鄒俏俏
(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,遼寧沈陽(yáng)110006)
[摘要]樞紐工程位置確定時(shí)既要考慮充分利用水資源,又要考慮工程區(qū)的地形、地質(zhì)條件、庫(kù)區(qū)淹沒(méi)、工程施工、工程投資等多方面因素。文章結(jié)合青山水庫(kù)上下壩址選擇實(shí)例,詳細(xì)分析多方面因素,推薦上壩址方案,為類似項(xiàng)目決策提供參考。
[關(guān)鍵詞]青山水庫(kù);壩址選擇;六股河
六股河發(fā)源于建昌縣谷杖子鄉(xiāng)雙廟村之北簍子山,源頭海拔高程1092m,河流全長(zhǎng)158km,向東南流經(jīng)興城市與綏中縣之間,至綏中縣小莊子鄉(xiāng)大漁廠村附近注入渤海。六股河流域面積為3045km2,全流域南北長(zhǎng),東西窄,形似牽?;āA饔驏|與小凌河、煙臺(tái)河為鄰,西北由大凌河環(huán)繞,西南與狗河為界。六股河主要支流有黑水河、王寶河、云山洞河、八家子河等。
青山水庫(kù)位于六股河干流中游葫蘆島市綏中縣西臺(tái)村,壩址以上控制面積1650km2,占全流域的54%。總庫(kù)容約為6.63億m3,為大(2)型水庫(kù),工程等別為Ⅱ等。工程主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道和輸水洞。攔河壩采用粘土心墻砂礫石壩,按500年一遇洪水設(shè)計(jì),5000年一遇洪水校核。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位為91.75m,校核洪水位為95.44m,正常蓄水位85.7m,防洪限制水位85.7m,死水位68.0m,興利庫(kù)容3.06億m3。工程的主要任務(wù)是以城市供水、防洪為主,兼顧改善流域下游農(nóng)業(yè)供水條件以及生態(tài)環(huán)境等綜合利用。
2.1 工程選址
工程壩址選擇主要受地形地質(zhì)條件控制,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘,只有位于六股河中游綏中縣西臺(tái)村河道轉(zhuǎn)彎處的上壩址和其下游3km處的下壩址2處具備建庫(kù)條件。因此將上下壩址作為設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較。
2.2 地形條件
青山水庫(kù)上壩址位于六股河中游綏中縣西臺(tái)村河道轉(zhuǎn)彎處,河道寬220m左右,漫灘寬100~140m,上游河谷開(kāi)闊、平坦,并有支流交匯。左岸為順河走向平臥的錐狀長(zhǎng)條形山脊,巖石裸露,岸坡較陡,平均坡度35°,局部坡度達(dá)50°~60°。右岸為土質(zhì)邊坡,平均坡度為5°~6°,呈階梯狀緩斜坡地形。溢洪道所在位置距右壩端約350m,為1條近東西向延伸的山脊鞍部,由鞍部向南北兩側(cè)發(fā)育2條深切沖溝。進(jìn)口段沖溝略窄,兩岸邊坡較陡。由鞍部至河邊坡降逐漸減小,兩岸邊坡也逐漸變緩,沖溝逐漸開(kāi)闊。壩址處河谷地形表現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱性,左岸河流側(cè)向侵蝕嚴(yán)重,地形陡峭,右岸堆積平緩,發(fā)育有一二級(jí)階地。
下壩址河道寬約320m,在壩軸線上、下游有近垂直于河道方向的深切沖溝。左岸地形地貌宏觀上與上壩址右岸基本相同。右岸為陡坡地形,并且在壩端上游發(fā)育有沖溝,沖溝內(nèi)有少量坡殘積物及坡洪積物。壩址處河谷地形表現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱性,右岸較陡,左岸以堆積為主的緩坡地形,發(fā)育有二級(jí)階地。
兩壩址從地形上比較,上壩址建壩長(zhǎng)度比下壩址短148m左右,上壩址具有天然良好的輸水洞和溢洪道位置,而下壩址無(wú)此條件。
2.3 地質(zhì)條件
壩址區(qū)地層巖性比較單一,除第四系松散沉積層外,出露的巖石類型均為侵入巖,且以二長(zhǎng)花崗巖為主,有少量侵入巖脈(玢巖、長(zhǎng)英質(zhì)巖脈)。壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,構(gòu)造類型主要表現(xiàn)為節(jié)理、裂隙及節(jié)理密集帶,在左岸岸邊壩線上、下游及右岸溢洪道等幾個(gè)沖溝中均有分布。
上壩址巖體風(fēng)化程度比下壩址巖體風(fēng)化程度弱,且風(fēng)化深度小。上壩址壩基巖體透水強(qiáng)度、透水范圍與下壩址壩基巖體透水強(qiáng)度、透水范圍基本相同。上壩址沒(méi)有發(fā)現(xiàn)穿越壩基的斷層,巖體條件相對(duì)較好,下壩址河床中存在1條小斷層F1,可能會(huì)導(dǎo)致壩基輕微滲漏。在天然建筑材料開(kāi)采和運(yùn)輸上,上壩址比下壩址方便,上壩址筑壩比下壩址節(jié)省天然建筑材料。
從工程地質(zhì)條件總體上看,上壩址工程地質(zhì)條件略優(yōu)越于下壩址。
2.4 庫(kù)區(qū)淹沒(méi)
上壩址建設(shè)征地影響共涉及葫蘆島市興城市、建昌縣和綏中縣。共淹沒(méi)影響1市2縣、3個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、16個(gè)行政村,搬遷4899戶15263人。土地征用線內(nèi)淹沒(méi)土地總面積為2999.8hm2,建設(shè)征地移民補(bǔ)償總投資估算為162000.79 萬(wàn)元。
下壩址建設(shè)征地影響共涉及葫蘆島市興城市、建昌縣和綏中縣。共淹沒(méi)影響1市2縣、4個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、16個(gè)行政村,搬遷4460戶13896人。土地征用線內(nèi)淹沒(méi)土地總面積為2742.8hm2,建設(shè)征地移民補(bǔ)償總投資估算為158864.26萬(wàn)元。
2.5 工程總布置
上壩址壩型采用粘土心墻砂礫石壩方案,主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道和輸水洞。水庫(kù)正常蓄水位為85.7 m,設(shè)計(jì)洪水位為91.75m,校核洪水位為95.44m。大壩壩頂高程為96.29m,壩頂長(zhǎng)735.63m,最大壩高42.79m。5孔溢洪道布置在距主壩右岸350m處的山埡口上,溢流總凈寬55m,堰體采用駝峰堰型式,堰頂高程76.0m。在嶺后分水嶺處布置副壩,副壩壩型為粉質(zhì)粘土均質(zhì)壩,副壩壩頂高程為97.25m,壩長(zhǎng)125.22m,最大壩高12.35m。輸水洞布置在主壩左岸條形山脊內(nèi),長(zhǎng)295.43m。
下壩址沒(méi)有天然埡口作溢洪道的位置,故采用混合壩樞紐布置形式,主要建筑物有主壩、副壩。水庫(kù)正常蓄水位為82.3m,設(shè)計(jì)洪水位為88.04m,校核洪水位為91.38m。主壩壩頂總長(zhǎng)883.55m,由混凝土壩段和粘土心墻砂礫石壩段組成?;炷翂味挝挥趬尉€右岸0+000至0+262m,由擋水壩段、取水壩段和溢流壩段組成。粘土心墻砂礫石壩段位于壩線0+265至0+883.545m。
2.7 施工難度
上下壩址施工難易比較見(jiàn)表1。
從施工組織設(shè)計(jì)難易比較來(lái)看,上壩址施工工藝簡(jiǎn)單,施工工期較短,上壩址優(yōu)于下壩址。
2.8 工程投資
上下壩址工程投資比較情況見(jiàn)表2。
由表2可知,上壩址工程投資比下壩址少21094萬(wàn)元。
綜上分析,上下壩址從技術(shù)上分析均可建壩。從地形上分析,上壩址較下壩址建壩長(zhǎng)度小,且具備岸邊建溢洪道的條件,故上壩址優(yōu)于下壩址。從地質(zhì)條件分析,上壩址覆蓋層淺,風(fēng)化程度弱,地質(zhì)條件優(yōu)于下壩址。兩壩址施工條件相當(dāng),但下壩址的混合壩型所需施工設(shè)備多,施工工藝復(fù)雜,而上壩址的土壩施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單些。從投資分析,上壩址粘土心墻砂礫石壩工程投資比下壩址少21094萬(wàn)元,淹沒(méi)補(bǔ)償投資上壩址比下壩址增加3137萬(wàn)元,總投資上壩址比下壩址少17957萬(wàn)元。因此,青山水庫(kù)壩址推薦上壩址方案。
表1 上下壩址施工難易比較表
項(xiàng)目導(dǎo)流方式上壩址粘土心墻砂礫石壩分期圍堰、隧洞導(dǎo)流下壩址混合壩分期圍堰導(dǎo)流方式,缺口與之配合導(dǎo)流施工工藝工期施工工藝比較簡(jiǎn)單44個(gè)月施工工藝復(fù)雜:所需施工機(jī)械較多,既需要土壩的施工機(jī)械又需要混凝土壩的拌和、篩分系統(tǒng);混凝土壩的溫控比較復(fù)雜;所需臨時(shí)設(shè)備也較多。54個(gè)月
表2 上下壩址工程投資對(duì)比表
項(xiàng)目上壩址下壩址差值(上、下)主壩103774181531439副壩283196-87溢洪道7149-7149輸水洞1130-1130金屬結(jié)構(gòu)1498152628供水管線1030-1030臨時(shí)工程49653988-977總計(jì)264314752621094
[參考文獻(xiàn)]
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[中圖分類號(hào)]TV222
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1002-0624(2017)07-0006-01
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