桐子林水电站（共4篇）
桐子林水电站 篇1
1 概述
桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内，距上游已建成的二滩水电站18km，系雅砻江干流梯级开发的最末一个梯级电站。电站总装机容量600MW，多年平均发电量29.75亿kW·h。工程枢纽由左右岸挡水坝段、河床式发电厂房、泄洪闸等建筑物组成。挡水建筑物采用混凝土重力坝，最大坝高69.5m，正常蓄水位1015 m，总库容0.912亿m3，具有日调节性能。电站于2010年核准开工建设;计划2015年首台机组发电，2016年工程全部完工。
2 环保水保管理思路
2.1 提出管理目标，明确环保定位
桐子林建设管理局作为雅砻江公司进行项目管理的现场派出机构，在雅砻江公司授权范围内代表业主对桐子林水电站工程项目进行管理和控制。为又好又快推进工程建设，圆满完成公司部署的任务，管理局按照公司“流域化、集团化、科学化”发展与管理理念、“流域统筹、和谐发展”环保理念及公司提出的务必做好环保水保工作的要求，在充分总结前期工作经验的基础上，提出了“创优秀团队，建精品工程，树环保形象”的管理目标，并用“持续强化环保责任意识、积极落实环保实施方案、不断提高文明施工水平、着力建设坝区秀美山川”对“树环保形象”进行了明确定位。将“树环保形象”纳入桐子林水电站工程建设的三大管理目标之一，不仅体现了公司和管理局对环保水保工作的高度重视，更是公司和管理局认真履行社会责任的具体体现。
2.2 制定实施方案，做好管理规划
遵照国家环保水保相关法律法规，根据桐子林水电站环境影响报告书和水土保持方案报告书及其批复意见，按照环保措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的“三同时”原则，结合桐子林水电站工程区环境现状和施工区污染源特点，及时组织制定《四川省雅砻江桐子林水电站枢纽工程区环境保护“三同时”实施方案》。此实施方案进一步明确了环保水保措施项目组成，细化了环保水保专项措施实施计划及其专项工程分标规划。不仅为参建各方有计划、有步骤地组织实施各项环保水保措施提供了参考，而且理清了桐子林水电站工程环保水保管理规划。工程建设过程中，管理局组织参建各方严格按照“三同时”要求开展环保水保工作，最大限度地减少工程建设带来的不利影响，着力促进桐子林水电站工程建设与自然生态环境和谐发展。
2.3 锁定年度目标，精心谋划落实
年度环保水保工作目标为：工程施工区域及周边环境不发生重大环境污染与生态破坏事故;采取有效措施将水土流失强度控制在可控制范围内，不发生重大水土流失危害事件;不受到相关行政主管部门的行政处罚;不受到环保水保事件公众投诉，个人投诉不超过3起;坚决杜绝因环保水保工作缺陷或事故，受到限批、停产及通报批评处罚;及时跟进施工区域绿化措施，打造流域景观明珠工程。为此，管理局组织编制了《桐子林水电站工程建设期环保水保工作计划》，而后查漏补缺、逐年细化分解形成年度工作计划并严格执行、考核。为实现环保水保管理目标，管理局以全力推进精品工程建设为主线，以开展“花园式工区、花园式工厂及生态营地”建设活动为载体，精心落实安全、质量、文明施工及环保水保各项工作，做到了有的放矢。
3 环保水保管理重点
3.1 水环境保护
桐子林水电站坝址处于水源保护区一级保护区之外，二级保护区之内，施工期主要是强化相应水质保护，尽可能减少工程建设对饮用水源保护区造成干扰，做到生产废水、生活污水达标排放或回用，维持工程河段Ⅲ类水域功能。工程施工产生的主要废(污)水为金龙沟砂石生产废水、桐子林混凝土生产废水及桐子林渣场新建施工营地生活污水，导流明渠、厂房及泄洪闸工程施工废水采用三级沉淀池处理后回用于施工区绿化浇灌或道路洒水降尘。金龙沟砂石生产废水采用“细砂回收+混凝沉淀+干化”处理工艺，桐子林混凝土生产废水采用“二级沉淀+中和+干化”处理工艺，桐子林渣场新建施工营地采用成套污水处理设备工艺，其废(污)水处理后基本做到了达标排放或回用。两大废水处理系统在运行初期，也曾出现过系统运行不稳定、处理效果不理想及废渣干化时间长等问题，经反复查找原因，并邀请专家咨询、诊断，采取优化处理工艺、改造部分设施及调整运行模式等措施进行了不同程度的优化改造，确保其达标排放或回用。
3.2 大气与声环境保护
桐子林水电站施工期大气与声环境影响对象主要是坝址附近的桐子林车站居民点、二滩电厂生活区、盐边新县城及工程施工公路沿线居民点。为有效保护大气环境，厂房和泄洪闸工程钻孔、爆破施工尽量采取湿法作业，专门成立文明施工队伍对左右岸公路、基坑进场道路、二期围堰堰顶及上下游道路等进行清扫维护和洒水降尘;拌和楼内设有专用粉尘收集装置，粉煤灰、水泥等粉状物资采取封闭式运输，砂石卸料平台设置自动喷淋设施降尘;砂石生产系统粗碎、中碎、细碎车间、进场道路及交通洞内均设有自动洒水降尘装置并设专人维护管理，弃渣转运车辆采取篷布覆盖措施，系统内施工道路、办公生活区域由专人负责保洁。为有效保护声环境，除合理规划实施工程施工爆破方案外，还采取设置交通标志牌或警示牌、限制工区车辆时速、夜间禁止鸣笛等措施;金龙沟砂石生产系统还通过修建隔音墙等措施，减少对二滩电厂及周边居民的影响;高噪声环境作业人员佩带防噪声耳塞进行自我保护，过程中严格检查、督促实施。
3.3 文明施工管理与人群健康保护
桐子林水电站工程紧邻攀枝花市区和省道S214线，交通便利、地理条件优越，是二滩公司展示流域开发环保形象的重要窗口，对安全文明施工的要求较高。管理局按照公司安全标准化规范，以开展劳动竞赛活动为载体，积极开展安全文明施工标准化建设，通过OHSMS体系建设落实安全生产责任制，提升安全文明施工水平和人员健康保护意识，基本做到了施工现场干净整洁、道路畅通、材料堆放有序、各种标志齐全，现场文明施工水平满足公司及管理局有关规定要求。在施工现场、生活区及主要办公区设置垃圾桶，定期或不定期将固体废弃物转运至盐边县垃圾处理厂集中处理。严格管理施工区弃渣和散碎物料运输车辆，及时清扫场内公路。督促承建单位制定食堂卫生管理制度并严格执行，要求餐饮服务人员必须持健康证上岗;督促承建单位为受粉尘及噪声影响较大的现场作业人员，发放防尘口罩、隔声耳塞等劳动保护用品，并对人群健康建档进行动态更新。截止目前，整个施工区内无任何群发性传染病及重大职业病事件发生。
3.4 水土保持
水土保持是水电工程建设环保工作的重中之重。特别是开挖边坡及渣场防护，不仅要确保安全，而且要防治水土流失。桐子林水电站工程前期，左右岸改线公路、库区S214线复建公路等施工均采取了边坡防护、截排水及绿化措施;导流明渠施工时，一期围堰迎水面采取干砌石护坡，堰脚采用钢筋石笼防护，右边墙采取锚索加固;厂房和泄洪闸工程二期围堰迎水面采用钢筋石笼及挂网喷护措施，施工区进场道路沿线实施绿化，开挖渣料统一运至头道河渣场堆放;金龙沟人工料场采取梯段开挖、边开挖边支护措施，无用料运至阿布朗当沟渣场堆放，开挖坡度控制在稳定坡度范围内，开挖区域及时跟进截排水措施，有效防治水土流失。另外，本工程共设头道河、桐子林及阿不郎当沟三个渣场。头道河渣场按要求做到了先挡后弃、正确防护，修建了拦渣坝、排水洞及导水设施，完成了进场道路硬化及边坡整治，坡面分级防护与主体工程建设同步实施;桐子林渣场防护按要求全部实施完成;阿布朗当沟渣场作为金龙沟料场无用料弃场，在二滩电站建设期已完成了沟水处理及相关防护措施。各渣场均由专人负责管理，防护措施运行完好。
3.5 迹地绿化
“树环保形象”、“打造流域景观明珠”从及时跟进绿化措施着手。管理局要求各标段提前策划，对具备条件的部位及时实施绿化，公共区域由管理局统筹规划实施绿化;对影响工程建设且可以移植利用的树木做好移植养护。结合工程建设项目特点，单独成标对左右岸边坡实施了绿化，且委托专业单位进行管养;对混凝土生产系统工区进行了统筹策划，因地制宜修建了各式花台，设置了绿化带，树木修剪有致，花园式工厂正在形成;对右岸改线公路沿江侧导流明渠施工迹地及时实施了绿化，恰与右岸边坡绿化遥相呼应，景观宜人、赏心悦目;对厂房和泄洪闸工程进场道路沿线实施了部分绿化，对左岸下游侧原观景平台周边的花卉及储备料场内的树木进行了移植;在金龙沟人工骨料生产系统场内沿线公路实施了绿化，对二次筛分系统建设影响区的树木进行了移植。目前，各区域绿化树木长势良好、生机勃发。另外，以“花园式工区、花园式工厂及生态营地”建设为契机，制定施工区环保绿化方案并逐步实施，为打造流域景观明珠工程奠定基础。
4 环保水保主要管理措施
4.1 高度重视环保水保规划设计，充分发挥设计的龙头作用
编制科学合理的规划设计方案是做好环保水保工作的前提。公司和管理局对环保水保工作高度重视，本着在开发中保护、在保护中开发的原则，积极组织设计单位结合工程和当地环境特点，优化施工布置，控制施工占地，尽量减少占用林地和耕地;充分调查施工区内环境敏感影响对象，结合实际情况制定有效的预防保护措施;认真编制上报环境影响报告书和水土保持方案报告书，经国家有关部门批复后严格遵照实施;合理拟定大江截流实施方案，确保主体工程施工期下泄流量满足下游河段景观、生态用水要求;高度重视工程项目招标文件编制、审查工作，确保招标文件中有环保水保内容并满足国家相关法律法规的规定，切实做到环保水保事前控制有效，充分发挥设计的龙头作用，使环保水保规划设计与自然生态环境修复有机结合并实现和谐发展。
4.2 建立健全环保水保管理体系，逐步形成高效快捷的工作机制
管理局设立安全环保部负责桐子林水电站工程的环保水保归口管理，引进环保水保管理中心代表管理局履行环保水保管理职责，环保水保监测单位已进场，覆盖场内监理、监测、施工、运行等单位的环保水保管理组织机构及体系已形成且有效运行。管理局印发了《桐子林水电站工程环境保护与水土保持管理办法》及《桐子林水电站工程环保水保技术实施细则(试行)》等配套管理细则，制定了《桐子林水电站工程突发环境事件应急预案》及《桐子林水电站工程环保水保工作手册》，各参建单位按照要求分别制定了相应管理制度和工作流程。日常工作过程中，各参建单位积极响应管理局的号召，按照“精心、精细、精品”的要求，坚持“一分布置，九分落实”，建立并形成了工作计划与目标控制、工作例会、巡视检查及定期报告等高效快捷的工作机制。
4.3 狠抓主体工程环保水保过程管理，确保环保水保工作有效开展
在编制主体工程招标文件时，充分考虑环保水保工作要求;主体工程开工后，及时督促报送《环境保护与水土保持实施方案》、《环保水保费用投入总计划》、《防渗灌浆试验废水处理方案》、《灌浆试验施工安全文明环水保实施方案》、《头道河渣场封闭运行维护管理方案》及《二期围堰覆盖层灌浆污水处理方案》，经监理单位审批后严格执行;编制并印发了《桐子林水电站工程建设期环保水保工作规划》。工程建设过程中，加强日常巡检，每月组织专项检查，严格执行定期检查考评与奖惩制度，对重大问题采取现场环保水保监察指令形式进行督办;突出环保水保闭环管理，精心落实文明施工措施，要求施工单位做到工后场清;狠抓开挖支护、废水处理及迹地绿化，强化管理、有效监督、严格考核，环保水保与精品工程建设齐头并进，“花园式工区”正在形成。
4.4 积极开展宣传教育培训活动，为树环保水保形象奠定良好基础
紧紧抓住“世界环境日”等有利时机，积极组织开展形式多样的环保水保宣传教育活动。通过开展活动，进一步统一思想，普及环保水保知识，激发环保水保工作热情，营造人人关心、支持、参与环保水保的良好氛围;通过《雅砻江水电》、内网平台、宣传橱窗等载体，发布环保水保工作亮点、管理经验及环保水保形象等信息，逐步提升桐子林工程的环保水保知名度和美誉度，为树立公司的环保水保窗口形象奠定良好基础。世界环境日，管理局组织开展了环保水保大型签名活动，并向全体参建者发出了“低碳减排，绿色生活”的倡议，呼吁大家积极行动起来，紧紧围绕管理局“建精品工程，树环保形象”的管理目标，以“一分布置，九分落实”的态度和作风，按照“精心、精细、精品”的要求，投身到环保水保各项工作中，从自身做起，从小事做起，低碳生活，绿色消费，美化家园，为建设桐子林水电站景观明珠工程做出新贡献。
4.5 与地方相关主管部门加强沟通联系，争取地方相关主管部门的支持
桐子林水电站工程建设涉及攀枝花市盐边县和米易县。工程建设过程中，参建各方严格执行国家环保水保相关法律法规、环保水保报告书及其批复文件要求，自觉接受攀枝花市及盐边、米易两县环保水保行政主管部门的检查、指导和监督，定期向其汇报环保水保工作，遇到问题及时请求协调解决。同时，积极配合环保水保行政主管部门开展相关工作，切实贯彻落实科学发展观，争取地方环保水保行政主管部门的理解和支持，建立起定期沟通联系协调机制，共同推进桐子林水电站工程环保水保工作顺利开展。建一座电站，树一座丰碑。管理局将在公司的正确领导和地方政府的大力支持下，组织参建各方以更有力的行动、更务实的精神，团结协作、奋勇拼搏，只争朝夕、精益求精，将桐子林水电站工程建设成山川秀美、自然和谐、绿色环保的精品工程。
5 结语
在桐子林水电站工程建设过程中，参建各方认真遵守国家环保水保相关法律法规，严格执行环保水保“三同时”制度、环保水保报告书及其批复意见要求，有序落实环保水保各项措施，着力打造流域景观明珠、建设坝区秀美山川。现有数据表明：桐子林水电站工程施工区内水、气、声、生态环境质量基本满足相关标准，工程措施及环保水保专项措施落实有效，生态环境修复及水土流失防治效果明显，环保水保规范化、精细化管理成效显著。
摘要：水电工程建设具有占地范围广、涉及影响人员多及施工工期长等特点, 工程建设过程中如何有效减免或降低对自然环境造成影响, 同时有力促进地方经济社会和谐发展, 值得参建各方认真研究和思考。作为项目建设业主, 雅砻江流域水电开发有限公司高度重视环保水保管理, 积极贯彻落实国家环保水保相关法律法规, 严格按照环保水保“三同时”制度要求开展工作, 有效减轻了工程建设对自然环境的影响。现结合工作实际, 谈谈桐子林水电站工程建设期的环保水保管理与实践, 以便类似工程借鉴和参考。
关键词：环保水保,桐子林,水电站,管理,实践
桐子林轴流式转轮体制造工艺研究 篇2
关键词：水轮机,大型轴流,转轮体,加工工艺
1 基本参数
转轮体直径:SΦ4242mm。转轮体高度:3235mm。叶片轴孔直径:Φ1450mm。叶片数量:5片。转轮体重量:99吨。
2 主要研究内容
本课题的研究内容及方法主要包括两个方面: (1) 转轮体外球面加工工艺研究。 (2) 转轮叶片轴孔加工工艺研究。
3 具体内容分析
3.1 转轮体外球面的加工
根据现有的设备情况, 转轮体外球面的加工可选用两种机床, 一种是带数控功能的新型立车, 一种是普通立车, 不带数控功能。对于没有数控功能的立车, 我们只能采用传统的靠模加工方法, 这就需要制造一套靠模和靠模刀架, 加工时靠模刀架走靠模加工球面;而具有数控功能的立车可直接编程加工。
3.1.1 转轮体外球面的靠模加工工艺
利用靠模的加工方法如图1所示, 具体加工工艺:转轮体反放在立车卡盘上, 找正;装靠模和靠模刀架;靠模按转轮体找正相对一致;靠模刀架走靠模加工球面。
方案分析:此方案必须制作一套靠模及靠模刀架。对于桐子林水轮机转轮体, 其转轮体球面高度达2500mm, 则根据理论计算, 靠模的大小在2600mm×800mm, 而且这么大的靠模必须增加支撑以防止其变形;对于这个靠模来说, 其他机组的转轮尺寸也很难与其相吻合, 也就是说, 靠模无法再使用。这样就决定了靠模加工的工装制造费用将是很大的。在加工过程中, 为了不使立车刀架碰到转轮体, 靠模刀架上的滑动刀杆至少为 (2×球面高度+刀架宽度) , 对于直径4m的转轮来说, 刀杆长度为1800mm左右。在加工过程中由于刀杆较长滑动会产生不水平而产生变形, 靠模也因受力产生变形, 这就使转轮球面加工精度变低。由上分析可以看出, 靠模加工转轮体外圆的加工方案并不是一个很理想的加工方案。其成本将是很高而精度却较低。
3.1.2 转轮体外球面的数控加工工艺
转轮体外球面利用数控立车加工, 具体加工工艺:转轮体倒放在数控立车卡盘上, 找正;按程序加工球面。
方案分析:此方案不用制作任何工装, 完全能使用机床现有的刀架对球面进行加工。而且数控程序为转轮体中心截面, 即为加工圆弧的程序, 数控编程也比较简单。从加工刀具上来说, 也可以省去一套特制的靠模刀架, 从而使用立车自带的刀架, 仅需再使用一个长度足够的普通小刀架即可, 保证加工到转轮最低点时立车刀架不会碰到转轮上。
3.1.3 加工方案对比
对于以上两种方案, 我们可以做一下比较:
从以上比较我们可以得出结论:靠模方法加工转轮体外球面的方法是一种比较原始的加工方法, 虽然操作比较简便, 加工效率较高, 但由于需要制作较大的工装, 所以其成本远比利用数控加工的方法高, 而且他的加工精度也比较低。所以对于有数控机床的生产厂家来说, 还是安排在数控立车上加工更好。对于有大型不带数控功能的立车, 我们建议对立车进行数控功能改造, 使其更适合国内及国际水电加工的发展要求, 而且其长远的经济效益也是可观的。
3.2 转轮体叶片轴孔加工工艺研究
对于水轮机实际运行要求来说, 转轮体叶片轴孔的尺寸直接影响到整个转轮的受力和出力, 这就提出了转轮叶片的尺寸轴孔加工的重点: (1) 每个叶片轴孔中心线必须水平一致, 这样能保证叶片的受力大小一致; (2) 叶片轴孔中心线应与转轮体球面最高点截面水平一致, 这样能保证叶片与转轮体的间隙一致, 在叶片全关时叶片肩部不会碰到转轮体上研伤转轮体。
加工工艺分析:叶片轴孔的加工我们采用立车加工时, 直接在转轮体上刻转轮体球面最高点的水平线, 精车完毕后划线加工的方法。
转轮体经过粗车平面及球面、粗镗叶片轴孔后进入半精车序。在半精车完毕后, 我们通过数控找球面最高点, 在转轮体上用尖刀刻出转轮体球面最高点的水平线 (普通靠模加工的立车, 以靠模上刻的水平中心线对刀, 在转轮体上刻出最高点的水平线) , 此水平线就是叶片轴孔中心的节圆线。在划转轮叶片轴孔加工线时, 以此水平线为基准线。半精镗叶片轴孔完毕后, 将球面上的叶片轴孔中心线引至叶片轴孔内, 防止在精车时, 中心线被车掉。
在精车时, 仍以所刻水平中心线为基准找水平 (普通靠模加工的立车, 也应将靠模上所刻的水平中心线以此线找水平) 。或将转轮直接放在已经车好的等高垫筒上, 以此水平中心线找数控程序的零点 (球面最高点) , 其他高度方向上的尺寸也以此线为基准进行精车。精车完毕尖刀重新补刻出水平中心线与原线一致。
精车完毕, 仍以所刻水平中心线为基准, 划线, 精镗叶片轴孔。
从上面的加工程序我们可以看出, 立车刻线已经完全能保证我们前面所说的叶片轴孔加工的两个重点的要求。划线仅对叶片轴孔分度上有一些精度上的影响。通过精细划线, 我们完全能保证轴孔分度的弦长误差在1mm以内。水轮机在叶片全开运行时, 叶片倾角一般在0-3°以内, 基本是水平的, 水平方向误差1mm对两个叶片之间开度影响基本为0。
这里有一点要提到的是, 精镗叶片轴孔时, 也可选用普通镗床和数控镗床, 对于直径Φ1350mm叶片轴孔来说, 需要配备有效长度700mm以上的滑枕, 而滑枕较长对镗出的叶片轴孔的圆度也有较大影响, 其加工效率也比较低。
4 工艺及经济效益分析
随着水力发电技术的迅速发展和全球性的水利大开发, 水电制造业成为一种蒸蒸日上的行业。水电制造业作为一种精细的机械制造行业, 其制造工艺技术必然走在各种机械制造业的最前端。引进新技术、新工艺、新设备, 提高效率、降低成本是发展的必然之路。
参考文献
桐子林水电站 篇3
一、自然概况
湖南省永州市双牌茶林乡桐子坳银杏景区,桐子坳村位于双牌县东北部,永连公路旁,距永州零陵区61公里、距冷水滩区78公里。距二广高速出口仅3公里,地理位置十分优越。景区总面积5万亩。东与阳明山国家森林公园相连,南与麻江乡相邻,西与五星岭乡和国有林场交界,北与零陵区邮亭圩镇接壤。坐落于属五岭都庞山脉的南岭支脉阳明山脚下,是一个狭长的山谷,海拔378.37米,属于中亚热带大陆性季风湿润气候区,既具有阳光丰富的大陆性季风气候特点,又有雨量充沛、空气湿润的海洋性气候特征,年平均气温介于17.6℃—18.6℃,最高气温36.5℃,最低气温-5.9℃,无霜期年均285-311天,年降雨量1290-1590mm,桐子坳银杏村,共有银杏树205棵,其中上百年的就有82棵,而20-30棵连片成林的,茶林乡桐子坳地处北纬N26°02′53.11″,东经E111°50′55.48″,这里的狭长的山谷以及五岭都庞山脉形成的天然的屏障,为银杏躲避第四纪冰川提供了优越的地理环境,适宜的温度和降雨量也为银杏生长提供了良好的气候条件。
二、银杏种群分布与生长
于2013年7-9月,在对研究地点进行实地充分踏查之后,选择原生性的所有古银杏划分设置样地,在桐子坳野生银杏分布区域设置了8个600㎡~1000㎡的样方。对样方进行微地形识别[1-2],桐子坳野生银杏村的样方集中位于村公路位于两侧以及山谷、河边沿,针对百年银杏进行每木调查,用胸径尺和测高杆测定每株植物的胸径(DBH,cm)高度(H,m),枝下高(H,m),树龄(年),目测法测定银杏的郁闭度,性别和生长状态。
样地内古银杏共82棵,123棵次生林,是茶林所有古银杏数量最集中的地区。银杏水平分布特点表现出“大范围上呈现带状分布,小范围内聚集分布”,这是集群分布。
古银杏种群整体树冠高相差并不明显,介于22-30米之间,在整个银杏种群中雄性的银杏稀少现存2棵,主要由于后人的利益所趋砍伐一定数量的雄性古银杏,留存经济价值相对高的雌性银杏,银杏树龄呈现异龄化分布跨度较大,从35年~800年不等,在150~260年树龄的分布最丰富,这是典型的异龄林分。银杏种群的枝下高最高5m最低2m相差不是很明显,而胸径相对差别很大,各龄级的银杏几乎都有分布,其中最大一株古银杏的胸径为170cm,最小的20cm,呈现依次递减的形式这也是异龄林分的明显体现。
同时在样地内调查到了与银杏伴生的乔木有枫香(Liquidambar formosana)香樟(Cinnamomum camphora)石楠(Photinia serrulata Lindl.)马尾松(Pinus massoniana Lamb)苦楝(Melia azedarach)山杨(Populus davidiana)茅栗(Castanea seguinii Dode)野板栗(Castanea mollissima)棕榈(Trachycarpus fortunei)芭蕉(Musa basjoo Siebold)枇杷(Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl)大叶女贞(Ligustrum compactum(Wall.ex G.Don)Hook.f.&Thomson ex Decne.)等,灌木有小叶女贞(Ligustrum quihoui),伴草本有鱼腥(Houttuynia cordata)麦冬(Ophiopogon japonicus)紫花地丁(Viola philippica)等,由此可见桐子坳的银杏种群属于复层林。
三、银杏种群原生性分析
在综合分析数据资料的基础上,对桐子坳古银杏种群种群分布进行深入探讨。双牌县茶林乡银杏资源丰富,尤其是在桐子坳所在的峡谷,地处海拔378 m银杏资源最为丰富,桐子坳银杏野生状态良好。银杏分布在道路两旁,林中、林缘和房屋旁,河流附近。
桐子坳的林型以阔叶落叶林为主;郁闭度约为0.75。优势种为香樟、茅栗、苦楝、红枫等,乔木无明显复层。与银杏树伴生的植物种类非常丰富,乔木层、灌木层、草本层都有,林相较完整,表现出该林分的天然性质。
永州茶林桐子坳200a以上的古银杏有22株。在游道中段下山坡上1株800年历史的古银杏树,高26m,胸径170cm,枝下高2.5m,共计5个次生树干,混生树种有樟树(Cinnamomum c a m p h o r a)枫香(L i q u i d a m b a r f o r m o s a n a)苦楝(M e l i a azedarach)茅栗(Castanea seguinii Dode)等,桐子坳银杏古树旁没有久远的墓地、凉亭等遗迹。据该村老人传述,桐子坳的建村历史不超过10代,也就意味着村史大约是200a左右,所以现存的银杏古树不可能是人工培育所栽植的,而是野生银杏繁衍出来的后代。
银杏树明显是野生状态下生长的,在游道边有一棵单棵胸径为70的合生银杏树,而且这棵银杏树龄为260年,显然常人一般无法种植,有2棵胸径分别为50,60的银杏树生长在峡谷对岸的陡坡乱石中,且陡坡常年没有人类的足迹。
桐子坳的银杏,在进入银杏种群时中间有很大一部分农民用来种菜的耕地,据几位80岁的老人描述这里原来也是古银杏的生长区域,可是后人在近代开荒耕地的过程遭到砍伐,至此遗留下来的原始林现仅存82棵。
四、存在问题及建议
一是景区未进行整体规划,基本的旅游配套设施不完善;桐子坳附近没有大型停车场,各地旅游车只能直接在景区内停靠,旅游旺季直接造成交通堵塞,因此需要在景区附近规划一个大型停车场,供旅游车停放。同时需要设置相应的配套设施,提供旅游咨询、住宿餐饮、购物休闲等服务。且从永连公路到桐子坳地段是狭窄的村支公路,因此需要扩宽原有公路
桐子林水电站 篇4
1 填筑料质量控制方法
填筑料质量控制主要包括两方面:级配与渗透性。前者主要在于选择级配良好的填筑料, 在一定击实功作用下, 达到较好的密实度 (级配曲线控制) , 后者主要保证填筑料密实后有较低的渗透性 (渗透系数控制) 。这两项关键指标有相关的质量控制方法。同时, 考虑到面板堆石坝坝体填筑分区在材料和功能上的差异, 各自的质量控制方法又有不同。根据上述渗漏案例前期分析情况, 有必要对包括垫层料、过渡层料、主堆石料和排水体料在内的主要分区 (如图1所示) 进行全面质量控制试验分析。下面先介绍主要分区的质量控制方法。
1.1 级配质量控制
1.1.1 垫层料
在坝体填筑分区渗流控制中, 垫层的作用最为重要。级配和压实良好的半透水垫层, 可为整个面板提供均匀支撑, 减少裂缝或破坏的发生;另外, 若发生面板或周边缝和面板接缝开裂, 它既可起到限漏作用, 又可作为反滤料截留水流携带的或通过人工向渗漏处抛投的细颗粒料, 堵塞缝隙, 形成自愈结构。由于垫层料的重要作用, 其级配要求很严格。目前, 通用的质量控制采用谢腊德[1]级配曲线。根据表1的粒径百分比区间, 在级配曲线中可以形成上、下包线 (控制边界) , 在此包线之内的定位符合级配的垫层料, 否则, 级配不良, 需要通过添加或者减少某一粒径所占百分比改良级配。
2A-垫层区;3A-过渡层;3B-主堆石区;3F-排水区
1.1.2 主堆石料
主堆石区是将垫层传递的防渗面板所承受的水荷载传到地基中去。主堆石区是坝体的主应力区, 应具有良好的级配和压实密度, 以减小坝体和面板的变形。目前, 主堆石料的级配主要根据塔尔伯特[2] (Talbot) 堆石料级配公式计算, 其计算式为:
式中:p为某粒径通过的百分数, %;d为粒径, mm;Dmax为堆石料最大粒径, mm;n为决定级配曲线形状的指数, 一般取0.45。
通过Talbot堆石料级配公式, 可以得到给出最大粒径堆石料的级配控制曲线, 从而指导材料选择和施工过程。
在上述级配质量控制标准的基础上, 引用两个常用的系数来量化填筑料的级配特征:不均匀系数Cu和曲率系数Cc, 分别表示为:
式中:d60、d30、d10分别为在粒径分布曲线上粒径累积质量分别占总质量60%、30%和10%的粒径, mm。
Cu和Cc的大小反映颗粒级配优劣程度, 一般越大, 级配越好, 越有利于防止填筑料发生管涌渗透破坏。土工试验规程[3]中规定Cu≥5且Cc=1~3, 即为级配良好。
根据级配曲线, 定义孔隙平均直径D0:
式中:n为填筑料孔隙率;d20为级配曲线上累积质量占总质量20%的粒径, mm。
孔隙平均直径可以用来判断填筑料是否发生管涌渗透破坏以及破坏类别, 即D0
1.4 渗透性质量控制
渗透性质量控制主要根据填筑料粒径级配预测其渗透系数k大小, 从而判断填筑料被水透过的可能性以及量化渗流量。渗流量与实际观测进行对比, 反演分析渗漏原因。目前, 水坝填筑料渗透系数预测主要包括三种经验方法:哈增法、扎乌叶布列法和水科院法。三个经验公式分别列于式 (5) ~ (7) :
式中:K为哈增法渗透系数, cm/s;K18为扎乌叶布列法在温度为18℃时的渗透系数, cm/s;K10为水科院法在温度为10℃时的渗透系数, cm/s;d10、d17、d20为级配曲线上累积质量占总质量10%、17%、20%的粒径, cm;n为填筑料孔隙率。
2 试验结果与分析
2.1 垫层料
垫层料检测干密度、孔隙率分析样本总数155个, 颗粒分析样本总数为154个。根据桐子营水电站垫层料颗粒分析试验数据, 绘制垫层料级配曲线见图2, 计算成果见表1。
垫层料级配曲线的上包线位于谢腊德级配曲线内, 而下包线则不在谢腊德级配曲线内, 且有明显的陡坡段, 表现为级配不连续。与Cu≥5且Cc=1~3的级配判别标准相比, 在154个样本中, 符合此判别标准的样本数为72, 占比46.8%, 不符合此判别标准的样本数为82, 占比53.2%。P5含量最大值为50.1%, 最小值为13.7%, 平均28.07%, 不满足设计和规范[4]要求 (35%~55%) 。
垫层料孔隙率平均值为17.44%, 最大值17.90%, 最小值16.40%, 符合设计和规范要求。垫层料干密度平均值为2.21g/cm3, 最大值2.24g/cm3, 最小值2.20g/cm3, 样本标准差0.01g/cm3, 符合设计和规范要求。垫层料中小于0.075 mm的颗粒含量平均值为4.9%, 最小为1.1%, 最大为8.7%, 其中超过8%含量的样本个数为1个, 占比0.65%, 符合设计和规范要求。
根据哈增法、扎乌叶布列法和水科院法的渗透系数计算结果, 垫层渗透系数在10-1~10-2 cm/s量级, 偏大 (一般10-2~10-3 cm/s) 。
孔隙平均直径最大值为1.27mm, 最小值为0.09mm, 平均值为0.29mm。按照孔隙平均直接判别标准, 154个样本中属于管涌型的样本有150个, 占比97.4%, 过渡型的样本有4个, 占比2.6%, 不满足内部渗透稳定的要求。
2.2 过渡层料
过渡层料检测干密度、孔隙率分析样本总数为78个, 颗粒分析样本总数为74个。根据桐子营水电站过渡层料颗粒分析试验数据, 绘制过渡层料级配曲线过程同“2.1”, 图表略。
过渡层料级配曲线上、下包线绝大部分都是凹面朝上, 上包线在颗粒粒径为100mm有个凸面朝上突变, 下包线部分坡度较陡;与Cu≥5且Cc=1~3的级配判别标准相比, 在74个样本中, 符合此判别标准的样本数有19个, 占比25.7%, 不符合此判别标准的样本数有55个, 占比74.3%。
过渡层料孔隙率平均值为18.79%, 最大值19.00%, 最小值17.50%。
干密度平均值为2.18g/cm3, 最大值2.21g/cm3, 最小值2.17g/cm3, 样本标准差0.008g/cm3。符合设计规范要求。
根据哈增法、扎乌叶布列法和水科院法的渗透系数计算结果, 排水体料渗透系数在100~101cm/s量级, 属于半透水层。
孔隙平均直径D0最大值5.80mm, 最小值0.18mm, 平均值1.30 mm。74个样本中属于管涌型的样本有70个, 占比94.6%, 过渡型的样本有4个, 占比5.4%。
2.3 主堆石料
主堆石料检测干密度、孔隙率分析样本总数81个, 颗粒分析样本总数为18个。根据桐子营水电站主堆石料颗粒分析试验数据, 绘制主堆石料级配曲线见图4。其中Talbot堆石级配公式中最大粒径取桐子营电站设计值600 mm。计算过程同“2.1”, 图表略。
主堆石料级配曲线上包线有明显的凸面, 下包线有明显的陡坡段;与Talbot堆石级配相比, 40mm以下的颗粒分布上下包线在Talbot堆石级级配线之间, 40 mm以上的颗粒分布上下包线均在Talbot堆石级级配线之上;与Cu≥5且Cc=1~3的级配判别标准相比, 在18个样本中, 符合此判别标准的样本数为2个, 占比11.1%, 不符合此判别标准的样本数为16个, 占比88.9%。与抽样的垫层料相比, 级配不良比例更高。
主堆石料孔隙率平均值为19.43%, 最大值20.00%, 最小值17.40%。与设计规范要求的20%~25%相比, 主堆石孔隙率偏小;干密度平均值为2.13g/cm3, 最大值2.20g/cm3, 最小值2.12g/cm3, 样本标准差0.02g/cm3。符合设计规范要求。
小于5mm颗粒含量P5 (%) 平均值为13.15%, 最大值20.5%, 最小值3.7%, 与设计规范要求的不宜超过20%要求相比, 在81个样本中, 超过20%的有2个, 占比2.5%。
根据哈增法、扎乌叶布列法和水科院法的渗透系数计算结果, 主堆石渗透系数在100~101cm/s量级, 属于半透水层。
孔隙平均直径最大值3.74mm, 最小值0.54mm, 平均值1.48mm。按照孔隙平均直接判别标准, 18个样本中属于管涌型的样本有18个, 占比100%。
2.4 排水体料
排水体料检测干密度、孔隙率分析样本总数15个, 颗粒分析样本总数为10个。根据桐子营水电站排水体料颗粒分析试验数据, 绘制排水体料级配曲线过程同“2.1”, 图表略。
排水体料级配曲线上、下包线都是凹面朝上, 部分坡度较陡;与Cu≥5且Cc=1~3的级配判别标准相比, 在10个样本中, 符合此判别标准的样本数为9个, 占比90%, 不符合此判别标准的样本数为1个, 占比10%。
排水体料孔隙率平均值为21.42%, 最大值21.50%, 最小值21.20%。
干密度平均值为2.15g/cm3, 最大值2.16g/cm3, 最小值2.15g/cm3, 样本标准差0.005g/cm3。符合设计规范要求。
根据哈增法、扎乌叶布列法和水科院法的渗透系数计算结果, 排水体料渗透系数在101~102cm/s量级, 属于透水层。
孔隙平均直径D0最大值9.14mm, 最小值1.12mm, 平均值2.86 mm。10个样本中属于管涌型的样本有10个, 占比100%。
3 分析
从上述329个试坑样本室内试验结果可以看出, 垫层料、过渡层料、主堆石料和排水体料的干密度均满足规范要求。主堆石料的孔隙率与规范要求相比略偏低, 垫层料、过渡层料、主堆石料和排水体料的级配曲线均呈现一定程度的级配不均匀现象, 其中主堆石级配尤为明显, 分析主要原因如下。
(1) 主堆石料在施工时由初步设计的灰岩料 (硬岩) 变更为砾岩料, 砾岩料的砾石强度高, 达到42.8~45.8 MPa, 但胶结物为粘土质和钙质, 黏土质胶结物强度为19.6~26.5 MPa, 属较软岩, 水稳性差, 容易破碎。
(2) 坝料开采、碾压方法和碾压参数 (碾重、层厚等) 的选用等基本沿用了硬岩料的做法, 堆石料碾压破碎较为明显。例如主堆石料, 设计规定最大粒径为600mm, 而碾压后实测最大粒径超过500mm的仅两个测点 (532mm和526mm) , 最小220mm, 平均366mm。
关于渗透性能, 垫层渗透系数在10-1~10-2 cm/s量级, 过渡层料和主堆石渗透系数在100~101 cm/s量级, 排水体料渗透系数在101~102 cm/s量级, 在宏观上满足渗透系数递增的设计要求。但是, 一方面在施工过程中没有对碾压造成的软岩泥化和板结做处理, 另一方面大坝运行期长期浸泡在水中的软岩也会出现泥化, 都会使得堆石料中细颗粒含量增加, 进一步堵塞堆石体的孔隙, 导致渗透性降低, 直至引起垫层与过渡层、过渡层与主堆石、主堆石与排水体不满足太沙基反滤设计原则。
根据孔隙平均直径D0判断, 垫层料、过渡层料、主堆石料和排水体料绝大部分属于管涌型, 结合小于5mm颗粒含量P5判断, 垫层P5平均含量28.07%, 属于非发展型管涌型。过渡层P5平均含量为16.13%, 主堆石P5平均含量13.2%, 排水体P5平均含量8.7%, 属于发展型管涌型。因此, 发生管涌渗透破坏的概率较高。这一分析结果与实际观测结果一致。
4 结语
根据国内外已建面板堆石坝渗漏情况知:由于碾压堆石具有很强的抗冲蚀和排水能力, 一般情况下, 只要坝体分区及坝基处理设计和施工质量合格, 有一定渗漏, 并不表明坝体安全存在问题。
桐子营大坝主要碾压控制参数干密度符合设计要求, 但是一方面由于筑坝材料、碾压方法和碾压参数的选用不合理等原因, 导致了堆石料级配不均匀;另一方面由于填筑材料中软岩的存在, 增大了堆石料中细颗粒含量, 使得堆石体有丧失反滤的可能。在水库达到一定蓄水位后, 上下游水头差加大, 渗透力与水力梯度也成正比增大, 渗漏量也将逐步增大, 若现有防渗措施破坏、堆石料软岩泥化加剧, 则有可能产生渗透变形。在此期间, 须加强安全观测, 及时对观测资料进行分析, 并制定相应的防汛抢险应急预案, 确保大坝安全运行。
摘要：以湖北宣恩县桐子营水电站为例, 采用级配分析、渗透性分析等方法对面板堆石坝垫层料、过渡层料、主堆石料和排水体料的试坑检测资料进行研究分析。结果表明:桐子营水电站面板堆石坝坝料选择、填筑工艺对水库蓄水安全会有一定程度的影响, 渗漏随着水库蓄水增加而加剧甚至有产生渗透变形的可能;在后期蓄水过程中应加强大坝安全监测和巡视检查并制定相应的防汛抢险应急预案, 以确保大坝安全。
关键词：面板堆石坝,试坑检测,级配分析,渗透性分析
参考文献
[1]凤炜, 高强, 李晓庆.混凝土面板堆石坝垫层料的设计准则[J].水利规划与设计, 2013, (2) :55-59.
[2]刘先行.高面板堆石坝大坝填筑设计与施工[J].水力发电, 2009, (3) :44-46.
[3]SL237-1999, 土工试验规程[S].