吉林省柳河县大迫子水库工程坝型比选设计

韩冬

摘 要：本文首先分析坝址区地形地质条件和建筑材料，对坝型确定为均质土坝与混凝土重力坝进行必选，通过对土坝方案和混凝土重力坝方案优缺点及投资进行比较，坝型选定为均质土坝。

关键词：水库 均质土坝 混凝土重力坝

中图分类号：TV222 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0059-01

1 工程概况

拟建的柳河县大迫子水库位于柳河县安口镇大迫子村，坝址坐落于一统河上。工程主要由土坝、砼挡水坝、溢流坝、取水阀室及供水管线组成，水库总库容为2227×104 m3，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物砼挡水坝、溢流坝、土石坝、取水阀室及供水管线级别为3级，管线附属建筑物级别为4级。砼挡水坝、溢流坝、土石坝、取水阀室的设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。

2 坝型比较分析

坝型比选根据坝址处地形地质条件，当地建筑材料情况、施工条件等综合因素分析确定，现将地形地质条件及建筑材料简述如下：

（1）地形地质条件。

坝址区主要地貌类型为：漫滩和低山丘陵。

漫滩分布在河道两侧，滩面较平坦，宽度约550 m，地面高程为385～390 m，覆盖层岩性为低液限粘土、级配不良细砾，厚度 0.8～5.0 m，低液限粘土层较薄且分布不连续，不具备天然水平防渗条件，下部为砂岩，其中全风化砂岩厚度2.6～9.1 m，强风化砂岩厚度为1.1～8.1 m，弱风化砂岩厚度>19.0 m。

低山丘陵连续分布于河道两侧，左岸地面坡度较陡，坡度一般为20°～45°，右岸相对较为平缓，坡度为3°～5°，表层岩性为混合土碎石、碎石混合土，厚度1.2～8.5 m，下部为砂岩，其中左岸基岩局部裸露。

（2）建筑材料情况。

粘土料：位于大迫子村西侧岗地上，地势相对较平缓，岩性主要为黄褐色的低液限粘土，储量质量满足要求。开采方便，运距3.5 km，有乡道及公路通往坝址区。

砂砾料和砼粗骨料：位于三统河桥下的老魏砂场，为商品料场，沿河道采用机械进行采取。与坝址区有水泥路相通，运距21 km，交通条件好，储量丰富。

块石料、碎石料：位于安口镇刘家街的顺达石场，为商品料场，据坝址区运距为20 km，有水泥路与坝址区相通，交通条件便利。

从天然建筑材料看坝址附近粘土料和砂砾料及块石料均较丰富，且粘土料运距近，仅3.5 km，砂砾料及块石料运距较远，约20 km，修建土坝优势较大。

通过上述分析，坝址处适宜的坝型为土坝和砼重力坝两种坝型。

对于土坝，可分为均质坝、心墙坝及斜墙坝。由于砂砾料运距较粘土料要远，虽采用部分砂砾料填筑心墙坝及斜墙坝总方量比均质粘土坝少，但综合衡量，均质坝投资低于心墙坝及斜墙坝，因此，坝型比选采用均质土坝与砼重力坝进行比较。

3 土坝方案布置[1～2]

均质土坝方案由左岸砼重力坝、溢洪坝、取水坝段、右岸土坝段组成。坝全长690 m。

左岸挡水坝位于桩号坝0+000 m～坝0+043 m，长度为43 m。为重力砼坝，坝顶高程为400.50 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高20.80 m，上游坡高程391.00 m以上直立，以下坡度为1∶0.2，下游坡为1∶0.8。

溢流坝位于桩号坝0+043 m～坝0+083 m，长度为40 m。堰型采用WES型实用堰，初拟堰顶高程393.00 m，过水前缘净宽30 m，共3孔。消力池长度43.0 m，宽36.0 m，池深3.1 m。海漫段长度为64 m，宽度36.0 m，采用土工格栅石笼护砌，石笼厚度为400 mm，下铺复合土工布。

取水坝段位于坝0+083 m～坝0+098 m，长度为15 m。0+098 m～0+126 m为过渡坝段。

以上坝段基础座于全风化砂岩以下5m，并进行固结灌浆及帷幕灌浆处理。

右岸土坝位于桩号坝0+126～坝0+690，长度为564 m。坝顶高程为400.50 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高16.20 m，土坝上游坡1∶3.0，下游坡为1∶2.5。土坝坝基座于低液限粘土和级配不良细砾层上，基础防渗采用明挖回填粘土截渗槽方案，其下做帷幕灌浆处理，深入岩基深度按岩体透水率小于5 Lu控制，孔距为2.0 m。

4 砼重力坝方案布置

砼重力坝方案由挡水坝、溢流坝及取水坝段组成。坝全长682 m。

左岸挡水坝位于桩号坝0+000 m～坝0+043 m，长度为43 m。为重力砼坝，坝顶高程为400.50 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高20.80 m，上游坡高程391.00 m以上直立，以下坡度为1∶0.2，下游坡为1∶0.8。

溢流坝位于桩号坝0+043 m～坝0+083 m，长度为40 m。堰型采用WES型实用堰，初拟堰顶高程393.00 m，过水前缘净宽30 m，共3孔。消力池长度43.0 m，宽36.0 m，池深3.1 m。海漫段长度为64 m，宽度36.0 m，采用土工格栅石笼护砌，石笼厚度为400 mm，下铺复合土工布。

取水坝段位于坝0+083 m～坝0+098 m，长度为15 m。

右岸砼挡水坝位于桩号坝0+098～坝0+682，长度为584 m。

由于坝基座于全风化层以下约5.0 m，对坝基范围内进行固结灌浆，以提高地基承载能力，固结灌浆深度5 m，孔距和排距为3.0 m，梅花形布置。考虑到地基透水率较大，对基础进行帷幕灌浆，帷幕灌浆设置一排孔，深入岩基深度按岩体透水率小于5 Lu控制，孔距为2.0 m。

5 结论

土石坝方案：优点：对基础要求不高，基础开挖量小，当地粘土料丰富，质量满足筑坝要求，且运距近。缺点：断面尺寸大，工程占地范围大，坝体填筑的粘土料场占用耕地，粘土填筑施工受降雨、低气温等气候因素影响大，施工质量不易控制。

重力坝方案：优点：从工程运行管理角度来看，建筑物布置比较紧凑，施工工序简单，而且便于工程运行管理，经勘察，当地砼粗细骨料丰富，运距较近。缺点：对基础要求高，基础开挖量大。

具体投资为均质土坝方案4655万元，砼重力坝方案7629万元，投资差2974万元。均质土坝方案投资要小于砼重力坝方案，从经济技术综合考虑，本次设计坝型选定为均质土坝。

参考文献

[1] 张文倬.土石坝若干问题浅议[J].四川水利，2004（6）.

[2] 杨柯，顾淦臣.土石坝心墙成拱作用的一个综合评价指标[J].岩土工程学报，1999（2）.endprint