羊槽水库枢纽的建筑物选型分析范文

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摘要:针对目前水库枢纽工程设计选用建筑物过程中存在的问题，文章以实际工程项目为例，分析了水库枢纽工程建筑物的选型要点，并提出了水库枢纽建筑物坝型比选控制的合理性，满足工程项目的施工建设需求，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

关键词:羊槽水库;建筑物选型;C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝;合理性

0引言

水库枢纽工程，作为保护地区进行现代化经济建设成果的关键，其建设使用的安全可靠性直接决定了地区经济发展的可持续性。然而，受水库工程建设规模日趋扩大与所处地区地质条件的复杂性影响，使建筑物选型的适用性降低，无法达到工程建设的目标要求。为此，相关建设者应从实践角度出发，即在明确所处地质条件的情况下，综合分析建筑物所处的环境，进而提升建筑物建设的质量效果。

1工程概况

羊槽水库工程位于三都县周覃镇水东村境内，所处流域为珠江流域柳江水系水东河右岸支流水雅河上游。根据工程项目建设的综合利用需求，即以农村供水及灌溉为主的综合性水利工程，对建筑物建设使用的适用性进行分析，以在下放环境用水的前提下，达到P=95%农村供水量为27.56万m3，P=80%灌区供水量120.21万m3。

2羊槽水库枢纽建筑物的选型要点

本水库枢纽建筑工程的设计选型阶段，相关人员应根据相关管理部门制定的规范标准，在结合地勘工作的情况下，对坝址进行适应性分析。为提高建坝河段的适宜性，应在上游河段的母坡以上修建成库，在其水雅河右岸支流修建引水坝引水至羊槽水库，满足其工程规模要求。此外，经勘察结果显示，坝址河谷为基本对称的“V”型横向谷，左、右岸地形坡角上缓下陡，左岸778－850m坡度较陡为35°－50°，850m以上坡度多为20°－35°;右岸778－835m坡度为35°－40°，835m以上为15°－25°。正常蓄水位805m时，河谷宽66.5m，宽高比较小，为2.6，从地形、地质条件来看，坝址应从拱坝、重力坝和面板堆石坝，3种坝型中进行选择。根据推荐坝址岩性构造条件，分析3种坝型存在的工程地质问题进行分析评价，选择最适宜的坝型作为本阶段的研究坝型［1］。1)拱坝。坝址河谷呈基本对称“V”型横向谷，岩层倾向N52°W、倾角45°，倾上游略偏左岸，河床平缓，无跌坎、深潭发育，两岸山体雄厚，左、右岸地形坡角上缓下陡，左岸高程778－850m坡度较陡为35°－50°，高程850m以上坡度多为20°－35°;右岸高程778－835m坡度为35°－40°，高程835m以上为15°－25°。未发现滑坡、滑塌等迹象，左、右岸为斜向坡，自然坡体稳定。河床高程778－779m，正常蓄水位时谷口宽66.5m，宽高比2.6。两岸坡地形完整，根据现场地质调查，自然边坡稳定。地形相对狭窄，两岸山体厚实，坝肩岩体强度较高，地形地质条件适宜新建拱坝［2］。2)重力坝。坝址河谷呈基本对称“V”型横向谷，岩层倾向N52°W、倾角45°，倾上游略偏左岸，河床平缓，无跌坎、深潭发育，两岸山体雄厚，左、右岸地形坡角上缓下陡，左岸高程778－850m坡度较陡为35°－50°，高程850m以上坡度多为20°－35°;右岸高程778－835m坡度为35°－40°，高程835m以上为15°－25°。未发现滑坡、滑塌等迹象，左、右岸为斜向坡，自然坡体稳定。河床高程778－779m，正常蓄水位时谷口宽66.5m，宽高比2.6。两岸坡地形完整，根据现场地质调查，自然边坡稳定。地形相对狭窄，两岸山体厚实，坝基、肩岩体强度较高，地形地质条件对新建重力坝无制约条件。3)面板堆石坝。坝址河谷呈基本对称“V”型横向谷，岩层倾向N52°W、倾角45°，倾上游略偏左岸，河床平缓，无跌坎、深潭发育，两岸山体雄厚，左、右岸地形坡角上缓下陡，左岸高程778－850m坡度较陡为35°－50°，高程850m以上坡度多为20°－35°;右岸高程778－835m坡度为35°－40°，高程835m以上为15°－25°。未发现滑坡、滑塌等迹象，左、右岸为斜向坡，自然坡体稳定。河床高程778－779m，正常蓄水位时谷口宽66.5m，宽高比2.6。两岸坡地形完整，根据现场地质调查，自然边坡稳定。地形相对狭窄，两岸山体厚实，坝基、肩岩体强度较高，地形地质条件能满足新建面板堆石坝的要求［3］。

3羊槽水库枢纽的建筑物坝型比选

3.1地形、地质条件比较推荐坝址河谷为基本对称的“V”型横向谷，左、右岸地形坡角上缓下陡，左岸778－850m坡度较陡为35°－50°，850m以上坡度多为20°－35°;右岸778－835m坡度为35－40°，835m以上为15°－25°。未发现滑坡、滑塌等迹象，左、右岸为斜向坡，自然坡体稳定。河床高程778－779m，正常蓄水位时谷口宽71.66m，宽高比2.4;下伏基岩为C1y1深灰色、灰黑色中厚层灰岩夹灰黑色泥质灰岩、泥灰岩，为中硬岩，强风化岩体分化破碎、溶蚀较为严重，弱风化岩体承载较高，抗变形能力较好，能满足刚性坝及柔性坝的承载和变形要求;坝址处岩层倾向N52°W、倾角45°，倾上游略偏左岸，河谷基本为横向谷。正常蓄水位805m时河谷宽66.5m，宽高比较小，为2.6，从地形、地质条件来看，坝址适宜拱坝、重力坝和面板堆石坝坝型［4］。

3.2建筑材料比较C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝、面板堆石坝和重力坝均能充分利用当地丰富的优质石料资源，对减少水泥用量降低坝体水化热温升有明显优势。从建材方面考虑，C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝、混凝土面板堆石坝和碾压混凝土重力坝均能满足要求［5］。

3.3枢纽布置比较从枢纽布置上分析，本枢纽需要设置泄洪、放空、引水等建筑物。因所选坝址为基本对称的“V”型横向谷，河床较窄，河床高程778－779m，正常蓄水位时谷口宽71.66m，宽高比2.4，分期导流时导流不易布置，施工干扰大，碾压混凝土重力坝方案可以利用坝体做成溢流坝，坝内也可设置放空、引水孔洞，枢纽建筑物布置因地制宜、合理紧凑、但施工导流时需分段施工，施工干扰大。C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝可以利用坝体作成溢流坝，因C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝坝体较薄，不宜分段施工，故不采取分段施工导流，采取一次拦断河流，采用导流隧洞导流，导流隧洞后期改造作为取水建筑物，对坝体施工干扰小，因此C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝结合地形条件，便于施工，施工干扰性小，面板堆石坝的枢纽布置，虽然坝体充分利用了当地丰富的石料资源，但坝身不能解决放空、取水引水设施的布置，需另辟途径，要在两岸山体另设相应建筑物，且两岸山体陡峭，无低矮亚口，两岸边布置溢洪道较困难，需从坝顶溢流，增加坝体危险系数。因此，就枢纽布置、运行管理、施工干扰而言，C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝都优于碾压混凝土重力坝和面板堆石坝［6］。

3.4施工条件、施工工艺比较从施工导流角度来看，由于工程所选坝址为基本对称的“V”型横向谷，河床较窄，河床高程778－779m，正常蓄水位时谷口宽71.66m，宽高比2.4，分期导流时导流不易布置，施工干扰大，因此，重力坝可利用坝体进行分期导流控制。但因河床较窄，分期导流的施工干扰大且C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝坝体较薄，不宜分段施工，因此，不可采用分段施工导流作业。此外，工程建设者还应采取一次拦断河流与导流隧洞导流，并在导流隧洞后期改造作为取水建筑物，继而降低对坝体的施工干扰。值得注意的是，面板堆石坝应采用导流隧洞导流，在施工导流方面砌石拱坝与面板堆石坝相当，在一定程度上优于重力坝［7］。C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝施工机械化程度较高、进度较快，因采用砌块石，不受温控影响，且坝体方量最小;面板堆石坝要求机械化程度高，施工工艺流程较简单，坝体填筑工程量大，坝体方量最大;碾压混凝土石重力坝施工机械化程度也较高、进度较快，且不受坝体温控影响，坝体方量次之。因此，从施工工艺而言，C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝优于C15混凝土重力坝与面板堆石坝。

3.5工程量及投资比较将三种坝型落于实践的工程量及投资经济技术运用进行比较，C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝建筑部分投资2095万元，C15碾压混凝土重力坝建筑部分投资3302万元，面板堆石坝建筑部分投资2981万元，C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝最优。从以上几点分析对比内容可以看出3种坝型在技术上不存在制约条件，枢纽布置上C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝与C15碾压混凝土重力坝相当，条件较优，面板堆石坝较差，施工总体布置及进度抗干扰方面C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝最优，工程量及投资经济效益上C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝最优。因此，羊槽水库枢纽建筑物的坝型选择建议采用C15混凝土砌块石抛物线双曲拱坝，以提高工程建设使用的安全可靠性。

4结语

综上所述，水库枢纽建筑物坝型选用的合理性，关乎工程建设使用的质量效果。为使坝型的设计运用达到预期价值，相关人员应综合多方面因素，如工程量、投资、施工条件、施工工艺、枢纽布置以及建筑材料等，通过对优选出来的若干坝型进行比选。如此，设计确定的水库枢纽建筑物坝型，就能满足整个工程项目的施工建设需求。

参考文献:

［1］杨秀东.岩门子水库枢纽平面布置及泄洪建筑物设计［J］.水电与新能源，2018，32(03):35－37，43.

［2］孔令梅.浅析荔波县拉寨水库枢纽坝型比选［J］.广东水利水电，2017(11):39－41.

［3］廖培平.水库工程建筑物枢纽布局及施工方法［J］.陕西水利，2017(S1):174－182.

［4］贾峰.尖山子水库枢纽及主要建筑物设计综述［J］.黑龙江水利科技，2017，45(03):55－56，86.

［5］张林.月潭水库枢纽工程泄洪建筑物优化设计［J］.工程与建设，2017，31(01):56－57，60.

［6］鲍海霞.水库枢纽建筑物方案优化比选研究［J］.科技风，2016(17):238.

［7］王文昌.小型水库溢洪道控制段宽顶堰水力计算图解法［J］.四川水泥，2015(05):172.

作者：黄天江单位：贵州拓土资源开发有限公司