浅谈路俄水库坝型选择

浅谈路俄水库坝型选择

付义

付义（肇庆市水利水电勘测设计院有限公司广东肇庆526040）

摘要：坝型选择是坝工设计中首先要解决的一个重要问题。坝高、筑坝材料、地形、地质、气候、施工和运行条件等都是影响坝型选择的主要因素。该文介绍了路俄水库的工程概况，并根据挡水坝工程量与投资、施工、料源和运行条件等各方面因素进行比选，确定坝型为沥青混凝土心墙坝。

关键词：路俄水库；坝型；比较；面板坝；沥青心墙坝

1、工程概况路俄水库位于云南省红河州绿春县境内，地处李仙江流域牛孔河的二级支流哈卡河中上游，坝址区距绿春县城21.8km。是一宗以农村人畜供水和农业灌溉为主的综合利用水利工程。水库总库容1059.69万m3，校核洪水位1806.72m，正常蓄水位1803.60m。路俄水库项目包括水库枢纽工程和灌区工程，枢纽工程由大坝、导流溢洪隧洞和引水隧洞组成。路俄水库工程规模为中型、工程等别为Ⅲ等，大坝为2级建筑物。

拦河坝推荐坝型为沥青混凝土心墙坝，最大坝高92.30m。泄流方式采用坝肩溢洪洞泄流的方式，为简化枢纽布置，有效利用导流洞，减少开挖，节约工程投资，将导流洞与溢洪洞结合布置。导流隧洞全长380.97m，控制堰型为宽顶堰，堰宽为3m。引水洞由格多河支流引水，进口底板高程1808.50m，全长1921.89m，断面为圆拱直墙形，宽2.2m，高2.73m。

2、选定基本坝型路俄水库初步在哈卡河上游的峡谷河段确定了上、下两个坝址，经比较分析：下坝址渗漏严重，渗漏量约为上坝址的3倍，其渗漏水流对坝基起着侵蚀、潜蚀、软化的破坏作用；同时，下坝址附近跌坎、坍塌体、滑坡等地质现象较多。故推荐上坝址。

在选定的坝址上，根据地质条件、地形条件及坝体结构受力对基本坝型进行比选。

上坝址下伏中生界三叠系上统高山寨组（T3g）长石砂岩、含钙质团块粉砂岩强风化层节理裂隙发育，岩体不完整，抗压强度低，压缩变形大，变形模量小。而刚性基础坝需全部置于弱风化岩体上。故建议不选择重力坝。

左岸属构造剥蚀山坡，呈陡缓相间的复合型坡，地形坡度下部约40°，上部约17°，岸坡基本被开垦成茶叶地，由第四系残坡积碎石土、含钙质团块粉砂岩组成；右岸：地形坡度约35°～40°，岸坡顺直，植被发育，无不良物理地质现象发育；岸坡由中厚层状长石砂岩组成，局部地段基岩裸露。局部岩体会出现小规模坍滑；而且地形不具备成拱条件，故建议不选择拱坝。

经过初步比选，选定基本坝型为土石坝，由于土质心墙坝中的黏土心墙料在当地储量不够丰富，因此选取沥青混凝土心墙坝和混凝土面板堆石坝两种坝型进行比较。

3、坝型选择将上坝址分别以沥青混凝土心墙坝和混凝土面板堆石坝进行布置，分为两个方案，方案一为沥青混凝土心墙坝；方案二为混凝土面板堆石坝。

（1）方案一枢纽布置沥青混凝土心墙坝坝顶高程1807.30m，坝顶长度285.90m，坝顶宽度10.00m，坝高92.30m（从心墙底部算到坝顶路面的高度），坝顶上游设1.20m高的“L”型混凝土防浪墙。上游坝坡从坝顶至1757.50m高程为1：1.8，并在1777.30高程设3m宽的马道，其下至坝脚坝坡为1：2.5。下游坝坡为1：1.8，并分别在1777.30m高程和1747.30m高程设3m宽的马道。

结合地形，溢洪洞由导流洞改建，为无压洞，总长380.97m（其中与导流洞结合段长238.87m）。引水隧洞进口布置在格多河支流挡取水坝头左侧，穿过山体进入路俄水库库区，全长1921.89m。

（2）方案二枢纽布置混凝土面板堆石坝坝顶高程1807.40m，坝顶长度285.90m，坝顶宽度10.00m，坝基开挖最低高程1717.63m（坝轴线最低处建基面），趾板最低建基面高程1701.41m。最大坝高105.99m（从趾板最低的建基面算到坝顶路面的高度），坝顶上游设1.20m高的“L”型混凝土防浪墙。上游坝坡1：1.4。下游坝坡在为1：1.4，并分别在1787.40m高程、1767.40m高程和1747.40m高程设2m宽的马道。

溢洪洞、引水建筑物布置同方案一。

3.1、技术经济比较在满足蓄水条件和兴利规模的前提下，坝高、坝顶长度、主要工程量和造价比较见表1。

表1上坝址拦河坝方案工程造价比较表

从表中可见，从造价方面比较，方案一优于方案二。

3.2、施工条件比较方案一和方案二均采用枯期围堰挡水、汛期坝体临时断面挡水、全年导流洞导流、主体工程全年施工，存在度汛坝体临时挡水问题。

从施工角度看，沥青混凝土心墙坝方案与混凝土面板堆石坝方案相当。

3.3、上坝址坝型料源条件比较方案一与方案二均采用堆石料，心墙坝坡度较缓，坝壳料填筑较多，但对堆石料的要求相对较低；而面板坝趾板开挖较深，趾板下游填筑料较多，堆石料工程量分别为137.33万m3和123.20万m3，相差不大。当地石料丰富，数量和质量均能满足堆石料要求。因此，从料源角度看，沥青混凝土心墙坝方案比混凝土面板堆石坝方案较优。

3.4、运行条件比较方案一运行管理有以下特点：①心墙的塑性性能较好，可有效的吸收坝体变形，抵抗冲击能力较强，对坝基和坝体变形适应性强。

②墙体位于坝体中间，运行环境条件稳定，受外部荷载等因素影响较小，墙体耐久性和裂缝自愈能力好。

③防渗体位于坝体中部，没有因基础开挖而形成的高陡边坡，对坝体的运行不会造成影响。

方案二运行管理有以下特点：①防渗体面板位于坝体上游面，出现一些裂缝和渗漏，比较容易检查和维修。

②面板对抗变形能力较差，运行中可能会出现裂缝，影响坝体安全。

③面板坝要求高坝趾板建基面宜开挖至弱风化层上部，趾板下游0.3～0.5倍坝高范围内坝体地基具有低压缩性，趾板开挖时会形成高陡岸坡，运行期滑落的石块对混凝土面板可能破坏，对混凝土面板安全运行有一定的影响。

从两者运行管理管理来看，沥青混凝土心墙坝方案较优。

综合以上各种因素，路俄水库坝型选择在项目建议书阶段推荐沥青混凝土心墙坝方案。

参考文献[1]李海潮.混凝土面板堆石坝施工技术及应用：公伯峡大坝施工理论与实践[M].郑州：黄河水利出版社，2008.[2]国际大坝委员会编，王兴会、胡苏萍译.混凝土面板堆石坝设计与施工概念[M].北京：中国水利水电出版社，2010.[3]覃新闻，黄小宁等.沥青混凝土心墙设计与施工[M].北京：中国水利水电出版社，2011.[4]云南省绿春县路俄水库工程项目建议书设计报告[R].肇庆：肇庆市水利水电勘测设计院有限公司，2014.作者简介：姓名：付义，男，出生年月：1989.09，本科，助理工程师，主要从事水利水电工程设计工作工作单位：肇庆市水利水电勘测设计院有限公司电子邮箱：506225704@qq.com