南瓜山水庫大壩壩型比較與選擇

2016-04-25 10:14:24彭宗兵

黑龍江水利科技 2016年1期

鄧　剛，彭宗兵

(重慶市渝西水利電力建筑勘測設計院，四川永川 402160)

南瓜山水庫大壩壩型比較與選擇

鄧剛，彭宗兵

(重慶市渝西水利電力建筑勘測設計院，四川永川 402160)

摘要：文章南瓜山水庫位于永川區中山路辦事處雙龍村臨江河左岸一級支流玉屏河上，壩址以上主河道長3.43 km，控制流域面積3.90 km2，河道平均坡降為93.70‰。工程任務以供水為主，兼顧改善生態環境等綜合開發利用的小(1)型水利工程。文章根據南瓜山水庫樞紐地形、地質條件及筑壩材料，選擇了瀝青混凝土心墻石渣壩、復合土工膜防滲石渣壩和混凝土面板堆石壩3種壩型進行比選，最終確定選擇瀝青混凝土心墻石渣壩方案。

關鍵詞：南瓜山水庫；樞紐布置；壩型；方案比較

1工程概況

南瓜山水庫位于永川區中山路辦事處雙龍村臨江河左岸一級支流玉屏河上，壩址以上主河道長3.43 km，控制流域面積3.90 km2，河道平均坡降為93.70‰。工程任務以供水為主，兼顧改善生態環境等綜合開發利用的小(1)型水利工程。工程等別為Ⅳ等，大壩、溢洪道等主要建筑物級別為4級，按50 a一遇洪水設計，500 a一遇洪水校核。

2壩址地形地質條件

壩址區屬侵蝕—剝蝕淺丘地貌，壩址河流河床較順直，為不對稱淺寬“V”型河谷。左岸為逆向坡，右岸為順向坡，兩岸坡巖體無變形痕跡，巖層傾向左岸，傾角35°，為走向谷，邊坡穩定性較好。

壩址左岸覆蓋層主要由第四系殘坡積碎石土組成，下伏基巖多為砂、泥巖互層，局部夾薄層介殼灰巖；右岸覆蓋層主要由第四系殘坡積碎石土、粉質黏土組成，下伏基巖為泥巖；河床覆蓋層主要由第四系沖洪積砂土、碎石土組成，下伏基巖為泥巖、砂巖互層。

3壩型比較及選擇

3.1壩型初選

壩址基巖主要以極軟巖、軟巖為主，抗沖性較差，承載力較低，故大壩不適合修建重力壩、拱壩壩型。庫區附近黏土料較缺，庫區右岸附近砂巖、泥巖石料儲量豐富，適宜修建當地材料壩，因此壩型擬定瀝青混凝土心墻石渣壩、復合土工膜防滲石渣壩和混凝土面板堆石壩進行方案比選，以選擇最優壩型。

3.2壩型樞紐布置與比較

3.2.1碾壓式瀝青混凝土心墻石渣壩

1)大壩：壩軸線長170.7 m，壩頂寬8.0 m，壩頂高程347.30 m，防浪墻墻頂高程348.50 m，心墻最低建基面高程313.30 m，最大壩高34.00 m，最大壩底寬136.90 m。

大壩上游壩坡坡比為1∶1.8，高程326.50 m以上采用C20六棱混凝土板護坡，高程326.50 m以下無護坡；下游壩坡從上至下為1∶2.5、1∶2.75、1∶1.5，高程324.00 m以上采用C15混凝土框格植草皮護坡，以下壩坡為排水棱體。心墻過渡層水平寬度上、下游側均為2 m。下游壩殼渣料水平寬度為3.0 m，坡度為1∶1.4。瀝青混凝土心墻與基礎連接處設置C20混凝土基座，防滲標號為W8，基座最大垂直深度2 m，心墻厚度為0.5 m，在心墻與混凝土接觸段局部加大，擴大段高2.5 m，按1∶0.2放坡，心墻與混凝土基座接觸處設置成弧形，弧形的矢高為0.2 m[1]。

2)基礎處理：壩基采取清除全部覆蓋層，清基至巖土分界線以下0.5 m作為大壩持力層。

在C20混凝土基座上對基巖進行固結灌漿，雙排，排距2.0 m，孔距為2.0 m，深入基巖6～8 m。帷幕灌漿沿心墻混凝土基座布置，單排，孔距2 m，深入基巖相對不透水層(q≤10Lu)以下5.0 m，左、右岸延伸至正常蓄水位與地下水位線相交處[2]。

3.2.2復合土工膜防滲石渣壩

1)大壩：壩軸線長170.7 m，壩頂寬8.0 m，壩頂高程347.30 m，防浪墻墻頂高程348.50 m，最低建基面高程為313.30 m，最大壩高34.0 m，最大壩底寬136.90 m。

大壩上游壩坡坡比為1∶1.8，采用C20六棱板護坡；大壩下游壩坡從上至下坡比為1∶2.5、1∶2.75，采用C15混凝土框格植草皮護坡，高程324.00 m以下為干砌塊石排水棱體，排水棱體頂寬2.5 m，內坡坡比1∶1，外坡坡比1∶1.5。復合土工膜采用200 g/m2/PE0.5/200 g/ m2，鋪設于上游壩面，頂部與防浪墻連接，底部與灌漿平臺連接。膜下采用8 cm厚無砂混凝土作為墊層，膜上采用25 mm厚苯板保護，苯板以上采用12 cm厚C20六棱混凝土板護坡。無砂混凝土以下設過渡層，過渡層頂水平寬度3.0 m，按1∶2.5放坡，采用連續級配，最大粒徑為200～300 mm，滿足反濾要求，設計孔隙率為18%。下游壩殼渣料頂部水平寬度為3.0 m，坡度為1∶1.4。

2)基礎處理：壩基采取清除全部覆蓋層，清基至巖土分界線以下0.5 m作為大壩持力層。

在大壩上游壩腳設4.0 m寬C20混凝土蓋板，在蓋板上進行固結灌漿，雙排，排距2.0 m，孔距為2.0 m，深入基巖6～8 m；帷幕灌漿沿蓋板軸線布置，單排，孔距2.0 m，伸至相對不透水層(Lu≤10)以下5.0 m，左、右岸延伸至正常蓄水位與地下水位線相交處。

圖1南瓜山水庫瀝青混凝土心墻石渣壩最大橫剖面圖

3.2.3混凝土面板堆石壩

1)大壩：壩軸線長170.7 m，壩頂寬度8 m，壩頂高程347.30 m，防浪墻墻頂高程348.50 m，最低建基面高程310.30 m，最大壩高37.0 m，最大壩底寬105.60 m。

上下游壩坡坡比均采用1∶1.4；上游壩坡采用0.4 m厚C25 W8混凝土等厚面板，面板的垂直縫間距12 m。面板周邊為C25 W8混凝土趾板，趾板寬5.0 m、厚0.5 m。墊層水平寬3.0 m，設計孔隙率為18%。過渡層水平寬3.0 m，采用連續級配，最大粒徑為200～300 mm，滿足反濾要求，設計孔隙率為18%。主堆石區要求飽和抗壓強度>30 MPa，設計孔隙率為20%，采用開采砂巖料。下游填筑材料為微風化砂巖料，最大粒徑800 mm。下游壩坡采用干砌塊石護坡，護坡厚度0.5 m。

2)基礎處理：趾板置于巖石強風化層中下部；趾板下基巖進行固結灌漿，雙排，排距2 m，孔距2 m，深入基巖6～8 m；帷幕灌漿沿趾板軸線布置，單排，孔距2.0 m，伸至相對不透水層(q≤10Lu)以下5 m，左、右岸壩肩延伸至正常蓄水位與地下水位線相交處。