吉林省柳河縣大迫子水庫工程壩型比選設(shè)計

韓冬

摘 要：本文首先分析壩址區(qū)地形地質(zhì)條件和建筑材料，對壩型確定為均質(zhì)土壩與混凝土重力壩進行必選，通過對土壩方案和混凝土重力壩方案優(yōu)缺點及投資進行比較，壩型選定為均質(zhì)土壩。

關(guān)鍵詞：水庫 均質(zhì)土壩 混凝土重力壩

中圖分類號：TV222 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（c）-0059-01

1 工程概況

擬建的柳河縣大迫子水庫位于柳河縣安口鎮(zhèn)大迫子村，壩址坐落于一統(tǒng)河上。工程主要由土壩、砼擋水壩、溢流壩、取水閥室及供水管線組成，水庫總庫容為2227×104 m3，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物砼擋水壩、溢流壩、土石壩、取水閥室及供水管線級別為3級，管線附屬建筑物級別為4級。砼擋水壩、溢流壩、土石壩、取水閥室的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。

2 壩型比較分析

壩型比選根據(jù)壩址處地形地質(zhì)條件，當(dāng)?shù)亟ㄖ牧锨闆r、施工條件等綜合因素分析確定，現(xiàn)將地形地質(zhì)條件及建筑材料簡述如下：

（1）地形地質(zhì)條件。

壩址區(qū)主要地貌類型為：漫灘和低山丘陵。

漫灘分布在河道兩側(cè)，灘面較平坦，寬度約550 m，地面高程為385～390 m，覆蓋層巖性為低液限粘土、級配不良細(xì)礫，厚度 0.8～5.0 m，低液限粘土層較薄且分布不連續(xù)，不具備天然水平防滲條件，下部為砂巖，其中全風(fēng)化砂巖厚度2.6～9.1 m，強風(fēng)化砂巖厚度為1.1～8.1 m，弱風(fēng)化砂巖厚度>19.0 m。

低山丘陵連續(xù)分布于河道兩側(cè)，左岸地面坡度較陡，坡度一般為20°～45°，右岸相對較為平緩，坡度為3°～5°，表層巖性為混合土碎石、碎石混合土，厚度1.2～8.5 m，下部為砂巖，其中左岸基巖局部裸露。

（2）建筑材料情況。

粘土料：位于大迫子村西側(cè)崗地上，地勢相對較平緩，巖性主要為黃褐色的低液限粘土，儲量質(zhì)量滿足要求。開采方便，運距3.5 km，有鄉(xiāng)道及公路通往壩址區(qū)。

砂礫料和砼粗骨料：位于三統(tǒng)河橋下的老魏砂場，為商品料場，沿河道采用機械進行采取。與壩址區(qū)有水泥路相通，運距21 km，交通條件好，儲量豐富。

塊石料、碎石料：位于安口鎮(zhèn)劉家街的順達(dá)石場，為商品料場，據(jù)壩址區(qū)運距為20 km，有水泥路與壩址區(qū)相通，交通條件便利。

從天然建筑材料看壩址附近粘土料和砂礫料及塊石料均較豐富，且粘土料運距近，僅3.5 km，砂礫料及塊石料運距較遠(yuǎn)，約20 km，修建土壩優(yōu)勢較大。

通過上述分析，壩址處適宜的壩型為土壩和砼重力壩兩種壩型。

對于土壩，可分為均質(zhì)壩、心墻壩及斜墻壩。由于砂礫料運距較粘土料要遠(yuǎn)，雖采用部分砂礫料填筑心墻壩及斜墻壩總方量比均質(zhì)粘土壩少，但綜合衡量，均質(zhì)壩投資低于心墻壩及斜墻壩，因此，壩型比選采用均質(zhì)土壩與砼重力壩進行比較。

3 土壩方案布置[1～2]

均質(zhì)土壩方案由左岸砼重力壩、溢洪壩、取水壩段、右岸土壩段組成。壩全長690 m。

左岸擋水壩位于樁號壩0+000 m～壩0+043 m，長度為43 m。為重力砼壩，壩頂高程為400.50 m，壩頂寬度6.0 m，最大壩高20.80 m，上游坡高程391.00 m以上直立，以下坡度為1∶0.2，下游坡為1∶0.8。

溢流壩位于樁號壩0+043 m～壩0+083 m，長度為40 m。堰型采用WES型實用堰，初擬堰頂高程393.00 m，過水前緣凈寬30 m，共3孔。消力池長度43.0 m，寬36.0 m，池深3.1 m。海漫段長度為64 m，寬度36.0 m，采用土工格柵石籠護砌，石籠厚度為400 mm，下鋪復(fù)合土工布。

取水壩段位于壩0+083 m～壩0+098 m，長度為15 m。0+098 m～0+126 m為過渡壩段。

以上壩段基礎(chǔ)座于全風(fēng)化砂巖以下5m，并進行固結(jié)灌漿及帷幕灌漿處理。

右岸土壩位于樁號壩0+126～壩0+690，長度為564 m。壩頂高程為400.50 m，壩頂寬度6.0 m，最大壩高16.20 m，土壩上游坡1∶3.0，下游坡為1∶2.5。土壩壩基座于低液限粘土和級配不良細(xì)礫層上，基礎(chǔ)防滲采用明挖回填粘土截滲槽方案，其下做帷幕灌漿處理，深入巖基深度按巖體透水率小于5 Lu控制，孔距為2.0 m。

4 砼重力壩方案布置

砼重力壩方案由擋水壩、溢流壩及取水壩段組成。壩全長682 m。

左岸擋水壩位于樁號壩0+000 m～壩0+043 m，長度為43 m。為重力砼壩，壩頂高程為400.50 m，壩頂寬度6.0 m，最大壩高20.80 m，上游坡高程391.00 m以上直立，以下坡度為1∶0.2，下游坡為1∶0.8。

溢流壩位于樁號壩0+043 m～壩0+083 m，長度為40 m。堰型采用WES型實用堰，初擬堰頂高程393.00 m，過水前緣凈寬30 m，共3孔。消力池長度43.0 m，寬36.0 m，池深3.1 m。海漫段長度為64 m，寬度36.0 m，采用土工格柵石籠護砌，石籠厚度為400 mm，下鋪復(fù)合土工布。

取水壩段位于壩0+083 m～壩0+098 m，長度為15 m。

右岸砼擋水壩位于樁號壩0+098～壩0+682，長度為584 m。

由于壩基座于全風(fēng)化層以下約5.0 m，對壩基范圍內(nèi)進行固結(jié)灌漿，以提高地基承載能力，固結(jié)灌漿深度5 m，孔距和排距為3.0 m，梅花形布置?？紤]到地基透水率較大，對基礎(chǔ)進行帷幕灌漿，帷幕灌漿設(shè)置一排孔，深入巖基深度按巖體透水率小于5 Lu控制，孔距為2.0 m。

5 結(jié)論

土石壩方案：優(yōu)點：對基礎(chǔ)要求不高，基礎(chǔ)開挖量小，當(dāng)?shù)卣惩亮县S富，質(zhì)量滿足筑壩要求，且運距近。缺點：斷面尺寸大，工程占地范圍大，壩體填筑的粘土料場占用耕地，粘土填筑施工受降雨、低氣溫等氣候因素影響大，施工質(zhì)量不易控制。

重力壩方案：優(yōu)點：從工程運行管理角度來看，建筑物布置比較緊湊，施工工序簡單，而且便于工程運行管理，經(jīng)勘察，當(dāng)?shù)仨糯旨?xì)骨料豐富，運距較近。缺點：對基礎(chǔ)要求高，基礎(chǔ)開挖量大。

具體投資為均質(zhì)土壩方案4655萬元，砼重力壩方案7629萬元，投資差2974萬元。均質(zhì)土壩方案投資要小于砼重力壩方案，從經(jīng)濟技術(shù)綜合考慮，本次設(shè)計壩型選定為均質(zhì)土壩。

參考文獻

[1] 張文倬.土石壩若干問題淺議[J].四川水利，2004（6）.

[2] 楊柯，顧淦臣.土石壩心墻成拱作用的一個綜合評價指標(biāo)[J].巖土工程學(xué)報，1999（2）.endprint