二甲沟水库工程枢纽布置及坝型分析比较

孙丽晶，张 勇

(1.青冈县水务局，黑龙江青冈151600;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 工程概况

二甲沟水库位于哈尔滨市通河县富林乡以北6.50 km，松花江左岸一级支流富拉浑河干流中游，坝址以上控制流域面积185 km2。二甲沟水库是一座以农业灌溉为主，兼顾水产养殖和旅游等综合利用的中型水利枢纽，水库总库容7 605万m3，设计灌溉面积1.31万hm2。水库枢纽工程主要由拦河坝、鞍部溢洪道、灌溉洞等组成。

2 枢纽布置比较

2.1 枢纽布置方案

水库坝址选在民主营林所上游约1.5 km处，坝址区富拉浑河流向由北向南，处于富拉浑河中下游丘陵峡谷地带，地势起伏较大，河床宽约12.0 m，河谷呈不对称的“U”字型。地势左岸高，右岸低，地貌类型主要为构造剥蚀低山丘陵、堆积山前台地、堆积河漫滩，分布于左右两岸。左岸山顶高程213.90 m，岸坡5°～32°，组成岩性为构造剥蚀低山丘陵区为华力西期晚期花岗岩，堆积山前台地区上部为厚度约1.50 m的低液限黏土，下部为华力西期晚期花岗岩;右岸山顶高程172.77 m，岸坡25°～35°，组成岩性为华力西期晚期花岗岩;漫滩区宽约230 m，地表平缓，地面高程126.62～129.00 m，组成岩性上部为厚度约1.40 m的低液限黏土，下部为厚度约1.6 m低液限粉土，再下为厚度约17.0 m的级配不良粗砂、含细粒土细砾、级配良好细砾级配，再下为强风化、弱风化花岗岩。

根据坝址的地形、地质条件，拟定两个枢纽布置方案进行比较。

2.1.1 鞍部溢洪道方案

枢纽由拦河坝、鞍部溢洪道、灌溉洞组成。拦河坝采用黏土心墙坝，坝顶高程为150.90 m，防浪墙顶高程为151.90 m，坝顶长度423 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高26.52 m。溢洪道为河岸式，布置在鞍部，堰顶高程为145.50 m，闸孔总净宽8 m;陡坡段长72 m，挑流段长15 m，挑流鼻坎顶高程为127.00 m。灌溉洞布置在河谷右岸，引水洞长156 m，洞径为2.6 m。

2.1.2 右岸溢洪道方案

枢纽由拦河坝、右岸溢洪道、灌溉洞组成。拦河坝采用黏土心墙坝，坝顶高程为150.90 m，防浪墙顶高程为151.90 m，坝顶长度423 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高26.52 m。溢洪道位于拦河坝右侧，堰顶高程为145.50 m，闸孔总净宽8 m;陡坡段长68 m，挑流段长15 m，挑流鼻坎顶高程为127.00 m。灌溉洞布置在河谷右岸，溢洪道右侧约58 m，引水洞长174 m，洞径为2.6 m。

2.2 枢纽布置比较

2.2.1 造价比较

根据以上2个方案枢纽布置进行造价比较，比较结果见表1。

表1 枢纽布置方案造价比较表 万元

从造价上看，右岸溢洪道方案造价高于鞍部溢洪道方案87万元。

2.2.2 施工条件比较

右岸溢洪道方案中溢洪道、灌溉洞均布置在右岸，并且溢洪道位于右坝端，施工场地难于布置，拦河坝、溢洪道和灌溉洞施工干扰大，影响施工进度。

鞍部溢洪道方案拦河坝、溢洪道和灌溉洞均分开布置，施工场地易于布置，施工干扰小，进度快。

3 坝型比较

3.1 坝型拟定

根据坝址处的地形、地质条件，本工程不具备修建重力坝或拱坝的条件，因此，初选土石坝为本工程的基本坝型。由于当地黏土料、风化料比较丰富，石料远距较远，根据此种情况，本次设计初步拟定黏土心墙坝和黏土斜墙坝两种坝型进行比选。

3.1.1 黏土心墙坝方案

坝顶高程为150.90 m，防浪墙顶高程为151.90 m，坝顶长度423 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高26.52 m。在上游坝坡132.00 m高程处，设一条2.00 m宽马道，边坡均为1∶2.5;在下游坝坡130.00 m高程处，设一条2.00 m宽马道，马道以上边坡为1∶2.25，马道以下边坡为1∶1.5;防渗体采用黏土心墙，心墙顶宽3.0 m，上下游边坡均为1∶0.25，两侧中粗砂、砂砾石反滤层，厚3.0 m;基础防渗采用塑性混凝土防渗墙，厚0.6 m，下接帷幕灌浆。

3.1.2 黏土斜墙坝方案

坝顶高程为150.90 m，防浪墙顶高程为151.90 m，坝顶长度423 m，坝顶宽度6.0 m，最大坝高26.52 m。在上游坝坡132.00 m高程处，设一条2.00 m宽马道，马道以上边坡为1∶2.75，马道以下边坡为1∶3.0;在下游坝坡130.00 m高程处，设一条2.00 m宽马道，马道以上边坡为1∶2.25，马道以下边坡为1∶1.5;防渗体采用黏土斜墙，斜墙顶宽3.0 m，上游边坡为1∶2.75，下游边坡为1∶2.25，两侧中粗砂、砂砾石反滤层;基础防渗采用人工黏土铺盖，长240 m，首段厚3.0 m，末端厚1.5 m。

3.2 坝型比较

3.2.1 造价比较

通过对以上2个坝型方案的土石方、混凝土方、混凝土防渗墙及帷幕灌浆等主要工程量的详细计算，黏土心墙坝方案较黏土斜墙坝方案造价低101万元。

3.2.2 施工条件比较

斜墙坝方案基础防渗采用人工黏土铺盖，施工受季节影响大，施工工期长，施工质量不易控制。心墙坝坝方案基础防渗采用混凝土防渗墙，施工便于安排且进度快，工期短，不受气候影响。

3.2.3 其它条件比较

心墙坝与坝基及岸坡连接较易。坝体沉陷对心墙坝影响较小，对斜墙坝影响较大，易使斜墙断裂。心墙坝加垂直防渗方案比斜墙坝加水平防渗方案总渗漏量小，提高水库供水效益。

4 综合评价

鞍部溢洪道方案比右岸溢洪道方案造价少，施工场地易于布置，干扰小，进度快，二甲沟水库枢纽推荐鞍部溢洪道方案作为水库枢纽布置选定方案。

心墙坝加垂直防渗方案比斜墙坝加水平防渗方案造价少，施工施工受季节影响小，进度快，与坝基及岸坡连接较易，总渗漏量小，二甲沟水库枢纽推荐心墙坝加垂直防渗方案作为水库坝型选定方案。

5 结论

综上所述，在地形上有天然哑口的坝址，选用鞍部溢洪道作为水库枢纽布置的选定方案，具有造价少、施工场地易于布置、干扰小、进度快等优点，应优先采用。

［1］ 黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省通河县二甲沟水库项目建议书报告［R］.哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2010.

［2］ 黄河水利委员会勘测规划设计研究院.SL274—2001碾压式土石坝设计规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2001.