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设计人员：

如吾水电站位于甘肃省甘南州卓尼县麻路镇如吾村附近的洮河干流上。在洮河干流开发规划报告中，洮河青走道～古城河段共规划了33个梯级，如吾水电站为其中规划范围内的第12个梯级电站。

推荐坝址位于如吾村上游约洮河拐弯处，距卓尼县城约，厂房位于枢纽下游洮河右岸，距卓尼县城约，沿洮河右岸有乡级公路贯通并通往卓尼。卓尼县城至兰州，至陇海铁路陇西站。对外交通比较便利。

如吾水电站是以发电为主的低坝（无调节）引水式电站。枢纽工程主要由拦河闸坝、发电引水系统和地面厂房三部分组成。

水库正常蓄水位，总库容223万m3。坝址处多年平均流量/s，发电引用流量为/s，最大水头，平均水头，额定水头，装机容量15MWGB／T 38915-2020 航空航天用高温钛合金锻件，多年平均发电量5834万kW·h，年利用小时数3889h。

如吾水电站主体工程主要工程量汇总见表。

拦河闸坝由三孔泄洪闸、一孔冲砂泄洪闸坝段、浆砌石左副坝等建筑物组成。最大坝高，坝前沿总长（其中副坝长）。

泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段为钢筋混凝土结构。闸顶高程，闸室总宽为，闸段最长处为。泄洪闸、冲砂泄洪闸闸墩齿墙基础面高程。

泄洪闸内设平板检修门一扇，孔口尺寸×（宽×高）；设平板工作门三扇，孔口尺寸×（宽×高）。底板高程，底板厚度。出口为底流消能，消力池长，底板厚度，下设厚的反滤层与厚的碎石垫层，底板高程。其后接铅丝笼块石。基础为砂砾石基础，泄洪闸前河床设置长的混凝土水平铺盖。

表 如吾水电站主体工程主要工程量汇总表

冲砂泄洪闸闸顶高程，闸室段宽为（顺水流方向）。闸内设平板检修门一道，孔口尺寸×（宽×高）；设弧形工作门一道，孔口尺寸×（宽×高）。闸底板末端为消力池，池底板高程，池长。

左副坝为浆砌石重力坝，坝顶宽为，长，坝顶高程，。左副坝上游垂直，下游坡为1：0.8。坝基为砂砾石基础，副坝前河床设置长的干砌石面层水平铺盖，水平铺盖采用复合土工膜防渗。

发电引水系统由进水口、压力引水隧洞、调压井、压力管道四部分组成。

电站进水口布置采用塔式进水口，取水口底板高程，闸顶高程，进水口前缘宽度，中墩厚度，边墩厚度，设拦污栅两孔，单孔孔口尺寸6.5×（宽×高），拦污栅后设一孔事故检修门，孔口尺寸为6.5×（宽×高），进水口后为一方变圆渐变段与引水隧洞相接，渐变段长。

引水隧洞洞长，隧洞衬砌段内径，衬砌段厚度：III类围岩为，IV类围岩为。隧洞进水口底板高程，隧洞末端底板高程为，纵向坡度2.83%。

调压井为阻抗式，上室高，上室内径，阻抗孔内径，上室开挖直径。

压力钢管为地下埋管，在进厂前一分为二，岔管分岔形式为"卜"形。钢管主管直径为，主管段长度，外包混凝土厚度，支管直径为。

厂房系统由电站地面主厂房、副厂房、尾水渠、开关站等组成，副厂房布置在主厂房的上游，主厂房长度，副厂房长度，总宽度（其中主厂房宽度，副厂房宽度），主厂房高，机组段长度，安装间长度。

尾水渠按1：3.2的反坡与洮河相接。尾水渠长，宽，底板混凝土衬砌，并按梅花型布置φ20的排水孔，间排距为，尾水渠边墙采用M7.5的浆砌石重力式挡墙。

开关站采用开敞式开关站，布置在主副厂房左侧，平面面积×。

本工程所处河段属于中高山区，相对高差100～500m，河谷较宽阔，两岸植被较好。沿河两岸有不对称的阶地，且多为耕地，工程施工可利用的场地有限。施工期间环保要求严格。

拦河闸坝首部枢纽区位于如吾村上游约洮河拐弯处，厂址区位于如吾村下游约处作娄村西侧长隧洞出口的洮河右岸坡麓地带，发电引水隧洞长。各水工建筑物布置相对独立，相互间施工干扰较小。

工程计划总工期24个月，第一台机发电工期19.5个月。工程经2个月筹建后，于第一年8月开工，第三年3月第一台机组发电，第三年6月底竣工。

枢纽区附近天然砂石骨料较充足，质量满足工程需要。

本工程地处洮河干流上游，坝址区及厂址区附近无大、中型工业企业，河水清澈，水量丰富，水质较好，含沙量小，基本无污染，可直接提取作为生产用水，经沉淀、消毒处理后可作为生活用水。工程区有10kV农用输电线路通过，可作为本工程施工用电电源。

洮河流域属中纬度内陆高原，属典型的高原大陆性气候，高寒阴湿。具有冬春长而夏秋短、气温日差较大和无霜期短的特点。根据本地区气候条件，砼施工要求进行温度控制，以防止砼裂缝。控制砼原材料，低温季节加强砼表面保护，高温季节砼浇筑降温等温度控制措施，即可满足施工要求。

洮河是黄河上游右岸最大的一级支流，发源于甘肃、青海两省交界处的西倾山东麓。洮河干流全长，流域面积为2，河道平均比降2.8‰，水力资源较为丰富。

如吾水电站距上游下巴沟水文站约。根据1：50000地形图量算，电站坝址和厂址以上控制流域面积分别为2和2，多年平均流量为/s，多年平均降水量，其中在4月～10月降水量占年降水量的93.8%，6月～8月降水量占全年降水量的54%。

如吾水电站设计洪水成果是依据∑下巴沟站和岷县站洪水设计成果，按其坝址、厂址流域面积 采用内插法求得；分期洪水设计成果是依据下巴沟站和岷县站各分期洪水设计成果，按坝址、厂址面积采用区间内插法求得。坝址、厂址设计洪水、分期洪水成果表见表和8.1.3。

表 如吾水电站坝址、厂址设计洪水成果 流量：m3/s

表 如吾水电站坝址分期洪水成果 流量：m3/s

洮河流域地处中纬度的内陆高原，属典型的大陆性气候，具有冬春长而夏秋短，气温日较差、年较差大和无霜期短的特点。因流域地形变化幅度较大，海拔高程由的河源降至的入黄河口，纬度由河源的34°增至入黄口的36°，气候在上、中、下游有一定的差异。上游地区高寒阴湿，冬季漫长，基本无夏天；中游地区高寒湿润，四季不分明；下游地区为温带半干旱地区。

由于如吾水电站工程距临潭县县城最近，海拔高程相近，因此采用临潭县气象站做为如吾水电站工程气象设计代表站，临潭县气象站各气象要素见表8.1.4。

表8.1.4 临潭县气象站气象要素统计表

如吾水电站坝址位于植被良好、含沙量相对较小的洮河中上游，距上游下巴沟水文站17km，距下游岷县水文站157km。

如吾水电站年内悬移质输沙量分配不均匀，主要集中来汛期6～9月，汛期输沙量约占年沙量的84.8％，8、9月份来沙分别占年沙量的26.6％和27.0％。

如吾水电站坝址控制流域面积9095km2，多年平均悬移质入库沙量58.3万t，入库推移质沙量为其悬移质的10％，推移质沙量5.83万t，约合3.24万m3。坝址年平均流量59.9m3/s，年平均含沙量0.308 kg/m3。汛期平均流量94.1m3/s，汛期平均含沙量0.498 kg/m3。

建库后河道冰情将较天然河道发生明显变化。由于建库后库区产生明显壅水，库内水面比降变缓、水流流速减小，有可能在库区形成冰盖。河流封冻后冰盖逐渐增厚，影响冰厚的主要因素是气温，在其他条件相同时，气温愈低及负气温的历时愈长，则冰盖也愈厚，即冰厚与累积负气温成正比。

洮河中上游，冬季气候寒冷，每年自10、11月开始至翌年3、4月为冰期。据临潭气象站30年资料统计，累积月平均负气温为–22.3℃，以此估算的如吾电站冰期平均冰厚约为0.91m。

①首部枢纽区工程地质条件

洮河以NW358º方向流进下坝线区，经NW316～323º转向后，以NW312º方向流出坝线区。河流平面型态呈“S”型，平水期河水位为2733～2734m，水面宽12～19m，水深0.6～1.5m。河谷呈不对称“U”型，谷宽50～60m；正常蓄水位2742m时，坝前水面宽约300m。左岸为Ⅰ级阶地，地表平坦。右岸为基岩岸坡，坡度40～50°。

坝线Ⅰ、Ⅲ级堆积阶地呈不对称分布。Ⅰ级阶地连续分布在左岸，前缘分布高程在2735～2736m之间，高出河水面2～3m；Ⅲ级基座阶地连续分布在左岸坝线右端头，阶地前缘分布高程为2747～2749m，高出河水面13～15m；基座分布高程2739m，高出河水面6m，其上覆漂石砂卵砾石层，可见厚度3～5m，表部被薄层冲积粉土覆盖。

坝址区右岸坝前发育2#冲沟，切割深度大于100m，延伸长度大于2km，沟底纵向坡降10～18%，沟谷呈不对称的“V”型，两岸松散堆积物以崩坡积、冲洪堆积为主，沟口及两岸台地的堆积物以块碎石土为主，厚10～20m，沟底为洪积堆积，组成物质为大孤石、块石、碎石夹少量砂土。

坝线出露三叠系中统地层（T2 d）及第四系堆积物（Q）。坝址区左岸Ⅱ级基座阶地上部为砂卵砾石层，厚度1.0～1.5m。下部为Td2中厚层—巨厚层状砂岩夹板岩；坝址区左岸Ⅰ级阶地及河床砂卵砾石层厚约21. 0m，属极强透水层；坝址区右岸为裸露基岩山体，岩性以砂岩为主，夹页岩或板岩。库区两岸岸坡大部分较平缓，局部基岩裸露，岸坡较陡，岸坡相对高差一般在100m以上，河谷不对称呈“U”型。崩坡积物或冲洪物等松散堆积物覆盖的岸坡坡度一般小于45°,基岩岸坡一般为50°～70°，较陡，局部为陡崖。左右岸均零星有漫滩，少部分河段有河心滩发育，高出河水面1.5～3.3m；两岸断续分布有Ⅰ、Ⅲ级阶地，拨河高度分别为2～4m、30～35m。其中Ⅲ级阶地为基座阶地，基座高出河水面3～5m，阶面高程为2749～2772m，在纵横方向，阶地表面起伏较大，且向河谷方向倾斜，坡度10º～20°。

根据国家地震局颁布的《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306—2001），工程区50年超越概率10％的地震动峰值加速度为0.10g，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。

②引水系统工程地质条件

引水洞线位于洮河右岸低山区，山顶海拔2903～2972m，高出河水面250m。隧洞顶板埋深15～163m，坝址最大埋深163m。河流流向总体为NE18°。河流在此段转了一个“Ω”形的弯，流向由进入坝址时的SE128°转过大弯后又恢复为SE128°方向。本河段河谷宽250m左右，坝址区谷宽达260余米。

隧洞轴线主要出露三叠系中统地层（T2d），岩性以变质砂岩.、砂质板岩为主，新鲜岩石致密坚硬。隧洞沿线岩层产状变化较小，进水口附近为NE75°NW∠56°，出口段为NW276°NE∠54°，沿线断层不发育。

引水洞线地下水类型为基岩裂隙水。地下水埋深20～100m，最大埋深200m，接受大气降水补给，贮存和运移于基岩裂隙及断层破碎带内，向洮河及支流或向第四系松散地层中排泄，地下水和地表水对混凝土无腐蚀性。

引水洞沿线物理地质现象主要表现为岩体风化、卸荷拉裂、松动倾倒、崩塌、泥石流等方面。

引水洞线进、出口基岩岸坡平缓，经受了长期的侵蚀、堆积作用，岩体风化、卸荷强烈。基岩岸坡就坡度而言，达到了自然稳定坡角。据坝址、厂址勘探资料，椐地质调查及勘探资料，坝址区岩性为变质砂岩和砂质板岩分段出现。砂岩段厚度一般25～34m。板岩段岩层厚度一般50～80m。由于变质砂岩岩性较坚硬，而砂质板岩岩性较软弱，两种岩性抗风化能力的不同，形成了不同的地貌现象。砂岩段形成山脊，而板岩段形成山谷。岩体表部以强风化为主。变质砂岩强风化水平厚度一般1～3m，弱风化水平深度15～20m，纵波速度Vp=1370～2520m/s；微风化岩体RQD值平均大于50％，纵波速度Vp=3060～3490m/s。砂质板岩强风化水平厚度一般3～5m，弱风化水平深度15～20m，纵波速度Vp=1370～2520m/s；微风化岩体RQD值平均大于50％，纵波速度Vp=3060～3490m/s。

崩塌主要发生于高陡岸坡中上部，堆积于岸坡中下部，常呈现倒石锥地貌，组成物质为块石、碎石及碎石土，厚度变化较大，中部薄，下部厚。一般厚3～5m，较大者厚达10m。此类地质现象常发生于引水洞线板岩段凹地形，凹地形接受两侧山坡及山顶岩体崩塌物形成崩塌堆积体。岩体松动、倾倒主要分布在单薄山梁、厚3～5m，规模小，一般对引水建筑物影响小。引水洞线全线未跨越大型、深切冲沟，所跨越小型冲沟对建筑物无影响。

电站厂房位于如吾村下游700m处的洮河右岸坡麓地带上，阶面宽阔。厂址区洮河较为顺直，流向为SE152～178°，河水位高程2725～2723.40m，平水期河水面宽47～63m，谷宽180～280m，厂房尾水区以下河水面宽60～65m，谷宽320～338m，河谷呈不对称的“U”形，左岸大部为第四系堆积体，岸坡坡度较缓，坡度25～30°；右岸为高山斜谷地貌，部分段基岩裸露，坡度45～60°。两岸断续发育Ⅰ级阶地，前缘高程一般为2726～2727m，拨河高度为3～4m，左岸局部残留有Ⅲ级基座阶地，阶地主体为坡度较缓的Q3堆积粉土地层，前缘高出河水面30～40mm，基座顶面高程2732～2734m， 高出河水面7～10m。厂址区及其上、下游没有规模较大的冲沟发育。

厂址区出露三叠系中统地层，岩性为薄层砂质板岩夹变质砂岩，第四系（Q）不同成因的堆积物分布在河床、漫滩、阶地和坡脚及缓坡地带。冲积砂卵砾石层（Q4Sgr）主要分布于漫滩、河床及Ⅰ、Ⅲ阶地中下部，组成物为砂卵砾石，砂卵砾石层厚15～20m。

崩坡积块碎石土（Q4col+dl）分布在调压井、压力钢管附近坡脚和岸坡缓坡地带，一般厚3～5m，局部厚度大于10m，由孤石、块石、碎石土等组成，松散，局部架空。

冲洪积块碎（卵）砾石层（Q4al+pl）主要分布在冲沟口，组成物为砂卵砾石，块碎石油土交互状出现。

坝址区河道略弯曲，沟谷开阔，呈不对称的“V”型，右岸为基岩山坡，坡度较缓。左岸为Ⅰ级阶地，地表平坦；右岸为基岩岸坡，坡度40º～50°。

经水文资料分析可知：每年的5～10月，水量相对较大，划为汛期，每年的11月～翌年4月，水量相对偏小，划分为枯水期。

本工程为Ⅳ等小（1）型工程，工程枢纽主要建筑物按4级建筑物设计，次要建筑物按5级建筑物设计。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）的规定，其导流建筑物级别为5级。

根据本工程所处河流的水文特点、首部枢纽的布置及现场地形特点，本工程首部枢纽采用明渠导流方式。导流标准：选用5年一遇洪水重现期（全年），相应导流流量为Q20%=486m3/s。

厂房导流标准选用5年一遇洪水重现期（全年），相应导流流量为Q20%=495m3/s。

8.2.3导流方式及导流规划

根据坝址处地形、地质、水位等实际情况，本阶段对三种导流方案进行了比较，见表8.2.1。

方案Ⅰ（推荐方案）：河床一次断流，明渠全年导流方式。导流标准：选用5年一遇洪水重现期（全年），相应导流流量为Q20%=486m3/s。

方案Ⅱ（备用方案）：河床一次断流，明渠枯水期导流方式。导流标准：选用5年一遇洪水重现期（枯水期），相应导流流量为Q20%=188m3/s；度汛标准选用10年一遇洪水重现期（汛期），相应流量为Q10%=684m3/s。

方案III（比较方案）：明渠全年导流，汛期围堰过水导流方式。枯水期导流标准：选用5年一遇洪水重现期（枯水期），相应导流流量为Q20%=188m3/s。方案Ⅰ、方案Ⅱ与方案III的布置、优、缺点、工程量及造价比较见表8.2.1、表8.2.2与表8.2.3。

坝址处右岸有乡级公路通过，左岸有阶地存在。考虑到首部枢纽泄洪闸、冲砂泄洪闸及进水口的布置特点，以及冬季寒冷，混凝土无法浇筑，金属结构闸门与埋件安装的工期要求等因素，虽然方案Ⅰ比方案Ⅱ工程造价高28.91万元，但方案Ⅰ可为工序安排创造了条件，能够保证电站按期发电，所以本阶段推荐首部枢纽采用全年导流方案，主体工程分二阶段施工。

第一阶段（全年）：施工泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、浆砌石副坝段、电站进水口等有关建筑物到坝顶2743.50m高程。

第二阶段（枯水期）：导流明渠封堵，河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄，施工左岸副坝未完建部分等。

厂房导流根据岸坡地形、地质条件以及尾水渠等建筑物的布置方式采用全年导流方式。

根据首部枢纽建筑物布置特点，推荐方案主体工程施工分二阶段进行，施工期共经历两个汛期。

表8.2.1 首部枢纽各导流方案特性比较表

第一阶段（全年，第1年12月～第2年11月）：基坑在上、下游横向围堰和纵向围堰围护下，河水由左岸导流明渠通过，进行泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、消力池、护坦、纵向导墙、左岸浆砌石副坝及电站进水口的施工。导流采用全年导流方式，导流流量为Q20%=486m3/s。

第二阶段（枯水期，第2年11月～第3年3月）：导流明渠封堵，河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄，施工左岸副坝未完建部分等。导流流量为Q20%=94m3/s。

第3年2月中旬，坝体挡水，永久泄洪建筑物泄洪，首台机运转发电。至第3年6月底，整个工程全部完工。

首部枢纽导流特性见表8.2.4。

表8.2.2 枢纽导流工程各方案主要工程量比较表

表8.2.4 首部枢纽导流推荐方案特性表

厂房导流从第2年1月至第3年1月，施工期内经历1个汛期。厂房在全年围堰的围护下进行基坑开挖、砼浇筑、金属结构、厂房机组的安装等，河水由束窄河床渲泄。厂房导流采用全年导流方式，导流流量为Q20%=495m3/s。

厂房导流特性见表8.2.5。

表8.2.5 厂房导流特性表

8.2.4导流建筑物设计

首部枢纽导流建筑物布置与泄洪闸﹑冲砂泄洪闸相结合，导流建筑物包括导流明渠、上、下游横向围堰。厂房导流建筑物包括厂房岸边围堰。

首部枢纽导流建筑物布置见图8.1，厂房导流建筑物布置见图8.2。

图8.1 首部枢纽导流建筑物布置图

图8.2 厂房导流建筑物布置图

（1）首部枢纽导流建筑物

导流建筑物包括导流明渠、上游横向围堰、下游横向围堰。

导流明渠在布置时尽量顺直，渠道断面沿程不变，假定明渠为均匀恒定流。相关计算公式如下，公式见«水工设计手册»第一册（由华东水利学院编写）：

A=（b+my）y

R= A /X

式中：Q——流量，m3/s；

A——过水断面面积，m2；

C——谢才系数，m1/2/s；

i——渠道坡度；i=0.3%

m——边坡系数；m =1.5

b——渠道底宽，m；b=16 m

渠底与边坡采用干砌石护坡，水泥浆灌缝，水泥砂浆勾缝，粗糙系数取0.032，初选三个边坡系数1、1.25、1.5分别计算水力最佳断面各水力要素，计算结果见表8.2.6。

表8.2.6 不同边坡系数水力最佳断面计算表

按所选边坡系数m=1.5时计算实用经济断面，以便根据枢纽地质、地形条件进行选择，计算结果见表8.2.7。表中α为经济实用断面过水面积与水力最佳断面过水面积的比值，h/hm 与b/h可对应α查表求得。

表8.2.7 m=1.5时的一组实用经济断面计算表

根据以上计算数据及水力学有关文献资料，导流明渠的不冲流速可以按4m/s控制，故从边坡系数1.5的计算结果选择，初选渠底宽16m进行各水位情况下的流量、流速计算，计算结果见表8.2.8。

表8.2.8 m=1.5底宽采用16米时渠道内水位、流量计算

根据以上计算结果，渠内水深在5.2米以下时流速小于4.0m/s，且大于不淤流速0.5m/s，应能满足不冲不淤要求。

根据首部枢纽布置特点，导流明渠布置在河床左岸，直线段长约83.9m。由以上计算结果，选定明渠断面采用梯形断面，底宽16m，渠身过水断面为16m×5.2m，两侧开挖边坡均为1：1.5，进口高程2732.20m，出口高程2731.90m，纵向坡降为i=0.3%，渠中最大流速为3.99m/s，明渠全段面铺设彩条布防渗，彩条布上铺设30cm厚的干砌石护坡，水泥浆灌缝，水泥砂浆勾缝。导流明渠剖面图见图8.3。

图8.3 导流明渠剖面图

上下游横向、纵向围堰均采用土石围堰，堰体防渗采用堰体中间粘土+彩条布；基础防渗采用开挖深3m，底宽0.8m的槽埋设粘土+彩条布截水层。

上游围堰堰顶总长136.09m，高6.1m，顶宽7m，迎水面边坡1：2.0，坡面采用块石护坡，防护厚度0.3m，背水面边坡1：1.5，堰顶高程2738.20m。为了防止导流时水流对围堰上游坡脚的淘刷，上游坡脚设底宽3.2m、高2.2m的堆石体护脚。

下游围堰堰顶总长80.14m，高6.0m，顶宽7m，迎水面边坡1：2.0，背水面边坡1：1.5，迎水面坡脚设底宽3.4m、高3.3m的堆石体护脚。

上、下游横向围堰剖面图分别见图8.4与图8.5。

首部枢纽导流建筑物主要工程量见表8.2.2。

图8.4 上游横向围堰剖面图

图8.5 下游横向围堰剖面图

厂房导流建筑物布置于厂房尾水渠段，在此围堰围护下进行厂房全年施工，尾水渠及其浆砌石护坡段待枯水期施工。

围堰全长117m，最大高度5m，堰顶宽6m，堰顶高程2726.7m，堰体采用砂卵砾石填筑，背水面坡比1：1.5，迎水面坡比为1：2.0，堰脚采用0.5m厚、3m长钢筋铅丝笼块石防护。

堰体及堰基防渗采用高压旋喷水泥灌浆防渗，旋喷体直径1.1m，孔距1m，孔顶高程2726m，孔底高程2710.3m。

厂房围堰剖面图见图8.6。

汛期前，根据需要在施工场地预备临时粘土袋，以便及时加高围堰。

厂房导流工程主要工程量见表8.2.9。

表8.2.9 厂房导流工程主要工程量表

图8.6 厂房围堰剖面图

8.2.5导流工程施工

8.2.5.l施工程序

根据施工进度计划第一年11月底前完成首部枢纽左岸河床疏浚及导流明渠修筑工作，同年12月工程截流，并完成首部枢纽围堰填筑工作，第二年1月完成厂房围堰填筑工作。第三年2月工程下闸蓄水，至第三年6月底前两台机全部发电。

8.2.5.2导流工程施工方法

（1）首部枢纽导流工程施工

导流明渠开挖20271m3，开挖采用TY160马力推土机集碴，开挖碴料就近堆放，以供上下游围堰填筑所用。施工设备可通过临时公路1进入明渠施工。

明渠两岸边坡、底板采用彩条布铺盖，彩条布上铺10cm～15cm厚砂砾保护层后设30cm厚的干砌石护坡，水泥浆灌缝，水泥砂浆勾缝。块石来自上游1.2km石料场，采用2m3装载机配10t自卸汽车装运至工作面，人工砌筑。

导流明渠工程自第一年10月开工，至第一年12月中旬结束。

第一年12月中旬进行围堰的施工与截流。

上、下游横向围堰及纵向围堰均设计为土石围堰，其主要工程量见表8.2.2中的方案I。

围堰开挖方法同明渠，上下游围堰砂砾石填筑料由枢纽开挖碴料供应，挖掘机配10t自卸汽车运至上下游围堰所在处进行填筑，运距分别为至上游围堰处100m，下游围堰处80m。水下部分用自卸汽车直接抛填，水上部分分层摊铺，层厚50cm，TY160推土机推土平料，16t振动碾碾压4～6遍。石料从上游1.2km的料场运输至现场。开挖采用2m3反铲挖掘机开挖，2m3装载机从土料场装土，10t自卸汽车直接上堰，水下部分用自卸汽车直接抛填，水上部分分层摊铺，层厚50cm，TY160推土机推土平料，16t振动碾碾压4～6遍。

开工后第二年8月，主坝体施工基本完毕，可进行围堰拆除。拆除采用2m3反铲配10t自卸汽车运碴用于库区2.3km公路改造。

（2）厂房导流工程施工

开工后第一年12月～第二年1月，进行厂房围堰施工。厂房围堰设计为土石围堰，其主要工程量见表8.2.6。厂房围堰施工方法同首部枢纽围堰。

开工后第三年1月，电站厂房施工基本完毕，可进行厂房围堰拆除。拆除采用1m3反铲配10t自卸汽车运往上游临时碴场堆放，用于公路加高等。

8.2.6截流与基坑排水

根据施工总进度安排，首部枢纽截流宜选在汛后第一年枯水时段的12月初进行，截流标准采用坝址区12月份5年一遇月平均流量，Q20%=40.5m3/s。

根据截流水力计算成果，截流时水深较浅，因此采用土石围堰直接进占。

导流明渠开挖料堆存于左岸阶地，该料可用于截流戗堤的进占料及围堰填筑料。为确保截流成功，需从上游石料场开挖料中拣集一定数量的大块石堆存于右岸阶地，另外尚需备置一部分钢筋笼和四面体作为截流备料。

导流明渠封堵安排在第二年11月进行，此时流量为Q20%=94m3/s，水位为2734.06m，届时，河床3孔泄洪闸﹑1孔冲砂泄洪闸的施工已基本完毕，具备过水条件。封堵时水深为2.0m，因此采用土石填筑直接进占。

首先用装载机在明渠进口上游堆积砂砾土石逼进河水由主河道泄洪闸泄流，使副坝缺口及坝前铺盖处具备施工条件。在副坝缺口处采用浆砌块石砌筑，由明渠底至坝顶2743.50m，再进行副坝及坝前土工膜防渗干砌石防冲铺盖的施工。石料从上游1.2km的料场运输至现场，浆砌块石采用机械拌和砂浆，人工架子车场内运输砂浆，人工砌筑、勾缝。副坝缺口前及坝体后10m范围，用砂砾石填筑料填筑至原地面高程。将土石料分层摊铺，层厚50cm，TY160推土机推土平料，16t振动碾碾压4～6遍，填筑至原地面高程2734.5m，坝前土工膜防渗干砌石防冲铺盖施工同主体工程。

下游封堵位置选择在明渠出口地面高程为2736.50m处的合适位置，采用TY160推土机将20m渠长范围两侧土石料直接推入渠内，16t振动碾分层碾压4～6遍，填筑至地面高程为2736.50m即可。

8.2.6.2基坑排水

首部枢纽基坑排水、厂房基坑排水分为初期排水和经常性排水，本工程河床基坑较小，河道比降较小，截流后基坑范围内积水不大，初期排水量较小。经常性排水主要排除来自围堰与基坑范围内渗水、降雨汇水及施工废水。采用坑槽集水，潜水泵抽水的排水方式。

首部枢纽基坑与厂房基坑渗水量及排水泵的选择结果分别见表8.2.10与表8.2.11。

表8.2.10 首部枢纽基坑排水设备选择表

表8.2.11 厂房基坑排水设备选择表

根据工程总进度安排，下闸蓄水在第三年2月底，蓄水历时计算标准采用相应月75%的保证率下的来水量，蓄水期内的水流由永久泄洪建筑物渲泄。蓄水至初期发电水位后，进行机组充水调试。第三年3月，首台机组正式运转发电。

如吾水电站在厂址附近有两处砂砾料场，坝址附近一处块石料场和一处土料场，储量均丰富，质量较好。

8.3.1.l砼骨料料场

料场位于厂址下游左岸的洮河Ⅰ级阶地上，距离厂址1.0km，有简易公路通过，运距近，交通方便。占用耕地，料场地面高程2725～2728m，平坦开阔，大部分位于水下开采，开采条件较差。

卡子砼粗骨料场各项指标符合砼用粗骨料的质量技术要求。试验分析细骨料除含泥量略偏高，需冲洗。砂子主要为细砂，细度模数偏低。其余各项指标均符合砼用细骨料的质量技术要求。

料场位于厂址附近，与厂址处于同一冲积阶地，距离厂址100m，运距近,交通方便。占用耕地，料场地面高程2727～2729m，平坦开阔，大部分位于水下开采，开采条件较差。

本阶段在该料场布置探坑、探槽6个，取样5组。根据勘探和地面调查资料，地表土层（无用层）厚度0.3～2.6m，砂砾石层水上部分厚2.5m，水下估计3m以上，厚度大，较稳定。该料层分布面积较大，地形变化较小，层位稳定，自然露头较差。

从工程地质部分试验成果分析，厂房料场砼粗骨料场各项指标符合砼用粗骨料的质量技术要求,质量好。细骨料除含泥量偏高，需冲洗。砂子主要为细砂，细度模数偏低。其余各项指标均符合砼用细骨料的质量技术要求。

经比较，两料场各项骨料指标均符合砼用骨料的质量技术要求，开采条件相同，但厂房砂砾料产地距砂石料加工场及砼加工系统较近，因此本阶段推荐厂房砂砾料产地为砂石料场，不足部分由卡子砂砾料场供应。

厂房砂砾石料场砂子的细度模数为0.83～1.31，平均值1.1，基本满足规范要求，施工时只要控制小于0.15mm细沙的量不超过规范值即可。粗砂不足部分采取外购予以解决。

8.3.1.2块石料场

塔乍什巴块石料场位于坝址上游右岸1.2km，为两面临空的山梁，两个侧面基岩裸露，料场附近有砂石公路通过，交通方便。该料场分布高程2740～2850m，开采条件较好。

山梁顶部为第四系土层，厚1～3m，岩体绝大部裸露。下部为三叠系中统青灰色中厚层变质砂岩夹薄层板岩。一般厚20～40cm，最大单层厚度260cm。经统计，板岩占10%，砂岩占90%。地表岩体2～3m呈强风化，深部岩体弱风化至新鲜坚硬。储量54.56万m3。满足工程需要。工程地质部分试验成果表明该产地岩石坚硬，各项指标均符合规范要求。

由于石料场距枢纽区、厂房区较远，所以本工程所用块石，40%由料场开采，60%在开挖石方弃渣中拣集。

料场位于坝址上游右岸的塔乍什巴乡附近，距离坝址1.8km，距离厂址3.8km，有公路通过，运距近，交通方便。料场地面高程2750～2800m，平坦开阔，开采条件好。

该土料为二元结构阶地的表部低液限粘土。土层一般厚度25m，最大厚度35m。该料层分布面积较大，地形变化较小，层位稳定，自然露头较好。全部为水上开采，开采条件好。料场储量99.4万m3。满足工程需要。

本工程推荐方案永久与临时工程设计工程量：砼33249m3，浆（干）砌石22394m3，所需砼粗骨料43000m3，细骨料23000m3，块石29000m3。

本工程土、石料场各一处，砂砾料料场两处，供应枢纽区、隧洞及厂房区工程施工。料场开采综合成品率约45%。

砼骨料场采用TY160推土机清除表层覆盖物并推集毛料，2m3装载机配装10t自卸汽车运输至筛分场，滚筒式筛分机筛洗，成品料由2m3装载机装10t自卸汽车运输至砼工厂。

块石料场位于坝轴线上游1.2km的洮河右岸，开采工艺采用气腿式风钻钻孔爆破、人工撬移、解小，2m3装载机装10t自卸汽车运输至各施工现场。

土料场位于坝址上游右岸的塔乍什巴乡附近，距离坝址1.8km。开采工艺采用TY160推土机清除表层覆盖物，2m3挖掘机挖装10t自卸汽车运输至施工场地。

8.4.l施工方案选择

本工程主体工程包括首部枢纽、电站厂房、引水隧洞等。首部枢纽分两阶段进行施工，第一阶段（全年）：施工泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、电站进水口等有关建筑物到坝顶2743.50m高程。第二阶段 （枯水期）：导流明渠封堵，河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄，施工左岸副坝未完建部分等。

电站厂房采用岸边围堰全年施工。

主体工程中土建工程施工强度较大。因此，为保证工程施工进度，控制工程投资，本工程主体工程施工选用以机械施工为主，人工施工为辅的施工方案。

本工程推荐方案永久建筑物主要工程量汇总表见表8.4.1。

8.4.2挡水建筑物（闸坝）施工

挡水工程由泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、浆砌石副坝等组成。挡水建筑物主要工程量见表8.4.1中枢纽工程部分。

（1）泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、消力池的施工

表8.4.1 永久建筑物主要工程量汇总表

泄洪冲砂闸坝段由三孔泄洪闸与一孔冲砂泄洪闸组成。最大坝高14.3m，闸室顺水流方向宽为23.6m，闸室前沿长38.8m。泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段的主要工程量为：覆盖层开挖17795m3，浆砌石1267m3，砼浇筑9486m3。

土方开挖为覆盖层，开挖采用TY160推土机集碴，2m3装载机配10t自卸汽车出渣。

土方夯填全部采用开挖弃料，由人工配合1m3挖掘机进行填筑、压实，蛙式打夯机夯实。

混凝土预制构件工程量不大，采用现场就地预制吊装的施工方法。

浆砌块石采用机械拌和砂浆，人工架子车场内运输砂浆，人工砌筑、勾缝。

左副坝为浆砌石坝，长231.1m。覆盖层开挖17172m3，浆砌石10413m3，砼浇筑2785m3。

副坝前土工膜防渗干砌石防冲铺盖均由人工铺设与砌筑。

8.4.3引水系统建筑物施工

（1）进水口、引水隧洞

①进水口、引水隧洞施工

电站进水口布置采用闸式进水口，取水口底板高程2733m，闸顶高程2743.5m，进水口前缘宽度20m，中墩厚度3.0m，边墩厚度2.0m，设拦污栅两孔，单孔孔口尺寸6.5×9.5m（宽×高），拦污栅后设一孔事故检修门，孔口尺寸为6.5×8.5m（宽×高），底板高程2727.5m，进水口后为一方变圆渐变段与引水隧洞相接，渐变段长10m。

进水口在首部枢纽围堰形成后干地施工。

引水隧洞进口岩性为砂岩夹少量板岩、页岩，属Ⅳ类围岩，洞身岩性为砂岩夹板岩、页岩，属Ⅲ、Ⅳ类围岩，洞出口岩性为极少量板岩、页岩，属Ⅳ类围岩。

洞脸覆盖层开挖：采用TY160推土机集碴，2m3挖掘机挖装，10t自卸汽车运输，进水口处的弃碴运往库区公路添筑及围堰填筑处。洞脸石方开挖采用潜孔钻钻孔爆破，手风钻辅助，台阶法施工，台阶高度3～5m，TY160推土机集碴，开挖石碴由2m3装载机配10t自卸汽车运往库区公路添筑及围堰填筑处。

引水隧洞断面为圆型（D=6.5m），洞长488.18m，因衬砌厚度不同，开挖洞径为7.4m与7.2m两种洞径。由于洞线较短，不布置施工支洞。引水隧洞采用两个工作面施工，引水隧洞上游开挖工作面采用在进水口部位先期开挖一拉槽作为施工通道，预留岩坎加开挖弃渣堆填加高挡水。引水洞线下游开挖工作面待压力钢管及调压井开挖结束后进行。

引水洞开挖采用人工自制凿岩台车，手风钻浅孔爆破，全断面施工，1.5m3后翻式装岩机装碴，10t自卸汽车运碴。碴料分别经枢纽及厂区出碴道路运往碴料场。对顶拱及边墙局部稳定性差的地段，需及时进行喷锚临时支护。

引水洞底拱洞衬，采用人工安装钢筋、底拱拖模立模，边拱及顶拱采用钢筋台车安装钢筋、人工立模。上平段洞衬，3m3混凝土搅拌运输车运送砼，HB30砼泵入仓浇筑。砼由首部枢纽区及厂区拌和系统共同负责供应。

引水洞压力钢管段洞衬，下平段采用人工安装钢筋，3m3砼搅拌运输车运输砼，HB30砼泵送砼入仓。

引水隧洞沿线以III、Ⅳ类围岩为主，Ⅲ类围岩占洞线总长的8%，Ⅳ类围岩占洞线总长的92%。为保证引水隧洞施工期稳定安全，施工中将根据不同围岩、不同部位拟定开挖、支护方案如下：

a对III类围岩洞段，支护以提高围岩自稳能力为主。开挖中除严格按光面爆破控制外，还需采用锚杆进行临时支护，锚杆长度4m，间排距3m×3m；混凝土衬砌厚度为30cm。

b对IV、Ⅴ类围岩除按III类围岩施工工艺和方法施工外，还需采取以下措施：

施工地质勘察：在开挖过程中，加强地质跟踪及预测，必要时超前导洞摸清围岩性状，以便采取恰当的施工程序及措施，保证围岩稳定。

超前支护：开挖钻孔前，采用小导管预注浆、超前锚杆支护加固，增强围岩自稳能力。

钻爆作业：按照“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则施工。开挖按浅孔、小药量、多循环钻爆，先开挖下导洞前1～2排炮，再扩挖跟进，钻爆循环进尺1.0m。

围岩支护：钻爆后暂不出碴，经安全处理和平碴后，立即进行一次支护，采用砂浆锚杆及喷锚支护；特殊地段出碴后安装钢格栅、喷砼支护，形成一柔性封闭环，确保围岩稳定。

砼跟进衬砌：如发现局部危岩变形速率急增，采取一次支护措施后尚不能满足稳定要求时，进行边、顶拱钢筋混凝土衬砌。

引水隧洞最大独头进尺约300m，施工中应重视加强通风，通风机选用55kW的轴流式风机，沿洞轴线方向，通风管采用0.8m的金属或纤维布风管。

施工期的洞内水主要来自地下渗水和施工废水。对顺坡工作面可设排水沟让水自流出洞口；对逆坡工作面可采用在洞内靠边每隔100m设置排水沟和集水井，用水泵分级抽出的方法将洞内积水排出。

单工作面循环进尺按一种情况考虑：Ⅲ、Ⅳ类围堰平均循环进尺均为2m，每天2个循环，月高峰进尺120m/月，月平均进尺90m/月，按6个月开挖时间，满足控制进度要求，因此，整个隧洞6个月贯通的工期计划是能够保证的。

调压井为阻抗式，阻抗孔内径3.0m，上室内径12m，上室高20.0m，开挖直径13.8m。

调压井砼采用人工安装钢滑模由下而上立模，3m3砼搅拌运输车运输砼，HB30砼泵送砼入仓。

压力钢管为地下埋管，由水平段和岔管段与支管段三部分组成。在进厂前一分为二，岔管分岔形式为“卜”形。压力钢管水平段为地下埋管，钢管直径为5.5m，主

管段长度39.61m，外包混凝土厚度60cm，

压力钢管安装总重190t，分两个工作面进行安装。主管段从上游始装节开始向下游方向安装，岔管与支管从岔管处向厂房端安装。钢管在工地加工厂制作，由20t平板车运至安装点。

压力钢管段的混凝土浇注与钢管安装同时进行。每安装完5节，即进行混凝土浇注。混凝土浇注由砼搅拌车送至工作面转砼泵输送入仓。

8.4.4厂区建筑物施工

厂区建筑物包括发电厂房、尾水渠、开关站。覆盖层开挖16811m3，混凝土浇筑7387m3，浆砌块石2623m3。

覆盖层开挖采用TY160推土机集碴，2m3挖掘机挖装DB3710／T 122-2020 威海市城市道路人行道建设技术导则.pdf，10t自卸汽车运输出碴用于厂区围堰填筑。

厂区砼浇筑采用人工安装钢筋立模，DMQ540/30B高架门机直接吊3m3 卧罐入仓，机械振捣，人工洒水，自然养护。

浆砌块石与枢纽工程施工方法相同。采用机械拌和砂浆，人工架子车场内运输砂浆，人工砌筑、勾缝。

厂房发电机组安装安排在厂房内吊车安装完毕后进行2019年二级建造师《建筑实务》考试真题及答案解析，发电机组各部件由汽车运至工地，在厂房安装间由桥机配合卸车、组装及安装。

8.4.5厂、坝砼温度控制

根据本地区气候条件，砼施工要控制砼原材料，进行常规温控措施，防止砼裂缝。