盂溪水库坝线比选

2012-03-30石高峰王其利

东北水利水电 2012年8期

马宁，石高峰，王其利

（上海勘测设计研究院，上海 200434）

1 坝址区工程地质条件

1.1 地形地貌特征

盂溪水库位于浙江省仙居县永安溪支流盂溪中下游。水库坝址两岸山脊高程左岸最高约776 m，右岸最高约514 m，河水流向由SE偏向SSW向，河谷呈不对称的“V”型谷，岸坡自然坡度约30°～40°，谷底宽度约 100 m，地貌形态以侵蚀、剥蚀地貌为主。主河床偏向右岸，左岸为开阔的坡洪积或冲洪积阶地，高程112～122 m。河床高程105～110 m，平均比降1.6%。

1.2 地质特性

坝址区无区域性断裂构造通过，地表也未见明显断裂构造。断层规模均较小。坝址区节理裂隙较为发育。

坝址区未见滑坡迹象，右岸公路岩质边坡整体稳定性良好，仅在发电洞进口处发现一小型崩塌，目前基本稳定。

坝区地下水主要有第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。左岸地下水埋深11～26 m，右岸地下水埋深为10～46 m。地表水、地下水化学类型为重碳酸钠型水，对混凝土具有重碳酸盐型中等腐蚀性，对钢筋、钢结构具有弱腐蚀性。

1.3 岩土工程特性

岩体风化卸荷特征：枢纽坝址区以弱～微风化岩体为主。两岸风化卸荷带深度大于河床段，左岸略大于右岸，总体表现为沿裂隙面风化的特征。

基岩：弱风化岩石饱和抗压强度平均为85 MPa，微风化岩石饱和抗压强度平均为110 MPa，属坚硬岩，软化系数为0.77～0.85。综合分类，坝基强风化岩体属BⅢ2类岩体、弱风化岩体属AⅢ2类岩体，微风化～新鲜岩体属AⅡ类岩体。岩体相对不透水层。q＜0.05 L/（min·m·m））界线埋深（岩面以下）：左岸 15～25 m，右岸 10～12 m，河床 19～24 m，左岸阶地 21～25 m。

2 坝线比选

2.1 坝型比选

根据工程特点，结合枢纽布置、可研设计阶段成果和已建工程经验，拟定钢筋混凝土面板堆石坝、碾压混凝土重力坝，两种主要坝型进行比选。同时考虑到工程离仙居县城比较近，为使枢纽布置更加紧凑，并考虑工程建成后库区建筑物及下泄水流更加美观与对称，因此拟定另一种坝型参与比选，即两岸挡水坝段采用钢筋混凝土面板堆石坝、河床段溢流坝段采用砌石重力坝的坝型，简称混合坝。经比选，工程采用钢筋混凝土面板堆石坝+坝肩溢洪道方案。

2.2 坝线比选

工程可供比选的坝线有限，选定的上、下坝线相距约180 m。枢纽主要由拦河坝、右岸溢洪道、引（供）水发电兼放空隧洞、电站厂房等建筑物组成。枢纽由主坝、副坝、左岸溢洪道、引（供）水发电兼放空隧洞、电站厂房等建筑物组成。

以下从技术、经济各方面对两条坝线进行比选。

1）地形条件。上坝线两岸山体宽厚，地形高程大于180 m，地形完整，岸坡自然坡度约30°~45°，河谷宽度116 m，坝顶高程处地形宽度236 m。下坝线左岸地形完整，河谷宽度110 m，右岸存在宽缓低洼地，且上下游分布冲沟，对防渗不利。由于右岸低洼地高程较低，因此，下坝线方案需要在右岸布置长度约140 m的副坝，主、副坝坝顶长度总计为418.65 m，坝顶长度和坝基防渗长度均比上坝线长了接近一倍。

因此，从地形条件上看，上、下坝址均具备枢纽布置条件，上坝线大坝比下坝线大坝投资少578.20万元，上坝址比下坝址优。

2）地质条件。两坝线地层均为侏罗系上统流纹质晶屑熔结凝灰岩，基岩岩性及岩体质量、岩体透水性等基本相同，覆盖层类型及覆盖层厚度差别不大，河谷宽度差别不大。两坝线均无滑坡崩塌等不良地质现象，岸坡稳定性及水文地质条件也基本相同。

上坝址覆盖层总厚度2.70~9.70 m，其中左岸坡脚碎石层3.80~7.20 m，河床砂卵砾石层2.70~8.30 m。下坝址覆盖层总厚度3.10~10.00 m，其中右岸碎石层2.00~5.00 m，河床砂卵砾石层3.10~5.20 m。

从地质条件上看，上、下坝址均具备建坝条件。上坝线坡洪积碎石土分布厚度及范围较下坝线大。下坝线右岸受上下游冲沟影响，地下水分水岭较低，对水库防渗不利。

3）枢纽布置条件。上、下坝线枢纽布置按照钢筋混凝土面板堆石坝＋溢洪道的方案进行比较。

溢洪道：下坝线右岸虽然有低洼地形，但布置溢洪道后有两个缺点，一是溢洪道出口离厂房太近；二是溢洪道进口前沿正好是上坝线的右坝肩，该处山头地形较高，对溢洪道进水条件不利，为改善进水条件，需要增加大量的开挖，因此溢洪道宜布置在左岸。上坝线右岸地形虽然相对较高，但可将溢洪道布置在近坝肩位置，挖填相对平衡且可将溢洪道的导墙、边墙高度控制在合理的范围内。而同样的方案如果用在下坝线，则由于下坝线右岸存在陡岩，因此溢洪道的导墙、边墙高度会增加很多。上坝线右岸溢洪道比下坝线左岸溢洪道投资少768.32万元。

供水发电隧洞：虽然下坝线的供水发电隧洞总长度较上坝线短86.7 m，但由于下坝线供水发电隧洞进水口处地势较缓，闸门井前1号及2号洞线均比上坝线长31.9 m，因而隧洞固结灌浆及回填灌浆量有所增加；且闸门井检修平台由于地势原因，开挖量较上坝址方案也有增加。综合比较两个坝线的引水发电隧洞投资相差不大，上坝线比下坝线投资多63.47万元。

水流条件：上坝线溢洪道末端距离厂房区域约为250 m，且中间有山体阻隔，对厂区基本没有影响。下坝线方案则建筑物布置过于集中，溢洪道末端离大坝坝脚距离太近，离厂房办公、生活区等距离也只有一百多米，泄洪时雾化水流对大坝、厂房均有不同程度的影响，需对下游坝脚和厂房生活生产区采取保护措施。在大泄量情况下甚至可能会影响厂区的正常发电和供水。

4）施工导流及布置条件。上坝线方案导流洞主要利用原导流洞的出口段，而下坝线方案主要利用原导流洞的进口段部分。由于下坝线方案导流洞出口与下游坝脚、厂房位置相距较近，需增设下游围堰，增加了工程投资；另外下坝线方案溢洪道布置在左岸，山体较陡峭，施工临时道路布置较困难，而且由于坝体及溢洪道下移，占据了原来部分施工临时场地及左岸下游临时弃渣场，施工场地布置条件比上坝线方案差。综合比较两个坝线的临时工程投资相差不大，上坝线比下坝线投资少45.14万元。

5）供水效益。利用下坝线新库容曲线进行长系列径流调节计算，下坝线供水规模为7.98万t/d，多年平均年供水量为2 879万m3，建筑及临时工程投资为10 550.9万元，单方水投资为3.66元/m3；上坝线多年平均年均供水量2 830万m3，建筑及临时工程投资为9 449.22万元，单方水投资为3.32 元/m3，较下坝址少 0.34 元/m3。