引绰济辽工程文得根水利枢纽主坝坝型比选

吴允政，尹一光，赵现建，都兴洋

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

引绰济辽工程文得根水利枢纽主坝坝型比选

吴允政，尹一光，赵现建，都兴洋

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

文得根水利枢纽主坝坝址附近天然建筑材料种类多，储量大，可供筑坝的材料有石料、砂砾石料、粘土料、碱性骨料等。文中对可修筑的坝型进行阐述，比较各坝型优缺点，分析了天然建筑材料指标、料场占地及开采运输、施工条件、水土保持与环境保护及工程投资等因素。经过认真比选，选择推荐坝型为粘土心墙砂砾石坝。

引绰济辽；文得根水利枢纽；主坝；坝型比选

文得根水利枢纽工程位于松花江流域嫩江支流绰儿河中游，坝址位于内蒙古自治区兴安盟境内，是引绰济辽工程的水源工程。水库总库容 23.70×108m3，灌溉面积。4.75 万 hm2电站装机容量 45 MW。

1 坝址区地形 地质及料场条件

坝址位于文得根峡谷入口处，距下游巴雅屯 4 km，坝址区河谷呈不对称“U”字型，谷底宽 1 182.00m，正常蓄水位 381.00 m 情况下河谷宽 1 402.32 m。河谷漫滩及一级阶地开阔，松散堆积层厚 3.00～30.00m。右岸一级阶地下伏有掩埋基座阶地，宽 240.00 m，其 上 覆盖 层 为 1.00～6.00 m。由于坝址河谷漫滩及一级阶地宽阔，坝基覆盖层较厚。坝址下伏基岩为中砂岩、粉砂岩、含砾砂岩。左岸坝端附近发现 3 条断层，破碎带胶结较好，对坝端影响不大。

堆石料场位于坝址下游约 2 km 的左岸低山区，石料的质量和储量满足要求。防渗体粘土料场位于坝址下游0.6 ～2.2 km 右岸的二级阶地上，除局部含水量偏低，部分碎石含量稍多外，基本可作防渗心墙填筑土料，经初查粘土总储量满足要求。砂砾石料场位于坝址上游绰尔河两岸一级阶地及漫滩上，距上坝址约 0.3～1.5 km，地形较平坦 ，运输距离近，作为坝壳料，质量可用但颗粒偏粗，总储量为需用量的 1.8 倍。砂砾石备用料场，位于坝址下游右岸一级阶地，距上坝址约 2.0～3.0 km，总储量为需用量的 0.9 倍，砂砾石料储量满足要求。

2 主坝基本坝型选择

主坝基本坝型主要有 3 种，即拱坝、重力坝和当地材料坝。从地形地质条件看，坝址处河谷宽阔，且覆盖层较厚，不适合建拱坝。如果选择重力坝则最大坝高近 70 m，建基面须位于强风化带下限以下。从钻孔资料揭露的地形地质情况可以看出，强风化带下限平均埋藏深度为 22 m，最大埋藏深度为 39.50 m。重力坝建基面开挖深度超过 1/3坝高，土石方开挖工程量巨大，坝体混凝土量大，不经济，因此也不适宜修建重力坝。考虑到坝址附近块石料、砂砾石料和防渗土料等天然建筑材料储量丰富，适宜修建当地材料坝，因此采用土石坝做为主坝基本坝型。

3 坝型比较方案设计

由于均质土坝坝体土料需用量很大，料场料源不足，因此该工程拟定粘土心墙堆石坝、粘土心墙砂砾石坝、沥青混凝土心墙堆石坝和沥青混凝土心墙砂砾石坝4个方案的坝型比选，坝型比选采用的正常蓄水位为 381.00m。

3.1 粘土心墙堆石坝

粘土心墙堆石坝坝顶高程 385.47 m，坝顶宽度 8 m，最大坝高 51.97 m，坝顶全长 1 412.60 m。上游坝 面采用0.5 m 厚干砌石护坡护至坝脚。

上游围堰与坝体结合，堰型为粘土斜墙堆石围堰，堰顶高程与坝体马道高程相同。粘土心墙堆石坝上、下游坡均在 358.20m 高程设马道，上游马道宽 15 m、下游马道宽2 m，马道以上上游坝坡为 1∶1.8，马道以下上游坝坡为 1∶3.0，下游坝坡为 1∶1.6。上游坝面采用 0.5m 厚干砌石护坡护至坝脚。坝顶上游设 L型钢筋混凝土防浪墙，防浪墙顶高程 386.67 m，墙高 3.54 m。粘土心墙顶高程 383.13 m，顶宽 3.00 m，其两侧边坡坡比均为 1∶0.2，心墙两侧与 坝壳堆石料间设反滤层和过渡层，水平厚度均为 3 m。坝基混凝土防渗墙伸入心墙坝体 5m，并用高塑性粘土包裹，以适应坝体变形的需要。大坝基础防渗轴线沿粘土心墙轴线布置，位于坝轴线上游 2.50 m 处，采用混凝土防渗墙下接帷幕灌浆方案。混凝土防渗墙伸入基岩内 1 m，墙下接一排帷幕灌浆，帷幕底部伸入相对不透水层 5 m，相对不透水层按透水率为 0.05 L/(m in.m.m)控制。

3.2 沥青混凝土心墙堆石坝

沥青混凝土心墙堆石坝顶高程及上、下游坝坡与粘土心墙堆石坝方案相同。沥青混凝土心墙中心线位于坝轴线上游 2.20 m 处 ，心墙顶高程 383.67 m，心 墙 厚 度 0.60 m，底部 2.00 m 高的沥青混凝土心墙 扩大到 1.20 m 厚, 心墙两侧设置 3.00 m 宽的砂砾石过渡料。沥青混凝土心墙与基础混凝土防渗墙采用混凝土底座连接。基础防渗型式、坝体堆石料与粘土心墙堆石坝方案相同。

3.3 粘土心墙砂砾石坝

粘土心墙砂砾石坝坝顶高程为 385.05m，坝顶宽度 8 m，最大坝高 51.55m，坝顶全长 1 412.60 m。上、下游坝面均采用干砌石护坡护至坝脚。上游围堰与坝体结合，堰型为粘土斜墙砂砾石围堰，堰顶高程与坝体马道高程相同。粘土心墙堆石坝上、下游坡均在 358.20 m 高程设马道，上游马道宽 5.8 m、下游马道宽 2m，马道以上上游坝坡为 1∶2.1，马道以下上游坝坡为 1∶3.5，下游坝坡为 1∶2。坝顶上游设 L 型钢筋混凝土防浪墙，防浪墙顶高程 386.25 m，墙高3.54 m。粘土心墙顶高程 382.71 m，顶宽 3.00 m，两侧反滤层和过渡层设置与粘土心墙堆石坝方案相同。基础防渗型式与粘土心墙堆石坝方案相同。防渗心墙粘土料与粘土心墙堆石坝粘土料相同。

3.4 沥青混凝土心墙砂砾石坝

沥青混凝土心墙砂砾坝坝顶高程、坝壳料及上、下游坝坡与粘土心墙砂砾石坝相同。心墙中心线位于坝轴线上游 2.20 m 处 ，顶高程 383.25 m，心墙 厚 0.60 m，底部 2.00 m 高的沥青混凝土心墙扩大到 1.20 m 厚。心墙两侧设置3.00 m 宽的砂砾石过渡料，沥青混凝土心墙与基础混凝土防渗墙采用混凝土底座连接。基础防渗型式与沥青混凝土心墙堆石坝方案相同。

4 坝型选择

主坝坝型选择主要从天然建筑材料指标、料场占地及开采运输、施工条件、水土保持与环境保护及工程投资等方面进行分析。

1）坝壳堆石料：优点是储量丰富、运距短、填筑工序简单；缺点是石料场位于山区，交通不便，需要征地，开采和运输对水土保持和环境有一定的影响。

2）坝壳砂砾石料：优点是储量丰富，运距短，料场位于水库淹没征地范围内，填筑工序简单，对水土保持和环境保护无影响；缺点是砂砾石料大部分需水下开采。

3）心墙粘土料：优点是储量丰富，运距近，单价低；缺点是局部含水量偏低，填筑受降雨和低温影响大，征地费用稍高对环境和水土保持有一定的影响。

4）沥青混凝土心墙：优点是碱性骨料储量丰富，填筑受降雨和低温等影响相比较小，对水土保持和环境无影响；缺点是沥青和碱性骨料需到外地购买运距远，沥青混凝土单价很高。

经过以上分析可以看出作为坝壳料，砂砾石比堆石具有明显的优势。经投资估算，粘土心墙砂砾石坝比粘土心墙堆石坝节省投资 980.5 万元，沥青混凝土心墙砂砾石坝比沥青混凝土心墙堆石坝节省投资 1 796.9 万元。作为防渗体心墙粘土料和沥青混凝土料各有优缺点，经投资估算，粘土心墙堆石坝比沥青混凝土心墙堆石坝节省投资 3 128.6万元，粘土心墙砂砾石坝比沥青混凝土心墙砂砾石坝节省投资 2 312.2 万元。

综上比较，粘土心墙砂砾石坝方案具有投资少、开采运输方便的优点，因此采用粘土心墙砂砾石坝作为主坝坝型。

5 结语

坝型选择在水利枢纽设计中占有至关重要的位置，往往决定着整个枢纽的布置方案和投资，因此文得根水利枢纽工程主坝坝型比较方案从设计到选择过程中详细分析了地形地质条件、天然建筑材料指标、料场占地及开采运输、施工条件、水土保持与环境保护及工程投资等因素，并经过坝壳料、心墙料的比较，慎重地选择了粘土心墙砂砾石坝。

TV64

A

1002－0624（2014）01－0001－02

2013-05-16