水电站课程设计任务书及指导书兰州交通大学水利水电工程系2012年7月一、原始资料及设计条件1 概述1.1 工程概况某水电站位于沅水一级支流巫水下游峡谷河段，下距会同县若水乡镇2km，距洪江市15km。
坝址下游2km有洪江～绥宁省级公路从若水乡镇经过，交通较为便利。
该工程初拟正常蓄水位191m，迥水至高椅坝址，库容0.0708亿m3，装机16MW，是一座以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益的水电工程，枢纽建筑物由溢流闸坝、重力式挡水坝、右岸引水发电隧洞和引水式厂房组成。
1.2. 工程等别和建筑物级别本工程以发电为主，兼有防洪、旅游等综合效益。
水库正常蓄水位191m时库容为0.0708亿m3，电站装机容量为16MW。
2 水文气象资料2.1 洪水各频率洪峰流量详见下表1。
2.2 水位～流量关系曲线（1）下坝址水位～流量关系曲线详见下表2。
表2 下坝址水位～流量关系曲线表（高程系统：85黄海）（2）上坝址水位～流量关系曲线详见下表3。
（3）厂址水位～流量关系曲线详见下表4。
多年平均含沙量： 0.0893kg/m多年平均输沙量： 22.05万t设计淤沙高程： 169.0m淤沙内摩擦角： 100淤沙浮容重： 0.93t/m2.4 气象多年平均气温：16.6℃极端最高气温：39.1℃极端最低气温： -8.6℃多年平均水温：18.2℃历年最高气温：34.1℃历年最低气温： 2.1℃多年平均风速： 1.40sm/历年最大风速： 13.00sm/，风向：NE 水库吹程： 3.0km最大积雪厚度： 21cm基本雪压： 0.252KN/m3工程地质与水文地质3.1 工程地质资料（1）该工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不考虑地震荷载。
（2）基岩物理力学指标如下上坝址饱和抗压强度：20～30MPa抗剪指标： f=0.6～0.65砼/岩=0.8～0.9 抗剪断指标：f′砼/岩c′=0.7～0.8MPa下坝址饱和抗压强度：15～25MPa=0.6～0.62抗剪指标： f砼/岩抗剪断指标：f′=0.7～0.8砼/岩c′=0.70MPa3.2 坝址工程地质条件（1）上坝址工程地形、地质条件上坝址位于河流弯曲段下游，流向2790，基本为“U”型横向河谷。
河床基岩裸露，高程181～184m，河床宽136m，水深0.5～3.0m。
坝轴线上游100～350m，河床深槽较发育，一般槽宽20～40m，槽深11～14.5。
当蓄水位192m时，河谷宽161m，左岸冲沟较发育，坝轴线上、下游分别分布2#及3#冲沟，边坡具下陡上缓特征，高程227m以下坡角450，以上坡角250，山顶高程271m；右岸地形较平顺，上游有一小冲沟分布，边坡较陡峻，坡角350～450，山顶高程292m。
坝址区除两岸均分布有宽度较窄，厚3～4m冲积阶地堆积及左岸分布厚1～3m残积堆积外，基岩大部分裸露，出露的主要岩性为砂质板岩、绢云母板岩夹长石砂岩、厚层长石砂岩、含砾砂岩、含砾砂质板岩。
坝区岩层走向与河流交角700～800，倾上游偏左岸，坝址区构造较简单，仅上游见F1断层及物探探测的F3断层，破碎带宽0.1～0.6m，延伸长度均小于50m。
主要节理有四组。
坝区岩石风化受岩性与地形等因素影响，长石砂岩抗风化能力较强，风化较浅；板岩、绢云母板岩抗风化能力较弱，风化深度较大，两岸山顶受地形切割呈弧立小山包，则强风化深达25～36m。
据钻孔压水试验和地下水观测资料，坝区岩体透水性较差，地下水位坡降陡达40～50%，埋藏较浅，远高于设计正常蓄水位。
坝基岩体透水率小于5lu占96.8%，基本属弱透水岩体；防渗帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸5.2～20m，河床5～7m，右岸2.5～12m。
（2）下坝址工程地形、地质条件下坝址位于上坝址下游660m，基本为“U”型横向谷，河流流向2650，河床大部分为冲积砂砾石覆盖，河床高程182～183.5m，河床宽202m，右河床为浅滩，水深0.5～1.0m, 左河床为人工改造河槽，水深1.5～2.0m。
当正常蓄水位192m时，河谷宽232m。
两岸地形对称，边坡较陡峻。
左岸坡角400～430，为崩坡积物所覆盖，山顶高程324.74m；右岸坡角420～450，基岩裸露,山顶高程315.25m。
坝区除少部分为第四系松散堆积物覆盖外，基岩大部分裸露，出露的主要岩性有绢云母板岩夹中薄层长石砂岩。
坝区地质构造较简单，断层未见。
岩层产状N200～250E,SE＜600～700，其走向与河流交角600～650，倾向上游偏左岸。
坝区岩石风化主要受岩性所控制，坝基及坝肩大部分为绢云母板岩，其抗风化能力较弱，两岸肩强风化相对较深。
据钻孔地下水位观测资料，左坝肩地下水位埋深9.5～40m（高程225m以上），右坝肩地下水位埋深3 ～23m（高程226m以上），远高于蓄水位。
据钻孔压水试验资料表明，基岩的透水性与岩体风化程度密切相关，强风化带及弱风化带上部岩体节理裂隙较发育，岩体完整性较差，透水性较强，为中等透水带，弱风化带中下部和微风化岩体透水性较差，基本为弱透水或微透水带。
坝基防渗帷幕下限（q<5lu）埋深，左岸10～28m ，河床2～10m ，右岸6～20m 。
（3）坝基岩石物理力学指标坝基岩石物理力学指标建议值在下表1-5中列出。
3.3 引水发电隧洞及厂房工程地质条件 （1）引水发电隧洞下坝址引水隧洞进口位于坝线右岸上游，洞段穿越河间地块，出口位于河湾下游9#冲沟口附近。
洞轴向N16°W。
进口段（0～40m ）：地形坡角28°～60°，上覆岩体厚6～18m ，围岩为Z aj 2-4岩组灰绿色绢云母板岩，劈理发育，岩层产状N20°E，SE∠65°，倾向洞外偏右侧，与洞轴线交角36°，主要发育产状N70°W，SE∠78°，N50°W，SW∠87°及N10°E ，SE∠85°三组节理，面多闭合平直，延伸长0.5～1.0m 。
强风化带下限埋深8～12m ，岩体因节理裂隙发育较破碎，成洞条件差，建议采取明挖。
开挖坡比5.0:1=永久i ，75.0:1=永久i 。
洞脸边坡由于受层面与多组节理组合切割稳定性较差，建议采取加固处理措施。
洞身段（40～110m ）：上覆岩体厚18～66m ，围岩为Z aj 2-3岩组上部灰白色厚层状长石砂岩，围岩呈弱～微风化状态。
岩层产状N22°E，SE∠64°，与洞轴线交角38°。
主要发育N50°～60°W，SW∠85°～87°及N10°E，SE∠80°～85°两组节理，面紧密闭合，延伸长0.5～1.0m 。
该段位于地下水位以下，岩体完整性较好，基本稳定，成洞条件较好。
其中平距40～70m 段属Ⅲ类围岩，f=4～5，K 0=35～40cm MPa /；平距70～110m 段属Ⅱ类围岩，f=6～7，K 0=50～55cm MPa /。
洞身段（110～350m ）：上覆岩体厚24～107m ，围岩为Z aj 2-3、Z aj 2-2岩组灰绿色绢云母板岩夹中厚层长石砂岩，围岩呈弱～微风化状态，岩层产状N22°E，SE ∠64°，与洞轴线交角38°，板岩内产状N15°E，NW∠75°劈理较发育。
主要发育N50°～60°W 及N10°E 两组高倾角节理，面平直闭合，延伸长0.5～1.0m 。
该段位于地下水位以下，岩体完整至较完整，大部分洞段基本稳定，成洞条件较好，但局部洞段（310～350m ）劈理、节理较发育，稳定性较差。
其中平距110～310m 段属Ⅲ类围岩，f=4～5，K 0=30～35cm MPa /；平距310～350m 段属Ⅳ类围岩，f=3～4，K 0=15～20cm MPa /。
出口段（350m 以后）：地形坡角15°～45°，上覆岩体厚2～24m 。
围岩为Z aj 2-2岩组灰绿色绢云母板岩夹长石砂岩，板岩内劈理发育。
岩层产状N15°E，SE ∠65°～70°，倾向洞内偏右侧，与洞轴线交角31°。
主要发育N30°E，NW∠35°，N85°W，SW∠86°，N15°W，SW∠79°及N80°E ，NW∠36°四组节理，面多闭合，延伸长1～5m 。
强风化带下限埋深5～16m 。
该段位于地下水位以下，岩体因节理、劈理发育完整性差，成洞条件差，建议采取明挖，开挖坡比，5.0:1=永久i ,75.0:1=永久i 。
由于N10°E 及N80°E，倾向洞外的两组缓倾角节理较发育，加上与NWW 向、NNW 向高倾角节理组合形成不稳定块体，对洞脸边坡与开挖边坡稳定不利，建议采取锚固处理措施。
（2）厂房下坝址厂房位于河弯下游9#冲沟出口的冲积堆积Ⅰ级阶地一带，阶地宽10～12m ，阶面高程183～184m ，后山坡坡角45°，基岩裸露。
阶地上部为灰褐色粉质粘土，下部为砂砾石，厚1.0～1.8m ，基岩为Z aj 2-3、 Z aj 2-2岩组灰绿色绢云母板岩夹灰白色长石砂岩。
岩层产状，N15°～20°E，SE∠65°～70°，板岩劈理发育，主要发育NE 向、NEE 向、NNW 向及NWW 向四组节理，面多闭合，延伸长1～5m 。
强风化带下限埋深2～5m ，厂房基础持力层为弱风化岩体，其强度满足建筑物地基应力要求。
但NE 及NEE 向两组缓倾角（35°～36°）节理较发育，且倾向坡外，对厂房开挖边坡稳定不利，建议采取加固处理措施。
推荐的岩体物理力学指标建议值：弱风化长石砂岩MPa R g 5045-=，65.06.0/-=岩砼f ；弱风化绢云母板岩Rg=15～20MPa ，55.05.0/-=岩砼f ；开挖坡比5.0:13.0:1-=单i ,75.05.0:1-=永久i 。
3.4 天然建筑材料本阶段勘察按普查精度要求进行，除对原规划料场进行复核外，重点对石料进行了勘测，共勘查储量：砂砾料180.85×104 m 3，土料77.5×104 m 3，石料988.22×104 m 3，储量基本能满足要求。
（1）土料共调查了7个料场，总储量77.5×104 m 3，均分布在团河Ⅱ级阶地，为黄褐色、红棕色粘土、土层较密实，呈可塑～硬塑状，中～ 低压缩性。