宕昌縣沙灣水電站可行性研究報(bào)告

甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站可行性研究報(bào)告甘肅省甘蘭水利水電建筑設(shè)計(jì)院第2頁共607頁1綜合說明1.1概況1.1.1流域規(guī)劃及開發(fā)現(xiàn)狀沙灣水電站位于甘肅省隴南市宕昌縣境內(nèi)的白龍江干流上，電站樞紐上距宕昌縣城70km，下距武都區(qū)50km。白龍江位于北緯30°30′～34°30′,東經(jīng)102°30′～106°00′之間，地處青藏高原邊緣向四川盆地的過渡帶上，發(fā)源于岷山西段郎木寺以西的廓爾莽梁北麓，發(fā)源地海拔4072m，屬長(zhǎng)江的二級(jí)支流，嘉陵江一級(jí)支流，全長(zhǎng)535km，流域面積32810km2。白龍江流域水能資源理論蘊(yùn)藏量4328MW，其中干流水能資源理論蘊(yùn)藏量2010MW，目前干流上已建和在建的水電站裝機(jī)容量約1020MW，約占可開發(fā)裝機(jī)容量的三分之一。1992年國(guó)家電力公司西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院就曾對(duì)白龍江干流武都至苗家壩河段進(jìn)行了水能開發(fā)選點(diǎn)，初步選擇了苗家壩采用高壩一級(jí)開發(fā)，并于1995年完成了白龍江干流苗家壩水電站預(yù)可行性研究報(bào)告。2006年6月確定了苗家壩電站的主要開發(fā)任務(wù)是發(fā)電，開發(fā)方式為低壩＋上游梯級(jí)組合的多級(jí)開發(fā)方案。根據(jù)現(xiàn)階段規(guī)劃成果，低壩方案中苗家壩以上中游河段共擬定了四個(gè)方案，分別布置3～7個(gè)梯級(jí)電站，這些電站多為引水式的小型電站，規(guī)劃河段為苗家壩址至武都漢王鎮(zhèn)成片川地，此次規(guī)劃未涉及白龍江武都以上河段。1994年國(guó)家電力公司西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)白龍江干流武都以上河段進(jìn)行了規(guī)劃，并形成《白龍江干流武都以上河段梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃報(bào)告》；此后2004年，中國(guó)水電顧問集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)白龍江干流武都以上河段進(jìn)行了梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃調(diào)整，并形成《白龍江干流武都以上河段梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃調(diào)整報(bào)告》，這兩次規(guī)劃的河段主要在白龍江干流舟曲以上流域內(nèi)，規(guī)劃了尼什峽～沙川壩13級(jí)梯級(jí)開發(fā)的方案。而武都干流以上河段的歷次規(guī)劃均未涉及白龍江武都～舟曲河段的開發(fā)。白龍江干流沙川壩～苗家壩河段河道長(zhǎng)約184km，水面落差約620m，水力資源理論蘊(yùn)藏量680.6MW。該河段水電開發(fā)規(guī)劃歷經(jīng)調(diào)整，已形成梯級(jí)開發(fā)的基本格局。最近的規(guī)劃布局是2007年9月由中國(guó)水電顧問集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院編制完成的《白龍江干流沙川壩～苗家壩河段水電開發(fā)調(diào)整規(guī)劃報(bào)告》（審定本）所確定的。該規(guī)劃對(duì)沙川壩～苗家壩河段共布置梯級(jí)水電站17座，自上而下依次為：虎家崖、南峪、兩河口、石門坪、沙灣、水洞峽、角弓、甘谷、石門、兩水、漢王、包家壩、椒園壩、大園壩、橙子溝（宗家壩下壩址）、臨江及苗家壩。目前該河段已建梯級(jí)電站有虎家崖、兩河口、石門坪、白鶴橋、臨江等5座，在建的有石門、漢王、椒園壩、大園壩等4座，正在進(jìn)行或已完成可行性研究的有沙灣、包家壩、苗家壩等3座，規(guī)劃梯級(jí)有南峪、水洞峽、角弓、甘谷、兩水、橙子溝（宗家壩下壩址）等6座，其中角弓涵蓋已建的白鶴橋。沙灣水電站為該規(guī)劃開發(fā)方案的第五級(jí)。該水電站位于宕昌縣沙灣鎮(zhèn)境內(nèi)，是一座低壩徑流引水式電站，距宕昌縣城約70km，距隴南市約50km。電站工程由樞紐、引水系統(tǒng)、廠區(qū)等三大部分組成。引水樞紐位于清水子村，右岸引水線路，電站廠房在引水樞紐下游約7km處。因此，沙灣水電站的開發(fā)符合河流總體規(guī)劃。上述已建、在建及規(guī)劃中的電站均為引水式電站，其中沙灣水電站上游為已建的石門坪電站，下游為未建的水洞峽水電站。沙灣水電站正常蓄水位為1198.5m，石門坪水電站最低尾水位1200.86m，正常尾水位1202.08m，根據(jù)水庫(kù)回水及淤積計(jì)算，沙灣水電站所選水位不影響石門坪水電站的正常運(yùn)行；而水洞峽電站根據(jù)調(diào)整規(guī)劃，沒有理想的建壩位置，引水系統(tǒng)將直接連接沙灣水電站尾水。所以沙灣水電站的開發(fā)對(duì)上下游電站的開發(fā)不會(huì)造成影響。1.1.2工程概況圖1-1-1沙灣水電站地理位置示意圖1.1.3勘測(cè)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)前期階段，由于電站所在河段流域規(guī)劃尚未審查，故根據(jù)隴南市行政公署發(fā)展計(jì)劃處文件《關(guān)于宕昌縣沙灣水電站項(xiàng)目建議書的批復(fù)》精神和開發(fā)單位意見，設(shè)計(jì)單位組織有關(guān)的工程技術(shù)人員在《項(xiàng)目建議書》的基礎(chǔ)上，對(duì)上一階段工作進(jìn)行了進(jìn)一步方案論證和比較。2007年8月25日～28日，甘肅省工程咨詢中心對(duì)《白龍江干流沙川壩～苗家壩河段水電開發(fā)調(diào)整規(guī)劃報(bào)告》進(jìn)行了審查，基本同意了該河段16級(jí)的梯級(jí)開發(fā)方案。根據(jù)審查后的流域規(guī)劃報(bào)告，根據(jù)對(duì)地形、地質(zhì)、地貌、水文和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)電站裝機(jī)規(guī)模和方案進(jìn)行比較論證依，并據(jù)《水利水電工程可行性報(bào)告編制規(guī)程》（DL5020-93）的規(guī)定對(duì)沙灣水電站工程進(jìn)行可行性研究階段的設(shè)計(jì)工作。1.1.4勘測(cè)設(shè)計(jì)過程沙灣水電站是宕昌縣人民政府引進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，實(shí)行資源有償開發(fā)拍賣的第一座電站，電站開發(fā)權(quán)于2006年9月2日進(jìn)行了公開拍賣，最終由隴南匯鑫水電股份有限公司取得開發(fā)權(quán)。受電站開發(fā)單位的委托，我院對(duì)沙灣水電站進(jìn)行可行性研究階段的工作。2006年9月27～2006年9月30日，受開發(fā)商隴南匯鑫水電股份有限公司的邀請(qǐng)，我院主要領(lǐng)導(dǎo)及設(shè)計(jì)人員會(huì)同匯鑫公司領(lǐng)導(dǎo)，對(duì)沙灣電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了初步踏勘；2006年10月8日，我院與隴南匯鑫公司正式簽訂白龍江沙灣水電站勘測(cè)設(shè)計(jì)合同；2006年10月10日，我院派遣測(cè)繪人員進(jìn)駐沙灣電站現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行地形圖的測(cè)繪工作，沙灣電站設(shè)計(jì)工作正式開始；2006年10月，我院主要設(shè)計(jì)人員與地質(zhì)勘察人員繼續(xù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行踏勘；2006年10月24日，我院與青海省水電地質(zhì)勘察隊(duì)正式簽訂白龍江沙灣水電站地質(zhì)勘察合同，10月25日，地質(zhì)勘察人員進(jìn)入沙灣電站現(xiàn)場(chǎng)，地質(zhì)勘察外業(yè)工作正式開始；2006年11月22日，沙灣水電站地形圖測(cè)繪工作全部完成，電站所需的水文、氣象等資料基本收集完備，我院組織設(shè)計(jì)人員正式開始設(shè)計(jì)工作；2007年4月10日，沙灣水電站可行性研究報(bào)告初稿完成，開發(fā)商匯鑫公司組織專家對(duì)報(bào)告進(jìn)行了初審，并會(huì)同設(shè)計(jì)單位一起對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了考察；2007年4月15日，經(jīng)專家對(duì)初稿的審查后，匯鑫公司組織專家和設(shè)計(jì)單位在蘭州市西蘭國(guó)際大酒店就針對(duì)沙灣水電站設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行了座談，并形成《甘肅省隴南市宕昌縣沙灣水電站工程可行性研究報(bào)告咨詢意見》；2007年4月～5月，我院根據(jù)《甘肅省隴南市宕昌縣沙灣水電站工程可行性研究報(bào)告咨詢意見》，對(duì)沙灣水電站設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行了修改，并對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行了進(jìn)一步的深化；2007年6月3日，電站開發(fā)商與設(shè)計(jì)單位及部分甘肅省水電專家對(duì)修改后的可行性研究報(bào)告進(jìn)行了一次深入座談，主要就工程區(qū)內(nèi)鳳安山滑坡體對(duì)工程的影響發(fā)表了不同看法；2007年6月5日，受隴南匯鑫水電股份有限公司的邀請(qǐng)，中鐵西北科學(xué)研究院副院長(zhǎng)馬惠民研究員和滑坡專家王恭先研究員在開發(fā)單位和設(shè)計(jì)勘察單位的陪同下，對(duì)樞紐區(qū)內(nèi)鳳安山滑坡體進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，出具了《關(guān)于隴南匯鑫水電股份有限公司白龍江沙灣下游壩址滑坡穩(wěn)定性的咨詢意見》，基本上否定了滑坡體位于庫(kù)區(qū)內(nèi)的沙灣電站下壩址方案；2007年6月30日，我院正式提交《甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站可行性研究報(bào)告》（咨詢稿）；2007年7月27～28日，甘肅省工程咨詢中心組織專家赴沙灣水電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地考察，調(diào)查了解了該工程區(qū)基本情況及與上下游水電站的位置關(guān)系，庫(kù)區(qū)淹（浸）沒范圍，當(dāng)?shù)亟ㄖ牧狭蠄?chǎng)位置，重點(diǎn)查勘了各方案樞紐、引水線路、廠房等的工程條件。2007年8月25日～28日，甘肅省工程咨詢中心對(duì)《白龍江干流沙川壩～苗家壩河段水電開發(fā)調(diào)整規(guī)劃報(bào)告》進(jìn)行了審查，基本同意了該河段16級(jí)的梯級(jí)開發(fā)方案；2007年11月7日～8日，由甘肅省工程咨詢中心主持，在蘭州飯店召開了沙灣水電站可研評(píng)估論證會(huì)。咨詢中心專家組經(jīng)過認(rèn)真討論，認(rèn)為可研報(bào)告提交的工程勘測(cè)設(shè)計(jì)成果基本符合國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求，可研報(bào)告基本達(dá)到了本階段工作深度的要求，擬定的工程任務(wù)明確，采用引水式開發(fā)方案可行，裝機(jī)規(guī)?；具m宜，推薦的樞紐壩址以及主要建筑物設(shè)計(jì)、水輪發(fā)電機(jī)組選型基本合理。會(huì)議并形成了《甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站工程可行性研究報(bào)告專家組咨詢意見》；2007年11月10日～2008年1月10日，設(shè)計(jì)單位依據(jù)《白龍江干流沙川壩～苗家壩河段水電開發(fā)調(diào)整規(guī)劃報(bào)告》確定的沙灣水電站開發(fā)方式和《甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站工程可行性研究報(bào)告專家組咨詢意見》，對(duì)《甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站可行性研究報(bào)告》（咨詢稿）進(jìn)行了進(jìn)一步的深化、修改；并根據(jù)方案的調(diào)整修改情況，于2007年11月底派出測(cè)繪專業(yè)人員補(bǔ)充了清水子壩址地形圖測(cè)繪，同時(shí)委托青海省水電地質(zhì)勘探隊(duì)，在上一階段的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的地質(zhì)勘察工作；2008年1月16日，業(yè)主組織相關(guān)專家在蘭州華瑞大廈對(duì)修改后的《甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站可行性研究報(bào)告》進(jìn)行了提交核準(zhǔn)稿之前的最后一次咨詢；2008年1月20日，設(shè)計(jì)單位向業(yè)主正式提交《甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站可行性研究報(bào)告》。1.2水文、泥沙1.2.1流域概況白龍江位于北緯30°30′～34°30′,東經(jīng)102°30′～106°00′之間，地處青藏高原邊緣向四川盆地的過渡帶上，發(fā)源于岷山西段郎木寺以西的廓爾莽梁北麓，發(fā)源地海拔4072m，自西向東南流經(jīng)甘、川兩省的若爾蓋、迭部、舟曲、宕昌、武都、文縣、青川等縣，在四川省舊昭化城東匯入嘉陵江，全長(zhǎng)535km，流域面積32810km2，屬長(zhǎng)江的二級(jí)支流。沙灣水電站位于白龍江中游段隴南市宕昌縣境內(nèi)，電站壩址處控制流域面積11358km2，此段河谷相對(duì)開闊，灘地階地發(fā)育。1.2.2氣象工程所在位置為甘肅省隴南市宕昌縣沙灣鎮(zhèn)，沙灣鎮(zhèn)距縣城宕昌縣約70km，距隴南市武都區(qū)約50km，電站所處位置氣候條件與武都區(qū)較接近，故采用武都?xì)庀笳镜臍庀筚Y料。工程區(qū)屬大陸性亞熱帶氣候，降水量屬白龍江流域偏低區(qū)，日照充足，夏季炎熱、冬季微寒。根據(jù)武都?xì)庀笳举Y料統(tǒng)計(jì)：多年平均氣溫14.5℃，極端最高氣溫40℃，極端最低氣溫-8.1℃，年平均降水量為485mm，年平均蒸發(fā)量1723mm，平均日照時(shí)數(shù)1911.7h，多年平均風(fēng)速為1.5m/s，最大風(fēng)速為24m/s。工程區(qū)霜期短、冬季河水不結(jié)冰、無積雪，最大凍土深度為11cm。1.2.3水文白龍江流域自上而下設(shè)有根古、麻亞寺、立節(jié)（舟曲）、武都、碧口等水文站，沙灣水電站進(jìn)水口位于宕昌縣兩河口下游約11km處，在立節(jié)（舟曲）與武都水文站之間。舟曲水文站曾多次變址，1954年設(shè)站名為白龍江，1958年改名占單，集水面積8434km2；1959年下遷2.8km改名為香椿溝站，集水面積8446km2；1967年1月1日香椿溝站上遷10km至立節(jié)村，稱立節(jié)水文站，香椿溝、立節(jié)二站1967年進(jìn)行了為期一年的同步觀測(cè)；1995年立節(jié)水文站又下遷44km至舟曲縣城，改名為舟曲站。立節(jié)水文站集水面積8205km2，舟曲站控制流域面積8955km2。將占單站1954～1958、香椿溝站1959～1966年、舟曲水文站1995～2005年的實(shí)測(cè)資料按面積比推算到立節(jié)水文站，面積比系數(shù)分別為0.9728、0.9715和0.9162。經(jīng)延長(zhǎng)后的立節(jié)水文站資料系列為1954～2005年共52年系列。武都水文站所處位置為東經(jīng)104.55°北緯33.22°，控制流域面積為14288km2，武都水文站建站時(shí)間早，于1939年9月設(shè)立，1947年11月停測(cè)，1958年1月恢復(fù)觀測(cè)，有1940～1946年和1958～2005年兩個(gè)階段徑流測(cè)驗(yàn)成果，是本次徑流計(jì)算理想的依據(jù)站，由于1940～1946年武都站水文觀測(cè)資料時(shí)斷時(shí)續(xù)，觀測(cè)精度差，故本次設(shè)計(jì)取其連續(xù)的1958～2005年48年實(shí)測(cè)水文資料。表1-2-1沙灣電站站址上下游水文站一覽表站名地點(diǎn)坐標(biāo)集水面積(km2)設(shè)立日期備注東經(jīng)北緯舟曲舟曲縣104.0433.548205（立節(jié)）8434（占單）8446（香椿溝）8955（舟曲）1968.11995年由立節(jié)向下游遷站并改名為舟曲水文站。武都隴南市武都區(qū)城關(guān)鎮(zhèn)104.5533.24142881939.91947年11停測(cè)，1958年恢復(fù)表1-2-2沙灣水電站上下游水文站水文資料情況表河名站名控制面積（km2）所用資料年限白龍江香椿溝84461954～1967白龍江立節(jié)82051968～1994白龍江舟曲89551995～2005白龍江武都142881958～2005本次設(shè)計(jì)所用的水文資料由甘肅省水文水資源勘測(cè)局整編刊布，資料準(zhǔn)確性高。設(shè)計(jì)以立節(jié)站資料為基礎(chǔ)，將占單、香椿溝、舟曲等站資料通過分析折算至立節(jié)水文站，將系列延長(zhǎng)為1954～2005年共52年系列；武都水文站通過建立與立節(jié)站相關(guān)關(guān)系將武都站系列延長(zhǎng)為1954～2005年共52年系列。1.2.4年徑流白龍江流域的徑流補(bǔ)給來源以降水和冰雪融水為主。武都站位于白龍江的中下游，控制了白龍江大部分流域，該站具有48年完整的實(shí)測(cè)資料系列(1958～2005年)。立節(jié)站在武都站上游，該站具有52年完整的實(shí)測(cè)資料系列(1954～2005年)。設(shè)計(jì)以立節(jié)站資料為基礎(chǔ)，將占單、香椿溝、舟曲等站資料通過分析折算至立節(jié)水文站，將系列延長(zhǎng)為1954～2005年共52年系列；武都水文站通過建立與立節(jié)站相關(guān)關(guān)系將武都站系列延長(zhǎng)為1954～2005年共52年系列并對(duì)年徑流資料系列進(jìn)行代表性分析，可得武都站、立節(jié)站不同保證率的設(shè)計(jì)年徑流成果。表1-2-3武都站、立節(jié)站不同保證率的設(shè)計(jì)年徑流結(jié)果表名稱年別集水面積（km2)均值（m3/s）CvCs/Cv設(shè)計(jì)年徑流量（m3/s）15%25%50%75%85%武都站水文年142881290.242.016114812610797.4立節(jié)站水文年820575.80.242.094.687.174.362.957.2壩址處集水面積為11358km2，與白龍江武都水文站相差2930km2，相差20.5%，與白龍江立節(jié)水文站相差3153km2，相差38.4%，推算沙灣水電站壩址徑流時(shí)采用地區(qū)綜合法和區(qū)間徑流系數(shù)法計(jì)算壩址斷面多年平均徑流量。根據(jù)白龍江流域立節(jié)站與武都站的1954.5～2005.4年實(shí)測(cè)徑流資料分析而得N=0.959。將N值和武都站以及立節(jié)站多年平均流量129m3/s和75.8m3/s代入地區(qū)綜合法公式，計(jì)算得壩址斷面多年平均流量分別為104m3/s。根據(jù)前面的分析可知，沙灣電站壩址上下游站的年徑流變差系數(shù)Cv均為0.24，說明白龍江流域的徑流年際變化不大。根據(jù)Cv地區(qū)分布規(guī)律，沙灣電站壩址處的Cv取0.24，Cs／Cv＝2.0。則電站壩址處不同頻率的設(shè)計(jì)年徑流量結(jié)果見下表。表1-2-4電站壩址處不同頻率的設(shè)計(jì)年徑流量結(jié)果表單位：m3/s均值CvCs/Cv線型設(shè)計(jì)年徑流量（m3/s）15%25%50%75%85%1040.242.0378.5壩址處設(shè)計(jì)年徑流的月分配，依據(jù)設(shè)計(jì)年徑流所對(duì)應(yīng)的典型過程的月分配百分比進(jìn)行分配，典型年的選取原則是：典型年的年平均流量及枯水期（11～4月）的平均流量要與設(shè)計(jì)年的設(shè)計(jì)年平均流量及枯水期（11～4月）的設(shè)計(jì)平均流量接近。根據(jù)上述原則，15%保證率設(shè)計(jì)年徑流的月分配采用1975.5～1976.4年典型，50%保證率設(shè)計(jì)年徑流的月分配采用1982.5～1983.4年典型，85%保證率設(shè)計(jì)年徑流的月分配采用1995.5～1996.4年典型，其計(jì)算結(jié)果見表1-2-5。表1-2-5沙灣電站壩址設(shè)計(jì)年徑流月分配過程單位：m3/s頻率5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月年15%(1975.5~1976.4)17212218016822425912872.654.247.646.985.713050%(1982.5~1983.4)153147107961941968853.043.139.138.86910285%(1995.5~1996.4)12211410111712398.166.445.737.936.636.344.778.51.2.5枯水徑流分析經(jīng)對(duì)武都站1958.5～2005.4年歷年最小流量和枯水期（11～4月）平均流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，該站多年平均最小流量為43.4m3/s、枯水期（11～4月）多年平均流量為68.0m3/s，不同頻率設(shè)計(jì)年最小流量計(jì)算結(jié)果見表1-2-6，枯水期（11～4月）設(shè)計(jì)平均流量計(jì)算結(jié)果見表1-2-7。采用地區(qū)綜合法將武都站設(shè)計(jì)結(jié)果推算到壩址（方法與n值同年徑流），其計(jì)算結(jié)果見表1-2-6、表1-2-7。表1-2-6不同頻率的年最小流量設(shè)計(jì)結(jié)果表（單位：m3/s）時(shí)段站名均值（m3/s）CvCs/Cv不同頻率設(shè)計(jì)年最小流量1525507585年最小武都站43.40.222.053.349.442.736.633.6沙灣電站34.90.222.042.839.734.329.427.0表1-2-7不同頻率枯水期（11～4月）流量設(shè)計(jì)結(jié)果表（單位：m3/s）時(shí)段站名均值（m3/s）CvCs/Cv不同頻率枯水期設(shè)計(jì)流量1525507585枯水期（11～4月）武都站68.00.222.083.577.466.957.452.7沙灣電站54.60.222.067.162.253.746.142.11.2.6生態(tài)基流根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》（試行）（SL/Z322-2005）之7.4.4關(guān)于河流生態(tài)水量的基本要求，北方河流生態(tài)基流指標(biāo)原則上不得小于多年年均流量的10%，枯水時(shí)段應(yīng)不得低于同期流量均值的20%。根據(jù)上述原則分別計(jì)算得到的生態(tài)基流流量為10.4m3/s和10.9m3/s，兩個(gè)時(shí)段計(jì)算得到的生態(tài)基流流量接近，此次設(shè)計(jì)生態(tài)流量取10.4m3/s。1.2.7洪水白龍江洪水均由長(zhǎng)歷時(shí)大面積暴雨形成，發(fā)生頻率高，干流主汛期一般都集中在5～10月，年最大流量通常出現(xiàn)在7、8、9三個(gè)月，一次洪水過程平均為7～15天，洪水過程基本特征為：具有大起漲慢、消退長(zhǎng)的肥胖型洪水過程，又具有山區(qū)河流陡漲陡落的尖瘦型洪水過程。根據(jù)水利部西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院、水電部第五工程局、甘肅省水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院及甘肅省水文總站等單位先后對(duì)白龍江歷史洪水的調(diào)查結(jié)果：白龍江的最大洪水發(fā)生在1871年、1904年、1917年、1935年、1984年。1871年和1917年兩次大洪水發(fā)生在白龍江下游，1904年和1935年兩次洪水發(fā)生在白龍江中上游地區(qū)，與本次設(shè)計(jì)洪水關(guān)系密切。下表為香椿溝水文站及觀峰崖斷面歷史調(diào)查洪水表。表1-2-8香椿溝水文站、觀峰崖斷面歷史洪水調(diào)查表調(diào)查洪水?dāng)嗝骓?xiàng)目香椿溝水文站觀峰崖集水面積（km2）844614974流量（m3/s）1904年173027401935年11001760備注透防至宗家壩歷史洪水重現(xiàn)期：按調(diào)查到的首位歷史洪水發(fā)生年代1904年起算至2005年，1904年洪水重現(xiàn)期為100年。若將1935年洪水按1904年以來的第二位洪水考慮，重現(xiàn)期為50年；如按1935年以來的首位洪水考慮，重現(xiàn)期為70年；則認(rèn)為1935年洪水重現(xiàn)期為50～70年。按洪峰及洪量面積比擬定計(jì)算公式求算每場(chǎng)實(shí)測(cè)洪水洪峰洪量面積比指數(shù)n值。計(jì)算得1904年洪水n=0.803，1935年洪水n=0.8236。根據(jù)計(jì)算所得面積比指數(shù)將調(diào)查洪水?dāng)嗝婧樗鬯阒亮⒐?jié)水文站和武都水文站表1-2-9立節(jié)、武都水文站歷史洪水成果表設(shè)計(jì)洪水?dāng)嗝骓?xiàng)目立節(jié)水文站武都水文站集水面積（km2）820514288流量（m3/s）1904年169026391935年10741693立節(jié)站洪水資料系列為1954～2005年共計(jì)52年。其中，因占單村站和香椿溝站與立節(jié)站面積相差小于3%，則三站洪水資料合并統(tǒng)計(jì)，即1954～1958年為占單村站實(shí)測(cè)洪水資料，1959～1966年為香椿溝站實(shí)測(cè)洪水資料，1967～1994年為立節(jié)站實(shí)測(cè)洪水資料；1995～2005年立節(jié)站洪水資料是由舟曲站實(shí)測(cè)資料按面積比的2/3次方折算求得。武都站實(shí)測(cè)洪水系列為1958～2005年，共計(jì)48年。用武都站和立節(jié)站1958～2005年實(shí)測(cè)洪水流量建立相關(guān)，分析相關(guān)時(shí)加入了1904年和1935年立節(jié)及武都站歷史洪水成果，按不連序系列頻率計(jì)算，計(jì)算中首先采用矩法對(duì)參數(shù)做初步估算，經(jīng)驗(yàn)頻率采用數(shù)學(xué)期望公式即，適線采用P-Ⅲ型曲線。計(jì)算結(jié)果見表1-2-10。表1-2-10武都站、立節(jié)站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算結(jié)果表（單位：m3/s）站名統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同頻率設(shè)計(jì)洪峰流量均值CvCs/Cv0.10.20.330.5123.3510203350武都7100.644.0371933403067284224692101183916251275940714544立節(jié)4120.664.02240200718401702147412501090959747546411311由于沙灣電站壩址以上流域集水面積為11358km2與武都站集水面積14288km2，相差20.5%，考慮區(qū)間與設(shè)計(jì)依據(jù)站以上流域降水、下墊面條件的差異，推算工程地址的洪水流量。計(jì)算結(jié)果如下：表1-2-11沙灣電站壩址設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算結(jié)果單位：m3項(xiàng)目均值不同頻率設(shè)計(jì)洪峰流量0.10.20.330.5123.3510203350Qm5753011270424832301199917011489131510327615784401.2.8分期洪水考慮到工程施工的要求，分別計(jì)算汛期和非汛期的施工設(shè)計(jì)洪水。表1-2-12沙灣電站壩址施工期設(shè)計(jì)洪水計(jì)算結(jié)果單位：m3/s站名時(shí)段均值（m3/s）CvCs/Cv不同頻率設(shè)計(jì)洪水流量23.35102050沙灣電站11～3月1150.34320719318116113910411～4月1330.3632482312161911641211～3月53.20.26383.979.675.869.161.849.64月1090.483243221203173141945月2010.4234113783513042531776月2450.6364057351742332819710月2310.56358152347539331019311月1170.32320319118016114010712月68.60.28311210610091.080.663.71.2.9泥沙沙灣電站壩址處無實(shí)測(cè)泥沙資料，因此只能采用立節(jié)站和武都站的多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)并結(jié)合本流域?qū)嶋H情況來推求沙灣電站壩址以上流域的懸移質(zhì)多年平均輸沙量。經(jīng)對(duì)舟曲站1967～2005年和武都站1958～2005年實(shí)測(cè)泥沙資料分析，立節(jié)站多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)為182.8t/km2，武都站多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)為1109.5t/km2。考慮到電站壩址以上流域天然植被破壞較大，因此沙灣電站壩址以上流域的多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)取700t/km2，則懸移質(zhì)輸沙量為796萬t。白龍江沒有實(shí)測(cè)的推移質(zhì)輸沙量資料，因而依據(jù)比例系數(shù)推求，經(jīng)計(jì)算，沙灣電站壩址以上流域多年平均輸沙量為955萬t。1.3工程地質(zhì)1.3.1勘察任務(wù)2006年9月28日電站開發(fā)單位、設(shè)計(jì)單位及地質(zhì)勘察單位有關(guān)人員,對(duì)沙灣電站引水樞紐、洞線及廠房進(jìn)行了實(shí)地踏勘，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)情況及現(xiàn)有地形資料，確定了上堠子壩址及廠房位置。青海省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘探隊(duì)組建地質(zhì)勘察項(xiàng)目部，編寫勘察大綱，組織人員及設(shè)備于2006年10月29日進(jìn)駐工地。在工地根據(jù)地形資料，會(huì)同設(shè)計(jì)及業(yè)主，踏勘并確定了跨巴楞溝方案，廠房在雅園村下游；同時(shí)開始了野外現(xiàn)場(chǎng)的鉆探、試驗(yàn)及地質(zhì)測(cè)繪工作，重點(diǎn)對(duì)壩址區(qū)、滑坡體、巴楞溝及廠房區(qū)進(jìn)行了鉆探，鉆探機(jī)組在克服了廠區(qū)及洞線滑坡體鉆探設(shè)備搬家及鉆探困難，于12月25日完成野外勘察工作，2007年元月中旬提交了全部成果資料。2007年4月10日電站業(yè)主甘肅隴南匯鑫水電股份有限公司聘請(qǐng)甘肅省水電行業(yè)有關(guān)專家對(duì)電站有關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行咨詢，各專業(yè)專家通過對(duì)電站的實(shí)地踏勘考察，提出了許多建設(shè)性的意見：隧洞采用有壓形式，調(diào)壓井向上移到雅園村下游山梁，并將廠房上移到雅園村邊洪積扇邊緣地段；進(jìn)行上（上堠子壩址）、下壩址的比較。2007年6月，業(yè)主委托中鐵西北科學(xué)研究院對(duì)所選的下壩址庫(kù)區(qū)鳳安山滑坡進(jìn)行了實(shí)地踏勘，根據(jù)此次咨詢意見認(rèn)為：下壩址庫(kù)區(qū)滑坡體比較大，目前主滑坡兩側(cè)仍有滑動(dòng)跡象，對(duì)庫(kù)區(qū)威脅大，由于針對(duì)滑坡體工程處理措施費(fèi)很高，因此咨詢建議工程最佳方案為避開滑坡體的影響。2007年8月根據(jù)地質(zhì)專業(yè)專家的咨詢意見對(duì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行了修改，同時(shí)提交了《甘肅省宕昌縣沙灣水電站可行性研究階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告》。2007年11月8日在蘭州召開了甘肅省隴南市宕昌縣白龍江沙灣水電站工程可行性研究報(bào)告論證會(huì)，此次會(huì)上，地質(zhì)專業(yè)咨詢意見如下：（1）工程區(qū)地質(zhì)環(huán)境和基本工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，除大型老滑坡體對(duì)工程的直接影響外，區(qū)內(nèi)地層巖性、地形地貌復(fù)雜多變，受區(qū)域性構(gòu)造控制，斷裂較發(fā)育。河床受河水強(qiáng)烈下切、堆積后形成了深厚覆蓋層。河谷內(nèi)發(fā)育有大型泥石流溝谷。庫(kù)區(qū)內(nèi)淹浸沒面積較大。咨詢認(rèn)為，加強(qiáng)初步設(shè)計(jì)階段的工程地質(zhì)詳察工作及施工中的地質(zhì)設(shè)代工作是十分必要的。（2）經(jīng)修改補(bǔ)充后的工程地質(zhì)勘察報(bào)告和圖件內(nèi)容基本齊全；對(duì)基本地質(zhì)條件、主要工程地質(zhì)問題的論述基本合理；所提供的各種地質(zhì)參數(shù)基本正確。工程地質(zhì)勘察成果基本達(dá)到可研階段有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求。（3）咨詢同意中鐵西北科學(xué)研究院有限公司2007年6月6日對(duì)該工程上、下壩址間右岸大型老滑坡體的《白龍江沙灣下游壩址滑坡穩(wěn)定性的咨詢意見》。由此，咨詢認(rèn)為，設(shè)計(jì)推薦的上堠子壩址右岸引水方案是合適的。但鑒于巴楞溝段工程地質(zhì)條件較差，需對(duì)跨越方案認(rèn)真研究。地質(zhì)方面建議洞線跨越溝床采用大開挖方式基本合理。推薦的引水線路不受大型老滑坡體的影響，設(shè)計(jì)對(duì)此問題的評(píng)價(jià)意見恰當(dāng)。（4）咨詢認(rèn)為，對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)大面積淹浸沒問題的處理采用墊高復(fù)地的方案是可行的。但應(yīng)就地選取填筑料，盡量多用河床、河漫灘中的砂礫料及樞紐區(qū)開挖料、洞挖料；建議填筑高度可按正常蓄水位以上墊高0.5m砂礫石后，再行復(fù)墊耕植土0.5m～0.7m。鑒于規(guī)劃中已無清水子梯級(jí)的存在，咨詢建議研究樞紐上移方案，以解決上堠子大面積淹浸沒問題。（5）樞紐區(qū)右岸存有小型殘留滑塌體及左岸下游有泥石流溝谷的影響，建議下階段做好壩線的比選論證。（6）咨詢認(rèn)為，設(shè)計(jì)對(duì)引水隧洞的圍巖分類、分段結(jié)果基本合理。下階段應(yīng)對(duì)其縱橫地質(zhì)斷面做進(jìn)一步測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)，詳化圍巖的分類、分段，細(xì)化各種地質(zhì)參數(shù)。（7）推薦的廠區(qū)選址較原勘測(cè)時(shí)有所調(diào)整，使調(diào)壓井、高壓管道、廠房及尾水等建筑物地基的巖性、結(jié)構(gòu)可能有所變化。咨詢建議下階段應(yīng)認(rèn)真做好該區(qū)的大比例尺地質(zhì)測(cè)繪，補(bǔ)充必要的勘探試驗(yàn)工作，對(duì)該區(qū)各建筑物的地基進(jìn)行全面論述與評(píng)價(jià)。（8）高壓管道位于白龍江Ⅱ級(jí)階地及其上部的洪積扇堆積物中，其上部為含少量碎石的粉質(zhì)壤土，較密實(shí)，在強(qiáng)支護(hù)的施工方法下具有一定的成洞條件。咨詢建議下階段研究采用大開挖與強(qiáng)支護(hù)洞挖的比較方案。（9）為減少開挖量和占用農(nóng)田，咨詢建議將廠房位置下移至白龍江Ⅰ級(jí)階地后緣及Ⅱ級(jí)階地前緣處。廠房地基仍為砂卵礫石層，承載力及變形模量均可滿足廠房及建筑物要求。下階段應(yīng)補(bǔ)充必要的勘探試驗(yàn)工作。（10）咨詢認(rèn)為，可研報(bào)告推薦的庫(kù)區(qū)料場(chǎng)為砼骨料的主料場(chǎng)是合適的。Ⅱ號(hào)料場(chǎng)開采運(yùn)輸條件差，并需占用少量耕地，盡量不采用。建議下階段在廠址區(qū)下游河床中再選擇河漫灘上的砼骨料場(chǎng)。根據(jù)咨詢意見，經(jīng)業(yè)主、專家及設(shè)計(jì)商定，將引水樞紐上移到清水子，一方面解決大面積耕地淹浸沒問題，另一方面可增加水頭增加裝機(jī)容量。針對(duì)重新選定的引水樞紐及引水線路，依據(jù)國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定，采用了工程地質(zhì)測(cè)繪、坑槽探、鉆探、物探、野外和室內(nèi)試驗(yàn)等綜合勘察手段,對(duì)庫(kù)區(qū)、壩址、引水明渠、引水隧洞、調(diào)壓井、廠房和尾水等建筑物以及天然建筑材料進(jìn)行了工程地質(zhì)勘察工作。根據(jù)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》，本階段主要工作內(nèi)容為：（1）調(diào)查區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地震活動(dòng)情況，對(duì)工程區(qū)的區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定作出評(píng)價(jià)。（2）查明水庫(kù)區(qū)的水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件，對(duì)水庫(kù)滲漏、庫(kù)岸穩(wěn)定、浸沒和固體徑流等問題作出評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)蓄水后可能引起的環(huán)境地質(zhì)問題。（3）通過地質(zhì)測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)工作，查明閘壩區(qū)、引水線路和其他建筑物區(qū)的工程地質(zhì)條件，并進(jìn)行評(píng)價(jià)，為選定壩線、壩型和其他建筑物軸線位置及地基處理方案提供地質(zhì)資料及建議。（4）對(duì)各種天然建筑材料開展詳查工作，對(duì)各類天然建筑材料的分布、儲(chǔ)量、質(zhì)量及開采運(yùn)輸條件進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。1.3.2區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)位于秦嶺山區(qū)西段南部，區(qū)內(nèi)地形北西高南東低，區(qū)內(nèi)水系以白龍江為主要干流，各支流水系多呈羽狀分布，工程區(qū)呈河谷地貌，海撥1100～2000，相對(duì)高差多在300～1000m。根據(jù)地形特征，區(qū)內(nèi)地貌分為兩大區(qū)：（一）侵蝕褶皺段巖質(zhì)中高山區(qū)：該區(qū)由下古生界變質(zhì)巖組成的岷山系橫穿本區(qū)，山系多呈NW-ES方向，地勢(shì)北西高，南東低，海拔在1000～2000m，相對(duì)高差1000m，山勢(shì)雄偉陡峻，局部地段呈懸崖峭壁。（二）白龍江河谷地貌：白龍江是嘉陵江一級(jí)支流，在本區(qū)處于中游地段，測(cè)區(qū)地處白龍江由NW310°轉(zhuǎn)為ES方向的過渡段，河流方向?yàn)镹W350°，工程區(qū)白龍江總體走向NW320°兩岸基巖裸露，具有典型的峽谷地貌，山高溝大，山坡陡峻，河流縱坡較大，水流湍急，河谷呈“U”谷，河谷寬100～1000m，現(xiàn)代河床寬50～100m，發(fā)育Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地，Ⅰ級(jí)高于河床1～2m，Ⅱ級(jí)階地高于河床10～15m；另外在河流左岸山坡及部分沖溝溝口發(fā)育有白龍江的古階地,均為基座階地,階面多已剝蝕,基座底面一般高出現(xiàn)代河床50～60m。本區(qū)屬秦嶺緯向構(gòu)造帶西部。出露的地層主要有：下古生界志留系地層、上古生界泥盆系地層及第四系松散地層。（1）志留系(S1):為志留系下統(tǒng)上部地層,巖性以中薄層-厚層塊狀灰?guī)r、微含炭硅質(zhì)灰?guī)r，夾千枚巖、板巖、粉砂巖。該地層在區(qū)域內(nèi)沿白龍江兩岸大面積出露，工程區(qū)主要分布于洞線與調(diào)壓井地段。（2）泥盆系（D22g1）：為灰色中薄層細(xì)砂巖、粉砂巖、薄層-中厚層灰?guī)r、千枚巖。經(jīng)F1、F2、F3斷層切割后呈三角形分布，主要分布在皂君崖至沙灣公社一帶，工程區(qū)分布于隧洞進(jìn)口段及壩址地帶。（3）石炭系（C）：為中厚層灰?guī)r、局部夾褐色板巖、砂巖、千枚巖等。分布于白龍江背斜兩翼，工程區(qū)內(nèi)出露較少。（4）第四系（Q）：第四系地層在測(cè)區(qū)分布廣，主要分布在河谷、沖溝及沖溝溝口，有沖積、坡積、坡崩積、洪積等松散堆積物。a：Q4dl坡積碎石土：在區(qū)內(nèi)大面積出露，多分布于斜坡及坡腳地帶，巖性為碎塊石土層，以碎石為主，塊石含量10%～30%，砂土充填，碎塊石一般粒徑3～10cm，最大粒徑50cm，呈棱角狀，成份以變質(zhì)砂巖、板巖、灰?guī)r為主。局部具架空結(jié)構(gòu)，總體結(jié)構(gòu)松散。厚度一般為0.5～3m，一般上部覆有厚度0.5m左右的腐植土層,一般在石灰?guī)r地區(qū)厚度較小，千枚巖地區(qū)厚度較大。b：Q4al沖積砂卵礫石：分布于白龍江河床、河漫灘及兩岸階地上，巖性均為含漂砂卵礫石層，各粒組含量隨所處地貌不同而略有變化，成份以砂巖、灰?guī)r、板巖為主，磨圓好，呈圓-次圓狀。厚度30～40m，主要由砂卵礫石組成，夾有礫砂、粗砂及礫石土透鏡體。b-1全新統(tǒng)Ⅱ級(jí)階地沖積物（Q4al-1）具二元結(jié)構(gòu)，上部為厚1.8～2.5m的砂壤土層，土質(zhì)不均勻，偶含0.5cm大的圓礫，中密，下部為含漂石卵礫石層，厚10～15m，中密，磨圓度較好，分選性差，最大粒徑200cm，一般約5～15cm，成分主要為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英巖、結(jié)晶灰?guī)r、千枚巖等。b-2全新統(tǒng)Ⅰ級(jí)階地沖積物（Q4al-2）具二元結(jié)構(gòu)，上部為厚1.0～1.5m的砂壤土層，土質(zhì)不均勻，偶含0.5～2.0cm大的圓礫，結(jié)構(gòu)疏松，下部為含漂石卵礫石層，厚10～18m，疏松～中密，磨圓度較好，分選性差，最大粒徑150cm，一般約5～15cm，成分主要為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英巖、結(jié)晶灰?guī)r、千枚巖等。b-3全新統(tǒng)現(xiàn)代河床沖積物（Q4al-3）為含漂石卵礫石層，分布于白龍江現(xiàn)代河床中，磨圓度較好，分選性差，最大粒徑80～200cm，一般約15～30cm，成分主要為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英巖、結(jié)晶灰?guī)r等。厚約4～11m。c：Q4dl＋col坡崩積體：主要分布于沖溝兩側(cè)邊坡較陡處,由含大塊石的碎石土組成，厚度10～15m，結(jié)構(gòu)松散，局部架空，最大粒徑260cm，一般粒徑在10～40cm之間，塊石成份由石灰?guī)r、千枚巖、板巖組成。d：Q4pl洪積碎石土：主要分布于各大沖溝溝口的洪積臺(tái)地及洪積扇，巖性為碎石土，結(jié)構(gòu)中密-密實(shí)。碎石成份為砂巖、板巖、灰?guī)r等，呈棱角狀。碎石含量50%～80%，具水平層理。厚度一般10～20m，在水電站輸水隧洞出口、壓力管線及廠房區(qū)均有分布，與工程關(guān)系較為密切。e:Q4del地滑堆積層：地滑堆積物主要是由于地層的滑動(dòng)、滑坡等產(chǎn)生的一種次生堆積產(chǎn)物，物質(zhì)組成與前期的原始地層關(guān)系較大，在本工程中分布于壩址下游右岸滑坡體中，成分主要為碎石土，成分較雜亂，下部含較多大孤石、漂石，向下顆粒漸粗，底部漂、孤石在局部仍有原始巖層的部分特征；在滑動(dòng)面上主要由一層含砂、細(xì)礫、土及部分次生礦物組成的泥狀物。沙灣水電站屬于三等中型工程，根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2001年2月2日發(fā)布的《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.20，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s，相應(yīng)的地震烈度為Ⅷ度。1.3.3壩址工程地質(zhì)比較1.3.3.1上堠子壩址工程地質(zhì)條件上堠子壩址設(shè)計(jì)壩高11m,正常蓄水位1192m。上堠子壩址位于沙灣鎮(zhèn)上堠子村白龍江河段中，壩區(qū)河流流向SE104°-SE140°，河道平直，呈折線分布，河流寬度52m，河流縱比降為4.3‰。河床地形平坦，河流左側(cè)河漫灘寬2～5m，砂礫石裸露，厚度1～5m左右，但在洪水季節(jié)河漫灘均被淹沒，右岸河床處表層為干谷溝沖出洪積扇，巖性為洪積碎石土層，厚度為6m左右，下部為沖積砂礫石層。右岸基巖裸露，山體高大陡峻，坡腳處堆積有坡積碎石土層，基巖為泥盆系中統(tǒng)的灰?guī)r，呈厚層狀，巖石較為致密，為中等堅(jiān)硬巖石，巖體總體呈厚層-塊狀結(jié)構(gòu)。左岸洪積扇地表高程為1190～1194m，表層巖性為厚度0.5～1.5m的耕植土層，結(jié)構(gòu)松散，上部為厚度2～7m的洪積碎石土層，下部為厚層的沖積砂礫石層，根據(jù)鉆孔、物探及地質(zhì)工作推測(cè)，砂礫石層厚度在40～55m之間。壩址區(qū)下覆基巖為泥盆系中統(tǒng)的灰?guī)r。1.3.3.2下壩址工程地質(zhì)條件下壩址設(shè)計(jì)壩高19m，正常蓄水位1192m。下壩線位于上堠子村下游1km白龍江河谷處，距離上堠子壩址約1300m，距離沙灣鳳安山滑坡體下游坡角250m，右岸山體陡峻基巖裸露，左岸為一大型沖洪積扇，地形較平緩，有212國(guó)道通過，巖性為含泥漂卵石層，結(jié)構(gòu)密實(shí)；現(xiàn)代河床較窄約32m，河水深約2m左右，根據(jù)區(qū)域資料及上堠子壩址資料，河床覆蓋層深度大于30m，巖性為沖積砂礫石，結(jié)構(gòu)稍密-中密，強(qiáng)透水性；右岸基巖巖性為泥盆系中統(tǒng)的灰?guī)r，呈厚層狀，巖石較為致密，為中等堅(jiān)硬巖石，巖體總體呈厚層-塊狀結(jié)構(gòu)。1.3.3.3清水子壩址工程地質(zhì)條件引水樞紐位于白龍江清水子村河段,由泄洪沖砂閘壩、進(jìn)水閘等組成,初擬閘壩高度10m,正常高水位1198.5。壩址位于清水子村與上侯子村交匯的白龍江河谷段，河谷寬130m，發(fā)育Ⅰ級(jí)階地及現(xiàn)代河床。現(xiàn)代河床位于河谷右側(cè)寬53m，水面高程1193.5m,水深1.5～2m，左右側(cè)為白龍江Ⅰ級(jí)階地,上部為人工填土耕地,地面高程1195.6～1195.9m,高出河水面2.1m。河谷左岸為高階地沖積砂卵石陡壁，接212國(guó)道，右岸為洪積扇前緣,現(xiàn)已沖蝕呈陡壁。清水子壩址庫(kù)區(qū)呈狹長(zhǎng)型，庫(kù)區(qū)主要有第四系沖積砂卵石層組成，右岸近壩岸塌岸嚴(yán)重，左岸部分耕地存在浸沒問題。1.3.3.4不同壩址工程地質(zhì)條件比較（1）上堠子壩址存在主要工程地質(zhì)問題：1）壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題；2）當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到1192m時(shí)上游庫(kù)區(qū)農(nóng)田的淹沒及浸沒問題。（2）下壩址存在主要工程地質(zhì)問題：1）壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題；2）左岸繞壩滲漏；3）當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到1192m時(shí)上游右岸大型滑坡前緣水位上升9～11米后滑坡穩(wěn)定問題；4）庫(kù)水位達(dá)到1192m時(shí)上游212國(guó)道淹沒及改線問題。（3）清水子壩址存在主要工程地質(zhì)問題：1）壩基滲漏及滲透穩(wěn)定問題；2）當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到1198.5m時(shí)上游庫(kù)區(qū)只有局部農(nóng)田被淹沒及浸沒。通過壩址的工程地質(zhì)比較，認(rèn)為下壩址壩前滑坡體是電站成立的致命環(huán)境地質(zhì)問題，上堠子壩址地質(zhì)環(huán)境優(yōu)于下壩址，推薦上堠子壩址為沙灣電站的代表壩址。又由于上堠子壩址當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到1192m時(shí)上游庫(kù)區(qū)農(nóng)田的淹沒及浸沒面積較大，鑒于規(guī)劃中已取消清水子電站梯級(jí)規(guī)劃，為減小淹浸沒面積，減小上堠子壩址社會(huì)問題，更加充分利用規(guī)劃開發(fā)河段水頭，將壩址選定為清水子壩址方案。1.3.4清水子壩址水庫(kù)工程地質(zhì)條件壩址位于沙灣鎮(zhèn)清水子村，設(shè)計(jì)壩高10m時(shí)，正常蓄水位1198.5m，水庫(kù)回水長(zhǎng)度1.2km,水面寬度100～150m，為一狹長(zhǎng)型水庫(kù)。水庫(kù)區(qū)主要由寬闊的河谷組成,庫(kù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)代河床寬50～60m，總體NNW方向,右岸由Ⅰ級(jí)階地及部分碎石土山坡組成,左岸為清水子村洪積扇及212國(guó)道護(hù)坡，河谷高程1194～1200m。庫(kù)區(qū)兩岸巖性基本為第四系覆蓋層，為河谷沖積砂卵礫石層及坡洪積碎石土層。（1）庫(kù)區(qū)滲漏庫(kù)區(qū)兩岸山體雄厚、高大完整，無低于正常蓄水位的負(fù)地形，庫(kù)區(qū)地形封閉良好，不存在永久滲漏，岸坡碎石土存在暫時(shí)性滲漏。（2）庫(kù)岸穩(wěn)定水庫(kù)右岸庫(kù)岸長(zhǎng)約1300m,在近壩庫(kù)岸約470m有坡崩積碎塊石土,現(xiàn)自邊坡坡度較陡，多在70°～80°，局部近直立，邊坡穩(wěn)定性差,水庫(kù)蓄水后將發(fā)生塌滑現(xiàn)象,對(duì)樞紐區(qū)危害較大，需要處理。另外720m為沖積階地和河漫灘上，不存在庫(kù)岸再造問題。左岸庫(kù)岸長(zhǎng)度1.0km左右，其中近有600m為212公路護(hù)坡，基本為干砌石，現(xiàn)有20多m護(hù)坡已被河水沖毀，直逼近公路，水庫(kù)蓄水水位在干砌石中，沖毀部分在含礫粘土，將影響公路的安全運(yùn)行，另有400m靠近樞紐為清水子洪積扇前緣，存在塌岸再造問題。建議對(duì)近壩庫(kù)岸不穩(wěn)定岸坡進(jìn)行必要的防護(hù)，對(duì)212公路沖毀段進(jìn)行加固處理。（3）庫(kù)區(qū)浸沒水庫(kù)區(qū)水體面積小,以Ⅰ級(jí)階地及河漫灘為主,區(qū)內(nèi)沒有礦產(chǎn)資源及文物古跡。當(dāng)正常蓄水位高程為1198.5m，庫(kù)區(qū)左岸清水子洪積扇部分耕地將發(fā)生浸沒,耕地表部有0.2左右耕植土，下部為洪積碎石土層，另外有兩棟樓房基礎(chǔ)存在浸沒問題；右岸庫(kù)區(qū)上游Ⅰ級(jí)階地部分耕地存在浸沒問題。左岸清水子洪積扇碎石土毛細(xì)管上升高度取1.2m，其浸沒范圍控制高程為1120m，估算浸沒面積約8873m2。右岸庫(kù)區(qū)上游Ⅰ級(jí)階地耕地表部分布0.1～0.3m的耕植土為粉質(zhì)壤土,粉質(zhì)壤土毛細(xì)管上升高度取值1.4m,浸沒范圍控制高程為1120.2m,浸沒面積約13940m2。對(duì)于庫(kù)區(qū)存在浸沒耕地，在河道兩岸筑壩填高回復(fù)耕地，回填料建議就近取材，采用洞渣料，下部回填洞渣料，上部回填踏滑體料，塌滑體巖性為碎石土及粉質(zhì)土，建議：洞渣料毛細(xì)上升高度取值0.5m，碎石土毛細(xì)上升高度取值1.2m，填土面高程以大于1199.7m為宜。（4）固體徑流武都區(qū)是長(zhǎng)江領(lǐng)域上游水土保持治理的重點(diǎn)地區(qū),工程區(qū)屬于泥石流的高發(fā)區(qū),白龍江坡降較緩，平時(shí)水質(zhì)渾濁，水中懸浮物較多，沙灣壩址處多年平均含砂量2.91kg/m3。庫(kù)區(qū)右岸有四條沖溝,雨季基本有泥石流發(fā)生，前緣大部分伸入白龍江河床中，說明兩岸沖溝中也有一定的固體徑流來源。暴雨季節(jié)攜帶的部分入庫(kù)泥沙以及岸坡淺表層發(fā)育較廣的松散堆積物將成為庫(kù)區(qū)內(nèi)固體徑流的另一來源，據(jù)此分析認(rèn)為，沙灣庫(kù)區(qū)固體徑流主要來源于上游攜帶泥沙，并且固體徑流的方量較大，對(duì)水庫(kù)正常運(yùn)行有影響。綜上所述：庫(kù)區(qū)坍塌的影響范圍較大，主要集中在右岸近壩庫(kù)岸一帶，庫(kù)區(qū)不存在永久性滲漏，庫(kù)區(qū)固體徑流來源主要為白龍江洪水期攜帶的泥砂及兩岸沖溝內(nèi)在洪水期沖出的碎石土，但根椐泥沙資料判斷，主要以懸移質(zhì)為主。庫(kù)區(qū)蓄水后將發(fā)生少量浸沒問題，由于工程區(qū)內(nèi)耕地資源較少，淹沒所造成的損失較大，故建議在河道兩岸修筑河堤，并進(jìn)行防滲或填高處理。1.3.5清水子壩址樞紐工程地質(zhì)條件1.3.5.1基本地質(zhì)情況壩址位于清水子村與上侯子村交匯的白龍江河谷段，河谷寬130m，發(fā)育Ⅰ級(jí)階地及現(xiàn)代河床?，F(xiàn)代河床位于河谷右側(cè)寬53m，水面高程1193.5m,水深1.5～2m，左右側(cè)為白龍江Ⅰ級(jí)階地,上部為人工填土耕地,地面高程1195.6～1195.9m,高出河水面2.1m。河谷左岸為高階地沖積砂卵石陡壁，接212國(guó)道，右岸為洪積扇前緣,現(xiàn)已沖蝕呈陡壁。壩址區(qū)內(nèi)分布的沖積砂卵礫石層主要為第四系全新統(tǒng)沖積砂卵礫石（Qal4），全新統(tǒng)砂卵礫石層主要分布在河床及Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地上，為引水樞紐區(qū)主要的地基土層。根據(jù)鉆孔及物探資料，壩址區(qū)河床覆蓋層厚度大于40m，河道在此段相對(duì)順直，堆積環(huán)境相對(duì)平穩(wěn)，覆蓋層主要由沖積砂卵礫石組成，根據(jù)2006年鉆孔ZKB-1、ZKB-2及2007年ZK07-1、ZK07-2揭露，砂卵礫石層中無不良夾層及透鏡體?，F(xiàn)將壩址區(qū)砂卵礫石層的物理力學(xué)性質(zhì)分述如下：（1）顆粒組成本次工作在沖積砂卵礫石層取樣6組進(jìn)行了室內(nèi)分析，全新統(tǒng)砂卵礫石層中礫石含量為57.9%，卵石含量為22.7%,砂粒含量為15.5%，粉粘粒含3.9%，砂卵礫石層中礫卵石多呈圓-次圓狀，成份以變質(zhì)砂巖、板巖、灰?guī)r為主。全新統(tǒng)沖積砂卵礫石層顆粒組成上以礫石為主，卵石次之，砂含量10%～20%。（2）密度及密實(shí)程度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)密度試驗(yàn)，砂卵礫石天然密度1.98～2.18g/m3，平均2.11g/m3，天然干密度1.92～2.13g/m3，平均2.05g/m3，相對(duì)密度為0.22～0.62，平均0.46,除一組為疏松結(jié)構(gòu)外，其余均為中密結(jié)構(gòu)。鉆孔砂卵礫石層動(dòng)力觸探N'63.5＝11.6～16.3擊，結(jié)構(gòu)屬于稍密-中密，與野外容重試驗(yàn)成果基本吻合。根據(jù)本次工作中鉆孔內(nèi)動(dòng)力觸探成果，全新統(tǒng)沖積砂卵礫石層中動(dòng)力觸探擊數(shù)9.5～17.6,平均值為11.6～16.3，說明結(jié)構(gòu)稍密-中密。砂卵礫石層承載力值為340～660KPa，變形模量為40～45MPa。（3）建議力學(xué)參數(shù)表1-3-1壩基砂卵礫石力學(xué)參數(shù)建議表滲透系數(shù)參數(shù)建議值允許承載力變形模量抗剪指標(biāo)混凝土/砂卵礫石摩檫系數(shù)允許滲透坡降φ(°)c′m/dMPaMPa400.45～0.540～453500.520.121.3.5.2壩區(qū)水文地質(zhì)特征第四系孔隙潛水主要埋藏于白龍江現(xiàn)代河床，河漫灘及Ⅰ級(jí)階地沖積砂卵礫石層中，埋深1～6m，含水層厚度40～50m，砂卵礫石滲透系數(shù)為17.9～63m/d（2.07×10-2～7.2×10-2cm/s）,碎石土層滲透系數(shù)為6.4～18.7m/d（7.4×10-3～2.16×10-2cm/s）根據(jù)巖土滲透性分級(jí)表,屬于中等-強(qiáng)透水層。根據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn)成果資料:砂卵礫石在控制密度2.25g/cm3狀態(tài)下,臨界坡降為0.26,破壞坡降為0.65,滲透系數(shù)2.93×10-1cm/s,屬于強(qiáng)透水性。1.3.5.3壩址工程地質(zhì)條件白龍江在壩址段由NW296°在壩址處轉(zhuǎn)向EW向壩址主要工程地質(zhì)問題為壩基深覆蓋層穩(wěn)定、壩基滲漏及壩基滲透穩(wěn)定。（1）壩體由泄洪沖砂閘及進(jìn)水閘組成，壩體較低，最大壩高10m。鉆孔及物探揭示砂卵礫石層厚度40～50m，從砂卵礫石層的動(dòng)力觸探成果可以看出，砂卵礫石層的重型動(dòng)力觸探擊數(shù)為11.6～16.3擊，呈松散-稍密狀態(tài),其承載力特征值可達(dá)340～660Kpa,根據(jù)相關(guān)工程砂卵礫石內(nèi)摩擦角經(jīng)驗(yàn)值φ為35°,即具有一定的抗剪強(qiáng)度。建議混凝土與砂卵礫石層之間摩擦系數(shù)為0.52。（2）沙灣壩基設(shè)計(jì)左、右長(zhǎng)度為100m，上、下游寬度30m，壩基為深厚寬廣的覆蓋層，覆蓋層厚度40～50m，巖性為沖積砂卵礫石層，根據(jù)鉆孔鉆進(jìn)情況及現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)結(jié)果，砂卵礫石滲透系數(shù)為12.9～63m/d，屬于強(qiáng)透層。壩址區(qū)地下水位埋深淺，覆蓋層透水性強(qiáng)，河水位的變幅直接影響地下水位的變化，壩基砂卵礫石層為強(qiáng)透水地層，基坑開挖將大量涌水，初步估算基坑涌水量達(dá)3.24×104m3/d，基坑排水不能忽視。（3）壩基覆蓋層巖性主要為深厚的沖積砂卵礫石層，砂卵礫石顆粒級(jí)配:＞60mm的含量平均19.9%,60～2mm的含量平均56.6%,2～0.0075mm的含量平均17.3%,＜0.075mm的含量平均4.5%,不均勻系數(shù)平均81.6,曲率系數(shù)2.4,含泥量4.1%。由砂卵礫石級(jí)配曲線圖可知,細(xì)粒含量為18.5%，小于25%，判別壩基砂卵礫石層滲透變形為管涌。室內(nèi)滲透試驗(yàn)在最小密度為1.88g/cm3，最大密度為2.28g/cm3，控制干密度為2.25g/cm3時(shí)，臨界坡降0.26，滲透系數(shù)為2.93×10-2cm/s，根據(jù)規(guī)范取2的安全系數(shù)，允許水力坡降為0.12～0.14，建議：壩基砂卵礫石允許水力坡降為0.12。1.3.6引水明渠工程地質(zhì)條件明渠布置在大壩村一帶,均為耕地，進(jìn)口底高程1192.7m，渠高7.4m梯形斷面底寬5.5m，比降1：2000。主要分布在白龍江Ⅰ級(jí)階地，在大壩村穿過一寬度150m的洪積扇，在明渠尾段隧洞進(jìn)口段為坡洪積扇前緣,沿線地形基本平坦開闊,高程1192～1195m,在隧洞進(jìn)口段高程為1200m。渠道沿線分布地層巖性主要有洪積碎石土及沖積砂卵石層，地下水位埋深2～2.5m，洪積碎石土主要是沖溝泥石流堆積形成，碎石最大粒徑20cm，以片狀-棱角狀為主，巖性主要為千枚巖，加有少量灰?guī)r，天然干密度1.66～2.04g/cm，以碎石為主含量占49～71%，砂粒含量14%，含泥量12～20%，滲透系數(shù)K=3～8m/d，屬于強(qiáng)透水層，允許承載力[R]=240～300KPa。沖積砂卵石層為白龍江Ⅰ級(jí)階地堆積物，最大粒徑50cm磨圓好，巖性有灰?guī)r、砂巖、千枚巖、石英等，卵石含量占33%、礫石含量47%、砂礫含量13%、含泥量5%，結(jié)構(gòu)表部松散，下部中等密實(shí)，屬于強(qiáng)透水性，天然干密度2～2.26g/cm，允許承載力[R]=350～400KPa。根據(jù)明渠設(shè)計(jì)高程，0+00～0+282開挖深度1.7m左右，渠基巖性為沖積砂卵石層，冬季開挖不受地下水影響；0+282～0+475段跨洪積扇，渠基巖性為碎石土，開挖深度1.2～4.3m，洪積扇上有一水渠通過，碎石土含水量較高；0+475～0+936設(shè)計(jì)高程基本和地面平，Ⅰ級(jí)階地表部有0.2～0.4m的耕植土，為不良地基土，不受地下水影響；0+936～1+039跨一小洪積堆積物，開挖深度1～2m，渠基為碎石土，較密實(shí)；渠線從1+039～1+93為山前坡洪積碎塊土，含大塊石，最大粒徑1.5m，夾有粉土透鏡體，是多次洪積堆積的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不均一，渠基巖性為碎塊石土，開挖深度9～17m。建議：渠道以填方為主，填方料采用混凝土棄料及洞室開渣料，墊方之前清除沿線耕植土，將渠道基礎(chǔ)置于砂卵石上或碎石土上，對(duì)填方料進(jìn)行分層碾壓；渠道應(yīng)全斷面鋼筋混凝土襯砌；開挖邊坡取值1：1。1.3.7輸水隧洞工程地質(zhì)條件1.3.7.1基本地質(zhì)情況引水隧洞布置于右岸山體中,沿線地形較起伏，為中高山地貌，山體基巖大部分裸露,岸坡陡峻,相對(duì)高差100～300m,山體完整性較好,沿線沖溝較為發(fā)育,除巴楞溝外，其余沖溝溝底距離洞室大于80m，大部分溝底基巖裸露。表1-3-2輸水隧洞所經(jīng)巖性部分物理力學(xué)性質(zhì)一覽表巖石名稱密度(g/cm3)飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）軟化系數(shù)抗剪斷強(qiáng)度彈性模量(×103MPa)泊松比凝聚力(MPa)摩擦系數(shù)碳質(zhì)板巖2.46-2.6815-250.60-0.65<0.300.45-0.561-1.50.33-0.40砂巖2.557-2.7020-450.55-0.800.3-0.90.63-0.858-120.27-0.37灰?guī)r2.50-2.6730-600.70-0.900.350.55-0.755-150.18-0.3千枚巖2.68-2.7616-400.60-0.72<0.10.48-0.601.2-4.30.28-0.35砂質(zhì)板巖2.40-2.6539-510.46-0.771.2-2.50.75-1.08-130.22-0.35泥質(zhì)板巖2.42-2.7020-400.39-0.520.5-1.50.60-0.852-5.50.25-0.35根據(jù)輸水隧洞周邊圍巖的地質(zhì)調(diào)查，輸水隧洞泥盆系中統(tǒng)圍巖內(nèi)發(fā)育的節(jié)理裂隙主要有以下幾組：①NE50°SE∠74°。②NE20°SW∠85°③水平，④NW300°SW∠80°，大部分為剪切節(jié)理，面平直、光滑、閉合，延伸長(zhǎng)在3-10m。志留系下統(tǒng)巖體內(nèi)節(jié)理主要有①NE76°NW∠84°。②NW277°SW∠67°③NE70°NW∠59°，④NE79°SE∠45°，節(jié)理大多平直、光滑、閉合，延伸長(zhǎng)在2～10m之間，頻度1～5條/米，其中③④呈共軛產(chǎn)出。根據(jù)洞室走向、圍巖產(chǎn)狀及節(jié)理裂隙組合關(guān)系初步分析后發(fā)現(xiàn)：洞室內(nèi)結(jié)構(gòu)面的不利組合主要是由巖層層理、緩傾角裂隙和部分較陡反傾并與洞線交角較小的節(jié)理組成，相互切割形成不穩(wěn)定塊體，泥盆系中主要分布在洞頂與洞左壁，對(duì)洞頂及洞左壁有不利影響；志留系中主要存在于洞頂與右壁。根據(jù)鉆孔揭露，在基巖面以下8m左右的微風(fēng)化層中，構(gòu)造節(jié)理明顯較上部為少，因此洞室內(nèi)結(jié)構(gòu)面主要以巖體內(nèi)層理為主要結(jié)構(gòu)面，洞室內(nèi)切割塊體主要受巖層產(chǎn)狀控制。輸水隧洞所經(jīng)斷層大多為壓性或壓扭性斷層，充填物多為壓碎巖、斷層泥、角礫巖等，在斷層及其影響帶范圍內(nèi)，巖性破碎，工程地質(zhì)條件差，部分?jǐn)鄬泳哂屑?，因此在斷層及其影響帶?nèi)洞室開挖時(shí)有塌方、滲水的可能，必須注意防護(hù)。工程區(qū)基巖內(nèi)基巖裂隙水賦存較為豐富，根據(jù)地質(zhì)工作成果初步推斷，洞室開挖時(shí)滲水現(xiàn)象不會(huì)很嚴(yán)重，但在洞室所經(jīng)的斷層帶及沖溝段，仍有可能發(fā)生線狀滲水與涌水現(xiàn)象，應(yīng)引起注意！根據(jù)對(duì)沖溝內(nèi)取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析成果得出如下結(jié)論：巴楞溝與黃崖角溝內(nèi)水樣，對(duì)砼具有結(jié)晶類硫酸鹽型侵蝕，侵蝕等級(jí)為中等，由于沖溝內(nèi)水大部分受基巖裂隙水補(bǔ)給，因此基巖裂隙水對(duì)砼也具有硫酸鹽類侵蝕，因此建議輸水隧洞采用抗硫酸鹽水泥。1.3.7.2隧洞工程地質(zhì)條件輸水隧洞洞徑為8.4m，圍巖工程地質(zhì)分類主要是依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287-99）的附錄P進(jìn)行，是以圍巖的巖石強(qiáng)度、巖體完整程度、結(jié)構(gòu)面狀態(tài)、地下水和主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀五項(xiàng)因素之和的總評(píng)分為基本判據(jù)，圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比為限定判據(jù)進(jìn)行判定的。本次勘察中對(duì)圍巖應(yīng)力的參數(shù)未進(jìn)行取值，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)報(bào)告，工程區(qū)屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，另外輸水隧洞埋深多在200m左右，無較長(zhǎng)的深埋段，因此認(rèn)為隧洞內(nèi)圍巖的限定判據(jù)滿足相應(yīng)要求?；九袚?jù)具體評(píng)分如下：（1）巖石強(qiáng)度評(píng)分：由于圍巖所經(jīng)巖性較為混雜，且大多是變質(zhì)砂巖與各種板巖呈互層狀產(chǎn)出，因此在巖石強(qiáng)度評(píng)分時(shí)以巖石中強(qiáng)度較低的千枚巖物理力學(xué)參數(shù)為劃分依據(jù)，千枚巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度為16～40MPa，依據(jù)評(píng)分表其巖石強(qiáng)度評(píng)分A=6～13。（2）巖體完整程度評(píng)分：根據(jù)平硐調(diào)查及鉆孔揭露，在基巖面以下10m左右的微風(fēng)化層中，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育較少，主要為層理。由于洞室穿越巖體內(nèi)基本均在微風(fēng)化或新鮮巖石中，為層狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)鉆孔內(nèi)節(jié)理統(tǒng)計(jì)，巖體內(nèi)體裂隙率Jv=5～10條/m3，相應(yīng)的巖體完整性系數(shù)Kv=0.55～0.65，因此巖體屬較完整巖體，評(píng)分B=14～19。（3）結(jié)構(gòu)面狀態(tài)評(píng)分：根據(jù)調(diào)查及鉆孔內(nèi)巖芯揭露，工程區(qū)內(nèi)節(jié)理均為剪切節(jié)理與巖體內(nèi)原生層理，面平直、光滑、閉合無充填，因此結(jié)構(gòu)面評(píng)分C=21。（4）地下水狀態(tài)評(píng)分：根據(jù)巖石強(qiáng)度、巖體完整性和結(jié)構(gòu)面狀態(tài)所得基本因素評(píng)分T’為41～50，根據(jù)野外調(diào)查地下水出露點(diǎn)較少，因此初步推斷撐子面大部分干燥，洞內(nèi)滲水量較小，故地下水狀態(tài)評(píng)分為D=-2～-6。（5）主要結(jié)構(gòu)面評(píng)分：洞室圍巖巖體內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)面為巖體中的層理，結(jié)構(gòu)面走向與洞室交角較小，結(jié)構(gòu)面傾角在50°～80°。所以主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀評(píng)分為E=-5～-12。圍巖總體評(píng)分T=A+B+C+D+E=23～43，由分類表查得該類圍巖屬Ⅳ～V類圍巖。由于圍巖評(píng)分是以千枚巖為基巖進(jìn)行的，而實(shí)際上洞內(nèi)圍巖巖性根據(jù)野外調(diào)查多以互層狀的板巖、千枚巖為主，因此千枚巖段洞室內(nèi)圍巖主要以Ⅳ類為主；板巖評(píng)分為26～47，屬Ⅲ～Ⅳ類，灰?guī)r評(píng)分為45～68，為Ⅱ～Ⅲ類，由于洞室內(nèi)圍巖多以互層狀產(chǎn)出，聯(lián)層厚度多在1～3m，因此本次工作圍巖的分類主要以地表調(diào)查時(shí)的巖性為主，結(jié)合評(píng)分情況進(jìn)行劃分。斷層及其影響帶內(nèi)由于工程地質(zhì)條件差，建議其圍巖類別劃分屬Ⅴ類。輸水隧洞的工程地質(zhì)條件分段描述如下：(1)隧洞進(jìn)口地處山前坡麓地帶，地形坡度25°～40°，自然邊坡穩(wěn)定，分布坡洪及坡崩積碎塊石土，根據(jù)鉆孔揭露厚度18m左右，結(jié)構(gòu)松散不均一，夾有大巨石，基巖為泥盆系中統(tǒng)厚層灰?guī)r：青灰色，堅(jiān)石中等堅(jiān)硬，單層厚度30-70cm，為厚層狀，巖層產(chǎn)狀NW295°～310°SW∠40°～53°，巖層走向與洞線方向夾角20°左右，巖體總體呈層狀-塊狀結(jié)構(gòu)，洞室上伏圍巖厚度34～460m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度5m左右，建議洞進(jìn)口置于樁號(hào)1+207m處，清除表層松散層，洞簾置于基巖弱風(fēng)化層中。強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r中邊坡開挖建議值：1：0.5～1：0.75；進(jìn)口段圍巖為厚層的灰?guī)r，強(qiáng)風(fēng)化巖體裂隙發(fā)育，完整性差，屬Ⅲ類圍巖，弱風(fēng)化巖體內(nèi)節(jié)理不甚發(fā)育，屬Ⅱ類圍巖，建議取圍巖堅(jiān)固系數(shù)為4～6，有壓隧洞單位抗力系數(shù)為30～35MPa/cm。(2)樁號(hào)2+207～2+335m為F101區(qū)域斷層，斷層產(chǎn)狀為NW310°～330°SE∠76°～85°主斷層寬度20-30m，次級(jí)斷層間距7～11m，均分布于主斷層下盤的志留系巖層內(nèi)，由一組近平行的斷層組成，寬度多在0.8～2m，共計(jì)有4條，影響帶寬度10m左右，由于走向與洞線呈小角度夾角，斷層破碎帶在洞出露約100～132m；斷層內(nèi)充填物為壓碎巖、糜棱巖、斷層角礫巖及斷層泥，表現(xiàn)以逆斷層性質(zhì)為主；洞線與斷層小角度相交，角度小于10°，對(duì)洞室穩(wěn)定有較大的影響，兩側(cè)影響帶為碎塊狀結(jié)構(gòu)屬于Ⅳ圍巖，建議取圍巖堅(jiān)固系數(shù)2～3，有壓隧洞單位抗力系數(shù)為9～10MPa/cm，斷層破碎帶為散體結(jié)構(gòu)屬Ⅴ類圍巖，圍巖堅(jiān)固系數(shù)小于2，有壓隧洞單位抗力系數(shù)為2～5MPa/cm，該段洞室圍巖穩(wěn)定性差，加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)。(3)樁號(hào)2+335～3+881m洞室布置于白龍江右岸山體中，山體寬厚，洞線穿越巖性主要為志留系下統(tǒng)千枚巖與灰?guī)r互層，局部夾有板巖，板巖呈青灰色-黑色，灰?guī)r青灰色，二者均以薄層狀產(chǎn)出，單層厚度一般為4～10cm，最大單層厚度達(dá)30cm，聯(lián)層厚度一般在2～5m之間，巖石大部分屬中等堅(jiān)硬巖石，巖體內(nèi)節(jié)理不甚發(fā)育，總體屬層狀巖體，巖層產(chǎn)狀NW324°～340°NE∠60°～81°，與洞線交角較小不利于洞室穩(wěn)定，巖體內(nèi)節(jié)理裂隙主要以剪切節(jié)理與層理為主，剪節(jié)理延伸一般在2～15m之間，巖體內(nèi)節(jié)理主要發(fā)育在近地表附近，而在巖體深部，則主要以層理為主，因此洞室內(nèi)主結(jié)構(gòu)面以層理為主，層理對(duì)洞室的影響主要在洞右壁及洞頂。發(fā)育層間擠壓破碎帶，產(chǎn)狀NW320°NE∠85°，充填物為黑色壓碎巖，該段洞室圍巖可劃分為Ⅲ類圍巖，其中斷層及其影響帶為Ⅴ類極不穩(wěn)定的圍巖，建議?、箢悋鷰r圍巖堅(jiān)固系數(shù)為3～4，有壓隧洞單位抗力系數(shù)為16～18MPa/cm;Ⅴ類圍巖堅(jiān)固系數(shù)為小于2，有壓隧洞單位抗力系數(shù)為2～5MPa/cm。洞室開挖時(shí)有掉塊、坍塌以及滲水現(xiàn)象，應(yīng)注意及時(shí)支護(hù)，建議Ⅲ類圍巖進(jìn)行砼襯砌。(4)樁號(hào)3+881～5+190段沿線地形破碎沖溝發(fā)育，此段表層為風(fēng)積黃土，中部為中-上更新世砂礫卵石層，下部為志留系下統(tǒng)千枚、板巖，根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查，基巖頂板高程在1230m左右，洞頂上伏圍巖厚度33～56m，滿足圍巖大于三倍洞徑的要求。巖性以志留系下統(tǒng)千枚巖為主，巖層走向與洞線方向近平行，局部夾有泥質(zhì)板巖與少量灰?guī)r，巖石大部分屬軟弱巖石，巖體內(nèi)層面裂隙發(fā)育，巖體總體呈薄層狀結(jié)構(gòu)，該段洞室圍巖以Ⅳ類圍巖為主，在靠近八楞溝段由于地下水影響，5+190～5+418為Ⅴ類圍巖，洞室開挖時(shí)有掉塊、坍塌以及涌水現(xiàn)象，應(yīng)注意及時(shí)支護(hù)措施。(5)樁號(hào)5+418～5+581洞線穿越巴楞溝,該段長(zhǎng)約170m，左岸有基巖出露，中部為巴楞溝現(xiàn)代河床，右岸為洪積扇，溝內(nèi)地形較為平坦。根據(jù)鉆孔及物探揭露：溝內(nèi)沖洪積層厚度30～50m，下伏為志留系下統(tǒng)千枚巖，千枚巖全風(fēng)化層厚度3～4m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度6m左右。根據(jù)隧洞設(shè)計(jì)高程該段洞線所經(jīng)巖性主要以沖洪積砂卵礫石為主，結(jié)構(gòu)松散，并且地下水位高于洞線19m，洞室無自穩(wěn)能力不能成洞，建議改為暗渠通過，施工難度大。(6)樁號(hào)5+581～6+120m,該段穿越雅園村背面一小山梁，洞室埋深44～127m，地形坡度30°～45°，表層局部覆有1～3m坡積碎石土層，結(jié)構(gòu)松散，洞室圍巖巖性為志留系下統(tǒng)千枚巖，巖層產(chǎn)狀為NW310°NE∠81°，洞線方向與巖層走向夾角10左右度，對(duì)洞室穩(wěn)定不利，巖體完整性差，巖體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，出口段地表巖層產(chǎn)狀零亂，巖體傾倒，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，傾倒體表層千枚巖產(chǎn)狀為NE80°NW∠47°，下部5m處產(chǎn)狀為NE60°NW∠84°，推測(cè)傾倒體影響深度為10m左右，千枚巖中強(qiáng)風(fēng)化層厚度5～10m，5+581～5+802段受巴楞溝地下水影響，巖體強(qiáng)度降低，對(duì)圍巖穩(wěn)定影響大，根據(jù)對(duì)圍巖巖體結(jié)構(gòu)分析，該段屬于Ⅴ類，5+802～6+120圍巖分類屬于Ⅳ類，其中6+104～6+132段為調(diào)壓井，基本在基巖中，圍巖分類為Ⅳ類。1.3.7.3洞室圍巖建議參數(shù)及支護(hù)、襯砌根據(jù)圍巖分類可知，洞室圍巖分類主要有基本穩(wěn)定的Ⅱ類圍巖、局部不穩(wěn)定的Ⅲ類圍巖、穩(wěn)定性差Ⅳ與極不穩(wěn)定的Ⅴ類圍巖，其中Ⅲ、Ⅳ圍巖巖性主要由砂巖、碳質(zhì)板巖、薄層灰?guī)r、砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖與千枚等薄層巖石組成，Ⅴ類圍巖主要由斷層及其影響帶組成，根據(jù)圍巖分類及相應(yīng)工程類比，建議圍巖參數(shù)取值如下：表1-3-3隧洞圍巖分類一覽表樁號(hào)總長(zhǎng)度圍巖分類占隧洞長(zhǎng)度%1+207-2+195.5968.5Ⅱ19.72+335.5-3+8811548Ⅲ31.592+195.5-2+207.5、2+239.5-2+335.5、3+881-5+190、5+802-6+1201748Ⅳ36.672+207.5-2+239.5、5+190-5+418、5+581-5+802、482Ⅴ9.85+418-5+581156砂礫石洞3.18建議?、蝾悋鷰r堅(jiān)固系數(shù)fk=4～6，取有壓隧洞的單位抗力系數(shù)K0=30～35MPa/cm；Ⅲ類圍巖的堅(jiān)固系數(shù)fk=3～4，取有壓隧洞的單位抗力系數(shù)K0=16～18MPa/cm；Ⅳ穩(wěn)定性差的圍巖的堅(jiān)固系數(shù)fk=2～3,取有壓隧洞單位抗力系數(shù)K0=9～10MPa；Ⅴ類圍巖的堅(jiān)固系數(shù)fk＜2，圍巖的單位抗力系數(shù)K0=2～5MPa/cm。洞室開挖時(shí)有掉塊、坍塌以及滲水現(xiàn)象，涌水現(xiàn)象主要在巴楞溝段，應(yīng)注意及時(shí)支護(hù)。表1-3-4隧洞圍巖主要參數(shù)建議值圍巖類別巖體結(jié)構(gòu)類型縱波速度VP巖石抗壓強(qiáng)度Rb巖體完整性系數(shù)KV變形模量圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比抗剪斷有壓隧洞彈性抗力系數(shù)K0堅(jiān)固系數(shù)f穩(wěn)定性評(píng)價(jià)f＇C＇m/sMPaGPaMPaMPa/cmⅡ巨厚層狀完整>3500>70>0.5010～15>40.70～0.800.60～0.730～354～5基本穩(wěn)定Ⅲ塊狀～厚層狀2500～350040～700.50～0.305～102～40.60～0.700.40～0.6016～183～4局部穩(wěn)定性差Ⅳ塊狀～鑲嵌1700～2500＜200.3～0.105～21～20.40～0.600.30～0.401～32～3不穩(wěn)定Ⅴ散體結(jié)構(gòu)＜12000＜21＜0.4＜0.1＜22～5極不穩(wěn)定1.3.7.4不良地質(zhì)段的工程地質(zhì)條件輸水隧洞沿線所經(jīng)的不良地質(zhì)段主要為巴楞沖溝段。輸水隧洞5+418～5+581段在巴楞溝段通過，長(zhǎng)170m，呈SE132°布置。巴楞溝左岸為基巖邊坡，中部為巴楞溝現(xiàn)代河床，右岸為洪積扇，溝內(nèi)地形較為平坦。巴楞溝左岸山體地形坡度25°～45°，自然邊坡基本穩(wěn)定，巖性上部為風(fēng)積黃土，中部為中上更新世沖積砂卵礫石層，下部為志留系下統(tǒng)千枚巖；河床段現(xiàn)代河流寬度約2～4m，表層覆有沖洪積砂卵礫石層，厚度2～5m，以礫石為主，卵石含量20%～30%，砂含量15%～20%，礫卵石成份以灰?guī)r、砂巖、板巖為主，磨圓差，多呈次棱角狀，一般粒徑0.5～8cm，最大可見粒徑80cm，結(jié)構(gòu)稍密-中密；局部出露及下伏基巖為志留系下統(tǒng)千枚巖，根據(jù)地表調(diào)查，千枚巖強(qiáng)風(fēng)化層厚度為2～7m。巴楞溝右岸為洪積扇，表層為0.5～1.5m的耕植土層，結(jié)構(gòu)松散，中部為洪積碎石土層，厚10～15m，洪積碎石土層以碎石為主，塊石含量10%～15%，土含量20%～25%，碎塊石成份以千枚巖為主，多呈片狀，一般粒徑為0.5～6cm，結(jié)構(gòu)稍密-中密；下部為沖洪積砂卵礫石層，根據(jù)鉆孔及物探揭露：沖洪積層厚度為30～50m，下伏為志留系下統(tǒng)千枚巖，根據(jù)ZK5揭露：千枚巖全風(fēng)化層厚度3～4m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度6m左右。根據(jù)野外試驗(yàn)，沖洪積砂卵礫石層中天然干密度為1.9～2.08g/cm3,重型動(dòng)力觸探擊數(shù)8～13擊，說明結(jié)構(gòu)中密，建議取洪積層允許承載力值[R]=300～400KPa，根據(jù)滲透試驗(yàn)，滲透系數(shù)為2.08×10-3～4.73×10-2cm/s,屬中-強(qiáng)透水層。此段地下水位埋深為5～18.6m左右（高程1197～1200m左右），因此暗渠開挖時(shí)必須做好排水與防滲工作。輸水洞線位于沖溝內(nèi)，還應(yīng)做好防洪與排洪設(shè)計(jì)。建議開挖邊坡水上取1：1，水下取值為1：1.5～1:1.75。1.3.7.5輸水隧洞存在的工程地質(zhì)問題（1）塌方：引水隧洞內(nèi)的基巖段的塌方主要發(fā)生在斷層及其影響帶、節(jié)理密集帶附近。洞室內(nèi)的斷層有F101、F102、F103、F105等，地表出露寬度均較大，斷層帶物質(zhì)多為壓碎巖、斷層泥、糜棱巖等，在斷層及其影響帶范圍內(nèi)，巖體破碎，工程地質(zhì)條件差，洞室開挖時(shí)極易產(chǎn)生塌方。根據(jù)本次工作中對(duì)巖體內(nèi)節(jié)理裂隙的統(tǒng)計(jì)、洞室走向、圍巖產(chǎn)狀及節(jié)理裂隙組合關(guān)系初步分析后發(fā)現(xiàn)：洞室內(nèi)結(jié)構(gòu)面的不利組合主要是由巖層層理、緩傾角裂隙和部分較陡反傾并與洞線交角較小的節(jié)理組成，相互切割形成不穩(wěn)定塊體，在泥盆系巖層中主要分布在洞頂與洞左壁，對(duì)洞頂及洞左壁有不利影響，在志留系地層中，主要分布在洞頂及洞右壁。根據(jù)鉆孔揭露，在基巖面以下20m左右的微風(fēng)化層中，構(gòu)造節(jié)理明顯較上部為少，因此洞室內(nèi)結(jié)構(gòu)面主要以巖體內(nèi)層理為主要結(jié)構(gòu)面，洞室內(nèi)切割塊體主要受巖層產(chǎn)狀控制。根據(jù)野外調(diào)查，隧洞內(nèi)大部分圍巖巖層厚度在5～15cm，為薄層狀，但有少部分泥質(zhì)板巖單層厚度在0.2～0.5cm，呈極薄層狀，由于洞室走向與巖層交角較小，而且在部分泥質(zhì)板巖段，巖體內(nèi)撓曲發(fā)育，因此在極薄層的泥質(zhì)板巖附近，在洞室開挖時(shí)也易產(chǎn)生塌方。但由于極薄層板巖聯(lián)層厚度并不大（多在1～3m），因此此類塌方方量不是很大，但在洞室開挖時(shí)必須引起注意。（2）滲水與涌水滲水、線狀流水和局部小規(guī)模涌水可能會(huì)發(fā)生，大量集中涌水主要可能在八楞溝段發(fā)生，其它地段發(fā)生集中涌水的可能性不大。1.3.8調(diào)壓井-廠房-尾水工程地質(zhì)條件調(diào)壓井-廠房-尾水等建筑物位于雅園村下游50m的坡洪積扇邊緣地帶，地形總體較平緩開闊，傾向白龍江河床，地形坡度3°～5°，屬于白龍江Ⅱ級(jí)階地洪積臺(tái)地。（1）廠區(qū)主要巖土物理力學(xué)性質(zhì)廠區(qū)出露的第四系松散地層巖性上部為洪積碎石土層，厚度10m左右，下部為沖積砂卵礫石層，結(jié)構(gòu)中密-密實(shí)，地下水埋深10～17m?；鶐r為志留系千枚巖。與工程有關(guān)的覆蓋層巖性主要為洪積碎石層與沖積砂卵礫石層。上覆的耕植土層由于其本身物理力學(xué)性質(zhì)較差，分布較少，工程經(jīng)過時(shí)清除既可。洪積碎石層厚度一般10～20m，巖性為碎石土層，根據(jù)鉆孔揭露，局部夾有粉質(zhì)壤土透鏡體，根據(jù)野外試驗(yàn)測(cè)試，洪積碎石土層天然密度為1.81～1.90g/cm3，平均1.85g/cm3,天然干密度為1.70～1.79g/cm3，平均1.75g/cm3,根據(jù)動(dòng)力觸探結(jié)果，碎石土層中重型動(dòng)探擊數(shù)為6～8擊，屬稍密結(jié)構(gòu)，承載力可取240～300KPa，根據(jù)《中小型水利水電經(jīng)驗(yàn)匯編》，可取其變形模量為20～30MPa。根據(jù)碎石土室內(nèi)顆分成果，碎石土中碎石含量為60.2%～70.8%，平均為64.6%，塊石含量3.7%～6.0%，平均為4.5%，砂含量平均19.3%，粉粘粒含量平均11.6，含泥量平均為12.1%，不均勻系數(shù)為40～231，根據(jù)野外調(diào)查，碎石土中碎塊石成份主要以千枚巖為主，多呈片狀，具定向排列，但總體無分選性。另外根據(jù)野外滲透試驗(yàn)，碎石土中滲透系數(shù)為2.89×10-3～2.17×10-2cm/s，屬中-強(qiáng)透水層。沖積砂礫石主要分布洪積層下部，為白龍江掩沒Ⅱ級(jí)階地,廠房及部分尾水基礎(chǔ)主要在該層砂卵礫石中,砂卵礫石天然干密度1.93～2.21g/cm3，平均2.08g/cm3，根據(jù)孔內(nèi)砂卵礫石層動(dòng)力觸探N'63.5＝8～