韓江東山(禾埕崗)水利壩軸線及樞紐布置

徐衛(wèi)忠 趙蘭

[摘 要] 韓江東山（禾埕崗）水利樞紐是以發(fā)電為主，其效益以發(fā)電為主，兼顧航運的綜合利用水利工程。在樞紐布置時需根據(jù)各建筑物的功能要求，分別從地形、地質(zhì)、水文、通航、施工、工程造價等方面綜合比選，確定投資省、布置合理的最優(yōu)方案。

[關(guān)鍵詞] 水利樞紐壩軸線布置

韓江東山（禾埕崗）水利樞紐是以發(fā)電為主，其效益以發(fā)電為主，兼顧航運的綜合利用水利工程。正常蓄水位25.5m，相應(yīng)庫容0.7497億m3，電站裝機容量75MW，攔河水閘設(shè)計洪峰流量15431 m3/s(p=2%)，校核洪峰流量18807 m3/s(p=0.5%。韓江東山（禾埕崗）水利樞紐工程建設(shè)，將為廣東省的社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好條件和提供灌溉用水的保障，工程建設(shè)是非常必要的。

1.壩軸線的擬定

在可行性研究階段，曾選擇了上壩址和下壩址。經(jīng)從地形、地質(zhì)、水力條件、施工條件、征地移民、工程投資等方面進行了技術(shù)經(jīng)濟比較，設(shè)計推薦并經(jīng)審查最終選定下壩址，故本階段在下壩址范圍內(nèi)進行壩線比較。

下壩址河床較寬闊，河面寬約630m，河道較直，河床高程一般為15m～18m，靠右岸河床較低，是主航道。河床基巖為粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，上覆粗砂和含卵石礫質(zhì)粗砂層。右岸覆蓋層略深，但總體來說左、右岸地質(zhì)情況相近。壩線在可研壩線基礎(chǔ)上向下游移動超過250m后，壩線左右岸均進入村莊，搬遷量增大很多，工程對村民的干擾增加，兩岸村莊防護所需回填方量顯著增加；壩線在可研壩線上游移動超過100m，則河道迅速縮窄，電站、船閘均難于布置。因此本工程壩線選擇的范圍很小，本階段在認真分析壩址地形、地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上初步選取了上壩線、下壩線：

1.1 上壩線的確定

本階段地質(zhì)專業(yè)提供的河道地質(zhì)縱剖面表明：河道上游基巖埋深淺，下游埋深大?？裳袑彶橐庖娊ㄗh廠房、船閘宜選用弱風(fēng)化巖或較好的強風(fēng)化巖為持力層。因此發(fā)電廠房往上游移動，較為有利；本階段將發(fā)電廠房向上游平移15m，結(jié)合樞紐交通橋布置優(yōu)化，把可研壩線向上游平移25.30m，作為本工程上壩線。

1.2 下壩線的確定

把上壩線向下游平移100m（與可研壩線相距74.7m），為本工程下壩線。分別在上、下壩線進行工程總體布置，由于本工程上下壩線相距僅100m，可以認為兩壩線施工場地、施工條件及水庫淹沒等基本相同，因此僅從地質(zhì)條件、工程質(zhì)量、工程管理等方面對樞紐布置進行經(jīng)濟技術(shù)比較。

2.樞紐布置

2.1水工模型試驗及樞紐布置調(diào)整

按經(jīng)審查同意的可研總布置方案進行水工模型試驗，模型試驗初步結(jié)果顯示：廠房進口及船閘上下游均有一定的回流。為此水工模型試驗單位廣東省水科院建議，樞紐主要建筑物向右岸移動20m～40m。根據(jù)右岸地形條件、廠房及變電站布置情況，將電站廠房在可研基礎(chǔ)上向右岸平移了20m。本階段優(yōu)化設(shè)計，攔河水閘減少1孔即19孔水閘，船閘向右側(cè)平移了36.5m，壩線向上游平移了25.3m。模型試驗表明：船閘及廠房進口水流回流現(xiàn)象基本消失，其上下游引航道船舶進出更加平順。

2.2 上壩線樞紐布置代表方案選取

對上壩線，選取發(fā)電廠房分別布置在左岸和右岸兩個樞紐布置方案進行比較：右岸廠房為方案一，左岸廠房為方案二，根據(jù)地形、地質(zhì)、通航條件、水工布置、施工條件、工程投資等因素，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。

2.2.1 地形地質(zhì)條件比較

壩線處河床高程一般為15m～18m。若發(fā)電廠房布置在左岸，其建基面以下為含卵石礫質(zhì)粗砂層及全風(fēng)化粉質(zhì)粘土層，厚度9m～11m。若發(fā)電廠房布置在右岸，基建基面以下為全風(fēng)化粉質(zhì)粘土層，厚度6m～9m。發(fā)電廠心右岸方案地質(zhì)條件稍好。

2.2.2 通航條件比較

若將發(fā)電廠房布置在河道左岸、船閘布置在深河槽一側(cè)的右岸，通航條件較為有利，但將影響溪北上埔自然村存在部分村民的安置問題。若發(fā)電廠房布置在河道右岸、船閘布置在河灘地一側(cè)的左岸，對船閘下游引航道與航道銜接不利，需要在河灘地上開挖寬40m、長約425m的航道，為避免可能發(fā)生淤積，需要及時清理或增加其他河工措施。

2.2.3 水工布置比較

發(fā)電廠房布置在右岸，可充分利用深河槽一側(cè)凹岸的有利地形，從而減少開挖量，變電站、管理及生活區(qū)布置較方便。若將發(fā)電廠房布置在河道左岸，則需要在河灘地上開挖一定規(guī)模的出水渠，另外電站送出工程需跨河布置，增設(shè)塔架等設(shè)施。

2.2.4 施工條件比較

若將發(fā)電廠房左岸布置，對右岸船閘進行一期施工時，為滿足施工期導(dǎo)流問題，需要在河灘地上開挖寬142m、長約1480m的導(dǎo)流明渠同時兼顧施工期通航，從而加大了開挖量和二期廠房圍堰的工程量。

2.2.5 工程投資

根據(jù)選定的工程規(guī)模，發(fā)電廠房分別布置在河道左、右岸兩個方案的攔河水閘、發(fā)電廠房、船閘及兩岸連接土壩長度均相同。由于兩方案裝機相同，機電投資基本相同，僅土建部分有差異。上壩線代表方案土石方開挖共110.4732萬m3，土石方回填60.3009萬m3，砼44.3046m3，下壩線代表方案土石方開挖共122.1268萬m3，土石方回填63.6897萬m3，砼45.6449m3，因此，上壩線比下壩線投資約省2094萬元，故以上壩線為優(yōu)。

綜上所述，選取上壩線樞紐的代表方案為方案一：電站位于右側(cè)，船閘位于左側(cè)，廠房與船閘之間布置19孔攔河水閘。

3.下壩線樞紐布置代表方案選取

若將廠房布置在左岸，船閘布置在右岸，則因左岸基巖埋深大，廠房基礎(chǔ)換填厚度增加2m～3m，需跨河布置送出工程和跨河管理電站，施工期需在右岸開挖導(dǎo)流明渠，且右岸施工臨建布置困難，使工程投資增大。若將廠房布置在右岸，廠房開挖換填量減少，使工程投資減少。因此，下壩線樞紐布置的代表方案為方案三。廠房布置在右岸，船閘在左岸，廠房與船閘之間布置19孔攔河水閘。

3.1壩軸線比較

將上壩線樞紐布置代表方案（方案一）與下壩線樞紐布置代表方案（方案三）進行技術(shù)經(jīng)濟比較如下：

3.3.1 地形地質(zhì)條件比較

下壩線距上壩線100m,兩壩線處河床寬度地形條件相差不大,略有不同;從地形條件而言,兩壩線對建筑物的布置均可適應(yīng).從地質(zhì)專業(yè)本階段勘探成果分析:上下壩線地層巖性相同,工程地質(zhì)條件相似,但壩址處河道上游基巖埋深淺,下游埋深大,因此從地形地質(zhì)條件看上壩線優(yōu)于下壩線。

3.3.2 通航條件比較

壩址處河道基本平直，河道主流靠右側(cè)，設(shè)計通航船閘均布置在左岸。下壩線船閘進口更加平順，但下游引航道門口區(qū)不夠平順，引航道出口平順段極短，對船只進出船閘不利；下壩線船閘出口若要設(shè)水平順直的引航道，則需挖除左岸向河道突出的山體，工程量增大。

從上述可知，從通航條件看上壩線優(yōu)于下壩線。

3.3.3施工條件

上、下壩線對施工條件影響不大，均能滿足施工要求，但下壩線方案對兩岸村莊干擾加大，需加大施工期生產(chǎn)生活管理費用。

從上述比較可知，上壩線施工條件優(yōu)于下壩線。

3.3.4投資比較

由于兩方案裝機相同，機電投資基本相同，因此僅選擇其中有差異的土建部分作比較。方案一工程量及投資如前述，方案一土石方開挖共110.4732萬m3，土石方回填61.8543萬m3，砼44.5314m3，工程部分投資為1.64億元。由于方案二增加了基礎(chǔ)加固處理費用，因此方案二投資大0.02億元，方案三土石方開挖共116.8481萬m3，土石方回填66.8651萬m3，砼45.3388m3，方案一工程土建投資比方案三少1504萬元。

綜上所述，從地形地質(zhì)條件、通航條件、施工條件、水工建筑物布置及工程投資等方面綜合比較，以方案一較優(yōu)，因此推薦采用方案一，即在上壩線布置樞紐，右側(cè)布置電站、左側(cè)布置船閘，電站廠房與船閘之間布置19孔攔河水閘，廠房與右岸、船閘與左岸連接采用均質(zhì)土壩，變電站布置在電站廠房下游側(cè)右岸平臺，電站管理區(qū)布置在樞紐上游右岸山坳填成的平臺上。