田　　凱，修德祿，馬王禹澤，劉成浩

（1.營口市水利勘測建筑設計院，遼寧營口115000；

2.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

長白縣縣城應急備用供水水源工程設計

田凱1，修德祿1，馬王禹澤2，劉成浩2

（1.營口市水利勘測建筑設計院，遼寧營口115000；

2.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

長白縣城市供水的水源工程為一座小型水庫，采用混凝土重力壩，結合調度運行要求，泄洪建筑物采取了無閘門自由溢流壩。由于壩基巖石為玄武巖，柱狀節(jié)理發(fā)育，地基條件復雜，壩基防滲具有一定的難度，故該工程建設對同類玄武巖地基防滲處理工程具有一定的借鑒意義。

水源工程；混凝土重力壩；壩基防滲；長白縣

1　概　　述

長白縣城市供水的水源工程位于吉林省長白縣二十三道下游，距離長白縣縣城近23 km。二十三道溝是鴨綠江右岸的一級支流，位于吉林省長白朝鮮族自治縣境內。河口處多年平均流量為0.89 m3/s。該流域屬于北溫帶大陸性季風氣候區(qū)。引水壩址以上總輸沙量為2 041 t，最大冰厚達1.38 m。

壩址河谷狹窄深切，屬河谷地貌，岸坡地形較陡，應進行相應的工程處理，岸坡較穩(wěn)定。壩基巖石為玄武巖，由致密狀、氣孔狀及熔渣狀玄武巖組成，層狀分布。除熔渣狀玄武巖強度較低外，其余可滿足建基要求，巖石強度較高。玄武巖以弱風化巖為主，其中存在強風化巖帶隔層風化現(xiàn)象。兩岸地下水位較低，玄武巖為中等～強透水透水巖體，存在繞壩和壩基滲漏問題。相對隔水層為黃綠色頁巖，應采取帷幕防滲措施較適宜。工程區(qū)凍土深1.80 m。

2　工程任務和規(guī)模

工程設計水平年為2020年，取水量為2.75×104m3/d，水源地取水包括最大日用水以及水廠的自用水及管線漏失水量，水廠自用水及管線漏失系數(shù)按最大日用水量的10%計算。

1）水庫死水位確定

根據供水水庫的庫容曲線，該水庫壩址處的庫底高程為816.0 m，淤積高程為822.66 m。考慮到引水管徑為0.7 m以及管道引水需要一定的淹沒水深要求，經過計算確定需要的淹沒水深為1.5 m，則計算最低死水位為824.86 m。據此確定滿足水庫泥沙淤積和引水管徑、淹沒水深等要求的水庫死水位為825.0 m。

2）正常蓄水位確定

調節(jié)庫容為55.72×104m3，消落深度為12.1 m，其供水保證率達到95.16%，考慮到該水源地工程為全年調水工程，水庫需要的調節(jié)庫容為枯水期，該季節(jié)又為冰凍期，因此在滿足調水保證率要求的837.1 m方案基礎上考慮了1.2 m的冰層，該水位為838.3 m。

3　工程總布置及主要建筑物

根據遠期取水規(guī)模，水庫總庫容100.9×104m3，確定工程等別為Ⅳ等，主要建筑物擋水壩和自由溢流壩為4級建筑物，次要建筑物為5級建筑物。水工建筑物防洪標準：設計洪水采用50年一遇，校核洪水標準采用500年一遇，消能防沖建筑物設計洪水采用20年一遇?；镜卣鹆叶刃∮冖龆?。

混凝土重力壩壩頂高程為842.0 m，最大壩高28.0 m，壩頂長191.0 m，由左、右岸擋水壩段及河床溢流壩段組成，共分13個壩段，其中左岸擋水壩段長52.5 m，導流壩段為15.5 m，河床溢流壩段長85.0 m，右岸擋水壩段長38.0 m。

擋水壩段壩頂寬6.0 m，上游坡為直立，下游坡為1∶0.75。

導流底孔壩段設有一個導流底孔，底孔形狀為方形，孔口尺寸6 m×6 m，底孔底高程為820.0 m，導流底孔閘門安裝平臺高程830.0 m。壩頂設啟閉機，用來起吊導流洞閘門，啟閉機處設置兩榀工作橋和兩榀交通橋。

溢流壩段布置在主河床，前緣總寬85 m，為無閘門自由溢流壩。溢流壩每個壩段長15 m，最大壩高為28.0 m，最大底寬為24.961 m。溢流壩上游堰頭曲線采用雙圓弧曲線，堰面采用WES曲線，堰頂高程為838.30 m，消能方式為底流消能，反弧段半徑為10 m，中心角為51.34°，反弧段與WES曲線采用1∶0.8的直線段連接。為防止高速水流對壩后巖石的沖刷，反弧段后銜接消力池，池長34.35 m，底板頂高程為815.80 m，底板厚1.8 m，尾部設有高3.7 m、頂寬0.5 m、上游坡1∶1.05、下游坡直立的消力坎，消力坎頂高程為819.5 m。為防止過壩水流的剩余能量沖刷河床，在消力池后設海漫，海漫段長50.0 m，厚0.5 m，采用雙向土工格柵防護。

壩基采用垂直防滲帷幕，布置2排，梅花布置，孔距1.5 m，第一排距上游面3 m，帷幕深入到黃綠色頁巖。防滲帷幕向兩岸延伸至正常蓄水位與地下水位相交處，左岸延伸長度31 m，右岸延伸長15 m。大壩最大壩高為28.0 m，按照0.05 L/（min·m·m）透水率控制，帷幕深度均達到相對隔水層（黃綠色頁巖層）。為了提高壩基整體性及承載力，對整個壩基范圍內進行固結灌漿，固結灌漿孔距3 m，排距3 m，深6 m。

4　結　　語

該工程為應急備用供水水源工程，壩型為混凝土重力壩，為了運行方便，采取了無閘門自由溢流壩，并且壩基巖石為玄武巖，玄武巖柱狀節(jié)理發(fā)育，地基條件復雜，壩基防滲具有一定的難度，工程建設對同類玄武巖地基防滲處理工程具有一定的借鑒意義。

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