德江縣煎茶水庫工程建設的必要性及主要建筑物分析

洪 流

(貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 松桃貴陽 550002)

1 工程概況

煎茶水庫距德江縣煎茶鎮9 km，左岸靠近煎茶鎮公路，交通便利。煎茶水庫位于六池河上游，六池河屬于長江流域烏江水系一級支流，全流域蓄水面積2090 km2，主河道長112 km，主河道平均比降4.2‰，流經思南、鳳南、德江等3個縣。煎茶水庫工程分為兩個部分，輸水工程和水源樞紐，水庫工程輸水管道總長10.032 km，該工程主要任務是為鄉鎮、工業園區供水和灌溉。

煎茶鎮主要從煎茶水廠、向家坡水廠取水，取水資源主要來自向家坡山塘和大河溝河水。取水方式以提水為主，提水路線200 m以上，且取水口不具有隨意調節能力，供水效率低。水廠也常常因為生態環境，出現旱季斷流和脫水的情況，無法滿足鎮區需求。其中作為應急水庫的梅子水壩供水也存在各種問題，供水不穩定，無法保障安全供水，為了解決當地供水問題，開展了“紅水桶”行動，在旱季為煎茶鎮車輛送水。隨著縣城的快速發展，煎茶鎮也變成了德江縣的重點建制鎮，無穩定水源供水是很大的問題[1-2]。

2 工程施工組織設計

2.1 施工導流

施工導流是整個工程建設的全局性問題，要考慮到施工的整個程序，包括水利工程建筑布局、壩址和壩型選擇，及施工進度和施工環境等。導流部分的工程包括封堵、截流、攔洪、排水和蓄水等，這些都是水利工程建設的要點。德江縣煎茶鎮的地形環境整體比較好，場地內巖體結構多為黏土碎石層、耕植土、強風化白巖石、河床砂卵石層等，巖體均是基礎持力層，場地地形坡度緩，沒有特別復雜的地質現象[3]。

導流隧道洞設置在左岸，巖石性質多為硬巖，為3類圍巖，可進行建設。導流隧道洞口坡體表面有崩塌堆積碎石，開挖時需要注意崩塌部分碎石的清理，建議放緩開挖的坡度，建設邊坡錨固支護。

整體輸水工程包括：總干管、灌溉管、消力池、供水管、高位水池、泵站、末端水池等。

(1)管線鋪設從取水口到壩址的下游，鋪設兩條管線，分別負責供水和灌溉。管道鋪設沿流渡河和道路階地建設，沿途無泥石流或大型滑坡，僅有一些殘破黏土、碎石等，建議采取覆蓋層或加強風化巖石的持久力。

(2)泵站施工，在大壩下游建設泵站，該地地形平緩，但其上部土質穩定性差，所以，在邊坡開挖時需要加強支護，同時設置坡頂排水溝。泵站水管沿泵站到高位水池斜坡進行布置。

2.2 土石方工程

在水庫工程建設中，土方工作要做到填挖平衡和調配，需遵循以下原則：(1)盡量達到自身開挖土方滿足自身填筑。(2)滿足自身建設后，如有剩余土方可用于附近其他項目使用。(3)借土料場和棄土區選擇需要根據實際環境和水土保持情況，控制取土的范圍和深度。

本工程設計土料主要在圍堰處進行選擇，經過調查該壩址上游是洼地，內部分布著大面積的黏土和碎石，根據附近工程建設的經驗，可進行工程建設。所以，土石方工程就選擇在偏巖村東側洼地，該處地形平緩，又與楠干公路和煎茶鎮較近，便于運輸和開采。

本工程的石料場地選擇在壩址左岸上游坡地，該處地形起伏較大，多為溶蝕峰林地貌。本工程在該石料場地設置了4個勘探孔，通過檢測其地質環境，該地滿足石料場需求。

2.3 混凝土工程

混凝土工程的建設需要充分考慮防滲、排水和防凍等因素，可根據施工條件和規模集中建設一個混凝土生產系統，以滿足長期工程需求，對于大型河道可以在左右兩側各設一個混凝土調配系統。

2.4 施工布置

施工布置根據工程規模、特點和施工條件，解決工期所需要的輔助企業、交通道路、施工動力、通訊等相關設施問題。根據工程特點列出主要項目施工包括：工程量、工期考察，關鍵線路施工等問題。

本工程大壩是在后溪河和高竹村六池河交匯口附近，壩址兩側有陡峭的山坡，進行施工交通布置比較困難，壩址下游地形平緩開闊，可以進行施工場地布置。除了輸水管道局部布置有較陡的地形，其他地勢相對平緩，管道的施工規模比較小，適合在其平緩地勢位置建設施工生產生活設施。

3 水庫工程建設的主要布置

將煎茶水庫工程分為兩個部分：輸水工程和水源樞紐工程。輸水工程包括：總干管、灌溉管、供水管、壩后泵站；水源樞紐工程包括：泄流表孔、碾壓混凝土重力壩、取水兼顧放空系統、傷疤左岸公路等，見表1。

表1 煎茶水庫工程建筑物級別和洪水標準

3.1 擋水工程設計

3.1.1 碾壓混凝土重力壩結構布置

大壩壩頂長136.60 m、壩頂高程 777.00 m、建基面高程729.00 m、壩頂寬6.00 m、最大壩高48.00 m。河床段是溢流壩，該段位于樁號0+042.075～0+090.075，有3孔處不設閘的表孔，總長48.00 m。下游溢流壩高程771.00 m以上是垂直的，771.00 m以下坡比1∶0.75，壩頂布置欄桿。

3.1.2 細部結構

(1)壩體分縫和止水。壩體分縫的決定因素有施工澆筑條件、混凝土溫度控制、壩基條件、結構布置等，本工程大壩設計6個壩段，其中在溢流壩和非溢流壩設計4條橫縫。

(2)壩內廊道布置。為了滿足壩基帷幕灌漿、觀測和排水，需要在壩體內建設一層灌漿廊道。為了滿足壩體排水達到預埋排水管自由排水，一般需要將基礎廊道底板高程和河床高程設為同高約742 m。為了避免壩體帷幕灌漿出現施工難度大和灌漿效果不好的情況，這里將基礎廊道高程設為745 m，廊道出口高程超過下游校核洪水位，擬定為765 m，廊道城門尺寸為3.0 m×3.5 m，使用C25厚40 cm的鋼筋混凝土襯砌。

3.2 泄水工程設計

壩體中部為溢流壩段位，設置的是無閘控制溢流表孔溢洪道，溢流堰寬40 m，堰頂長773 m，壩頂布置交通橋，橋寬6 m，左岸長40.075 m，左岸費溢流壩為46.525 m。

溢流道出口位置采取底流消能，主要是因為壩下游河床有逆斷層問題，且河床基巖抗沖刷能力弱，下游采取挑流效能霧化比較嚴重。下游建設消力池長23 m，池底高程738 m，池寬37.035 m，末端設置尾坎高2.5 m。邊墻采取衡重式，池底厚度2.0 m，頂部厚度2.0 m。在底板位置設計排水孔和錨桿，使用C30鋼筋混凝土建立邊墻底板迎水面，厚度為0.8 m，使用C25鋼筋容建立外側，厚度為1.2 m。

3.3 取水、放空系統

取水口外部輪廓尺寸為9.5 m×6.9 m(長，寬)，頂部高程為777.00 m，井筒建基面高程為748.30 m，井筒高28.7 m。井筒使用C25鋼筋混凝土，預埋金屬結構使用C30二期混凝土，事故閘門長寬設置為0.9×2.0通氣孔。

根據取水要求取水口布置在大壩左岸壩橫樁號0+094.60處，進口底檻高程為750.30 m，抵觸死水位高程為754.00 m，必須要滿足進口淹沒深度要求。進口事故閘門尺寸為2 m×2 m，在事故站門前布置一攔污柵，尺寸為3.5 m×3.8 m，閘門后設置漸變段3.00 m，漸變為2 m×2 m方孔變成圓形，接入壩身取水鋼管DN1200 mm。取水管末端鋼管壩體位于樁號0～0.39.50位置，建立錐形閥DN1200放空來控制放空的關閉，放空排向是大壩下游的消力池，其中分出放空Φ300 mm支管作為環境放水管，支管上設置閘閥DN300控制。

3.4 輸水工程設計

輸水工程的主要組成結構：總干管、灌溉管、供水管、壩后泵站、末端水池、高位水池等。

供水管從接壩高水池為站沿著高水池位山坡布置，在高山堡位置使用跨越埋管方式沖溝順著偏巖到煎茶鄉村公路供水，直到末端的水池供水，均使用球墨鑄鐵管材料，供水管總長4.505 km，管徑0.8 m，末端流量為0.472 m3/s。

灌溉管和總干管末端連接，選擇埋入方式從河道穿越到右岸，在沿著右側河道向下游經過李家寨、松溪壩、堰坎上、桃子坳、南克寨等村寨直到末端的楊家附近，設計流量為0.0911 m3/s，總路線長4.869 km，采用球墨DN350鑄鐵管管材[4]。

泵站進水管與總干管末端相連，沿著河道左岸與壩后泵站連接總長0.406 km，流量設計為0.479 m3/s。河流左岸田壩設置壩后泵站，在壩址下游630 m，提水揚程為130.2 m，泵站后連接泵站出水管采用Q345-C壓力鋼管，管長405 m，管徑0.6 m，提水一直到高位水池。

3.5 邊坡工程

煎茶水庫水源樞紐中的溢洪道、取水建筑物、建筑物大壩均按4級建筑物設計，屬于1型小規模。根據《水利水電工程邊坡設計規范》相關要求，為了避免邊坡對建筑物造成危害，需要建設5級邊坡。各個建筑物邊坡開挖級別詳見表2[5]。

表2 建筑物開挖邊坡等級

4 結 論

建立煎茶水庫可以有效解決煎茶集鎮水源保障率低、供水規模小等問題，同時也能實現煎茶集鎮“鄉鄉水源穩定”的目標，且解決了灌溉區水利設施薄弱問題，從而實現高效農業目標。在具體施工中，進行嚴格考察，因地制宜，合理規劃整個工程項目的實施，才能保證水利工程的順利進行。本文以煎茶水庫工程建設為主，分析了該工程建設當地環境，以及主要工程建設環節情況，該工程嚴格按照國家水利工程建設標準進行設計，在材料和設備設計中，選擇先進的節能型設備，充分地考慮到節能降耗問題。