCJ07SCJ10 剪切帶進(jìn)行了地表、孔內(nèi)物探波速對(duì)比測(cè)試， 并考慮其埋深不同剪切帶密實(shí)程度有所差別等因素，綜合得出剪切帶波速值如下： SCJ07vp=1100m/s；SCJ08vp=1200m/s；SCJ09v

45、p=1300m/s；SCJ10vp=1400m/s。在河床右 側(cè)壩基，隨著剪切帶埋深增大，性狀變好，其波速值相應(yīng)提高。 基坑開(kāi)挖后，重點(diǎn)針對(duì)壩基下保留的 SCJ07、SCJ08、SCJ09、SCJ10 四條層間剪切 帶在不同的工程部位進(jìn)行了五次室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)大中型抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。歷次試驗(yàn)綜合統(tǒng)計(jì) 成果見(jiàn)表 34。 左側(cè)壩基層間剪切帶抗剪試驗(yàn)綜合統(tǒng)計(jì)成果匯總表 表 34 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 剪切帶編號(hào)試驗(yàn)整理方法 fc(MPa) 備注 SCJ10 群點(diǎn)法中值 0.620.32 大剪試驗(yàn) 算術(shù)平均值 0.700.26 常規(guī)法 小值平均值 0.670.23 中值 0.650.29 含泥膜 0.680.25 SC

46、J10 群點(diǎn)法 中 值 不含泥膜 0.620.31 算術(shù)平均值 0.640.23 SCJ08 常規(guī)法 小值平均值 0.630.18 中剪試驗(yàn) 1414 （3）層間剪切帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值 以試驗(yàn)成果為基礎(chǔ)，并考慮試驗(yàn)條件及試驗(yàn)成果分析取值方法，依據(jù)各層間剪切帶 工程地質(zhì)特征及在河床壩基的變化情況，以及工程的具體情況，提出層間剪切帶建議 指標(biāo)如表 35。 壩基層間剪切帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)地質(zhì)建議值 表 35 抗剪指標(biāo)建議值 剪切帶編號(hào)位 置 fc(MPa) SCJ01 右側(cè)壩基 0.350.20 SCJ07 右側(cè)壩基 0.500.25 壩段 0.500.28 壩段 11 0.520.30 SCJ08（

47、SCJ10） 壩段 12 19 0.550.35 3.3 工程規(guī)劃 3.3.1 最高蓄水位選擇 最高蓄水位的選擇，主要從泥沙、防凌和經(jīng)濟(jì)性等因素來(lái)分析。 經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，綜合考慮，選定最高蓄水位為 980m。其理由是，與 975m 比較，替 代容量多 3 萬(wàn) kW，庫(kù)容多 1.2 億 m3，供水期多 15m3/s 調(diào)節(jié)流量；有利于防凌；經(jīng)濟(jì)效 益好。 3.3.2 排沙期最低運(yùn)用水位選擇 排沙期最低運(yùn)用水位比較了 955m、952m 和 948m 三個(gè)方案。經(jīng)濟(jì)比較，選定 952m 方案。其理由是，最低運(yùn)用水位 955m 和 952m 方案相比，電力效益較好，淤積末端相 同。但考慮泥沙隨機(jī)性，選用

48、 952m 作為工程資料計(jì)算依據(jù)和運(yùn)用水位，是留有余地的。 3.3.3 裝機(jī)容量選擇 在已選定最高蓄水位 980m、排沙期為八、九月和排沙期最低運(yùn)用水位 952m 條件下， 進(jìn)行裝機(jī)容量的選擇。比較方案為 90 萬(wàn) kW、108 萬(wàn) kW 和 126 萬(wàn) kW。 萬(wàn)家寨水利樞紐電站在華北電網(wǎng)負(fù)荷圖的工作位置處于官?gòu)d、潘家口和十三陵等 1515 已運(yùn)行的電站以下。 萬(wàn)家寨水利樞紐電站裝機(jī)容量的選擇是考慮水火電補(bǔ)償后確定的。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)分析， 裝機(jī)容量選為 108 萬(wàn) kW。其理由是：從 90 萬(wàn) kW 到 108 萬(wàn) kW 兩個(gè)比較方案之差值效益 費(fèi)用比為 2.51，是十分經(jīng)濟(jì)的；從 108 萬(wàn) k

49、W 到 126 萬(wàn) kW，其差值效益費(fèi)用比為 0.93，同時(shí)本樞紐電站在四月至八月五個(gè)月的受阻出力超過(guò)了電網(wǎng)出力下降容許值 11 至 18 萬(wàn) kW。針對(duì)選定 108 萬(wàn) kW 裝機(jī)，研究只投入晉蒙分網(wǎng)的情況，結(jié)果與投入華北 全網(wǎng)有相同的替代效益。這種裝機(jī)容量的機(jī)組年發(fā)電量為 27.5 億 kWh。相應(yīng)的機(jī)組 利用小時(shí)數(shù)為 2546 小時(shí)。 3.3.4 洪水調(diào)節(jié) 本樞紐工程擋水建筑物按千年一遇洪水設(shè)計(jì)和萬(wàn)年一遇洪水校核。同時(shí)進(jìn)行了樞 紐擋水建筑物按五百年一遇洪水設(shè)計(jì)和五千年一遇洪水校核的調(diào)洪計(jì)算。 黃河包頭至河口鎮(zhèn)堤防安全泄量為 6000m3/s。因此，河口鎮(zhèn)洪水過(guò)程小于或等于 6000m3/

50、s。采用河口鎮(zhèn)至萬(wàn)家寨壩址區(qū)間洪水與壩址洪水同頻率，河口鎮(zhèn)洪水相應(yīng)洪 水，作為入庫(kù)洪水。采用泄流排沙規(guī)模 952m 水位的泄流能力為 5623m3/s 等一套泄流 曲線，起調(diào)水位為 966m，進(jìn)行調(diào)洪，得出： 萬(wàn)年一遇洪水和五千年一遇洪水的洪峰分別為 21200m3/s 和 19800m3/s 時(shí)，調(diào)洪后 的校核洪水位相應(yīng)為 979.1m 和 977.79m，其相應(yīng)最大泄量為 8221m3/s 和 8086m3/s。 3.3.5 水庫(kù)調(diào)度 萬(wàn)家寨水利樞紐采取“蓄清排渾”運(yùn)用方式。庫(kù)水位除滿足泥沙沖淤要求以外， 還要滿足防洪、防凌和機(jī)組發(fā)電等對(duì)水位的要求。 八月和九月排沙期內(nèi)，當(dāng)入庫(kù)流量小于 8

51、00m3/s 時(shí)，庫(kù)水位在952m 至957m 之 間進(jìn)行日調(diào)節(jié)運(yùn)行；當(dāng)入庫(kù)流量大于或等于 800m3/s 時(shí)，水庫(kù)進(jìn)行不完全日調(diào)節(jié)，部 分時(shí)間庫(kù)水位保持在952m 運(yùn)行，排沙發(fā)電；當(dāng)入庫(kù)流量等于五臺(tái)機(jī)最大過(guò)流能力 1300 m3/s 時(shí)，電站帶基荷或棄水帶峰，其中當(dāng)入庫(kù)流量大于 1000 m3/s 時(shí)，庫(kù)水位降 低至948m，沖沙 57 天。 汛期防洪限制水位，在七月至十月上半月為966m，十月下半月逐漸蓄高，至十 月底蓄到970m，如預(yù)報(bào)河口鎮(zhèn)有洪水，便仍在洪水前降至966m。 三月一日至四月上旬，上游流冰入庫(kù)，流凌開(kāi)始時(shí)水位降至970m。十一月中旬 以后，上游封凍流冰花入庫(kù)，水庫(kù)蓄水不超

52、過(guò)975m。冰花結(jié)束后，庫(kù)水位逐步提到 977m。十一月到翌年四月，水位不低于970m，保證發(fā)足額定出力。 1616 3.3.6 水庫(kù)冰情和防凌措施 萬(wàn)家寨水利樞紐上游內(nèi)蒙古河段，在冬季，由流凌而封冰；在春季解凍開(kāi)河。在 此兩個(gè)時(shí)期，有流冰進(jìn)入萬(wàn)家寨水利樞紐。 分析結(jié)果表明，冬季封河期最大入庫(kù)冰量約 5000 萬(wàn) m3，發(fā)生在 1968 年；庫(kù)區(qū)水 面面積在水位 970 至 975m 時(shí)為 2125km2，開(kāi)河時(shí)冰量厚度一般約 0.5m，冰量約 1000 萬(wàn) m3。萬(wàn)家寨水利樞紐春季開(kāi)河時(shí)的總冰量估算最大為 6000 萬(wàn) m3。 防凌措施主要是調(diào)節(jié)冰期運(yùn)用水位，使上游來(lái)冰蓄入萬(wàn)家寨水利樞紐庫(kù)區(qū)

53、，并以 不影響拐上斷面為準(zhǔn)。在冬季流凌封冰期，有大量冰花流入庫(kù)區(qū)，在封凍前的流凌時(shí) 段，保持庫(kù)水位在 975m 以下。入庫(kù)流凌比降保持在 30/000到 120/000，便于流凌順利入 庫(kù)。另外，采取降低水位預(yù)留一定庫(kù)容容納冰量，則冰凌蓄于庫(kù)內(nèi)將不致影響拐上及 其上游河道。待上游河道封凍穩(wěn)定后，視具體情況，再適當(dāng)提高水庫(kù)運(yùn)行水位。在春 季開(kāi)河前，采取迅速升降水位的辦法，促使水庫(kù)蓋面冰破壞和融化。水位降到 970m 保 持正常發(fā)電，這樣 970m 至 980m 之間有庫(kù)容 2.4 億 m3，可作臨時(shí)（幾天內(nèi)）容納冰量 之用。 萬(wàn)家寨水利樞紐的建成和運(yùn)用，使樞紐電站的出流水溫將有所提高，對(duì)下游天橋

54、 水電站和即將建設(shè)的龍口水利樞紐的防凌有利。 3.4 工程布置及主要建筑物 3.4.1 工程等別與標(biāo)準(zhǔn) 萬(wàn)家寨水利樞紐工程主要任務(wù)為供水結(jié)合發(fā)電調(diào)峰，同時(shí)兼有防洪、防凌作用。 水庫(kù)總庫(kù)容 8.96 億 m3，電站總裝機(jī)容量 1080MW，為一等大（1）型規(guī)模，主要建筑物 為 1 級(jí)水工建筑物，次要建筑物為 3 級(jí)水工建筑物。 工程永久性水工建筑物正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期為 1000 年（各年一 遇） ，非常運(yùn)用（校核）洪水標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期為 10000 年（萬(wàn)年一遇） 。 樞紐區(qū)場(chǎng)地地震基本烈度為 6 度，主要建筑物地震設(shè)防烈度為 7 度。 3.4.2 樞紐總布置 萬(wàn)家寨水利樞紐由攔河

55、壩、壩后式電站廠房、電站引水系統(tǒng)、泄水建筑物、引黃 取水建筑物、廠壩間全封閉組合電器（GIS）開(kāi)關(guān)站等建筑物組成。 攔河壩為半整體式混凝土直線重力壩，壩頂長(zhǎng) 443m，壩頂高程 982.00m，最大壩 高 105m。攔河壩自左向右共分為 22 個(gè)壩段。 引黃取水口布置在、壩段，共 2 孔，孔口尺寸為 4m4m，單孔最大引水流量 1717 24m3/s。取水口采用分層取水方式以引取水庫(kù)表層清水。 泄水壩段布置在引黃取水口右側(cè)，泄水孔口自左至右依次為表孔、底孔和中孔。 表孔主要擔(dān)負(fù)樞紐宣泄超標(biāo)準(zhǔn)洪水和部分排冰任務(wù)，設(shè)在壩段，孔口寬度為 14m，堰 頂高程為 970.00m，最大泄量 864m3/s

56、。底孔為樞紐主要泄洪排沙建筑物，設(shè)在 壩段，共 8 孔，孔口尺寸 4m6m（寬高） ，底坎高程 915.00m，單孔最大泄量為 719 m3/s。中孔為樞紐重要泄洪排沙建筑物，也是主要的排漂建筑物，設(shè)在、壩段， 共 4 孔，孔口尺寸為 4m8m，底坎高程為 946.00m，單孔最大泄量為 675 m3/s。泄水壩 段下游均采用長(zhǎng)護(hù)坦挑流消能。 隔墩壩段布置在中孔壩段右側(cè)，內(nèi)設(shè)電梯井、樓梯井和電纜豎井。隔墩壩段右側(cè) 為電站壩段（壩段） ，壩上設(shè)六個(gè)發(fā)電引水鋼管進(jìn)水口。進(jìn)水口底坎高程為 12 17 932.00m。引水鋼管為壩內(nèi)淺埋式壓力鋼管，管徑 7.5m。在壩段每個(gè)進(jìn)水口左 13 17 下側(cè)各

57、設(shè)一條排沙鋼管。排沙鋼管共 5 條，進(jìn)口呈虹吸式布置，壩面進(jìn)口高程為 912.00m，駝峰底坎高程為 917.00m，壩內(nèi)鋼管直徑為 2.70m，庫(kù)水位 952.00m 時(shí)單孔 泄量為 57m3/s。工業(yè)取水口設(shè)在右岸非溢流壩段（壩段） ，共 2 孔，孔口尺寸為 18 1.4m1.6m，進(jìn)口底坎高程為 945.55m，正常取水流量為 8400 m3/h。 電站廠房為壩后式廠房，主廠房?jī)?nèi)設(shè)六臺(tái)單機(jī)容量為 180MW 的混流式水輪發(fā)電機(jī) 組，機(jī)組間距 24m。主廠房總長(zhǎng) 196.55m，上部寬 27.00m，下部寬 43.75m，總高度 56.30m。電站副廠房位于主廠房右側(cè)，與主廠房呈“T”形布

58、置。副廠房長(zhǎng) 67.35m，寬 15.00m，地下兩層，地上八層，總建筑面積 8330m2。 電站輸電電壓為 220kv。主變壓器布置在廠壩間 909.00m 平臺(tái)，與廠房發(fā)電機(jī)層同 高程。主變壓器共六臺(tái)，一機(jī)一變。開(kāi)關(guān)站為 220kV SF6封閉式組合電器開(kāi)關(guān)站，位于 廠壩之間主變壓器頂部，設(shè)備安裝層高程 921.80m。電站向內(nèi)蒙側(cè)三回出線由開(kāi)關(guān)站引 出后，經(jīng)電站壩段下游壩坡吊點(diǎn)向下游黃河右岸送出。電站向山西側(cè)三回出線由開(kāi)關(guān) 站引出后，經(jīng)廠壩間架空廊道、隔墩壩段電纜廊道及豎井、泄水壩段電纜廊道于設(shè)在 左岸擋水壩段的 955.50m 出線平臺(tái)引出，經(jīng)壩上吊點(diǎn)向左岸送出。 樞紐工程永久供水水處

59、理廠位于大壩下游黃河左岸灘地，由工程施工期臨時(shí)水處 理廠改造而成。電站機(jī)修廠位于左岸岸頂三、四級(jí)階地上，鄰樞紐管理區(qū)對(duì)外公路布 置。 樞紐左、右岸均有上壩公路與攔河壩壩頂溝通。在大壩下游 1280m 處設(shè)跨黃河公 路橋一座，溝通兩岸交通。此外，為聯(lián)接兩岸人行交通，在距壩址上游 180m 處設(shè)人行 1818 索橋一座。電站對(duì)外公路沿右岸黃河灘地布置，與黃河公路橋相接。在水庫(kù)右岸壩上 游鄰右岸上壩公路設(shè)斜坡道式水庫(kù)工作碼頭一座。壩址區(qū)公路分別與山西、內(nèi)蒙兩省 （區(qū)）交通系統(tǒng)相接。 3.4.3 主要建筑物 3.4.3.1 攔河壩 攔河壩為半整體式混凝土直線重力線。大壩兩岸邊坡壩段與及與壩段橫 21

60、22 縫在 948.00m 高程以下并縫連成整體，與及與壩段橫縫在 940.00m 高程以下 20 21 并縫連成整體，以解決邊坡壩段的穩(wěn)定問(wèn)題；河床壩段橫縫在 915.00m 高程以下并縫 連成整體，以提高大壩淺層抗滑穩(wěn)定的安全儲(chǔ)備。河床左側(cè)泄水壩段采用長(zhǎng)護(hù)坦挑流 消能的結(jié)構(gòu)形式，使壩體保持足夠長(zhǎng)的下游支撐巖體，保證泄水壩段的淺層抗滑穩(wěn)定。 電站壩段采用廠壩平縫連接的結(jié)構(gòu)措施使廠壩聯(lián)合受力。 攔河壩壩頂高程 982.00m。河床左側(cè)壩段建基面高程為 888.80m891.50m，右側(cè) 壩段甲、乙塊建基面高程為 891.00m894.00m，電站壩段丙、丁塊因發(fā)電引水壓力鋼 管及電站壩段排水鋼