(贛州卓正建設工程有限公司,江西 贛州 341000)
安遠縣永鎮(zhèn)水庫工程位于江西省安遠縣新龍鄉(xiāng)江頭村,距新龍鄉(xiāng)約14km,距安遠縣城區(qū)約22km。水庫位于濂水二級支流、甲江河一級支流上下逕河上,壩址地理位置為東經115°16′00″、北緯25°06′30″,壩址以上集水面積30.6km2。水庫死水位為334.00m,正常蓄水位為352.00m,相應庫容為495萬m3;校核洪水位為356.12m,相應庫容為710萬m3;大壩為C15埋石混凝土重力壩,壩頂高程為357.60m,最大壩高37.6m,水庫為新建工程,是一座以城鎮(zhèn)供水為主,兼有灌溉效益的小(1)型水庫工程,工程等別為Ⅳ等,大壩及引水管道等永久性主要建筑物級別為4級,次要建筑物級別為5級,大壩設計洪水標準為50年一遇,校核洪水標準為500年一遇。
壩址區(qū)屬丘陵剝蝕地貌,海拔高度、地形起伏變化較大,兩岸地形總體均較對稱,兩岸山頂海拔370~395m,山體較雄厚,山坡總體較陡,坡度為35°~45°左右。河岸總體較為平直,河水由南西向北東流入壩區(qū),河谷大致呈“V”形,河谷均較窄。河谷寬度約13m左右,河床高程322.18~324.33m,河床表面大部分為卵石覆蓋,右岸坡腳可見基巖裸露。壩址區(qū)山坡植被發(fā)育,零星覆蓋有厚1.0~5.6m左右的坡殘積土,左岸道路開挖側山坡以及右岸坡腳可見基巖出露,巖性為黑云母二長花崗巖,表層呈全—強風化狀,壩址兩岸及附近均未發(fā)現有大的崩塌及滑坡等不良物理地質現象。壩址區(qū)地質構造較發(fā)育,主要表現為層內褶皺及層內節(jié)理裂隙。
根據地形地質條件,安遠縣永鎮(zhèn)水庫大壩選擇C15埋石混凝土重力壩,根據淹沒、河床寬度及調洪演算等確定溢流壩凈寬為2.0m×9.0m。根據重力壩特點,溢流壩溢流型式可采用有閘控制溢流和無閘開敞式溢流方式,根據溢流壩溢流控制方式進行樞紐布置,通過對兩種方案在庫區(qū)淹沒、運行管理、工程投資等方面進行比較確定更優(yōu)方案。
大壩采用重力壩,沿壩軸線布置了左岸非溢流壩段、取水口壩段、溢流壩段和右岸非溢流壩段。壩軸線上的建筑物按“一”字排開,溢流壩布置在河床中部,兩岸與山體的連接采用非溢流重力壩。壩頂高程357.60m,壩頂總長127.50m,其中左岸非溢流壩段長42.0m、取水口壩段長16.0m、溢流壩段長21.5m、右岸非溢流壩段長48.0m。
左、右岸非溢流壩為C15埋石混凝土重力壩,壩頂寬5.0m,壩頂高程為357.60m。壩體上游面337.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.25的斜坡面;壩體下游面352.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.7的斜坡面。壩體基礎及齒槽采用C15混凝土,壩體上游面采用厚1.5m的C25混凝土。左、右岸非溢流壩最大壩高分別為31.1m和33.6m。
溢流壩由2孔表孔溢流堰組成,無閘控制,采用WES實用堰型,溢流壩全長21.5m,單孔凈寬9.0m,中墩寬1.5m,邊墩寬1.0m,堰頂高程352.0m。溢流壩建基面高程320.0m,壩頂高程357.60m,最大壩高37.6m。溢流堰上游面337.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.25的斜坡面;下游坡1∶0.75。溢流壩采用挑流消能,基礎混凝土采用C15混凝土,堰面混凝土采用C30混凝土。
取水口壩段壩頂長16.0m(其中取水口長10.0m),包括取水口及放空孔進水口。壩體上游面鉛直,壩體下游面352.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.7的斜坡面。壩體基礎及齒槽采用C15混凝土,壩體上游面采用厚1.5m的C25混凝土。取水口采用分層取水的形式,長7.8m,寬10.0m。根據盡量取用表層水的供水任務要求,取水口共分4層,每層各設1個進水口,中心高程分別為333.00m、338.00m、343.00m和348.00m。進水口采用DN1000鋼管,鋼管前設攔污柵,進水口采用蝶閥啟閉,壩頂設置啟閉房。壩身埋管采用直徑1.0m的鋼管,管壁厚12mm,進口底高程332.00m,出口與輸水管道相接。放空孔進口寬7.8m,長6.0m,進口高程323.00m,孔口尺寸為寬×高=2.5m×2.5m;放空孔在壩頂設置啟閉平臺,平臺高程為354.50m,在349.00m高程設檢修平臺。
大壩主要工程量為土石方開挖9.628萬m3,混凝土6.19萬m3,鋼筋制安484.9t,大壩建筑工程投資6375萬元。
大壩采用重力壩,沿壩軸線布置了左岸非溢流壩段、取水口壩段、溢流壩段和右岸非溢流壩段。壩軸線上的建筑物按“一”字排開,溢流壩布置在河床中部,兩岸與山體的連接采用非溢流重力壩。壩頂高程354.00m,壩頂總長122.50m,其中左岸非溢流壩段長42.0m、取水口壩段長16.0m、溢流壩段長21.5m、右岸非溢流壩段長43.0m。
左、右岸非溢流壩為C15埋石混凝土重力壩,壩頂寬6.0m,壩頂高程為354.0m。壩體上游面337.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.25的斜坡面;壩體下游面346.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.65的斜坡面。壩體基礎及齒槽采用C15混凝土,壩體上游面采用厚1.5m的C25混凝土。左、右岸非溢流壩最大壩高分別為27.5m和30.0m。
溢流壩由2孔表孔溢流堰組成,有閘控制,采用WES實用堰型,閘孔尺寸為9.0m×4.0m。溢流壩全長21.5m,單孔凈寬9.0m,中墩寬1.5m,邊墩寬1.0m,堰頂高程348.00m。溢流壩建基面高程320.00m,壩頂高程354.00m,最大壩高34.0m。溢流堰上游面337.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.25的斜坡面;下游坡1∶0.75。溢流壩采用挑流消能,基礎混凝土采用C15混凝土,堰面混凝土采用C30混凝土。溢流壩壩頂設閘門啟閉排架及交通橋,交通橋面寬4.5m。
取水口壩段壩頂長16.0m(其中取水口長10.0m),包括取水口及放空孔進水口。壩體上游面鉛直,壩體下游面346.00m高程以上為鉛直面,以下為1∶0.65的斜坡面。壩體基礎及齒槽采用C15混凝土,壩體上游面采用厚1.5m的C25混凝土。取水口采用分層取水的形式,長7.8m,寬10.0m。根據盡量取用表層水的供水任務要求,取水口共分4層,每層各設1個進水口,中心高程分別為333.00m、338.00m、343.00m和348.00m。進水口采用DN1000鋼管,鋼管前設攔污柵,進水口采用蝶閥啟閉,壩頂設置啟閉房。壩身埋管采用直徑1.0m的鋼管,管壁厚12mm,進口底高程332.0m,出口與輸水管道相接。放空孔進口寬7.8m,長6.0m,進口高程323.00m,孔口尺寸為寬×高=2.5m×2.5m;放空孔在壩頂設置啟閉平臺,平臺高程為354.50m,在349.000m高程設檢修平臺。
大壩主要工程量為土石方開挖8.27萬m3,混凝土5.35萬m3,鋼筋制安446.2t,大壩樞紐工程投資6012萬元(其中大壩建筑工程投資5922萬元,金屬結構投資90.0萬元)。
2.4.1 庫區(qū)淹沒方面
根據實地調查,庫區(qū)內基本為林地,林地淹沒征地線以正常蓄水位控制,而兩種溢流型式正常蓄水位相同,其庫區(qū)淹沒征地移民相同,因此兩種方案在庫區(qū)淹沒方面基本相同。
2.4.2 工程投資方面
從工程投資方面看,無閘開敞式溢流方案為6375萬元,有閘控制溢流方案投資為6012萬元,設閘方案比無閘方案節(jié)約363萬元。從運行期運行費用來看,無閘方案年運行費為276.32萬元,設閘方案年運行費用為307.52萬元(含增設管理人員工資福利等),無閘方案年運行費用少31.2萬元。因此綜合考慮工程投資及年運行費用,無閘方案更優(yōu)。
2.4.3 運行管理方面
從運行管理方面看,有閘方案在洪水期需及時開啟閘門,并且根據洪水大小調節(jié)開孔高度,需專人管理,增加管理人員工資及設備維護、運行費用,而現狀全省對于小型水庫均未安排足夠的人員及資金進行管理,僅依靠鄉(xiāng)鎮(zhèn)水管站人員進行管理。無閘方案管理較為簡便,洪水期洪水可直接通過溢流堰下泄,無須專人管理。因此從運行管理方面看,無閘方案更優(yōu)。
從以上各方面比較可見,兩種方案均可滿足溢流壩泄洪過流要求,但是無閘開敞式溢流方案在工程投資和后期運行管理上均更有優(yōu)勢,因此,經各方面綜合比較,該工程最終選用無閘開敞式溢流方案。