奮斗水庫工程總布置方案

程玉珍

(黑龍江省水利水電勘測設計院究院，哈爾濱 150080)

奮斗水庫工程總布置方案

程玉珍

(黑龍江省水利水電勘測設計院究院，哈爾濱 150080)

奮斗水庫工程是以城鎮供水為主、結合防洪、兼顧灌溉和發電等綜合利用的工程。樞紐由攔河壩、泄水建筑物、取水建筑物、發電建筑物、輸魚建筑物等工程組成。樞紐總體布置是在選定壩軸線、壩型的基礎上，選定其他建筑物的型式進行最終樞紐布置，合理地選擇樞紐中各個建筑物的相對位置。文章根據地形、地質情況，從工程布局、施工、運行、工程量及投資等多個方面進行論述、比對，確定奮斗水庫工程的總體布置。

奮斗水庫；工程總布置；左側主河槽；右主河槽；方案比較

1 樞紐布置方案擬定

奮斗水庫工程是以城鎮供水為主、結合防洪、兼顧灌溉和發電等綜合利用的工程。為完成以上任務本樞紐應布置攔河壩、泄水建筑物、取水建筑物、發電建筑物、輸魚建筑物等工程。

樞紐總體布置比較是在選定壩軸線、壩型的基礎上，選定其他建筑物的型式進行最終樞紐布置，合理地選擇樞紐中各個建筑物的相對位置。

為了滿足放空水庫的要求，結合施工導流，在比較的兩個方案：一是設置永久泄水底孔方案，將導流底孔改建成永久泄水底孔，即由底孔和溢流表孔聯合調度完成泄洪任務；二是設置永久泄洪洞方案，將導流洞改建成永久泄洪洞，考慮到由泄洪洞承擔全部泄洪任務，則泄洪洞規模偏大，調度運行不靈活，所以仍由泄洪洞和溢流壩共同承擔泄洪任務，進過比較此兩個方案為不推薦方案。

同時考慮了利用導流洞作為發電引水隧洞的可能性，此方案樞紐由非溢流壩段、溢流壩段、輸水及引水發電隧洞組成，左岸輸水及引水發電隧洞進口與導流洞結合布置，洞徑5.0m，全長365m，其中與導流洞洞身結合部分洞長270m；導流洞分叉為輸水及引水發電隧洞出口，后接廠房，廠房采用岸邊式；施工采取斷流圍堰、左岸隧洞導流。岸邊式水電站，廠房布置在左岸壩下128m處。此方案有利于為碾壓混凝土可以通倉施工，減少施工干擾，但由于導流洞要進行襯砌，同時增加輸水及引水發電隧洞出口段長76m，這樣投資投資將增加1374萬元，因此該方案不采用。

工程樞紐總體布置比較是在選定上壩軸線、碾壓混凝土重力壩的基礎上，根據地形地質情況，結合壩后式電站、魚道布置，分別將溢流壩布置在河道左側主河槽和右側河床兩個方案進行比較，經過比較，確定溢流壩、壩式進水口和水電站廠房、魚道等工程的軸線位置。

2 溢流壩布置在河道左側主河槽方案

溢流壩布置在河道左側主河槽方案，壩后電站廠房位于右岸，魚道布置在右岸山坡山，樞紐從左至右由非溢流壩段、溢流壩段、壩式進水口和廠房壩段、魚道壩段等組成。

攔河壩采用全斷面碾壓混凝土重力壩，壩頂高程385.90m，防浪墻頂高程387.10m，上游側鋼筋混凝土防浪墻，下游設不銹鋼欄桿。壩軸線全長406m，共分21個壩段，壩軸線為直線，從左到右依次為：1#-5#為左岸非溢流壩段，軸線長92m；6#-8#為溢流壩段；9#為門庫壩段；10#-12#為左岸非溢流壩段；13#為壩后電站進水口壩段；14#-19#為右岸非溢流重力壩段；20#為魚道壩段；21#為右岸非溢流重力壩段；兩岸均設有15m×15m的回車場，右岸回車場接上壩公路[1]。

1)非溢流壩壩頂寬6.5m，上游面為鉛直面，下游面在377.23m高程處起坡，坡比為1：0.75，建基巖體為弱風化層上中部花崗巖。

2)溢流壩布置在主河槽，分3孔，每孔凈寬10m，中墩為縫墩，厚3m，邊墩厚2.5m，溢流壩段總寬41m。工作門采用弧形閘門，由液壓啟閉機控制，弧門上游1.50m處設檢修鋼閘門。

閘墩頂高程為387.10m，交通橋和工作橋分開布置，交通橋布置在閘墩下游，橋寬6.5m；為解決工作橋的布置，上游墩頭懸出上游壩面2.0m，閘墩順水流長度為25.50m。兩邊墩下游接導墻，墻身厚2.5m，高程371.68m以1：0.75斜坡至高程365.00m，再以高程365.00m延伸至挑流鼻坎末端。溢流壩堰頂高程為375.00m。溢流壩堰面曲線：堰頂上游堰頭采用三圓弧，堰頂下游堰面采用WES型冪曲線，直線連接段坡比為1：0.75，反弧段半徑為18m，圓心角為81.13°。堰體順水流長度為40.89m。下游采用挑流消能，挑流鼻坎末端高程為358.00m，鼻坎挑角為28°。溢流壩檢修門門庫位于右岸非溢流壩的9#壩段，建基巖體為弱風化層中部花崗巖，溢流壩檢修門可通過壩頂門機運至門庫內。

3)壩式進水口位于左岸非溢流壩段，即13#壩段，接壩后式電站，壩后式水電站廠房布置在溢流壩左側壩下45m處，水電站主要建筑物由主廠房、副廠房、尾水渠、尾水擋土墻、回車場、升壓站、對外交通等組成[2]。

電站進水口為壩式進水口，位于13#壩段上游側，與壩體分縫獨立，分縫處設置紫銅片止水。引水管路穿過壩體，將穿壩管路豎向轉彎段移至壩體外，布置為壩后背管。兩個進水口用隔墻連接，座落在同一混凝土基礎上。進水口總長19m，總寬12m。每個進水口設置攔污柵，攔污柵布置為通柵。閘門邊墩厚1.5 m。工作閘門后設通氣孔，同時兼進人孔，孔內設有爬梯。為了安裝檢修時搬運方便，清污平臺﹑檢修平臺均為進水口頂部與壩頂同高。壩體內鋼襯管路外包0.8m厚常態混凝土，常態混凝土外再設1.2m厚變態混凝土與壩體碾壓混凝土銜接。

4)壩后式水電站廠房布置在溢流壩左側 12#-14#壩段，水電站建筑物由主廠房、副廠房、尾水平臺、尾水渠、升壓站及進廠路等組成。主廠房由主機間及安裝間兩部分組成。主機間共分四層，分別為發電機層、水輪機層、蝸殼層及尾水管層。主廠房與安裝間之間設永久變形縫。副廠房位于主廠房上游側，共三層，分別是地下一層、地上一層及地上二層。尾水平臺頂高程與安裝間高度一致，布置尾水檢修閘門。尾水渠段共由兩部分組成，即反坡段及尾水連接段。與尾水連接段平順銜接,尾水接到主河道。 尾水渠出口兩側設扶壁式擋土墻。尾水出口段水流不穩定，流速分布不均勻，容易發生淘刷現象，在尾水渠前50m范圍內采用塊石護砌。

5)魚道位于廠房右側的山坡上，采用循環曲線形集中布置，魚道總長2200.9m，壩下游段長1601.7m，其中：魚道進口在廠房出口處，以U型槽的型式，循環曲線形集中布置在長93.20m、寬58.10m的山坡上，每段魚道軸線長91.44m，往返17段，此段軸線總長1547m，與壩下游折線連接，連接段軸線長54.7m。過壩段從右岸重力壩20#壩段穿過，長6.5m；與壩上游直線連接，長39m，大壩上游段沿上游山坡循環曲線形集中布置，長552.6m。魚道設置1個進口，位于發電廠房尾水渠55m處， 魚道從左岸重力壩20#壩身穿過。

3 溢流壩布置在河道右側河床方案

溢流壩布置在河道右側河床方案、壩后電站廠房位于左岸，魚道布置在左岸河道岸邊和山坡上，樞紐從左至右由非溢流壩段、魚道壩段、壩式進水口和廠房壩段、溢流壩段等組成[2]。

奮斗水庫擋水建筑物為碾壓混凝土重力壩，擋水建筑物包括左、右岸非溢流壩段、河床溢流壩段及進水口壩段、魚道壩段，壩頂高程385.90m，防浪墻頂高程387.10m，上游側鋼筋混凝土防浪墻，下游設不銹鋼欄桿。壩軸線全長406m，共分21個壩段，壩軸線為直線，從左到右依次為：1#-4#為左岸非溢流壩段，軸線長85m；5#為壩后電站進水口壩段，軸線長20m；6#-8#為非溢流壩段，軸線長60m；9#為門庫壩段，軸線長20m；10#-12#為溢流壩段，軸線長41m；左岸非溢流壩段，軸線長66m； 13#-18#為右岸非溢流重力壩段，軸線長120m；19#為魚道壩段，軸線長20m；20#為右岸非溢流重力壩段；兩岸均設有15m×15m的回車場，右岸回車場接上壩公路。

1)非溢流壩、溢流壩段、進水口、水電站廠房結構布置與溢流壩布置在右岸方案相同。

2)魚道曲線布置于左岸，結合樞紐總體布置，廠房也布置在左岸，溢流壩布置在河床，魚道總長2202.2m。大壩下游段沿進廠路雙向往返布置，長1603m，魚道進口靠近河道側采用渡槽方式，長735m，在此處通過公路回轉至山坡上，基礎坐落山體上長861m，過壩段從左岸重力壩1#壩段穿過，長6.5m；大壩上游段沿上游循環在山坡上布置，長592.7m。

4 溢流壩布置在左、右岸樞紐布置方案比較

4.1 施工和運行

溢流壩左岸方案和溢流壩右岸方案，運行調度、施工條件、施工方法、導流方式、工期等基本相同。對于溢流壩左岸方案，管理處在河道右岸，電站廠房和魚道均布置在右側，便于管理，交通方便，魚道可集中布置，減少大量開挖，溢流壩布置在主河道上，泄流順暢，不改變下游河勢。溢流壩右岸方案，電站廠房和魚道布置在左岸，需要單獨修建進場公路，距離管理處較遠，不便管理，同時魚道順山修建，魚道基礎灌注樁布置在河道內，不利于行洪，開挖工程量大，溢流壩布置在右側河床上，對河床沖刷嚴重，易造成河道改變，為此，推薦溢流壩布置在左岸主河槽、壩后電站廠房布置在右岸、魚道布置在右岸山坡上的方案，廠房靠近右側布置，避免了溢流壩泄流對電站尾水有影響。

4.2 工程量和投資

溢流壩左岸方案和右岸方案工程量及造價比較見表1。

表1 樞紐布置方案比較表

5 結 論

綜合比較，溢流壩左岸方案和溢流壩右岸方案工程量相差不大，運行調度、施工條件、施工方法、導流方式、工期等基本相同。對于溢流壩左岸方案，管理處在河道右岸，電站廠房和魚道均布置在右側，便于管理，交通方便，魚道可集中布置，減少大量開挖，溢流壩布置在主河道，泄流順暢。溢流壩右岸方案，電站廠房和魚道布置在左岸，需要單獨修建進場公路，距離管理處較遠，不便管理，同時魚道順山修建，魚道基礎灌注樁布置在河道內，不利于行洪，開挖工程量大，溢流壩布置在右側河床上，對河床沖刷嚴重，易造成河道改變，為此，推薦溢流壩布置在左岸主河槽、壩后電站廠房布置在右岸、魚道布置在右岸山坡上的方案，廠房靠近右側布置，避免溢流壩泄流對電站尾水有影響。溢流壩布置在右側方案工程投資較高，比溢流壩布置在左岸方案工程投資直接費用多2215萬元，考慮到廠房布置在右岸進廠公路可直接與右側樞紐主要交通道路相連，同時考慮對外接線方便，因此推薦了溢流壩左岸方案。

[1]黑龍江省水利水電勘測設計研究院.黑龍江省穆棱市奮斗水庫工程初步設計報告[R].哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2016.

[2]中華人民共和國國家經濟貿易委員會.SL 319-2005.混凝土重力壩設計規范[S].中國水利水電出版社，2005.

TV62

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1007-7596(2017)09-0065-03

2017-08-24

程玉珍(1966-)，女，黑龍江蘭西人，高級工程師。