康卓水庫工程樞紐布置研究

李亞文，孫 利，侯禹君

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

1 工程概況

康卓水庫工程地處西藏自治區(qū)日喀則市江孜縣康卓鄉(xiāng)境內(nèi)，位于雅魯藏布江水系年楚河左側(cè)支流魯曲（哥布西曲）的支流康卓浦上。壩址距江孜縣城20 km、日喀則市116 km、拉薩市294 km。壩址控制流域面積97 km2，年徑流量1 329×104m3，占康卓浦流域的71.8%。

康卓水庫工程的開發(fā)任務主要為灌溉，促進江孜縣水土資源高效利用，為江孜縣扶貧移民安置脫貧致富夯實基礎，是江孜縣精準扶貧、精準脫貧的關鍵工程。康卓水庫工程是年楚河流域規(guī)劃的灌區(qū)水源工程之一，作為下游康卓灌片、亞吳灌片和仁吉林灌片的灌溉水源，控制灌溉面積0.29萬hm2。水庫正常蓄水位4 264.30 m，死水位4 248.50 m，設計洪水位（P=2%）4 265.30 m，校核洪水位（P=0.1%）4 265.70 m，總庫容1 098萬m3，興利庫容859萬m3。

康卓水庫工程規(guī)模為中型Ⅲ等工程，樞紐建筑物包括碾壓瀝青混凝土心墻混合料壩、左岸開敞式側(cè)槽溢洪道、右岸灌溉兼導流洞等，主要建筑物級別為3級。工程的合理使用年限為50年，工程區(qū)地震基本烈度Ⅶ度。

2 水文與地質(zhì)資料

江孜氣象站多年平均氣溫5.1℃，極端最高氣溫28.7℃，極端最低氣溫-25.2℃；多年平均風速2.4 m/s，極端最大風速29.6 m/s，相應風向為ESE；多年平均降水量286.4 mm，多年平均蒸發(fā)量2 253.7 mm，最大凍土深度101 cm。康卓水庫多年平均懸移質(zhì)入庫量2.5×104t，多年平均推移質(zhì)入庫量0.75×104t，水庫50年壩前淤積高程4 243.30 m。

壩址區(qū)屬高山地形，覆蓋層主要由沖洪積和殘坡積物組成，基巖為鈣質(zhì)板巖。左岸地形相對完整，基巖裸露，全風化帶厚4.60～7.70 m，強風化帶厚5.50～18.00 m；河床全風化帶厚0.20～2.20 m，強風化帶厚0.40～4.10 m；右岸山頂高程4 440.00 m以上，表部切割較強，壩線上下游均有沖溝發(fā)育，沖溝一般切割深度5.00～15.00 m，岸坡表部被粉土質(zhì)礫等第四系殘坡積物覆蓋，全風化帶厚0.50～2.95 m，強風化帶厚1.75～15.30 m。

3 壩線選擇

工程區(qū)右岸山坡坡面較連續(xù)，等高線相對平順，右壩頭位置變化對壩線長度影響較小，且右岸山坡坡面上發(fā)育多條沖溝，只有2條間距最大的沖溝之間滿足布置右壩頭的條件。因此，根據(jù)地形地質(zhì)條件，結(jié)合樞紐建筑物布置，擬定了上、下2條壩線進行比選。下壩線位于康卓浦干流與納不如浦匯合口處，保持下壩線右壩頭位置不變，將左壩頭向上游偏移約100.00 m作為上壩線。

上、下壩線相距較近，其地形、地質(zhì)條件、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造相差不大。下壩線覆蓋層略厚，基巖防滲處理工程量較大，上壩線遠離沖溝有利于泄洪建筑物的布置，就地形地質(zhì)條件而言上壩線略優(yōu)。

兩壩線均滿足樞紐布置要求，主要建筑物型式及布置基本相同，均由碾壓瀝青混凝土心墻混合料壩、左岸岸坡溢洪道、右岸灌溉兼導流洞組成。上壩線壩長較下壩線短35.00 m，壩高較下壩線高0.6 m。兩壩線壩體填筑工程量相當，上壩線碾壓瀝青混凝土心墻、混凝土防滲墻工程量略高，帷幕灌漿量略低。上壩線溢洪道比下壩線短20.00 m，下壩線泄槽距沖溝較近，不利于結(jié)構(gòu)安全。從樞紐布置上看，上壩線略好。

上、下壩線建筑物位置變化不大，天然建筑材料產(chǎn)地分布條件相同，施工布置、施工條件及施工工期均相同；下壩線總征地面積較上壩線多3.23 hm2；工程總投資上壩線比下壩線少178.19萬元。

綜合地形地質(zhì)條件、樞紐布置、施工、占地及工程投資等方面比較選擇上壩線。

4 樞紐布置研究

壩址處河谷寬闊，主河床及左岸岸坡覆蓋層較厚，最厚處可達31.00 m，最薄處也有十幾米，不適合布置混凝土重力壩段及溢流壩段。右岸岸坡及附近河床部位巖面線相對較高，經(jīng)開挖后可布置重力壩段及溢流壩段。

4.1 方案擬定

樞紐建筑物主要由擋水、泄水、灌溉及導流建筑物等組成，受地形地質(zhì)條件限制，并考慮到下游灌區(qū)多在右岸，故灌溉建筑物盡量布置在右岸；泄水建筑物可選擇在左岸岸坡上布置溢洪道，也可在右岸布置泄洪洞或溢流壩；考慮到主河道靠近右岸，導流建筑物也宜布置在右側(cè)。因此，根據(jù)地形地質(zhì)條件，結(jié)合泄水、灌溉和導流建筑物的布置形式，擬定了左岸岸坡溢洪道、右岸灌溉兼導流洞（方案一），右岸泄洪、灌溉兼導流洞（方案二），以及右岸溢流壩、壩身灌溉管、導流底孔（方案三）3個樞紐布置方案進行研究。

4.2 方案比選

1）樞紐布置。方案一在左岸岸坡合理利用地形條件布置開敞式側(cè)槽溢洪道，開挖量較少，與灌溉建筑物分兩岸布置，互不干擾，結(jié)構(gòu)簡單，但泄槽段略長。方案二泄洪、灌溉、導流相結(jié)合，樞紐布置集中，但泄洪洞為有壓隧洞，出口流速較大，超過20.0 m/s，從洞身鋼管襯砌段引出灌溉岔洞，兩洞間距離較近，洞周圍巖為Ⅳ～Ⅴ類，完整性差，安全可靠性差。方案三泄洪、灌溉、導流分開布置，溢流壩布置在巖基上，安全可靠性高。

2）運行管理。方案一、方案三溢流堰均為開敞式，遇特大洪水超泄能力強，控制段無閘門及機電設備，運行管理及后期維護方便，運行干擾小，安全可靠性高；方案二泄洪時需提起攔污柵，出口閥門關閉，且泄洪洞工作閘門需要控泄，調(diào)度運行復雜，管理不便。

3）施工導流。3個方案均采用一次攔斷河床右岸導流洞（導流底孔）導流，截流前利用預留河槽導流，但施工期泄水通道不同。3個方案均只需設置上游圍堰，上游圍堰與壩體結(jié)合布置，開挖兩段上游明渠連接康卓浦及納不如浦，匯合后洪水導流至右岸導流洞（導流底孔）下泄。方案一需單獨設置導流洞出口明渠，方案二、方案三利用永久泄水建筑物，無需單獨設置導流洞出口明渠。

4）施工條件。方案一左岸布置岸坡側(cè)槽溢洪道、右岸布置灌溉兼導流洞，左、右岸可同時進行永久建筑物施工，施工干擾??；方案二泄洪、灌溉、導流建筑物在右岸結(jié)合布置，共用洞身，較方案一減少了左岸溢洪道的施工工序；方案三右岸布置混凝土重力壩段，減少了左右岸溢洪道及泄洪兼灌溉導流洞施工工序，但土石壩體填筑與重力壩施工相互干擾，施工工期略長?；炷林亓谓ɑ诨鶐r上，開挖深度大，且需對基坑進行防滲處理。擋水建筑物分為土石壩與重力壩2種壩型，需同時配備2套施工機械設備，施工管理復雜。

5）工程投資。方案一為40 851.17萬元，方案二為40 110.63萬元，方案三為43 867.45萬元。與方案一相比，方案二投資少740.54萬元，方案三投資多3 016.28萬元。

綜上所述，選擇左岸岸坡溢洪道、右岸灌溉兼導流洞（方案一）?？底克畮旃こ虡屑~布置見圖1。

5 結(jié)語

康卓水庫工程位于西藏自治區(qū)江孜縣，工程區(qū)海拔較高，壩址處地形寬闊，兩岸沖溝發(fā)育密集，覆蓋層較厚，基巖為鈣質(zhì)板巖，屬較軟巖，地基透水性較強。根據(jù)地形地質(zhì)條件、各建筑物的形式，結(jié)合大量的地質(zhì)勘探工作，對壩線、樞紐布置進行了多方案的研究，通過技術(shù)經(jīng)濟綜合比選，推薦左岸岸坡開敞式側(cè)槽溢洪道、右岸灌溉兼導流洞的樞紐布置方案?？底克畮旃こ痰臉屑~布置研究為高海拔地震區(qū)的水庫大壩設計布置提供了較大的參考價值。