永镇水库溢流坝溢流控制型式比选

2019-01-14 04:59
中国水能及电气化 2019年10期
关键词:取水口坝顶溢流

(赣州卓正建设工程有限公司,江西 赣州 341000)

1 概 况

1.1 工程概况

安远县永镇水库工程位于江西省安远县新龙乡江头村,距新龙乡约14km,距安远县城区约22km。水库位于濂水二级支流、甲江河一级支流上下迳河上,坝址地理位置为东经115°16′00″、北纬25°06′30″,坝址以上集水面积30.6km2。水库死水位为334.00m,正常蓄水位为352.00m,相应库容为495万m3;校核洪水位为356.12m,相应库容为710万m3;大坝为C15埋石混凝土重力坝,坝顶高程为357.60m,最大坝高37.6m,水库为新建工程,是一座以城镇供水为主,兼有灌溉效益的小(1)型水库工程,工程等别为Ⅳ等,大坝及引水管道等永久性主要建筑物级别为4级,次要建筑物级别为5级,大坝设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为500年一遇。

1.2 工程地质

坝址区属丘陵剥蚀地貌,海拔高度、地形起伏变化较大,两岸地形总体均较对称,两岸山顶海拔370~395m,山体较雄厚,山坡总体较陡,坡度为35°~45°左右。河岸总体较为平直,河水由南西向北东流入坝区,河谷大致呈“V”形,河谷均较窄。河谷宽度约13m左右,河床高程322.18~324.33m,河床表面大部分为卵石覆盖,右岸坡脚可见基岩裸露。坝址区山坡植被发育,零星覆盖有厚1.0~5.6m左右的坡残积土,左岸道路开挖侧山坡以及右岸坡脚可见基岩出露,岩性为黑云母二长花岗岩,表层呈全—强风化状,坝址两岸及附近均未发现有大的崩塌及滑坡等不良物理地质现象。坝址区地质构造较发育,主要表现为层内褶皱及层内节理裂隙。

2 溢流坝溢流控制型式比选

2.1 比选型式

根据地形地质条件,安远县永镇水库大坝选择C15埋石混凝土重力坝,根据淹没、河床宽度及调洪演算等确定溢流坝净宽为2.0m×9.0m。根据重力坝特点,溢流坝溢流型式可采用有闸控制溢流和无闸开敞式溢流方式,根据溢流坝溢流控制方式进行枢纽布置,通过对两种方案在库区淹没、运行管理、工程投资等方面进行比较确定更优方案。

2.2 无闸控制溢流方案

大坝采用重力坝,沿坝轴线布置了左岸非溢流坝段、取水口坝段、溢流坝段和右岸非溢流坝段。坝轴线上的建筑物按“一”字排开,溢流坝布置在河床中部,两岸与山体的连接采用非溢流重力坝。坝顶高程357.60m,坝顶总长127.50m,其中左岸非溢流坝段长42.0m、取水口坝段长16.0m、溢流坝段长21.5m、右岸非溢流坝段长48.0m。

左、右岸非溢流坝为C15埋石混凝土重力坝,坝顶宽5.0m,坝顶高程为357.60m。坝体上游面337.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.25的斜坡面;坝体下游面352.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.7的斜坡面。坝体基础及齿槽采用C15混凝土,坝体上游面采用厚1.5m的C25混凝土。左、右岸非溢流坝最大坝高分别为31.1m和33.6m。

溢流坝由2孔表孔溢流堰组成,无闸控制,采用WES实用堰型,溢流坝全长21.5m,单孔净宽9.0m,中墩宽1.5m,边墩宽1.0m,堰顶高程352.0m。溢流坝建基面高程320.0m,坝顶高程357.60m,最大坝高37.6m。溢流堰上游面337.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.25的斜坡面;下游坡1∶0.75。溢流坝采用挑流消能,基础混凝土采用C15混凝土,堰面混凝土采用C30混凝土。

取水口坝段坝顶长16.0m(其中取水口长10.0m),包括取水口及放空孔进水口。坝体上游面铅直,坝体下游面352.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.7的斜坡面。坝体基础及齿槽采用C15混凝土,坝体上游面采用厚1.5m的C25混凝土。取水口采用分层取水的形式,长7.8m,宽10.0m。根据尽量取用表层水的供水任务要求,取水口共分4层,每层各设1个进水口,中心高程分别为333.00m、338.00m、343.00m和348.00m。进水口采用DN1000钢管,钢管前设拦污栅,进水口采用蝶阀启闭,坝顶设置启闭房。坝身埋管采用直径1.0m的钢管,管壁厚12mm,进口底高程332.00m,出口与输水管道相接。放空孔进口宽7.8m,长6.0m,进口高程323.00m,孔口尺寸为宽×高=2.5m×2.5m;放空孔在坝顶设置启闭平台,平台高程为354.50m,在349.00m高程设检修平台。

大坝主要工程量为土石方开挖9.628万m3,混凝土6.19万m3,钢筋制安484.9t,大坝建筑工程投资6375万元。

2.3 有闸控制溢流方案

大坝采用重力坝,沿坝轴线布置了左岸非溢流坝段、取水口坝段、溢流坝段和右岸非溢流坝段。坝轴线上的建筑物按“一”字排开,溢流坝布置在河床中部,两岸与山体的连接采用非溢流重力坝。坝顶高程354.00m,坝顶总长122.50m,其中左岸非溢流坝段长42.0m、取水口坝段长16.0m、溢流坝段长21.5m、右岸非溢流坝段长43.0m。

左、右岸非溢流坝为C15埋石混凝土重力坝,坝顶宽6.0m,坝顶高程为354.0m。坝体上游面337.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.25的斜坡面;坝体下游面346.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.65的斜坡面。坝体基础及齿槽采用C15混凝土,坝体上游面采用厚1.5m的C25混凝土。左、右岸非溢流坝最大坝高分别为27.5m和30.0m。

溢流坝由2孔表孔溢流堰组成,有闸控制,采用WES实用堰型,闸孔尺寸为9.0m×4.0m。溢流坝全长21.5m,单孔净宽9.0m,中墩宽1.5m,边墩宽1.0m,堰顶高程348.00m。溢流坝建基面高程320.00m,坝顶高程354.00m,最大坝高34.0m。溢流堰上游面337.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.25的斜坡面;下游坡1∶0.75。溢流坝采用挑流消能,基础混凝土采用C15混凝土,堰面混凝土采用C30混凝土。溢流坝坝顶设闸门启闭排架及交通桥,交通桥面宽4.5m。

取水口坝段坝顶长16.0m(其中取水口长10.0m),包括取水口及放空孔进水口。坝体上游面铅直,坝体下游面346.00m高程以上为铅直面,以下为1∶0.65的斜坡面。坝体基础及齿槽采用C15混凝土,坝体上游面采用厚1.5m的C25混凝土。取水口采用分层取水的形式,长7.8m,宽10.0m。根据尽量取用表层水的供水任务要求,取水口共分4层,每层各设1个进水口,中心高程分别为333.00m、338.00m、343.00m和348.00m。进水口采用DN1000钢管,钢管前设拦污栅,进水口采用蝶阀启闭,坝顶设置启闭房。坝身埋管采用直径1.0m的钢管,管壁厚12mm,进口底高程332.0m,出口与输水管道相接。放空孔进口宽7.8m,长6.0m,进口高程323.00m,孔口尺寸为宽×高=2.5m×2.5m;放空孔在坝顶设置启闭平台,平台高程为354.50m,在349.000m高程设检修平台。

大坝主要工程量为土石方开挖8.27万m3,混凝土5.35万m3,钢筋制安446.2t,大坝枢纽工程投资6012万元(其中大坝建筑工程投资5922万元,金属结构投资90.0万元)。

2.4 控制型式比较

2.4.1 库区淹没方面

根据实地调查,库区内基本为林地,林地淹没征地线以正常蓄水位控制,而两种溢流型式正常蓄水位相同,其库区淹没征地移民相同,因此两种方案在库区淹没方面基本相同。

2.4.2 工程投资方面

从工程投资方面看,无闸开敞式溢流方案为6375万元,有闸控制溢流方案投资为6012万元,设闸方案比无闸方案节约363万元。从运行期运行费用来看,无闸方案年运行费为276.32万元,设闸方案年运行费用为307.52万元(含增设管理人员工资福利等),无闸方案年运行费用少31.2万元。因此综合考虑工程投资及年运行费用,无闸方案更优。

2.4.3 运行管理方面

从运行管理方面看,有闸方案在洪水期需及时开启闸门,并且根据洪水大小调节开孔高度,需专人管理,增加管理人员工资及设备维护、运行费用,而现状全省对于小型水库均未安排足够的人员及资金进行管理,仅依靠乡镇水管站人员进行管理。无闸方案管理较为简便,洪水期洪水可直接通过溢流堰下泄,无须专人管理。因此从运行管理方面看,无闸方案更优。

3 结 论

从以上各方面比较可见,两种方案均可满足溢流坝泄洪过流要求,但是无闸开敞式溢流方案在工程投资和后期运行管理上均更有优势,因此,经各方面综合比较,该工程最终选用无闸开敞式溢流方案。

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