瓜峪水库坝型设计方案比选

李 飞

（太原理工大学，山西 太原 030024）

1 工程概况

瓜峪水库位于河津市境内汾河支流瓜峪河上，瓜峪河流域由于没有防洪工程，造成“有水就遭灾”的现象。2006—2007年，瓜峪河洪水泛滥造成下游僧楼镇多处自然村被淹，给当地工农业生产和人民生活带来巨大危害。

水库控制流域内没有气象站，邻近流域有河津气象站和乡宁气象站。河津站位于平原区，乡宁站位于相邻的鄂河。河津站与乡宁站平均年降水量分别为479.5mm，535.9mm，雨期主要集中在6—9月，主要降水量占全年降水量的65.6%~69.5%，乡宁实测最大风速达30.1m/s，多年平均蒸发量1992.6~1692.8mm，无霜期216~201d，最大冻土深度40~63cm。

水库控制流域面积145km2，坝型为堆石混凝土重力坝，最大坝高67.0m，总库容252万m3。工程等别为Ⅳ等，工程规模为小（一）型。水库以防洪为主，兼顾工业供水及农业灌溉功能。枢纽工程主要由堆石混凝土重力坝、泄洪洞、供水洞及导流涵洞4部分组成。

2 工程地质条件

坝址位于碳酸盐岩峡谷区，坝基基岩裸露，为张夏组巨厚层鲕状灰岩，岩体完整性好，属于坚硬岩石；而坝肩中、上部有软弱岩层存在，岩体风化程度较强，节理裂隙较发育、卸荷变形明显，岩体相对破碎；工程区块石料及人工骨料母岩储量丰富，附近有数个水泥厂。从地质角度看，作为堆石混凝土重力坝、混凝土面板堆石坝的地质条件都非常适宜。

3 建筑材料

工程区附近无天然粗、细骨料，建议使用人工骨料或外购。

料场位于瓜峪河河口北边，地层岩性为寒武系中统张夏组厚层状灰岩、鲕状灰岩，强风化带厚1～3m。开采条件较好，料场至坝址区交通较便利。

石料场灰岩室内岩石质量指标中冻融损失率0.08%～0.16%，平均值0.11%，饱和抗压强度40.8～59.5MPa，平均值 50.1MPa，软化系数 0.61～0.97，平均值0.89，硫酸盐及硫化物含量0.02%～0.17%，平均值0.12%。通过石料场岩石物理力学性质试验，结果表明，该灰岩石料场岩石质量指标均满足作为块石料和人工骨料母岩的质量要求。

该料场目前正在开采，除了地表层植被和强风化层（厚1～3m），其下均为有用层，厚度超过50m，储量丰富，满足设计需要。

4 坝型选择

根据工程区料场调查资料，工程区块石料及人工骨料母岩储量丰富，坝址位于碳酸盐岩峡谷地段，河谷窄深，坝基基岩裸露，岩体风化程度较强、节理裂隙较发育，岩体相对破碎的软弱岩层存在坝肩中、上部。从工程地质条件来看，不适宜建拱坝。从水库调度运用角度考虑，水库周边没有适宜的位置布置溢洪道，必须在坝顶布置溢流坝泄流，不适宜修建混凝土面板堆石坝。

结合重力坝安全可靠、对地质地形条件适应性强、材料用量大等特点，选择重力坝作为初选方案。因此，在坝高均为67m、坝顶长均为86m，且断面型式相同、尺寸相等的前提下，拟选取堆石混凝土重力坝、常态混凝土重力坝、浆砌石重力坝三种坝型进行方案比较。

堆石混凝土重力坝方案采用目前比较先进的自密性混凝土进行大体积混凝土技术筑坝，由于不需要振捣，大大提高了施工速度；避免了人工干预，施工质量容易控制；堆石混凝土采用粒径较大的堆石料，单位体积自密实混凝土用量减少，节约了成本，该方案工程总投资6895.3万元；单位体积水泥用量相应减少，有效降低了混凝土绝热温升，使温控措施更简单易行。

常态混凝土重力坝采用常态混凝土筑坝技术筑坝，由于需要振捣，人工干预过多，施工质量不易控制；水泥用量较多，施工速度较慢，温控措施相对复杂；投资较大，该方案工程总投资7249万元。

浆砌石重力坝水泥用量较少，但主要采用手工操作，施工速度缓慢，施工质量难以控制，该方案工程总投资7046万元。

5 结语

综合地形、地质条件、筑坝材料，比较适合的坝型为重力坝，从工程安全、施工进度、质量控制、投资控制等方面考虑，堆石混凝土重力坝方案为本工程最佳方案。