哈密市射月溝水庫瀝青心墻壩水庫增容加高方案設計論證

□賈知明（新疆哈密地區(qū)水利水電勘測設計院）

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哈密市射月溝水庫瀝青心墻壩水庫增容加高方案設計論證

□賈知明（新疆哈密地區(qū)水利水電勘測設計院）

摘要：隨著工業(yè)用水量日趨增加，哈密市射月溝水庫一期工程供水規(guī)模已遠遠不能滿足各礦業(yè)用水的需要，為了解決突出的缺水問題，需要增容加高射月溝水庫大壩。通過設計論證采用復合土工膜斜墻對壩體進行加高，文章將不同壩型、防滲形式相結合的一種復合式壩型，相對現(xiàn)土石壩傳統(tǒng)壩型而言具有創(chuàng)新與突破，具有經(jīng)濟、合理與實用性。

關鍵詞：射月溝水庫；大壩增容加高；瀝青混凝土心墻；復合土工膜斜墻

1　工程概況

哈密市射月溝水庫位于哈密市沁城鄉(xiāng)東南約8 km射月溝流域。徑流主要由融雪水、夏季降雨和地下水組成，屬融雪水、降雨混合型補給河流。壩址以上流域面積408 km2，多年平均年徑流量1819萬m3。大壩設計洪水標準為30 a一遇，洪峰流量為219 m3/s；校核洪水標準為300 a一遇，洪峰流量為537 m3/s，射月溝水庫的主要任務：按照地區(qū)水資源配置方案，解決哈密市東部礦區(qū)缺水的需要；滿足沁城鄉(xiāng)二宮村農業(yè)灌溉及生態(tài)用水同時兼顧下游防洪的需要。

水庫樞紐工程由攔河壩、放水涵管及導流、放空洞、溢洪道等建筑物組成,壩體為澆注式瀝青心墻砂礫石壩，最大壩高34.50 m，壩頂長度386.50 m，放水涵管及導流、放空洞布置在大壩左岸；溢洪道布置在右壩肩鞍部處。工程規(guī)模屬?。á瘢┬汀?/p>

射月溝水庫一期工程總庫容為507.34萬m3，興利庫容為215.87萬m3；攔洪庫容90.67萬m3；調洪庫容187.35萬m3，死庫容104.62萬m3；水庫每年為農業(yè)灌溉供水131.60萬m3，為工業(yè)供水810萬m3(90%保證率)。通過水庫削峰滯洪可使30 a一遇設計洪水下泄流量減少到148.54 m3/s，300 a一遇校核洪水下泄流量減少到380.32 m3/s。

2　射月溝水庫二期工程興建緣由

哈密地區(qū)處于干旱內陸區(qū)域，水資源總量不足且時空分布極不均衡，是資源性缺水地區(qū)也是工程性缺水地區(qū)，哈密射月溝水庫于2008年10月完工，同年11月中旬下閘蓄水，在一定程度上解決了哈密市東部礦區(qū)缺水的需要。隨著進駐哈密市東部礦區(qū)企業(yè)增多，工業(yè)用水量日趨增加，原水庫年工業(yè)供水810萬m3供水規(guī)模已遠遠不能滿足各礦業(yè)用水的需要，為了解決該突出的缺水問題，采取跨流域從水庫上游的大小天生圈、烏拉臺及7條坎爾井水量，把豐裕水量通過修建引水渠首和引水干渠，調入射月溝水庫內。在射月溝原水庫工程的基礎上興建二期工程。

哈密市射月溝水庫原總庫容507.34萬m3，調水之后經(jīng)調節(jié)計算射月溝水庫所需總庫容677.90萬m3，工業(yè)供水增加到1353.20萬m3，相應最大壩高為37.65 m，對大壩工程基礎地質條件、壩體的結構及對泄洪建筑物、引水建筑物的結構安全等相關因素進行結構安全分析、復核計算，大壩加高后可基本滿足規(guī)范的安全要求。

結合工程實際情況，水庫加高方案初擬兩種方案進行比較：方案一為水庫大壩二期加高部分采用土工膜斜墻防滲，最終大壩為瀝青心墻壩與土工膜斜墻防滲壩相結合復合壩型，方案二為按照一期工程大壩瀝青混凝土心墻壩壩型加高壩體。

3　射月水庫二期大壩加高方案比選

3.1方案一

復合土工膜斜墻加高方案，壩體加高典型剖面見圖1。

大壩橫剖面設計分一期工程和二期工程，一期工程已于2008年10月完成，壩體完成填筑高度為1493.50 m，壩體防滲采用瀝青混凝土心墻。本次二期工程大壩壩體防滲采用復合土工膜斜墻防滲，二期上、下游壩坡與一期工程壩坡一致，上游壩坡1:2.25，下游壩坡1:2.00。原壩軸線不變，二期工程壩體加高3.15 m,前壩腳線不變，后壩腳線向下游延伸，復合土工膜斜墻與下面瀝青混凝土心墻與土工膜連接，與上面防浪墻連接時，在防浪墻設置預埋件，將復合土工膜固定預埋件上。

圖1　復合土工膜斜墻加高方案壩體剖面圖（方案一）

3.2方案二

瀝青混凝土心墻加高方案，壩體加高典型剖面見圖2。

圖2　瀝青混凝土心墻加高方案壩體橫剖面圖（方案二）

大壩的上、下游壩坡維持原一期工程壩坡坡度不變，上游坡為1：2.25，下游壩坡坡度為1：2，二期工程壩體加高3.15 m,原壩軸線不變，前后壩腳線分別向上下游延伸，瀝青混凝土心墻頂部原一期工程高程1492.30 m，加高3.15 m，二期工程后瀝青混凝土心墻頂部高程為1495.45 m。

3.3分析結果

方案一：壩體加高工程投資416.82萬元，方案二：壩體加高工程投資646.32萬元。

方案一較為經(jīng)濟，方案二如在一期瀝青混凝土心墻基礎上興建二期瀝青混凝土心墻壩，勢必損壞一期的防浪護坡混凝土板，需將一期的防浪護坡混凝土板折除，待二期壩體施工完成后，重新進行前壩坡防浪護坡混凝土板澆筑。施工時間長，投資大。為此我們采取保護一期前壩坡防浪護坡混凝土板，采取由復合土工膜斜墻防滲，在一期壩體后壩坡和壩頂加高培厚，這樣不僅投資最省，還可以加快施工進度。選擇方案一較為經(jīng)濟合理。

4　大壩加高采用復合土工膜斜墻的優(yōu)勢和先進性

4.1施工方便

施工過程可不排空水庫蓄水，可在水庫正常蓄水狀態(tài)下施工，工期短。而方案二按瀝青心墻壩加高要對一期工程上游壩坡進行填筑和處理，施工中要排空水庫蓄水，并要進行施工導流。

4.2結構經(jīng)濟合理

防滲體下部采用瀝青混凝土心墻、上部采用土工膜斜墻，使得大壩防滲體在高水頭作用范圍采用性能可靠的瀝青混凝土防滲，在低水頭作用范圍采用土工膜斜墻防滲。

采用瀝青混凝土防滲，瀝青混凝土單價2000元/m3，瀝青混凝土心墻厚度為40 cm，折合每平方米（擋水面）約800元，采用土工膜斜墻防滲每平方米（擋水面）約26元，折算為垂直防滲面每平方米約65元，因此大壩二期加高防滲體采用瀝青混凝土心墻是土工膜斜墻成本的12倍，方案二按原壩型（瀝青混凝土心墻壩）對壩體進行加高需對一期工程壩體防浪護坡進行拆除和重建，按方案一進行壩體二期加高可利用原壩防浪護坡而避免此部分的拆除重建。射月溝水庫大壩二期加高采取復合土工膜斜墻方案，節(jié)省投資約229.50萬元。經(jīng)濟性較為明顯。

5　結語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，基于工農業(yè)對水資源日益增長的需求，為了使水庫發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益和社會效益。水庫增容加高，是個很好的解決辦法。特別是西部地區(qū)多泥沙河流的小型水庫，河流流量比較小，排沙、沖沙較為困難，水庫淤積較為嚴重，水庫興利庫容減少，嚴重制約水庫經(jīng)濟效益的發(fā)揮。在大壩基礎地質條件、壩體結構安全的前提下，采用復合土工膜斜墻對壩體進行加高，將不同壩型、防滲形式相結合的一種復合壩型，相對現(xiàn)土石壩傳統(tǒng)壩型而言具有創(chuàng)新與突破，具有經(jīng)濟、合理與實用性。哈密市射月溝水庫運行6 a來，大部分是滿庫運行，防滲效果非常良好，通過水庫增容加高使有限的水資源發(fā)揮最大效益，加快推動哈密地區(qū)資源優(yōu)勢向經(jīng)濟優(yōu)勢轉化，為哈密經(jīng)濟發(fā)展起到重要作用。

（責任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-11-24

作者簡介：賈知明（1984-），男，工程師，從事水利工程設計工作。

中圖分類號：TV62

文獻標識碼：C

文章編號：1673-8853（2016）03-0076-02