洋前壩水庫壩型方案比選

劉青松

（江西省贛州市水利電力勘測設計研究院，江西 贛州 341000）

1 概況

1.1 工程概況

洋前壩水庫地處贛州市定南縣巋美山鎮，距定南縣城約35 km，壩址位于定南水一級支流老城河上游，壩址控制集雨面積25.8 km2。水庫正常蓄水位407.0m，總庫容2170萬m3，大壩最大壩高52m，是一座以城鎮供水為主，兼有灌溉效益的中型水庫工程。

1.2 工程地質

1.2.1 壩址工程地質

壩址區河流河道較為彎曲，呈“幾”字型，河谷狹窄，呈窄“V”型。水庫正常蓄水位407.0m時對應河谷寬約125m，寬高比約2.6。

壩址區屬丘陵剝蝕地貌，上部殘坡積層覆蓋，坡腳可見基巖裸露，兩岸地形總體較不對稱，右岸山體雄厚，左岸山體較單薄，兩岸山坡總體較陡。河床覆蓋層為砂礫卵石，厚度1.2～1.8m，左右岸為含砂粘土覆蓋層，厚0～3.8m。壩址河床段壩基巖性為花崗巖，巖體表層為強風化，厚度1.2～1.7m，下部為弱風化，整體強度較高，性狀較好。壩址左右岸巖體為花崗巖，上部巖體為全～強風化，全風化厚0～4.8 m，強風化厚3.2～11 m，下部為弱風化，整體強度較高，性狀較好。工程區無活動性斷裂通過，壩址區未發育斷層。

1.2.2 建筑材料

（1）土料

據勘探，粘土料場土質為殘坡積含砂低液限粘土，可作為大壩防滲土料和壩體填筑料，有用層儲量約25萬m3，距壩址處1.5 km。

（2）天然砂礫石料

工程區所處老城河段天然砂礫料較缺乏，儲量有限，附近無砂礫石和塊石商品料場，故工程需采用人工開采石料進行加工。

（3）人工骨料及塊石料

庫區左岸馬地壩山體巖性為侏羅系上統菖蒲群流紋斑巖，巖質較堅硬致密，為中硬巖，物理力學性能較好。鉆孔揭露：料場上部殘坡積層厚0～2m，下部全強風化厚20～15m，弱風化巖體厚15～24m，微風化巖體開采厚30m，有用層儲量180萬m3。該料場有公路通至壩址，運距2 km，可根據工程需要同時進行塊石、碎石骨料及人工砂開采。

2 壩型比選

2.1 比選壩型

根據壩址地形及當地土料條件，結合工程壩高，壩址不適宜土壩布置；根據壩址左岸山體較單薄、壩基巖性及風化深度等地質情況，壩址亦不適宜拱壩布置。綜合工程壩址地形地質條件、當地天然建材情況，選取埋石砼重力壩和砼面板堆石壩兩種壩型進行比選。

2.2 埋石砼重力壩方案

2.2.1 樞紐建筑物布置

埋石砼重力壩方案工程樞紐主要由埋石砼重力壩和引水系統組成。

大壩壩頂長132m，其中左岸非溢流壩長65m、溢流壩長22m、右岸非溢流壩長45m。壩頂寬5m，壩頂高程411.5m，壩底高程359.5m，最大壩高52m。壩體基本斷面為三角形[1]，上游面382.0m高程以上垂直，382.0m高程以下為1∶0.25的邊坡；左、右岸非溢流壩大壩下游面406.0 m高程以上垂直，406.0 m高程以下為1∶0.75的邊坡，溢流壩下游邊坡為1∶0.8。溢流壩布置在河床中間部位，長22 m，為無閘開敞式，采用WES實用堰型，堰頂高程407.0m，溢流凈寬2（孔）×10m=20m。

大壩砼總量為9.8萬m3，其中埋石砼約7.0萬m3，樞紐建筑物建筑工程投資6927萬元。

2.2.2 施工導流和度汛

大壩工程施工采用河床一次攔截、分期導流的方式，一期利用現有河床導流實施左岸非溢流壩和導流底孔，二期進行河道截流，利用大壩導流底孔導流，實施溢流壩和右岸非溢流壩。根據大壩布置，初期導流時段選定為10月～次年2月，導流量選用該時段5年一遇洪峰流量15.2m3/s，導流圍擋建筑物采用土石圍堰。

根據砼重力壩的特點，施工汛期臨時度汛標準采用全年10年一遇洪水標準，相應的洪峰流量為220 m3/s，度汛方式采用壩體預留寬15m缺口過流度汛。

2.3 砼面板堆石壩方案

2.3.1 樞紐建筑物布置

砼面板堆石壩樞紐建筑物主要有砼面板堆石壩、溢洪道和引水隧洞。

大壩壩頂長130 m，最大壩高48.6m，壩頂寬8 m，壩頂上游側設置防浪墻，壩頂高程410.4m，防浪墻頂高程411.6m，壩基最低開挖底高程361.8m。大壩上游壩面為一級坡，壩坡為1∶1.3；下游坡于370.0m高程以上壩坡為1∶1.3，以下為1∶1.5。大壩自上游向下游分別為鋼筋砼面板、墊層區、過渡層區、主堆石區、副堆石區和排水棱體[2]，下游壩面采用干砌石護坡。鋼筋砼防滲面板厚0.40 m，趾板基本置于強風化中、下層或弱風化上層基巖上，趾板寬6.0m，厚0.6m。

大壩填筑總量為21.3萬m3，其中砼澆筑約0.5萬m3，樞紐建筑物建筑工程投資6769萬元。

2.3.2 施工導流和度汛

大壩工程施工采用河床一次攔截、隧洞導流的方式，導流隧洞布置在大壩左岸，全長210m。根據大壩布置，初期導流時段選定為10月～次年2月，導流量選用該時段10年一遇洪峰流量19.3m3/s，導流圍擋建筑物采用土石圍堰。

根據砼面板堆石壩的特點，施工汛期臨時度汛標準采用全年20年一遇洪水標準，相應洪峰流量為275m3/s，度汛方式采用填筑圍堰擋水、導流隧洞過水度汛。

2.4 壩型比較

2.4.1 地形地質條件

壩址河谷狹窄，呈不對稱窄“V”型，地形上修建重力壩和堆石壩都是適宜的。

從工程地質情況來看，壩址區河床段壩基巖體巖性為花崗巖、花崗斑巖，巖體表層為強風化，下部為弱風化，整體強度較高，性狀較好。左、右岸表層覆蓋層為第四系殘坡積層，巖體巖性為花崗巖，上部呈全強風化狀，下部為弱風化，整體強度較高，性狀較好。砼面板堆石壩除趾板需坐落于強風化層中下部或弱風化巖層上部外，其他位置壩基對基礎要求不高，砼重力壩需坐落于弱風化巖層上。因此，根據壩址地質地形條件情況，兩種壩型均適宜。

2.4.2 樞紐建筑物布置

重力壩和堆石壩方案布置都比較簡單，但重力壩布置相對緊湊，其擋水、泄水以及引水建筑物均布置于大壩壩體，其中溢流壩置于河床壩段，水流進流條件及下泄歸槽條件均較好。而堆石壩樞紐建筑物布置相對分散，溢洪道和引水隧洞布置于大壩左岸，另外施工導流隧洞亦布置于大壩左岸，且溢洪道與河道有一定夾角，進流條件較差，出口局部沖刷右岸山腳。因此，從工程布置來看，砼重力壩布置緊湊，運行管理方便，砼重力壩方案更優。

2.4.3 施工導流與度汛

砼重力壩方案大壩工程施工采用河床一次攔截、分期導流的方式，其度汛方式采用壩體預留缺口度汛，導流方式簡單、工程規模較小。而堆石壩大壩工程施工采用河床一次攔截、隧洞導流的方式，其度汛方式采用填筑圍堰擋水、導流隧洞度汛，圍堰工程和導流隧洞工程規模較大。因此，從施工導流和度汛條件來看，砼重力壩施工導流、度汛更簡單，砼重力壩方案更優。

2.4.4 工程永久占地

兩種壩型正常蓄水位相同，其庫區淹沒征地移民相同，但砼重力壩方案建筑物布置緊湊，大壩斷面相對較小，相應建筑物永久占地更少，而砼面板堆石壩方案建筑物較多較分散、大壩斷面相對更大，相應建筑物永久占地更多。因此，從工程永久占地條件來看，砼重力壩方案更優。

2.4.5 工程投資

埋石砼重力壩樞紐建筑物建筑工程投資6927萬元，砼面板堆石壩樞紐建筑物建筑工程投資6769萬元，但埋石砼重力施工導流、度汛費用僅99萬元，而砼面板堆石壩施工導流、度汛費用達737萬元。并且埋石砼重力壩永久占地更小，征地費用更低。因此，從工程投資來看，埋石砼重力壩投資更省，埋石砼重力壩方案更優。

3 結論

通過以上各方面條件比較可見，壩址區地形地質條件對于兩種壩型均較適宜，但根據當地料場情況來看，天然砂礫料缺乏，埋石砼重力壩砼澆筑量大，骨料全部需人工軋制，相應輔助設施規模較大。建設砼面板堆石壩，可以利用當地豐富的石料，就地取材，但砼面板堆石壩石料填筑量大，樞紐建筑物相對較多較分散，且施工導流和度汛規模較大，故其工程總投資亦相對更高。因此，經各方面綜合比較，本工程最終選用埋石砼重力壩方案。

[1]周建平.重力壩設計二十年[M].中國水利水電出版社.2008.

[2]曹克明.混凝土面板堆石壩[M]..中國水利水電出版社.2008.