郭巍巍 劉春鋒 胡鑫

1 工程概況

芭蕉灣水庫(kù)壩址位于貴州省玉屏侗族自治縣舞陽(yáng)河二級(jí)支流排坡河支流冷水江上。工程任務(wù)為灌溉及農(nóng)村人畜飲水，設(shè)計(jì)年灌溉需水量232萬(wàn)m3（P=80%），年供水量75.2萬(wàn)m3（P=95%）。水庫(kù)正常蓄水位576.80 m，相應(yīng)庫(kù)容127萬(wàn)m3；校核洪水位579.24 m，相應(yīng)庫(kù)容171萬(wàn)m3，最大壩高為29.50 m。工程規(guī)模為?。?）型，工程等別為Ⅳ等，其中擋水、泄水、引水建筑物及灌溉、供水建筑物為4級(jí)，消能防沖、導(dǎo)流及其它臨時(shí)建筑物為5級(jí)。

2 自然條件

2.1 氣象、水文條件

排坡河流域?qū)僦衼啛釒駶?rùn)型季風(fēng)氣候，溫和多雨，每年4—8月為雨季。多年平均降水量1 120 mm，但年內(nèi)分配不均，4—10月占全年的80.1%。多年平均氣溫17.2℃，月平均最高氣溫32.7℃，月平均最低氣溫2.2℃；多年平均風(fēng)速1.1 m/s。

徑流年內(nèi)分配不均，年際變化不大，壩址多年平均徑流量1 995萬(wàn)m3。年內(nèi)徑流量主要集中在4—8月，其徑流量占全年的69.5%，其中5—7月徑流量尤為集中，其徑流量占全年的50.7%；9—翌年3月徑流量較小，僅占全年徑流量的25.6%。多年平均入庫(kù)總沙量0.62萬(wàn)t，折合0.47萬(wàn)m3。

2.2 地形地質(zhì)條件

庫(kù)區(qū)兩岸基本對(duì)稱，壩址區(qū)河谷呈“U”形，主河槽寬15～40 m，兩岸地形坡度30°～70°。岸坡下部略陡，基巖廣泛出露；中上部邊坡略緩，覆蓋層為坡殘積含碎石黏土，植被茂密；溝谷底部大部分覆蓋沖洪積物及坡殘積物，局部基巖裸露。壩址區(qū)出露地層主要為寒武系中統(tǒng)敖溪組（∈2a）灰白色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、灰色薄層狀灰?guī)r、灰?guī)r夾灰黑色薄層狀泥灰?guī)r及新生界第四系全新統(tǒng)（Q4）松散堆積物。構(gòu)造以節(jié)理裂隙為主，巖溶呈現(xiàn)不均一性，未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。

3 壩型選擇

水庫(kù)正常蓄水位576.80 m，壩頂581.00 m高程河谷寬79 m，河谷寬高比2.68，壩基及兩岸巖石均為較堅(jiān)硬巖-堅(jiān)硬巖，弱風(fēng)化巖體飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于50 MPa，適合建造重力壩或拱壩，選擇細(xì)石混凝土砌石重力壩和細(xì)石混凝土砌石拱壩進(jìn)行比較。

細(xì)石混凝土砌石拱壩采用定圓心定外半徑的單曲拱壩。建基面選擇在弱風(fēng)化中部基巖上，最大壩高為29.5 m，壩頂軸線長(zhǎng)度82.0 m（不含重力墩長(zhǎng)度），壩頂寬度3.0 m，下游壩坡在高程578.00 m以下坡度為0.2，厚高比為0.20。砌石重力壩建基面選擇在弱風(fēng)化中部基巖上，最大壩高為30.0 m，壩頂長(zhǎng)度為81.0 m，壩頂寬度3.0 m，上游壩面高程561.00 m以下坡度為1∶0.2，下游壩面高程576.00 m以下坡度為1∶0.7。

鑒于砌石拱壩相比重力壩方案具有壩體斷面小、工程量小、施工方便、工期短、經(jīng)濟(jì)性較好等特點(diǎn)，經(jīng)比較砌石拱壩方案可節(jié)省土建工程投資204萬(wàn)元、節(jié)約工期1個(gè)月，故最終確定細(xì)石混凝土砌石拱壩為推薦壩型。

4 首部樞紐總體布置

首部樞紐工程由擋水建筑物、泄水建筑物、引水兼放空建筑物等組成。首部樞紐平面布置圖如圖1所示。

圖1 首部樞紐平面布置圖

擋水建筑物為細(xì)石混凝土砌石拱壩，采用定圓心定半徑的單曲拱壩。河床部位拱壩建基面高程551.50 m，壩頂高程581.00 m，最大壩高29.5 m。拱壩頂拱外半徑45.00 m，中心角為104.4°，左、右半拱對(duì)稱布置。壩頂軸線長(zhǎng)度82.0 m（不含重力墩長(zhǎng)度）。壩頂寬度3.0 m，下游壩坡在高程578.00 m以下坡度為0.2，壩體底部厚度7.39 m，拱壩厚高比為0.20。壩體結(jié)構(gòu)分別為：迎水側(cè)為0.5 m厚混凝土預(yù)制塊，后接0.5 m漸變至1.0 m厚C25W6防滲心墻，后接C15細(xì)石混凝土毛石結(jié)構(gòu)，壩下游外側(cè)為0.5 m厚混凝土預(yù)制塊，基礎(chǔ)設(shè)置1.5 m厚C15混凝土墊層。

泄水建筑物采用居壩中布置的開敞式溢流表孔，共3孔，堰頂前端展開單孔凈寬11.364 m，采用無(wú)閘門控制WES實(shí)用堰，堰頂與正常蓄水位齊平。溢流表孔出口采用挑流消能型式，挑角10.0°，溢流護(hù)面采用0.7 m厚的C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部采用C25鋼筋混凝土，鼻坎混凝土護(hù)面與砌石壩體采用錨筋連接。溢流段設(shè)壩頂交通橋，連接兩岸交通，橋面寬3 m。如圖2所示。

圖2 溢流壩段橫剖面圖

壩后45 m處設(shè)重力式擋墻結(jié)構(gòu)二道壩，高8 m，頂寬1.5 m，底寬5.5 m，上游坡比1∶0.5，下游坡比1∶0.1。二道壩和壩體之間設(shè)置護(hù)坦和護(hù)墊，鋼筋混凝土護(hù)坦長(zhǎng)24.4 m、厚1.5 m的，格賓石籠護(hù)墊長(zhǎng)20.6 m、厚0.5 m。

為改善壩肩受力條件，保證壩肩穩(wěn)定，在兩壩肩設(shè)置M7.5漿砌石重力墩。左岸重力墩基礎(chǔ)底高程572.00 m，頂高程581.00 m，壩軸線方向?qū)挾?.0 m，順?biāo)飨驅(qū)挾?6.0 m；右岸壩肩地勢(shì)相對(duì)平緩，頂部原地面高程與壩頂基本平齊，重力墩基礎(chǔ)底高程570.00 m，頂高程581.00 m，壩軸線方向?qū)挾?2.0 m，順?biāo)飨驅(qū)挾?6.0 m。

引水兼放空建筑物由取水口、引水管道和分水閥室組成。其中取水口由攔污柵和事故檢修閘組成；引水管道由埋內(nèi)埋管和壩后明鋼管組成，埋內(nèi)埋管采用直徑1.0 m鋼管，壩后背管（明鋼管）總長(zhǎng)20 m；壩后背管后接1#分水閥室，在閥室內(nèi)取水管分為3支，分別為灌溉兼人飲供水管線、放空管線和生態(tài)基流管線。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜合考慮地形、地質(zhì)、料源、移民、交通等情況，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定芭蕉灣水庫(kù)工程首部樞紐的形式和布置，采用細(xì)石混凝土砌石拱壩、開敞式溢流表孔泄洪、右岸塔式進(jìn)水口接壩內(nèi)埋管的引水布置方式，對(duì)類似工程有借鑒作用。