寻乌县斗晏水力发电有限公司 江西寻乌 342200
摘要：本文以某市的水库坝址及坝型进行对比分析，对水库的建设方案进行拟定，并通过对地质环境、施工技术等多个方面的内容进行阐述，对混凝土重力坝与面板堆石坝的优缺点进行对比。探究之后发现：在地质情况下，上坝址优于下坝址；在工程布置、效果等方面，上坝址优于下坝址。希望通过本文的分析，能够为相关工作人员提供一些参考意见。
关键词：面板堆石坝；重力坝；坝址与坝型；案比选
水库大坝是我国重要的民生项目，建成之后对我国的农业、工业、畜牧业活动具有重要作用。因此就要对水库大坝坝址及坝型进而合理选择，这样才能提升其综合效益。本文通过对混凝土面板堆石坝与混凝土重力坝坝址及坝型方案比选进行研究，进而选出最优方案，保证坝址与坝型的选择符合实际要求，这样才能提升水库大坝的建设质量，也能提升且综合效益。
1.水库概况
本文分析是以某市的水库工程项目为例进行研究的。本项目建成支护要肩负起航运、灌溉等多种作用，同时也是当地水运工程防洪体系的重要组成部分。该水库工程总容量为4140万m3，共有12孔泄洪闸，闸坝的长度达到35.3m，大坝顶部的宽度为5.5m，大坝最高处达到12.2m。水库位置的气候为大陆性气候，年平均气温为8度，降水量为721mm，雨季在7-9月份。水库与市区的距离较近，达到7km，附近河流众多。本文对混凝土面板堆石坝与混凝土重力坝坝址及坝型方案比选研究就是建立在此项目基础上的。
2.坝址工程地质条件
2.1上、下坝址的选择
该区域内地形较为完整，并且地下岩石体也较为完整，在坝基的隔水层结构良好，地质结构并不发达。水库附近的地质相对比较稳定[1]。地下水位整体较为良好，在两岸有高山存在，该区域的地质情况符合水坝的修建，因此可以将此处选择为下坝址。
在上游部分，两岸地势没有大山存在，地势相对比较缓和，并且没有较深的沟壑，河谷的形状为“V”字形，并且左岸高度为1165m、右岸高度为1235m。在左岸由于存在较厚的覆盖层，受地质结构影响较大，基岩的破碎程度较高。同时在地下水较高，并且两岸存在较高的山体，这里对大坝的修建较为合适，因此重力坝、面板堆石坝以及砌石坝等的修建也较为符合。下图为混凝土面板堆石坝
混凝土面板堆石坝图
2.2坝址地质条件比选
对坝址进行选择时，由于两坝址都有各自的优势，下坝址要在抗滑性、稳定性等方面优于上坝址，但是在防渗效果、坝高等方面上坝址具有很大优势。在大坝修建过程中，重力坝等适合字上坝址进行修建，拱坝的修建则适合在下坝址。由于下坝址良好的地形地貌，并且河谷断面较大，这就在施工中对坝高等具有较大的要求。两个坝址的风化强度较大。在水文条件方面，隔水层埋深较好，下坝址与石料厂距离较远。同时两个坝址在建设过程中，地质、坝基开挖等方面的问题基本相同[2]。
2.3坝型方案的拟定
对天然建材材料进行分析，发现在坝址附近有面板堆石坝修建的土石料。同时，河谷的宽度大致为190m，在两岸都有大山，河谷为“V”型对称，并且在河床上的覆盖层较薄，所以基面的形成可以通过开挖得到。在对坝形进行选择过程中，一定要初步拟定比选方案，并进行合理分析[3]。
2.4面板堆石坝方案比选
在右岸的建筑物主要是由导流兼取水隧洞、面板堆石坝等组成，因此在地形条件与景观方面来看，坝址的对比分析为：
2.4.1面板堆石坝方案地质条件：
下坝址：风化较深的为左岸，两岸的风化厚度较大；
上坝址：两岸的风化厚度较大
2.4.2面板堆石坝方案地形条件：
下坝址：工程量较大、河谷断面较大；
上坝址：工程量较小、河谷断面较小。
2.4.3面板堆石坝方案景观效果：
下坝址：上保质高于景观水位10m，但景观效果并不好，并且水面的面积相对较大；
上坝址：下坝址水位要高于景观水位10m，亲水效果良好，并且具有良好的景观效果。
2.4.4面板堆石坝方案天然建材：
下坝址：石料厂与下坝址距离较远；上坝址：石料厂与上坝址距离较近。
2.4.5面板堆石坝方案工程量投资：
下坝址：4815万；上坝址：4170万。
通过上述对比分析发现，上坝址与下坝址相比，在各个方面都具有一定的优势，同时投资量也相对较少。在具体建设前一定要做好各项分析，保证项目的有序进行。
2.5重力坝方案比选
在大坝附近地形情况的基础，将重力坝设置在上坝址上，这里建设内容主要有引水构筑物、重力坝等[4]。因此在建设中要综合考虑，对两岸的实际情况来看，合适的垭口高程在两岸不存在，并且没有良好的泄洪能力，因此就要在坝身设计过程中，以泄洪的范式进行，进而对坝型坝身的优势进行合理应用。在坝顶上设置进水口，在右岸非溢流坝段上设置流表孔，同时也要将泄洪建筑合理设置在河床坝身上，这样就能有效提升项目的管理效率。
3.坝型综合对比分析
3.1坝型地质条件
在对坝型进行选址时，首先要对地质条件进行必要的分析，由于在重力坝施工过程中开挖量较大，因此为保证基础变形、抗剪力性都跟，要将松散覆盖层等进行及时的清除，这样才能开始开挖大坝基础。由于在开挖过程中，面板堆石坝的开挖量不大，并且坝址的中、下位置风化岩体较弱，所以就要对强风化岩体进行清除，这样才能满足地基的变形要求。在河床两岸的滑坡等一些地质危害较小，且山坡的稳定性较好，但水库建成之后在运行过程会自动失稳的现象也是存在的。在施工区域内坝址地质结构并不复杂，并且没有断层的分布，在地质中理裂隙发育完好。在坝址两岸坝肩处具有强风化层，在左岸的风化层较厚，并且具有明显的地形切割现象，这就使得坎肩的工程地质条件较差。在河床基、两岸的地质条件上来看二者基本相同。因此，站在工程条件的基础上，二者在建设过程中工程地质条件基本相同，但在地质条件上两种坝型还存在一定差异，因此面板堆石坝方案具有一定的优势。
3.2施工技术条件
在岸大坝的上游位置设置进水口，在右岸坝肩处设置溢洪道，这样做就能对将集中的建筑物进行合理管理。进水口布置于非溢流坝段上的方案，在布置过程中泄洪建筑物位于河床坝身段，并且将建筑物进行紧凑布置。因此可以得出，两种方案之间存在的差异性并不大。枢纽布置特点和坝址地形地质特征的基础上，要将面板堆石坝取水建筑设置在右岸，并且一个为永久性，另一个为临时性，将二者进行合理结合，但在后期的作业过程中，对导流隧洞的改造较为分散，并且施工工序较为复杂，这就要求对度汛处理要合理。将分期导流明渠作为重力坝，将坝身预留渠口作为泄洪方式。通过上面分析发现，面板堆石坝的导流度汛能力较差，而重力坝的导流度汛相对比较良好。在施工技术选择上，主要为土石方工程、工程，这两种实干技术相对比较简单，也便于施工。面板堆石坝施工过程中工程量相对较大，在施工过程中要利用机械碾压进行作业，这样能有效提升施工速度，提升施工进度。因此在施工条件的角度来看，面板堆石坝的优势更为明显。
3.3工程量及投资
站在工程占地面积的角度上来看，填筑工程量较大的为面板堆石坝，并且在施工过程中存在大量的弃渣，同时也要对边坡进行开挖作业，这就使得临时与永久占地面积较大，但两种方案的水库淹没情况基本相同。所以重力坝在保持水土等方面的优势更为明显。并在计算后可以得知，重力坝的投资为13350万元，板堆石坝的投资为4170万元，所以站在投资角度上来看，面板堆石坝的投资量更加具有优势。因此在水库大坝建设前一定要对工程量、施工技术、投资等进行合理分析，选择最佳方案，这样才能保证项目建成之后的积极作用，也才能保证项目的综合效益得到发挥。
4.结语
水库大坝工程关系着我国人民的福祉，最为一项重要的民生工程，在我国经济发展中发挥着重要作用。通过本文的分析，混凝土面板堆石坝与混凝土重力坝坝址及坝型方案比选中，重力坝在工程占地、度汛等方面更具优势；而面板堆石坝方案在施工技术、工程造价等方面更具优势。因此在选择过程中工作人员要根据实际情况，选择适合本地施工的方案。对混凝土面板堆石坝与混凝土重力坝坝址及坝型方案比选分析，有助于提升我国水库大坝的建设水平，促进我国水库大坝的可持续发展，进而为人们提供更加安全、稳定优质的服务。
参考文献：
[1]刘浩，郑晓红. 洪屏抽水蓄能电站上水库大坝安全监测设计及蓄水初期监测成果分析[J]. 大坝与安全，2017（5）：26-34.
[2]任梦宁，杨聚利，任培琦，等. 老挝南俄4水电站坝址工程地质条件及坝型比选[J]. 资源环境与工程，2017（5）：585-589.
[3]向洪，聂永华. 混凝土面板堆石坝施工质量控制——以洮水水库为例[J]. 湖南水利水电，2017（5）：66-69.
[4]郭家芳，王锋军，后永亮. CCS水电站首部枢纽堆石坝面板混凝土施工工艺简介[J]. 科学技术创新，2017（17）：206-207.
论文作者:钟光龙
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/7
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