哈密市射月沟水库沥青心墙坝水库增容加高方案设计论证

□贾知明（新疆哈密地区水利水电勘测设计院）



哈密市射月沟水库沥青心墙坝水库增容加高方案设计论证

□贾知明（新疆哈密地区水利水电勘测设计院）

摘要：随着工业用水量日趋增加，哈密市射月沟水库一期工程供水规模已远远不能满足各矿业用水的需要，为了解决突出的缺水问题，需要增容加高射月沟水库大坝。通过设计论证采用复合土工膜斜墙对坝体进行加高，文章将不同坝型、防渗形式相结合的一种复合式坝型，相对现土石坝传统坝型而言具有创新与突破，具有经济、合理与实用性。

关键词：射月沟水库；大坝增容加高；沥青混凝土心墙；复合土工膜斜墙

1　工程概况

哈密市射月沟水库位于哈密市沁城乡东南约8 km射月沟流域。径流主要由融雪水、夏季降雨和地下水组成，属融雪水、降雨混合型补给河流。坝址以上流域面积408 km2，多年平均年径流量1819万m3。大坝设计洪水标准为30 a一遇，洪峰流量为219 m3/s；校核洪水标准为300 a一遇，洪峰流量为537 m3/s，射月沟水库的主要任务：按照地区水资源配置方案，解决哈密市东部矿区缺水的需要；满足沁城乡二宫村农业灌溉及生态用水同时兼顾下游防洪的需要。

水库枢纽工程由拦河坝、放水涵管及导流、放空洞、溢洪道等建筑物组成,坝体为浇注式沥青心墙砂砾石坝，最大坝高34.50 m，坝顶长度386.50 m，放水涵管及导流、放空洞布置在大坝左岸；溢洪道布置在右坝肩鞍部处。工程规模属小（Ⅰ）型。

射月沟水库一期工程总库容为507.34万m3，兴利库容为215.87万m3；拦洪库容90.67万m3；调洪库容187.35万m3，死库容104.62万m3；水库每年为农业灌溉供水131.60万m3，为工业供水810万m3(90%保证率)。通过水库削峰滞洪可使30 a一遇设计洪水下泄流量减少到148.54 m3/s，300 a一遇校核洪水下泄流量减少到380.32 m3/s。

2　射月沟水库二期工程兴建缘由

哈密地区处于干旱内陆区域，水资源总量不足且时空分布极不均衡，是资源性缺水地区也是工程性缺水地区，哈密射月沟水库于2008年10月完工，同年11月中旬下闸蓄水，在一定程度上解决了哈密市东部矿区缺水的需要。随着进驻哈密市东部矿区企业增多，工业用水量日趋增加，原水库年工业供水810万m3供水规模已远远不能满足各矿业用水的需要，为了解决该突出的缺水问题，采取跨流域从水库上游的大小天生圈、乌拉台及7条坎尔井水量，把丰裕水量通过修建引水渠首和引水干渠，调入射月沟水库内。在射月沟原水库工程的基础上兴建二期工程。

哈密市射月沟水库原总库容507.34万m3，调水之后经调节计算射月沟水库所需总库容677.90万m3，工业供水增加到1353.20万m3，相应最大坝高为37.65 m，对大坝工程基础地质条件、坝体的结构及对泄洪建筑物、引水建筑物的结构安全等相关因素进行结构安全分析、复核计算，大坝加高后可基本满足规范的安全要求。

结合工程实际情况，水库加高方案初拟两种方案进行比较：方案一为水库大坝二期加高部分采用土工膜斜墙防渗，最终大坝为沥青心墙坝与土工膜斜墙防渗坝相结合复合坝型，方案二为按照一期工程大坝沥青混凝土心墙坝坝型加高坝体。

3　射月水库二期大坝加高方案比选

3.1方案一

复合土工膜斜墙加高方案，坝体加高典型剖面见图1。

大坝横剖面设计分一期工程和二期工程，一期工程已于2008年10月完成，坝体完成填筑高度为1493.50 m，坝体防渗采用沥青混凝土心墙。本次二期工程大坝坝体防渗采用复合土工膜斜墙防渗，二期上、下游坝坡与一期工程坝坡一致，上游坝坡1:2.25，下游坝坡1:2.00。原坝轴线不变，二期工程坝体加高3.15 m,前坝脚线不变，后坝脚线向下游延伸，复合土工膜斜墙与下面沥青混凝土心墙与土工膜连接，与上面防浪墙连接时，在防浪墙设置预埋件，将复合土工膜固定预埋件上。

图1　复合土工膜斜墙加高方案坝体剖面图（方案一）

3.2方案二

沥青混凝土心墙加高方案，坝体加高典型剖面见图2。

图2　沥青混凝土心墙加高方案坝体横剖面图（方案二）

大坝的上、下游坝坡维持原一期工程坝坡坡度不变，上游坡为1：2.25，下游坝坡坡度为1：2，二期工程坝体加高3.15 m,原坝轴线不变，前后坝脚线分别向上下游延伸，沥青混凝土心墙顶部原一期工程高程1492.30 m，加高3.15 m，二期工程后沥青混凝土心墙顶部高程为1495.45 m。

3.3分析结果

方案一：坝体加高工程投资416.82万元，方案二：坝体加高工程投资646.32万元。

方案一较为经济，方案二如在一期沥青混凝土心墙基础上兴建二期沥青混凝土心墙坝，势必损坏一期的防浪护坡混凝土板，需将一期的防浪护坡混凝土板折除，待二期坝体施工完成后，重新进行前坝坡防浪护坡混凝土板浇筑。施工时间长，投资大。为此我们采取保护一期前坝坡防浪护坡混凝土板，采取由复合土工膜斜墙防渗，在一期坝体后坝坡和坝顶加高培厚，这样不仅投资最省，还可以加快施工进度。选择方案一较为经济合理。

4　大坝加高采用复合土工膜斜墙的优势和先进性

4.1施工方便

施工过程可不排空水库蓄水，可在水库正常蓄水状态下施工，工期短。而方案二按沥青心墙坝加高要对一期工程上游坝坡进行填筑和处理，施工中要排空水库蓄水，并要进行施工导流。

4.2结构经济合理

防渗体下部采用沥青混凝土心墙、上部采用土工膜斜墙，使得大坝防渗体在高水头作用范围采用性能可靠的沥青混凝土防渗，在低水头作用范围采用土工膜斜墙防渗。

采用沥青混凝土防渗，沥青混凝土单价2000元/m3，沥青混凝土心墙厚度为40 cm，折合每平方米（挡水面）约800元，采用土工膜斜墙防渗每平方米（挡水面）约26元，折算为垂直防渗面每平方米约65元，因此大坝二期加高防渗体采用沥青混凝土心墙是土工膜斜墙成本的12倍，方案二按原坝型（沥青混凝土心墙坝）对坝体进行加高需对一期工程坝体防浪护坡进行拆除和重建，按方案一进行坝体二期加高可利用原坝防浪护坡而避免此部分的拆除重建。射月沟水库大坝二期加高采取复合土工膜斜墙方案，节省投资约229.50万元。经济性较为明显。

5　结语

随着社会经济的发展，基于工农业对水资源日益增长的需求，为了使水库发挥更大的经济效益和社会效益。水库增容加高，是个很好的解决办法。特别是西部地区多泥沙河流的小型水库，河流流量比较小，排沙、冲沙较为困难，水库淤积较为严重，水库兴利库容减少，严重制约水库经济效益的发挥。在大坝基础地质条件、坝体结构安全的前提下，采用复合土工膜斜墙对坝体进行加高，将不同坝型、防渗形式相结合的一种复合坝型，相对现土石坝传统坝型而言具有创新与突破，具有经济、合理与实用性。哈密市射月沟水库运行6 a来，大部分是满库运行，防渗效果非常良好，通过水库增容加高使有限的水资源发挥最大效益，加快推动哈密地区资源优势向经济优势转化，为哈密经济发展起到重要作用。

（责任编辑：赵鑫）

收稿日期：2015-11-24

作者简介：贾知明（1984-），男，工程师，从事水利工程设计工作。

中图分类号：TV62

文献标识码：C

文章编号：1673-8853（2016）03-0076-02