陳星星

（江西省水投建設(shè)集團(tuán)有限公司，南昌 330000）

1 工程概況

石崆寨水庫(kù)工程位于尋烏縣留車鎮(zhèn)雁洋村牛欄場(chǎng)，壩址座落在留車河一級(jí)支流大田河支流牛欄場(chǎng)河中游，壩址以上集水面積13.1km2，水庫(kù)總庫(kù)容106 萬(wàn)m3，是一座以抗旱應(yīng)急和常規(guī)灌溉、供水為主的?。?）型水利樞紐工程，樞紐建筑物主要由埋石混凝土重力壩、凈水廠及輸配水管道組成。

2 建筑物軸線比選

本工程作為留車鎮(zhèn)的重要水源工程，承擔(dān)下游0.02 萬(wàn)hm2農(nóng)田和3.5 萬(wàn)人的用水需求，水庫(kù)興利庫(kù)容要求≥71 萬(wàn)m3。前期進(jìn)行壩址初選時(shí)，根據(jù)興利庫(kù)容≥71 萬(wàn)m3這一庫(kù)容規(guī)模條件，在對(duì)工程河段現(xiàn)場(chǎng)踏勘和地形圖作業(yè)分析后發(fā)現(xiàn)僅有兩處壩址（壩線）的地形地質(zhì)條件和庫(kù)容規(guī)模條件滿足建壩要求，兩處壩址（壩線）均位于牛欄場(chǎng)河中下游，上、下壩址（壩線）相距0.2km。前期對(duì)上、下壩址進(jìn)行了壩址方案比選，經(jīng)比較后推薦了下壩址混凝土重力壩方案。

按照規(guī)范要求，本階段在前期成果的基礎(chǔ)上對(duì)大壩軸線進(jìn)行比選。根據(jù)工程壩址實(shí)際情況，前期推薦的下壩址壩線下游兩岸山體低矮，如若建壩，壩體長(zhǎng)度較長(zhǎng)；上游可供選擇布置壩線的河道長(zhǎng)度約70m，右岸山體坡度較陡，而且正處于彎曲河段，不宜布置泄洪建筑物。綜上所述，本階段選擇前期推薦的下壩址壩線（壩線1）和下壩址壩線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)13.73°后的壩線（壩線2）作為本階段比選壩線，分別進(jìn)行地質(zhì)勘查、樞紐布置方案進(jìn)行設(shè)計(jì)比選。本次壩線比選均采用重力壩布置方案。壩線壩型的比選根據(jù)確定的工程建設(shè)規(guī)模，按照等效益比選原則，擬定比選壩線正常蓄水位均為319.00m。

2.1 樞紐布置與大壩結(jié)構(gòu)

2.1.1 壩線1 重力壩方案布置

壩線1 樞紐建筑物主要由擋、泄水建筑物等組成。壩軸線上的建筑物按“一”字排開(kāi)，溢流壩位于河床中部，溢流壩兩側(cè)為非溢流壩段，水源取水口壩段布置在溢流壩右側(cè)，左、右岸非溢流壩段與兩岸山體連接。正常蓄水位319.00m，非溢流壩壩頂高程323.50m，壩頂全長(zhǎng)110m。

2.1.2 壩線2 重力壩方案布置

壩線2 樞紐建筑物主要由擋、泄水建筑物等組成。壩軸線上的建筑物按“一”字排開(kāi)，壩軸線在右壩頭向上游折轉(zhuǎn)，折轉(zhuǎn)角度為45.35°，溢流壩位于河床中部，溢流壩兩側(cè)為非溢流壩段，水源取水口壩段布置在溢流壩右側(cè)，左、右岸非溢流壩段與兩岸山體連接。正常蓄水位319.00m，非溢流壩壩頂高程323.50m，壩頂全長(zhǎng)113m。

2.2 壩線選擇

2.2.1 工程地形、地質(zhì)條件比較

1）地形地貌：壩線2 是由壩線1 以河道中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)13.73°而得，兩壩線地形地貌基本相同，兩壩線河床均較為狹窄，兩壩線河谷寬度均為26m 左右。

2）地層巖性和風(fēng)化程度：壩線1 和壩線2 壩基巖體均為混合變質(zhì)砂巖，均呈強(qiáng)～弱風(fēng)化狀。壩線左右岸覆蓋層為殘坡積層碎石土，下伏強(qiáng)風(fēng)化層巖體，其中壩線1 覆蓋層厚度約0～2.5m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約0～8m，壩線2 覆蓋層厚度約0～2.5m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約0～8m；河床覆蓋層均為卵石及漂石層，厚度基本相同。經(jīng)比較可知：壩線1 和壩線2壩址表層覆蓋層與地層巖性基本相同，壩線2 強(qiáng)風(fēng)化巖層較壩線1 薄。

3）地質(zhì)構(gòu)造：壩線1 和壩線2 均未見(jiàn)斷層發(fā)育，僅發(fā)育5 組節(jié)理裂隙，傾角均較陡。經(jīng)比較可知：壩線1 和壩線2 地質(zhì)構(gòu)造基本相同。

4）巖土體透水性：壩線1 和壩線2 左右岸地層巖性基本相同，巖體均具弱～中等透水性，壩線1 和壩線2 相對(duì)不透水巖層頂板埋深比較接近。壩線2 相對(duì)不透水巖層頂板埋深要稍淺于壩線1。

5）可利用基巖面：壩線1 和壩線2 左岸可利用基巖面基本相同，壩線2 右岸邊坡坡腳處弱風(fēng)化基巖裸露，可利用基巖面較壩線1 要淺，開(kāi)挖深度更淺。

6）壩基穩(wěn)定：壩線1 和壩線2 均不存在抗滑穩(wěn)定問(wèn)題。

7）邊坡穩(wěn)定：壩線1 和壩線2 邊坡穩(wěn)定情況基本相同。

8）壩下游沖刷影響：壩線1 和壩線2 大壩下游河床均為卵石及漂石，左右岸山坡表層為薄層殘坡積土體，抗沖刷能力均較差；下伏基巖巖性為混合變質(zhì)砂巖，呈強(qiáng)～弱風(fēng)化狀，抗沖刷能力一般～較好。因此，壩線1 和壩線2 下游沖刷影響情況基本相同，但壩線2 下游河床挑流更順直。

從以上各項(xiàng)工程地質(zhì)條件綜合分析比較可知：壩線1 和壩線2 均具備建壩的工程地質(zhì)條件，兩壩線左岸地質(zhì)綜合條件基本相同，但壩線2 右岸可利用基巖面較壩線1 要淺，總體地質(zhì)情況壩線2 優(yōu)于壩線1。

2.2.2 樞紐布置比較

壩線1 和壩線2 地形條件基本相似，均能滿足樞紐建筑物布置要求，壩線1 重力壩壩頂總長(zhǎng)110m，最大壩高37.50m；壩線2 重力壩壩頂總長(zhǎng)113m，最大壩高37.50m。

2.2.3 施工條件比較

壩線1 和壩線2 相距較近，附近均有簡(jiǎn)易公路，對(duì)外交通條件基本相同，在施工場(chǎng)地布置方面條件也相近。

2.2.4 淹沒(méi)指標(biāo)：

由于壩線1 和壩線2 相距較近，正常蓄水位均為319.00m。淹沒(méi)指標(biāo)基本相同。

2.2.5 經(jīng)濟(jì)比較

根據(jù)壩線1 和壩線2 的布置方案，現(xiàn)對(duì)兩方案主要工程量及其投資進(jìn)行比較，如表1 所示。

表1 壩線1 和壩線2 主要工程量及投資比較表

通過(guò)上述比較分析，壩線2 在工程地形地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面均優(yōu)于壩線1，其他條件基本相同，因此本階段設(shè)計(jì)推薦采用壩線2。

3 建筑物型式比選

文章初步針對(duì)埋石混凝土重力壩和細(xì)石混凝土砌塊石重力壩進(jìn)行了比選，兩種壩型斷面結(jié)構(gòu)型式、擋水建筑物、泄水建筑物以及取水建筑物型式均形同[2]，不同之處在于筑壩材料不同，故對(duì)兩種壩型進(jìn)行比選主要是從工程地形地質(zhì)條件、樞紐布置、施工可行條件、工程運(yùn)行管理、投資造價(jià)等因素考慮比選。

3.1 重力壩方案布置

大壩由擋水建筑物及泄水建筑物組成，壩軸線在右壩頭向上游折轉(zhuǎn)，折轉(zhuǎn)角度為45.35°，溢流壩布置在河床最中間部位，溢流壩左側(cè)為非溢流壩段，右側(cè)為水源取水口壩段和非溢流壩段，非溢流壩段分別與河道左右兩側(cè)山體銜接。重力壩全長(zhǎng)113.0m，左右兩側(cè)非溢流壩分別長(zhǎng)34m、39m，水源取水口壩段長(zhǎng)16m，溢流壩段長(zhǎng)24m；非溢流壩段壩頂高程323.50m，壩頂寬5.0m； 溢流壩堰頂高程319.0m，溢流凈寬20m，溢流壩下部采用挑流消能，底部設(shè)置施工導(dǎo)流孔，施工導(dǎo)流結(jié)束后進(jìn)行封堵[3]。

水源取水口壩段布置在溢流壩段右側(cè)，壩頂寬9.0m，在取水口壩段布置三個(gè)取水口，分別為正常供水、抗旱供水與放空孔取水口[4]。正常供水取水口為深式取水口型式，底高程設(shè)為314.00m，采用壩前取水，進(jìn)水孔口尺寸為2.0m×2.5m（寬×高）?？购倒┧∷跒樯钍饺∷谛褪?，底高程設(shè)為304.00m，采用壩前取水，進(jìn)水孔口尺寸為1.2m×1.7m（寬×高）。放空孔進(jìn)口高程為298.00m，孔口尺寸為寬×高為2.0m×2.0m。

3.2 壩型選擇

施工條件：埋石混凝土重力壩可采用機(jī)械施工，所需人工少，具有工期短的明顯優(yōu)勢(shì)。

工程運(yùn)行管理方面：重力壩在樞紐建筑物布置集中，建筑物運(yùn)行管理方便、安全可靠；從工程運(yùn)行管理方面看兩種壩型均無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。

經(jīng)濟(jì)比較：兩個(gè)方案樞紐布置一樣，主要工程量基本相同，差別在于C15 埋石混凝土與C15 細(xì)石混凝土砌塊石單價(jià)，埋石混凝土重力壩方案工程投資2 109 萬(wàn)元，細(xì)石混凝土砌塊石重力壩方案工程投資2 074.34 萬(wàn)元。

綜合比較，兩種方案投資相差不大，埋石混凝土重力壩可采用機(jī)械施工，不需要大量人工施工，具有工期短等明顯優(yōu)勢(shì)，故設(shè)計(jì)推薦采用埋石混凝土重力壩方案。

4 結(jié) 語(yǔ)

文章主要對(duì)石崆寨水庫(kù)大壩壩線及壩型進(jìn)行比選分析，通過(guò)地質(zhì)條件、施工條件、工程運(yùn)行管理、經(jīng)濟(jì)等因素的比較分析，最終選擇了合適的壩線和最優(yōu)壩型。分析結(jié)果可為類似工程壩線及壩型比選提供參考，在下一階段的設(shè)計(jì)工作中，需要進(jìn)一步對(duì)選定的壩型進(jìn)行計(jì)算復(fù)核，包括壩基穩(wěn)定及地基應(yīng)力以及壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的復(fù)核計(jì)算，驗(yàn)證壩型選擇的合理性與可行性。