鳳岡惠民水庫壩型比選分析探討

吳勝文

（江西省建洪工程監理咨詢有限公司，江西 南昌 330029）

1 工程概況

鳳岡惠民水庫位于宜黃縣鳳岡鎮澄源村沙下組，距宜黃縣城8.0 km。壩址坐落于撫河流域臨水（宜黃縣城以上又稱黃水）支流胥坊水上，壩址以上控制流域面積17.7 km2，水庫總庫容563.3×104m3，是一座以灌溉為主、兼顧供水等綜合利用的小（一）型水利樞紐工程。根據《防洪標準》（GB 50201-2014）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2000）的有關規定，本工程等級確定為Ⅳ等，主要建筑物為4 級，次要建筑物為5 級，臨時性建筑物為5 級。4 級建筑物對應的設計洪水標準30 a～50 a 一遇，校核洪水標準為200 a～500 a 一遇，因此本次設計水庫大壩設計洪水標準選用50 a 一遇，校核洪水標準選用500 a 一遇。庫區三面環山，山巒起伏，河谷多呈梯型，庫區迂回彎曲，呈狹長型分布。植被茂盛，區內局部山坡表層松散層有小的滑塌現象，未發現其它崩塌、滑坡、泥石流等不良物理地質現象。組成庫區的主要巖層為燕山早期花崗巖、震旦系片巖及少量第四系地層。

2 壩型工程方案

河谷寬高比L/H=196/45.2=4.34，為梯型河谷，河谷較寬，本次設計對選定的下壩線重力壩壩型基礎上主要考慮三種壩型，即方案Ⅰ砼砌石重力壩、方案Ⅱ漿砌石重力壩、方案Ⅲ自密實砼重力壩。

2.1 方案Ⅰ：砼砌石重力壩

采用C15 細石砼為膠結材料，壩頂高程為149.20 m，壩頂寬度為4.0 m，壩底寬35.2 m，壩高45.2 m，壩長180 m。壩上游面高程130.00 m 以上為鉛直面，高程130.00 m 以下坡比為1∶0.15；壩下游面高程146.00 m 以上為鉛直面，以下坡比為1∶0.75。壩頂兩側設置1.1 m 高欄桿，壩頂C25 砼路面厚0.2 m。壩體采用C15 砼砌石，壩體底部設1.0 m 厚C15 砼墊層。壩上游面采用C25 砼防滲面板，抗滲標號W6，面板底部厚度取120 cm，頂部厚度取50 cm，面板表面配置Φ12 mm 溫度鋼筋，縱橫間距0.20 m[1]。

2.2 方案Ⅱ：漿砌石重力壩

采用M10 砂漿為膠結材料，壩頂高程為149.20 m，壩頂寬度為5.0 m，壩底寬38.6 m，壩高45.2 m，壩長180 m。壩上游面高程130.00 m 以上為鉛直面，高程130.00 m 以下坡比為1∶0.2；壩下游面高程146.00 m 以上為鉛直面，以下坡比為1∶0.8。壩頂兩側設置1.1 m 高欄桿，壩頂C25 砼路面厚0.2 m。壩體采用M10 漿砌石，壩體底部設1.0 m 厚C15 砼墊層。壩上游面采用C25 砼防滲面板，抗滲標號W6，面板底部厚度取125 cm，頂部厚度取50 cm，面板表面配置Φ12 mm 溫度鋼筋，縱橫間距0.20 m[2]。

2.3 方案Ⅲ：自密實砼重力壩

壩體采用自密實C20 砼材料，壩頂高程為149.20 m，壩頂寬度為4.0 m，壩底寬34.1 m，壩高45.2 m，壩長180 m。壩上游面高程130.00 m 以上為鉛直面，高程130.00 m 以下坡比為1∶0.15；壩下游面高程146.00 m 以上為鉛直面，以下坡比為1∶0.72。壩頂兩側設置1.1 m 高欄桿，壩頂C25 砼路面厚0.2 m。壩體底部設1.0 m 厚C15 砼墊層。壩上游面采用C25 砼防滲面板，抗滲標號W6，面板底部厚度取120 cm，頂部厚度取50 cm，面板表面配置Φ12 mm 溫度鋼筋，縱橫間距0.20 m。

3 壩型比較

綜合鳳岡惠民水庫壩線地質條件和天然建筑材料調查成果的比較，壩線均具備重力壩、漿砌石重力壩和自密實砼重力壩的建設條件，具體見表1。

表1 壩型工程地質條件比較表

由表1 可知，自密實砼重力壩左壩肩巖體風化深度較大，巖體穩定性較差，左壩肩缺巖體支撐，其穩定條件明顯比砼砌石重力壩、漿砌石重力壩差。經比較，自密實砼重力壩地質條件較差，而砼砌石重力壩和漿砌石重力壩的地質條件較好，三種壩型均具備建設條件。

從工程投資上看，砼砌石重力壩方案投資最低，漿砌石重力壩方案投資居中，自密實砼重力壩方案投資最高；從施工技術和施工條件看，當地人力資源豐富，且具有修建砌石工程的經驗，采用砌石重力壩可充分利用當地勞動力，但采用漿砌石質量較難控制，而自密實砼重力壩為新工藝，砼需添加外加劑，造價高，施工技術要求較高。因此，從施工技術和條件分析，砌石重力壩優于自密實砼重力壩。從質量控制方面考慮，漿砌石重力壩相比砼砌石重力壩機械化程度低，人力投入大，施工進度慢，質量更難控制，度汛時期需增設壩面保護措施，具體見表2。

表2 壩型綜合比較表

在壩型的選擇上考慮地形、地貌、工程地質與建筑材料、施工等綜合因素確定，壩址峽谷兩岸山體基巖埋深較淺，壩高約為45.2 m，河谷高H＞30 m，屬中壩范疇。由于壩址處于峽谷地帶，筑壩土料缺乏，不適宜布置碾壓土石壩。但工程區附近石料儲藏豐富，開采方便，石料質量較好，適宜建造各種砌石壩。通過對砼砌石重力壩、漿砌石重力壩、自密實砼重力壩三種壩型的適應地形地質條件、施工技術和條件、工程投資等方面的技術經濟比選，認為砼砌石重力壩為基本壩型具有較大的優勢，于是可研階段確定砼砌石重力壩為基本壩型。經自治區發改委組織有關專家對可研報告進行審查，同時進行批復，基本同意砼砌石重力壩為基本壩型，基本同意重力壩壩頂溢流、壩內埋管引水總體布置形式，故本次采用可研階段批復成果，確定砼砌石重力壩為基本壩型。

4 結論

壩型比選是水庫工程可研階段的主要工作內容，壩型方案的優選對水庫工程建設周期的縮短、工程投資的節約及經濟效益的提高至關重要，通過對宜黃縣鳳岡惠民水庫壩線地質條件和天然建筑材料調查成果的比較，認為壩線均具備重力壩、漿砌石重力壩和自密實砼重力壩的建設條件，在此基礎上，從施工技術及施工條件、施工質量控制及工程投資方面進行綜合比選，確定采用砼砌石重力壩基本壩型。