德江县煎茶水库工程建设的必要性及主要建筑物分析

洪 流

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 松桃贵阳 550002)

1 工程概况

煎茶水库距德江县煎茶镇9 km，左岸靠近煎茶镇公路，交通便利。煎茶水库位于六池河上游，六池河属于长江流域乌江水系一级支流，全流域蓄水面积2090 km2，主河道长112 km，主河道平均比降4.2‰，流经思南、凤南、德江等3个县。煎茶水库工程分为两个部分，输水工程和水源枢纽，水库工程输水管道总长10.032 km，该工程主要任务是为乡镇、工业园区供水和灌溉。

煎茶镇主要从煎茶水厂、向家坡水厂取水，取水资源主要来自向家坡山塘和大河沟河水。取水方式以提水为主，提水路线200 m以上，且取水口不具有随意调节能力，供水效率低。水厂也常常因为生态环境，出现旱季断流和脱水的情况，无法满足镇区需求。其中作为应急水库的梅子水坝供水也存在各种问题，供水不稳定，无法保障安全供水，为了解决当地供水问题，开展了“红水桶”行动，在旱季为煎茶镇车辆送水。随着县城的快速发展，煎茶镇也变成了德江县的重点建制镇，无稳定水源供水是很大的问题[1-2]。

2 工程施工组织设计

2.1 施工导流

施工导流是整个工程建设的全局性问题，要考虑到施工的整个程序，包括水利工程建筑布局、坝址和坝型选择，及施工进度和施工环境等。导流部分的工程包括封堵、截流、拦洪、排水和蓄水等，这些都是水利工程建设的要点。德江县煎茶镇的地形环境整体比较好，场地内岩体结构多为黏土碎石层、耕植土、强风化白岩石、河床砂卵石层等，岩体均是基础持力层，场地地形坡度缓，没有特别复杂的地质现象[3]。

导流隧道洞设置在左岸，岩石性质多为硬岩，为3类围岩，可进行建设。导流隧道洞口坡体表面有崩塌堆积碎石，开挖时需要注意崩塌部分碎石的清理，建议放缓开挖的坡度，建设边坡锚固支护。

整体输水工程包括：总干管、灌溉管、消力池、供水管、高位水池、泵站、末端水池等。

(1)管线铺设从取水口到坝址的下游，铺设两条管线，分别负责供水和灌溉。管道铺设沿流渡河和道路阶地建设，沿途无泥石流或大型滑坡，仅有一些残破黏土、碎石等，建议采取覆盖层或加强风化岩石的持久力。

(2)泵站施工，在大坝下游建设泵站，该地地形平缓，但其上部土质稳定性差，所以，在边坡开挖时需要加强支护，同时设置坡顶排水沟。泵站水管沿泵站到高位水池斜坡进行布置。

2.2 土石方工程

在水库工程建设中，土方工作要做到填挖平衡和调配，需遵循以下原则：(1)尽量达到自身开挖土方满足自身填筑。(2)满足自身建设后，如有剩余土方可用于附近其他项目使用。(3)借土料场和弃土区选择需要根据实际环境和水土保持情况，控制取土的范围和深度。

本工程设计土料主要在围堰处进行选择，经过调查该坝址上游是洼地，内部分布着大面积的黏土和碎石，根据附近工程建设的经验，可进行工程建设。所以，土石方工程就选择在偏岩村东侧洼地，该处地形平缓，又与楠干公路和煎茶镇较近，便于运输和开采。

本工程的石料场地选择在坝址左岸上游坡地，该处地形起伏较大，多为溶蚀峰林地貌。本工程在该石料场地设置了4个勘探孔，通过检测其地质环境，该地满足石料场需求。

2.3 混凝土工程

混凝土工程的建设需要充分考虑防渗、排水和防冻等因素，可根据施工条件和规模集中建设一个混凝土生产系统，以满足长期工程需求，对于大型河道可以在左右两侧各设一个混凝土调配系统。

2.4 施工布置

施工布置根据工程规模、特点和施工条件，解决工期所需要的辅助企业、交通道路、施工动力、通讯等相关设施问题。根据工程特点列出主要项目施工包括：工程量、工期考察，关键线路施工等问题。

本工程大坝是在后溪河和高竹村六池河交汇口附近，坝址两侧有陡峭的山坡，进行施工交通布置比较困难，坝址下游地形平缓开阔，可以进行施工场地布置。除了输水管道局部布置有较陡的地形，其他地势相对平缓，管道的施工规模比较小，适合在其平缓地势位置建设施工生产生活设施。

3 水库工程建设的主要布置

将煎茶水库工程分为两个部分：输水工程和水源枢纽工程。输水工程包括：总干管、灌溉管、供水管、坝后泵站；水源枢纽工程包括：泄流表孔、碾压混凝土重力坝、取水兼顾放空系统、伤疤左岸公路等，见表1。

表1 煎茶水库工程建筑物级别和洪水标准

3.1 挡水工程设计

3.1.1 碾压混凝土重力坝结构布置

大坝坝顶长136.60 m、坝顶高程 777.00 m、建基面高程729.00 m、坝顶宽6.00 m、最大坝高48.00 m。河床段是溢流坝，该段位于桩号0+042.075～0+090.075，有3孔处不设闸的表孔，总长48.00 m。下游溢流坝高程771.00 m以上是垂直的，771.00 m以下坡比1∶0.75，坝顶布置栏杆。

3.1.2 细部结构

(1)坝体分缝和止水。坝体分缝的决定因素有施工浇筑条件、混凝土温度控制、坝基条件、结构布置等，本工程大坝设计6个坝段，其中在溢流坝和非溢流坝设计4条横缝。

(2)坝内廊道布置。为了满足坝基帷幕灌浆、观测和排水，需要在坝体内建设一层灌浆廊道。为了满足坝体排水达到预埋排水管自由排水，一般需要将基础廊道底板高程和河床高程设为同高约742 m。为了避免坝体帷幕灌浆出现施工难度大和灌浆效果不好的情况，这里将基础廊道高程设为745 m，廊道出口高程超过下游校核洪水位，拟定为765 m，廊道城门尺寸为3.0 m×3.5 m，使用C25厚40 cm的钢筋混凝土衬砌。

3.2 泄水工程设计

坝体中部为溢流坝段位，设置的是无闸控制溢流表孔溢洪道，溢流堰宽40 m，堰顶长773 m，坝顶布置交通桥，桥宽6 m，左岸长40.075 m，左岸费溢流坝为46.525 m。

溢流道出口位置采取底流消能，主要是因为坝下游河床有逆断层问题，且河床基岩抗冲刷能力弱，下游采取挑流效能雾化比较严重。下游建设消力池长23 m，池底高程738 m，池宽37.035 m，末端设置尾坎高2.5 m。边墙采取衡重式，池底厚度2.0 m，顶部厚度2.0 m。在底板位置设计排水孔和锚杆，使用C30钢筋混凝土建立边墙底板迎水面，厚度为0.8 m，使用C25钢筋容建立外侧，厚度为1.2 m。

3.3 取水、放空系统

取水口外部轮廓尺寸为9.5 m×6.9 m(长，宽)，顶部高程为777.00 m，井筒建基面高程为748.30 m，井筒高28.7 m。井筒使用C25钢筋混凝土，预埋金属结构使用C30二期混凝土，事故闸门长宽设置为0.9×2.0通气孔。

根据取水要求取水口布置在大坝左岸坝横桩号0+094.60处，进口底槛高程为750.30 m，抵触死水位高程为754.00 m，必须要满足进口淹没深度要求。进口事故闸门尺寸为2 m×2 m，在事故站门前布置一拦污栅，尺寸为3.5 m×3.8 m，闸门后设置渐变段3.00 m，渐变为2 m×2 m方孔变成圆形，接入坝身取水钢管DN1200 mm。取水管末端钢管坝体位于桩号0～0.39.50位置，建立锥形阀DN1200放空来控制放空的关闭，放空排向是大坝下游的消力池，其中分出放空Φ300 mm支管作为环境放水管，支管上设置闸阀DN300控制。

3.4 输水工程设计

输水工程的主要组成结构：总干管、灌溉管、供水管、坝后泵站、末端水池、高位水池等。

供水管从接坝高水池为站沿着高水池位山坡布置，在高山堡位置使用跨越埋管方式冲沟顺着偏岩到煎茶乡村公路供水，直到末端的水池供水，均使用球墨铸铁管材料，供水管总长4.505 km，管径0.8 m，末端流量为0.472 m3/s。

灌溉管和总干管末端连接，选择埋入方式从河道穿越到右岸，在沿着右侧河道向下游经过李家寨、松溪坝、堰坎上、桃子坳、南克寨等村寨直到末端的杨家附近，设计流量为0.0911 m3/s，总路线长4.869 km，采用球墨DN350铸铁管管材[4]。

泵站进水管与总干管末端相连，沿着河道左岸与坝后泵站连接总长0.406 km，流量设计为0.479 m3/s。河流左岸田坝设置坝后泵站，在坝址下游630 m，提水扬程为130.2 m，泵站后连接泵站出水管采用Q345-C压力钢管，管长405 m，管径0.6 m，提水一直到高位水池。

3.5 边坡工程

煎茶水库水源枢纽中的溢洪道、取水建筑物、建筑物大坝均按4级建筑物设计，属于1型小规模。根据《水利水电工程边坡设计规范》相关要求，为了避免边坡对建筑物造成危害，需要建设5级边坡。各个建筑物边坡开挖级别详见表2[5]。

表2 建筑物开挖边坡等级

4 结 论

建立煎茶水库可以有效解决煎茶集镇水源保障率低、供水规模小等问题，同时也能实现煎茶集镇“乡乡水源稳定”的目标，且解决了灌溉区水利设施薄弱问题，从而实现高效农业目标。在具体施工中，进行严格考察，因地制宜，合理规划整个工程项目的实施，才能保证水利工程的顺利进行。本文以煎茶水库工程建设为主，分析了该工程建设当地环境，以及主要工程建设环节情况，该工程严格按照国家水利工程建设标准进行设计，在材料和设备设计中，选择先进的节能型设备，充分地考虑到节能降耗问题。