楊 帆

(淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司新疆分公司，新疆 烏魯木齊 830000)

1 基本情況

MGG水庫(kù)總庫(kù)容583萬(wàn)m3，死庫(kù)容112萬(wàn)m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容439萬(wàn)m3,調(diào)洪庫(kù)容32萬(wàn)m3。最高壩高38.5 m，工程規(guī)模為Ⅳ等小(1)型[1]。主要建筑物大壩、放水洞兼導(dǎo)流洞、溢洪道等建筑物組成，工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度[2]，水工建筑物抗震設(shè)防類別為乙類，設(shè)防烈度為7°。主要利用冬閑水及汛期洪水蓄庫(kù)，為水庫(kù)下游丘陵區(qū)0.13萬(wàn)hm2飼草料基地提供灌溉水源，解決200余戶牧民定居以及2.68萬(wàn)頭牲畜的飼草料問(wèn)題。

2 樞紐布置方案

根據(jù)MGG壩址工程地質(zhì)條件分析，壩址區(qū)兩側(cè)為深厚的風(fēng)積黃土覆蓋，表層10 m厚土層存在一定濕陷性，壩體采用碾壓均質(zhì)土壩。根據(jù)壩體構(gòu)造及壩址區(qū)工程地質(zhì)條件分析[3]，下壩址處壩肩位置建設(shè)溢洪道，由于溢洪道及泄水槽基礎(chǔ)位于深厚土層上，需要對(duì)基礎(chǔ)作加固處理，工程投資較高。

根據(jù)溢洪道和泄洪放水涵洞等建筑物布置位置和聯(lián)合運(yùn)行組合方式提出兩種布置方案，分別為：(1)導(dǎo)流、泄洪、放水洞三洞合一布置于壩基方案；(2)導(dǎo)流、泄洪兼放水洞三洞合一布置于壩基，溢洪道布置于右(西)壩肩外側(cè)方案。

2.1 建筑物布置方案

方案1：?jiǎn)味捶桨?。本方案?dǎo)流、泄洪、放水洞三洞合一，為一條涵洞，涵洞布置于壩基河床中部，在導(dǎo)流洞進(jìn)口下游設(shè)泄洪兼放水洞豎井式進(jìn)水口，豎井進(jìn)口頂高程為937.00 m，豎井底部與泄洪洞進(jìn)口相接。壩后涵洞出口設(shè)置閘閥間和分水三通管，旁通接灌區(qū)引水干管，直通接壩后消力池消能，后接河槽。

方案2：?jiǎn)味醇右绾榈婪桨?。隧洞方案同上。溢洪道由寬頂溢流堰、?cè)槽、泄水槽、消力池及出水渠整治段組成。溢洪道布置于右壩肩外側(cè)位置，溢洪道與壩軸線成60°斜交，位于右壩肩取土料場(chǎng)平臺(tái)中間位置，溢洪道進(jìn)口設(shè)溢流側(cè)堰，堰頂高程956.70 m與水庫(kù)正常蓄水位齊平，溢流堰下設(shè)側(cè)槽，后接泄水槽，設(shè)計(jì)縱坡1/100，水流相對(duì)平緩。泄槽后段為臺(tái)階式陡槽段，設(shè)計(jì)縱坡1/4，陡槽末尾段接消力池，水流在池內(nèi)底流消能后通過(guò)出水渠將水泄入河道內(nèi)。

2.2 建筑物工程地質(zhì)條件

本階段在下壩址左、右岸、壩基河床中央及西側(cè)涵洞軸線位置上、下游均做地質(zhì)勘察工作，各涵洞位置地質(zhì)土層揭露情況如下：

3 方案比選分析

上述兩種方案的比選詳見(jiàn)表1。

表1 壩體建筑物布置方案比較

(2)工程施工比較。方案一涵洞布置在河床位置施工場(chǎng)地開(kāi)闊，涵洞下游排水與壩下褥墊排水容易結(jié)合，壩下涵洞先于壩體施工，相互不干擾。方案二溢洪道布置于右壩肩外側(cè)取土料場(chǎng)中間部位，可利用壩體填筑取土將基礎(chǔ)挖土方工程量完成，溢洪道需要在大壩主體工程結(jié)束后進(jìn)行施工，此時(shí)溢洪道部位場(chǎng)地已平整完成。溢洪道與壩體施工互不干擾。溢洪道基礎(chǔ)位于深厚濕陷性黃土地基上，基礎(chǔ)處理工程量大，技術(shù)要求高，投資高。

(3)運(yùn)行安全程度比較。從調(diào)洪運(yùn)行安全程度上：方案一單洞方案通過(guò)預(yù)留滯洪庫(kù)容，以防范汛期洪水時(shí)不能及時(shí)打開(kāi)閘閥對(duì)水庫(kù)的威脅，可以提高水庫(kù)運(yùn)行安全程度。方案二采用開(kāi)敞式溢洪道泄流能使水庫(kù)安全度汛，調(diào)洪運(yùn)行靈活，其安全程度較單洞方案更高。但溢洪道本身基礎(chǔ)位于深厚黃土上，其基礎(chǔ)不均勻沉降、變形等容易引起建筑物裂縫漏水，降低溢洪道運(yùn)行安全程度。

從水庫(kù)灌溉運(yùn)行和調(diào)洪運(yùn)行協(xié)調(diào)程度上：?jiǎn)味捶桨?，水?kù)調(diào)洪和灌溉運(yùn)行有矛盾，水庫(kù)調(diào)洪運(yùn)行時(shí)，灌溉引水不能進(jìn)行；單洞加溢洪道方案，調(diào)洪運(yùn)行與灌溉引水分別由溢洪道和放水洞承擔(dān)，兩種運(yùn)行工況互不干擾，而且放水洞具有輔助泄洪功能，灌溉引水和調(diào)洪運(yùn)行保障程度均較高。

(4)工程投資比較。由于方案二需要建設(shè)溢洪道，投資增加，則方案一比方案二節(jié)約投資365.14萬(wàn)元。

(5)綜合比選。從地質(zhì)條件比較方案二溢洪道部分地質(zhì)條件差，建筑物基礎(chǔ)處理難度高。

從調(diào)洪運(yùn)行安全程度上，由于MGG水庫(kù)洪水具有陡漲陡落、峰大量小的特點(diǎn)，方案一通過(guò)預(yù)留滯洪庫(kù)容，其壩高增加不多，但仍能化解校核洪水對(duì)大壩的威脅。采用開(kāi)敞式溢洪道調(diào)洪運(yùn)行靈活，安全程度高，能夠適應(yīng)山溝洪水陡漲陡落特性。

從水庫(kù)灌溉運(yùn)行和調(diào)洪運(yùn)行協(xié)調(diào)程度上：采用單洞方案，水庫(kù)調(diào)洪和灌溉運(yùn)行有矛盾，水庫(kù)調(diào)洪運(yùn)行時(shí)，灌溉引水不能進(jìn)行；采用單洞加溢洪道方案，調(diào)洪運(yùn)行與灌溉引水分別由溢洪道和放水洞承擔(dān)，兩種運(yùn)行工況互不干擾，而且放水洞具有輔助泄洪功能。灌溉引水和調(diào)洪運(yùn)行保障程度均較高。

從施工考慮溢洪道可在主體工程完成后同大壩附屬工程同時(shí)進(jìn)行施工，基本不延長(zhǎng)施工期，但溢洪道工程量較大，工序較多，施工難度大。

設(shè)溢洪道后可減小調(diào)洪庫(kù)容，降低校核洪水位，進(jìn)一步降低大壩填筑高度0.5 m，節(jié)省大壩投資約62.18萬(wàn)元。但溢洪道本身設(shè)置需要增加365.14萬(wàn)元投資。

考慮到MGG屬于一條季節(jié)性洪水溝,洪水陡漲陡落,突發(fā)性強(qiáng),缺乏系統(tǒng)的洪水觀測(cè)，本次水文分析是根據(jù)洪水調(diào)查結(jié)合參證站資料通過(guò)多種方法相關(guān)分析得到壩址處設(shè)計(jì)洪水過(guò)程。基于此條件下采用單洞泄洪方案，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。采用溢洪道泄洪方案，可以大大提高水庫(kù)泄洪能力和調(diào)度運(yùn)行的靈活性，有效應(yīng)對(duì)突發(fā)性洪水，水庫(kù)防洪安全可靠程度高。

4 結(jié) 論

本文從地質(zhì)條件、工程施工條件、工程投資、運(yùn)行安全等方面對(duì)單洞方案和單洞+溢洪道方案進(jìn)行比選分析，方案二具有灌溉引水和調(diào)洪運(yùn)行保障程度高，運(yùn)行安全等優(yōu)勢(shì)，因此選擇此方案為推薦方案。