第1章工程概况

第一章工程概述1.1工程概况黑龙江荒沟抽水蓄能电站位于黑龙江省海林市三道河子镇，距牡丹江市145km（公路里程），距哈尔滨市（直线距离）约235km，距莲花坝址43km（公路里程）。电站由上水库、输水系统、地下厂房系统、地面副厂房、地面开关站及下水库（利用已建莲花水库）。地下厂房内安装4台单机容量为300MW的混流可逆式水轮发电机组，总装机容量为1200MW。上水库主坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高80.00m；副坝为厚心墙土石坝，最大坝高8.5m。上水库总库容约1161万m3；下总库容约41.8亿m3。本工程属大（1）型一等工程，主要永久建筑物按1级建筑物设计，次要永久建筑物按3级建筑物设计。电站对外交通便利，施工期间外来物资及重大件可通过公路、铁路或公铁连运方式运输至工地。本电站为Ⅰ等大（1）型工程，主要建筑物为1级，次要建筑物为3级。枢纽建筑物有：上水库、输水系统、地下厂房系统、地面副厂房、地面开关站、下水库（利用已建莲花水库）。上水库混凝土面板堆石主坝，最大坝高80.00m，坝顶长744.20m；上水库厚心墙土石副坝，最大坝高8.5m，坝顶长156.75m；两条输水系统，其中#1输水发电洞长为3024.30m，#2输水发电洞长为3048.95m，主洞采用圆形断面，洞径为6.7m；地下发电厂房系统，主副厂房位于输水系统中部，尺寸为150.50m×24.00m×53.40m（长×宽×高），主厂房埋深约340米。本标段主要工程量表见1-1、1-2、1-3、1-4。交通洞工程主要工程量表表1-1序号项目名称单位工程量备注1土方明挖2表土剥离m32003进洞口土方明挖m316004石方明挖5进洞口石方明挖m317006地下洞室开挖7隧洞洞身开挖m3830008不良地质条件处理开挖m3500序号项目名称单位工程量备注9支护工程10喷素混凝土m3400用于衬砌段初期支护11喷素混凝土m340012喷素混凝土m3160013水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ28,L=9.0m)根34814水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ25,L=6.0m)根181215水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ22,L=4.5m)648616水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ22,L=4.5m)277717钢支撑t1018钢筋网t2319柔性防护网m250020钻孔和灌浆21回填灌浆m23600含预埋回填灌浆管22排水孔m860023土石方填筑工程24混凝土工程25衬砌混凝土m3180026衬砌混凝土m360027衬砌混凝土m330028路面混凝土m3187529路面混凝土m360030路面混凝土m313031混凝土墙m3300有外观要求32混凝土墙m330033不良地段回填混凝土m310034盖板m2200均布载荷≥3kN/m235Ⅰ级钢钢筋制安t6036Ⅱ级钢钢筋制安t30037Ⅱ级钢钢筋制安t138型钢t1039止水m40040预埋件埋设41接地网t8序号项目名称单位工程量备注42排水管m1680043排水管m5000通风洞工程主要工程量表表1-2编号项目名称单位工程量备注1土方明挖2表土剥离m32003进洞口土方明挖m3265004石方明挖5进洞口石方明挖m3310006地下洞室开挖7隧洞洞身开挖m3830008不良地质条件处理开挖m33009支护工程10喷素混凝土m3200用于临时支护11喷素混凝土m340012喷素混凝土m3240013水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ28,L=9.0m)根22914水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ25,L=6.0m)根158615水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ25,L=6.0m)根10716水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ25,L=4.5m)根12017水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ22,L=4.5m)912918水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ22,L=4.5m)146819水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ20,L=3.0m)根63020钢支撑t1021钢筋网t2022柔性防护网m2100023钻孔和灌浆24回填灌浆m21900含预埋回填灌浆管25排水孔m970026土石方填筑工程27土（石）方回填m3200028土（石）方回填m3800洞口至进场公路段29混凝土工程编号项目名称单位工程量备注30衬砌混凝土m3110031衬砌混凝土m330032混凝土墙m3200有外观要求33墙混凝土墙m370034其它混凝土m320035不良地段回填混凝土m310036Ⅰ级钢钢筋制安t4937Ⅱ级钢钢筋制安t22538止水m60039砌体工程40浆砌石m320041浆砌石m3200坡脚护面42预埋件埋设43接地网t1544排水管m19000#1施工支洞工程表1-3编号项目名称单位工程量备注1土方明挖2表土剥离m32003进洞口土方明挖m337064石方明挖5进洞口石方明挖m314536地下洞室开挖7隧洞洞身开挖m3320608支护工程9喷素混凝土m327510喷素混凝土m36011喷素混凝土m32012水泥砂浆锚杆(Ⅱ级钢筋Φ25,L=2.5m)根15713钢支撑t114钢筋网t5.6515钻孔和灌浆16钻固结灌浆孔m422编号项目名称单位工程量备注17固结灌浆m42218回填灌浆m279919混凝土工程20衬砌混凝土m369521Ⅰ级钢钢筋制安t19.8322Ⅱ级钢钢筋制安t32.46水土保持工程措施及管理表1-4编号项目名称单位工程量备注1土方明挖2场地平整m2367633表土剥离m321489上下游施工平台部位4土方明挖m37808排水沟等部位5土石方填筑工程6砂砾石垫层填筑m36543坡面防护工程7砂砾石垫层填筑m32228防洪排导工程8钢筋石笼填筑m325256坡面防护工程9大块石填筑m3666防洪排导工程10河卵石填筑m3355防洪排导工程11编织袋土填筑m31161临时挡护工程12编织袋土拆除m31161临时挡护工程13混凝土工程14素混凝土排水沟m3145防洪排导工程15钢筋混凝土排水沟m356防洪排导工程16水泥压顶m22183防洪排导工程17Ⅰ级钢钢筋制安t2.3防洪排导工程18砌体工程19干砌石m32237坡面防护工程20路缘石m3262坡面防护工程21浆砌石m3290防洪排导工程22浆砌石m34407防洪排导工程1.2施工条件1.2.1水文气象荒沟抽水蓄能电站，下水库为莲花水电站水库，坝址以上控制流域面积30200km2。下水库进（出）水口在三道河子库段内，在三道河子河口以上5.29km处，集水面积1423km2。荒沟抽水蓄能电站上水库位于牡丹江支流三道河子右岸的山间洼地。上水库坝址以上集水面积1.48km2。三道河子为牡丹江左岸支流，河流大致为西北～东南向，全长88.4km，总落差558m，平均比降6.31‰，流域面积1455km2，其地理坐标为东经129°03′～129°44′，北纬45°12′～45°38′。流域内多为山区，植被较好，水土流失较轻。牡丹江流域属于北温带大陆性季风气候，夏季受海洋性气候影响，湿热多雨；冬季受西伯利亚冷空气影响，寒冷干燥。荒沟抽水蓄能电站地处寒温大陆性季风湿润气候区，夏季炎热多雨，冬季漫长寒冷，多年平均气温3.2℃；多年最高气温37.5℃；极端最低气温-45.2℃；多年平均降雨量572.7mm，多年平均蒸发量550.4mm，一次降雨历时主要集中在3天内。多年平均风速2.6m/s，最大风速24m/s，多年最大冻土深1.91m。1.2.2工程地质1.2.2.1交通洞的工程地质条件（1）进(出)口洞脸开挖边坡交通洞进(出)口布置在下水库进（出）水口北侧约70m的对外公路旁，山坡比高约30m，天然坡度为35°～55°，开挖边坡方向S19°W，高程234m以上弱风化白岗花岗岩裸露。高程234m以下至高程225m公路，表部覆盖层厚约2m，全风化带厚1m～2m，强风化带厚约2m。坡内通过F30、F43两条陡倾角断层。该两条断层走向均与开挖边坡方向近正交，从断层走向与开挖边坡的组合关系分析，两条断层对边坡稳定影响不大。节理以走向为近SN和N40°～50°W的两组陡倾角节理为主，延伸较长。顺坡向中、缓倾角节理分布较少，面较粗糙，多数延伸较短，连续性差，洞脸边坡整体较稳定。此外，边坡表部高程230m～260m节理多张开，卸荷裂隙较发育，岩体稳定性差，为保证安全，应作清坡处理，并采取必要的防护措施。（2）洞身段①进口约5m～8m洞段由于卸荷裂隙较发育，围岩稳定性较差。洞口段自洞口向洞里视向，右侧洞壁及右侧洞顶拱岩体单薄，需采取及时有效的支护措施。进口段150m范围围岩稳定性较差，属Ⅲ类围岩。②桩号0+150m～0+730m：F44断层为与洞轴线交角较小(15°～30°)的缓倾角断层，破碎带宽0.2m～2.5m，该断层在洞顶拱出露部位围岩稳定性极差，须加强支护。除断层出露洞段围岩稳定性差，属Ⅳ类围岩外，其余大部分洞段围岩均稳定性较好，属Ⅱ类围岩。③桩号0+730m～0+900m：围岩为新鲜白岗花岗岩，岩质坚硬，较完整。该段通过F41、F67、F29、F25四条倾角较陡的断层，受断层影响，该段围岩稳定性较差，属III类围岩，断层出露部位属Ⅳ类围岩。须及时支护。④桩号0+900m至厂房洞室段：围岩为新鲜白岗花岗岩，岩质坚硬，较完整。此段围岩基本稳定，属II类围岩。由于交通洞埋藏较深，地下洞室施工过程中可能出现轻微的岩爆现象，施工中应予重视，并考虑相应的预防措施。1.2.2.2通风洞的工程地质条件（1）进(出)口洞脸开挖边坡通风洞进(出)口洞脸山坡比高约90m，天然坡度为30°～40°，开挖边坡方向S88°W。边坡表部覆盖层厚约0.4m，全风化带厚1.5m～7m，强风化带厚约1m～3m。坡内开挖边坡内没有断层通过，节理以走向NNE和NNW的两组陡倾角节理为主，延伸较长。顺坡向中、缓倾角节理分布较少，面较粗糙，多数延伸较短，连续性差，未发现大的顺坡向缓倾角软弱结构面，洞脸边坡整体较稳定。此外，边坡表部节理多张开，卸荷裂隙较发育，岩体松动，稳定性差，为保证安全，应作清坡处理，并采取必要的防护措施。（2）洞身段进口段属III类围岩，洞身段围岩为微风化～新鲜白岗花岗岩，岩质坚硬，岩体较完整，围岩基本稳定，属II类围岩。桩号0+670m～0+837m段内通过F28、F67、F29、F25四条倾角较陡的断层，宽度分别为3m、0.4m、3m、2～4m，由碎裂岩断层泥及岩屑组成。走向与洞轴近正交或斜交，对围岩稳定影响不大，但与节理组合后，局部围岩稳定性较差。受断层影响，该段围岩稳定性较差，属III类围岩，断层出露部位属Ⅳ类围岩。须及时支护。其余洞段围岩为新鲜白岗花岗岩，岩质坚硬，岩体完整。节理不发育，偶见缓倾角节理，但多闭合，延伸不长，对围岩稳定影响不大，围岩基本稳定，属II类围岩。由于通风洞埋藏较深，地下洞室施工过程中可能出现轻微的岩爆现象，施工中应予重视，并考虑相应的预防措施。1.2.2.3#1施工支洞的工程地质条件（1）进（出）口洞脸开挖边坡进口处为一约30°的缓坡，覆盖层厚约0.5m，基岩为白岗花岗岩，全风化带厚约3m～9m，强风化带厚3m～4m，弱风化带厚约45m。节理以近SN和近EW向陡倾角的为主，结构面无明显不利组合。未发现大的顺坡向缓倾角软弱结构面，洞脸边坡整体较稳定。但少数中、缓倾角节理与其它方向结构面相切割组合，可构成小块不稳定体，此外，边坡表部节理发育，多张开，局部稳定性差，为保证安全，应作清坡处理，并采取必要的防护措施。（2）洞身段①桩号0+000m～0+145.80m：上覆岩体厚10m～75m，围岩为弱～微风化白岗花岗岩，后期侵入一条花岗斑岩岩脉，与围岩呈断层及裂隙接触。该段通过F30-1、f36两条陡倾角断层，宽度分别为0.3、0.1m，由碎裂岩、断层泥及岩屑组成。走向与洞轴近斜交，且断层规模小，对围岩稳定影响不大，但与节理组合后，局部围岩稳定性较差。该段属III类围岩，断层出露部位属Ⅳ类围岩。须及时采取支护措施。②桩号0+145.80m～0+598.80m：上覆岩体厚40m～110m，围岩多为微风化白岗花岗岩，局部为弱风化岩石。岩质坚硬，较完整。节理以近S