堆石混凝土技術在邢家峪水庫的應用

耿靈生，劉云，劉莉莉，鞏向鋒

（山東省水利科學研究院，濟南 250013）

堆石混凝土技術在邢家峪水庫的應用

耿靈生，劉云，劉莉莉，鞏向鋒

（山東省水利科學研究院，濟南 250013）

通過重力壩結構的設計方案優化，充分利用當地河道的天然石材筑壩，采用自密實堆石混凝土結構。具有工期短、節約工程建設投資和節能低碳環保等優點，不但使壩體強度性能滿足C30混凝土的設計要求，施工工期縮短1/3，工程造價節約20%，具有顯著的經濟效益和社會效益和較大的推廣應用前景。

堆石混凝土；水庫

1 基本情況

擬建萊蕪市邢家峪水庫，位于山東省萊蕪市雪野湖旅游度假區邢家峪村西，雪野水庫上游支流，距濟南60km，隸屬于萊蕪市雪野湖旅游度假區雪野鎮。

邢家峪村2247人口，村民飲用水水源僅為村西的水池，水質和水量得不到保障，影響了飲水安全。邢家峪流域內山高河陡，汛期經常造成水災，洪水來得快，淌得急，每年都有沖毀農田、浸泡村民房屋等災害發生，飲水安全成為當地村民急需解決的問題。

2 需水量預測

根據總體規劃設計方案，邢家峪村將被規劃成居住、商業、休閑集一體的綜合社區，社區規模2萬人。經估算，平均每年耗水量50萬m3。

邢家峪社區和基地需水量主要包括：生活用水、商業用水、科學試驗、水文化展示、生態環境用水等。根據社區人口和規模，經預測，年需水量63.38萬m3，日需水量1700m3。區域內供水水源主要由小三峽流域的兩個水庫和新建邢家峪水庫供給。

3 水庫工程規劃

3.1 提高雨洪水利用率

擬建邢家峪水庫壩址以上流域面積3km2，干流坡度0.023，流域內多年平均降水量680mm，多年平均徑流深250mm，多年平均最大24h降雨量105mm。由于河道內洪水湍急，雪野水庫每年棄水1.6億m3。在支流上游修建攔蓄工程，水源有保障，可有效提高雨洪水利用率。

3.2 提高雨洪水攔蓄利用率

隨著邢家峪新農村社區的建設，生活、生產和商業用水量將大幅提高，現有村莊供水已不能滿足灌溉、社區和基地需水要求。

擬建邢家峪水庫流域面積3km2，死庫容0.5萬m3，興利庫容8.0萬m3，設計庫容9.6萬m3，總庫容9.8萬m3。邢家峪水庫在90%的保證率下，年供水量16萬m3。

規劃新建邢家峪水庫，通過供水管道輸水至邢家峪社區和基地，可滿足灌溉、生活、生產以及商業用水的需求，以提高水源保障能力。在滿足防洪要求的同時，提高雨洪水攔蓄利用率。

4 水庫工程設計

根據邢家峪的地形條件，擬建塘壩位置在河道隘口處，龍灣子水庫上游300m小羅圈村東。根據水面線推求，塘壩水面1.33hm2。

4.1 拱壩

邢家峪水庫的拱壩擬定為重力拱壩，為漿砌塊石結構。壩頂高程411.0m，壩頂寬4m，底寬8.5m，最大壩高20m，壩頂弧長82.23m，圓心角100°，壩頂上游設防浪墻，防浪墻高0.9m，墻厚0.4m，壓頂石寬0.5m。為滿足防滲要求，在壩迎水面鋪設厚0.7m的混凝土面板。

拱壩的設計洪水位410.49m，校核洪水位410.70m，正常擋水位409.00m。

4.2 溢洪道

邢家峪水庫的溢流方式為壩頂溢流，溢流堰寬20m，堰頂高程409.0m，采用WES堰型，溢流面為漿砌細料石結構。

5 自密實堆石混凝土技術原理及優點

5.1 施工技術

堆石混凝土是利用自密實混凝土的自密實和填注性能，遵循“宜材適構”的筑壩理念，充分利用當地節能環保低碳的天然材料的創新筑壩技術，填注自然堆積（或輔以人工堆積）的堆石體空隙，所形成的完整、密實、低水化熱的大體積混凝土。施工時首先將滿足一定粒徑要求的堆石直接入倉，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆注滿足特定要求的自密實混凝土，依靠自重填注堆石空隙，形成符合設計要求的壩體。

5.2 優點

具有低水泥用量、低水化熱、高密實度保證、高容重、體積穩定抗裂性能突出、強化抗剪能力簡化鑿毛、顯著提高工效縮短工期、大幅節約工程建設投資、施工質量控制簡便有效與節能低碳環保等優點。

堆石混凝土筑壩技術與傳統的土石壩、混凝土壩、漿砌石壩筑壩技術構成了一個完整的筑壩技術體系，將有力推動我國中小型水利工程筑壩技術。堆石混凝土適合于澆注大倉面混凝土施工、混凝土重力壩、拱壩壩體、各種基礎回填，混凝土換基部位、尾水區消力池、海曼、護坦、邊墻等構筑物、混凝土圍堰、各種堤防工程和擋土墻工程等。通過合理的筑壩技術選擇和技術組合，大壩施工可以充分利用筑壩材料，減少棄料，大幅減少大壩施工對環境的影響，具有良好的社會、經濟和環境生態效應。

6 堆石混凝土技術的應用

原設計邢家峪水庫為漿砌塊石結構的重力拱壩，建設的主要工程量包括：C30混凝土面板和C30漿砌塊石，合計1.5萬m3，建設工期為12個月。

在重力壩筑壩材料的選擇的優化設計中，為了提高施工速度、降低工程造價、因地制宜地采用河道石材，將漿砌塊式結構和自密實堆石混凝土結構相比較。自密實堆石混凝土就是利用高流動抗分離的性能，應用壓漿混凝土施工方式，使自密實混凝土充填預先放置的堆石體，待自密實混凝土硬化后與堆石一起形成堆石混凝土。通過試驗檢驗自密實混凝土硬化后的強度性能，均滿足C30混凝土的設計要求，施工工期可縮短1/3，工程造價節約20%。

通過優化設計采用自密實堆石混凝土結構建設邢家峪水庫重力壩，具有顯著的經濟效益和社會效益，和較大的推廣應用前景。

［1］萊蕪市水利局.萊蕪市“十二五”水利發展規劃［R］.2011.

［2］SL252—2000，水利水電工程等級劃分及洪水標準［S］.

［3］SL44—2006，水利水電工程設計洪水計算規范［S］.

［4］SL25—2006，砌石壩設計規范［S］.

［5］SL282—2003，混凝土拱壩設計規范［S］.

Application of Rock-fill Concrete Technology in Xingjiayu Reservoir

GENG Ling-sheng，LIU Yun，LIU Li-li，GONG Xiang-feng

（Water Resources Research Institute of Shandong Province，Jinan 250013，China）

Through the gravity dam structure design optimization，to make full use of the local rivers natural stone dam，so this article use the self-compacting concrete structure.The construction of Xingjiayu reservoir dam，has the advantoges of short shorten the construction period，greatly saving construction investment，energy saving.low carbon and environmental protection.This paper shows that uses self-compacting concrete can meet design requirements C30，shorten the 1/3 construction period，saved 20%of project cost，it will provide with the enormous economic benefits and social benefits，great popularization and application prospects.

rock-fill concrete;reservoir

TV5

A

1672-9900（2013）01-0065-02

2012-10-29

耿靈生（1965-），男（漢族），山東鄒平人，研究員，主要從事水利工程規劃設計、水土保持及防洪影響評價等技術的應用研究，（Tel）13964096302。