曾令華，朱 勤，陳輝煌，張 洋，職承杰

（水利部長江治理與保護重點實驗室，長江設計集團有限公司，430010，武漢）

一、工程概況

觀景口水利樞紐是重慶市重點水源工程之一，位于巴南區(qū)五布河干流上，水庫壩址位于巴南區(qū)東溫泉鎮(zhèn)上游約4.5 km的雙勝村，距重慶市市中心約50 km。工程的主要任務是以城市供水為主，同時兼顧沿線小城鎮(zhèn)、農業(yè)灌溉及農村用水。水庫正常蓄水位281.00 m，死水位254.00 m，設計洪水位281.32 m，校核洪水位283.03 m，水庫總庫容1.52億m3，調節(jié)庫容1.19億m3。輸水工程線路總長24.965km，設計輸水流量4.76m3/s，加大輸水流量5.76 m3/s。

該工程為Ⅱ等大（2）型工程。主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級。主要建筑物包括水庫大壩、泄水建筑物及輸水建筑物（進水口、隧洞、管橋、埋涵、渡槽等）、永久支洞、控制建筑物（檢修口和分水口）及提水泵站等。壩址位于五步河、蘆溝河兩條河交叉口下游，工程巖石條件較好，采用圍堰一次性分別截斷蘆溝河、五步河，并各建1條隧洞導流。施工期采用導流隧洞泄洪，前期利用圍堰擋水，壩體在汛前上升至度汛斷面高度后利用壩體擋水，壩體全年施工，主體工程完工后，右岸導流隧洞下閘擋水，并用混凝土封堵；左岸導流隧洞作為正常運行的泄洪兼放空洞。

壩址區(qū)多年年平均降水量為1 102 mm，多年年平均氣溫18.3℃，累年最大10 min平均風速15.0 m/s，多年10 min平均最大風速9.86 m/s，多年年平均輸沙量24.2萬t。

2.壩址區(qū)地形地質條件

1.水文氣象條件

壩址多年平均徑流量2.36億m3，100年一遇設計流量1 500 m3/s，2000年一遇校核流量2 400 m3/s。壩址不同頻率洪峰流量見表1。

表1 壩址各頻率洪峰流量

（1）地形

壩址位于五布河干流，上距蘆溝河與五布河交匯處約50 m。在壩線附近，五布河流向為SE-NW向，在壩線下游約500 m轉為NE向。河谷為不甚對稱的“V”形谷。兩岸地形坡度為20°～30°，局部超過35°。左岸山頂高程328 m，右岸山頂高程376 m，河床高程約228 m，岸坡高差100～150 m?？菟诤铀鎸挾?0 m左右，水深0.5～3.5 m。

壩址兩岸沖溝較發(fā)育，大小不一，多與河谷近直交，并下切至河床。溝谷底部多覆蓋有沖洪積物。

（2）地層巖性

壩址區(qū)出露地層有侏羅系上中統自流井組 （J1-2z），中統新田溝組（J2x）、下沙溪廟組（J2xs）、上沙溪廟組（J2s），以及第四系松散堆積物。

大壩地基主要為侏羅系中統上沙溪廟組第一段（J2s1）、第二段（J2s2）。按巖性組合，第一段地層分為二小層，第二段地層分為五小層。第一段第一小層（J2s1-1）和第二段的第一、三、五 小 層（J2s2-1、J2s2-3、J2s2-5）為 厚 度20～30m的砂巖，第一段第二小層（J2s1-2）、第二段第二和四小層 （J2s2-2、J2s2-4）巖性為泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖，局部夾砂巖。

地層為單斜構造，走向NE20°～45°，傾向SE，傾角32°～50°。

巖體總體透水性較弱，但很不均勻，弱風化巖體大多數試段透水率小于5Lu，微新巖體大多數試段透水率小于3Lu，基本屬于弱透水性—微透水性，局部屬于中等透水性。

二、工程布置

觀景口水利樞紐由主壩、副壩、右岸岸坡式溢洪道、左岸泄洪放空洞、輸水工程取水口、提水泵站、生態(tài)放水管等建筑物組成。

主壩為混凝土面板堆石壩，布置在五步河與蘆溝河交匯處下游的主河槽上；副壩2座，均為石渣壩，布置在主壩左岸兩個埡口部位；溢洪道為開敞式岸邊溢洪道，緊鄰主壩布置在其右側；泄洪放空洞布置在五布河左岸，距左壩肩直線距離約150 m，施工期用于五布河導流，運行期用于泄洪并兼做水庫放空用；輸水工程取水口和生態(tài)放水管共用進水口，布置在大壩左岸約400 m處一沖溝內，取水口采用岸邊塔式型式；提水泵站布置在桐子埡口下游花生基（距輸水工程取水口約0.24 km），廠區(qū)由主廠房、副廠房和出水池等組成；上壩公路位于主壩右岸，與S105省道相連。

觀景口大壩面板澆筑

三、主要建筑物設計

1.混凝土面板堆石壩

主壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為284.80 m，防浪墻頂高程為285.10 m，最大壩高64.8 m，壩頂寬度7.54 m，壩頂軸線長312.3 m，上、下游壩坡均為1∶1.4。面板頂部厚度為30 cm，底部最大厚度50 cm，分縫間距中間16 m，兩岸8 m。趾板型式為平趾板，置于弱風化中上部，趾板厚度40 cm、寬度5.0 m，河床部位后接2.0 m的防滲板。

壩體填筑分區(qū)從上游至下游分別為墊層區(qū)、過渡層、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)和草皮護坡。上游壩腳設黏土鋪蓋和任意料鋪蓋壓重區(qū)。

上游鋪蓋區(qū)（1A）：位于面板上游，頂高程247.0 m，頂寬3.0 m，上游坡度1∶1.6，采用黏土等防滲料，最大粒徑0.2～5 mm，黏粒含量30%以上，滲透系數小于1×10-5cm/s。

上游蓋重區(qū)（1B）：位于上游防滲鋪蓋區(qū)之上，頂高程248.0 m，頂寬5.0 m，上游坡度1∶2.5，采用開挖棄渣料粗粒料填筑，對1A區(qū)起保護作用。

墊層料區(qū)（2A）：位于鋼筋混凝土面板下部，采用3m寬等厚設計，控制最大粒徑80mm，小于5mm顆粒含量35%～50%，小于0.075 mm的顆徑含量5%～7%，級配連續(xù)，孔隙率控制在16%。

特殊墊層區(qū)（2B）：位于周邊縫下游側墊層區(qū)內，作為對上游黏土鋪蓋(1A區(qū))的反濾層，具有良好的反濾和滯留細顆粒的自愈功能，孔隙率控制在16%。

過渡料區(qū)（3A）：位于墊層料與主堆石區(qū)之間，水平寬度3 m，最大粒徑300 mm，小于5 mm顆粒含量10%～25%，小于0.1 mm的顆粒含量不超過5%，級配連續(xù)，孔隙率控制在18%。

主堆石區(qū)（3B）：采用微新灰?guī)r料，最大粒徑800 mm，小于5 mm顆粒含量5%～15%，小于0.1 mm的顆粒含量不超過5%，孔隙率控制在20%。

下游堆石區(qū)（3C）：基本采用與主堆石區(qū)相同壩料。堆石料設計指標與主堆石區(qū)相近，孔隙率控制略高于主堆石區(qū)。

下游壩坡（P）：下游壩面在混凝土格構內鋪設0.3 m腐殖土，采用草皮護坡，草皮護坡自壩頂至243.9 m高程，243.9 m高程以下壩腳采用超徑塊石壓坡。

2.溢洪道

溢洪道布置在大壩右岸岸邊，緊鄰主壩，溢洪道軸線與大壩軸線夾角為167°21′24″。溢洪道采用2孔開敞式方案，設計和校核工況下最大泄量分別為769 m3/s和986 m3/s。

溢洪道全長576.58 m，由上游引渠段、閘室控制段、泄槽段、消力池及下游防護段組成，上游引渠段全長82.78 m，閘室控制段上游40 m為矩形斷面，向上游為14 m長的單側漸變段，再向上為單側貼坡梯形斷面（坡比1∶1.0）；右側導墻墻頂高程283.5 m，左側導墻近閘室20 m墻頂高程為283.5 m，向上游20 m左側墻頂高程漸降至281.5m?？拷l室40m段底板采用3.0 m厚鋼筋混凝土護底，其上游為i=0.025的倒坡，采用0.5 m混凝土護底。

閘室控制段長27m，整體式結構，共2孔，每孔寬10.0 m，中墩厚2.0 m。溢洪道采用駝峰堰堰形，堰頂高程273.5 m，閘底板基底高程269.0 m，閘頂高程285.10 m，閘室前端交通橋寬6.0 m。

泄槽段全長222.50 m，矩形斷面，槽寬22.0 m，底坡i=0.222，底板前段厚70 cm，接近消力池段45.5 m范圍底板厚200 cm。

消力池形式為綜合式消力池，采用單面擴散，河道一側擴散角為5.193°，凈寬從22.0 m擴散至28.0 m，池長69.0 m，池深6.0 m，坎高2.0 m，消力池底板厚3～4 m。

消力坎后接海漫段，海漫長50.9 m，采用1.0 m厚混凝土護底，海漫后設漿砌石尾水渠段，長124.4 m。

3.泄洪放空洞

泄洪放空洞運行期用于泄洪兼放空用，施工期用于五布河導流，設計和校核洪工況下最大泄量分別為504 m3/s、518 m3/s。

泄洪放空洞布置在五布河左岸，距大壩直線距離約150 m，為龍?zhí)ь^形式。泄洪放空洞總長495.22 m，由引渠段、進口控制段、洞身段、出口連接和消能段組成。引渠段長44 m，底板高程245.5 m，平底。控制段長29.0 m，為岸邊式進水塔，底板高程246.5 m，進水塔塔頂平臺高程285.1 m，控制段設平板事故檢修門和弧形工作閘門，弧門前為有壓段，后為明流段，有壓段出口尺寸5.0 m×5.15 m（寬×高）。洞身段長298.22 m，其中前段為射流豎曲線、陡坡及反弧段，水平長62.21 m，前接進水塔明流段，其后為底坡i=0.16%的城門洞形隧洞，長236 m，前后段斷面均為城門洞形，7.25 m×5.6 m（寬×高）。出口連接及消能段長124m，其中出口埋涵段長14.0 m，陡坡段長20.0 m，消力池長60.0 m，護坦段長30.0 m，其后為海漫。

觀景口水庫分層取水塔

4.輸水取水口及生態(tài)放水管

輸水工程取水口采用岸邊式進水塔，布置于大壩左岸岸坡，距主壩壩頭約為400 m，采用疊梁門式分層取水。輸水工程設計輸水流量為4.76 m3/s，加大輸水流量為5.76 m3/s。

進水塔前引渠長273 m，進口引渠底寬4 m，引渠底板高程245.50 m。

進水塔建基面高程243.50 m，進口底板高程為246.00 m，進水塔順水流向長20.2 m，寬18.3 m（其中門庫寬7.8 m）。進水塔設置有攔污柵、分層取水疊梁門、事故閘門，孔口寬度均為5 m，事故閘門孔口高5.0 m。

進水塔塔頂設檢修平臺，平臺頂高程285.10 m，塔頂檢修平臺通過交通橋連接岸坡，交通橋寬5.0 m，通至連接主壩的公路。

進水壓力總管長164.49 m，共分為3段，進水總管內徑取為5.0 m和4.5 m，靠近進水口114.36 m采用鋼筋混凝土襯砌，內徑5.0 m，襯砌厚度0.5 m，后接8 m漸變段；中間23.53 m采用鋼板襯砌外包50 cm素混凝土，內徑4.5 m；后18.6 m為明敷鋼管外包鋼筋混凝土。

生態(tài)放水管和輸水工程取水口共用同一進水口、輸水隧洞和進水總管，在進水總管斜分至泵站進水支管前引出內徑1.5 m放水管，后接控制閥室導入泵站區(qū)的排水明渠，最后經溝南-2放入泄洪放空洞下游消力池，進入五步河河道。生態(tài)放水管最大下泄流量2.587 m3/s，其中生態(tài)流量2.25 m3/s，東溫泉鎮(zhèn)灌溉及農村飲水0.337m3/s。

5.提水泵站

提水泵站布置在桐子埡口下游花生基（距進水口約0.24 km），廠區(qū)由主廠房、副廠房和出水池等組成。

廠區(qū)地面高程253.30 m，高于溝南-2（D1斷面）200年一遇校核洪水位249.25 m。進廠道路在管理區(qū)右側，與廠區(qū)至泵站的運行檢修道路相連。

主廠房機組中心線基本與上、下游等高線平行。水泵進、出水管中心線高程248.00 m，主廠房尺寸62.3 m×15.6 m×19.1 m，地面以上高度為12.50 m，地面以下高度為8.1 m。主廠房內布置6臺臥式單級雙吸離心泵，其中4臺大機組2臺小機組，一字形布置，大機組間距8.5 m，小機組間距6.4 m，安裝間布置于主廠房右側，底寬12.8 m。主廠房分3層布置，為機組層、盤柜層和安裝間層。

副廠房位于主廠房下游側，與主廠房構成整體基礎，上部長62.3 m、寬8.3 m，共分3層，地上2層、地下1層。

泵站進水系統接上游進水壓力總管，泵站采用側向進水、正向出水，泵站出水側布置2根出水總管，內徑分別為1.8m和0.8m，其中4臺大機組每2根出水支管匯成1根岔管，2根岔管匯成出水總管。出水總管內徑1.8m，2臺小機組出水支管匯成的出水總管內徑為0.8 m。進水總管直徑4.5 m，進水支管內徑分別為1.2m、0.6m，出水支管內徑分別為1.0m、0.5m?？偣?、岔管、支管全部采用明敷鋼管外包混凝土。

出水池布置在距離機組中心線下游146.31 m處的山頂，設出水平臺，出水池底面為矩形，出水池底順水流向長39.92 m，垂直水流向寬21.82 m。出水池進口端及右側池邊墻直立，出口端及左側為開挖坡1∶0.7的斜坡面，坡面采用20cm厚鋼筋混凝土護坡。池頂高程303.00m，池底頂高程293.0m，出水池中心線樁號0+385.982 m。出水池四周設排水溝。

四、工程施工相關優(yōu)化

施工圖設計階段，根據工程建設實際情況，經技術經濟綜合比較后主要對導流洞線路布置、大壩趾板寬度、泄洪放空洞進口豎線以及大壩壩頂寬度進行了局部優(yōu)化和調整。

1.導流洞線路布置調整

為滿足工程當年開工當年截流的進度要求，將右岸導流洞進口位置向下游平移至距壩軸線上游約195 m山坳處，導流洞出口位置向上游平移至距壩軸線下游150 m右岸山坡，導流洞后段從溢洪道泄槽底板的巖層中穿過。導流洞原出口為泥巖、泥質粉砂巖局部夾砂巖，出口段約200 m洞頂圍巖厚度小，成洞條件較差，調整后出口為泥質粉砂巖、粉砂巖互層夾砂巖，巖層產狀傾向155°，傾角42°，隧洞進口軸線與巖層面夾角65°，導流洞出口與巖層面近似正交，對洞室及出口邊坡穩(wěn)定較為有利。導流洞出口位置調整后，隧洞結構斷面及縱坡不變，過流能力有所增加，上游最高水位略有降低，導流洞長度由700 m縮短至350 m，導流洞施工工期顯著減少。

工程施工期，導流隧洞過流后，溢洪道泄槽進行土石方開挖和混凝土澆筑，調整后導流隧洞后段與溢洪道成約30°立體斜交，最小厚度為7.3 m，按淺埋隧洞對導流洞后段進行了復核，復核結果表明導流洞襯砌結構滿足要求，工程施工期不會對溢洪道泄槽底板造成不利影響。

工程運行期，為確保泄槽底板安全，在下閘蓄水后對導流樁號DL0+269～DL0+324段進行混凝土封堵和灌漿處理。

2.趾板寬度優(yōu)化

本工程大壩趾板采用平趾板，規(guī)范規(guī)定趾板寬度由趾板基礎巖體的允許水力梯度確定，本工程趾板位于弱風化巖石中上部，基巖以泥巖為主，初步設計階段，最大趾板寬度按1/10倍水頭考慮，同時滿足趾板自身穩(wěn)定和起到帷幕灌漿壓漿板的作用，趾板寬度采用6.0 m，厚度0.4 m，略小于面板底部厚度。

施工詳圖階段，為減少趾板上游側開挖工程量，將河床部位最大趾板寬度由6 m減小至5 m，同時在趾板下游側（左側高程241.0 m以下、右側高程242.3 m以下）增加2 m寬的防滲板，兩岸趾板寬度均為5 m，不設防滲板。

考慮趾板下游防滲板寬度后，趾板基礎巖體最大水力梯度為9.0；無下游防滲板的趾板基礎巖體最大水力梯度為9.2，滿足規(guī)范要求。

3.左岸泄洪放空洞進口豎曲線調整

初步設計圖中，進水塔后的隧洞進口陡坡段由兩段半徑為50 m的圓?。ǘ吹住⒍错敚┙M成，參照《混凝土重力壩設計規(guī)范》（SL 319—2018），壩身泄水孔體形，進水塔工作弧門后明流段豎曲線常設計為拋物線，泄洪放空洞在下泄設計洪水時，孔口流速為25.8 m/s，施工詳圖時，隧洞進口陡坡段修改為由拋物線（方程）接1∶4的斜坡及半徑57.25 m反弧（洞底）組成，修改后的隧洞底坡與水流更貼合，體型更合理，減小水流沖擊隧洞頂部的風險。

4.壩頂寬度調整

為滿足業(yè)主打造新型水利工程風景區(qū)的要求，結合現場施工情況，將下游高程263.90m平臺以上下游坡向下游側方向平移1.5 m，即高程263.90 m平臺寬度由3 m減小至1.5 m，以達到加寬壩頂路面寬度的要求。

同時為方便大壩壩頂與左岸上壩公路、右側溢洪道頂部間1.2 m高差的縱坡連接，將壩頂高程由283.9 m提高0.9 m至284.8 m，壩頂下游設置擋墻，壩頂路面加寬后，壩體斷面設計滿足規(guī)范要求。調整后壩頂寬度增加至7.54 m。