(四川省水利水電勘測設(shè)計研究院規(guī)劃設(shè)計分院，四川 德陽，618000)

1 工程概況

桐梓水庫位于重慶市秀山縣，是以灌溉和供水為主，兼顧發(fā)電和改善水環(huán)境等綜合利用的中型水利工程。水庫正常蓄水位451.50m，校核洪水位452.84m，總庫容2259×104m3，重力壩最大壩高49.0m。

2 工程地質(zhì)條件

壩址河段兩岸地形左岸高，右岸低矮，坡高約120m～200m，為近對稱的“U”型河谷，谷底寬度約40m～60m。壩基位于O1d④層弱風(fēng)化瘤狀泥灰?guī)r中，兩岸岸坡基巖大多裸露，巖層走向與岸坡走向呈大角度相交，為斜向巖質(zhì)邊坡，天然狀態(tài)下邊坡整體穩(wěn)定性較好。

3 方案擬定

按照混凝土填筑方式擬定了常態(tài)混凝土和碾壓混凝土兩種方案進行研究，并擇優(yōu)選擇。

3.1 常態(tài)混凝土重力壩方案

大壩壩頂高程453.80m，壩頂寬8.0m，壩頂長170.0m，其中溢流壩段長40.0m，非溢流壩段長130.0m，最大壩高49.0m。溢流壩段堰頂高程444.50m，設(shè)閘門三孔，每孔凈寬10.0m，深7.0m，堰下消力池寬35.0m，長60.0m，深6.0m，消力池后護坦長50.0m。

非溢流壩段迎水面壩頂以下10.0m為鉛直面，其下采用斜面，坡比1∶0.2；大壩下游面壩頂以下5.0m為鉛直面，其下采用斜面，坡比為1∶0.7。大壩置于弱風(fēng)化及新鮮基巖面上，壩踵及壩趾設(shè)置齒槽，齒槽寬4.0m，深4.0m。非溢流壩段壩體混凝土根據(jù)不同部位和不同運行條件分為5個區(qū)，均采用常態(tài)混凝土澆筑。溢流壩段下游堰面曲線采用冪曲線，冪曲線之后的陡坡段坡比為1∶0.75；上游采用橢圓曲線，壩頂以下10.0m范圍內(nèi)采用倒懸面，其下采用鉛直面，其后接斜面，斜面坡比為1∶0.2；壩踵及壩趾設(shè)置齒槽，齒槽寬4.0m，深4.0m。溢流壩段壩體混凝土根據(jù)不同部位和不同運行條件分為7個區(qū)，均采用常態(tài)混凝土澆筑。大壩基礎(chǔ)采用固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。常態(tài)混凝土重力壩典型剖面見圖1。

3.2 碾壓混凝土重力壩方案

碾壓混凝土重力壩壩體結(jié)構(gòu)尺寸與常態(tài)混凝土重力壩相同，僅壩體內(nèi)部混凝土及分區(qū)不同。其非溢流壩段壩體混凝土根據(jù)不同部位和不同運行條件分為三個區(qū)。校核洪水位以上至壩頂范圍、壩體下游面范圍設(shè)置厚2m的常態(tài)混凝土外包層，采用C20F50W4混凝土澆筑。校核水位以下壩體迎水面設(shè)置2m厚的常態(tài)混凝土外包層及壩底面設(shè)置厚1m的常態(tài)混凝土墊層基礎(chǔ)，采用C20F50W6混凝土澆筑。壩體內(nèi)包混凝土采用C15F50W4碾壓混凝土填筑。

溢流壩段壩體混凝土根據(jù)不同部位和不同運行條件分為四個區(qū)。過水堰面以下2.50m范圍采用C30F50W4鋼筋混凝土澆筑；距迎水面2.50m范圍及距大壩底面1.0m范圍采用C20F50W6混凝土澆筑。閘墩及導(dǎo)墻采用C25F50W4澆筑。其余壩體內(nèi)部混凝土采用C15F50W4碾壓混凝土填筑。碾壓混凝土重力壩典型剖面見圖2。

圖1 常態(tài)混凝土重力壩典型剖面

圖2 碾壓混凝土重力壩典型剖面

4 方案比較與選擇

4.1 工程投資

根據(jù)兩個方案樞紐建筑物的布置及初擬的結(jié)構(gòu)尺寸，進行工程量及投資計算。其主要工程量及投資詳見附表。

附表不同方案大壩主要工程量及投資

從工程投資來看，常態(tài)混凝土重力壩方案優(yōu)于碾壓混凝土重力壩方案。

4.2 施工條件

常態(tài)混凝土重力壩水泥用量大，施工過程中須采取適當(dāng)措施控制壩體溫度，避免壩體混凝土開裂。壩體材料均一，施工質(zhì)量易于管控。

碾壓混凝土重力壩壩體周邊和基礎(chǔ)仍采用常態(tài)混凝土，約占總體積的55.10%。碾壓混凝土范圍小，體積小。碾壓混凝土和常態(tài)混凝土交錯填筑，相互干擾，層間結(jié)合施工質(zhì)量不易把控，施工難度大，同時要求施工場地開闊，機械配備足夠，混凝土施工速度快，拌和能力高。

碾壓混凝土重力壩壩體混凝土水泥用量雖然較少，水化熱溫升較小，但存在不同混凝土交錯使用，相互干擾，施工難度大且質(zhì)量不易把控，同時考慮到樞紐工區(qū)場地較為狹窄，施工布置困難，且壩體斷面較小，不能充分利用大型碾壓機械施工，也不能發(fā)揮碾壓混凝土可快速施工，縮短工期的優(yōu)點；常態(tài)混凝土重力壩需要采取溫控措施避免壩體混凝土開裂，但大壩為中低壩，壩體斷面相對較小，工區(qū)氣候溫和，早晚溫差變化小，壩體混凝土可采用低熱水泥、施工過程中采用柱狀分塊澆筑、在早晚溫差較小的時段先澆筑完成體積較大的壩段、夏季施工預(yù)冷骨料和對混凝土表面進行絕緣保護等方法即可有效地控制壩體混凝土澆筑過程中的水化熱溫升問題。

從施工條件看，常態(tài)混凝土重力壩方案優(yōu)于碾壓混凝土重力壩方案。

5 結(jié)語

常態(tài)混凝土重力壩壩體材料均一，抗?jié)B性能好，施工質(zhì)量易于管控。碾壓混凝土重力壩碾壓體積小，具有一定的施工難度。綜合考慮以上各種因素，桐梓水庫大壩最終采用常態(tài)混凝土重力壩方案。