堆石混凝土技术在邢家峪水库的应用

耿灵生，刘云，刘莉莉，巩向锋

（山东省水利科学研究院，济南 250013）

堆石混凝土技术在邢家峪水库的应用

耿灵生，刘云，刘莉莉，巩向锋

（山东省水利科学研究院，济南 250013）

通过重力坝结构的设计方案优化，充分利用当地河道的天然石材筑坝，采用自密实堆石混凝土结构。具有工期短、节约工程建设投资和节能低碳环保等优点，不但使坝体强度性能满足C30混凝土的设计要求，施工工期缩短1/3，工程造价节约20%，具有显著的经济效益和社会效益和较大的推广应用前景。

堆石混凝土；水库

1 基本情况

拟建莱芜市邢家峪水库，位于山东省莱芜市雪野湖旅游度假区邢家峪村西，雪野水库上游支流，距济南60km，隶属于莱芜市雪野湖旅游度假区雪野镇。

邢家峪村2247人口，村民饮用水水源仅为村西的水池，水质和水量得不到保障，影响了饮水安全。邢家峪流域内山高河陡，汛期经常造成水灾，洪水来得快，淌得急，每年都有冲毁农田、浸泡村民房屋等灾害发生，饮水安全成为当地村民急需解决的问题。

2 需水量预测

根据总体规划设计方案，邢家峪村将被规划成居住、商业、休闲集一体的综合社区，社区规模2万人。经估算，平均每年耗水量50万m3。

邢家峪社区和基地需水量主要包括：生活用水、商业用水、科学试验、水文化展示、生态环境用水等。根据社区人口和规模，经预测，年需水量63.38万m3，日需水量1700m3。区域内供水水源主要由小三峡流域的两个水库和新建邢家峪水库供给。

3 水库工程规划

3.1 提高雨洪水利用率

拟建邢家峪水库坝址以上流域面积3km2，干流坡度0.023，流域内多年平均降水量680mm，多年平均径流深250mm，多年平均最大24h降雨量105mm。由于河道内洪水湍急，雪野水库每年弃水1.6亿m3。在支流上游修建拦蓄工程，水源有保障，可有效提高雨洪水利用率。

3.2 提高雨洪水拦蓄利用率

随着邢家峪新农村社区的建设，生活、生产和商业用水量将大幅提高，现有村庄供水已不能满足灌溉、社区和基地需水要求。

拟建邢家峪水库流域面积3km2，死库容0.5万m3，兴利库容8.0万m3，设计库容9.6万m3，总库容9.8万m3。邢家峪水库在90%的保证率下，年供水量16万m3。

规划新建邢家峪水库，通过供水管道输水至邢家峪社区和基地，可满足灌溉、生活、生产以及商业用水的需求，以提高水源保障能力。在满足防洪要求的同时，提高雨洪水拦蓄利用率。

4 水库工程设计

根据邢家峪的地形条件，拟建塘坝位置在河道隘口处，龙湾子水库上游300m小罗圈村东。根据水面线推求，塘坝水面1.33hm2。

4.1 拱坝

邢家峪水库的拱坝拟定为重力拱坝，为浆砌块石结构。坝顶高程411.0m，坝顶宽4m，底宽8.5m，最大坝高20m，坝顶弧长82.23m，圆心角100°，坝顶上游设防浪墙，防浪墙高0.9m，墙厚0.4m，压顶石宽0.5m。为满足防渗要求，在坝迎水面铺设厚0.7m的混凝土面板。

拱坝的设计洪水位410.49m，校核洪水位410.70m，正常挡水位409.00m。

4.2 溢洪道

邢家峪水库的溢流方式为坝顶溢流，溢流堰宽20m，堰顶高程409.0m，采用WES堰型，溢流面为浆砌细料石结构。

5 自密实堆石混凝土技术原理及优点

5.1 施工技术

堆石混凝土是利用自密实混凝土的自密实和填注性能，遵循“宜材适构”的筑坝理念，充分利用当地节能环保低碳的天然材料的创新筑坝技术，填注自然堆积（或辅以人工堆积）的堆石体空隙，所形成的完整、密实、低水化热的大体积混凝土。施工时首先将满足一定粒径要求的堆石直接入仓，形成有空隙的堆石体，然后在堆石体表面浇注满足特定要求的自密实混凝土，依靠自重填注堆石空隙，形成符合设计要求的坝体。

5.2 优点

具有低水泥用量、低水化热、高密实度保证、高容重、体积稳定抗裂性能突出、强化抗剪能力简化凿毛、显著提高工效缩短工期、大幅节约工程建设投资、施工质量控制简便有效与节能低碳环保等优点。

堆石混凝土筑坝技术与传统的土石坝、混凝土坝、浆砌石坝筑坝技术构成了一个完整的筑坝技术体系，将有力推动我国中小型水利工程筑坝技术。堆石混凝土适合于浇注大仓面混凝土施工、混凝土重力坝、拱坝坝体、各种基础回填，混凝土换基部位、尾水区消力池、海曼、护坦、边墙等构筑物、混凝土围堰、各种堤防工程和挡土墙工程等。通过合理的筑坝技术选择和技术组合，大坝施工可以充分利用筑坝材料，减少弃料，大幅减少大坝施工对环境的影响，具有良好的社会、经济和环境生态效应。

6 堆石混凝土技术的应用

原设计邢家峪水库为浆砌块石结构的重力拱坝，建设的主要工程量包括：C30混凝土面板和C30浆砌块石，合计1.5万m3，建设工期为12个月。

在重力坝筑坝材料的选择的优化设计中，为了提高施工速度、降低工程造价、因地制宜地采用河道石材，将浆砌块式结构和自密实堆石混凝土结构相比较。自密实堆石混凝土就是利用高流动抗分离的性能，应用压浆混凝土施工方式，使自密实混凝土充填预先放置的堆石体，待自密实混凝土硬化后与堆石一起形成堆石混凝土。通过试验检验自密实混凝土硬化后的强度性能，均满足C30混凝土的设计要求，施工工期可缩短1/3，工程造价节约20%。

通过优化设计采用自密实堆石混凝土结构建设邢家峪水库重力坝，具有显著的经济效益和社会效益，和较大的推广应用前景。

［1］莱芜市水利局.莱芜市“十二五”水利发展规划［R］.2011.

［2］SL252—2000，水利水电工程等级划分及洪水标准［S］.

［3］SL44—2006，水利水电工程设计洪水计算规范［S］.

［4］SL25—2006，砌石坝设计规范［S］.

［5］SL282—2003，混凝土拱坝设计规范［S］.

Application of Rock-fill Concrete Technology in Xingjiayu Reservoir

GENG Ling-sheng，LIU Yun，LIU Li-li，GONG Xiang-feng

（Water Resources Research Institute of Shandong Province，Jinan 250013，China）

Through the gravity dam structure design optimization，to make full use of the local rivers natural stone dam，so this article use the self-compacting concrete structure.The construction of Xingjiayu reservoir dam，has the advantoges of short shorten the construction period，greatly saving construction investment，energy saving.low carbon and environmental protection.This paper shows that uses self-compacting concrete can meet design requirements C30，shorten the 1/3 construction period，saved 20%of project cost，it will provide with the enormous economic benefits and social benefits，great popularization and application prospects.

rock-fill concrete;reservoir

TV5

A

1672-9900（2013）01-0065-02

2012-10-29

耿灵生（1965-），男（汉族），山东邹平人，研究员，主要从事水利工程规划设计、水土保持及防洪影响评价等技术的应用研究，（Tel）13964096302。