某水利枢纽工程设计工作报告Word文档格式.doc
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第十五卷：
库区防凌专题工作报告
第十六卷：
坝基抗滑稳定处理专题工作报告
第十七卷：
低热微膨胀水泥应用专题工作报告
第十八卷：
拟验工程清单和未完工程项目的建设安排
第十九卷：
档案资料自检工作报告
第二十卷：
小沙湾取水工程专项工作报告
第二十一卷：
竣工安全鉴定工作报告
第二十二卷：
建设征地补偿和移民安置工作报告
批准：
刘德堂
审定：
陆宗磐
审查：
郭潇
校核：
刘满杰顾春利袁学安阎国福
编写：
龚长年吴正桥
目录
1工程概况……………………………………………………………1
2勘测设计工程过程及主管部门主要审查意见……………………2
3规划设计要点………………………………………………………7
3.1水文…………………………………………………………………7
3.2工程地址……………………………………………………………10
3.3工程规划…………………………………………………………14
3.4工程布置及主要建筑物……………………………………………16
3.5水力机械、电气设计……………………………………………20
3.6金属结构设计………………………………………………………36
3.7施工组织设计………………………………………………………39
4重大设计变更………………………………………………………40
4.1大坝及电站厂房建基面调整………………………………………40
4.2河床左侧坝基加固处理……………………………………………41
4.3泄水坝段下游防护加固处理………………………………………42
4.4电站发电引水压力钢管布置型式优化……………………………42
4.5低热微膨胀混凝土新技术的应用…………………………………43
4.6工程永久水厂设计优化……………………………………………43
4.7电站进水口清污设施的优化………………………………………44
4.81#—4#机组尾水管肘管修型………………………………………44
4.9泄水建筑物抗冲磨混凝土优化设计………………………………45
4.10电站主厂房和GIS开关站屋顶结构型式优化…………………46
4.11电站尾水检修闸门数量的变量……………………………………46
4.12水电站机修设备变更………………………………………………47
4.13一期导流低纵向围堰结构型式优化………………………………47
4.14取消枢纽右岸柳青塔人工砂石系统………………………………47
5设计技术供应与保障………………………………………………49
5.1设计图纸供应………………………………………………………49
5.2现场设代配合………………………………………………………49
5.3设计质量保证………………………………………………………50
6结语………………………………………………………………………51
附表
万家寨水利枢纽工程特性表……………………………………………52
1工程概况
万家寨水利枢纽位于黄河北干流上段托克托至龙口峡谷河段内，是黄河中游梯级开发的第一级。
坝址左岸为山西省偏关县，右岸为内蒙古自治区准格尔旗。
枢纽的主要任务是供水结合发电调峰，同时兼有防洪、防凌作用。
枢纽年供水量14亿m3，其中向内蒙古自治区准格尔旗供水2亿m3，向山西省供水12亿m3。
枢纽水电站装机1080MW，年发电量27.5亿kW·
h。
枢纽属一等大（Ⅰ）型工程，永久性主要建筑物为1级水工建筑物。
设计洪水标准千年一遇，校核洪水标准万年一遇。
入库洪峰流量分别为16500m3/s和21200m3/s。
坝址控制流域面积39.5万km2，多年平均入库径流量248亿m3（河口镇1952～1986年实测年径流系列），设计多年平均径流量192亿m3（1919～1979年设计入库系列）。
设计多年平均入库沙量1.49亿t，设计多年平均含沙量6.6kg/m3。
水库总库容8.96亿m3，调节库容4.45亿m3。
水库最高蓄水位980.00m，正常蓄水位977.00m。
水库采用“蓄清排浑”运用方式，排沙期运用水位952.00～957.00m。
坝址岩层由寒武系灰岩、白云岩、页岩等组成，岩性致密坚硬，岩体完整，断层不发育。
工程地质条件优良。
场地地震基本烈度6度。
枢纽由拦河坝、泄水建筑物、坝后式厂房、引黄取水建筑物及GIS开关站等组成。
拦河坝为半整体式混凝土直线重力坝，坝顶高程982.00m，坝顶长443m，最大坝高105m。
泄水建筑物位于河床左侧，包括8个4m×
6m底孔、4个4m×
8m中孔、1个14m×
10m表孔，均采用长护坦挑流消能。
电站厂房为坝后式，位于河床右侧，单机单管引水，压力钢管直径7.5m。
主厂房长196.55m，上部宽27.00m，下部宽43.75m，总高度56.30m，安装6台单机容量180MW水轮发电机组。
GIS开关站位于电站主厂房上游厂坝之间。
引黄取水口设于大坝左岸边坡坝段，2条引水钢管直径均为4.0m，单孔引水流量24m3/s。
工程总工期六年半（筹建期除外），其中施工准备工程工期1年，主体工程工期4年，完建工期一年半。
1997年10月国家计委以计建设[1997]1993号文“国家计委关于万家寨水利枢纽工程调整概算的批复”核定工程静态投资429877万元，总投资605780万元。
2勘测设计工作过程及主管部门主要审查意见
新中国建立后，国家十分重视黄河北干流托克托至龙口河段的开发利用，自1952～1979年先后进行过6次规划设计工作。
1982年9月，原水电部水利水电建设总局以[82]水建计字第41号文向水利部天津设计院下达了黄河托克托—龙口段规划勘测设计任务。
1983年2月，国家计委以计资字[1983]117号文将万家寨水利枢纽（原名万家寨水电站）工程列入“六五”前期重点项目。
天津设计院于1984年5月完成可行性研究报告，并经水电部审查。
审查纪要认为“万家寨水电站工程技术经济条件是比较好的，基本同意该可行性报告”。
1987年8月，天津设计院编制完成《万家寨水利枢纽环境影响报告书》，1989年6月，原能源部水利部水利水电规划设计总院邀请国家环保局等单位对该报告书进行了预审。
根据预审意见，天津设计院对报告书进行了补充修正。
1990年，国家环保局以[90]环监字第062号文进行了批复，同意以修改后的报告书作为编制工程初设环保篇的依据。
1988年3月国家计委给国务院的报告中提出“应将万家寨引黄工程和万家寨水电站一并考虑，统筹安排……两项工程同步建设”。
天津设计院据此进行补充工作，并遵照水利部指示于1989年3月编制《黄河万家寨水利枢纽及引黄工程设计任务书》（讨论稿）。
同年11月，水利部和能源部委托水利水电规划设计总院对任务书进行技术性审查，审查“认为万家寨水电站及引黄工程设计任务书提出的工程设计方案技术上可行，经济上合理，基本上达到了本阶段工作深度要求”。
1990年9月20日，国务院副总理邹家华主持会议研究万家寨水利枢纽和引黄入晋引水工程的建设和管理问题，会后以国阅[1990]112号文“关于万家寨水利枢纽及引黄入晋引水工程建设管理问题的会议纪要”，肯定修建万家寨水利枢纽及引黄入晋工程是必要的，应尽快建设。
1990年10月25日至11月3日，水利部会同国家计委农经司、中国国际工程咨询公司、内蒙古自治区和山西省人民政府对万家寨枢纽坝址、库区和引黄工程线路进行查勘，就万家寨水利枢纽及引黄工程的规划设计提出一些新的意见和建议。
查勘后，水利部与内蒙古自治区和山西省进行认真的研究和充分协商，于1990年12月29日三方共同签订“关于联合建设万家寨水利枢纽及引黄入晋引水工程的意向书”。
1991年天津设计院根据查勘中所提出的意见和三方签订的意向书以及前述审查意见，对设计任务书进行了补充、修订，完成了《黄河万家寨水利枢纽及引黄工程设计任务书》和《黄河万家寨水利枢纽电站厂房位置方案比较专题报告》。
1991年10月，水利水电规划设计总院在北京召开万家寨水利枢纽电站厂房位置专题报告专家技术审查会。
1991年12月30日国家计划委员会以计能源[1991]2220号文“关于万家寨水利枢纽水电站厂房位置的函”批示“万家寨水利枢纽水电站厂房位置，经专家技术经济论证后，确定将水电站厂房放在内蒙古自治区一侧。
枢纽管理机构考虑引黄入晋统一管理调度，设在山西一侧。
”
1992年3月2～5日，中国国际工程咨询公司对“黄河万家寨水利枢纽及引黄工程设计任务书”进行了评估审查。
嗣后，天津设计院进一步开展了万家寨水利枢纽初步设计工作，编制了《黄河万家寨水利枢纽初步设计说明书》。
1992年10月13日，水利部、山西省、内蒙古自治区联合上报水计[1992]91号文“关于万家寨水利枢纽和引黄入晋引水工程立项和开工建设的报告”。
1993年2月，国家计委计农经[1993]250号文“印发‘关于万家寨水利枢纽和引黄入晋引水工程可行性研究报告的请示’的通知”中批示“我委‘关于审批黄河万家寨水利枢纽和引黄入晋引水工程可行性研究报告的请示’业经国务院批准”。
万家寨水利枢纽工程即日立项。
1993年4月22～25日，水利水电规划设计总院会同内蒙古自治区、山西省计委及水利厅（局）在天津召开了“黄河万家寨水利枢纽初步设计”审查会。
1993年7月，水利部以水规[1993]328号文，对万家寨水利枢纽工程初步设计进行了批复，“同意水规总院的审查意见”，要求“积极做好下阶段的设计工作，为工程早日开工创造条件”。
国家计委以计投资[1993]2109号文将万家寨水利枢纽工程列为1994年正式开工的大中型项目。
根据上级主管部门及工程建设单位的意见，万家寨工程招标设计文件分4部分：
Ⅰ标——大坝工程标。
1993年11月编制完成招标及合同文件，1994年1月售标。
Ⅱ标——发电厂房工程标。
1994年3月编制完成招标及合同文件，1995年1月售标。
Ⅲ标——设备制造采购标。
根据工程施工进度分为14个子标，按照工程进展情况陆续编制完成了各标的招标及合同文件。
Ⅳ标——前期准备工程标。
1993年陆续编制完成各部分招标、议标及合同文件。
在初步设计审查之前，天津设计院随即开展了技施设计阶段的工作，随着1994年11月主体工程开工，进入施工详图设计高峰作业。
1995年4月，根据河床左侧坝基开挖情况，天津设计院编制了《黄河万家寨水利枢纽关于基础评价及处理意见的报告》。
4月3～5日，水利部万家寨水利枢纽工程建设管理局和水利水电规划设计总院联合主持召开了大坝基础鉴定会。
1995年5月，水利部水利水电规划设计总院以水规设字[1995]0016号文对天津设计院编制的基础处理意见报告进行了批复。
1996年5月18～21日，天津设计院主持召开了万家寨水利枢纽大坝基础鉴定会，万家寨水利枢纽工程建设管理局及东北设计院万家寨工程监理的领导和专家参加了会议。
1996年10月，天津设计院编制完成《黄河万家寨水利枢纽关于河床右侧坝基与厂房基础评价及处理意见的报告》，上报水利部水利水电规划设计总院。
1995年12月，天津设计院编制了《万家寨水利枢纽防火设计报告》。
1997年3月5日至6日，由内蒙古自治区公安厅消防局主持对该报告进行了审查，并形成了会议纪要。
1997年9月16日，内蒙古自治区公安厅消防局以内公消（防）字[1997]108号文对万家寨水利枢纽工程防火设计审查会议纪要进行了批复，“《万家寨水利枢纽防火设计报告》是比较科学的，可行的，基本上符合国家消防规范的要求，原则上予以通过”。
1996年2月1～2日，水利部水利水电规划设计总院主持会议对天津院编制的《万家寨水利枢纽电站坝段浅埋式压力钢管设计报告》进行了审查，审查结论为：
“同意修改原设计，将坝内埋管式压力钢管改为坝内浅埋式压力钢管”。
1996年2月12日，水利部水利水电规划设计总院以水规设计[1996]0002号文印发了审查意见。
万家寨水利枢纽工程的水库淹没处理与库区移民安置，党和国家十分重视。
在各级领导的关怀和指导下，天津设计院与各级地方政府和有关部门一起进行了大量的工作。
万家寨水利枢纽工程初步设计审查会后，根据审查会意见，天津设计院于1996年5月编制完成了《黄河万家寨水利枢纽工程初步设计水库淹没处理报告（修订本）》，1996年6月，由水利部水利水电规划设计总院主持对该报告进行了审查。
根据审查意见，天津设计院于1996年7月编制完成了《万家寨水利枢纽工程初步设计水库淹没处理设计简要报告》。
1996年12月，根据万家寨水利枢纽工程建设领导小组第五次（扩大）会议精神，天津院又对该“设计简要报告”进行了修改，编制完成了《万家寨水利枢纽工程初步设计水库淹没处理设计简要报告（重编）》。
1997年3月，电力工业部电力规划设计总院以电规规（1997）21号文发出“关于发送万家寨水电厂接入系统方案意见的通知”，“原则同意万家寨水电厂以220千伏电压等级接入系统，万家寨水电站220kV出线六回，其中山西出线三回，两回至方城（2×
35km），一回至原平（180km）；
内蒙出线三回，一回至薛家湾（60km），一回至昭君墓（115km），预留一回备用。
”“电厂投产后主要用于系统调峰”。
1997年5月，天津院编制完成了《万家寨水利枢纽工程大坝安全监测自动化系统设计报告》，同年7月3～4日，水规总院在北京召开会议，对该报告进行了审查，并于7月21日以水规设[1997]32号文件下发了审查意见。
1997年5月，天津设计院编制了《黄河万家寨水利枢纽采用低热微膨胀混凝土设计报告》。
同年7月，水利部水利水电规划设计总院在北京组织专家对该报告进行了审查，认为万家寨水利枢纽工程采用低热微膨胀混凝土筑坝技术，对解决温度控制及其抗裂性能是有益的，可简化温控措施，加快施工进度，获得一定的技术经济效益，对低热微膨胀混凝土筑坝技术的提高和推广应用也具有积极作用。
同意在边坡坝段、施工导流底孔封堵、压力钢管槽回填等部位采用低热微膨胀混凝土。
1996年1月19日，水利部水利水电规划设计总字以水规概字[1996]0001号文，下达了“关于对万家寨水利枢纽工程修改概算编制要求的通知”。
1996年5月20～23日和8月6～9日，修建概算先后由水利部水利水电规划设计总院和水利部组织进行了两级审查。
1997年1月，国家计委重点建设司与中国国际工程咨询公司组织了工程调整概算审查会。
在会上同时对水利部审查上报的天津设计院根据初步设计审查意见重新编制的水库淹没处理规划设计报告进行了审查。
1997年9月，国家计委以计建设[1997]1701号文对水库淹没及专项淹没处理补偿投资概算作了批复。
1997年10月，国家计委以计建设[1997]1993号文对万家寨水利枢纽工程调整概算进行了批复。
1998年1月7日至8日，由电力工业部电力规划设计总院主持在北京召开了万家寨水利枢纽水电站接入系统（二次部分）审查会，对山西省电力设计院、内蒙古自治区电力勘测设计院的接入系统（二次部分）进行了审查。
1998年1月24日，电力工业部电力规划设计总院以电规规（1998）5号“印发万家寨水电站接入系统设计（二次部分）审查意见的通知”，作了批复。
1998年8月，为配合水库下闸蓄水和第一台机组并网发电，天津院先后编制了《万家寨水利枢纽工程设计工作报告》以及《万家寨水利枢纽工程下闸蓄水及施工期发电设计文件
（一）～（十四）》。
1998年10月～2000年11月，为配合每台机组发电，天津院先后编制了1#～6#机组启动验收设计报告。
1999年8月，天津院针对河床坝基层间剪切带加固处理编制了《黄河万家寨水利枢纽工程河床坝基及发电厂房基础评价及处理报告》，上报水利部水利水电规划设计总院。
1999年12月水利部水利水电规划设计总院以水总设[1999]55号文下发了对该报告的审查意见，“基本同意坝基浅层抗滑加固处理采用化学灌浆与抗剪平硐结合的综合处理方案，采用三条抗剪平硐及化学灌浆”，“对平硐位置作进一步优化。
尽快进行生产性化学灌浆，对化灌范围作进一步调整，合理选择灌浆工艺、参数和化灌后剪切带抗剪强度。
”遵照水规总院审查意见，天津院对加固处理方案进行了优化，并于2001年3月编制完成了《黄河万家寨水利枢纽河床坝基层间剪切带抗剪强度指标论证及坝基浅层抗滑稳定分析与处理设计修编报告》，上报水规总院。
1999年4月，天津院编制了《黄河万家寨水利枢纽泄水坝段下游防护设计报告》，上报水利部水利水电规划设计总院。
1999年10月10～13日，水规总院在万家寨枢纽工地主持会议，对该报告进行了审查，并于1999年12月24日以水总设[1999]55号文下发了审查意见，“同意对泄水建筑物下游增设防护处理”，“基本同意工程防护处理措施。
包括加厚已有的防冲板并在其下设置帷幕、防冲板下基岩固结灌浆、增设防冲齿板及锚筋桩等”。
2001年7月，为配合枢纽工程竣工验收，天津院编制了《万家寨水利枢纽工程技施设计说明书》共十一篇。
3规划设计要点
3.1水文
3.1.1流域概况
万家寨水利枢纽位于黄河中游北干流上段，坝址以上流域面积为394813km2。
坝址河段河道比降为1.24‰，河宽在300～500m，呈U形河谷，河底为基岩，两岸滩地为砂卵石淤积物。
万家寨水利枢纽溯黄河以上，以河口镇为界，称之为上游，沙量较少，水量较丰，是黄河水资源的主要来源区。
河口镇至万家寨水利枢纽坝址有大黑河、红河（也称之为浑河）和杨家川等支流汇入黄河。
万家寨水利枢纽坝址以下25km和95km分别为龙口水利枢纽坝址和已建成的天桥水电站。
万家寨库区两岸为干旱、半干旱的黄土高原丘陵区。
本区属温带季风大陆性气候。
年平均气温为7℃左右，绝对最高气温38.1℃，绝对最低气温-31.0℃，日温差较大。
冬季严寒，时间长气候干燥，且多风沙。
春秋时间短，四季分明。
年降水量在300～500mm之间，多年平均水面蒸发量达2000mm。
3.1.2径流
万家寨水利枢纽坝址径流可分为两部分。
第一部分是河口镇站径流，第二部分是河口镇站至万家寨水利枢纽坝址区间径流。
河口镇径流比重约为98%。
第一部分河口镇径流。
黄河水利委员会将实测径流插补延长，提供1919年5月至1986年6月共计六十七年实测径流系列；
又经过恢复上游水库蓄变量再加上相应月份的工农业用水量，求得天然径流量。
同时也提供六十七年天然径流系列。
其多年平均水量为325亿m3。
西北勘测设计院用天然径流经过上游水库调节，以及扣除2000年水平上游工农业用水，提供六套河口镇站设计年径流资料，其中河口镇站补水250m3/s时，无黑山峡方案，考虑安宁渡站至河口镇之间的河道损失8.6亿m3，多年平均水量192亿m3。
第二部分径流，计算区间1955年至1986年系列历年逐月流量，其多年平均水量3.5亿m3。
3.1.3设计洪水
万家寨河段的洪水有来自河口镇以上黄河上游地区产生的洪水和河口镇到万家寨区间产生的洪水。
调查洪水用黄委会设计院汇编的“黄河流域洪水调查资料”中确定的数值，即1969年为11400m3/s，1896年为10600m3/s。
1896年洪水的重现期为86年到153年。
万家寨有十余年水位流量系列，并参照河口镇河曲及支流红河、偏关河来水情况，求得不连续的18年系列，加入调查洪水，用数学期望公式计算经验频率，选用皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线以适线法确定参数，求得坝址设计洪水成果见表3-1。
河口镇到万家寨区间洪水用支流红河放牛沟站实测27年系列，考虑1896年调查洪水求得放牛沟站的设计洪水后，按面积比0.5及0.75次方放大到区间，成果见表3-2。
万家寨设计洪水成果表
表3-1单位：
流量：
m3/s；
洪量：
亿m3
项目
均值
Cv
Cs/Cv
频率（%）
0.01
0.02
0.1
0.2
1
2
5
10
20
最大流量
3900
0.58
3
21200
19800
16500
15100
11700
10300
8350
6900
5380
一天洪量
2.55
0.41
9.33
8.82
7.62
7.11
5.87
5.30
4.56
3.95
3.32
三天洪量
7.32
26.79
25.33
21.89
20.42
16.84
15.23
13.10
11.35
9.52
五天洪量
11.80
0.42
44.25
41.77
36.11
33.51
27.61
24.90
21.36
18.41
15.46
十五天洪量
32.10
0.46
2.5
125.51
109.14
102.08
95.34
78.32
70.62
60.03
52.00
43.01
黄河河万区间设计洪水成果表
表3-2
项目
P（%）
最大流量（m3/s）
19350
17490
13360
11610
7660
6050
4030
2660
1450
24小时洪量（万m3）
44700
40840
31920
28150
19530
15930
11330
8060
5000
三天洪量（m3/s）
48710
44760
35610
31710
22750
18880
14020
10430
6980
五天洪量（m3/s）
50260
46220
37160
33170
24110
20230
15210
11530
7910
根据以上分析计算，组成万家寨坝址设计洪水有两种可能：
一是河口镇以上洪水与坝址洪水同频率，河万区间洪水相应；
一是河万区间洪水与坝址洪水同频率，河口镇以上洪水相应。
鉴于内蒙古萨拉齐地区堤防标准是6000m3/s，所以对大坝安全威胁较大的洪水组成是：
河万区间洪水与坝址洪水同频率，河口镇以上洪水相应。
因此万家寨坝址用这种洪水组成进行调洪计算。
设计洪水过程线是用1969年实测过程线，以峰量同频率分段控制求得。
3.1.4泥沙
万家寨坝址的输沙量一部分来自河口镇以上黄河，一部分是河万区
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