奋斗水库工程总布置方案

程玉珍

(黑龙江省水利水电勘测设计院究院，哈尔滨 150080)

奋斗水库工程总布置方案

程玉珍

(黑龙江省水利水电勘测设计院究院，哈尔滨 150080)

奋斗水库工程是以城镇供水为主、结合防洪、兼顾灌溉和发电等综合利用的工程。枢纽由拦河坝、泄水建筑物、取水建筑物、发电建筑物、输鱼建筑物等工程组成。枢纽总体布置是在选定坝轴线、坝型的基础上，选定其他建筑物的型式进行最终枢纽布置，合理地选择枢纽中各个建筑物的相对位置。文章根据地形、地质情况，从工程布局、施工、运行、工程量及投资等多个方面进行论述、比对，确定奋斗水库工程的总体布置。

奋斗水库；工程总布置；左侧主河槽；右主河槽；方案比较

1 枢纽布置方案拟定

奋斗水库工程是以城镇供水为主、结合防洪、兼顾灌溉和发电等综合利用的工程。为完成以上任务本枢纽应布置拦河坝、泄水建筑物、取水建筑物、发电建筑物、输鱼建筑物等工程。

枢纽总体布置比较是在选定坝轴线、坝型的基础上，选定其他建筑物的型式进行最终枢纽布置，合理地选择枢纽中各个建筑物的相对位置。

为了满足放空水库的要求，结合施工导流，在比较的两个方案：一是设置永久泄水底孔方案，将导流底孔改建成永久泄水底孔，即由底孔和溢流表孔联合调度完成泄洪任务；二是设置永久泄洪洞方案，将导流洞改建成永久泄洪洞，考虑到由泄洪洞承担全部泄洪任务，则泄洪洞规模偏大，调度运行不灵活，所以仍由泄洪洞和溢流坝共同承担泄洪任务，进过比较此两个方案为不推荐方案。

同时考虑了利用导流洞作为发电引水隧洞的可能性，此方案枢纽由非溢流坝段、溢流坝段、输水及引水发电隧洞组成，左岸输水及引水发电隧洞进口与导流洞结合布置，洞径5.0m，全长365m，其中与导流洞洞身结合部分洞长270m；导流洞分叉为输水及引水发电隧洞出口，后接厂房，厂房采用岸边式；施工采取断流围堰、左岸隧洞导流。岸边式水电站，厂房布置在左岸坝下128m处。此方案有利于为碾压混凝土可以通仓施工，减少施工干扰，但由于导流洞要进行衬砌，同时增加输水及引水发电隧洞出口段长76m，这样投资投资将增加1374万元，因此该方案不采用。

工程枢纽总体布置比较是在选定上坝轴线、碾压混凝土重力坝的基础上，根据地形地质情况，结合坝后式电站、鱼道布置，分别将溢流坝布置在河道左侧主河槽和右侧河床两个方案进行比较，经过比较，确定溢流坝、坝式进水口和水电站厂房、鱼道等工程的轴线位置。

2 溢流坝布置在河道左侧主河槽方案

溢流坝布置在河道左侧主河槽方案，坝后电站厂房位于右岸，鱼道布置在右岸山坡山，枢纽从左至右由非溢流坝段、溢流坝段、坝式进水口和厂房坝段、鱼道坝段等组成。

拦河坝采用全断面碾压混凝土重力坝，坝顶高程385.90m，防浪墙顶高程387.10m，上游侧钢筋混凝土防浪墙，下游设不锈钢栏杆。坝轴线全长406m，共分21个坝段，坝轴线为直线，从左到右依次为：1#-5#为左岸非溢流坝段，轴线长92m；6#-8#为溢流坝段；9#为门库坝段；10#-12#为左岸非溢流坝段；13#为坝后电站进水口坝段；14#-19#为右岸非溢流重力坝段；20#为鱼道坝段；21#为右岸非溢流重力坝段；两岸均设有15m×15m的回车场，右岸回车场接上坝公路[1]。

1)非溢流坝坝顶宽6.5m，上游面为铅直面，下游面在377.23m高程处起坡，坡比为1：0.75，建基岩体为弱风化层上中部花岗岩。

2)溢流坝布置在主河槽，分3孔，每孔净宽10m，中墩为缝墩，厚3m，边墩厚2.5m，溢流坝段总宽41m。工作门采用弧形闸门，由液压启闭机控制，弧门上游1.50m处设检修钢闸门。

闸墩顶高程为387.10m，交通桥和工作桥分开布置，交通桥布置在闸墩下游，桥宽6.5m；为解决工作桥的布置，上游墩头悬出上游坝面2.0m，闸墩顺水流长度为25.50m。两边墩下游接导墙，墙身厚2.5m，高程371.68m以1：0.75斜坡至高程365.00m，再以高程365.00m延伸至挑流鼻坎末端。溢流坝堰顶高程为375.00m。溢流坝堰面曲线：堰顶上游堰头采用三圆弧，堰顶下游堰面采用WES型幂曲线，直线连接段坡比为1：0.75，反弧段半径为18m，圆心角为81.13°。堰体顺水流长度为40.89m。下游采用挑流消能，挑流鼻坎末端高程为358.00m，鼻坎挑角为28°。溢流坝检修门门库位于右岸非溢流坝的9#坝段，建基岩体为弱风化层中部花岗岩，溢流坝检修门可通过坝顶门机运至门库内。

3)坝式进水口位于左岸非溢流坝段，即13#坝段，接坝后式电站，坝后式水电站厂房布置在溢流坝左侧坝下45m处，水电站主要建筑物由主厂房、副厂房、尾水渠、尾水挡土墙、回车场、升压站、对外交通等组成[2]。

电站进水口为坝式进水口，位于13#坝段上游侧，与坝体分缝独立，分缝处设置紫铜片止水。引水管路穿过坝体，将穿坝管路竖向转弯段移至坝体外，布置为坝后背管。两个进水口用隔墙连接，座落在同一混凝土基础上。进水口总长19m，总宽12m。每个进水口设置拦污栅，拦污栅布置为通栅。闸门边墩厚1.5 m。工作闸门后设通气孔，同时兼进人孔，孔内设有爬梯。为了安装检修时搬运方便，清污平台﹑检修平台均为进水口顶部与坝顶同高。坝体内钢衬管路外包0.8m厚常态混凝土，常态混凝土外再设1.2m厚变态混凝土与坝体碾压混凝土衔接。

4)坝后式水电站厂房布置在溢流坝左侧 12#-14#坝段，水电站建筑物由主厂房、副厂房、尾水平台、尾水渠、升压站及进厂路等组成。主厂房由主机间及安装间两部分组成。主机间共分四层，分别为发电机层、水轮机层、蜗壳层及尾水管层。主厂房与安装间之间设永久变形缝。副厂房位于主厂房上游侧，共三层，分别是地下一层、地上一层及地上二层。尾水平台顶高程与安装间高度一致，布置尾水检修闸门。尾水渠段共由两部分组成，即反坡段及尾水连接段。与尾水连接段平顺衔接,尾水接到主河道。 尾水渠出口两侧设扶壁式挡土墙。尾水出口段水流不稳定，流速分布不均匀，容易发生淘刷现象，在尾水渠前50m范围内采用块石护砌。

5)鱼道位于厂房右侧的山坡上，采用循环曲线形集中布置，鱼道总长2200.9m，坝下游段长1601.7m，其中：鱼道进口在厂房出口处，以U型槽的型式，循环曲线形集中布置在长93.20m、宽58.10m的山坡上，每段鱼道轴线长91.44m，往返17段，此段轴线总长1547m，与坝下游折线连接，连接段轴线长54.7m。过坝段从右岸重力坝20#坝段穿过，长6.5m；与坝上游直线连接，长39m，大坝上游段沿上游山坡循环曲线形集中布置，长552.6m。鱼道设置1个进口，位于发电厂房尾水渠55m处， 鱼道从左岸重力坝20#坝身穿过。

3 溢流坝布置在河道右侧河床方案

溢流坝布置在河道右侧河床方案、坝后电站厂房位于左岸，鱼道布置在左岸河道岸边和山坡上，枢纽从左至右由非溢流坝段、鱼道坝段、坝式进水口和厂房坝段、溢流坝段等组成[2]。

奋斗水库挡水建筑物为碾压混凝土重力坝，挡水建筑物包括左、右岸非溢流坝段、河床溢流坝段及进水口坝段、鱼道坝段，坝顶高程385.90m，防浪墙顶高程387.10m，上游侧钢筋混凝土防浪墙，下游设不锈钢栏杆。坝轴线全长406m，共分21个坝段，坝轴线为直线，从左到右依次为：1#-4#为左岸非溢流坝段，轴线长85m；5#为坝后电站进水口坝段，轴线长20m；6#-8#为非溢流坝段，轴线长60m；9#为门库坝段，轴线长20m；10#-12#为溢流坝段，轴线长41m；左岸非溢流坝段，轴线长66m； 13#-18#为右岸非溢流重力坝段，轴线长120m；19#为鱼道坝段，轴线长20m；20#为右岸非溢流重力坝段；两岸均设有15m×15m的回车场，右岸回车场接上坝公路。

1)非溢流坝、溢流坝段、进水口、水电站厂房结构布置与溢流坝布置在右岸方案相同。

2)鱼道曲线布置于左岸，结合枢纽总体布置，厂房也布置在左岸，溢流坝布置在河床，鱼道总长2202.2m。大坝下游段沿进厂路双向往返布置，长1603m，鱼道进口靠近河道侧采用渡槽方式，长735m，在此处通过公路回转至山坡上，基础坐落山体上长861m，过坝段从左岸重力坝1#坝段穿过，长6.5m；大坝上游段沿上游循环在山坡上布置，长592.7m。

4 溢流坝布置在左、右岸枢纽布置方案比较

4.1 施工和运行

溢流坝左岸方案和溢流坝右岸方案，运行调度、施工条件、施工方法、导流方式、工期等基本相同。对于溢流坝左岸方案，管理处在河道右岸，电站厂房和鱼道均布置在右侧，便于管理，交通方便，鱼道可集中布置，减少大量开挖，溢流坝布置在主河道上，泄流顺畅，不改变下游河势。溢流坝右岸方案，电站厂房和鱼道布置在左岸，需要单独修建进场公路，距离管理处较远，不便管理，同时鱼道顺山修建，鱼道基础灌注桩布置在河道内，不利于行洪，开挖工程量大，溢流坝布置在右侧河床上，对河床冲刷严重，易造成河道改变，为此，推荐溢流坝布置在左岸主河槽、坝后电站厂房布置在右岸、鱼道布置在右岸山坡上的方案，厂房靠近右侧布置，避免了溢流坝泄流对电站尾水有影响。

4.2 工程量和投资

溢流坝左岸方案和右岸方案工程量及造价比较见表1。

表1 枢纽布置方案比较表

5 结 论

综合比较，溢流坝左岸方案和溢流坝右岸方案工程量相差不大，运行调度、施工条件、施工方法、导流方式、工期等基本相同。对于溢流坝左岸方案，管理处在河道右岸，电站厂房和鱼道均布置在右侧，便于管理，交通方便，鱼道可集中布置，减少大量开挖，溢流坝布置在主河道，泄流顺畅。溢流坝右岸方案，电站厂房和鱼道布置在左岸，需要单独修建进场公路，距离管理处较远，不便管理，同时鱼道顺山修建，鱼道基础灌注桩布置在河道内，不利于行洪，开挖工程量大，溢流坝布置在右侧河床上，对河床冲刷严重，易造成河道改变，为此，推荐溢流坝布置在左岸主河槽、坝后电站厂房布置在右岸、鱼道布置在右岸山坡上的方案，厂房靠近右侧布置，避免溢流坝泄流对电站尾水有影响。溢流坝布置在右侧方案工程投资较高，比溢流坝布置在左岸方案工程投资直接费用多2215万元，考虑到厂房布置在右岸进厂公路可直接与右侧枢纽主要交通道路相连，同时考虑对外接线方便，因此推荐了溢流坝左岸方案。

[1]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省穆棱市奋斗水库工程初步设计报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2016.

[2]中华人民共和国国家经济贸易委员会.SL 319-2005.混凝土重力坝设计规范[S].中国水利水电出版社，2005.

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1007-7596(2017)09-0065-03

2017-08-24

程玉珍(1966-)，女，黑龙江兰西人，高级工程师。