興稷水庫可研設(shè)計(jì)方案比選

安普太

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

興稷水庫可研設(shè)計(jì)方案比選

安普太

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

通過對水庫所處位置的地形、地質(zhì)、建筑材料、建筑物布置條件以及移民占地等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析比較，選定合適的壩軸線以及主要建筑物型式，優(yōu)化樞紐建筑物設(shè)計(jì)和型式，確定興稷水庫可研設(shè)計(jì)方案。

壩軸線；建筑物型式；興稷水庫

1 工程概況

興稷水庫位于稷山縣桐下村以北0.4 km處，距縣城約2.0 km的馬壁峪西澗河道上。壩址以上控制流域面積338.8 km2，總庫容230.88萬m3，為小（一）型水庫，30年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核：施工導(dǎo)流圍堰防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

興稷水庫采用碾壓均質(zhì)土壩，最大壩高15.4 m，壩長262.0 m，水庫總庫容230.88萬m3。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252—2000），確定工程規(guī)模為?。ㄒ唬┬?，工程等別為Ⅳ等。

根據(jù)工程等別，確定主要建筑物級別，樞紐建筑物中大壩、溢洪道、導(dǎo)流泄洪供水洞和泄洪沖沙閘為4級建筑物，臨時(shí)建筑物為5級。

2 水庫大壩壩軸線的比選

興稷水庫作為大水網(wǎng)禹門口東擴(kuò)稷山縣供水工程的調(diào)蓄水庫，禹門口提水工程為該水庫的唯一水源，禹門口二級干渠從稷山縣城北部經(jīng)過，汾南支線管線在稷山縣東部桐上村與桐下村間通過向南經(jīng)過汾河到達(dá)末端稷山縣南部下費(fèi)村汾南泵站二級站進(jìn)水池。為減少來水的水頭損失，水庫選址在稷山縣桐下村以北0.4 km處，距縣城約2.0 km的馬壁峪西澗河道上。馬壁峪為汾河一級支流，發(fā)源于呂梁山南麓鄉(xiāng)寧縣和樂村附近，河流總長75 km。峪口位于稷山縣西社鎮(zhèn)的鋪頭村，流域面積315.1 km2，其中峪口以上流域面積245 km2，峪口以下70.1 km2。峪口以下經(jīng)2道分水口、4條行洪河道流入汾河，其中稷山境內(nèi)2條（西澗和大眾澗）、新絳2條。西澗河河谷出口位于桐下村東，侯禹高速在西澗河上游距離桐下村2 km處高架橋跨過河槽。高速路上游選取壩址，則淹沒占地較大，存在村莊浸沒和塌岸范圍較大等不利因素，壩址只能在大橋和河谷出口間選擇，并考慮到水庫蓄水后對大橋橋墩浸水的不利因素，所以壩址宜偏向下游選取。

2.1 上壩軸線

上壩線位于桐上村東南下游約300 m處，在下壩線（原八一水庫壩址）上游約290 m。壩址區(qū)河谷寬140 m，地面高程402 m。兩岸自然邊坡30°～80°，岸頂高程430～432 m，相對高差30 m，屬于水庫所處地貌單元為汾河高階地前緣與汾河沖積平原接壤處。壩址區(qū)出露地層主要為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）低液限粘土、卵石、低液限粘土及粉土質(zhì)砂，方向?yàn)镾W，河谷斷面呈“U”字型。庫區(qū)主要存在兩岸土質(zhì)岸坡坍岸問題。

右壩肩坡度一般40°～60°，左壩肩高程415.00 m以上坡度相對較陡，坡度一般75°～80°，局部直立，高程415.00 m以下坡度相對較緩，坡度一般30°～45°，宜布置溢洪道，進(jìn)口布置在上游沖溝內(nèi)，為改善進(jìn)口水流條件需對沖溝溝口上游進(jìn)行削坡處理，溢洪道左岸開挖量較大；右岸邊坡高陡，壩線上下游沖溝間的山梁可布置導(dǎo)流泄洪洞。

2.2 下壩軸線

下壩線位于桐下村東北上游約300 m處，此處有原報(bào)廢水庫八一水庫壩址，右壩段潰塌，壩高10余m。壩址區(qū)河谷寬109 m，地面高程400 m，壩址處因有舊壩，庫區(qū)淤積造成地形寬闊平坦，地形北高南低，河道平均縱坡32‰，河道比降較小。兩岸自然邊坡50°左右，岸頂高程430～432 m，相對高差30 m，屬于水庫所處地貌單元為汾河高階地前緣與汾河沖積平原接壤處。壩址區(qū)出露地層主要為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）低液限粘土、卵石、低液限粘土及粉土質(zhì)砂。方向?yàn)镾W，河谷斷面呈“U”字型。庫區(qū)主要存在兩岸土質(zhì)岸坡坍岸問題。水庫上游河道底部的沖洪積堆積層及庫區(qū)兩岸高階地上的堆積層，結(jié)構(gòu)松散，在暴雨及洪水沖刷下，流向庫區(qū)造成淤積，另外，庫岸坍塌體也可成為淤積物的主要來源。

壩線位置左岸邊坡較緩可布置溢洪道，但開挖量較大，新建大壩需對原有壩體進(jìn)行挖除，棄方量較大，需棄渣占地。設(shè)計(jì)需要總庫容為237萬m3，最大壩高約12 m，壩長296 m，庫區(qū)淹沒及浸沒不涉及到附近村莊移民，庫區(qū)淹沒占地約26.66 hm2。

2.3 兩壩軸線主要參數(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。

表1 兩個(gè)壩軸線主要參數(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)比較表

綜上所述，兩壩線均處在黃土溝壑區(qū)，地形條件相似，大壩基礎(chǔ)處理工程量基本相同，大壩參數(shù)和淹沒占地也基本相同，但下壩址兩岸沖溝間距小，山梁單薄，存在壩肩繞壩滲漏隱患。

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告可知，原老舊壩體為中等壓縮性，土質(zhì)也不均勻，不能作為壩體繼續(xù)使用，需要對舊壩體進(jìn)行處理，處理費(fèi)用高；此外，清理原八一水庫殘余壩體工程量也較大。

另外，下壩線主要是左右壩肩岸邊分別存在2基高壓鐵塔（共計(jì)4基），搬遷難度大；上壩線左岸便于布置溢洪道，沒有相關(guān)交叉建筑物影響，兩岸壩肩相對開闊，大壩等建筑布置無其他影響。所以，設(shè)計(jì)推薦采用上壩線。

3 建筑物型式選擇

兩壩址左、右兩岸均為土質(zhì)岸坡，河床及河漫灘堆積主要為第四系上更新統(tǒng)洪沖積（）低液限粘土、含細(xì)粒土砂及低液限粉土。

從地形、地質(zhì)條件看，河谷呈“U”型，谷底平坦，谷底無基巖出露，覆蓋層較厚，兩岸為土質(zhì)岸坡，土層較厚，且具有濕陷性，不適合修筑重力壩和面板堆石壩。

從筑壩材料看，壩址位于黃土區(qū)，壩址附近石料、砂料缺乏，而土料貯量豐富，通過取樣試驗(yàn)，壩址附近土料的滲透系數(shù)、粘粒含量等各項(xiàng)指標(biāo)均具備上壩條件，適合修建均質(zhì)土壩。

綜合以上條件，設(shè)計(jì)推薦壩型為碾壓均質(zhì)土壩。

4 結(jié)論

水庫大壩可研設(shè)計(jì)中，壩軸線的選擇應(yīng)從工程建筑物布置條件、庫區(qū)、壩址工程地質(zhì)、庫區(qū)淹沒占地、庫區(qū)滲流情況、拆遷移民、以及項(xiàng)目區(qū)外接入庫條件等多個(gè)方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的詳細(xì)比較，最后確定壩址。在此基礎(chǔ)上充分考慮地形、地質(zhì)、建筑材料選擇合適的建筑物型式，即碾壓均質(zhì)土壩。

TV62+1

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1004-7042（2017）10-0026-02

安普太（1983-），男，2006年畢業(yè)于河海大學(xué)農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)，工程師。

2017-08-09；

2017-09-17