红豆峡水库工程可行性研究

2016-04-07李浩亮

山西水利 2016年8期

关键词：壶关县坝址红豆

李浩亮

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024）

红豆峡水库工程可行性研究

李浩亮

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024）

拟建的红豆峡水库地处壶关县东南部的桥上开发区红底村南，阐述了工程建设必要性，为满足工程建设任务，在分析水库水文条件和地质条件的基础上，对工程建设规模和拟建坝型坝址进行了比选。通过对其环境影响评价可知，该工程的建设可对解决当地工农业缺水问题，改善生态环境具有积极作用，项目经济、合理，建议尽早实施。

水文条件；主体工程；可行性研究；红豆峡水库

1 概述

1.1 工程概况

壶关县位于山西省东南部，地处太行山东南端，东与河南省林州、辉县两市接壤，西与长治市郊区、长治县为邻，北与平顺县相连，南与晋城市陵川县毗邻。红豆峡水库位于壶关县东南部的桥上乡红底村南，东边与晋城市陵川县相邻，所属海河流域卫河水系郊沟河上的红底河。红底河流域没有已建的水利工程，郊沟河上已建工程包括小（一）型磨掌水库、七里栈供水工程以及桥上梯级开发水电站等水利工程。

壶关县石灰石、硅石、煤、铁、大理石、高岭土、花岗岩等矿产资源储量丰富，特别是县境东南的太行山大峡谷，现已开发出八泉峡、黑龙潭、红豆峡、十八盘等10多个景区。太行山大峡谷自然风光旅游区集雄奇险幽于一体，具有很高的旅游品位和极大的开发潜力，是山西省重点建设的十大景区之一。

1.2 工程建设必要性

第一，根据《壶关县水利发展“十二五”规划》，随着壶关县社会进步和经济的快速发展，供需水矛盾逐渐突出，阻碍了社会经济发展，需新增供水水源工程以提高供水能力。

第二，水库建成后可向壶关县边远干石山区的桥上乡及鹅屋乡提供2万城镇人口的生活用水，同时补充七里栈水源工程供水范围内10万城镇人口的生活用水，并为七里栈水源工程提供应急补水，对提高饮水安全保障程度具有很大作用。

第三，随着社会经济发展对用水的需求，壶关县沿郊沟河取水，使周围泉群水量受到影响，水库建设可存蓄部分汛期洪水径流，对下游红底泉有一定补给作用。

第四，作为以旅游为支柱产业的壶关县，在太行山景区大量取水，对旅游开发造成了一定影响，红豆峡景区作为国家4A级景区，对当地经济发展有重要作用，景区对生态环境的要求较高，兴建红豆峡水库对当地发展旅游业有重要作用。作为山间峡谷地区旅游景区，其防洪安全问题不容忽视，红豆峡水库的建设可对下游景区的防洪起到积极作用。

2 水文条件

拟建的红豆峡水库位于红底河入郊沟河汇入口上游约3 km处，坝址以上控制流域面积51 km2，流域平均宽度3.1 km，河道比降40.4‰，区域内植被条件较好，河道内有泉眼出露。流域内没有水文站，雨量站3处，分别为塔店、马家庄、桥上雨量站。

本流域多雨期集中在7—9月，多年平均降水量655.7mm，其中汛期降水量占全年降水量的74%，年平均气温8.9℃，极端最高气温37.4℃，极端最低气温-24.5℃，多年平均蒸发量1 535.6mm。

3 工程地质情况

工程区地处太行山东南部山脊分水岭东侧，沟壑纵横，峡谷多为高陡悬崖。总体地形西高东低，海拔多在1 200～1 600m以上，沟谷切蚀作用强烈，相对高差200～350m，属溶蚀侵蚀中山区。本区位于吕梁太行断块的太行山块隆中部，地质构造简单，区域稳定性较好。库区地质构造简单，断裂构造不发育，无平行于洪底河的邻谷，两岸山体雄厚。库盆地层为寒武系徐庄组页岩、砂质页岩夹泥灰岩、灰岩等，基岩渗透性总体较弱，库区不存在永久性渗漏问题。库区内无村庄和耕地，未发现有重要矿产，不存在淹没、浸没村庄和耕地问题。库区两岸岸坡较陡，主要为岩质岸坡，岩层倾角平缓。

上下坝址地质条件类似，上坝址河谷总体较窄，坝基覆盖层相对较薄，两岸主要为基岩岸坡，右岸有利于导流泄洪建筑物布置。下坝址河谷较宽，左岸堆积阶地较宽，覆盖层较厚且工程地质较差，处理难度大。右岸近坝库岸存在岸坡稳定问题，且下坝址不利于导流泄洪建筑物布置，不予考虑。故推荐上坝址方案。

本工程所需堆石料、人工骨料选在库区上游河谷左岸，距离坝址约1.5 km，质量和储量满足要求，开采运输便利。防渗土料可选用壶关县北大安村土料，运距约40 km。细骨料建议从河南林州购买，其质量满足工程要求。

4 坝型比选

红底河上游河段选址建坝，控制流域面积偏小，河道纵坡偏大，库容条件较差，且不能满足兴利库容要求；下游河段居民较集中，村镇及景区建筑物和设施较多，兴建水库带来移民占地等问题，并直接影响下游景区和防洪问题。考虑壶关县工业供水任务，并结合流域面积、兴利库容等条件，坝址拟选在红底河下游河段入郊沟河汇入口约3 km段。

根据地形、地质条件，选取两个坝址进行比较，结合不同坝址的地形地貌、坝基覆盖层分布厚度，主要建筑的布置情况等综合考虑，选取相宜的坝型进行比较，上坝址采用堆石混凝土重力坝和混凝土面板堆石坝方案，下坝址采用土石坝—堆石混凝土重力坝组合坝方案。

5 施工组织设计

5.1 施工条件

红豆峡水库位于壶关县东部桥上乡洪底村南约2 km，距离壶关县城约55 km。工程区附近有长晋高速、长安高速和省道S327经过，S327省道从工程区经过，对外交通较便利。对外交通道路与永久上坝公路相结合，仅需在近坝区修建场内临时道路。工程所需主要建筑材料为石料及混凝土粗细骨料，石料自坝址上游库区左岸块石料场开采，混凝土粗细骨料就近料场购买。

5.2 主体工程施工

5.2.1 混凝土面板堆石坝工程施工

石方开挖：在底部建基面留1.5m厚的保护层，保护层岩石开挖，采用YT-27型手风钻造孔，微差控制爆破，以保证建基面岩石完整。石渣用2m3装载机配合15 t自卸汽车运输，开挖料一部分用于回填、施工道路和施工围堰填筑，其余运至临时堆料场。

坝体堆石施工：堆石体采用25 t自卸汽车从石料场运载堆石料直接上坝，自卸汽车运输堆石料进入卸料区后，采用推土机平仓，20 t以上振动碾碾压。堆石体填筑材料的铺筑厚度和碾压遍数、干容重的控制均应通过现场碾压试验确定，施工过程中应遵照《碾压式土石坝施工技术规范》《混凝土面板堆石坝施工规范》的有关规定执行。

过渡料填筑：过渡料填筑由2m3挖掘机挖装，15 t自卸汽车运至施工现场。推土机配合人工平料，水平碾压采用13 t以上振动碾碾压。

垫层填筑：每升高10～15m进行一次坡面垫层碾压，宜采用8～10 t振动碾进行坡面碾压，先静碾后振碾。振动碾压时，仅在上坡时振动，下坡时不振动。

混凝土面板施工：面板混凝土采用滑动模板连续浇筑。混凝土采用2×1.0m3拌和站拌和，自卸汽车运输上坝，经集料斗和溜槽入仓，插入式振捣器振捣。

5.2.2 导流泄洪洞工程施工

进出口段采用自上而下分层开挖方法。采用YQ-80型潜孔钻造孔，梯段爆破，为保证开挖边坡的稳定，洞脸与边坡开挖用预裂爆破。在底部建基面留1.5m厚的保护层，保护层岩石开挖，采用YT-27型手风钻造孔，微差控制爆破，以保证建基面岩石完整。石渣用2m3装载机配合15 t自卸汽车运至临时堆料场，用于坝体填筑。