盂溪水庫壩線比選

馬 寧，石高峰，王其利

（上海勘測設(shè)計研究院，上海 200434）

1 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌特征

盂溪水庫位于浙江省仙居縣永安溪支流盂溪中下游。水庫壩址兩岸山脊高程左岸最高約776 m，右岸最高約514 m，河水流向由SE偏向SSW向，河谷呈不對稱的“V”型谷，岸坡自然坡度約30°～40°，谷底寬度約 100 m，地貌形態(tài)以侵蝕、剝蝕地貌為主。主河床偏向右岸，左岸為開闊的坡洪積或沖洪積階地，高程112～122 m。河床高程105～110 m，平均比降1.6%。

1.2 地質(zhì)特性

壩址區(qū)無區(qū)域性斷裂構(gòu)造通過，地表也未見明顯斷裂構(gòu)造。斷層規(guī)模均較小。壩址區(qū)節(jié)理裂隙較為發(fā)育。

壩址區(qū)未見滑坡跡象，右岸公路巖質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定性良好，僅在發(fā)電洞進(jìn)口處發(fā)現(xiàn)一小型崩塌，目前基本穩(wěn)定。

壩區(qū)地下水主要有第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。左岸地下水埋深11～26 m，右岸地下水埋深為10～46 m。地表水、地下水化學(xué)類型為重碳酸鈉型水，對混凝土具有重碳酸鹽型中等腐蝕性，對鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。

1.3 巖土工程特性

巖體風(fēng)化卸荷特征：樞紐壩址區(qū)以弱～微風(fēng)化巖體為主。兩岸風(fēng)化卸荷帶深度大于河床段，左岸略大于右岸，總體表現(xiàn)為沿裂隙面風(fēng)化的特征。

基巖：弱風(fēng)化巖石飽和抗壓強(qiáng)度平均為85 MPa，微風(fēng)化巖石飽和抗壓強(qiáng)度平均為110 MPa，屬堅硬巖，軟化系數(shù)為0.77～0.85。綜合分類，壩基強(qiáng)風(fēng)化巖體屬BⅢ2類巖體、弱風(fēng)化巖體屬AⅢ2類巖體，微風(fēng)化～新鮮巖體屬AⅡ類巖體。巖體相對不透水層。q＜0.05 L/（min·m·m））界線埋深（巖面以下）：左岸 15～25 m，右岸 10～12 m，河床 19～24 m，左岸階地 21～25 m。

2 壩線比選

2.1 壩型比選

根據(jù)工程特點，結(jié)合樞紐布置、可研設(shè)計階段成果和已建工程經(jīng)驗，擬定鋼筋混凝土面板堆石壩、碾壓混凝土重力壩，兩種主要壩型進(jìn)行比選。同時考慮到工程離仙居縣城比較近，為使樞紐布置更加緊湊，并考慮工程建成后庫區(qū)建筑物及下泄水流更加美觀與對稱，因此擬定另一種壩型參與比選，即兩岸擋水壩段采用鋼筋混凝土面板堆石壩、河床段溢流壩段采用砌石重力壩的壩型，簡稱混合壩。經(jīng)比選，工程采用鋼筋混凝土面板堆石壩+壩肩溢洪道方案。

2.2 壩線比選

工程可供比選的壩線有限，選定的上、下壩線相距約180 m。樞紐主要由攔河壩、右岸溢洪道、引（供）水發(fā)電兼放空隧洞、電站廠房等建筑物組成。樞紐由主壩、副壩、左岸溢洪道、引（供）水發(fā)電兼放空隧洞、電站廠房等建筑物組成。

以下從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)各方面對兩條壩線進(jìn)行比選。

1）地形條件。上壩線兩岸山體寬厚，地形高程大于180 m，地形完整，岸坡自然坡度約30°~45°，河谷寬度116 m，壩頂高程處地形寬度236 m。下壩線左岸地形完整，河谷寬度110 m，右岸存在寬緩低洼地，且上下游分布沖溝，對防滲不利。由于右岸低洼地高程較低，因此，下壩線方案需要在右岸布置長度約140 m的副壩，主、副壩壩頂長度總計為418.65 m，壩頂長度和壩基防滲長度均比上壩線長了接近一倍。

因此，從地形條件上看，上、下壩址均具備樞紐布置條件，上壩線大壩比下壩線大壩投資少578.20萬元，上壩址比下壩址優(yōu)。

2）地質(zhì)條件。兩壩線地層均為侏羅系上統(tǒng)流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，基巖巖性及巖體質(zhì)量、巖體透水性等基本相同，覆蓋層類型及覆蓋層厚度差別不大，河谷寬度差別不大。兩壩線均無滑坡崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，岸坡穩(wěn)定性及水文地質(zhì)條件也基本相同。

上壩址覆蓋層總厚度2.70~9.70 m，其中左岸坡腳碎石層3.80~7.20 m，河床砂卵礫石層2.70~8.30 m。下壩址覆蓋層總厚度3.10~10.00 m，其中右岸碎石層2.00~5.00 m，河床砂卵礫石層3.10~5.20 m。

從地質(zhì)條件上看，上、下壩址均具備建壩條件。上壩線坡洪積碎石土分布厚度及范圍較下壩線大。下壩線右岸受上下游沖溝影響，地下水分水嶺較低，對水庫防滲不利。

3）樞紐布置條件。上、下壩線樞紐布置按照鋼筋混凝土面板堆石壩＋溢洪道的方案進(jìn)行比較。

溢洪道：下壩線右岸雖然有低洼地形，但布置溢洪道后有兩個缺點，一是溢洪道出口離廠房太近；二是溢洪道進(jìn)口前沿正好是上壩線的右壩肩，該處山頭地形較高，對溢洪道進(jìn)水條件不利，為改善進(jìn)水條件，需要增加大量的開挖，因此溢洪道宜布置在左岸。上壩線右岸地形雖然相對較高，但可將溢洪道布置在近壩肩位置，挖填相對平衡且可將溢洪道的導(dǎo)墻、邊墻高度控制在合理的范圍內(nèi)。而同樣的方案如果用在下壩線，則由于下壩線右岸存在陡巖，因此溢洪道的導(dǎo)墻、邊墻高度會增加很多。上壩線右岸溢洪道比下壩線左岸溢洪道投資少768.32萬元。

供水發(fā)電隧洞：雖然下壩線的供水發(fā)電隧洞總長度較上壩線短86.7 m，但由于下壩線供水發(fā)電隧洞進(jìn)水口處地勢較緩，閘門井前1號及2號洞線均比上壩線長31.9 m，因而隧洞固結(jié)灌漿及回填灌漿量有所增加；且閘門井檢修平臺由于地勢原因，開挖量較上壩址方案也有增加。綜合比較兩個壩線的引水發(fā)電隧洞投資相差不大，上壩線比下壩線投資多63.47萬元。

水流條件：上壩線溢洪道末端距離廠房區(qū)域約為250 m，且中間有山體阻隔，對廠區(qū)基本沒有影響。下壩線方案則建筑物布置過于集中，溢洪道末端離大壩壩腳距離太近，離廠房辦公、生活區(qū)等距離也只有一百多米，泄洪時霧化水流對大壩、廠房均有不同程度的影響，需對下游壩腳和廠房生活生產(chǎn)區(qū)采取保護(hù)措施。在大泄量情況下甚至可能會影響廠區(qū)的正常發(fā)電和供水。

4）施工導(dǎo)流及布置條件。上壩線方案導(dǎo)流洞主要利用原導(dǎo)流洞的出口段，而下壩線方案主要利用原導(dǎo)流洞的進(jìn)口段部分。由于下壩線方案導(dǎo)流洞出口與下游壩腳、廠房位置相距較近，需增設(shè)下游圍堰，增加了工程投資；另外下壩線方案溢洪道布置在左岸，山體較陡峭，施工臨時道路布置較困難，而且由于壩體及溢洪道下移，占據(jù)了原來部分施工臨時場地及左岸下游臨時棄渣場，施工場地布置條件比上壩線方案差。綜合比較兩個壩線的臨時工程投資相差不大，上壩線比下壩線投資少45.14萬元。

5）供水效益。利用下壩線新庫容曲線進(jìn)行長系列徑流調(diào)節(jié)計算，下壩線供水規(guī)模為7.98萬t/d，多年平均年供水量為2 879萬m3，建筑及臨時工程投資為10 550.9萬元，單方水投資為3.66元/m3；上壩線多年平均年均供水量2 830萬m3，建筑及臨時工程投資為9 449.22萬元，單方水投資為3.32 元/m3，較下壩址少 0.34 元/m3。

3 結(jié)論

上壩線比下壩線投資少1 101.68萬元，從供水效益上講，上壩線優(yōu)于下壩線，且下壩線樞紐建筑物布置過于集中，下泄水流對建筑物的影響較大。綜上所述經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，工程選擇上壩線為推薦壩線。