工程布置及建筑物

5工程布置及建筑物

5.1設計依據(jù)

根據(jù)《水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程》(DL5021-93),相關(guān)專業(yè)規(guī)范、技

術(shù)標準和可行性研究階段的審批、審查意見，是初步設計階段的主要設計依據(jù)。

5.1.1工程等別及建筑物級別

xx水利樞紐工程是以防洪、供水、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電的多目標開發(fā)綜合利用

工程。根據(jù)可研審批的建設規(guī)模，水庫總庫容為4.68億nA供水規(guī)模為1.98億m3,

規(guī)劃灌溉面積9.92萬畝。依照GB50201-94《防洪標準》及SL252-2000《水利水電工

程等級劃分及洪水標準》，以水庫總庫容確定本工程為大(2)型規(guī)模，II等工程。

樞紐主要建筑物攔河土壩、溢洪道及引水建筑物進水口為2級建筑物，引水隧

洞和發(fā)電廠房、溢洪道進水渠導墻及泄槽側(cè)墻等次要建筑物為3級建筑物，臨時建

筑物為4級建筑物。

主要建筑物土石壩防洪標準：設計洪水重現(xiàn)期100年，校核洪水重現(xiàn)期為2000

年一遇。發(fā)電廠房防洪標準：設計洪水重現(xiàn)期30年，校核洪水重現(xiàn)期為100年一遇。

溢洪道消能防沖設計洪水標準為50年一遇。

5.1.2設計基本資料

5.1.2.1工程任務

XX水利樞紐是XX省南部水資源調(diào)配的重點工程，其建設任務是以防洪、供水、

灌溉為主，結(jié)合發(fā)電。

5.1.2.2水位及流量

壩址H~Q關(guān)系成果見表5-1；

壩址設計洪水成果見表5-2；

建庫后各級頻率洪水成果見表5-3o

表5-1xx水庫壩址水位?流量關(guān)系成果表單位：H-56榆林m,Q-m3/s

H13.8013.8914.0014.2014.3314.5014.7014.8014.90

Q04.3521.055.078.2106140159182

H15.0015.2015.5015.7016.0016.5017.0017.5018.00

Q208273386475626930129017202160

H18.5019.0019.5020.0020.5021.0021.5022.0022.50

Q264031403640416047005240579063907010

H23.0023.5024.0024.5025.0025.5026.0026.50

Q765083309080983010600115001230013100

表5-2壩址設計洪水成果表(天然)

各級頻率(％)設計值

項目

0.05123.335102050

Qm(m3/s)151009070772069305920459032901680

表5-3建庫后壩址斷面設計洪水成果表

水庫水位庫容溢洪道下泄量壩下水位

P(%)3

ZMm)V(億m)Q??i(m3/s)Z下(m)

0.0574.584.68885023.85

170.734.05610021.76

270.404.00589021.58

570.003.93166017.43

5.1.2.3水庫特征水位

正常蓄水位：70.00m

設計洪水位(P=l%)：70.73m,相應庫容4.05億nA

校核洪水位(P=0.05%)：74.58m,相應庫容4.68億nf。

防洪限制水位：58.45m(主訊期6—9月)，相應庫容2.43億nP。

死水位：33.00m,死庫容0.43億nA

5.1.2.4泥沙

壩址多年平均輸沙量17.8萬t,推移質(zhì)3.56萬to

5.1.2.5氣象

1）降雨

壩址以上多年平均降雨量：1858.8mm；

多年平均水面蒸發(fā)量：雅亮站1224.5mm,崖城站1719.9mm。

2）氣溫

多年平均氣溫南濱站為25.0℃；雅亮站為23.1℃；

極端最高氣溫357C；

極端最低氣溫1.6℃。

3）風速與吹程

風向：旱季東或東北，雨季西或西南；

最在風力：12級以上；

年平均臺風頻率3次；

59年?98年間實測極大風速40m/s（ENE）；

多年平均風速2.6m/s；

多年平均最大風速20.1m/s。

5.1.2.6地震烈度

根據(jù)地震烈度區(qū)劃確定本工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g,地震基本烈度為6

度。原水利電力部和國家地震局1987年共同簽發(fā)的水電水規(guī)字第55號文及2001年

中國水利水電科學研究院對本樞紐進行地震基本烈度復核，本工程的地震基本烈度

仍定為6度。按照SL203-97《水工建筑物抗震設計規(guī)范》規(guī)定，本工程采用抗震設

計烈度為6度。

5.1.2.7地基特性及設計依據(jù)

1)壩址地基特性

壩址覆蓋層為第四系松散堆積物，河床表層0?4.5m為松散的礫砂、礫石層。

4.5m以下為稍密?密實含少量黃泥的卵礫石層。兩岸坡主要是殘坡積土和壤土。

壩址地基巖性為灰白、肉紅色似斑狀黑云母二長花岡巖，細粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

河床部位一般為弱風化巖體。全強風化帶沿斷層或局部基巖表層分布。兩岸風化不

均，全強風化層厚1m?15m,左岸局部達20m。

壩區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育。壩址區(qū)河床和左岸臺地順河向斷層分布較多。

壩基設計參數(shù)見表5-4o

表5-4壩基地質(zhì)參數(shù)建議值

抗剪強

允許承載變形模滲透系開挖坡比

密度P允許度

密實狀態(tài)力四量Eo數(shù)K(坡高

(g/cm3)坡降(D

(kPa)(MPa)(m/d)C<6m)

河(°)

床松散,以粗砂為主，1001:1.5?

1.70100-20025-300.45031

覆含少量卵礫石。-2001:1.75

蓋稍密??中密,卵礫含

50~1:1.25?

層量較多，粒徑較1.80200~30035-400.2033

1001:1.5

大。

密實，含泥砂卵

1.90>300>40500.20351:1.25

石

全風化帶1.70-1.85150~2000.51:1.27:1.5

長強風化帶400?7003X10，1:0.75?1:1

花

2000-

崗弱風化帶2.676XIO31:03-1:0.5

3000

巖

擬采用xx溝砂礫料場的砂礫料作壩基振沖料，該料場砂的平均粒徑為0.60?

0.71mm,細度模數(shù)為3.32?3.74,礫干松密度為1.57~1.95g/cm3,砂干松密度1.29?

1.70g/cm3,云母含量0-0.0037%,全級配含泥量0.7%?2.1%,針片狀含量5.05%?

8.17%,軟弱顆粒含量2.0%?3.77%。

2)溢洪道地基特性

溢洪道布置在右岸婭口沖溝，溢洪道地基覆蓋層厚0m?5m,基巖為燕山晚期二

長花崗巖，巖體完整性較差。溢洪道進口及泄槽段風化層厚，對高邊坡開挖段需進行

護坡處理?？刂贫伍l基巖體風化較深，斷續(xù)有緩傾角裂隙發(fā)育，須進行固結(jié)灌漿和帷

幕灌漿，對斷層破碎帶進行置換處理。

溢洪道地基相關(guān)物理力學指標采用值詳表5-5o

永久工程開挖邊坡采用值見表5-6。

表5-5溢洪道地基的物理力學指標表

抗剪（斷）強度

允許變形

巖石密度軟化巖石/巖石巖石/混凝土

承力模量

類別(g/cn?)系數(shù)

（MPa）（MPa）flcl(MPa)flcl(MPa)fC(MPa)

弱風

0.9~0.7~0.8~0.5~0.6?

化花2.662.00.806X103/

1.()0.90.90.70.65

崗巖

強風

化花/0.6/3義103////0.5/

崗巖

表5-6永久工程開挖邊坡采用值表（坡高小于10m）

類別殘坡積層全風化帶強風化帶弱風化帶微風化帶

坡比1:1.5-1:1.751:1.51:1.0?1:1.21:0.51:0.3

3）輸水洞地質(zhì)條件

引水隧洞布置在左岸，進出口處于全強風化帶，洞身主要在弱微透水的弱風化

巖體內(nèi)通過，未發(fā)現(xiàn)大的斷層發(fā)育，多屬II?III類圍巖。但斷層破碎帶及節(jié)理裂隙極

發(fā)育地段為IV類圍巖。

II類圍巖：取f=5?6,Ko=4OOO-5OOOMN/m3；

3

III類圍巖：取f=4?5,Ko=3OOO-4OOOMN/m；

IV類圍巖：取f=l?2,K（）=1000—1500MN/m3o

4）廠房地基特性及相關(guān)參數(shù)

電站廠房位于左岸引水隧洞出口的西側(cè)?；A地層全、強風化層較薄，基礎可利

用弱風化巖體，對斷層破碎帶進行置換處理。廠房后邊坡地形坡角20。?25°,自

然邊坡穩(wěn)定條件好，但仍須做好永久防護。有關(guān)地質(zhì)參數(shù)采用值與溢洪道相同。

5.1.2.8建筑材料特性及設計參數(shù)

1）土料

本工程選用土料場有叢毛、壩上、卡把、抱古、高村、大茅共六個土料場，均有

簡易公路與壩址相通。初設階段重點對叢毛、壩上、卡把三個料場針對土料有用層的

儲量及質(zhì)量進行了補充勘查。叢毛料場位于庫區(qū)左岸，距壩址4.6km?6.75km,高

程15m~55m,長條形分布，長約2km,以花崗巖風化土為主，土層厚度均大于3m。

壩上料場位于庫區(qū)左岸，距壩址1km?4km,高程14.0m?35.0m,長條形分布，±

層平均厚度約5m,部分達9m以上，土層上部為砂壤土、砂質(zhì)粘土，下部為花崗巖

風化土。卡把料場位于左壩肩東南方向1?2km,高程140m?170m,主要以花崗巖

風化土為主。

各土料場的儲量及物理力學特性見表5-70

表5-7xx土壩土料儲量特性表

無用層

距壩址有用層儲量（萬m3）

料場料場面積地面高程方量

距離

名稱（萬nP）（m）（萬防滲料壩殼料

（km）

m3）

叢毛4.6?6.7540.0515?5516.02117.6340.05

壩上1.0~4.024.7814~3510.12115.6337.17

卡把I區(qū)1.072.18140-17037.61211.0472.18

卡把II區(qū)2.065.91140-17033.05176.2665.91

合計96.80620.55215.31

各土料場土料物理力學指標見表5-8o

土料設計采用指標見表5-9o

表5-8xx水庫土壩料場土工試驗匯總表

表5-9土料物理力學性質(zhì)指標采用值表

項目單位防滲土料強風化料河床砂礫石石渣

干密度g/cm31.701.791.661.80

天然含水量%15.42.2313.25

最優(yōu)含水量%15.912.1

孔隙比e0.720.650.720.7

孔隙率n%41.8639.3941.8641.18

濕容重g/cm31.961.831.88

飽和容量g/cm32.122.182.082.21

浮容重g/cm31.121.181.081.21

大值平均cm/s4.25x10-51.3x1043x10、1x103

滲透系數(shù)k

小值平均cm/s2.83x10-6

6uo16.427.7

總應力

C

ukPa53.575.0

強度

6cuo17.633.1

CcukPa26.311.0

有效應0'cuo21.940.4

力強度CcukPa11.814.0

2）砂礫料

在壩址上下游各3km范圍內(nèi)，天然礫料較豐富。本階段選擇了高村和xx兩個砂

礫料場，儲量分別為：高村料場143.34萬n?,xx料場80.77萬nP,砂礫近似各半。

相關(guān)參數(shù)詳見砂礫料場綜合圖（ND-2D-39和ND-2D-41）。

3）石料

卡把石料場位于壩址左岸的卡把村，為卡把土料場的西段,地面高程90m?170m,

有用儲量546萬n?。物理力學參數(shù)見表5-10。

表5-10卡把石料場物理力學參數(shù)表

極限抗壓強度

取樣深度風化密度載化系彈模

比重飽和干燥

（m）程度(kg/cm)數(shù)(105MPa)

(MPa)(MPa)

Z110.9?12.0弱風化2.662.67201.5240.80.831.008

Z210.77—12.3弱風化2.672.67208.1249.70.831.04

5.1.3主要技術(shù)規(guī)程規(guī)范

1）《水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程》DL5021-93；

2）《防洪標準》GB50201-94；

3）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000；

4）《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50287-99；

5）《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》SL251-2000；

6）《溢洪道設計規(guī)范》SL253-2000；

7）《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274-2001；

8）《混凝土面板堆石壩設計規(guī)范》SL228-98；

9）《水工隧洞設計規(guī)范》SL279-2002；

10）《水電站廠房設計規(guī)范》SL266-2001；

11）《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》SDJ20-78；

12）《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》SL/T191-96；

13）《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010-2002；

14）《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001；

15）《水工建筑物荷載設計規(guī)范》DL5077-1997；

16）《水工建筑物抗震設計規(guī)范》SL203-97；

17）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001；

18）《水利水電工程制圖標準》SL73-95；

20）《水電站壓力鋼管設計規(guī)范》SL281-2003；

21）《水電水利工程工程量計算規(guī)定》DL/T5088-1999；

22）《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL62-94；

23）《水利水電工程進水口設計規(guī)范》SL285-2003；

24）《水電站廠房設計規(guī)范》SL264-2001；

25）《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》SL60-94；

26）《水利水電工程振沖處理地基技術(shù)規(guī)范》；

27）《公路工程技術(shù)標準》JTJ00197；

28）《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTJ041-89；

29）《公路路線設計規(guī)范》JTJ011-94；

30）《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》JTGD40-2002；

31）其它有關(guān)的法律、法規(guī)、條例和技術(shù)標準。

5.2壩型選擇

XX梯級壩址位于XX下游最末一個峽谷河段的南濱農(nóng)場紅河隊部附近。在可行性

研究報告中曾進行了土壩、面板堆石壩、碾壓碎重力壩等壩型的比選。根據(jù)可研階段

的審批意見，明確以當?shù)夭牧蠅螢榛緣涡汀１倦A段僅對土壩和砂面板堆石壩兩壩型

進一步論證。分別從地形地質(zhì)、工程布置、施工條件、工期、投資等方面進行方案比

較，最終選定壩型。

鋼筋碎面板壩屬n級高壩，要求面板壩趾板建于弱風化巖層上，趾板覆蓋層的開

挖量大，對施工圍堰防滲及基坑抽排水等要求較高且對工期有一定的影響，同時石料

場開采棄渣、堆渣及渣場占地均較多。雖然施工渡訊占有優(yōu)勢，但經(jīng)核算其投資比土

壩方案高，工期比土壩方案長。

土壩屬II級中壩，通過對地基及部分壩體采用填砂振沖筑壩，避免了壩基覆蓋層

的大開挖。施工能堤與土壩相結(jié)合，可不設防滲措施和基坑抽排水。土料大部分取自

庫區(qū)淹沒線以下，對環(huán)境影響相對較小。雖然土壩施工渡訊有一定的難度，但工期較

短，投資相對節(jié)省。

以下根據(jù)建壩條件對鋼筋混凝土面板壩方案和土壩方案進行綜合比較。

5.2.1建壩條件

5.2.1.1地形地貌

壩址河段兩岸山體雄厚，山頂高程均在150m以上，河谷形態(tài)呈左緩右陡不對稱

的“V”形谷。左岸地形上陡下緩，坡角15°?35°。右岸山坡自然坡角20°?40°，

局部有陡崖。壩址河床寬180m?240m,中間有一寬為80m?120m,長約540m的沙

洲，并且右岸距河邊150m?280m處有一天然婭口。壩址于正常蓄水位70.0m高程

處，河谷寬約500m。

5.2.1.2工程地質(zhì)

河床覆蓋層較厚，為6.5m?21m。覆蓋層上部。?5m為含卵（礫）石中粗砂，

左岸河床約30mxl00m區(qū)域內(nèi)有含淤泥質(zhì)粉細砂透鏡體層，表層厚約5.0m,較松散。

下部為含泥砂卵（礫）層夾少量蠻漂石，稍密狀，壓縮系數(shù)av=0.04?O.UMpa-i,屬

中偏低壓縮性土。

壩基巖石主要為燕山晚期斑狀二長花崗巖。壩址內(nèi)最發(fā)育的斷層為NEE-EW向

和NNE-NE向兩組，均為中陡傾，破碎帶寬度一般小于6mo其中相距10m?30m的

F2、F2-1兩條斷層，在河床中縱向穿過壩址，產(chǎn)狀25。~30。6￡/80。，構(gòu)造巖以糜棱

巖化碎裂花崗巖為主，并有硅化現(xiàn)象。

巖體風化有面狀風化和囊（槽）狀風化。壩址兩岸風化不均。河床一般為弱風化

~微風化巖石，沿順河向斷層兩側(cè)局部有強風化巖石，厚度小于5.5m。左岸全風化帶

下限埋深2.0m~9.0m,強風化厚0m~7.53m；右岸壩肩全風化帶下限埋深0m~7.0m,

強風化厚0m~4.6mo弱風化屬AHI類硬巖。相對抗水層頂板（3W0.3Lu、加。較大，

左岸為5m~33m,河床為9m~45m,右岸為6m~24m。全風化土Kz在Miucm/s以

內(nèi)，屬弱透水層。

根據(jù)中國水利水電科學研究院抗震研究中心2001年7月編制的《海南省xx水

利樞紐工程水庫誘發(fā)地震危險性評價研究報告》，結(jié)論為：庫壩區(qū)總體屬于弱震環(huán)境,

根據(jù)庫區(qū)的構(gòu)造、地層巖性條件及水文地質(zhì)條件等特征，將整個庫區(qū)劃分為二個庫段

（壩址一一椰莊農(nóng)場、稱I庫段、椰莊農(nóng)場一一庫尾、稱n庫段），分別評價其誘發(fā)

地震的可能性，誘震類型及可能的震級上限。通過宏觀類比，總體認為第I庫段存在

誘發(fā)構(gòu)造型水庫地震的可能，震級上限取4.0級，對壩址區(qū)的影響烈度均小于v度，

可能會對當?shù)鼐用駧硪欢ǖ挠绊?，但不致造成較大的破壞。

經(jīng)勘察及試驗分析，壩址區(qū)工程地質(zhì)條件相對簡單，采用相應工程措施后，具備

修建中等高度的攔河壩的工程地質(zhì)條件。

5.2.1.3天然建筑材料

壩址附近天然建筑材料儲量豐富、質(zhì)量較好、交通方便，可滿足修建當?shù)夭牧蠅?/p>

型的要求。溢洪道及導流建筑物的開挖亦有大量的土石方量，部分可用于填筑壩體。

可研階段對XX壩址上、下游各7.0km范圍內(nèi)的兩岸沿河地帶進行了普查，選擇

了壩址上游左岸的叢毛、壩上、卡把和壩址下游的抱古、高村、大茅等六個土料場進

行了普查?詳查勘察工作。各土料場均有簡易公路與壩址相通。其中叢毛、壩上兩個

土料場在水庫淹沒區(qū)范圍，應優(yōu)先考慮使用?？ò蚜蠄鲈谘蜎]線以上，但距壩址僅為

1?2km,土料容易上壩。本階段選擇了壩址上游左岸的叢毛、壩上和卡把三個料場

作為土壩主料場，抱古料場為備用料場。

三個主料場的土料由階地沖積土、殘坡積土和全風化土組成。叢毛及壩上料場位

于庫區(qū)左岸；卡把料場位于左壩肩附近。各土料場的儲量及特性見表5-7；土料的物

理力學參數(shù)見表5-8o

砂礫料主要有高村和xx溝料場，質(zhì)量和儲量均滿足設計要求。石料場位于左壩

肩高程為90?170m的卡把村附近，剝離層約110.7萬nA區(qū)內(nèi)有大片橡膠和灌木林

地。

5.2.1.4交通和施工布置

壩址處已有12km等外公路至南濱農(nóng)場，目前正在改建為三級公路。南濱農(nóng)場至

三亞44km大部分為二、三級公路，對外交通方便。

壩址范圍內(nèi)左岸沿河均有I級階地，場地較開闊，土石料均在左岸，有簡易公路

相通，施工布置條件較好。

5.2.2土壩方案

據(jù)地質(zhì)勘察，xx壩址附近土料充足，各料場土料的防滲指標不均，滲透系數(shù)多

在IXlO&m/s?IXloAm/s之間，不適合作為心墻防滲土料。若用其它材料作防滲

心墻，一需增加投資，二需增加工期，三不利于防洪渡汛斷面的施工。因此，均不予

考慮。而采用了“土質(zhì)防滲體分區(qū)壩”方案，即壩的中部和上游為土質(zhì)防滲體，斜坡

式排水道之后壩殼為透水性較大的填料。本階段在可研階段推薦的土壩方案基礎上,

進一步優(yōu)化后作為壩型比較方案之一，以下簡稱“土壩方案”。

1）可行性研究階段推薦的土壩方案

樞紐由擋水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物等主要建筑物組成。

泄水建筑物利用右岸婭口布置開敞式溢洪道，堰頂高程56.0m,泄槽寬度65.0m。

引水隧洞布置在左岸，隧洞出口接壓力鋼管，分岔后布置發(fā)電廠房。

擋水建筑物為土質(zhì)防滲體分區(qū)壩，壩頂高程76.50m,防浪墻頂高程77.70m,最

大壩高65.50m,壩頂寬度9m,壩頂長535m。上游壩坡分二級，邊坡自上而下分別

為1:2.75、1:3.0,上游45m高程是與圍堰結(jié)合的堆石平臺；下游壩坡分三級，邊坡

自上而下分別為1:2.5、1:2.75和1:3.0,30m高程以下是堆石排水棱體。壩體上游部

分是以花崗巖風化土填筑為主的防滲體，壩體下游部分采用風化巖和開挖石渣等透

水性較強的材料填筑。壩體基巖防滲采用帷幕灌漿，河床砂礫石壩基采用砂墻防滲。

河床壩基處理方式：上下游圍堰需進行防滲處理，基坑抽水后，振沖加密河床砂

礫石基礎，清基1~2m后，再填筑壩體施工碎防滲墻并進行河床基巖帷幕灌漿。該方

案施工工序較多，圍堰防滲的成功與否將直接影響工程工期。

2）初設階段優(yōu)化后的土壩方案

本階段優(yōu)化后的壩軸線與河道走向基本垂直。壩頂高程76.50m,防浪墻頂高程

77.70m,最大壩高65.50m,壩頂寬度9m,壩頂長535m。上游壩坡分四級，坡比自

上而下分別為1:3.0、1:3.0、1:3.25和1:3.25,上游20m高程是與圍堰結(jié)合的堆石平

臺;下游壩坡分四級，坡比自上而下分別為1:2.5、1:2.75、1:2.75和1:2.75,25m高

程以下是堆石排水棱體。壩體上游部分是以花崗巖風化土填筑為主的防滲體，壩體下

游部分采用風化巖和開挖石渣等透水性較強的材料填筑。壩體基巖防滲采用帷幕灌

漿，河床砂礫石壩基防滲采用碎防滲墻防滲。

河床壩基處理方式：先填筑上下游圍堰至20.0m高程，圍堰內(nèi)填砂高出水面，

進行振沖加密。然后在干地上進行壩體填筑，同時施工性防滲墻和帷幕灌漿。該方案

的主要特點是：壩基和部分壩體采用填砂振沖筑壩技術(shù)，土壩干地施工，圍堰與壩體

結(jié)合，上下游圍堰均不需防滲處理，不需進行基坑抽水，減少了防滲土料的用量；施

工相對簡單，縮短了工期；雖增加了振沖和佐防滲墻的工程量，但總投資相對節(jié)省。

本階段優(yōu)化后的土壩方案與可研階段的土壩方案工程量與費用比較見表5-llo

表5-11土壩方案工程量與費用表

項目單位本階段優(yōu)化的土壩方案可研推薦的土壩方案備注

土石方開挖萬nP14.9824.05

防滲土料填筑萬m3249.30273.0

風化巖及石渣填筑萬nP165.6178.0

振沖加密樁萬m17.168.83

碎防滲墻萬n?0.620.44

施工圍堰高噴板墻m2_____-1.03

圍堰土石填筑萬nP6.9433.62

干砌塊石萬nP0.413.61

相對增加料場占地畝180

工期3年2個月3年8個月

臨時工程費用萬元3763.86240

擋水壩工程費用萬元1863219807

5.2.3面板堆石壩方案

本工程壩址覆蓋層厚度6.5?21m,上部0?5m為含卵（礫）石中粗砂，較松散，

5m以下為含泥砂卵（礫）石層夾少量蠻漂石，稍密狀。以該壩址的工程地質(zhì)條件,

不適合采用碎防滲墻與面板壩趾板相連接的方式，其原因是河床砂礫石表層5m及

5m以下都不適合作高面板堆石壩的趾板基礎，若對砂礫石層進行處理，采用防滲墻

與趾板連接的面板壩方案從投資到工期都遠大于和長于趾板置于弱風化巖上部的面

板堆石壩方案。因此，選擇趾板布置在弱風化巖上部的碎面板堆石壩方案為另一壩型

比較方案，以下簡稱“砂面板壩方案”。

碎面板堆石壩方案的壩軸線位置與土壩方案相同，樞紐布置型式亦與土壩方案

相似，由攔河壩、溢洪道、引水隧洞等建筑物組成。利用右岸婭口布置開敞式溢洪道，

孔口尺寸、泄水道長度和寬度及下泄量與土壩方案相同。左岸引水道和電站廠房的布

置與土壩方案布置相似。

擋水建筑物為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程78.00m,防浪墻頂高程79.20m,

最大壩高87.2m,壩頂寬7.5m,壩頂長度623.00m。壩的上、下游坡均取1:1.4。上

游鋼筋碎面板厚度沿高程變化，按式T=0.3+0.003Hm確定。面板沿壩軸線按12m寬

分縫，板內(nèi)設雙向鋼筋。趾板厚度0.6m,寬4?6m,以弱風化巖面為建基面，趾板

跨越河床斷層部位設置碎塞。攔河壩以碎面板為防滲體，在其下游依次為墊層區(qū)、過

渡層區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)和下游面大塊石護坡。墊層區(qū)和過渡層區(qū)的水平寬度

分別為3m和4m。為減少河床砂礫層變形對面板的不利影響，趾板下游三分之一壩

基底寬的覆蓋層全部清除，下游三分之二壩基則清除表面5m的松散覆蓋層。

面板壩方案施工采用一次斷流，采用上下游土石圍堰和高噴板板防滲的施工方

法。圍堰不能與壩體結(jié)合，抽水及基坑開挖工作量較大，工期較長。圍堰防滲效果將

直接影響基礎施工質(zhì)量和工期長短。

5.2.4壩型方案比較

1）地形條件和工程布置：

壩址右岸天然城口地形同樣有利于土壩和面板堆石壩對溢洪道的布髻故二壩

型方案工程布置大致相同。另外布置引水道、發(fā)電廠房和渠首的地形條1十比近似相

等。

2）工程地質(zhì)條件：

深覆蓋層及順河向斷層是本擋水壩主要工程地質(zhì)問題。壩址區(qū)最發(fā)育的順河斷

層是以F2、F2-1、F29為代表有北北東向~北東向的斷層組，其破碎帶寬為3m~6m,

走向25°~50°,傾向南東，傾角70°~85°。壩基順斷層防滲處理方法二種壩型基

本相同，均以帷幕灌漿為主。斷層處的壩基結(jié)構(gòu)處理二方案各不相同，土壩相對簡單,

面板壩趾板基礎對斷層處理要求較高。鋼筋碎面板壩趾板以弱風化巖為建基面，需對

開挖面上的斷層進行逐條處理，挖破碎帶和軟弱層置換碎，進行固結(jié)灌漿，并挖除底

部一半以上的覆蓋層。土壩壩基防滲采用碎防滲墻，遇軟弱巖層往下加深防滲墻即

可，不用挖除斷層破碎帶，不需大開挖覆蓋層。土壩方案更易適應本壩址的工程地質(zhì)

條件。

3）天然建筑材料條件：

經(jīng)勘察，當?shù)赝亮?、石料的?shù)量和質(zhì)量均可滿足土壩方案和面板壩方案的設計需

要。本階段查明，庫區(qū)內(nèi)淹沒線70.0m以下的叢毛、壩上土料場防滲土料有用層儲

量230萬n?以上，卡把土料場防滲料儲量近400萬m3以上，土壩方案所需防滲土

料總量僅為249萬n?,土壩方案優(yōu)先開采庫區(qū)土料，其儲量已接近設計用量，這樣

可減少對生態(tài)環(huán)境的影響和對農(nóng)用田地的征用。石料場位于左岸90m?170m高程的

卡把土料場西段，儲量500萬n?以上，質(zhì)量較好，但區(qū)內(nèi)為大片灌木林和橡膠林,

剝離層棄方達110萬nP以上，面板壩方案需在左岸另找一個110萬n?田卜的棄渣

場，占用相對較多的林地。

4）施工條件：

土壩方案最大壩高為65.50m,屬中壩，本階段采用的施工方案結(jié)合壩基處理，

不做圍堰防滲，不需進行基坑抽水，不開挖基坑，上下游圍堰與土壩結(jié)合為一體，施

工相對簡單，工期較短，施工費用較少；鋼筋碎面板堆石壩方案最大壩高為87.20m,

屬高壩，趾板基礎需要挖至弱風化巖面下，需設上下游防滲圍堰，進行基坑開挖并需

基坑抽水，上游圍堰無法與壩體結(jié)合，鋼筋碎面板及趾板施工較為復雜，施工費用相

對大于土壩。雖然面板壩在施工渡汛方面優(yōu)于土壩方案，但土壩方案可利用溢洪道控

制段基底高程較低的特點，提前開挖溢洪道和引水隧洞并進行局部襯砌，這樣溢洪

道、引水隧洞、導流洞可同時進行汛期導流，渡汛亦有較高的安全保證。

5）施工期限：

土壩方案工期為3年2個月，碎面板堆石壩方案工期為3年8個月。

6）工程量及投資：

土壩方案由于上下游圍堰大部分可與壩體相結(jié)合，下游壩體利用部分導流洞、輸

水洞和溢洪道等的棄渣，壩基覆蓋層不需挖除，節(jié)省圍堰防滲及基坑抽水費用，土壩

方案的大壩工程投資為18632萬元。鋼筋碎面板堆石壩方案上游圍堰無法與壩體結(jié)

合，趾板基礎需開挖至弱風化巖面，開挖量較大，隧洞及溢洪道棄渣可用于上壩的料

較少；由于壩頂增高溢洪道控制段和引水道進水口相應加高，工程量也有增加，面板

壩方案的大壩工程投資為21663萬元。

7）環(huán)境影響：

土壩方案防滲料多數(shù)可采自庫區(qū)淹沒線以下的叢毛、壩上土料場，壩后風化料亦

可大部分取自庫區(qū)。沿庫區(qū)左岸已有簡易公路連接叢毛、壩址料場至壩址，土料開采

運輸方便，料場表層棄渣可直接堆放于庫內(nèi)稍作保護，不需另找渣場占用耕地和林

地，土壩方案對環(huán)境影響較小；面板壩方案石料取自左岸的卡把石料場，料場林地面

積0.5km2,石料表層剝離層達110.7萬n?,面板壩壩基開挖棄渣129.6萬nA溢洪

道土方棄渣55萬n?,需征用較多的農(nóng)田和林地作為棄渣場，面板壩方案對生態(tài)環(huán)境

的不利影響大于土壩方案，林地恢復費用亦高于土壩方案。

5.2.5壩型選擇

經(jīng)以上方案綜合比較，土壩方案土料多數(shù)可在庫區(qū)淹沒線以下取得；由于石料場

剝離層體積達110.7萬nA采用土壩方案時可利用其80%筑壩，采用面板堆石壩時

需另設棄渣場；二者施工條件各有優(yōu)劣，雖然施工渡汛上面板壩占優(yōu)，但工期和施工

費用上土壩方案優(yōu)勢較多；從工程投資上比，土壩方案少于鋼筋碎面板堆石壩方案

3031萬元；結(jié)構(gòu)上相比，土壩方案較面板壩方案更適合于本工程壩基地質(zhì)條件；從

環(huán)境影響上比，土壩料源多來自庫區(qū)，對環(huán)境影響較小，面板壩料位于林區(qū)，并有大

量棄渣，需征用耕地或林地用作棄渣場，面板壩對環(huán)境不利影響較土壩大。因此，選

擇土壩方案為本樞紐的推薦壩型。

表5-12壩型方案比較表

型

土壩方案面板堆石壩方案備注

右岸婭口地形有利于布置

地形條件對布置有利但深

泄洪建筑物，河床覆蓋層

地形地質(zhì)覆蓋層對趾板基礎有較大

6.5?19.5m。深覆蓋層對土

影響。

壩基礎無大影響。

左岸引水洞，右岸溢洪道，

布置同土壩方案。趾板基礎

布置合理。采用殮防滲墻方

工程布置及基礎處理需置于弱風化巖面，并需對

案，壩基覆蓋層僅作表層振

斷層進行處理，較復雜。

沖處理。

當?shù)赝亮腺|(zhì)量及數(shù)量均可當?shù)厥腺|(zhì)量及數(shù)量均能

天然建材滿足設計要求，70%的土料滿足設計要求，石料剝離層

來自庫區(qū)。110萬m，

施工布置方便，施工技術(shù)難

施工簡單，土料運距較近，

施工條件度大于土壩方案。需設防滲

開采方便，圍堰不防滲

圍堰，并進行基坑抽水

工期3年2個月3年8個月

臨時工程費3763.8（萬元）6728.2（萬元）

大壩主體工程費18632（萬元）21663（萬元）

結(jié)論惟薦土壩方案

表5-13壩型方案工程量表

土壩方案面板堆石壩方案備注

引水道、

項目單位溢洪引水道、

土壩面板壩溢洪道廠房、渠

道廠房、渠首

首

明挖土石方萬

15.7110.35.48129.6110.35.50

m3

洞挖石方萬

//0.57//0.58

m3

混凝土澆筑萬

1.6512.011.215.2512.081.29

m3

土方填筑萬

4145.371.6105.371.61

m3

土石方填筑萬

11.6//250//

n?

鋼筋、鋼材t522.72674184.31998.72674184.5

金屬結(jié)構(gòu)t/1172323/1172323

反濾、墊層萬

18.20.12/25.40.12/

m2

棄渣量萬

15.733.15.48240.355.15.5

m3

工程投資萬兀18632.38603812.421663.38603812.4

其它略略略略略略略

靜態(tài)總投資萬元7884581876

5.3壩址和壩線選擇

5.3.1壩址選定

可行性研究階段曾在XX下游峽谷河段選擇了XX村和紅河連部兩河谷，分別定

為上壩址和下壩址進行比較。按水利部有關(guān)審批文件，同意下壩址為選定壩址。

5.3.2壩線選擇

下壩址右壩肩地形較窄，受地形條件限制，壩線調(diào)整變化的余地不多。主要是按

樞紐布置的需要，以工程布置合理、工程量較省為目的，擬定兩條壩線進行比較，并

以土壩方案為代表壩型，通過工程量和投資等方面分析比較。

壩線I控制坐標為:左端x=39296.053,y=81127.878,右端x=39584.138，

y=80637.463。（見圖ND-3G-11）壩線H控制坐標為：左端x=39286.346,y=81114.196,

右端x=39544.583,y=80615.389o（見圖ND-3G-13）兩壩線工程地質(zhì)條件無明顯差

異，可視為相同；兩方案的溢洪道、引水道、電站廠房位置均完全相同，樞紐布置基

本相同；兩方案施工條件、工期及運行條件均相同；壩線I的壩頂長度為535m,壩

線II的壩頂長度為540m,兩者相差5m。

壩線I的特點是：壩頂長度較短，防滲線也相對短，樞紐布置緊湊，投資相對節(jié)

??；壩線H的特點是：壩軸線退后布置，增大了上游左右兩側(cè)壩坡腳線到引水道進口

距離和到溢洪道進口的距離，相對減少它們相互施工干擾，但同時使下游坡腳線緊靠

電站廠房，增加了廠房的施工干擾，延長了防滲線長度和壩頂長度。

從壩線方案布置圖可知，兩壩線從地形、地質(zhì)、樞紐布置、施工及運行條件、施

工期限等方面均無實質(zhì)性差異，僅土壩壩體和基礎防滲軸線長度的工程量略有差別,

采用壩線I可節(jié)省投資約200萬元。因此本階段選擇壩線I為推薦壩線。

表5-14壩線方案工程量表

項目單位壩線方案I壩線方案II備注

明挖土石方萬15.715.7

混凝土澆筑萬nP1.6531.665

土石方填筑萬m3425.6432.2

鋼筋、鋼材t522.7522.7

金屬結(jié)構(gòu)t11721172

土壩工程投資萬元18653.618852.8

帷幕灌漿造孔/灌漿m24129/1858525576/19700

其它略略相同不列出

5.4擋水與泄水建筑物規(guī)模選擇

根據(jù)以上選定的壩型壩線，初擬不同的堰頂高程和堰寬，與相應的壩高進行綜合

比較，分析工程量、投資及運行條件，選擇合理且較經(jīng)濟的溢流堰頂高程、堰寬及壩

頂高程，以確定擋水與泄水建筑物的基本規(guī)模。

本樞紐的泄水建筑物布置在右岸垃口，溢流堰及泄槽結(jié)合坡口鞍部地形以弱風

化巖為建基面進行布置，以盡量減少溢洪道巖石開挖及碎量，相應泄洪對壩頂高程的

要求等進行綜合比較。

5.4.1方案擬定

根據(jù)選定壩址的地形地質(zhì)條件，右岸城口天然地形是布置開敞式溢洪道的理想

場地。為此，擋水與泄水建筑物規(guī)模選擇初步以天然城口為溢洪道基本尺寸，再分別

考慮堰頂高程不變，擴寬或縮窄溢洪道的方案進行比較，選出合理溢洪道寬度后，在

此基礎上進行等溢流寬度不同堰頂高程的方案比較，最終選定合理的溢洪道規(guī)模尺

寸及相應壩高。方案1?方案6主要參數(shù)詳見表5—15。

1)溢流堰頂高程不變，比較孔口尺寸及壩頂高程

首先以溢洪道堰頂高程56.0m,分別擬定方案1(5X12m),方案2(4X14m),

方案3(3X16m),相應壩高分別為76.10m,76.50m,77.51m。從溢洪道單寬流量看，

方案2適中，方案3最大，方案1比方案2略?。粡耐顿Y上看方案2最??；從壩高

看，方案1低于方案2僅40cm,方案3高于方案2有1.01m；綜合分析，初步選出

堰頂高程56.0m,閘孔尺寸4X14.0m的方案2,進行下一輪溢洪道寬度及閘孔數(shù)不

變的方案比較。

2）溢洪道閘孔尺寸不變，比較堰頂及壩頂高程

以閘孔尺寸4義14.0m不變，分別對方案4、方案2、方案5進行比選，堰頂高

程分別為55.0m、56.0m、57.0m,相應壩頂高程分別為75.90m,76.50m,77.10m。

從工程量、投資、單寬流量綜合分析，閘孔尺寸4X14.0m,堰頂高程56.0m,壩頂高

程76.5m的方案2亦是較合理方案。

3）壩頂高程不變，分析溢洪道閘孔尺寸及堰頂高程

當壩頂高程76.5m,溢流堰頂高程56.0m高程不變時，溢洪道控制閘孔口尺寸分

別為4X14.0m、5X11.3m,3X18.70m,從閘門運行到工程投資等方面分析，閘孔為

4X14m方案相對合理。

當壩頂高程76.5m不變，堰頂和閘孔尺寸同時變化時，相對合理并節(jié)省的方案

仍然是4X14.0的方案2。

4）考慮運行的方案比選

根據(jù)本階段初步擬定的水庫調(diào)度運行方式，6月?9月的防洪限制水位是58.45m,

考慮到在每年6月?9月時將閘門全部開啟既方便運行，又可以進行閘門檢修。6?

9月汛期無論來任何洪水，均可不必操作閘門，節(jié)省人力，方便調(diào)度。故提出溢流壩