趙海軍

1 工程概況

太平水庫位于壽陽縣太平河下游西豐頭村東約1km，控制流域面積60.7km2。水庫主要任務是攔蓄徑流，向壽陽縣提供工業(yè)和城市生活用水并兼顧防洪。

水庫下壩址位于西豐頭村東1km的太平河河谷上。谷底高程987～988m，河谷底寬35m左右，設計正常蓄水位1022.00m，高程處河谷寬度160m。兩岸山頂高程1057m，相對高差70m，屬低中山區(qū)。

下壩址設計正常蓄水位高程處河谷寬約347m。谷底基巖裸露，壩基巖為第六巖組中粗粒長石砂巖夾含礫砂巖及砂質泥巖，厚度10.5～13.9m。

2 壩型分析

壩型比較是在壩址比較結論的基礎上，對推薦壩址的不同壩型進行綜合比較和論證。

根據推薦壩址處的工程地質條件、地形條件，壩址處兩岸發(fā)育有堆積階地，基巖裸露且河谷較寬，不具備建拱壩的條件，適宜建設當?shù)夭牧蠅魏椭亓巍Ｓ捎诋數(shù)赜胸S富的土石料，但土料開采的料場區(qū)部分為耕地，如果大面積開采，存在征地問題，故選擇適宜建設的當?shù)夭牧蠅螢榛炷撩姘宥咽瘔?。建設漿砌石重力壩除施工機械化程度低、工期較長外，當?shù)厥喜贿m宜做漿砌石筑壩材料，需外運，筑壩材料運距較遠，使得成本增加。綜合以上分析，本次設計對推薦壩址擬定了目前國內技術成熟且應用較多的兩種壩型，即混凝土面板堆石壩和碾壓混凝土重力壩分別代表當?shù)夭牧蠅魏椭亓芜M行了比較。其中，兩種壩型方案的泄水設施、供水工程基本相同，主要是對擋水建筑物、泄洪建筑物的工程布置和主要技術經濟指標進行方案比較。

3 各方案工程布置

3.1 混凝土面板堆石壩方案

3.1.1 工程布置

混凝土面板堆石壩方案在工程布置時，泄水建筑物根據地形曾考慮在大壩左岸同時布置導流洞和溢洪道，溢洪道堰頂高程經洪水調節(jié)確定為1022m，但地形高程為1060m，開挖深度最高達到40m，勢必增加工程投資，綜合考慮工程運行和施工條件，確定混凝土面板堆石壩方案經濟合理的樞紐布置方案為擋水大壩、導流泄洪洞。

大壩采用碾壓堆石壩體、混凝土面板防滲，壩頂高程為1024.50m，壩頂長175.0m，最大壩高42.5m，最大壩底寬度150.0m，上游壩坡為1∶1.5，下游壩坡為1∶1.6，壩頂寬度為8.0m。下游壩坡在高程1005.00m處設一條馬道，馬道寬2.0m。

導流泄洪洞布置在大壩左岸岸邊上，洞徑6m，洞長169.97m，隧洞進口設平板檢修閘門，出口設弧形工作閘門，采用挑流消能。

3.1.2 大壩設計

大壩壩體分區(qū)主要由墊層、過渡層、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)組成。大壩壩頂高程1024.50m，主堆石區(qū)頂部高程1021.70m，壩頂設鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程1025.70m，墻底與主堆石區(qū)頂齊平。

混凝土防滲面板頂高程1022.20m，與壩頂防浪墻相接，頂部厚度0.4m，底部與趾板采用鉸接，厚度0.4m。為防止表面溫度應力，在面板表面配有單層雙向分布筋。最大斜長60.3m，設縱向縫及周邊縫，縱向縫又分為靠近岸邊的張拉縫和靠近主河床的擠壓縫，分縫均進行止水處理。

1.2.2 覆膜對啤酒大麥生長的影響測定 采用全膜覆蓋種植方式，于2017年3月27日種植。用0.006mm厚規(guī)格的超薄膜，穴播，每帶6行，行距15 cm，穴距8～10 cm，每穴7～8粒，播種量75 000穴/hm2，525萬～600萬粒/hm2，種植小區(qū)面積20 m2，設3個重復，以露地種植方式為對照（CK），7月上旬收獲。

3.1.3 壩基處理

混凝土面板堆石壩的基礎座落在河床強風化基巖的下限，需將河床表層1～2m厚的厚強風化層清除，再筑壩。趾板置于弱風化層上限，即全部挖除上層局部松散砂卵石土層和3～5m厚強風化層，采用伸入強風化基巖的混凝土趾板，以保證壩坡上游混凝土面板的穩(wěn)定，趾板寬8.0m，厚1.0m，沿壩趾線布置，全長220m。趾板下設錨桿與基巖連接，錨桿為直徑25mm的螺紋鋼，長5m，間距、排距各1.5m。壩基防滲處理采用帷幕灌漿，深度為基巖內50m，采用單排孔，孔距2.0m。帷幕灌漿軸線位于混凝土趾板下。

3.2 碾壓混凝土重力壩方案

3.2.1 工程布置及大壩設計

碾壓混凝土重力壩由擋水壩段和底孔壩段組成，此外還有壩身排水管、壩下埋管段等設施。大壩擋水壩段采用碾壓混凝土重力式斷面，壩頂高程1025.00m，壩頂寬 10.0m，大壩上游邊坡 1∶0.2，下游邊坡 1∶0.9；底孔壩段中部長15m，左側擋水壩段90m，右側擋水壩段70m，總壩長175m。大壩最大壩高47.5m，最大壩底寬度49.88m。

3.2.2 壩基處理

碾壓混凝土重力壩的基礎座落在河床弱風化基巖的中部，需將河床表層1～10m厚的松散砂卵石土層及強風化基巖清除，對壩基建基面進行固結灌漿，壩基防滲方式采用上游帷幕灌漿，灌漿軸線距壩軸線4.5m，灌漿孔底高程954.50m。

4 主要工程量及技術指標

為使工程方案更加合理，對下壩址不同壩型方案的主要工程量及投資進行了比較。其主要工程量、技術指標及投資對比見表1、表2。

表1 壩型主要工程量比較表

表2 壩型技術經濟指標對比表

由表1和表2可知，面板堆石壩方案的土石方工程量遠大于混凝土重力壩方案，但混凝土及鋼筋混凝土量又小于混凝土重力壩方案。兩方案庫容條件和供水量基本相同，投資相差較大，且面板堆石壩可充分利用當?shù)夭牧?，碾壓混凝土重力壩由于當?shù)厝狈炷链旨毠橇?，需外購，增加了投資。因此在相同庫容條件及相同供水量情況下，本著技術經濟的原則，面板堆石壩方案具有一定的優(yōu)越性。

5 壩型選擇

上述兩種壩型，面板壩建在強風化基巖上，壩軸線長度為175.0m；碾壓混凝土重力壩建在弱風化基巖上部，壩軸線長度175.0m。

5.1 混凝土面板堆石壩

混凝土面板要求趾板有較高的穩(wěn)定性，所以對壩基的要求很高，趾板基礎必須建在較好的基巖上；當壩址附近有較豐富的石料和混凝土骨料，應首先考慮建這種壩型，為減少壩體沉降，壩體填筑密實度要求高，筑壩堆石料要求強度高、級配好，以減小壩體斷面、提高穩(wěn)定性；該壩型在水庫水壓力作用下有很高的抵抗力，壩體填筑時可同時進行趾板及防滲帷幕施工；由于大壩主體是堆石料，可在冬季、雨季施工；面板施工技術要求高，堆石填筑必須采用振動碾碾壓，以達到較高的密實度；在水庫水位迅速降落和變化幅度較大時，不會降低壩坡的穩(wěn)定性；由于大壩主體為松散材料，不利于與泄水建筑物連接，需另外設置岸邊溢洪道和泄洪洞。

5.2 碾壓混凝土重力壩

碾壓混凝土重力壩建在基巖上，壩體全部為混凝土，其強度高，耐久性好，因而大壩抵抗水的滲漏、抗御超標準洪水及抗震能力都較強，是一種安全度較高的壩型。

碾壓混凝土重力壩可以將泄洪、沖沙建筑物與大壩相結合來進行布置；水庫建成后，其壩體維護、維修工作量?。荒雺夯炷林亓斡捎趽饺敕勖夯也⒉捎媚雺菏街蔚姆椒?，因而具有施工速度快、水泥用量少、水泥水化熱低等優(yōu)點。主要缺點是在冬季或雨季會對大壩產生一定的影響。本工程壩址附近由于缺少混凝土粗細骨料，所以這種壩型對本工程而言，不具有優(yōu)越性。

6 結語

綜上所述，兩種壩型各有優(yōu)勢，技術上都比較成熟，但面板堆石壩在投資和利用當?shù)夭牧戏矫婢哂幸欢▋?yōu)勢，因此本次設計推薦壩型采用面板堆石壩方案。