文得根水利樞紐工程樞紐布置比選

郭 春 ,趙現(xiàn)建,李亞文,于洪利

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

文得根水利樞紐工程樞紐布置比選

郭 春 ,趙現(xiàn)建,李亞文,于洪利

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

文章通過對文得根水利樞紐工程壩址區(qū)地形、地質(zhì)條件進行分析，擬定了可行的樞紐布置方案。綜合分析樞紐建筑物位置、施工條件、導(dǎo)流條件、施工工期、工程量、建成后運行及投資等因素選擇了推薦方案。

樞紐布置；方案比選；文得根水利樞紐工程

文得根水利樞紐工程位于松花江流域嫩江支流綽兒河中游，壩址位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟境內(nèi)，是引綽濟遼工程的水源工程。水庫總庫容23.70×108m3，灌 溉 面 積 4.75 萬 hm2，電 站 裝 機 容量 45 MW。 水 庫 正 常 蓄 水位 381.00 m。

1 壩址區(qū)地形 地質(zhì)條件

文得根水庫壩址區(qū)兩岸山體高程 410～450 m，相對比高 75～115 m。綽爾河自北西向南東流至壩址右岸上游近 400 m 處分 2 股水流，一股靠右岸由西向北東流去；主河道則呈 60°左右拐角向壩址左岸流去，往下游則靠左岸向南東流去。壩址位于文得根峽谷入口處，河谷呈不對稱“U”字型，壩址左岸山體比較完整，山體坡度 50°，山頂高程410.00 m，比高 70 m，下游有一埡口，鞍部高程381.00 m。右岸是一連續(xù)山體，比高 10 m 以下坡度約 50°，以上緩坡為 15°左右。河谷漫灘及一級階地開闊，松散堆積層厚 3.00～30.00 m。右岸一級階地下伏有掩埋基座階地，寬 240.00 m，其上覆蓋層1.00～6.00 m。

壩址下伏基巖為中砂巖、粉砂巖、含礫砂巖。左岸壩端附近發(fā)現(xiàn) 3 條斷層，破碎帶膠結(jié)較好，對壩端影響不大。

2 主要建筑物位置分析

壩址處河谷開闊，攔河大壩應(yīng)布置在主河床。從壩址區(qū)地質(zhì)、地形情況分析，兩岸山體均具有修建岸邊引水式廠房的可能性。考慮到左岸壩肩地形為獨立山包且山體巖石條件較好，從引水系統(tǒng)布置來看，布置在左岸洞線最短；同時考慮到綽兒河主河道在壩址下游側(cè)逐漸靠近左岸，在此處布置廠房尾水出流平順且尾水渠長度最短；另外左岸布置引水發(fā)電系統(tǒng)，對外交通也非常便利。綜合以上分析左岸更適合布置引水發(fā)電系統(tǒng)。考慮到右岸一級階地下伏有掩埋基座階地，階面高程332.00～333.00 m，寬 240.00 m，宜在此位置布置重力壩及壩后式廠房。

從壩址區(qū)地質(zhì)、地形情況分析左右岸岸坡均有布置溢洪道的條件，經(jīng)過分析左岸溢洪道和右岸溢洪道僅從泄洪建筑物自身來看，其地形、地質(zhì)、施工、運用條件及經(jīng)濟指標(biāo)等相差不大。

3 樞紐布置方案

從上述樞紐總體布置條件來看，文得根水利樞紐主要有3種樞紐布置方案：

方案 1：樞紐建筑物由粘土心墻砂礫石壩、右岸岸坡溢洪道、左岸引水發(fā)電兼灌溉系統(tǒng)及粘土均質(zhì)壩（副壩）及導(dǎo)流洞等建筑物組成。粘土心墻砂礫石壩布置在主河床處，壩頂全長 1 412.60 m，壩軸線方位角為 NW 357°11′25″。溢洪道布置在右岸岸坡，由進水渠、控制段、泄槽段、挑坎段和出水渠組成，全長 650.70 m。發(fā)電兼灌溉引水系統(tǒng)布置在左岸山體內(nèi)，由進水口、引水隧洞、鋼岔管及壓力鋼管組成，采用 1洞4機加灌溉洞支管的布置方式。開關(guān)站布置在安裝間下游地形平緩處。粘土均質(zhì)壩（副壩）布置在左岸山體埡口位置，壩長87.10 m。導(dǎo)流洞布置在左岸山體中。

方案 2：此方案利用右岸的掩埋基座布置混凝土重力壩及壩后式電站，樞紐建筑物從左岸至右岸依次布置左岸岸坡溢洪道、粘土心墻砂礫石壩、壩后式廠房壩段、岸坡混凝土重力壩段。粘土心墻砂礫石壩布置在主河床處，壩頂全長 1 191.00 m壩軸線方位角為 NW 357°11′25″；混凝土重力壩布置在右岸岸坡位置，壩頂全長 308.00 m；溢洪道布置在左岸埡口位置，由進水渠、控制段、泄槽段、挑坎段和出水渠組成，全長 707.56 m；廠房為壩后式廠房，布置在右岸的重力壩下游；開關(guān)站布置在安裝間下游地形平緩處。灌溉洞布置在重力壩內(nèi)。

方案 3：樞紐建筑物由粘土心墻砂礫石壩、左岸埡口溢洪道、左岸引水發(fā)電兼灌溉系統(tǒng)及粘土均質(zhì)壩（副壩）及導(dǎo)流洞等建筑物組成。粘土心墻砂礫石壩布置在主河床處，壩頂全長 1 460.00 m，壩軸線方位角為 NW 357°11′25″。溢洪道布置在左岸埡口，由進水渠、控制段、泄槽段、挑坎段和出水渠組成，全長 769.20m。發(fā)電兼灌溉引水系統(tǒng)布置與方案一相同，開關(guān)站布置在安裝間下游地形平緩處。粘土均質(zhì)壩（副壩）布置在左岸山體埡口位置，壩長 87.10 m。導(dǎo)流洞布置在左岸。

4 樞紐布置選擇

方案 1和方案 2引水發(fā)電兼灌溉系統(tǒng)和岸坡溢洪道分別布置在左、右兩岸，泄洪與發(fā)電均無影響。方案 1導(dǎo)流洞相對獨立，施工過程中與其他建筑物互不干擾，導(dǎo)流時水流條件好。方案 2利用左岸埡口布置溢洪道，不用建副壩，并且導(dǎo)流底孔、灌溉洞布置在混凝土壩段里，不需專門設(shè)置。方案3溢洪道布置為了避開引水發(fā)電系統(tǒng)，已偏離埡口，兩側(cè)形成近百米的高邊坡；溢洪道中心線長度比方案 1 長約 120 m。其溢洪道布置增加了樞紐工程投資和運行風(fēng)險。方案3導(dǎo)流洞長度比方案1長 186.6m，且壩長最長，這增加了樞紐工程投資。從施工條件來看方案3，溢洪道和廠房布置在同一側(cè)相距較近，施工期易相互干擾。從運行條件來看方案 3，泄洪與發(fā)電相互間有一定影響，同時溢洪道切斷了左岸進廠公路，需從右岸繞行，不利于電站運行。綜上分析，方案 1 和方案 2 明顯優(yōu)于方案 3。

方案2導(dǎo)流底孔、灌溉洞布置在混凝土壩段里，導(dǎo)流洞底孔高程較低，基本位于河床地面線以下，導(dǎo)流過程中水流條件不好；方案 1 導(dǎo)流洞相對獨立，施工過程中與其他建筑物互不干擾，導(dǎo)流時水流條件好。方案2廠房混凝土澆筑與土石壩填筑存在相互干擾，另外廠房壩段與土壩連接部位混凝土擋墻工程量很大，工程投資較大。方案 1施工工期比方案 2稍短。方案 1工程投資比方案 2少 2.16 億元。

方案 1 樞紐建筑物布置、施工條件、導(dǎo)流條件、施工工期、工程量及投資均優(yōu)于方案 2，故推薦方案一為文得根水利樞紐工程樞紐布置選定方案。

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2014-01-14