總承包模式下漁梁水庫工程設計及優化思路

劉冬霞

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550002)

總承包模式下漁梁水庫工程設計及優化思路

劉冬霞

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550002)

結合總承包模式的特點，進一步研究工程的特點來進行工程布置及建筑物設計工作，并同時結合前期工作結果找出適合總承包模式下的設計優化思路，以便于工程在設計工程中和實施工程中的優化找準方向。

總承包模式;工程設計;優化思路

1 簡介

本項目以設計采購施工總承包(EPC)的項目管理模式建設，是我省項目承發包模式與國際通行模式的進一步接近，也是我省項目承發包模式的一個突破性進步。

為了充分發揮EPC項目管理模式的優點，力求做到方案優化、技術先進、結構安全、經濟合理，用盡量節約的物耗能耗創造滿足要求的社會財富，同時明確總承包項目設計內容及優化思路［1］。

2 工程概況

主要包括3個方面的內容:

2.1 工程地理位置

本水庫是以灌溉、縣城供水為主，兼有農村人畜飲水的綜合利用工程，主要是解決5個鄉鎮的農田灌溉及江口縣城的供水問題，以及農村人畜飲水問題。

工程壩址位于縣城西面的錦江閔孝河段一級支流英溪河下游河段上，壩址距縣城12 km，距閔孝鎮5 km，305省道從壩址下游約1 km處通過，另有鄉村公路通往壩址及庫區，交通較為便利［2］。

2.2 工程等別及建筑物級別

2.2.1 工程等別及建筑物級別

本工程由首部樞紐、灌區工程和縣城供水工程3部分組成，水庫總庫容1 500萬m3，壩型為拱壩，最大壩高50 m，屬中壩;灌區總面積2 893 hm2，縣城供水人口8.38萬人，鄉鎮農村人畜飲水供水23 720人，總干渠渠首設計引用流量3.52 m3/s;縣城日平均供水15 571 m3/d，最大日供水量20 242 m3/d。灌區工程還包括兩座泵站，其中舒家龍泵站裝機容量4×1 250 kW+3×900 kW，何家壩泵站裝機容量 3×1 000 kW。

可研報告審查意見中，同意本工程水庫規模中型、工程等級為Ⅲ等，其樞紐主要建筑物如大壩、溢流表孔、放空底孔、放水管為3級，灌區建筑物泵站為3級，渠道及渠系建筑物、供水管道及其它建筑物為5級，臨時建筑物如導流建筑物為5級。

初步設計階段按照審查意見及規程規范對工程等別及建筑物級別復核如下:

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)、《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288—99)及《泵站設計規范》(GB 50265—2010)的規定，本工程為III等中型工程，樞紐主要建筑物大壩、溢流表孔、放空底孔為3級建筑物;灌區及供水工程為小(1)型，灌區泵站為3級建筑物，渠道及渠系建筑物、水池、縣城供水管道為5級建筑物，臨時工程為5級建筑物［3］。

2.2.2 洪水標準

本工程地處山區，根據工程等級、規模及擬定的各建筑物級別，從而確定相應的洪水標準如下:

2.2.2.1 首部樞紐建筑物洪水標準

拱壩及溢流道、放空底孔洪水標準按50 a一遇(P=2%)洪水設計，500 a一遇(P=0.2%)洪水校核;消能防沖建筑物設計洪水標準按30 a一遇洪水設計［4］。

2.2.2.2 灌區及供水區建筑物洪水標準

灌區泵站建筑物洪水標準按30 a一遇(P=3.33%)洪水設計，100 a一遇(P=1%)洪水校核;

縣城供水管道、渠道、渠系建筑物按10 a一遇(P=10%)洪水設計，涵洞洪水標準按10 a一遇(P=10%)洪水設計。

2.3 工程布置及建筑物

2.3.1 首部樞紐工程布置

水庫位于英溪河與閔孝河匯口上游約2.1 km，距江口縣城約15 km，江口縣城與水庫之間分布有大量的農田、村寨、公路干線等，為保證緊急情況下能快速放空水庫，水庫設置放空底孔［5］。

根據選定的壩線及壩型，其首部樞紐布置為:拱壩+壩頂溢流表孔+右岸重力墩+放空底孔+取水口及放水管+環境放水管。

大壩壩型為C15混凝土雙曲拱壩，建基面高程404 m，最大壩高50 m，兩岸壩肩段置于弱風化下至中上部，壩頂寬4 m，壩底最大寬度12 m，大壩厚高比0.24。壩頂高程為454 m，壩頂長113.354 m，溢流表孔處設交通橋，交通橋寬為4.0 m，為保證人行安全，壩頂上下游面均設欄桿。上壩公路布置于右岸，從下游面由交通洞穿過孤峰通往左壩端。

重力墩布置在右壩端，底板高程430 m，頂面高程454.0 m，總高24 m，順水流方向頂部寬15 m，底部寬25 m，沿壩軸線方向長33 m，墩體材料為C15混凝土［6］。

溢洪表孔布置在河床段頂中部，溢流凈寬48 m，堰頂高程449 m，堰頂不設閘門控制，溢流堰為WES型實用堰;為方便運行管理，溢流堰頂布置交通橋，橋面寬4 m，3個橋墩坐落在溢流堰斜坡至溢流堰反弧段位置，橋墩厚1 m，寬6 m，高11 m。

放空底孔靠溢流壩右側布置，軸線方向與拱中心線成23°角，進口底板高程424.17 m，孔身斷面尺寸2.0 m×2.5 m，設事故檢修平板鋼閘門一扇。根據壓坡設計要求，出口斷面尺寸縮小為2.0 m×2.0 m，設弧形工作鋼閘門一扇，在433.67 m高程設置啟閉機室，布置一臺啟閉機。底孔全長35 m，出口采用挑流消能［7］。

取水口及放水管位于右壩段，樁號0+020.366，采用塔式取水，采用塔式取水，取水口底板高程433.0 m。沿水流方向依次設固定式攔污柵、檢修閘門。喇叭口后為閘門井，高21 m，事故閘門后設通氣兼進人孔，閘門井后設漸變段，長3 m，圓孔后接放水管。

放水管沿河岸通過懸崖段，經Φ1.6 m錐形閥后進入消力池。放水管總長222.5 m，明管布置，光面管。錐形閥布置閘室內。

在放水管末端地形平緩的位置布置消力池，使水流平穩進入總干渠，放水管1～2#鎮墩之間地形稍緩的位置設 Φ300環境水管，兼作放水管的放空設施［8］。

2.3.2 灌區工程布置

2.3.2.1 灌區分布

根據灌區地形、地質條件，結合灌區耕地、水源等特點，將灌區分成3個大片區:

1)第一片區為總干渠片區，包括本下游至塘坎寨洞灣一帶，本片區大部分灌面已由銅東灌區英溪引水工程解決，渠系配套工程已于2009年完成，水源來自英溪河，保證灌溉面積260 hm2，修建本將截斷其水源。因此，本將還原其灌溉流量，并覆蓋本總干渠與英溪引水渠兩個高程之間的農田40 hm2，本將為此300 hm2農田提供灌溉水源，為自流灌溉。

2)第二片區為塘花干渠片區，包括龍回至壩盤之間的錦江兩岸廣大農田，由塘花干渠解決，灌面共計884 hm2，其中改善灌溉面積20 hm2，為自流灌溉。

3)第三片區為凱德干渠片區，包括黑巖、雙岑、洪坪、何壩、凱里、革張壩等江岑公路沿線的高山缺水地區，灌面共計1 750 hm2，其中改善灌面60 hm2，為提水灌溉。

2.3.2.2 渠系布置

為覆蓋上述灌區范圍，經布置:

1)第一片區有總干渠和英溪支渠，總干渠自水庫引水沿英溪河右岸至1+664處跨過英溪河經水銀溝、周家屯、水泥廠至塘坎寨，長15.903 km;英溪支渠為已建渠道，沿英溪河左岸至魚糧溪村，再經水銀溝、周家屯、水泥廠、塘坎寨、五里橋直至洞灣，長約15 km，分布高程比總干渠低10余m。

2)第二片區有塘花干渠、塘花干管和壩盤支管，塘花干渠從塘坎寨經滑石板、龍回，在廟灣跨過閔孝河，沿閔孝河右岸布置壩干管順河而下直至壩盤電站壩址位置，長13.665 km，其中塘花干渠長4.125 km，塘花干管長9.45 km;壩盤支管從壩盤電站壩址沿閔孝河右岸順河而下至壩盤椅子灣水庫，長9.45 km。

3)第三片區有凱德干渠、舒家龍泵站、洪坪支管(長4.549km)、岑洞坪支管(長 2.21km)、何壩支渠(渠道長2.05 km，管道長10.4 km)、何家壩泵站及渠系建筑物。

凱德干渠在水泥廠處從總干渠分水跨過閔孝河，經凱德、蛇灣寨至舒家龍泵站，渠線4.7 km;舒家龍泵站從舒家龍蓄水池提水至569 m高位水池和天堂650 m高位水池;洪坪支管從569 m高位水池引水經大灣、圍子邊、張海溪至小土坪高位水池，管線總長4.549 km;岑洞坪支管在大灣從洪坪支管分水，通過壓力管線經陶嶺、下寨、上寨至譚井高位水池，管線總長2.21 km;何家壩支渠從天堂650 m高位水池引水，以明渠型式通過天堂，再采用壓力管線經格洋溪、三道河、店上、沙壩直至何家壩，引水線路總長12.45 km;何家壩泵站從何家壩蓄水池提水至雷打坪840 m高位水池。

2.3.3 供水工程布置

本工程城鎮供水對象為江口縣城，規劃的新水廠位于江口縣城西側城郊的沙子坳，原始地面高程410～440 m。本項目負責將水采用自流方式引至沙子坳。

充分利用灌溉總干渠，從水庫至塘坎寨一段，利用灌溉總干渠引水，即是將縣城供水所需的0.3 m3/s流量疊加到總干渠，再從塘坎寨修建供水管道平行公路布置，經過五里橋、基北自流至沙子坳水廠位置。

縣城供水的引水線路總長18.603 km，其中總干渠長15.903 km，供水管道長2.7 km，引水渠道兩側設置柵欄，以保證渠道水質不受污染，供水管道采用埋管型式布置，以適應城郊地帶的運行和管理。

鄉鎮供水及農村人畜飲水涉及到閔孝鎮、雙江鎮、民和鄉等3個鄉鎮，供水范圍較為分散，本工程只為各受水點提供水源，供水管網、供水設施等根據國家政策另行解決。初步設計作了如下規劃:

1)閔孝鎮供水:受水點位于水庫附近，且水庫水位能滿足供水自流要求，由閔孝鎮從水庫自行引水或從總干渠上自行引水。

2)雙江鎮總干渠沿線村寨的農村人畜飲水由各村組自行在總干渠引水或總干渠末端的水池引水。

3)雙江鎮天堂片區的農村人畜飲水由各村組自行在天堂坪高位水池引水。

4)洪坪片區的農村人畜飲水由各村組自行在洪坪支管沿線或小土坪高位水池引水。

5)岑洞坪片區的農村人畜飲水由各村組自行在譚井高位水池引水。

6)何家壩片區的農村人畜飲水由各村組自行在何家壩水池引水。

7)凱里片區的農村人畜飲水由各村組自行在雷打坪高位水池引水。

3 優化效果說明

設計優化主要采用新工藝、新思路、新材料，結合工程現場精打細算，以期以最節約的方式做出符合規范要求的工程產品，節約社會資源、創造社會財富。其優效果主要體現在兩個方面:

1)節約工程投資、簡化工程施工，使項目總承包者獲得直接的經濟效益。由于初步設計階段已經按盡量節約工程投資的思路設計，本階段雖然有一定的優化余地，但在沒有做具體工作之前，并不能得出一個具體的效益數據。

2)通過新工藝、新思路、新材料的應用，積累工程經驗，為今后的市場競爭創造良好的業績，以達到可持續發展的效果。

［1］張志紅，王國安，李榮容.水庫工程設計洪水標準指標體系構建初探［J］.人民黃河，2011，33(07):14-16.

［2］敖立飛.基于某實例水庫工程設計洪水的分析［J］.黑龍江水利科技，2013，41(10):170-172.

［3］蔡秀連.清流縣俞坊水庫工程設計概算編制體會［J］.黑龍江水利科技，2013，41(08):258-260.

［4］劉宇聰，宋純玉，姜尚方.白石水庫工程設計的幾個特點［J］.東北水利水電，1999(01):15-16.

［5］楊永忠.龍洞水庫工程設計及方案優化［J］.甘肅農業，2006(07):249.

［6］孫承熙.大綏芬河水庫工程設計與施工中若干問題［J］.東北水利水電，1988(11):4-8.

［7］景來紅，楊順群.寶泉抽水蓄能電站上水庫工程設計［J］.人民黃河，2002(06):25-26，47.

［8］宋文彬.鬧龍和水庫工程設計回顧［J］.黑龍江水利科技，2004，32(02):90-91.

TV877

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1007-7596(2014)05-0208-03

2013-12-12

劉冬霞(1981-)，女，山東臨朐人，工程師，從事水工建筑工作。