巖角塘水庫工程壩型比選分析

李聰麗

（仁懷市水務局 貴州仁懷 564500）

1 引言

在水庫大壩工程項目建設中，影響壩型選擇的因素有很多種，包括地質條件、樞紐布置條件、基礎條件、施工技術等等。在大壩建設中，必須綜合考慮上述各類因素，合理選擇壩型，簡化施工布置形式，便于施工。因此，對大壩壩型選擇要點進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

2 工程概況

巖角塘水庫位于赤水河右岸一級支流九倉河河源段（九倉河河源段又叫青菜河），屬于長江流域赤水河水系，地處仁懷市九倉鎮小灣村境內。壩址地理位置東經106°0819"，北緯27°3902”。距九倉集鎮15km，距仁懷市區48km，距遵義市區130km，壩址下游約1.0km處有連接九倉和茅壩的Y003鄉鎮公路通過，壩址河床有連接Y003的鄉村公路通往水庫庫區，交通條件較好。

3 適宜壩型分析

根據選定的下壩址地形地質條件，壩址兩岸地形落本對稱，河谷為“V”型斜向河谷，正常水位778.0m高程谷口寬高比為2.2～3.2左右，壩基及兩壩肩主要以巖石英砂巖等中硬巖為主，局部分布的層間夾層及鈣質、泥質粉砂巖厚度不大，壩基肩除裂隙沒有較大斷層構造切割，采取一定的工程處理措施后有建壩條件，可建剛性壩和柔性壩。

剛性壩選型：根據選定壩址的地形地質條件，剛性壩可考慮重力壩和重力拱壩。本工程最大壩高81.0m，壩址受上下游河灣地形以及下游麻沙河切割，壩區可選建壩位置有限，壩址靠下游側為傾向麻沙河的斜坡地形，左、右壩肩均存在抗滑巖體較為單薄，故剛性壩選擇適應性較強的重力壩壩型。本工程壩體澆筑量在27萬m3左右，填筑量和壩高均較大，混凝土砌石施工機械化程度低，施工工期較長，故不推薦在本工程運用；常態混凝土壩溫控措施較復雜、造價相對較高、也不推薦在本工程運用[1]。

柔性壩選型：根據當地建筑材料的分布情況，石料分布較為廣泛，而土料分布相對較少，就壩材料而言，柔性壩選擇混凝土面板堆石壩型。

4 壩型選擇

4.1 碾壓混凝土重力壩

大壩為壓混凝土重力壩，壩軸線方位角為N57.0°E，壩軸線長166.0m；兩壩肩及河床段壩基置于弱風化基巖中、上部，初擬河床建基面高程702.0m壩頂高程783.0m，最大壩高81.0m，壩頂寬為8.0m，大壩上游壩坡1：0.2，起坡點高程735.0m，下游壩坡1：0.8，起坡點高程779.2m，壩底最大厚度為76.5m[2]。

大壩左、右兩側為非滋流壩段，總長144m中間溢流壩段（壩0+065.0壩0+087.0）總長度22.0m，共設2孔9m×5m（寬×高）自由溢流表孔，濫流凈寬18.0m。在壩體內河床段上游側設一道灌漿及排水廊道，廊道斷面尺寸：3.0m×3.5m（寬×高），廊道底部高程 715.00m，長 54.0m；為滿足交通要求，在左、右岸壩段沿715.0m高程布設交通廊道通往大壩下游，交通廊道總長為110.0m，該廊道斷面尺寸：2.0m×2.5m（寬×高）壩內廊道均采用C25鋼筋混凝土進行全斷面襯砌，厚0.3m。落漿廊道內靠下游側設置一排DN110mm排水孔，間距2.0m，采用鉆孔的方式形成，排水孔內滲水匯集于排水溝內。壩體排水采用DN200mm排水孔，間距2.0m，壩基及壩體排水均通過、右岸交通廊道排水溝排水至下游。結合大壩運行觀測等要求，經應力和穩定分析計算綜合考慮取壩頂寬度為10.0m，壩頂上、下游側設1.2m高的青石欄桿，大壩中部泄洪表孔位置設7.0m寬的交通橋連接左、右壩段。結合大壩防滲帷幕布置要求，在右壩肩布設灌漿平硐，長度為44m，平硐斷面尺寸：3.0m×4.0m（寬×高）。

綜合考慮壩體結構及施工強度、地質條件、溫控等要求，本工程壩體考慮設置6條橫向縫；上游面防滲層橫向縫布置與壩體相同，分縫間距為20.0～30.0m，縫內設置兩道紫銅片止水，第二道止水至上游面橫縫內采用瀝青油毛氈填充；下游壩面C9015三級配變態混凝土，橫向縫采用橡膠止水。

4.2 混凝土面板堆石壩

大壩壩型為混凝土面板堆石壩，最大壩高77.0m，壩軸線方位角為N53.05°E，壩軸線長168.0m，壩頂高程782.5m，壩頂寬8.0m，最大壩底寬225.2m。大壩上游壩坡1：1.40，下游壩坡1：1.40，在下游壩坡770.0m和740.0m高程分別設有2.0m寬馬道。大壩上游面為混凝土防滲面板，采用等厚面板，厚度為50cm，面板河床設5條“B”型垂直縫，縫間距12.0m；左右兩岸坡分別設6條、4條“A”型垂直（共10條），分縫間距9.0m，面板下端與趾板相接，趾板厚50cm，寬5.0m。面板后設水平寬3.0m的整層，整層后設水平寬4.0m的過渡層，過渡層后為雄石區。壩頂采用倒“T”型防浪墻，墻高2.5m，墻頂高程783.5m，底部高程為781.0m，在壩頂下游側設“L”型路肩接下游壩坡，頂部設青石欄桿作安全防護，下游壩面采用50cm厚干砌塊石護坡[3]。

5 壩型比選

碾壓重力壩及混凝土面板堆石壩兩個樞紐方案的輸水管道布置和庫區淹沒指標基本相同，主要從擋水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物及相應金屬結構部分和臨時工程方面比較投資。

兩壩型各有優劣，面板堆石壩對地基條件的要求較較低，壩基處理工程量小，可充分利用當地豐富的天然筑壩材料和部分工程開挖的廢棄石碴，施工場面大，施工工藝簡單，便于機械化作業，壩體填筑不受氣候條件限制，但需設置岸邊溢洪道，放水及放空隧洞較長，且主體工程、邊坡治理工程和臨時工程量較大，工程投資比重力壩大。重力壩溢洪道于大壩中部布置，取放水建筑物布置于大壩左壩段，因此減少了溢洪道開挖并縮短放水建筑物長度；雖然大壩基礎處理工程量較面板壩要大，但處理難度不大，在滿足工期和施工強度條件下，就壩體而言是經濟、可行的。

綜上所述，堿壓混凝土重力壩投資相對較省，因此初選碾壓混凝土重力壩方案為下壩址的推薦壩型的樞紐布置方案。

6 結語

綜上所述，本文主要以巖角塘水庫為研究對象，對大壩壩型選擇要點進行詳細探究，在進行壩型比選時，不能從單一的某個方面思考，而是應該根據壩址區的地形條件、水文地質和工程地質條件、樞紐布置條件等等，并堅持經濟合理、結構安全為原則，這樣才能夠促進項目建設效益的提升。