啰拉溪水庫工程壩型方案比選

柯騰騰 余文鋒

摘 要：結合啰拉溪水庫工程推薦壩址工程地質條件及天然建筑材料情況，選取重力壩及混凝土面板堆石壩兩種壩型進行分析，最終選定樞紐布置、工程投資及施工條件等方面較優的重力壩為推薦壩型。

關鍵詞：啰拉溪水庫;壩型;重力壩;混凝土面板堆石壩;比選

1.概況

1.1工程概況

啰拉溪水庫位于畢節市赫章縣北部的哲莊鄉香坪村境內，所在河流溝頭河屬于長江流域烏江水系三級支流?？値烊?4.5萬m3，為?。?）型水庫[1]。工程主要任務是向哲莊鄉集鎮及轄區內的3個行政村提供生產生活用水。水庫建成后解決11634人的飲水用水問題，年設計供水量為64.4萬m3。

1.2工程地質

1.2.1壩址區工程地質

壩址區河段河流較順直，河流流向S70°W，巖層總體傾左岸略偏下游，河谷呈基本對稱的“V”型縱向河谷。壩址區出露基巖巖性為三疊系下統飛仙關組（T1f）薄至中厚層泥質粉砂巖、粉砂巖夾鈣質泥巖，通過室內常規及直剪試驗，屬中硬巖。

《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2015）。測區基本地震動峰值加速度為0.05g，基本地震動反應譜特征周期為0.40s，相應的地震基本烈度Ⅵ度[2]。區內無活動性斷裂構造發育，所處構造環境為穩定的大陸型地殼，屬弱震區，區域構造穩定性好。

1.2.2建筑材料

1.2.2.1天然石料

壩址下游洼多河左岸龍洞附件分布一砂石廠（龍洞砂石廠），該砂石廠距壩址區約4km，出露基巖巖性為三疊系下統永寧鎮組（T1yn）灰巖夾白云質灰巖，該砂石廠質量、儲量及供應量均能滿足工程需求，且有現成公路直至壩址區，交通條件較好，砂石料采用于外購方案。

1.2.2.2土料

啰拉溪水庫工程需要粘土料58m3。本階段粘土料利用壩區開挖土料。壩區開挖土料約7674m3，成分主要為粘土、粉土，據相似工程類比，其天然狀態下滲透系數可達3～5×10-4，質量、儲量滿足設計要求。

2.壩型比選

2.1比選壩型

從地形、地質角度分析該壩址建剛性壩（中低壩）、柔性壩均適宜。壩址區巖層總體傾左岸略偏下游，為縱向河谷結構，以順向和逆向邊坡為主，少量斜向坡，不利拱壩的壩基（肩）抗滑穩定。不適宜修建拱壩，考慮工程附近無較大儲量的粘土料場，因此不考慮土壩;因此剛性壩選擇重力壩，柔性壩選擇混凝土面板堆石壩，最終選定重力壩與混凝土面板堆石壩進行比較。

2.2重力壩方案

重力壩樞紐布置主要由高填充自密實混凝土砌石重力壩+壩頂溢洪道+壩身取水兼放空系統組成。

壩軸線方位為S19.58°E。壩頂高程1615.500m，建基面最低高程1573.169m，最大壩高42.331m，壩頂寬度5.0m，壩頂長102.40m，分為左、右岸非溢流壩段和河床溢流壩段。左岸非溢流壩段長41.62m，右岸非溢流壩段長52.78m，河床溢流壩段長8.00m。大壩非溢流壩段，上游壩坡在高程1593.00m以上鉛直，以下壩坡1：0.2，下游壩坡1：0.8，折坡點高程1609.25m。

溢流表孔布置于壩身河床段（壩橫0+041.62～0+049.62），采用壩頂開敞式泄流，采用單孔泄流，溢流堰凈寬6.00m，堰頂高程1612.00m。溢流堰面曲線堰頂上游端采用橢圓曲線，下游采用WES曲線。

取水口位于大壩左岸，軸線樁號為壩橫0+038.52，采用塔式進水口，進口底板高程1594.50m。

2.3混凝土面板堆石壩方案

混凝土面板堆石壩壩軸線呈直線布置，壩軸線方位角為S27.34°E，最大壩高37.00m，壩頂高程1618.00m，上游設置放防浪墻，防浪墻頂高程1619.20m，壩頂寬度6.0m，壩頂長99.98m，河床段趾板建基面坐落于強風化巖體下部、弱風化上部基巖，岸坡段趾板建基面坐落于強風化巖體中下部基巖，趾板建基面高程1581.00m。大壩上游壩坡為1：1.4，下游壩坡為1：1.4，在下游壩坡高程1598.00m設一條馬道。壩體分區從上游到下游依次為上游蓋重區（1A）、上游鋪蓋區（1B）、混凝土面板（F）、墊層區（2A）、過渡區（3A）、主堆石區（3B）、下游堆石區（3C）、下游塊石護坡（P）等幾個區。

溢洪道布置在大壩左岸，嵌入大壩左壩肩，為岸邊正槽開敞式溢洪道，整個溢洪道由引渠段、控制段、泄槽段和消能段組成。

取水兼放空建筑物由右岸導流洞后期改造而成，由引渠段、進水口段、漸變段、豎井段、導流洞段、跨河段、取水管段、出口閘室段組成。

2.4壩型比較

根據重力壩、混凝土面板堆石壩的布置，兩種壩型適應性比較好，從地形地質條件、樞紐布置、施工導流及度汛條件、工程占地及樞紐區投資等方面進行壩型分析比較。

2.4.1地形地質條件

從工程地質情況來看，混凝土面板堆石壩除趾板需置于強風化中部至弱風化上部巖體，其他位置壩基對基礎要求不高，重力壩需河床壩基開挖至弱風化中下部巖體，兩壩肩開挖至強風化中下部巖體;混凝土面板堆石壩對地基適應性強于重力壩?；炷撩姘宥咽瘔屋^優。

重力壩：導流鋼管導流;壩頂溢流。面板壩：左岸施工導流洞;左岸岸坡溢洪道，溢洪道開挖將形成47m高的開挖邊坡，存在高邊坡穩定問題。重力壩較優。

在該壩址建壩修庫需進行帷幕灌漿防滲處理。重力壩：防滲線總長171.70m，防滲總面積4441.29m2。面板壩：防滲線總長233.23m，防滲總面積5152.82m2。重力壩較優。

綜上：從地形地質條件來看，重力壩方案更優。

2.4.2樞紐布置

重力壩和堆石壩方案布置都比較簡單，重力壩方案可充分利用主河道布置泄水建筑物，樞紐布置緊湊、順暢，后期管理方便[4]。而混凝土面板堆石壩方案，不能利用主河道布置泄洪，泄洪建筑物布置在左岸，采用岸邊式溢洪道布置，溢洪道結合趾板開挖形成高邊坡，開挖支護處理工程量大。并且大壩、溢洪道、放空隧洞均布置分散，后期管理不便。因此，從工程布置來看，重力壩布置緊湊，運行管理方便，重力壩方案更優。

2.4.3施工導流及度汛條件

重力壩方案大壩工程施工采用河床一次攔截、鋼管導流的方式，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?；炷撩姘宥咽瘔畏桨笇Я鞣绞讲捎米蟀秾Я骷娣趴账矶捶桨福瑢Я魉矶磾嗝婵紤]施工度汛要求。從施工導流及度汛條件來看，重力壩方案更優。

2.4.4工程占地

兩種壩型正常蓄水位相同，其庫區淹沒征地移民相同，重力壩樞紐區的工程占地為24.89畝，混凝土面板壩樞紐區的工程占地為43.62畝。從工程占地條件來看，重力壩方案更優。

2.4.5樞紐工程投資

混凝土面板堆石壩工程投資5258.60萬元、重力壩6186.91萬元，重力壩與混凝土面板壩方案相比，重力壩方案投資較少。

3.結論

綜上，通過比較樞紐區工程地形地質條件、樞紐布置、施工導流及度汛條件、工程占地及樞紐區投資等多個方面，啰拉溪水庫壩型最終選定采用重力壩方案。

參考文獻：

[1] SL252- 2017，水利水電工程等級劃分及洪水標準[S]。

[2]GB186306- 2015，中國地震動參數區劃圖[S]。

[3]曹克明.混凝土面板堆石壩[M]..中國水利水電出版社.2008.

[4]洋前壩水庫壩型方案比選[J]，陜西水利，2017，127-128。

作者簡介：

柯騰騰（1994-），男，貴州綏陽人，助工，研究方向為水利水電工程設計及安全監測設計。