德江縣煎茶水庫(kù)工程建設(shè)的必要性及主要建筑物分析

洪 流

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 松桃貴陽(yáng) 550002)

1 工程概況

煎茶水庫(kù)距德江縣煎茶鎮(zhèn)9 km，左岸靠近煎茶鎮(zhèn)公路，交通便利。煎茶水庫(kù)位于六池河上游，六池河屬于長(zhǎng)江流域?yàn)踅狄患?jí)支流，全流域蓄水面積2090 km2，主河道長(zhǎng)112 km，主河道平均比降4.2‰，流經(jīng)思南、鳳南、德江等3個(gè)縣。煎茶水庫(kù)工程分為兩個(gè)部分，輸水工程和水源樞紐，水庫(kù)工程輸水管道總長(zhǎng)10.032 km，該工程主要任務(wù)是為鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)園區(qū)供水和灌溉。

煎茶鎮(zhèn)主要從煎茶水廠、向家坡水廠取水，取水資源主要來(lái)自向家坡山塘和大河溝河水。取水方式以提水為主，提水路線200 m以上，且取水口不具有隨意調(diào)節(jié)能力，供水效率低。水廠也常常因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境，出現(xiàn)旱季斷流和脫水的情況，無(wú)法滿(mǎn)足鎮(zhèn)區(qū)需求。其中作為應(yīng)急水庫(kù)的梅子水壩供水也存在各種問(wèn)題，供水不穩(wěn)定，無(wú)法保障安全供水，為了解決當(dāng)?shù)毓┧畣?wèn)題，開(kāi)展了“紅水桶”行動(dòng)，在旱季為煎茶鎮(zhèn)車(chē)輛送水。隨著縣城的快速發(fā)展，煎茶鎮(zhèn)也變成了德江縣的重點(diǎn)建制鎮(zhèn)，無(wú)穩(wěn)定水源供水是很大的問(wèn)題[1-2]。

2 工程施工組織設(shè)計(jì)

2.1 施工導(dǎo)流

施工導(dǎo)流是整個(gè)工程建設(shè)的全局性問(wèn)題，要考慮到施工的整個(gè)程序，包括水利工程建筑布局、壩址和壩型選擇，及施工進(jìn)度和施工環(huán)境等。導(dǎo)流部分的工程包括封堵、截流、攔洪、排水和蓄水等，這些都是水利工程建設(shè)的要點(diǎn)。德江縣煎茶鎮(zhèn)的地形環(huán)境整體比較好，場(chǎng)地內(nèi)巖體結(jié)構(gòu)多為黏土碎石層、耕植土、強(qiáng)風(fēng)化白巖石、河床砂卵石層等，巖體均是基礎(chǔ)持力層，場(chǎng)地地形坡度緩，沒(méi)有特別復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象[3]。

導(dǎo)流隧道洞設(shè)置在左岸，巖石性質(zhì)多為硬巖，為3類(lèi)圍巖，可進(jìn)行建設(shè)。導(dǎo)流隧道洞口坡體表面有崩塌堆積碎石，開(kāi)挖時(shí)需要注意崩塌部分碎石的清理，建議放緩開(kāi)挖的坡度，建設(shè)邊坡錨固支護(hù)。

整體輸水工程包括：總干管、灌溉管、消力池、供水管、高位水池、泵站、末端水池等。

(1)管線鋪設(shè)從取水口到壩址的下游，鋪設(shè)兩條管線，分別負(fù)責(zé)供水和灌溉。管道鋪設(shè)沿流渡河和道路階地建設(shè)，沿途無(wú)泥石流或大型滑坡，僅有一些殘破黏土、碎石等，建議采取覆蓋層或加強(qiáng)風(fēng)化巖石的持久力。

(2)泵站施工，在大壩下游建設(shè)泵站，該地地形平緩，但其上部土質(zhì)穩(wěn)定性差，所以，在邊坡開(kāi)挖時(shí)需要加強(qiáng)支護(hù)，同時(shí)設(shè)置坡頂排水溝。泵站水管沿泵站到高位水池斜坡進(jìn)行布置。

2.2 土石方工程

在水庫(kù)工程建設(shè)中，土方工作要做到填挖平衡和調(diào)配，需遵循以下原則：(1)盡量達(dá)到自身開(kāi)挖土方滿(mǎn)足自身填筑。(2)滿(mǎn)足自身建設(shè)后，如有剩余土方可用于附近其他項(xiàng)目使用。(3)借土料場(chǎng)和棄土區(qū)選擇需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境和水土保持情況，控制取土的范圍和深度。

本工程設(shè)計(jì)土料主要在圍堰處進(jìn)行選擇，經(jīng)過(guò)調(diào)查該壩址上游是洼地，內(nèi)部分布著大面積的黏土和碎石，根據(jù)附近工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)行工程建設(shè)。所以，土石方工程就選擇在偏巖村東側(cè)洼地，該處地形平緩，又與楠干公路和煎茶鎮(zhèn)較近，便于運(yùn)輸和開(kāi)采。

本工程的石料場(chǎng)地選擇在壩址左岸上游坡地，該處地形起伏較大，多為溶蝕峰林地貌。本工程在該石料場(chǎng)地設(shè)置了4個(gè)勘探孔，通過(guò)檢測(cè)其地質(zhì)環(huán)境，該地滿(mǎn)足石料場(chǎng)需求。

2.3 混凝土工程

混凝土工程的建設(shè)需要充分考慮防滲、排水和防凍等因素，可根據(jù)施工條件和規(guī)模集中建設(shè)一個(gè)混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，以滿(mǎn)足長(zhǎng)期工程需求，對(duì)于大型河道可以在左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)混凝土調(diào)配系統(tǒng)。

2.4 施工布置

施工布置根據(jù)工程規(guī)模、特點(diǎn)和施工條件，解決工期所需要的輔助企業(yè)、交通道路、施工動(dòng)力、通訊等相關(guān)設(shè)施問(wèn)題。根據(jù)工程特點(diǎn)列出主要項(xiàng)目施工包括：工程量、工期考察，關(guān)鍵線路施工等問(wèn)題。

本工程大壩是在后溪河和高竹村六池河交匯口附近，壩址兩側(cè)有陡峭的山坡，進(jìn)行施工交通布置比較困難，壩址下游地形平緩開(kāi)闊，可以進(jìn)行施工場(chǎng)地布置。除了輸水管道局部布置有較陡的地形，其他地勢(shì)相對(duì)平緩，管道的施工規(guī)模比較小，適合在其平緩地勢(shì)位置建設(shè)施工生產(chǎn)生活設(shè)施。

3 水庫(kù)工程建設(shè)的主要布置

將煎茶水庫(kù)工程分為兩個(gè)部分：輸水工程和水源樞紐工程。輸水工程包括：總干管、灌溉管、供水管、壩后泵站；水源樞紐工程包括：泄流表孔、碾壓混凝土重力壩、取水兼顧放空系統(tǒng)、傷疤左岸公路等，見(jiàn)表1。

表1 煎茶水庫(kù)工程建筑物級(jí)別和洪水標(biāo)準(zhǔn)

3.1 擋水工程設(shè)計(jì)

3.1.1 碾壓混凝土重力壩結(jié)構(gòu)布置

大壩壩頂長(zhǎng)136.60 m、壩頂高程 777.00 m、建基面高程729.00 m、壩頂寬6.00 m、最大壩高48.00 m。河床段是溢流壩，該段位于樁號(hào)0+042.075～0+090.075，有3孔處不設(shè)閘的表孔，總長(zhǎng)48.00 m。下游溢流壩高程771.00 m以上是垂直的，771.00 m以下坡比1∶0.75，壩頂布置欄桿。

3.1.2 細(xì)部結(jié)構(gòu)

(1)壩體分縫和止水。壩體分縫的決定因素有施工澆筑條件、混凝土溫度控制、壩基條件、結(jié)構(gòu)布置等，本工程大壩設(shè)計(jì)6個(gè)壩段，其中在溢流壩和非溢流壩設(shè)計(jì)4條橫縫。

(2)壩內(nèi)廊道布置。為了滿(mǎn)足壩基帷幕灌漿、觀測(cè)和排水，需要在壩體內(nèi)建設(shè)一層灌漿廊道。為了滿(mǎn)足壩體排水達(dá)到預(yù)埋排水管自由排水，一般需要將基礎(chǔ)廊道底板高程和河床高程設(shè)為同高約742 m。為了避免壩體帷幕灌漿出現(xiàn)施工難度大和灌漿效果不好的情況，這里將基礎(chǔ)廊道高程設(shè)為745 m，廊道出口高程超過(guò)下游校核洪水位，擬定為765 m，廊道城門(mén)尺寸為3.0 m×3.5 m，使用C25厚40 cm的鋼筋混凝土襯砌。

3.2 泄水工程設(shè)計(jì)

壩體中部為溢流壩段位，設(shè)置的是無(wú)閘控制溢流表孔溢洪道，溢流堰寬40 m，堰頂長(zhǎng)773 m，壩頂布置交通橋，橋?qū)? m，左岸長(zhǎng)40.075 m，左岸費(fèi)溢流壩為46.525 m。

溢流道出口位置采取底流消能，主要是因?yàn)閴蜗掠魏哟灿心鏀鄬訂?wèn)題，且河床基巖抗沖刷能力弱，下游采取挑流效能霧化比較嚴(yán)重。下游建設(shè)消力池長(zhǎng)23 m，池底高程738 m，池寬37.035 m，末端設(shè)置尾坎高2.5 m。邊墻采取衡重式，池底厚度2.0 m，頂部厚度2.0 m。在底板位置設(shè)計(jì)排水孔和錨桿，使用C30鋼筋混凝土建立邊墻底板迎水面，厚度為0.8 m，使用C25鋼筋容建立外側(cè)，厚度為1.2 m。

3.3 取水、放空系統(tǒng)

取水口外部輪廓尺寸為9.5 m×6.9 m(長(zhǎng)，寬)，頂部高程為777.00 m，井筒建基面高程為748.30 m，井筒高28.7 m。井筒使用C25鋼筋混凝土，預(yù)埋金屬結(jié)構(gòu)使用C30二期混凝土，事故閘門(mén)長(zhǎng)寬設(shè)置為0.9×2.0通氣孔。

根據(jù)取水要求取水口布置在大壩左岸壩橫樁號(hào)0+094.60處，進(jìn)口底檻高程為750.30 m，抵觸死水位高程為754.00 m，必須要滿(mǎn)足進(jìn)口淹沒(méi)深度要求。進(jìn)口事故閘門(mén)尺寸為2 m×2 m，在事故站門(mén)前布置一攔污柵，尺寸為3.5 m×3.8 m，閘門(mén)后設(shè)置漸變段3.00 m，漸變?yōu)? m×2 m方孔變成圓形，接入壩身取水鋼管DN1200 mm。取水管末端鋼管壩體位于樁號(hào)0～0.39.50位置，建立錐形閥DN1200放空來(lái)控制放空的關(guān)閉，放空排向是大壩下游的消力池，其中分出放空Φ300 mm支管作為環(huán)境放水管，支管上設(shè)置閘閥DN300控制。

3.4 輸水工程設(shè)計(jì)

輸水工程的主要組成結(jié)構(gòu)：總干管、灌溉管、供水管、壩后泵站、末端水池、高位水池等。

供水管從接壩高水池為站沿著高水池位山坡布置，在高山堡位置使用跨越埋管方式?jīng)_溝順著偏巖到煎茶鄉(xiāng)村公路供水，直到末端的水池供水，均使用球墨鑄鐵管材料，供水管總長(zhǎng)4.505 km，管徑0.8 m，末端流量為0.472 m3/s。

灌溉管和總干管末端連接，選擇埋入方式從河道穿越到右岸，在沿著右側(cè)河道向下游經(jīng)過(guò)李家寨、松溪壩、堰坎上、桃子坳、南克寨等村寨直到末端的楊家附近，設(shè)計(jì)流量為0.0911 m3/s，總路線長(zhǎng)4.869 km，采用球墨DN350鑄鐵管管材[4]。

泵站進(jìn)水管與總干管末端相連，沿著河道左岸與壩后泵站連接總長(zhǎng)0.406 km，流量設(shè)計(jì)為0.479 m3/s。河流左岸田壩設(shè)置壩后泵站，在壩址下游630 m，提水揚(yáng)程為130.2 m，泵站后連接泵站出水管采用Q345-C壓力鋼管，管長(zhǎng)405 m，管徑0.6 m，提水一直到高位水池。

3.5 邊坡工程

煎茶水庫(kù)水源樞紐中的溢洪道、取水建筑物、建筑物大壩均按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，屬于1型小規(guī)模。根據(jù)《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求，為了避免邊坡對(duì)建筑物造成危害，需要建設(shè)5級(jí)邊坡。各個(gè)建筑物邊坡開(kāi)挖級(jí)別詳見(jiàn)表2[5]。

表2 建筑物開(kāi)挖邊坡等級(jí)

4 結(jié) 論

建立煎茶水庫(kù)可以有效解決煎茶集鎮(zhèn)水源保障率低、供水規(guī)模小等問(wèn)題，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)煎茶集鎮(zhèn)“鄉(xiāng)鄉(xiāng)水源穩(wěn)定”的目標(biāo)，且解決了灌溉區(qū)水利設(shè)施薄弱問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)目標(biāo)。在具體施工中，進(jìn)行嚴(yán)格考察，因地制宜，合理規(guī)劃整個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)施，才能保證水利工程的順利進(jìn)行。本文以煎茶水庫(kù)工程建設(shè)為主，分析了該工程建設(shè)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，以及主要工程建設(shè)環(huán)節(jié)情況，該工程嚴(yán)格按照國(guó)家水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在材料和設(shè)備設(shè)計(jì)中，選擇先進(jìn)的節(jié)能型設(shè)備，充分地考慮到節(jié)能降耗問(wèn)題。