堆石混凝土技術(shù)在邢家峪水庫(kù)的應(yīng)用

耿靈生，劉云，劉莉莉，鞏向鋒

（山東省水利科學(xué)研究院，濟(jì)南 250013）

堆石混凝土技術(shù)在邢家峪水庫(kù)的應(yīng)用

耿靈生，劉云，劉莉莉，鞏向鋒

（山東省水利科學(xué)研究院，濟(jì)南 250013）

通過重力壩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，充分利用當(dāng)?shù)睾拥赖奶烊皇闹?，采用自密?shí)堆石混凝土結(jié)構(gòu)。具有工期短、節(jié)約工程建設(shè)投資和節(jié)能低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，不但使壩體強(qiáng)度性能滿足C30混凝土的設(shè)計(jì)要求，施工工期縮短1/3，工程造價(jià)節(jié)約20%，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益和較大的推廣應(yīng)用前景。

堆石混凝土；水庫(kù)

1 基本情況

擬建萊蕪市邢家峪水庫(kù)，位于山東省萊蕪市雪野湖旅游度假區(qū)邢家峪村西，雪野水庫(kù)上游支流，距濟(jì)南60km，隸屬于萊蕪市雪野湖旅游度假區(qū)雪野鎮(zhèn)。

邢家峪村2247人口，村民飲用水水源僅為村西的水池，水質(zhì)和水量得不到保障，影響了飲水安全。邢家峪流域內(nèi)山高河陡，汛期經(jīng)常造成水災(zāi)，洪水來得快，淌得急，每年都有沖毀農(nóng)田、浸泡村民房屋等災(zāi)害發(fā)生，飲水安全成為當(dāng)?shù)卮迕窦毙杞鉀Q的問題。

2 需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，邢家峪村將被規(guī)劃成居住、商業(yè)、休閑集一體的綜合社區(qū)，社區(qū)規(guī)模2萬人。經(jīng)估算，平均每年耗水量50萬m3。

邢家峪社區(qū)和基地需水量主要包括：生活用水、商業(yè)用水、科學(xué)試驗(yàn)、水文化展示、生態(tài)環(huán)境用水等。根據(jù)社區(qū)人口和規(guī)模，經(jīng)預(yù)測(cè)，年需水量63.38萬m3，日需水量1700m3。區(qū)域內(nèi)供水水源主要由小三峽流域的兩個(gè)水庫(kù)和新建邢家峪水庫(kù)供給。

3 水庫(kù)工程規(guī)劃

3.1 提高雨洪水利用率

擬建邢家峪水庫(kù)壩址以上流域面積3km2，干流坡度0.023，流域內(nèi)多年平均降水量680mm，多年平均徑流深250mm，多年平均最大24h降雨量105mm。由于河道內(nèi)洪水湍急，雪野水庫(kù)每年棄水1.6億m3。在支流上游修建攔蓄工程，水源有保障，可有效提高雨洪水利用率。

3.2 提高雨洪水?dāng)r蓄利用率

隨著邢家峪新農(nóng)村社區(qū)的建設(shè)，生活、生產(chǎn)和商業(yè)用水量將大幅提高，現(xiàn)有村莊供水已不能滿足灌溉、社區(qū)和基地需水要求。

擬建邢家峪水庫(kù)流域面積3km2，死庫(kù)容0.5萬m3，興利庫(kù)容8.0萬m3，設(shè)計(jì)庫(kù)容9.6萬m3，總庫(kù)容9.8萬m3。邢家峪水庫(kù)在90%的保證率下，年供水量16萬m3。

規(guī)劃新建邢家峪水庫(kù)，通過供水管道輸水至邢家峪社區(qū)和基地，可滿足灌溉、生活、生產(chǎn)以及商業(yè)用水的需求，以提高水源保障能力。在滿足防洪要求的同時(shí)，提高雨洪水?dāng)r蓄利用率。

4 水庫(kù)工程設(shè)計(jì)

根據(jù)邢家峪的地形條件，擬建塘壩位置在河道隘口處，龍灣子水庫(kù)上游300m小羅圈村東。根據(jù)水面線推求，塘壩水面1.33hm2。

4.1 拱壩

邢家峪水庫(kù)的拱壩擬定為重力拱壩，為漿砌塊石結(jié)構(gòu)。壩頂高程411.0m，壩頂寬4m，底寬8.5m，最大壩高20m，壩頂弧長(zhǎng)82.23m，圓心角100°，壩頂上游設(shè)防浪墻，防浪墻高0.9m，墻厚0.4m，壓頂石寬0.5m。為滿足防滲要求，在壩迎水面鋪設(shè)厚0.7m的混凝土面板。

拱壩的設(shè)計(jì)洪水位410.49m，校核洪水位410.70m，正常擋水位409.00m。

4.2 溢洪道

邢家峪水庫(kù)的溢流方式為壩頂溢流，溢流堰寬20m，堰頂高程409.0m，采用WES堰型，溢流面為漿砌細(xì)料石結(jié)構(gòu)。

5 自密實(shí)堆石混凝土技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)

5.1 施工技術(shù)

堆石混凝土是利用自密實(shí)混凝土的自密實(shí)和填注性能，遵循“宜材適構(gòu)”的筑壩理念，充分利用當(dāng)?shù)毓?jié)能環(huán)保低碳的天然材料的創(chuàng)新筑壩技術(shù)，填注自然堆積（或輔以人工堆積）的堆石體空隙，所形成的完整、密實(shí)、低水化熱的大體積混凝土。施工時(shí)首先將滿足一定粒徑要求的堆石直接入倉(cāng)，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆注滿足特定要求的自密實(shí)混凝土，依靠自重填注堆石空隙，形成符合設(shè)計(jì)要求的壩體。

5.2 優(yōu)點(diǎn)

具有低水泥用量、低水化熱、高密實(shí)度保證、高容重、體積穩(wěn)定抗裂性能突出、強(qiáng)化抗剪能力簡(jiǎn)化鑿毛、顯著提高工效縮短工期、大幅節(jié)約工程建設(shè)投資、施工質(zhì)量控制簡(jiǎn)便有效與節(jié)能低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

堆石混凝土筑壩技術(shù)與傳統(tǒng)的土石壩、混凝土壩、漿砌石壩筑壩技術(shù)構(gòu)成了一個(gè)完整的筑壩技術(shù)體系，將有力推動(dòng)我國(guó)中小型水利工程筑壩技術(shù)。堆石混凝土適合于澆注大倉(cāng)面混凝土施工、混凝土重力壩、拱壩壩體、各種基礎(chǔ)回填，混凝土換基部位、尾水區(qū)消力池、海曼、護(hù)坦、邊墻等構(gòu)筑物、混凝土圍堰、各種堤防工程和擋土墻工程等。通過合理的筑壩技術(shù)選擇和技術(shù)組合，大壩施工可以充分利用筑壩材料，減少棄料，大幅減少大壩施工對(duì)環(huán)境的影響，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境生態(tài)效應(yīng)。

6 堆石混凝土技術(shù)的應(yīng)用

原設(shè)計(jì)邢家峪水庫(kù)為漿砌塊石結(jié)構(gòu)的重力拱壩，建設(shè)的主要工程量包括：C30混凝土面板和C30漿砌塊石，合計(jì)1.5萬m3，建設(shè)工期為12個(gè)月。

在重力壩筑壩材料的選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，為了提高施工速度、降低工程造價(jià)、因地制宜地采用河道石材，將漿砌塊式結(jié)構(gòu)和自密實(shí)堆石混凝土結(jié)構(gòu)相比較。自密實(shí)堆石混凝土就是利用高流動(dòng)抗分離的性能，應(yīng)用壓漿混凝土施工方式，使自密實(shí)混凝土充填預(yù)先放置的堆石體，待自密實(shí)混凝土硬化后與堆石一起形成堆石混凝土。通過試驗(yàn)檢驗(yàn)自密實(shí)混凝土硬化后的強(qiáng)度性能，均滿足C30混凝土的設(shè)計(jì)要求，施工工期可縮短1/3，工程造價(jià)節(jié)約20%。

通過優(yōu)化設(shè)計(jì)采用自密實(shí)堆石混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)邢家峪水庫(kù)重力壩，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，和較大的推廣應(yīng)用前景。

［1］萊蕪市水利局.萊蕪市“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃［R］.2011.

［2］SL252—2000，水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］SL44—2006，水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范［S］.

［4］SL25—2006，砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］SL282—2003，混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

Application of Rock-fill Concrete Technology in Xingjiayu Reservoir

GENG Ling-sheng，LIU Yun，LIU Li-li，GONG Xiang-feng

（Water Resources Research Institute of Shandong Province，Jinan 250013，China）

Through the gravity dam structure design optimization，to make full use of the local rivers natural stone dam，so this article use the self-compacting concrete structure.The construction of Xingjiayu reservoir dam，has the advantoges of short shorten the construction period，greatly saving construction investment，energy saving.low carbon and environmental protection.This paper shows that uses self-compacting concrete can meet design requirements C30，shorten the 1/3 construction period，saved 20%of project cost，it will provide with the enormous economic benefits and social benefits，great popularization and application prospects.

rock-fill concrete;reservoir

TV5

A

1672-9900（2013）01-0065-02

2012-10-29

耿靈生（1965-），男（漢族），山東鄒平人，研究員，主要從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、水土保持及防洪影響評(píng)價(jià)等技術(shù)的應(yīng)用研究，（Tel）13964096302。