貴州省貞豐縣超千水庫(kù)（煙水配套水源）工程壩型比選探討

【摘要】根根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件，均具備建砌石重力壩或面板堆石壩的條件；擬定對(duì)兩種壩型進(jìn)行比選。經(jīng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，砌石重力壩方案較為有利，故選定壩型為C10砼砌毛石重力壩。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；壩型；重力壩；面板堆石壩

1、工程概況

超千水庫(kù)位于黔西南州貞豐縣北盤江鎮(zhèn)新屯村，具體位置見圖1。

超千水庫(kù)壩址以上集雨面積5.63km2（田家河溝），引洪渠以上集雨面積4.20km2（羊場(chǎng)河），工程總庫(kù)容247.0萬(wàn)m3。多年平均流量0.106 m3/s（田家河溝段），多年平均徑流量435萬(wàn)m3（含羊場(chǎng)河），水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位1148.88m，校核洪水位1149.47m，正常蓄水位1147.40m ，興利庫(kù)容185.5萬(wàn)m3。

超千水庫(kù)工程初步定為C10細(xì)石砼砌石重力壩，最大壩高34.50m，工程主要由大壩、溢流表孔、放空兼導(dǎo)流底孔、取水管及下游管網(wǎng)組成。水庫(kù)供水對(duì)象為下游三個(gè)村莊的人畜飲水、及農(nóng)田灌溉用水，年供水量242.36萬(wàn)m3。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000），超千水庫(kù)工程規(guī)模為?。?）型水庫(kù)。

2、壩址、壩線選擇

2.1壩址選擇

超千水庫(kù)壩址上游地形開闊，為白石溝和田家河溝兩條山溝交會(huì)，山坡較緩，而且有沖溝溶洞發(fā)育，不宜作壩址，同時(shí)因地形條件限制，越向上游同樣的壩高得到的庫(kù)容越小；壩址下游有天然跌水，如壩下移，則相同的庫(kù)容壩高明顯增加，很不經(jīng)濟(jì)，且越向下游，兩岸坡度逐漸變緩，地形較開闊，右岸坡頂巖體質(zhì)量差，承載力低，風(fēng)化深，也不宜作壩址。就地形地質(zhì)條件而言，壩址的上下游地形地質(zhì)條件明顯較差，因此上下游均無(wú)適宜選擇壩址河段，適宜選擇壩址河段長(zhǎng)僅50m，因此壩址選擇具有唯一性。

2.2壩線選擇

根據(jù)壩址區(qū)地質(zhì)條件，壩址河谷底部平坦，左右兩岸山體不對(duì)稱，河谷寬高比為7.3：1；右岸山體呈NNE方向連續(xù)分布，與白石溝走向一致。左岸山體呈近EW方向展布，與田家河溝走向一致，右岸山體高于左岸山體。壩線河床及兩岸出露T1a3地層，巖性為灰白、淺灰色厚層白云巖、灰質(zhì)白云巖。壩址下游發(fā)育一處跌水，跌水高度約10m；巖體在跌水處出現(xiàn)了一處臨空面，可能向跌水的臨空面產(chǎn)生卸荷，從而降低壩址巖體的質(zhì)量，對(duì)壩址巖體結(jié)構(gòu)的整體性產(chǎn)生不利影響及對(duì)壩基滲漏也有一定影響。在滿足壩基的抗滑穩(wěn)定要求下，經(jīng)布置比較，重力壩壩軸線布置于下游跌水往上游約35m處，壩軸線長(zhǎng)約258m，壩軸線方位角為N55.5225°W，壩軸線左、右壩端控制點(diǎn)坐標(biāo)分別為：X=2827615.8042，Y=567134.2984；X=2827761.8538，Y=566921.6167。

3、壩型選擇

從地形、地質(zhì)條件來(lái)看，修建柔性壩和剛性壩均可行，從建筑材料來(lái)看，當(dāng)?shù)赝亮陷^豐富，主要分布在壩址上下游左右岸，經(jīng)取土樣試驗(yàn)，其理化特性指標(biāo)符合修建均質(zhì)土壩。在距壩址4km處有符合建筑剛性壩的采石場(chǎng)，從而可建漿砌石拱壩、砼面板堆石壩和漿砌石重力壩，由于壩址處河床較寬，高寬比很大，不適宜修建拱壩。因此選擇砼面板堆石壩和混凝土砌毛石重力壩兩種壩型進(jìn)行比較。

3.1 C10砼砌毛石重力壩方案

該方案樞紐建筑物由大壩、溢洪道、放空兼放空兼導(dǎo)流底孔及取水孔組成。大壩為C10砼砌毛石重力壩，溢洪道為壩頂溢流挑流消能，布置于大壩中壩段0+104.2～0+113.0段；取水孔布置于大壩左壩段0+126.8處，放空孔（導(dǎo)流孔）布置于大壩左壩段0+123.8處。

C10砼砌毛石重力壩壩頂高程為1150.60m，壩基置于弱風(fēng)化基巖上部，建基面為水平，，建基面最低高程1116.10m，最大壩高34.50m，壩頂寬5m，壩底最大寬度29.50m，大壩上游1125.0m以上鉛直，以下為1：0.2壩坡，非溢流壩下游壩坡為1：0.75，上游面設(shè)置1m厚的C20砼防滲心墻，防滲等級(jí)為W4。

3.2混凝土面板堆石壩方案

樞紐布置方案為：混凝土面板堆石壩+左岸正槽式溢流表孔+右岸取水隧洞。

大壩壩型為混凝土面板堆石壩，壩軸線N55.5225°W，壩頂長(zhǎng)度285.563m，寬6m，壩頂高程1151.10m，防浪墻頂高程1152.3m，河床趾板底高程1119.1m，最大壩高32m。大壩上下游壩坡根據(jù)工程類比均采用1：1.4，面板上游1128.60m高程以下設(shè)置石渣蓋重和粘土鋪蓋層。大壩從上游至下游設(shè)置鋼筋混凝土防滲面板、墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)、主堆石排水區(qū)。下游坡1136.1m高程處設(shè)一寬3m馬道。

溢洪道布置在左岸，為河岸式正槽溢洪道，溢洪道由進(jìn)水渠、控制段、泄槽段及消能工組成。進(jìn)口引渠段平面長(zhǎng)度為23.125m，渠底平均寬度13m，渠底高程1147.4m。控制段長(zhǎng)10m，堰頂設(shè)1個(gè)寬頂堰，寬12m，堰上不設(shè)閘。泄槽為矩形斷面，凈寬8m，坡度I=0.314，。泄槽軸線水平總長(zhǎng)為225.588m，泄槽末端以半徑為5.875m的反弧段與挑流消能鼻坎相接，鼻坎坎頂高程1126.12m，挑角20°。

放水孔、放空孔（兼沖沙、導(dǎo)流孔）布置于右岸先期導(dǎo)流洞，上下垂直布置，上游面設(shè)置閘閥井，采用平板鋼閘門控制。放水孔進(jìn)口中心高程為1133m，采用1.4m×1.4m的平板閘門控制；放空孔進(jìn)口中心高程為1127.2m，出口設(shè)置閘閥室，運(yùn)用閘閥控制，采用DN700鋼管；進(jìn)口設(shè)置攔污柵。

3.3方案比較

（1）就地形地質(zhì)條件而言，壩址處河谷寬高比為7.5，兩岸坡地形坡度12～26°，巖層傾向下游略偏右岸，自然邊坡為切向坡。壩址處巖石為白云巖，強(qiáng)度較高，屬中硬質(zhì)巖類，

適宜修建堆石壩或重力壩。

（2）就樞紐布置而言，砌石重力壩及混凝土面板堆石壩均可行，不存在較大的技術(shù)問(wèn)題。但面板堆石壩存在以下不利因素：①壩身不宜泄洪，需另開溢洪道，且泄槽水流條件較差；②基礎(chǔ)處理中帷幕灌漿工程量較大；③取水管及放空管較長(zhǎng)。

（3）工程淹沒和占地而言，混凝土面板堆石壩要略大于重力壩，主要是因?yàn)楹樗畼?biāo)準(zhǔn)高，淹沒深，樞紐永久占地也是混凝土面板堆石壩略大。

（4）施工條件方面，面板堆石壩需開鑿導(dǎo)流洞，施工度汛較復(fù)雜；重力壩方案分期分段導(dǎo)流較簡(jiǎn)單，可采用壩體過(guò)水、底孔+壩體預(yù)留缺口等較為簡(jiǎn)單的方式度汛。

（5）工程投資方面，根據(jù)投資概算，砌石重力壩方案工程部分總投資為5230.28萬(wàn)元，混凝土面板堆石壩方案工程部分總投資6328.89萬(wàn)元。

通過(guò)上述比較，砌石重力壩樞紐工程總體布置簡(jiǎn)單、協(xié)調(diào)，能很好的解決泄洪關(guān)系，導(dǎo)流布置方便、靈活、投資省。因此本階段選定壩型為砌石重力壩

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)比較，雖然面板堆石壩方案堆石區(qū)對(duì)基礎(chǔ)承載力及筑壩要求不高，投資少，但是對(duì)趾板承載力及筑壩材料要求高，且壩體堆方量較大，占地面積較多，相對(duì)庫(kù)容減少，施工棄渣量多，多半為機(jī)械化施工，防滲面板施工要求高，導(dǎo)致施工質(zhì)量難易控制，基礎(chǔ)灌漿工程量多，需后期對(duì)防滲面板進(jìn)行維護(hù)，增加溢洪道及導(dǎo)流洞。碾壓質(zhì)量不易控制，基礎(chǔ)防滲工程量大，且增加溢洪道及導(dǎo)流洞工程設(shè)施；砌石重力壩方案對(duì)基礎(chǔ)承載力及筑壩材料要求高，投資多，對(duì)施工條件無(wú)制約性因素，施工技術(shù)成熟，多半為人工進(jìn)行施工，施工質(zhì)量易控制，占地面積相對(duì)較小，但壩基巖層強(qiáng)風(fēng)化層較厚，相應(yīng)的棄渣量較多，基礎(chǔ)防滲工程量比面板堆石壩少，需增加基礎(chǔ)固結(jié)灌漿工程量，后期不需對(duì)壩體定期維護(hù)，相應(yīng)的附屬建筑物少。經(jīng)比較，砌石重力壩方案較為有利，故推薦砌石重力壩為設(shè)計(jì)壩型。

參考文獻(xiàn)：

[1]孛永平. 張峰水庫(kù)壩型比選[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)， 2003， 13（8）：165-166.

[2]康軍紅. 雙峰寺水庫(kù)大壩壩型比選[J]. 水科學(xué)與工程技術(shù)， 2013（2）：44-47.