水库扩建工程选址方案及布置的研究与分析

侯波 塔城地区水利水电勘察设计院

1.工程概况

库甫水库除险加固工程设计总库容480×104m3，兴利库容389×104m3。该水库工程规模为小（1）型，枢纽建筑物由大坝、放水隧洞、溢洪道组成。设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。

目前，托里镇城镇供水水源主要采用地下水，地下水超采问题严重，托里镇城镇供水保证率较低。本工程主要是通过提高库甫河水的利用率和由五条泉水沟向库甫水库注水，经过库甫水库扩容进行水量调节，为水库下游灌区提供灌溉用水和为库甫乡、托里镇牧民定居点、托里镇提供各业（不含农牧业）用水量。

2.水文

托里县托里镇及库甫乡牧民定居水源（库甫水库）扩建工程水源包括五条泉水沟和库甫河两部分。其中五条泉水沟水源为本工程调入水源，库甫河多年平均径流量为0.2135×108m3。

3.水库区域地质概况

库甫水库库区位于库甫河出山口上游4～6.5km河段，属低山丘陵区中的河谷地貌。库区两岸基岩山体较雄厚，山顶较平缓，基本上呈半圆状和圆状，水库地形条件较好。

4.水库工程选址方案比选及布置的研究与分析

4.1 坝址建设方案比选

库甫水库扩建后大坝仍采用原坝线布置形式，为了充分利用原坝体已有堆石体和浆砌石体方量，尽量减少堆石填筑方量和保证坝体结构的稳定，本次初拟了原大坝上游坝坡顺延、下游坝坡贴坡培厚加宽并加高坝顶的扩建方案和原坝顶戴帽加高的扩建方案两种方案进行比较。

方案一：原大坝上游坝坡顺延、下游坝坡贴坡培厚加宽并加高坝顶

扩建后坝顶长264m，坝顶宽5m，原坝轴线向后平移3.8m为扩建后坝轴线位置，坝顶高程1687.82m，坝顶加高3.16m，扩建后大坝最大坝高34.87m。大坝坝顶上游侧设防浪墙，结构形式为“L”型，防浪墙高出坝顶1.2m，防浪墙顶高程1689.02m。大坝坝顶下游侧设路沿石，断面尺寸为30cm×60cm，路沿石高出坝顶20cm，路沿石顶高程1688.02m。大坝坝顶为20cm厚砂砾石路面。大坝上游坝坡为1:1.5，采用0.4m厚浆砌石护坡，护坡下铺设1.3m厚的砂砾石垫层，砂砾石垫层下铺设“两布一膜”防渗土工膜，土工膜与下游堆石体之间设1m厚的砂砾石过渡层。大坝下游坝坡为1:1.4，坝后新增贴坡培厚水平宽度为6.06m，此部分采用堆石料回填夯实，下游坝坡采用0.4m厚干砌石护坡。

方案二：原坝顶戴帽加高

扩建后坝顶长264m，老坝段坝顶宽7.3m，延长坝段坝顶宽5m，坝顶高程1687.82m，坝顶加高3.16m，扩建后大坝最大坝高34.87m。大坝坝顶上游侧设防浪墙，结构形式为“L”型，墙高5.72m，底宽3.69m，墙厚0.5m，防浪墙高出坝顶1.2m，防浪墙顶高程1689.02m。大坝坝顶下游侧设“L”型挡土墙，墙高4.86m，底宽3.15m，墙厚0.5m，挡土墙高出坝顶1.2m，墙顶高程1689.02m。大坝坝顶为20cm厚混凝土路面，为排出雨水，坝顶向下游单向倾斜，坡度为2%。大坝上游坝坡为1:1.5，采用0.4m厚浆砌石护坡。大坝下游坝坡为1:1.4，采用0.4m厚干砌石护坡。

通过以上分析可以看出两种方案都能满足扩建的可能，但从投资、施工条件和坝坡稳定性两方面考虑，原大坝上游坝坡顺延、下游坝坡贴坡培厚加宽并加高坝顶方案较原坝顶戴帽加高方案优越，故本阶段推荐原大坝上游坝坡顺延、下游坝坡贴坡培厚加宽并加高坝顶方案。

4.2 工程总体布置

库甫水库坝型为土工膜斜墙堆石坝，扩建工程总体布置仍采用原枢纽的总体布置形式，大坝轴线大致呈南北方向。库甫水库扩建后上游坝坡1：1.5，下游坝坡1：1.4，最大坝高34.87m；放水隧洞位于左坝肩，洞轴线与坝轴线的夹角为70°，放水隧洞全长188.6m，其中洞身段61m，为1.5m×1.8m的城门洞型；溢洪道位于右坝肩，溢洪道轴线与大坝轴线夹角78.8°，溢洪道全长118.1m，全部衬砌，其中控制段长10m，渐变段长17m，泄槽段长65m，消能防冲段长13.1m，由于交通及抗洪抢险物资运输需要，在溢洪道的控制段设交通桥，共三跨，每跨净宽7m，桥面宽5m。

4.2.1 坝体填筑材料设计

大坝坝体堆石材料采用爆破料，选定的爆破料场位于坝址区西南0.31km的山坡上，出露岩性为英安玢岩、凝灰砂岩，属中硬岩石类，岩性较单一，岩体较完整，几乎没有无用夹层，产地面积6000m2，按20m深度开采，储量大于12×104m3，满足设计用量。坝体填筑前先将坝顶路沿石和坝后干砌石护坡拆除，将拆除的干砌石堆放至临时转料场，以备利用，同时对新增坝段和坝体轮廓区域进行清基，对原基础面进行碾压，然后进行坝体填筑。

坝址方案比选

4.2.2 基础处理

本次扩建大坝的左、右侧坝基需将坝基范围内的覆盖层全部清除，坝体的基础座落在基岩上，故在大坝右侧坝基需设宽4m、厚1m的砼灌浆盖重，一方面使土工膜嵌入砼，使坝体坝基防渗成为完整体系；另一方面便于固结灌浆与帷幕灌浆施工。将大坝左侧灌浆向山体方向延长118m，帷幕灌浆平均深度为33m，大坝右侧灌浆向山体方向延长120m，帷幕灌浆深度为26m。

5.结语

库甫水库扩建工程主要任务是通过提高库甫河水的利用率和由五条泉水沟向库甫水库注水，经过库甫水库扩容进行水量调节，为水库下游灌区2.565万亩耕地（改善0.40万亩）提供足水灌溉用水量988.37万m3和为库甫乡、托里镇牧民定居点、托里镇提供各业（不含农牧业）用水量326.03万m3。