水庫擴(kuò)建工程選址方案及布置的研究與分析

侯波 塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計(jì)院

1.工程概況

庫甫水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)總庫容480×104m3，興利庫容389×104m3。該水庫工程規(guī)模為?。?）型，樞紐建筑物由大壩、放水隧洞、溢洪道組成。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇。

目前，托里鎮(zhèn)城鎮(zhèn)供水水源主要采用地下水，地下水超采問題嚴(yán)重，托里鎮(zhèn)城鎮(zhèn)供水保證率較低。本工程主要是通過提高庫甫河水的利用率和由五條泉水溝向庫甫水庫注水，經(jīng)過庫甫水庫擴(kuò)容進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，為水庫下游灌區(qū)提供灌溉用水和為庫甫鄉(xiāng)、托里鎮(zhèn)牧民定居點(diǎn)、托里鎮(zhèn)提供各業(yè)（不含農(nóng)牧業(yè)）用水量。

2.水文

托里縣托里鎮(zhèn)及庫甫鄉(xiāng)牧民定居水源（庫甫水庫）擴(kuò)建工程水源包括五條泉水溝和庫甫河兩部分。其中五條泉水溝水源為本工程調(diào)入水源，庫甫河多年平均徑流量為0.2135×108m3。

3.水庫區(qū)域地質(zhì)概況

庫甫水庫庫區(qū)位于庫甫河出山口上游4～6.5km河段，屬低山丘陵區(qū)中的河谷地貌。庫區(qū)兩岸基巖山體較雄厚，山頂較平緩，基本上呈半圓狀和圓狀，水庫地形條件較好。

4.水庫工程選址方案比選及布置的研究與分析

4.1 壩址建設(shè)方案比選

庫甫水庫擴(kuò)建后大壩仍采用原壩線布置形式，為了充分利用原壩體已有堆石體和漿砌石體方量，盡量減少堆石填筑方量和保證壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，本次初擬了原大壩上游壩坡順延、下游壩坡貼坡培厚加寬并加高壩頂?shù)臄U(kuò)建方案和原壩頂戴帽加高的擴(kuò)建方案兩種方案進(jìn)行比較。

方案一：原大壩上游壩坡順延、下游壩坡貼坡培厚加寬并加高壩頂

擴(kuò)建后壩頂長(zhǎng)264m，壩頂寬5m，原壩軸線向后平移3.8m為擴(kuò)建后壩軸線位置，壩頂高程1687.82m，壩頂加高3.16m，擴(kuò)建后大壩最大壩高34.87m。大壩壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻，結(jié)構(gòu)形式為“L”型，防浪墻高出壩頂1.2m，防浪墻頂高程1689.02m。大壩壩頂下游側(cè)設(shè)路沿石，斷面尺寸為30cm×60cm，路沿石高出壩頂20cm，路沿石頂高程1688.02m。大壩壩頂為20cm厚砂礫石路面。大壩上游壩坡為1:1.5，采用0.4m厚漿砌石護(hù)坡，護(hù)坡下鋪設(shè)1.3m厚的砂礫石墊層，砂礫石墊層下鋪設(shè)“兩布一膜”防滲土工膜，土工膜與下游堆石體之間設(shè)1m厚的砂礫石過渡層。大壩下游壩坡為1:1.4，壩后新增貼坡培厚水平寬度為6.06m，此部分采用堆石料回填夯實(shí)，下游壩坡采用0.4m厚干砌石護(hù)坡。

方案二：原壩頂戴帽加高

擴(kuò)建后壩頂長(zhǎng)264m，老壩段壩頂寬7.3m，延長(zhǎng)壩段壩頂寬5m，壩頂高程1687.82m，壩頂加高3.16m，擴(kuò)建后大壩最大壩高34.87m。大壩壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻，結(jié)構(gòu)形式為“L”型，墻高5.72m，底寬3.69m，墻厚0.5m，防浪墻高出壩頂1.2m，防浪墻頂高程1689.02m。大壩壩頂下游側(cè)設(shè)“L”型擋土墻，墻高4.86m，底寬3.15m，墻厚0.5m，擋土墻高出壩頂1.2m，墻頂高程1689.02m。大壩壩頂為20cm厚混凝土路面，為排出雨水，壩頂向下游單向傾斜，坡度為2%。大壩上游壩坡為1:1.5，采用0.4m厚漿砌石護(hù)坡。大壩下游壩坡為1:1.4，采用0.4m厚干砌石護(hù)坡。

通過以上分析可以看出兩種方案都能滿足擴(kuò)建的可能，但從投資、施工條件和壩坡穩(wěn)定性兩方面考慮，原大壩上游壩坡順延、下游壩坡貼坡培厚加寬并加高壩頂方案較原壩頂戴帽加高方案優(yōu)越，故本階段推薦原大壩上游壩坡順延、下游壩坡貼坡培厚加寬并加高壩頂方案。

4.2 工程總體布置

庫甫水庫壩型為土工膜斜墻堆石壩，擴(kuò)建工程總體布置仍采用原樞紐的總體布置形式，大壩軸線大致呈南北方向。庫甫水庫擴(kuò)建后上游壩坡1：1.5，下游壩坡1：1.4，最大壩高34.87m；放水隧洞位于左壩肩，洞軸線與壩軸線的夾角為70°，放水隧洞全長(zhǎng)188.6m，其中洞身段61m，為1.5m×1.8m的城門洞型；溢洪道位于右壩肩，溢洪道軸線與大壩軸線夾角78.8°，溢洪道全長(zhǎng)118.1m，全部襯砌，其中控制段長(zhǎng)10m，漸變段長(zhǎng)17m，泄槽段長(zhǎng)65m，消能防沖段長(zhǎng)13.1m，由于交通及抗洪搶險(xiǎn)物資運(yùn)輸需要，在溢洪道的控制段設(shè)交通橋，共三跨，每跨凈寬7m，橋面寬5m。

4.2.1 壩體填筑材料設(shè)計(jì)

大壩壩體堆石材料采用爆破料，選定的爆破料場(chǎng)位于壩址區(qū)西南0.31km的山坡上，出露巖性為英安玢巖、凝灰砂巖，屬中硬巖石類，巖性較單一，巖體較完整，幾乎沒有無用夾層，產(chǎn)地面積6000m2，按20m深度開采，儲(chǔ)量大于12×104m3，滿足設(shè)計(jì)用量。壩體填筑前先將壩頂路沿石和壩后干砌石護(hù)坡拆除，將拆除的干砌石堆放至臨時(shí)轉(zhuǎn)料場(chǎng)，以備利用，同時(shí)對(duì)新增壩段和壩體輪廓區(qū)域進(jìn)行清基，對(duì)原基礎(chǔ)面進(jìn)行碾壓，然后進(jìn)行壩體填筑。

壩址方案比選

4.2.2 基礎(chǔ)處理

本次擴(kuò)建大壩的左、右側(cè)壩基需將壩基范圍內(nèi)的覆蓋層全部清除，壩體的基礎(chǔ)座落在基巖上，故在大壩右側(cè)壩基需設(shè)寬4m、厚1m的砼灌漿蓋重，一方面使土工膜嵌入砼，使壩體壩基防滲成為完整體系；另一方面便于固結(jié)灌漿與帷幕灌漿施工。將大壩左側(cè)灌漿向山體方向延長(zhǎng)118m，帷幕灌漿平均深度為33m，大壩右側(cè)灌漿向山體方向延長(zhǎng)120m，帷幕灌漿深度為26m。

5.結(jié)語

庫甫水庫擴(kuò)建工程主要任務(wù)是通過提高庫甫河水的利用率和由五條泉水溝向庫甫水庫注水，經(jīng)過庫甫水庫擴(kuò)容進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，為水庫下游灌區(qū)2.565萬畝耕地（改善0.40萬畝）提供足水灌溉用水量988.37萬m3和為庫甫鄉(xiāng)、托里鎮(zhèn)牧民定居點(diǎn)、托里鎮(zhèn)提供各業(yè)（不含農(nóng)牧業(yè)）用水量326.03萬m3。