涔天河水庫擴建工程 2#泄洪洞出口方案優化與設計

鄭永蘭 詹雙橋 張 飚

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

1 樞紐工程概況

涔天河水庫擴建工程是具有灌溉、防洪、下游補水和發電，兼顧航運等綜合利用效益的大型水利水電樞紐工程，水庫正常蓄水位313.0 m，總庫容15.1億m3，灌溉面積7.56萬hm2（113.35萬畝），電站裝機容量200 MW。 工程等別為Ⅰ等大（Ⅰ）型，泄水建筑物等主要水工建筑物級別為1 級。

涔天河水庫擴建工程樞紐包括擋水、泄水、引水、發電、過壩等建筑物。大壩為混凝土面板堆石壩，泄洪建筑物為右岸2 條泄洪洞。 本工程泄洪方式為右岸兩條泄洪隧洞聯合泄洪，2#泄洪洞為其中一條，設計最大下泄流量2 878 m3/s。

2 泄洪洞結構布置

2#泄洪洞洞軸線采用直線布置，全長880.5 m。導流洞在龍抬頭正下方與泄洪洞結合，見圖1。

圖1 2#泄洪洞縱剖面圖

洞身斷面型式為“城門洞”形，全長655 m，立面采用“龍抬頭”式布置，起點高程282.49 m。控制段后依次接斜坡段、反弧段、泄洪平洞段，平洞段底寬12 m，凈高12.5 m，i=2%，隧洞終點底板高程224.5 m，平洞段與導流洞結合。 洞內最大流量處位于下彎段末端，達36.65 m3/s，隧洞襯砌混凝土根據圍巖類別及水面線選取，主要有C40HF、C40、C25 等標號，襯砌厚度（0.6～1.5）m。

出口明渠段（樁號0+655～+0+845）全長190 m，包括162.3 m 長直段和27.7 m 長挑流鼻坎段。 直段凈寬12 m，底板高程（224.5～222.5）m、側墻頂部高程237.0 m，底板與側墻為整體槽型結構。

3 2#泄洪洞出口方案比選

2#泄洪出口從右岸電站開關站右側穿過，開關站位置為一沖溝，地面高程230 m 左右，沖溝上游（左側）成洞條件較好，沖溝下游（右側）為一凸出山嘴，根據附近河道走勢，泄洪洞出口需穿過該山嘴一定距離才能保證水流歸槽。

根據探明地質情況，泄洪洞出口下游段（樁號0+750以下）右側有3#滑坡體，見圖2，總方量約22萬m3，該滑坡體目前處于臨界穩定狀態，施工開挖切角將破壞滑坡的穩定狀態，存在滑坡復活、重新滑動的可能。方案的初選，最后擬定如下三個布置方案進行重點比較分析。 比選方案見表1。

表1 泄洪洞出口方案比選

圖2 3#滑坡體剖面圖

根據泄洪洞出口附近地形地質條件，經過多個

方案1：出口段全洞挖。

方案2：出口段部分洞挖+部分明挖。

方案3：出口強支護提前進洞+明挖（3#滑坡挖除）。

以上三種方案軸線完全重合，樁號0+655 上游洞身及進口布置完全相同，因此，方案比選只針對樁號0+655 下游部分。

4 出口布置方案比較及結論

根據2#泄洪洞布置的特點，三個不同出口布置方案的主要差別是樁號0+655 下游段的結構形式差異。現從地形地質條件、結構布置、施工條件、工期影響、經濟技術指標、運行安全、環境影響等方面對兩方案綜合比較，見表2。

表2 出口方案綜合比較

綜合分析比較，三個出口布置方案各有利弊。從投資上比較，方案1、方案3 相差不大，方案1 最低，方案2 最高；從工期上比較，方案1 最短，方案2 最長，但均不影響總工期；從環境影響程度上比較，方案2 最優，方案3 環境影響較小，方案1 環境影響最大，而且方案1 占地較多，形成人工開挖高邊坡，增加運行期監測和維護工作，帶來新的邊坡穩定問題；從運行安全上比較，方案2 采取工程加固措施，存在較多不確定安全因素，而方案1、方案3 均對滑坡體進行徹底挖除，運行相對安全。

方案3 結合了方案1和方案2 的優點，對環境影響程度較小，工程運行安全性較好。權衡利弊，本次優化設計推薦方案3 的出口布置方案，即出口強支護提前進洞+明挖（3#滑坡挖除方案）。