耿愛萍

（陽泉市水文水資源勘測分局，山西 陽泉 045000）

1 工程概況

盂縣位于山西省中部東側(cè)，境內(nèi)群山環(huán)繞，溝壑縱橫。東臨太行山與河北省平山縣、井陘縣毗鄰，西靠兩嶺山與陽曲縣形成天然界線，南與陽泉市郊區(qū)、壽陽縣為鄰，北倚牛道嶺與五臺縣、定襄縣交界。屬典型的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，流域面積較大的河流有滹沱河及其支流烏河、龍華河、石塘河，溫河及其支流秀水河、陰山河等。

擬建的檀山溝水庫位于盂縣北部梁家寨鄉(xiāng)檀山溝村附近，滹沱河一級支流檀山溝河下游，水庫控制流域面積56.1 km2，由大壩、岸邊溢洪道和導(dǎo)流泄洪洞3部分組成。大壩壩型為混凝土面板堆石壩，最大壩高42.05m，壩頂高程475.3m，總庫容186.5萬m3，年供水量55萬m3，工程等別Ⅳ等，規(guī)模為?。ㄒ唬┬?。工程建設(shè)任務(wù)是滿足流域內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水、人畜飲水和下游旅游服務(wù)業(yè)用水，在提高用水保證率的同時，改善流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)水生態(tài)的良性循環(huán)。

2 工程選址

根據(jù)工程建設(shè)任務(wù)確定水庫所處地理位置，針對項目區(qū)供需水狀況，結(jié)合工程區(qū)水文特性，通過工程措施進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置，最大限度地發(fā)揮工程效益。根據(jù)盂縣氣象站統(tǒng)計資料顯示，檀山溝流域多年平均降雨量為530 mm，年際及年內(nèi)變化較大，降雨主要集中在6—9月，尤以七八月為甚，汛期降雨量約占年降雨量的75%左右，降雨總量小、強(qiáng)度大、歷時短、局地暴雨多見，年平均徑流量386.24萬m3，徑流補(bǔ)給為降雨補(bǔ)給和地下水補(bǔ)給，徑流補(bǔ)給年內(nèi)變化大，冬季不斷流，且水質(zhì)較好。在檀山溝村上游約1400～2600m河段范圍內(nèi)，河床及兩岸巖石大多為變質(zhì)二長花崗巖、黑云角閃斜長片麻巖，相對于其他河段，該河段建庫的地形地質(zhì)條件較好，而且向下游供水區(qū)域的距離短，水量損失小，可滿足興利調(diào)節(jié)作用，符合建庫要求。

為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計方案，選擇上下兩壩址進(jìn)行比選，兩壩址相距1000m，雖地形地貌、地層巖性及水文地質(zhì)條件基本相同，興利庫容皆為48萬m3，但兩方案各有其優(yōu)缺點。

2.1 地形地質(zhì)條件

檀山溝河發(fā)源于盂縣境內(nèi)的紅沙崖山，流域上游有石塘溝、活川溝、鐵皂河三條較大支流，自南向北流經(jīng)蘆芽溝、上石塘、下石塘、新慶、寨溝、檀山溝等村，于活川口村東注入滹沱河，全長20.88 km，流域內(nèi)高程405～1507.9m，總落差1102.9m，平均縱坡30.2‰。上壩址于寨溝村下游約500m處，壩址高程505.6m，河床表層覆蓋有卵石混合層，厚0～6.5m，下伏變質(zhì)巖，巖體較破碎，壩基基巖 q＜10 Lu（q＜5 Lu）透水率界限基巖面以下深度為33~42（37.2~47）m。工程性質(zhì)較差。左岸坡基巖裸露，右岸坡多被松散層覆蓋，且山體較單薄，巖體較破碎，壩肩穩(wěn)定性差；下壩址位于檀山溝上游約1.4 km處，壩址高程475.3m，壩基變質(zhì)巖裸露，河床覆蓋層0～2m，巖體較完整，壩基基巖q＜10 Lu（q＜5 Lu）透水率界限基巖面以下深度為10~18.7（15~25.7）m，工程性質(zhì)較好，且兩岸山體宏厚，巖石堅硬較完整，壩肩穩(wěn)定性好。上下兩壩址河谷寬33～32m，形態(tài)皆呈“V”型。

從工程地質(zhì)角度來看，下壩址優(yōu)于上壩址。

2.2 施工方案

兩個壩址導(dǎo)流方式均采用一次攔斷河流，隧洞導(dǎo)流方式。下壩址兩岸河床較窄，圍堰軸線相對較短，導(dǎo)流洞長度相對較短，工程量較小；上壩址距離山口較遠(yuǎn)，從材料運送距離到修建上壩公路均比下壩址的距離長，工程量和投資相應(yīng)加大，從施工布置及臨時工程投資方面比較，下壩址較優(yōu)。

2.3 水庫移民淹沒指標(biāo)

上下壩址庫區(qū)淹沒耕地分別為 17.04 hm2，15.94 hm2；淹沒林地分別為 5.87 hm2，7.39 hm2；淹沒公路分別為1200m，1100m，因上壩址區(qū)占地面積較大，經(jīng)測算，淹沒補(bǔ)償資金相對增加100多萬元。從淹沒范圍和補(bǔ)償費用比較，下壩址優(yōu)于上壩址。

2.4 樞紐布置及工程投資

上壩址河谷相對較寬，壩頂長162m，最大壩高42.3m，泄洪洞布置在左岸，長379.16m，溢洪道布置在右岸，長258.0m；下壩址河谷狹窄，壩頂長115.7m，最大壩高42.05m，泄洪洞布置在右岸，長283.5m，溢洪道布置在左岸，長204.77m。加之，農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)引水區(qū)域位于壩址下游的灌區(qū)和工業(yè)園區(qū)，故上壩址的引水渠（管）線較下壩址多1000m，從樞紐布置及建筑物的各種參數(shù)方面綜合比較，下壩址樞紐布置合理，工程量較小，相應(yīng)投資可減少幾百萬元，故下壩址優(yōu)于上壩址。

綜上所述，從地質(zhì)特性、庫區(qū)淹沒、樞紐布置、工程投資等方面分析比較，下壩址皆優(yōu)于上壩址。因此，推薦采用下壩址。

3 壩型選擇

根據(jù)工程地質(zhì)勘察可知，壩址區(qū)附近無石料和天然混凝土骨料場。壩址處覆蓋層有第四系上更新統(tǒng)坡洪層，巖性為含碎、塊石淺黃色低液限粉土，厚0~5m，全新統(tǒng)洪沖積，巖性為卵石混合土，級配不良礫，厚0~2m；壩址區(qū)基巖以變質(zhì)二長花崗巖為主，夾有少量黑云角閃料長片麻巖。按照工程區(qū)地形地貌及天然建筑材料分布情況，選擇瀝青混凝土心墻堆石壩、混凝土面板堆石壩、混凝土重力壩三種壩型進(jìn)行比選。

3.1 地形地質(zhì)條件

混凝土面板堆石壩和瀝青混凝土心墻堆石壩壩殼坐落在河床弱風(fēng)化上限，無施工期基坑排水問題，施工導(dǎo)流措施簡單，工期受干擾少；混凝土重力壩壩基坐落在河床上，須清除壩基0~7m深的河床覆蓋層，需考慮基坑排水，導(dǎo)流圍堰工程量較大，工期受干擾因素多，且當(dāng)?shù)夭牧喜贿m宜作混凝土骨料。

3.2 抗震性

混凝土面板堆石壩適應(yīng)變形能力強(qiáng)，防滲體在外部表層，利于運行期特殊性情況的檢查和維修；瀝青混凝土心墻堆石壩適應(yīng)變形能力強(qiáng)，但防滲體在壩體中間，運行期不利于檢查和維修；混凝土重力壩的壩線與巖層的軸線交角較小，不利于壩基穩(wěn)定，抗震性能差。

3.3 建筑材料

壩址區(qū)的塊石料場均能滿足混凝土面板堆石壩和瀝青混凝土心墻堆石壩的用料需求，但瀝青混凝土心墻材料中的瀝青須在距壩址區(qū)約60 km處購買，由于混凝土骨料均需制備，故不利于重力壩。

3.4 施工條件

混凝土面板堆石壩施工導(dǎo)流期圍堰規(guī)模較小，不影響樞紐布置，壩體堆石料的填筑不受氣溫及天氣影響，施工機(jī)械化程度高，質(zhì)量相對有保障；瀝青混凝土心墻堆石壩和混凝土重力壩受氣溫和天氣影響較大，雨天和低溫時節(jié)質(zhì)量難以保證，其中瀝青混凝土心墻堆石壩大壩施工受瀝青混凝土心墻的影響，速度較慢，工期長，而重力壩在施工過程中人工作業(yè)量（人工撿石、鋪面、振搗、收面、養(yǎng)護(hù)等）較大，施工質(zhì)量相對難以保證。

4 結(jié)論

綜合考慮項目區(qū)地形地質(zhì)、建筑材料和工程總布置、壩體設(shè)計、壩基防滲、施工條件、工程量及投資等因素，從工程安全和建設(shè)經(jīng)濟(jì)角度分析，選用下壩址作為首選壩址，壩型選用混凝土面板堆石壩。