高达水库项建坝址及坝型方案比选

高达水库项建坝址及坝型方案比选

杨建

中山市水利水电勘测设计咨询有限公司广东中山528400

摘要：本文简介了来宾市高达水库的工程概况，根据坝址处地形、地质、施工、建筑材料等条件，初选两处坝址及两种坝型（混合坝和土石坝）方案进行综合比较，选择出较优坝址及坝型方案。

关键词：坝址；坝型；方案比选；混合坝

1工程概况

高达水库位于广西来宾市武宣县境内黔江支流东乡河上游，坝址邻近武宣百崖大峡谷景区。坝址以上控制流域面积27.6km2。水库建设任务主要为拦蓄径流，向武宣县、东乡镇和三里镇供水。高达水库建成后年供水量达1069万m3，保障了武宣县城、东乡镇和三里镇的生活生产用水，改善了灌区农业灌溉用水。据径流调节和洪水调节计算，水库总库容1079万m3，死库容25万m3，有效库容925万m3。

2坝址分析

根据地形条件分析，高达以上河段地处大瑶山区边缘，为侵蚀型中高山陡坡峡谷区，近河谷两岸则以中低山为主，河谷纵坡较陡；高达以下逐渐过渡低山丘陵区，河谷纵坡逐渐变缓，沿河两岸地势较平缓，村屯密集，大片农田及旱地，水库坝址仅适宜选在高达段。经现场选址踏勘，初拟高达附近上、下两个坝址进行比较，两个坝址间河长约330m。从以下方面对两个坝址进行比选：

1）地形地质条件

两坝址相距小，地形地质条件基本相同。从坝址区地形条件看，左岸260m高程以上地势开阔平缓，有较大库容，在相同有效库容情况下，下坝址坝高、坝长和坝体工程量比上坝址小。从地质条件看，下坝址左岸下伏基岩风化较浅，多为弱风化~新鲜状态，坝两端延伸较上坝址短，坝基处理难度较上坝址小、工程量比上坝址小。

2）枢纽布置及工程投资

上、下坝址的枢纽布置基本相同，自左至右依次为回车场、左岸碾压式沥青砼心墙坝、左岸非溢流重力坝、溢流重力坝、右岸非溢流重力坝。但下坝址方案坝长、坝高及坝体工程量均比上坝址小，工程静态总投资25803.33万元，比上坝址方案35546.48少9743.15万元。

3）库区淹没损失

武宣百崖大峡谷景区位于库区上游，在等库容条件下，上坝址的水库正常蓄水位为284.0m，淹没了景区大门及部分游览栈道和景点。下坝址正常蓄水位为276.0m，比上坝址低8.0m，1000年一遇洪水位为278.14m，水库对景区不利影响很小。就水库淹没及工程占地补偿费而言，下坝址方案为5611.75万元，上坝址方案在不计入景区淹没损失及补偿投资的情况下为4766.40万元，比下坝址少845.35万元，若计入景区淹没损失及补偿投资，则应大于下坝址。

经上述分析，选择下坝址为项建阶段推荐坝址。

3坝型比选

根据下坝址的地形地质条件、建筑材料、枢纽布置、施工等情况，本阶段对混合坝（拦河坝由碾压砼重力坝和土石坝组成）和全土石坝两种坝型进行比较。

3.1混合坝型方案

枢纽总体布置沿坝轴线从左到右布置依次为：左岸回车场，左岸沥青砼心墙土石坝段，左岸非溢流坝段，溢流坝段，右岸非溢流坝段，供水放水塔布置于左岸非溢流重力坝段内，坝顶总长623m。

左岸土石坝段长290m，为碾压式沥青混凝土心墙土坝，坝顶高程278.5m，防浪墙顶高程279.6m，坝顶宽5.0m，最大坝高29.4m，内坡坡比1：2.5，C15砼预制块护坡，外坡坡比1：2.5，草皮护坡。坝壳填料为含碎石粘土、粉质粘土及大坝开挖弃碴，沥青混凝土心墙厚0.4m~0.5m，心墙C15砼基座厚1.5m。以心墙基座为压浆板并沿其顶面钻孔进行高压旋喷灌浆，帷幕深度按0.7倍坝高确定，底面高程为250~224m。

左、右岸非溢流坝段长152.8m，最大坝高分别为63.0m、49.1m。非溢流重力坝断面梯形，坝顶宽5.0m，上游面242.0m高程以上为竖直面，以下为坡比1：0.2斜面，下游面271.85m高程以上为竖直面，以下为坡比1：0.8斜面。基底设C15砼垫层厚1.0m。

溢流坝段总长27.4m，最大堰高48.5m。溢流堰为实用堰，堰顶高程271.0m，布置3孔闸门，每孔净宽6.0m，设1扇露顶式平面钢闸门（B×H＝6.0m×5.5m），闸门顶高程为276.5m，启闭机安装在启闭机排架上。堰面曲线为WES型曲线，下游面斜坡坡比为1：0.8。消能方式采用挑流消能。

重力坝坝体为碾压混凝土，表层变态混凝土厚0.5m，上游面防渗层厚3.0m，混凝土标号为R90200，内部混凝土标号为R90150，溢流面板采用C30钢筋砼。坝内设有基础灌浆廊道和排水廓道。重力坝坝基固结灌浆孔距、排距为4m，灌浆深度5m。帷幕底面高程为266.5~165m，以超过基岩相对抗水线（q＜5.0Lu）以下3m为控制。

供水放水塔布置在左岸非溢流重力坝段内并与坝体结合在一起，采用钢筋砼岸塔式结构，进口设拦污栅，孔口尺寸为1.7m×2.6m（B×H）；闸室内设检修、工作闸门各一扇，孔口尺寸1.4m×1.6m（B×H），底槛高程240.5m。检修平台与坝顶相接，高程为278.4m，启闭平台高程为282.9m。塔后接钢筋砼输水涵管，长31.5m，矩形断面，尺寸为1.4m×1.6m（B×H），出口接减压井，供水输水管及灌溉、生态放水管从减压井接出。

3.2全土石坝方案

初选碾压式沥青混凝土心墙土坝，坝轴线布置同混合坝型方案，坝顶长606.8m，坝顶宽5.0m，坝顶高程278.40m，防浪墙顶高程279.50m，最大坝高60.3m，内坡坡比1：3.0，C15砼预制块护坡，外坡坡比1：3.0，草皮护坡，中间设两处马道，河床处下游坡脚设反滤排水棱体，棱体顶高程为225.0m。坝壳填料为含碎石粘土、粉质粘土及大坝开挖弃碴，压实度要求不小于96%，沥青混凝土心墙中心线在坝轴线上游侧1.3m，心墙厚0.4m~0.7m，心墙两侧设砂碎石过渡层厚1.5m，心墙C15砼基座厚1.5m。以心墙基座为压浆板并沿其顶面钻孔进行灌浆：左坝段0+000～0+255段，基础为冲洪积层的漂石、块石夹粉质粘土，进行高压旋喷灌浆，帷幕深度按0.7倍坝高确定，桩号0+255往右坝段坝基为岩石，进行帷幕灌浆，帷幕深度按0.7倍坝高确定。

岸边正槽式溢洪道布置在右坝端，平面上溢洪道中心线先与坝轴线垂直再转向下游河床，转角131°53′27″，转弯半径为50m。溢洪道由进水渠、控制段、泄槽和消力池组成，中心线水平长度为350m。进水渠长17.3m，矩形断面，底宽22.4m，渠底高程269.5m；控制段包括溢流堰及两侧边墙，溢流堰为驼峰堰，堰顶高程271.0m，堰高1.5m，堰上设3孔闸，每孔净宽6.0m，设一扇露顶式平面钢闸门（B×H＝6.0m×5.5m），闸门顶高程为276.5m，启闭机安装在启闭机排架上；泄槽长276.7m，底高程269.5~215.0m，底宽22.4m。消力池总长37m，池底高程215.0m，池宽22.4m，长35m，消力坎坎顶高程为217.5m。

取水建筑物布置于大坝中间偏右处，由喇叭形进口段、拦污栅槽段、塔前暗涵段、放水塔、塔后暗涵段和出口分流井组成，长220.4m。涵管中心线与坝轴线斜交，夹角76°。

3.3坝型比较与选定

本次从以下几方面对坝型进行比选：

1）工程布置方面。上述两种坝型的枢纽布置中，主要建筑物都集中布置。相对于混合坝型方案，土石坝方案的泄洪问题更突出，取水输水涵管需穿坝布置，对大坝可能造成安全隐患。且全土石坝需设岸边溢洪道和岸边泄洪导流隧洞，进出口控制点分散，运行管理较复杂。

2）施工技术和条件。混合坝型中混凝土坝施工导流简单，施工期可利用底孔，溢流表孔（或坝体）过水，度汛问题简单施工管理方便。全土石坝则需专门的导流隧洞，导流洞线路长工程量大，隧洞施工困难大，大坝施工期度汛问题比较复杂，施工工序多、工艺复杂。

3）建筑材料。混合坝中混凝土坝段需要水泥、骨料、钢材等建筑材料量大，且运距较大。全土石坝材料主要为土料、石料，土料场位于坝址附近可就地取材，石料需到东乡镇购买。从建筑材料来源看，全土石坝方案优于混合坝方案，但土石坝土料用量大，过多取土对环境影响大

4）投资。混合坝方案工程静态投资为25803万元，全土石坝方案工程静态投资为26115万元，前者比后者少312万元。

4结束语

综上所述，从安全、工程总体布置、施工、建筑材料等条件考虑，混合坝方案优于全土石坝方案，即混合坝方案作为本阶段的推荐方案。

参考文献：

[1]广西武宣县高达水库枢纽工程项目建议书（报批本）[R].柳州，广西壮族自治区柳州水利电力勘测设计研究院，2013

[2]张竞竞.柏叶口水库坝型比选[J].山西水利科技，2007（3）：41-42