总承包模式下渔梁水库工程设计及优化思路

刘冬霞

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002)

总承包模式下渔梁水库工程设计及优化思路

刘冬霞

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002)

结合总承包模式的特点，进一步研究工程的特点来进行工程布置及建筑物设计工作，并同时结合前期工作结果找出适合总承包模式下的设计优化思路，以便于工程在设计工程中和实施工程中的优化找准方向。

总承包模式;工程设计;优化思路

1 简介

本项目以设计采购施工总承包(EPC)的项目管理模式建设，是我省项目承发包模式与国际通行模式的进一步接近，也是我省项目承发包模式的一个突破性进步。

为了充分发挥EPC项目管理模式的优点，力求做到方案优化、技术先进、结构安全、经济合理，用尽量节约的物耗能耗创造满足要求的社会财富，同时明确总承包项目设计内容及优化思路［1］。

2 工程概况

主要包括3个方面的内容:

2.1 工程地理位置

本水库是以灌溉、县城供水为主，兼有农村人畜饮水的综合利用工程，主要是解决5个乡镇的农田灌溉及江口县城的供水问题，以及农村人畜饮水问题。

工程坝址位于县城西面的锦江闵孝河段一级支流英溪河下游河段上，坝址距县城12 km，距闵孝镇5 km，305省道从坝址下游约1 km处通过，另有乡村公路通往坝址及库区，交通较为便利［2］。

2.2 工程等别及建筑物级别

2.2.1 工程等别及建筑物级别

本工程由首部枢纽、灌区工程和县城供水工程3部分组成，水库总库容1 500万m3，坝型为拱坝，最大坝高50 m，属中坝;灌区总面积2 893 hm2，县城供水人口8.38万人，乡镇农村人畜饮水供水23 720人，总干渠渠首设计引用流量3.52 m3/s;县城日平均供水15 571 m3/d，最大日供水量20 242 m3/d。灌区工程还包括两座泵站，其中舒家龙泵站装机容量4×1 250 kW+3×900 kW，何家坝泵站装机容量 3×1 000 kW。

可研报告审查意见中，同意本工程水库规模中型、工程等级为Ⅲ等，其枢纽主要建筑物如大坝、溢流表孔、放空底孔、放水管为3级，灌区建筑物泵站为3级，渠道及渠系建筑物、供水管道及其它建筑物为5级，临时建筑物如导流建筑物为5级。

初步设计阶段按照审查意见及规程规范对工程等别及建筑物级别复核如下:

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)及《泵站设计规范》(GB 50265—2010)的规定，本工程为III等中型工程，枢纽主要建筑物大坝、溢流表孔、放空底孔为3级建筑物;灌区及供水工程为小(1)型，灌区泵站为3级建筑物，渠道及渠系建筑物、水池、县城供水管道为5级建筑物，临时工程为5级建筑物［3］。

2.2.2 洪水标准

本工程地处山区，根据工程等级、规模及拟定的各建筑物级别，从而确定相应的洪水标准如下:

2.2.2.1 首部枢纽建筑物洪水标准

拱坝及溢流道、放空底孔洪水标准按50 a一遇(P=2%)洪水设计，500 a一遇(P=0.2%)洪水校核;消能防冲建筑物设计洪水标准按30 a一遇洪水设计［4］。

2.2.2.2 灌区及供水区建筑物洪水标准

灌区泵站建筑物洪水标准按30 a一遇(P=3.33%)洪水设计，100 a一遇(P=1%)洪水校核;

县城供水管道、渠道、渠系建筑物按10 a一遇(P=10%)洪水设计，涵洞洪水标准按10 a一遇(P=10%)洪水设计。

2.3 工程布置及建筑物

2.3.1 首部枢纽工程布置

水库位于英溪河与闵孝河汇口上游约2.1 km，距江口县城约15 km，江口县城与水库之间分布有大量的农田、村寨、公路干线等，为保证紧急情况下能快速放空水库，水库设置放空底孔［5］。

根据选定的坝线及坝型，其首部枢纽布置为:拱坝+坝顶溢流表孔+右岸重力墩+放空底孔+取水口及放水管+环境放水管。

大坝坝型为C15混凝土双曲拱坝，建基面高程404 m，最大坝高50 m，两岸坝肩段置于弱风化下至中上部，坝顶宽4 m，坝底最大宽度12 m，大坝厚高比0.24。坝顶高程为454 m，坝顶长113.354 m，溢流表孔处设交通桥，交通桥宽为4.0 m，为保证人行安全，坝顶上下游面均设栏杆。上坝公路布置于右岸，从下游面由交通洞穿过孤峰通往左坝端。

重力墩布置在右坝端，底板高程430 m，顶面高程454.0 m，总高24 m，顺水流方向顶部宽15 m，底部宽25 m，沿坝轴线方向长33 m，墩体材料为C15混凝土［6］。

溢洪表孔布置在河床段顶中部，溢流净宽48 m，堰顶高程449 m，堰顶不设闸门控制，溢流堰为WES型实用堰;为方便运行管理，溢流堰顶布置交通桥，桥面宽4 m，3个桥墩坐落在溢流堰斜坡至溢流堰反弧段位置，桥墩厚1 m，宽6 m，高11 m。

放空底孔靠溢流坝右侧布置，轴线方向与拱中心线成23°角，进口底板高程424.17 m，孔身断面尺寸2.0 m×2.5 m，设事故检修平板钢闸门一扇。根据压坡设计要求，出口断面尺寸缩小为2.0 m×2.0 m，设弧形工作钢闸门一扇，在433.67 m高程设置启闭机室，布置一台启闭机。底孔全长35 m，出口采用挑流消能［7］。

取水口及放水管位于右坝段，桩号0+020.366，采用塔式取水，采用塔式取水，取水口底板高程433.0 m。沿水流方向依次设固定式拦污栅、检修闸门。喇叭口后为闸门井，高21 m，事故闸门后设通气兼进人孔，闸门井后设渐变段，长3 m，圆孔后接放水管。

放水管沿河岸通过悬崖段，经Φ1.6 m锥形阀后进入消力池。放水管总长222.5 m，明管布置，光面管。锥形阀布置闸室内。

在放水管末端地形平缓的位置布置消力池，使水流平稳进入总干渠，放水管1～2#镇墩之间地形稍缓的位置设 Φ300环境水管，兼作放水管的放空设施［8］。

2.3.2 灌区工程布置

2.3.2.1 灌区分布

根据灌区地形、地质条件，结合灌区耕地、水源等特点，将灌区分成3个大片区:

1)第一片区为总干渠片区，包括本下游至塘坎寨洞湾一带，本片区大部分灌面已由铜东灌区英溪引水工程解决，渠系配套工程已于2009年完成，水源来自英溪河，保证灌溉面积260 hm2，修建本将截断其水源。因此，本将还原其灌溉流量，并覆盖本总干渠与英溪引水渠两个高程之间的农田40 hm2，本将为此300 hm2农田提供灌溉水源，为自流灌溉。

2)第二片区为塘花干渠片区，包括龙回至坝盘之间的锦江两岸广大农田，由塘花干渠解决，灌面共计884 hm2，其中改善灌溉面积20 hm2，为自流灌溉。

3)第三片区为凯德干渠片区，包括黑岩、双岑、洪坪、何坝、凯里、革张坝等江岑公路沿线的高山缺水地区，灌面共计1 750 hm2，其中改善灌面60 hm2，为提水灌溉。

2.3.2.2 渠系布置

为覆盖上述灌区范围，经布置:

1)第一片区有总干渠和英溪支渠，总干渠自水库引水沿英溪河右岸至1+664处跨过英溪河经水银沟、周家屯、水泥厂至塘坎寨，长15.903 km;英溪支渠为已建渠道，沿英溪河左岸至鱼粮溪村，再经水银沟、周家屯、水泥厂、塘坎寨、五里桥直至洞湾，长约15 km，分布高程比总干渠低10余m。

2)第二片区有塘花干渠、塘花干管和坝盘支管，塘花干渠从塘坎寨经滑石板、龙回，在庙湾跨过闵孝河，沿闵孝河右岸布置坝干管顺河而下直至坝盘电站坝址位置，长13.665 km，其中塘花干渠长4.125 km，塘花干管长9.45 km;坝盘支管从坝盘电站坝址沿闵孝河右岸顺河而下至坝盘椅子湾水库，长9.45 km。

3)第三片区有凯德干渠、舒家龙泵站、洪坪支管(长4.549km)、岑洞坪支管(长 2.21km)、何坝支渠(渠道长2.05 km，管道长10.4 km)、何家坝泵站及渠系建筑物。

凯德干渠在水泥厂处从总干渠分水跨过闵孝河，经凯德、蛇湾寨至舒家龙泵站，渠线4.7 km;舒家龙泵站从舒家龙蓄水池提水至569 m高位水池和天堂650 m高位水池;洪坪支管从569 m高位水池引水经大湾、围子边、张海溪至小土坪高位水池，管线总长4.549 km;岑洞坪支管在大湾从洪坪支管分水，通过压力管线经陶岭、下寨、上寨至谭井高位水池，管线总长2.21 km;何家坝支渠从天堂650 m高位水池引水，以明渠型式通过天堂，再采用压力管线经格洋溪、三道河、店上、沙坝直至何家坝，引水线路总长12.45 km;何家坝泵站从何家坝蓄水池提水至雷打坪840 m高位水池。

2.3.3 供水工程布置

本工程城镇供水对象为江口县城，规划的新水厂位于江口县城西侧城郊的沙子坳，原始地面高程410～440 m。本项目负责将水采用自流方式引至沙子坳。

充分利用灌溉总干渠，从水库至塘坎寨一段，利用灌溉总干渠引水，即是将县城供水所需的0.3 m3/s流量叠加到总干渠，再从塘坎寨修建供水管道平行公路布置，经过五里桥、基北自流至沙子坳水厂位置。

县城供水的引水线路总长18.603 km，其中总干渠长15.903 km，供水管道长2.7 km，引水渠道两侧设置栅栏，以保证渠道水质不受污染，供水管道采用埋管型式布置，以适应城郊地带的运行和管理。

乡镇供水及农村人畜饮水涉及到闵孝镇、双江镇、民和乡等3个乡镇，供水范围较为分散，本工程只为各受水点提供水源，供水管网、供水设施等根据国家政策另行解决。初步设计作了如下规划:

1)闵孝镇供水:受水点位于水库附近，且水库水位能满足供水自流要求，由闵孝镇从水库自行引水或从总干渠上自行引水。

2)双江镇总干渠沿线村寨的农村人畜饮水由各村组自行在总干渠引水或总干渠末端的水池引水。

3)双江镇天堂片区的农村人畜饮水由各村组自行在天堂坪高位水池引水。

4)洪坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在洪坪支管沿线或小土坪高位水池引水。

5)岑洞坪片区的农村人畜饮水由各村组自行在谭井高位水池引水。

6)何家坝片区的农村人畜饮水由各村组自行在何家坝水池引水。

7)凯里片区的农村人畜饮水由各村组自行在雷打坪高位水池引水。

3 优化效果说明

设计优化主要采用新工艺、新思路、新材料，结合工程现场精打细算，以期以最节约的方式做出符合规范要求的工程产品，节约社会资源、创造社会财富。其优效果主要体现在两个方面:

1)节约工程投资、简化工程施工，使项目总承包者获得直接的经济效益。由于初步设计阶段已经按尽量节约工程投资的思路设计，本阶段虽然有一定的优化余地，但在没有做具体工作之前，并不能得出一个具体的效益数据。

2)通过新工艺、新思路、新材料的应用，积累工程经验，为今后的市场竞争创造良好的业绩，以达到可持续发展的效果。

［1］张志红，王国安，李荣容.水库工程设计洪水标准指标体系构建初探［J］.人民黄河，2011，33(07):14-16.

［2］敖立飞.基于某实例水库工程设计洪水的分析［J］.黑龙江水利科技，2013，41(10):170-172.

［3］蔡秀连.清流县俞坊水库工程设计概算编制体会［J］.黑龙江水利科技，2013，41(08):258-260.

［4］刘宇聪，宋纯玉，姜尚方.白石水库工程设计的几个特点［J］.东北水利水电，1999(01):15-16.

［5］杨永忠.龙洞水库工程设计及方案优化［J］.甘肃农业，2006(07):249.

［6］孙承熙.大绥芬河水库工程设计与施工中若干问题［J］.东北水利水电，1988(11):4-8.

［7］景来红，杨顺群.宝泉抽水蓄能电站上水库工程设计［J］.人民黄河，2002(06):25-26，47.

［8］宋文彬.闹龙和水库工程设计回顾［J］.黑龙江水利科技，2004，32(02):90-91.

TV877

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1007-7596(2014)05-0208-03

2013-12-12

刘冬霞(1981-)，女，山东临朐人，工程师，从事水工建筑工作。