TH水电站厂房全程设计含CAD图纸+说明书
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“TH”水电站工程设计
目录
1 综合说明 5
1.1 绪言 5
1.2 水文 5
1.3 地质 5
1.4 任务和规模 6
1.5 工程布置及主要建筑物 6
1.6 水力机械、电工、金属结构及采暖通风 6
1.7 消防措施 6
1.8 施工 7
1.9 环境保护 7
1.10 水利水电枢纽工程特性表 7
2 水文气象 12
2.1 流域概况 12
2.2 气象 12
2.3 水文基本资料 12
2.4 径流 12
2.5 洪水 16
2.6 泥沙资料 16
2.7 下游断面水力要素计算 17
2.8 冰情 18
3 工程地质 18
3.1 概述 18
3.2 水库区工程地质条件 20
3.3 建筑物区的工程地质条件 20
3.4 天然建筑材料和施工水源 23
4 工程任务与规模 24
4.1 地区社会经济概况 24
4.2 综合利用要求 25
5 工程布置及建筑物 25
5.1 设计依据 25
5.2 挡水建筑物 26
5.3 泄水建筑物 26
5.4 引水建筑物 26
5.5 发电厂房及开关站 27
6 水力机械、电工 金属结构及采暖通风 27
6.1 水力机械 27
6.2 附属机械设备 28
6.3 采暖通风 29
6.4 设备规格及数量汇总表 29
7 消防 29
7.1 消防设计依据 29
7.2 消防设计原则 30
7.3 消防设计内容 30
7.4 消防设备表 30
8 施工 31
8.1 施工条件 31
8.2 自然条件 31
8.3 施工导流、截流 32
8.4 导流建筑物设计 33
8.5 主体工程施工 33
9 工程环境保护设计 34
9.1 环境保护影响 34
9.2 工程施工时对环境保护方案 35
致 谢 37
参考文献 38
附件一 工程各个建筑物附图 39
附件二 工程计算书 40
1 水文、水能计算 40
1.1 径流调节计算 40
1.2 下游断面水力要素计算 47
1.3 水库特征水位选择 48
1.4 水轮机额定水头和机型选择 50
1.5 泥沙入库计算 50
2 坝体计算 51
2.1 主坝（混凝土重力坝计算） 51
2.2 溢流坝段设计 51
3 导流洞、泻洪洞、发电洞计算 53
3.1 第一期导流: 53
3.2 第二期导流 53
3.3 导流、泄洪洞计算 54
3.4 发电洞计算 55
3.5 泻洪冲沙洞计算 57
4 确定水电站主要特征水头 58
5 水轮机主要参数计算 58
5.1 转轮直径计算 58
5.2 效率修正值的计算 59
5.3 水轮机吸出高Hs计算 61
6 附属设备选择 61
6.1 调速器及油压装置的选择 61
6.2 主配压阀直径选择 62
6.3 油压装置的选择 63
7 蜗壳尺寸计算 64
7.1 蜗壳断面形式 64
7.2 蜗壳进口阀门的选择 66
8 尾水管计算 66
9 发电机的形式选择 68
10 起重设备的选择 69
10.1 吊车形式的选择 69
10.2 主要工作参数的选择 69
11 主厂房主要尺寸的确定 70
11.1 主厂房的总长度 70
11.2 主厂房的总宽度 72
11.3 厂房各层高程的确定 73
12 吊车梁设计 75
12.1 吊车梁的设计原理以及混凝土标号，钢筋型号选取。 75
12.2 荷载及其组合计算 75
12.3 横向水平制动力计算 76
12.4 吊车梁弯矩计算 76
12.5 吊车梁剪力设计值计算 78
12.6 吊车梁承受扭矩计算 78
12.7 吊车梁正截面强度及斜截面抗剪扭强度计算 78
12.8 正截面强度计算 79
12.9 斜截面强度计算 80
12.10 抗扭钢筋计算 81
12.11 附加抗扭钢筋计算 82
1 综合说明
1.1 绪言
“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处,西距伊宁市51,附近有公路通往新源、尼勒克、伊宁市,交通较为方便。坝址以上控制流域面积8650,域内雨量较多,草木茂盛,是天山西部林木主要产区之一。
该电站拟装机容量为50左右,年发电量近期为2.46远景为 3.42,保证出力13.3,工作出力42.3。电站拟设4回路110出线,两回送往伊宁市中心变电所,两回和上游梯级电站联络,近期担任系统调峰,工程等级属三级。主体建筑物均按三级建筑物设计。
伊宁县系城乡电网改造的重点县，根据伊宁县“十五”水电农村电气化规划的要求，近期全县用电量将达到2.46亿kwh，同时伊宁县靠近伊宁市，整个伊犁地区工农业等发展快，规模较大，地域辽阔，电力缺口较大，为缓解缺电局面，因此在伊宁兴建一座装机容量较大的电站是很有必要的。同时伊宁县目前小水电丰水低谷期电量富余，但丰水高峰期和枯水期供电不足，因此，兴建“TH”电站是非常必要的。
1.2 水文
“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处，坝址以上控制流域面积8650,域内雨量较多,草木茂盛,是天山西部林木主要产区之一。根据近三十年的水文资料记载，多年平均月流量120,多年平均径流量38.6108，实测最大洪峰流量830 。
1.3 地质
本区位于阿吾勒力山西缘的中高山地区阿吾勒力山为一圆形山体,山峰排列零乱与天上主脉相协调主峰位于温泉以南约7Km,海拔2046m,而哈什河大桥水面高程约810m,相对高差1100多米山顶多呈浑圆状,冲沟受构造控制多为东西向,西北及北东向,沟深底窄呈V形
哈什河在阿吾勒力山玛札尔峡谷中,河床宽30m—40m,河谷宽100-200m,呈V字形,河流从坡约为4%,河流出玛札尔峡谷即为伊犁盘地,为堆积平坦地势,河床渐为第四系物质,河流从坡变缓
阿吾勒力山北侧为第三系及第四系组成的丘陵地带,南侧为巩乃撕河谷,与哈什河河沿谷间的最薄山体约17-18Km.
1.4 任务和规模
该电站拟装机容量为50左右,年发电量近期为2.46远景为 3.42,保证出力13.3,工作出力42.3。电站拟设4回路110出线,两回送往伊宁市中心变电所,两回和上游梯级电站联络,近期担任系统调峰, “TH”电站的建立可以有效缓解伊犁地区的用电要求。
1.5 工程布置及主要建筑物
坝段位于玛札尔峡谷出口上游约1～1.5Km范围内,河流以北东流径坝质后拐向西而出峡谷坝段河床宽15～16m，河流两岸坡角～，基本对称，坝体座落在东图津河组第二大层第二小层角砾凝灰岩及其所夹绣镜体凝灰质砂岩上，岩性较均一。由于采用拱坝设计，工程量小，占地少，稳定性好。
挡水建筑物为一座混凝土重力坝和一座粘土心墙的副坝。
导流洞兼作泄水、冲沙洞，故要与引水发电洞的进口布置要相近，使发电洞的进口保证“门前清”。
发电洞的进水口及导流泄洪冲砂洞的进水口均采用岸塔式布置，设有两道闸门，一为工作闸门，一为检修闸门，工作闸门后设有通气孔。
发电站厂房设在发电洞的末端下游侧的岸边。其主要尺寸为：
主厂房长62.64m（装配厂长14.37m） 宽17.9m。
副厂房厂长62.64m 宽10m。
1.6 水力机械、电工、金属结构及采暖通风
水轮机采用初选的HL240-LJ-225，单机额定出力Nr＝12.5MW。单机额定流量38.4m3/s。
特征水头如下：
=42.7m =35.2m =37.6m
安装场位于主厂房左侧，有公路直接与之相接。发电机层与安装场同高程，主要布置发电机、调速器及机旁盘。发电机下面为水轮机层，除布置水轮机外，还布置滤水器及管路等。上游侧蝶阀坑布置有四台直径为2.8ｍ的饼型立轴蝶阀。
安装场下面为油泵室。其高程与水轮机层地面平齐。
主厂房上游侧为电气副厂房，共分两层。上层为电器副厂房，下层是母线廊道。
水电站的通风是自然通风，采光为通过落地窗采光。
1.7 消防措施
以预防为主，消防结合，严格执行规范及有关政策；建筑结构材料、装饰材料采用非燃烧材料；建筑布置、交通道路组织、厂内交通满足防火要求；生产设备和备件采用符合国家行业规范防火要求的合格产品；所有消防及报警设备必须采用有公安消防部门生产许可证的合格产品，并按规程要求进行安装和检测；利用水利水电工程水源充足的特点，充分发挥消防优势。
主厂房大门与公路相连接，在进厂大门外设有消防车回车场，主变压器和升压站均有消防车道直接到达。
主、副厂房内消防分区、消防通道、消防疏散标志及防火门窗等的设计等均符合有关规范要求。
枢纽建筑室内外均设有消防给水系统，在主变压器下设有事故集油池。主变压器与近区变压器留有防火间距，电站设有火灾自动报警系统和消防联动系统，系统在功能上相互独立，采用二总线制，同时，火灾自动报警系统与全厂计算机监控系统相连。
1.8 施工
“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处,西距伊宁市51,附近有公路通往新源、尼勒克、伊宁市,交通较为方便。
工程布置特点和施工场地条件：本工程枢纽建筑物主要包括大坝、发电引水隧洞、导流、泄洪、冲沙洞和电站厂房等四部分.水库正常蓄水位857.9m,总库容为1400万m3。大坝为混凝土重力坝,坝轴线长度172m,坝顶高程84.75m,最大坝高48.00m, 在溢流堰中部设3个支墩，溢流堰堰顶高程为857.90米，有压引水隧洞长270m，主洞断面为圆型，洞径6m，导流、泄洪、冲沙洞断面为城门型8.84×10.6m(宽×高)。
1.9 环境保护
“TH”电站工程的兴建其有利影响是明显的、主要的。其中有利影响均发生在工程实施后，影响较深远。另外，工程实施也将不可避免对区域的自然环境、生态环境、社会环境将产生一定的不利影响，这种不利影响大部分发生在工程实施过程中，影响相对较轻。
1.10 水利水电枢纽工程特性表
“TH”水电站工程特性表
一.水文
序号及名称
单位
数量
备注
1.流域面积
坝址以上
8650
2.利用的水文系列年限
年
29
1972～2000
3.多年平均年径流量
38.16×108
4.代表性流量
多年平均月流量
120
实测最大洪峰流量
830
正常运用（设计）洪水标准P
%
2
非常运用（校核）洪水标准P
%
0.2
施工导流标准P
%
2
一期导流流量
377
二期导流流量
690
截流流量
134
5.洪量
设计最大洪量
405
校核最大洪量
500
6.泥沙
序号及名称
单位
数量
备注
年平均悬移质输沙量
万t
165
年平均含沙量
0.404
最大日平均输沙率
3150
1998年8月10日
年平均推移质输沙量
万t
33
二 水库
1.库水位
校核洪水位
m
863.05
设计洪水位
m
861.85
正常蓄水位
m
857.90
.90
“TH”水电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
死水位
m
852.50
淤积高程
m
851.44
2.正常蓄水位时水库面积
1.1
3.水库容积
总库容（校核洪水位以下库容）
1800
正常蓄水位以下库容
1700
调节库容（正常水位至死水位）
600
死库容
1100
4.调节特性
日调节
三 下泄流量及相应下游水位
设计洪水位时最大泄量
1066
相应下游水位
m
820.15
校核洪水位时最大泄量
1492
相应下游水位
m
821.00
枯水期调节流量（P=95%）
30.7
四 工程效益指标
1.发电效益
装机容量
MW
50
保证出力（P=95%）
MW
13.3
多年平均发电量
亿kw.h
2.46
年利用小时数
h
8320
五 主要建筑物及设备
1.挡水建筑物（坝）型式
混凝土重力坝
地基特性
凝灰质沉积岩
地震基本烈度（设防烈度）
7
顶部高程（坝）
m
864.75
最大坝高
m
47.75
顶部长度（坝）
m
172
“TH”水电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
2.泄水建筑物
泄水洞形式
城门洞形
地基特性
凝灰质沉积岩
洞顶高程
m
845.50
泄洪洞尺寸及孔数
数 闸孔尺寸及孔数
m
8.84×9（宽×高）
单宽流量
145
消能方式
挑流
闸门型式、尺寸、数量
m
11×4×2扇
平板钢闸门
启闭机型式、数量
个
1
梁式
设计泄洪流量
1177
校核泄洪流量
1187
3.引水建筑物
设计引用流量
154.79
进水口型式
岸塔式
地基特性
凝灰质沉积岩
底槛高程
m
838.50
闸门型式尺寸及数量
m
6×3.4×2孔
平板钢闸门
启闭机型式、数量
个
2
卷扬式
拦污栅尺寸及数量
m
8.5×3.4×2个
引水道型式
圆形
地基特性
凝灰质沉积岩
长度
m
270
断面尺寸
m
6.5×6.5
开挖断面
衬砌型式
钢衬混凝土
设计水头
m
24.3
内径
m
6
4.厂房
型式
岸边式地上厂房
“TH”水电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
地基特性
凝灰质沉积岩
主厂房尺寸（长×宽×高）
m
62.64×27.9×32.18
水轮机安装高程
m
817.18
5.开关站、变电站
型式
露天式
地基特性
凝灰质沉积岩
面积
400
6.主要机电设备
水轮机台数
台
4
型号
HL240-LJ-225
额定出力
MW
12.5
额定转速
r/min
187.5
吸出高度
m
0.77
最大工作水头
m
42.7
最小工作水头
m
35.2
额定水头
m
37.6
额定流量
38.4
发电机台数
台
4
型号
SF12-32/550
额定容量
Mw
1.5
额定电压
Kv
10.5
进水阀尺寸
m
2.8
起重机规格
100t/20t Lk=16
7.输电线
电压
Kv
110
回路线
回路
4
输电目的地
伊犁
输电距离
Km
51
2 水文气象
2.1 流域概况
“TH”水电站位于伊犁哈萨克自治州伊宁县境内,伊犁哈什河玛札尔峡谷出口处, 坝址以上控制流域面积8650,域内雨量较多,草木茂盛,是天山西部林木主要产区之一。根据近三十年的水文资料记载，多年平均月流量120,多年平均径流量38.6108，实测最大洪峰流量830 。枢纽工程区域河段呈形,坝址河谷呈V形,山坡陡峻,岩石多裸露,为中石炭统东图河津组海退时期火山喷发岩。
2.2 气象
“TH”水电站附近有若干气象站，其中距离“TH”水电站最近的是伊犁气象台。根据伊犁气象台多年的气象资料显示如下：
1.资料年限29年(1972 ～2000)
2.多年平均气温8.4
3.历年最高气温37.9(1995年8月13日)
4.历年最底气温-40.4(1989年1月29 日)
5.多年平均降雨量257.2mm
6.最大一日降水42.6mm(1986年2月14日)
7.历年平均蒸发量1709mm
8.最大冻土深度62mm(1977年2月10日)
9.最大积雪深度89cm(1989年2月4日)
10.历年平均风速2.2m/s,历年最大风速40m/s。相应风向WSW(1985年9月21日)历年最多风向SE。
2.3 水文基本资料
距离“TH”水电站最近的水文站是哈什河出山口“TH”水文站。根据近三十年的水文资料记载，多年平均月流量120,多年平均径流量38.6108，实测最大洪峰流量830 。
2.4 径流
根据哈什河出山口“TH”水文站实测水文资料统计,多年月平均流量120多年平均径流量38.16。近30年月平均流量统计见表2-1.
84
表2-1 “TH”水电站月平均流量统计表（）
年份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年均流量
m3/s
径流量（104m3）
1970年
42.8
40.6
39.9
54.2
227.0
297.0
264.0
239.0
107.0
62.9
47.3
41.5
122
386484
1971年
35.5
35.3
34.4
83.6
237.0
311.0
392.0
251.0
108.0
63.5
46.4
36.5
136
432046
1972年
28.8
29.9
43.3
47.4
125.0
312.0
201.0
193.0
92.6
62.9
49.3
37.5
102
322382
1973年
32.2
32.6
34.5
113.0
160.0
288.0
382.0
305.0
157.0
95.9
63.6
50.7
143
452996
1974年
41.9
38.6
38.1
137.0
180.0
323.0
397.0
314.0.
192.0
89.3
61.8
49.5
155
491604
1975年
45.5
43.3
41.0
82.3
225.0
364.0
412.0
226.0
122.0
71.8
54.8
46.9
145
458089
1976年
45.0
40.8
43.3
79.4
141.0
189.0
207.0
210.0
130.0
77.8
56.7
48.3
106
334712
1977年
43.4
39.3
38.7
58.0
183.0
192.0
206.0
211.0
109.0
55.1
43.3
39.0
101
321681
1978年
37.2
34.6
31.9
40.0
119.0
286.0
232.0
191.0
84.3
63.8
55.6
43.8
102
321654
1979年
37.7
38.5
49.9
97.0
196.0
358.0
371.0
283.0
125.0
80.4
61.7
46.0
145
460624
1980年
41.9
38.4
40.0
54.6
117.0
161.0
233.0
185.0
85.4
61.0
51.5
40.6
92
293101
1981年
36.2
35.8
45.9
102.0
180.0
448.0
326.0
285.0
140.0
76.0
59.6
51.5
149
470958
1982年
45.1
45.7
45.9
103.0
210.0
231.0
201.0
180.0
89.0
72.9
51.4
43.9
110
347971
1983年
37.5
33.5
41.8
78.7
171.0
227.0
236.0
156.0
74.0
56.0
46.9
42.9
100
317202
1984年
37.2
36.2
57.6
124.0
272.0
475.0
402.0
275.0
129.0
90.2
64.4
48.8
168
530949
1985年
41.2
40.0
45.8
97.9
217.0
259.0
359.0
261..0
129.0
73.9
56.1
46.7
136
429949
1986年
39.7
45.4
45.0
113.0
191.0
271.0
322.0
222.0
103.0
67.7
51.9
43.8
126
399543
1987年
36.2
35.2
41.1
72.1
189.0
232.0
271.0
216.0
107.0
71.7
58.2
48.3
115
364063
1988年
52.8
48.2
53.6
106.0
188.0
379.0
449.0
205.0
118.0
69.9
52.2
39.6
147
464836
1989年
29.6
29.6
45.7
103.0
144.0
143.0
214.0
174.0
67.4
51.0
43.3
34.7
90
285231
1990年
41.7
44.5
40.3
56.8
95.1
259.0
239.0
197.0
104.0
78.5
56.8
49.6
105
332823
1991年
42.9
41.6
39.5
116.0
230.0
242.0
280.0
167.0
96.7
77.0
56.9
44.7
120
378664
1992年
45.3
40.0
56.1
110.0
120.0
300.0
194.0
177.0
117.0
65.4
50.1
42.8
110
346910
1993年
39.1
39.6
39.5
61.1
136.0
266.0
278.0
181.0
77.1
57.0
46.4
42.2
105
333362
1994年
35.7
37.4
34.2
100.0
161.0
302.0
272.0
222.0
99.0
89.4
74.9
60.1
124
392520
1995年
46.6
42.5
4.5
143.0
347.0
301.0
282.0
211.0
114.0
70.7
55.4
44.7
142
449837
1996年
39.8
34.8
50.0
83.2
239.0
302.0
373.0
256.0
173.0
94.0
69.0
50.7
147
466283
1997年
43.6
36.5
41.3
88.9
204.0
189.0
250.0
189.0
92.5
66.4
54.0
41.2
108
342615
1998年
31.5
30.8
30.1
37.9
105.0
227.0
258.0
198.0
91.2
55.2
46.2
35.1
96
302670
1999年
25.5
27.7
38.9
63.6
167.0
246.0
237.0
187.0
93.1
59.8
48.3
32.8
102
323945
2000年
32.4
32.9
47.9
116.0
162.0
238.0
225.0
195.0
89.4
58.0
46.1
37.4
107
337780
2001年
32.8
30.1
36.2
73.8
192.0
199.0
228.0
187.0
69.0
51.0
41.5
37.3
98
311343
2002年
31.6
29.6
31.4
71.7
173.0
287.0
374.0
210.0
93.5
69.7
53.8
48.4
123
389576
2.5 洪水
根据哈什河“TH”水文站的历年观测资料,水文站1、3、5、7日洪量频率计算成果见表2-2：
表2-2 哈什河“TH”水文站1,3,5,7日洪量频率计算成果表
时数(天)
W
Cv
Cs
Cs/Cv
P%=0.1
P%=0.2
P%=0.5
P%=1
P%=2
P%=5
P%=10
P%=20
1
44
0.28
0.80
2.86
96
92
85
80
74
67
61
54
3
117
0.28
0.80
2.86
256
243
226
212
198
178
162
143
5
181
0.28
0.85
3.04
289
369
344
324
302
273
243
221
7
240
0.275
0.83
3.00
526
500
465
436
405
365
330
294
2.5.1 设计洪水位
“TH”水电站的水库洪水调节能力有限,采用调节库容与防洪库容完全不结合方式。防洪库容校核洪量的1/2～2/3取1/2。
正常运用设计情况下，（50年一遇）P==0.02100%=2%
则设计防洪库容=。
反查设计洪水位为：861.85m
2.5.2 校核洪水位
校核防洪库容可按500年一遇计算，（500年一遇）P==0.002100%=0.2%
则校核防洪库容=。
反查校核洪水位为：863.05m。
拟建水电站下游尾水位-流量关系曲线由电站布置确定。
1.设计洪水位时最大下泄流量1066
2.校核洪水位时最大下泄流量1492
3.枯水期调节流量(P=95%),下泄33.8
2.6 泥沙资料
根据“TH”水文站的泥沙实测资料数据如下：
1.年平均含沙量为0.404Kg/
2.年平均输沙率52.2 Kg/,年输沙量165t(悬移质)
3.最大日平均输沙率3150 Kg/ (1999年8月10日)
4.4～8月输沙量约占全年94.8%
根据“TH”水文站的泥沙资料进行泥沙入库计算。
泥沙入库计算按公式：
=
其中——多年平均悬移质年输沙量t。
——多年平均悬移质输沙量t。
——推移质输沙量与悬移质输沙量比值。（取0.2）
——泥沙容重，1.4-1.9（取1.9）
=165××0.2=33×t
。
本枢纽工程为三等，设水库使用50年则：
。
反查淤积高程为：851.44m。
2.7 下游断面水力要素计算
根据初选的厂房下游河道尾水断面的几何参数绘制渠道断面参数表2-3。
表2-3 Q—H曲线计算
水位（）
面积A（）
湿周（）
水力半径R（）
谢才系数
Q
1.0
36
41.5
0.87
24.42
51.78
2.0
80
46
1.74
27.41
182.86
3.0
128.5
50.5
2.54
29.19
378.45
4.0
181
55
3.29
30.47
632.68
5.0
236
59.5
3.97
31.42
934.14
6.0
293.5
64
4.59
32.19
1279.64
7.0
253.5
68.5
5.16
32.83
1667.31
其中，，，i=4/1000，n=0.04。
根据上表绘出水位流量关系曲线图：
2.8 冰情
根据(1992～1995)四年的冰情资料统计冰情如下：
1.设计冰流量1000/a
2.年最大流冰量1670/a
3. 最大冰流量为9.1 (1986年11月20日)
4.平均冰速1.26～1.92m/s
3 工程地质
3.1 概述
3.1.1 地貌
本区位于阿吾勒力山西缘的中高山地区阿吾勒力山为一圆形山体,山峰排列零乱与天上主脉相协调主峰位于温泉以南约7Km,海拔2046m,而哈什河大桥水面高程约810m,相对高差1100多米山顶多呈浑圆状,冲沟受构造控制多为东西向,西北及北东向,沟深底窄呈V形
哈什河在阿吾勒力山玛札尔峡谷中,河床宽30m—40m,河谷宽100-200m,呈V字形,河流从坡约为4%,河流出玛札尔峡谷即为伊犁盘地,为堆积平坦地势,河床渐为第四系物质,河流从坡变缓
阿吾勒力山北侧为第三系及第四系组成的丘陵地带,南侧为巩乃撕河谷,与哈什河河沿谷间的最薄山体约17-18Km.
3.1.2 地层岩性
本区分布的地层为中石灰统东图津河组.上二选统晓山萨依组,第三系红色岩及第四系沉积物等.
中石灰统东图津河组()组成阿吾勒力山的主体,为一套海退时期的火山喷发岩,火山碎屑及浅海相的沉积岩,可分为三大及即若干小层.
第一大层()以熔岩,凝灰岩为主,又可分为四个小层.
第二大层()以凝灰岩为主,上部出现小量凝灰质沉积岩,又可分为五个小层.
第三大层()主要为沉积岩,又可分为六个小层.
上二迭统小山萨依组(),分布在哈什河大桥以南的阿吾拉勒山西南山边缘与中石炭统东图津河组断层接触,为一套复埋式的陆相沉积物岩性,以真岩,灰质岩为主,中夹钙质较结的砂岩,砂跞岩,底部夹薄层灰岩.
第二系上新统():下部为红色泥岩,上部为黄色砂岩质泥岩,第四系沉积物主要为冲积砂砾石,黄土状壤土少.侵入岩,多一岩墙方式侵入.
3.1.3 构造
褶皱:本区处于天山东西褶皱带喀什背斜的西南缘.喀什背斜为一椭圆形背斜,轴向东西.岩层走响呈弧性弯曲,均向外倾,倾角一般～,最陡可达～,背斜部为中石岩统东图津河组第一大层组成,两翼分布的岩层依次为东图津河第二大层以及上二迭统晓山萨依组组成.
断裂:主要断裂位于鞍部北侧.产状走向～,倾向NE,倾角～,向西变缓为.该断层为三个以上的断层面组成.断层面较光滑,倾向西倾角～的擦痕.为一先压后扭断层.与鞍部低洼处南侧,走向～倾向SW,倾角～,断层带有非常破碎为扭性断层.
为鞍部低洼处北侧,走向～.倾向NE,断层泥厚0.3～1.4m,为扭性断层.位于亚玛渡至哈什河干渠分水闸一线走向NEN,河流于此发生突变由近东西向专为南南西向,断层为第四系冲积物覆盖,在断层两侧有一层厚约10m的跞层,按产状推算错开约500～600m推测该处为一较大断层,但无现代活动性.位于阿吾拉勒山南,西南边缘,走向EW渐变为NW,倾向NE,倾角～,断层破裂带风化严重.分布于导流洞出口下游150m,走向,直立状态,扭性水平断距约40m.
3.1.4 构造稳定性:
本区位于天山东西向复杂褶皱带喀什北斜南翼的西缘,断裂并不发育,除F以外断裂均较小,特别是未发现北斜轴部存在对筑坝危害较大的张性断裂,因此对建坝无大的忧虑.
3.2 水库区工程地质条件
水库处于玛札尔峡谷下半段约7.5Km,宽约200m,两岸均匀为1000～1500m高的山岭,整个库盘均匀为基岩组成,第四系松散沉积物很薄且被基岩封闭,基岩岩性比较坚硬段裂较小,未曾发现横穿河谷及河间地的大型张性段裂,未能构成向邻谷参漏的通道,哈什河与巩乃斯河之间的地块有较高的地下水分水岭,水库没有向巩乃斯河谷参漏的可能性.水库大致位于喀什北斜的轴部附近,岩层倾角小,并且未发现平行于河床的大段裂,岩体稳定性较好.发现较大的崩塌体及滑动体,库岸稳定性较好.水库淹没损失很小.
3.3 建筑物区的工程地质条件
3.3.1 坝区工程地质条件
3.3.1.1 地形、地貌:
坝段位于玛札尔峡谷出口上游约1～1.5Km范围内,河流以北动流径坝质后拐向西而出峡谷坝段河床宽15～40m水面高程820m,水深5～6m水力坡度4/1000,最大流速4.36m/s,最小流速0.66m/s,河床两岸均为岩石组成.坝石岸山顶高程1085m,左侧圆宝山顶高程968.6m, 河右岸山破与岩层倾向一致, 河左岸山破与岩层倾向相反,870m高程以下地形基本对称,地形坡度～,870m以上左岸地形坡度为～,有时出现小量塌体.
3.3.1.2 地层、岩性:
坝段分布的地层有: (a)东图津河组第二小层,岩性可分为底部凝质砂岩,砂砾岩夹少量砾凝灰岩,,胶结程度中等,层面附近岩性比较破碎,有20～30cm宽的劈理带,层面未见夹泥层,岩层厚度估计在50～60m以上.中部为角砾凝灰岩与角砾凝灰岩互层. (b)东图津河组第三小层,分布在Ⅰ-Ⅰ剖面以上的河床及左右岸及圆宝山东,巨厚层状,流纹结构,厚度约50m. (c)东图津河组第二大层第四小层,分布于圆宝山中部,厚度约60m. (d)东图津河组第二大层第五小层后70～80. (e)第四系上更新统冲积物,分布于5级台地上,厚度3m左右. (f)第四系全,新统冲积物分布于河床中,厚度2～4m,(g) 第四系坡积物, 厚度5～6m. 坝段内还分布有5条岩墙.
3.3.1.3 构造:
(a)褶皱:坝段位于喀什弯状北斜西南缘斜构造地段,岩层产状走向～,倾向SW,倾角～,即倾向上游偏走岸.
(b)断裂:坝段的断裂规模约不大.有:产状SN,倾向东<,张性断裂,断面平正。无充填物。:产状,SE<,张性,断面平直.: 产状,NE<扭性.：产状NE〈，渐转NE〈，张扭性断层，泥质充填。:产状SN，E，断层破碎带1。4m宽，张性断层，方解石及泥质充填。：地面未出露。，：产状，NW，两断层相距5～6m。 :产状，SE，张性断层，断面平直。：产状NW，扭性，断距很小，产状，NW，扭性断距很小，夹泥1～2m。：产状，NE，压扭性断层。：产状，N57～。
（c）裂隙：1#裂隙，长550m被挫断，：产状，NW，2#裂隙，产状，至830m高程消失。5#裂隙，长约20m，产状，NW〈。
3.3.1.4 水文地质条件：
坝段内地下水约为裂隙水。左岸圆宝山的东侧由河水补给地下水。因此水库穿过圆宝山向下游参漏是必然的。根据初步计算，坝基石右肩绕坝参漏，圆宝山一带总参漏S=5291，总参漏流量与最小日径流量之比为0.0037。
3.3.1.5 物理地质现象：
（a）风化：坝段岩石风化层可分为三级；即强风化层，弱风化层及新鲜岩石。河床部分无强风化层，弱风华带也仅1～2m；两岸风化比较均匀，强弱风化水平方向3～6m，断裂附近可大10～20m。
（b）崩塌：崩塌主要发生在坝段左岸及坝段下游右岸采石场一带。
3.3.1.6 岩石的物理力学物质：
岩石的物理力学性质尚好，转化系数较高，根据凝灰质砂岩，砂砾岩，角砾凝灰岩动，静弹之比为：=1.6～1.8。考虑裂隙，填充物，岩石本身的特性等原因，建议弹摸为1000KPa。抗剪指标以破坏蜂值乘以0.65的折减系数：凝灰质砂岩tg=0.83。角砾凝灰岩的tg=0.67
3.3.1.7 坝区工程地质评价：
（a）重力坝：
坝轴线处河谷宽15～16m，河流两岸坡角～，基本对称，坝体座落在东图津河组第二大层第二小层角砾凝灰岩及其所夹绣镜体凝灰质砂岩上，岩性较均一。物理力学性能良好，为发现缓倾角的断层面，一般裂隙虽比较发育，根据抗剪试验，试件均在/岩接触面剪断，因此浅层滑动可能较小。根据试验和地表观擦，建议角砾凝灰岩，凝灰质砂岩的摩擦系数均匀为0.66～0.76。重力坝左坝肩有纵向切割面，横向切割面上游有细昌岩墙与岩的交界面，下游有辉石安山央与围岩的交界面，但为发现倾向河流的缓倾角滑动面。比较完整的结构面为层面。但它倾向山里偏上游。故滑动可能性不大。南坝肩稳定试算时，建议采用下列数据；从向切割面，产状走向南北，倾向东，倾角，摩擦系数0.40。上游切割面，产状NE，倾向NW倾角70～，因其为拉裂面，不考虑摩擦系数。下游切割面产状：走向NNE，倾角NW倾角，摩擦系数0.4滑动面为层面，产状NW335，倾向SW，倾角，摩擦系数0.55 。
右坝肩抗滑稳定的边界条件组合为：纵向切割为：产状：走向倾向NE，倾角，横向切割面有，产状NE，倾向NW，倾角，或2#裂隙，产状（〈），下游横向切割面有1#裂隙产状（NW〈）；走向～，倾向NE或SW，倾角～的裂隙组成另一纵向切割面。可能形成的滑动面只有角砾凝灰岩与下游凝灰质砂砾岩的交界面，其产状为，SW～，即倾向河床偏上游。出露在河右岸，在Ⅲ号剖面线处，伸入河床底17～18m深，（高程大致在797.4m）该层理面具有20～30cm厚的劈理带，以上各结构面组合起来可能形成一滑动体，计算抗滑稳定时，建议，1#裂隙tg=0.40；走向～的裂隙面tg=0.45，因系拉裂面，不考虑摩擦系数，坝址岩石裂隙比较发育，弹摸较小，基础处理应当严格，基础开挖必须至新鲜基岩，固结灌浆一般应8～10m。存在表部绣水层，中部相对绣水层。下部凝灰质砂砾岩绣水层，而该层在河床中埋藏仅17～20m，建议河床灌浆应至砂砾岩层中有定深度，两岸灌浆至表部绣水层以下。
（b）土坝：
土坝轴线在Ⅰ剖面附近，该段河床宽约24～25m，两岸坡度～，基本对称。土坝坝基上部为2～3m（右岸最厚为5m）第四系坡积其河流冲积物，以下即为基岩。左岸830m高程以上出露的东图津河组第二大层第三小层凝灰较砾岩，830m高程以下及河右岸分布的为第二小层的角砾凝灰岩及顶部的凝灰质砂岩。河床出露的基岩中未发现大断裂，第二层顶部的凝灰质砂岩延至河流两岸。因此推测河床中无较大断层。左岸，均倾向河流，并出露于坡面，可能形成不稳定体。建议土坝坝基的第四纪坡积物全部挖除，基岩强风化层适当挖除，河床砂砾石最好全部清除。若不能全部清除，在心墙之外再作两道截水墙。土坝坝基下帷幕灌浆穿透表层即可。
3.3.2 鞍部工程地质条件
鞍部夹与两个断层之间，岩层比较薄弱，裂隙发育，岩石很破碎，风化层比较厚有一定的参透性，但断层与山脊有较大交角，未发现平衡鞍部脊部倾向上游或下游的缓倾角断裂，因此鞍部整体向下滑动的可能性不大。基岩参透系数为1.244m/d；鞍部东侧含砾砂壤土参透系数为1. 84m/d；西侧5级介地冲积沙壤土为1.61m/d；4级阶地黄土状壤土0.92m/d。鞍部主要断裂有位于鞍部南端，走向～，东部倾向SW，西部倾向NE，倾角以上，断层带很破碎。位于以北低洼处与平行，倾向NE，倾向，主要裂隙（a）～SW或NE～；（b）～NW～该组数量较小。
3.3.3 厂房及开关站地质条件
厂房山坡破积无碎石厚度约5m。一级阶地上为粉沙厚3m其下砂砾石层厚3～4m，以下为基岩，厂房基础全部在凝灰质砂砾岩上，基础岩石较好，后山破无不利地质现象。厂房在基抗开挖时，应注意河水通过第四系砂砾层参入。
3.4 天然建筑材料和施工水源
3.4.1 土料:
第一料场位于托海村以北。修桥跨破尔波逊河可直达坝质,距离3.5Km,岩性为第四系冲积,洪积形成的土壤,黑褐色略含小砾石,粘粒含量大于15%,塑性指数大于10%,天然含水量接近塑限,水溶盐及有机物含量均在要求范围之内,土料比较理想,A级有效层储量为27.6,向下挖出,尚有扩大余地。
3.4.2 砾料:
砾料场选在上游电站上游漫滩上,距坝质12.5Km,砾料级配为:5～800mm约占58.4%,针片状含量小于15%,较弱颗粒小于1%,含沙量在1～2%之间,砂砾石比重2.71,含容量大于1.67t/,吸水率小于2.5%,有效层储量16.6。
3.4.3 砂料:
可在砾料场中筛选一部分。
(a)波尔波逊河上游砂砾料场,距坝区30Km,实际储量为2.5。
（b）黑头山砂料场：距坝区34Km，可作为过度性开采，含砂量小。
3.4.4 水源与水质：
无溶出性侵蚀，情况良好，对工程建筑物影响不大。
4 工程任务与规模
4.1 地区社会经济概况
4.1.1 地区社会经济概况
“TH”水电站位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州伊宁县，哈什河中游玛扎尔峡谷出山口处，距伊宁市51km。是哈什河流域规划中17个梯级电站中最末一级电站。伊宁县位于伊犁河谷中部，县城在伊宁市西北18公里处，伊宁市至东五县的两条国道，从本县穿过。县境东西最长116公里，南北最宽95公里，总面积为6523平方公里。县辖18个乡、2个镇、5个地方国营农牧场。全县总人口36.36万，人口较多的民族是维吾尔、汉、回、哈萨克和东乡族。县境内驻有自治州、伊犁地区、兵团农四师直属单位8个。
伊宁县是伊犁哈萨克自治州建置最久、屯垦最早、人口最多的大县。农牧业生产有坚实的基础，是新疆维吾尔自治区久负盛名的的商品粮、油、肉基地。全县有广阔的天然草场，发展畜牧业有得天独厚的条件。全县在1985年完成农田防护林体系建设，实现了农田水利条田道路林网化，是全国平原绿化达标县；果树栽培历史悠久，品种多，产量高，是伊犁苹果的主要产地之一；吐鲁番于孜、吉里于孜、曲鲁海等乡的大白杏闻名遐迩。
伊宁县矿产资源极为丰富。已知的有煤、金、高岭石、石膏、石英、云母、石灰石、重晶石、银、铁、铝、锡、铜等。伊宁县有亚麻原料、溶剂、乳品、丝绸、针织、酒、水泥、水泥预制、高岭石加工、皮毛加工、粮油加工、煤矿等近百家各类企业。
近几年来，伊宁县经济得到快速发展，主要体现在：⑴大力发展工业。以开发水电、矿产资源和农副产品加工为基点，逐步发展以耗能工业为主的工业企业；⑵调整农业产业结构。农业和农村经济平稳发展，农业结构调整迈出新的步伐，在保证发展粮食生产的基础上，增加经济作物比重，提高农业产品商品率，实现农业产业化和社会化；⑶狠抓林业，搞好荒山绿化，迹地更新和封山育林，提高森林覆盖率，实行计划采伐和合理间伐。同时，大力发展苹果、白杏等特产；⑷搞活商业，建立多层次多功能的市场体系。
4.1.2 电力发展要求
伊宁县系城乡电网改造的重点县，根据伊宁县“十五”水电农村电气化规划的要求，近期全县用电量将达到2.46亿kwh，同时伊宁县靠近伊宁市，整个伊犁地区工农业等发展快，规模较大，地域辽阔，电力缺口较大，为缓解缺电局面，因此在伊宁兴建一座装机容量较大的电站是很有必要的。同时伊宁县目前小水电丰水低谷期电量富余，但丰水高峰期和枯水期供电不足，而“TH”电站位于具有季调节能力的吉林台水电站的下游，因此，兴建“TH”电站是非常必要的。
该电站拟装机容量为50左右,年发电量近期为2.46远景为 3.42,保证出力13.3,工作出力42.3。电站拟设4回路110出线,两回送往伊宁市中心变电所,两回和上游梯级电站联络,近期担任系统调峰 。“TH”电站的建立可以有效缓解伊犁地区的用电要求。
4.2 综合利用要求
“TH”电站上游兴利库容达1400万m3，具有日调节能力；而“TH”电站属中低坝，无调节库容，故“TH”电站可不考虑下游防洪任务，也无航运要求，坝址以下河流两边有少量农田，需考虑一定的灌溉要求，故“TH”电站是一个以发电为主，兼有灌溉等综合效益，一般情况下不承担其它综合利用任务的电站。
5 工程布置及建筑物
5.1 设计依据
5.1.1 工程等别、建筑物等别
工程等级属三级。主体建筑物均按三级建筑物设计。
洪水按50年一遇设计，500年一遇校核。
5.1.2 设计基本资料
多年平均月流量120,多年平均径流量38.6108。
拟装机容量为50左右,年发电量近期为2.46远景为 3.42,保证出力13.3,工作出力42.3。
枢纽工程区域河段呈形,坝址河谷呈V形,山坡陡峻,岩石多裸露,为中石炭统东图河津组海退时期火山喷发岩。区域无大的构造活动,岩性中等坚硬,一般抗压强度5～8,弹性模数值800～1000。
导流流量：
1 第一期导流时段:导流流量为=377
2 第二期导流时段: 导流时段=690
3 截流9月下旬,截流流量为=134
下泄流量及相应的下游水位：
拟建水电站下游尾水位-流量关系曲线由电站布置确定
1 设计洪水位时最大下泄流量1066
2 校核洪水位时最大下泄流量1492
3 枯水期调节流量(P=95%),下泄33.8
5.2 挡水建筑物
5.2.1 结构布置及材料
挡水建筑物为一座重力坝和一座粘土心墙的副坝。主坝采用混凝土分段分层浇筑，粘土心墙副坝采用挖掘机挖运，载重自卸汽车运料上坝，羊足碾碾压，中间防水采用沥青、粘土混合灌浆，坝体排水采用棱体排水，迎水面采用混凝土面板防渗。
5.2.2 基础处理
坝段岩石风化层可分为三级；即强风化层，弱风化层及新鲜岩石。河床部分无强风化层，弱风华带也仅1～2m；两岸风化比较均匀，强弱风化水平方向3～6m，断裂附近可大10～20m。故对坝基进行开挖，开挖深度为3m，保证坝基坐落在新鲜基岩上。
5.3 泄水建筑物
由于采用的冲沙导流洞兼做泄水隧洞，故要与引水发电洞的进口布置要相近，使发电洞的进口保证“门前清”具体洞线的位置见附图1总体布置图。
5.4 引水建筑物
发电洞的进水口也导流泄洪冲砂洞的进水口均采用岸塔式布置，设有两道闸门，一为工作闸门，一为检修闸门，工作闸门后设有通气孔。其特征高程如下（计算过程见计算部分）：
发电洞底板高程：838.5m
发电洞顶部高程：844.5m
导流洞底板高程：820.0m
导流洞顶部高程：832.0m
泄洪洞底板高程：836.5m
泄洪洞顶部高程：845.5m
5.5 发电厂房及开关站
5.5.1 厂房
厂房主要尺寸为（计算过程见计算书）：
主厂房长62.64m 宽17.9m。
副厂房长62.64m 宽10m。
厂房结构下部采用整体式框架结构，厂房下部基础墙为厚1m的混凝土墙，上部采用800×500mm钢筋混凝土柱做为受力结构，柱子之间用联系梁连接。
厂房的主要高程为：
开挖高程：809.38m
尾水管底板高程：810.88m
水轮机安装高程：817.18m
水轮机层地面高程：820.12
发电机层底板高程：824.96m
吊车梁轨顶高程：835.52m
屋面大梁高程：839.56m
屋顶高程：841.56m
5.5.2 尾水建筑物
尾水平台高程为：824.9m长50m，宽4m满足基本的交通要求。尾水平台上预埋尾水门机轨道。
尾水渠底板高程810.88米，宽50米，与下游河道相连渠底采用浆砌石护底。
5.5.3 开关站、变电站
变电站及开关站布置在厂房左侧，在经常公路旁边设置，便于大型变压器的运输检修等。变电站拟设4回路110出线,两回送往伊宁市中心变电所,两回和上游梯级电站联络。
6 水力机械、电工 金属结构及采暖通风
6.1 水力机械
水力机械部分包括，水轮机、发电机、尾水管、蜗壳的设计。具体计算过程见计算书。
6.2 附属机械设备
附属机械设备包括油压
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