關(guān)于云南省瀾滄縣平水河水庫工程9度高地震區(qū)大壩設(shè)計的探討

摘 要：文章詳細(xì)介紹了平水河水庫工程的情況，希望能夠為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：平水河水庫；大壩設(shè)計；探討

1 基本概況

平水河水庫工程位于云南省瀾滄拉祜族自治縣；該縣位于云南省西南部，是全國唯一的拉祜族自治縣，也是一個多民族的山區(qū)貧困縣，全縣轄20個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、158個村（居）委會，總?cè)丝?9.41萬人。全縣國土面積8807km2，有林業(yè)用地面積806萬畝，森林覆蓋率為55.91%。全縣水庫控制灌溉面積7.98萬畝，共建有大小引水溝渠13869條，灌溉面積24.66萬畝，2010年現(xiàn)有水利工程年實際供水能力25028萬m3，占全縣水資源總量的3.0%，工程型缺水嚴(yán)重。本工程位于瀾滄縣東北部的大山鄉(xiāng)平水村，芒海河右岸一級支流平水河上游段，平水河徑流面積48.4km2，水庫壩址以上控制流域徑流面積11km2，河長6.81km，河道比降49.2‰，水庫流域多年平均降雨量為1600mm，多年平均年徑流量764萬m3。全鄉(xiāng)轄8個村民委員會，152個村民小組，3976戶，16169人，其中，農(nóng)業(yè)人口15727人，實有耕地面積40848畝，其中水田16230畝，旱地24618畝，目前保灌面積897畝，只占到灌區(qū)總耕地面積1.31萬畝的7.5%，大部分耕地灌溉用水無保證。全鄉(xiāng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入2443萬元。流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，區(qū)域面積小，耕地零散，水域分散，蓄水工程設(shè)施少，基本靠天吃飯，農(nóng)業(yè)灌溉用水無保障，煙區(qū)集鎮(zhèn)居民飲水困難，因此，修建平水河水庫工程十分必要。

2 工程任務(wù)和規(guī)模

水庫是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧人畜飲水、集鎮(zhèn)供水的?。?）型水利工程。水庫總庫容378.3萬m3，設(shè)計灌溉面積1.31萬畝，主要分布在高程1400m～1965m范圍之間。水庫總供水量472.3萬m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉供水量423.4萬m3，占總供水量的89.6 %，設(shè)計灌溉保證率75%；灌區(qū)人畜和集鎮(zhèn)生活供水量48.9萬m3，占總供水量的10.4%，設(shè)計供水保證率95%。

3 工程等別及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

平水河水庫工程為Ⅳ等?。ㄒ唬┬退畮?。主要建筑物大壩、溢洪道、導(dǎo)流輸水隧洞按4級建筑物設(shè)計，樞紐次要建筑物、臨時建筑物、灌溉渠道及渠系建筑物均按5級建筑物設(shè)計。水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按300年一遇，消能防沖按20年一遇。

4 壩址區(qū)地質(zhì)條件簡介

壩址區(qū)為構(gòu)造剝蝕低中山峽谷地貌，谷底為侵蝕堆積河谷地貌。兩岸山頂高約2050m，河床高程為1940～1970m。兩岸地形呈不對稱“V”字型，兩側(cè)岸坡較陡，地形坡度45～55°。

由于壩址區(qū)地處Ⅸ度地震區(qū)，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）附錄P土的液化判別規(guī)定：“對于粒徑小于5mm的顆粒含量質(zhì)量百分率大于30%的土，其中粒徑小于0.005mm的顆粒含量質(zhì)量百分率（ρc）相應(yīng)于地震動峰值加速度為0.10g、0.15g、0.20g、0.30g和0.40g分別不小于15%、16%、17%、18%、19%和20%時，可判為不液化”，結(jié)合顆分試驗成果，壩基內(nèi)全風(fēng)化巖體，粒徑小于5mm的顆粒含量質(zhì)量百分率為100%，粒徑小于0.005mm顆粒含量質(zhì)量百分率為15.5～19.0%，小于20%，初判其有存在地震液化的可能性。經(jīng)現(xiàn)場標(biāo)貫試驗成果分析（詳見下表），壩基地表5m以內(nèi)全風(fēng)化砂土為液化砂土，壩基地表5m以下全風(fēng)化砂土為不易液化砂土。

5 工程總體布置

平水河水庫樞紐工程主要建筑物有大壩、溢洪道、導(dǎo)流輸水隧洞。大壩為粘土心墻石碴壩，大壩壩頂高程2013.2m，上游側(cè)設(shè)1.0m高的鋼筋混凝土防浪墻，由于工程位于Ⅸ度區(qū)，工程主要建造物按Ⅸ度設(shè)防，壩頂寬度為7.0m，壩高58.6m，壩頂軸線長194.8m。

溢洪道布置于右岸壩肩，緊靠大壩，由進(jìn)口明渠、控制段、泄槽段、消力池、出口明渠及護(hù)岸6部分組成，總長212.2m。溢洪道設(shè)計洪水最大泄量（P=3.33%）為20.21m3/s，校核洪水位時最大泄量（P=0.33%）為31.93m3/s。

6 大壩設(shè)計及清基原則

6.1 大壩設(shè)計

（1）壩體設(shè)計。粘土心墻石碴壩方案攔河壩由上游堆石區(qū)、粘土心墻、上下游反濾層、棱體、上下游護(hù)坡、防浪墻及壩頂結(jié)構(gòu)等部分組成。大壩壩頂高程2013.2m，上游側(cè)設(shè)有高1.0m的鋼筋混凝土防浪墻，由于工程位于Ⅸ度區(qū)，工程主要建筑物按Ⅸ度設(shè)防，故壩頂寬度為7.0m，壩高58.6m，壩頂長194.8m。上游壩坡自上而下1：2.0～1：2.2，下游壩坡自上而下1：2.0～1：2.2。（2）壩體分區(qū)。粘土心墻石碴壩全部壩殼料均來源于壩殼料料場，土料主要來自土料場，根據(jù)料場分布及料源情況、按壩體結(jié)構(gòu)布置、壩體各部位功能將大壩分為心墻、上下游反濾層、壩體、棱體、上下游護(hù)坡、防浪墻及壩頂結(jié)構(gòu)等部位，各部位按用料要求填筑，由于是Ⅸ地震區(qū)，特別是下游坡，設(shè)計考慮在壩面采用大粒徑塊石填筑。（3）防滲心墻設(shè)計。防滲心墻頂高程心墻頂寬4.0m，上下游邊坡均為1：0.3，心墻基礎(chǔ)灌漿軸線處設(shè)厚度為0.8m寬為8m的C20砼墊層作為灌漿蓋板，并固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿在1/3壩高以上采用兩排，1/3壩高以下采用四排，固結(jié)灌漿軸線距壩軸線1.5m，孔距3m，孔深6m；心墻基礎(chǔ)其他部位在開挖后澆注厚度為0.4m的C20砼墊層將開挖部位封閉，減少基礎(chǔ)開挖后由于裸露的進(jìn)一步風(fēng)化。（4）反濾過渡層設(shè)計。心墻上游面與壩殼風(fēng)化料間設(shè)有二層水平寬度分別為2.0m的砂石混合過渡料，下游面與壩殼風(fēng)化料間設(shè)置了二層平均水平寬分別為2.0m的反濾過渡料。反濾材料及過渡料均采用壩殼石碴料場下部弱風(fēng)化開采料進(jìn)行加工。反濾料、過渡料、心墻料、堆石料應(yīng)保持相同填筑上升高度，并進(jìn)行同時碾壓，層間結(jié)合面不得有本層最大粒徑的填筑料，以保證層間結(jié)合緊密。（5）堆石區(qū)設(shè)計。大壩上游壩體全部采用強(qiáng)弱石碴料進(jìn)行填筑，但下游壩體在高程1973.2m處進(jìn)行分區(qū)，高程1973.2m以上采用強(qiáng)弱石碴料填筑，高程1973.2m以下采用弱石碴料填筑，利于壩體下游排水。

6.2 清基原則

（1）心墻基礎(chǔ)開挖。由于壩基全風(fēng)化巖體承載力能滿足建筑物承載及抗滑穩(wěn)定要求，但存在壓縮變形及滲透變形問題。水庫屬Ⅸ度地震區(qū)，根據(jù)地質(zhì)建議對于心墻部位開挖，建基面置于全風(fēng)化密實巖體中。故設(shè)計在壩基清理時，心墻部位開挖為：河床段開挖深8m，岸坡壩基段開挖原則為進(jìn)入殘破積層下4m，最深達(dá)9m。（2）周邊壩基開挖。壩基為全風(fēng)化花崗巖沙土，土經(jīng)現(xiàn)場標(biāo)貫試驗成果分析，壩基5m以下存在設(shè)防烈度下液化的可能。為滿足壩基抗震安全，結(jié)合工程實例，沿大壩周邊開挖寬7m，深5m的槽。（3）其他開挖。其余壩基開挖：原則進(jìn)入殘坡積層以下2.0m。（4）防滲設(shè)計。根據(jù)地形地質(zhì)條件，地質(zhì)建議壩基和右岸沿壩軸線灌漿帷幕防滲，左岸結(jié)合埡口鄰谷滲漏灌漿帷幕防滲。灌漿帷幕底界線總體原則深入相對隔水層（q<10Lu）5.0m。

水庫灌區(qū)土地資源豐富，土壤較肥沃，區(qū)內(nèi)降雨徑流量大，水資源豐富，但因缺少蓄水工程，農(nóng)業(yè)灌溉用水無保證，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)?shù)卣蛥^(qū)內(nèi)群眾盼水迫切，因此工程建設(shè)是必要的。平水河水庫的新建在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，工程的興建將對地方國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。