工程布置及建筑物

5工程布置及建筑物

5.1設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》(DL5021-93),相關(guān)專業(yè)規(guī)范、技

術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和可行性研究階段的審批、審查意見，是初步設(shè)計(jì)階段的主要設(shè)計(jì)依據(jù)。

5.1.1工程等別及建筑物級(jí)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(biāo)開發(fā)綜合利用

工程。根據(jù)可研審批的建設(shè)規(guī)模，水庫(kù)總庫(kù)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(wàn)畝。依照GB50201-94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及SL252-2000《水利水電工

程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，以水庫(kù)總庫(kù)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(jìn)水口為2級(jí)建筑物，引水隧

洞和發(fā)電廠房、溢洪道進(jìn)水渠導(dǎo)墻及泄槽側(cè)墻等次要建筑物為3級(jí)建筑物，臨時(shí)建

筑物為4級(jí)建筑物。

主要建筑物土石壩防洪標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

5.1.2設(shè)計(jì)基本資料

5.1.2.1工程任務(wù)

XX水利樞紐是XX省南部水資源調(diào)配的重點(diǎn)工程，其建設(shè)任務(wù)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(shè)計(jì)洪水成果見表5-2；

建庫(kù)后各級(jí)頻率洪水成果見表5-3o

表5-1xx水庫(kù)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(shè)計(jì)洪水成果表(天然)

各級(jí)頻率(％)設(shè)計(jì)值

項(xiàng)目

0.05123.335102050

Qm(m3/s)151009070772069305920459032901680

表5-3建庫(kù)后壩址斷面設(shè)計(jì)洪水成果表

水庫(kù)水位庫(kù)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(kù)特征水位

正常蓄水位：70.00m

設(shè)計(jì)洪水位(P=l%)：70.73m,相應(yīng)庫(kù)容4.05億nA

校核洪水位(P=0.05%)：74.58m,相應(yīng)庫(kù)容4.68億nf。

防洪限制水位：58.45m(主訊期6—9月)，相應(yīng)庫(kù)容2.43億nP。

死水位：33.00m,死庫(kù)容0.43億nA

5.1.2.4泥沙

壩址多年平均輸沙量17.8萬(wàn)t,推移質(zhì)3.56萬(wàn)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(fēng)速與吹程

風(fēng)向：旱季東或東北，雨季西或西南；

最在風(fēng)力：12級(jí)以上；

年平均臺(tái)風(fēng)頻率3次；

59年?98年間實(shí)測(cè)極大風(fēng)速40m/s（ENE）；

多年平均風(fēng)速2.6m/s；

多年平均最大風(fēng)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(dòng)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(guó)家地震局1987年共同簽發(fā)的水電水規(guī)字第55號(hào)文及2001年

中國(guó)水利水電科學(xué)研究院對(duì)本樞紐進(jìn)行地震基本烈度復(fù)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(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，本工程采用抗震設(shè)

計(jì)烈度為6度。

5.1.2.7地基特性及設(shè)計(jì)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(shí)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(zhǎng)花岡巖，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

河床部位一般為弱風(fēng)化巖體。全強(qiáng)風(fēng)化帶沿?cái)鄬踊蚓植炕鶐r表層分布。兩岸風(fēng)化不

均，全強(qiáng)風(fēng)化層厚1m?15m,左岸局部達(dá)20m。

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

壩基設(shè)計(jì)參數(shù)見表5-4o

表5-4壩基地質(zhì)參數(shù)建議值

抗剪強(qiáng)

允許承載變形模滲透系開挖坡比

密度P允許度

密實(shí)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(shí)，含泥砂卵

1.90>300>40500.20351:1.25

石

全風(fēng)化帶1.70-1.85150~2000.51:1.27:1.5

長(zhǎng)強(qiáng)風(fēng)化帶400?7003X10，1:0.75?1:1

花

2000-

崗弱風(fēng)化帶2.676XIO31:03-1:0.5

3000

巖

擬采用xx溝砂礫料場(chǎng)的砂礫料作壩基振沖料，該料場(chǎng)砂的平均粒徑為0.60?

0.71mm,細(xì)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(jí)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(zhǎng)花崗巖，巖體完整性較差。溢洪道進(jìn)口及泄槽段風(fēng)化層厚，對(duì)高邊坡開挖段需進(jìn)行

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

幕灌漿，對(duì)斷層破碎帶進(jìn)行置換處理。

溢洪道地基相關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)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(xué)指標(biāo)表

抗剪（斷）強(qiáng)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(fēng)

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(qiáng)風(fēng)

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(fēng)化帶強(qiáng)風(fēng)化帶弱風(fēng)化帶微風(fēng)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(jìn)出口處于全強(qiáng)風(fēng)化帶，洞身主要在弱微透水的弱風(fēng)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)。基礎(chǔ)地層全、強(qiáng)風(fēng)化層較薄，基礎(chǔ)可利

用弱風(fēng)化巖體，對(duì)斷層破碎帶進(jìn)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(hù)。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(shè)計(jì)參數(shù)

1）土料

本工程選用土料場(chǎng)有叢毛、壩上、卡把、抱古、高村、大茅共六個(gè)土料場(chǎng)，均有

簡(jiǎn)易公路與壩址相通。初設(shè)階段重點(diǎn)對(duì)叢毛、壩上、卡把三個(gè)料場(chǎng)針對(duì)土料有用層的

儲(chǔ)量及質(zhì)量進(jìn)行了補(bǔ)充勘查。叢毛料場(chǎng)位于庫(kù)區(qū)左岸，距壩址4.6km?6.75km,高

程15m~55m,長(zhǎng)條形分布，長(zhǎng)約2km,以花崗巖風(fēng)化土為主，土層厚度均大于3m。

壩上料場(chǎng)位于庫(kù)區(qū)左岸，距壩址1km?4km,高程14.0m?35.0m,長(zhǎng)條形分布，±

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

風(fēng)化土?？ò蚜蠄?chǎng)位于左壩肩東南方向1?2km,高程140m?170m,主要以花崗巖

風(fēng)化土為主。

各土料場(chǎng)的儲(chǔ)量及物理力學(xué)特性見表5-70

表5-7xx土壩土料儲(chǔ)量特性表

無(wú)用層

距壩址有用層儲(chǔ)量（萬(wàn)m3）

料場(chǎng)料場(chǎng)面積地面高程方量

距離

名稱（萬(wàn)nP）（m）（萬(wàn)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(jì)96.80620.55215.31

各土料場(chǎng)土料物理力學(xué)指標(biāo)見表5-8o

土料設(shè)計(jì)采用指標(biāo)見表5-9o

表5-8xx水庫(kù)土壩料場(chǎng)土工試驗(yàn)匯總表

表5-9土料物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)采用值表

項(xiàng)目單位防滲土料強(qiáng)風(fēng)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(yīng)力

C

ukPa53.575.0

強(qiáng)度

6cuo17.633.1

CcukPa26.311.0

有效應(yīng)0'cuo21.940.4

力強(qiáng)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(gè)砂

礫料場(chǎng)，儲(chǔ)量分別為：高村料場(chǎng)143.34萬(wàn)n?,xx料場(chǎng)80.77萬(wàn)nP,砂礫近似各半。

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

3）石料

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

有用儲(chǔ)量546萬(wàn)n?。物理力學(xué)參數(shù)見表5-10。

表5-10卡把石料場(chǎng)物理力學(xué)參數(shù)表

極限抗壓強(qiáng)度

取樣深度風(fēng)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(fēng)化2.662.67201.5240.80.831.008

Z210.77—12.3弱風(fēng)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(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》DL5021-93；

2）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94；

3）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》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(shè)計(jì)規(guī)范》SL253-2000；

7）《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001；

8）《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL228-98；

9）《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》SL279-2002；

10）《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》SL266-2001；

11）《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ20-78；

12）《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SL/T191-96；

13）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范》DL5077-1997；

16）《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)》SL73-95；

20）《水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范》SL281-2003；

21）《水電水利工程工程量計(jì)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(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》SL285-2003；

24）《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》SL264-2001；

25）《土石壩安全監(jiān)測(cè)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(biāo)準(zhǔn)》JTJ00197；

28）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTJ041-89；

29）《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ011-94；

30）《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD40-2002；

31）其它有關(guān)的法律、法規(guī)、條例和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5.2壩型選擇

XX梯級(jí)壩址位于XX下游最末一個(gè)峽谷河段的南濱農(nóng)場(chǎng)紅河隊(duì)部附近。在可行性

研究報(bào)告中曾進(jìn)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(dāng)?shù)夭牧蠅螢榛緣涡汀１倦A段僅對(duì)土壩和砂面板堆石壩兩壩型

進(jìn)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(jìn)行方案比

較，最終選定壩型。

鋼筋碎面板壩屬n級(jí)高壩，要求面板壩趾板建于弱風(fēng)化巖層上，趾板覆蓋層的開

挖量大，對(duì)施工圍堰防滲及基坑抽排水等要求較高且對(duì)工期有一定的影響，同時(shí)石料

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

壩方案高，工期比土壩方案長(zhǎng)。

土壩屬II級(jí)中壩，通過對(duì)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(shè)防滲措施和基坑抽排水。土料大部分取自

庫(kù)區(qū)淹沒線以下，對(duì)環(huán)境影響相對(duì)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(duì)節(jié)省。

以下根據(jù)建壩條件對(duì)鋼筋混凝土面板壩方案和土壩方案進(jìn)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(duì)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(zhǎng)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(xì)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(zhǎng)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(fēng)化有面狀風(fēng)化和囊（槽）狀風(fēng)化。壩址兩岸風(fēng)化不均。河床一般為弱風(fēng)化

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

下限埋深2.0m~9.0m,強(qiáng)風(fēng)化厚0m~7.53m；右岸壩肩全風(fēng)化帶下限埋深0m~7.0m,

強(qiáng)風(fēng)化厚0m~4.6mo弱風(fēng)化屬AHI類硬巖。相對(duì)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(fēng)化土Kz在Miucm/s以

內(nèi)，屬弱透水層。

根據(jù)中國(guó)水利水電科學(xué)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(kù)誘發(fā)地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究報(bào)告》，結(jié)論為：庫(kù)壩區(qū)總體屬于弱震環(huán)境,

根據(jù)庫(kù)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(gè)庫(kù)區(qū)劃分為二個(gè)庫(kù)段

（壩址一一椰莊農(nóng)場(chǎng)、稱I庫(kù)段、椰莊農(nóng)場(chǎng)一一庫(kù)尾、稱n庫(kù)段），分別評(píng)價(jià)其誘發(fā)

地震的可能性，誘震類型及可能的震級(jí)上限。通過宏觀類比，總體認(rèn)為第I庫(kù)段存在

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

可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)一定的影響，但不致造成較大的破壞。

經(jīng)勘察及試驗(yàn)分析，壩址區(qū)工程地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，采用相應(yīng)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(chǔ)量豐富、質(zhì)量較好、交通方便，可滿足修建當(dāng)?shù)夭牧蠅?/p>

型的要求。溢洪道及導(dǎo)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(duì)XX壩址上、下游各7.0km范圍內(nèi)的兩岸沿河地帶進(jìn)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(gè)土料場(chǎng)進(jìn)

行了普查?詳查勘察工作。各土料場(chǎng)均有簡(jiǎn)易公路與壩址相通。其中叢毛、壩上兩個(gè)

土料場(chǎng)在水庫(kù)淹沒區(qū)范圍，應(yīng)優(yōu)先考慮使用?？ò蚜蠄?chǎng)在淹沒線以上，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(gè)料場(chǎng)

作為土壩主料場(chǎng)，抱古料場(chǎng)為備用料場(chǎng)。

三個(gè)主料場(chǎng)的土料由階地沖積土、殘坡積土和全風(fēng)化土組成。叢毛及壩上料場(chǎng)位

于庫(kù)區(qū)左岸；卡把料場(chǎng)位于左壩肩附近。各土料場(chǎng)的儲(chǔ)量及特性見表5-7；土料的物

理力學(xué)參數(shù)見表5-8o

砂礫料主要有高村和xx溝料場(chǎng)，質(zhì)量和儲(chǔ)量均滿足設(shè)計(jì)要求。石料場(chǎng)位于左壩

肩高程為90?170m的卡把村附近，剝離層約110.7萬(wàn)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(chǎng)，目前正在改建為三級(jí)公路。南濱農(nóng)場(chǎng)至

三亞44km大部分為二、三級(jí)公路，對(duì)外交通方便。

壩址范圍內(nèi)左岸沿河均有I級(jí)階地，場(chǎng)地較開闊，土石料均在左岸，有簡(jiǎn)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(chǎng)土料的防滲指標(biāo)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(chǔ)上,

進(jìn)一步優(yōu)化后作為壩型比較方案之一，以下簡(jiǎn)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(zhǎng)535m。上游壩坡分二級(jí)，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(tái)；下游壩坡分三級(jí)，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(fēng)化土填筑為主的防滲體，壩體下游部分采用風(fēng)化巖和開挖石渣等透

水性較強(qiáng)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(jìn)行防滲處理，基坑抽水后，振沖加密河床砂

礫石基礎(chǔ)，清基1~2m后，再填筑壩體施工碎防滲墻并進(jìn)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(shè)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(zhǎng)535m。上游壩坡分四級(jí)，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(tái);下游壩坡分四級(jí)，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(fēng)化土填筑為主的防滲體，壩體下

游部分采用風(fēng)化巖和開挖石渣等透水性較強(qiáng)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(jìn)行振沖加密。然后在干地上進(jìn)行壩體填筑，同時(shí)施工性防滲墻和帷幕灌漿。該方案

的主要特點(diǎn)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(jìn)行基坑抽水，減少了防滲土料的用量；施

工相對(duì)簡(jiǎn)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(duì)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(fèi)用比較見表5-llo

表5-11土壩方案工程量與費(fèi)用表

項(xiàng)目單位本階段優(yōu)化的土壩方案可研推薦的土壩方案?jìng)渥?/p>

土石方開挖萬(wàn)nP14.9824.05

防滲土料填筑萬(wàn)m3249.30273.0

風(fēng)化巖及石渣填筑萬(wàn)nP165.6178.0

振沖加密樁萬(wàn)m17.168.83

碎防滲墻萬(wàn)n?0.620.44

施工圍堰高噴板墻m2_____-1.03

圍堰土石填筑萬(wàn)nP6.9433.62

干砌塊石萬(wàn)nP0.413.61

相對(duì)增加料場(chǎng)占地畝180

工期3年2個(gè)月3年8個(gè)月

臨時(shí)工程費(fèi)用萬(wàn)元3763.86240

擋水壩工程費(fèi)用萬(wàn)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(chǔ)，若對(duì)砂礫石層進(jìn)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(yuǎn)大于和長(zhǎng)于趾板置于弱風(fēng)化巖上部的面

板堆石壩方案。因此，選擇趾板布置在弱風(fēng)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shè)雙向鋼筋。趾板厚度0.6m,寬4?6m,以弱風(fēng)化巖面為建基面，趾板

跨越河床斷層部位設(shè)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(hù)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(duì)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(zhǎng)。圍堰防滲效果將

直接影響基礎(chǔ)施工質(zhì)量和工期長(zhǎng)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(duì)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(duì)簡(jiǎn)單,

面板壩趾板基礎(chǔ)對(duì)斷層處理要求較高。鋼筋碎面板壩趾板以弱風(fēng)化巖為建基面，需對(duì)

開挖面上的斷層進(jìn)行逐條處理，挖破碎帶和軟弱層置換碎，進(jìn)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(yīng)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(dāng)?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(shè)計(jì)需

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

量230萬(wàn)n?以上，卡把土料場(chǎng)防滲料儲(chǔ)量近400萬(wàn)m3以上，土壩方案所需防滲土

料總量?jī)H為249萬(wàn)n?,土壩方案優(yōu)先開采庫(kù)區(qū)土料，其儲(chǔ)量已接近設(shè)計(jì)用量，這樣

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

卡把土料場(chǎng)西段，儲(chǔ)量500萬(wàn)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(dá)110萬(wàn)nP以上，面板壩方案需在左岸另找一個(gè)110萬(wàn)n?田卜的棄渣

場(chǎng)，占用相對(duì)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(jìn)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(duì)簡(jiǎn)單，工期較短，施工費(fèi)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(chǔ)需要挖至弱風(fēng)化巖面下，需設(shè)上下游防滲圍堰，進(jìn)行基坑開挖并需

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

對(duì)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(diǎn)，提前開挖溢洪道和引水隧洞并進(jìn)行局部襯砌，這樣溢洪

道、引水隧洞、導(dǎo)流洞可同時(shí)進(jìn)行汛期導(dǎo)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(gè)月，碎面板堆石壩方案工期為3年8個(gè)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(dǎo)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(fèi)用，土壩

方案的大壩工程投資為18632萬(wàn)元。鋼筋碎面板堆石壩方案上游圍堰無(wú)法與壩體結(jié)

合，趾板基礎(chǔ)需開挖至弱風(fēng)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(jìn)水口相應(yīng)加高，工程量也有增加，面板

壩方案的大壩工程投資為21663萬(wàn)元。

7）環(huán)境影響：

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

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

運(yùn)輸方便，料場(chǎng)表層棄渣可直接堆放于庫(kù)內(nèi)稍作保護(hù)，不需另找渣場(chǎng)占用耕地和林

地，土壩方案對(duì)環(huán)境影響較?。幻姘鍓畏桨甘先∽宰蟀兜目ò咽蠄?chǎng)，料場(chǎng)林地面

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

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

的不利影響大于土壩方案，林地恢復(fù)費(fèi)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(kù)區(qū)淹沒線以下取得；由于石料場(chǎng)

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

需另設(shè)棄渣場(chǎng)；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(fèi)用上土壩方案優(yōu)勢(shì)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(wàn)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(lái)自庫(kù)區(qū)，對(duì)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(chǎng)，面板壩對(duì)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?jìng)渥?/p>

右岸婭口地形有利于布置

地形條件對(duì)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(duì)趾板基礎(chǔ)有較大

6.5?19.5m。深覆蓋層對(duì)土

影響。

壩基礎(chǔ)無(wú)大影響。

左岸引水洞，右岸溢洪道，

布置同土壩方案。趾板基礎(chǔ)

布置合理。采用殮防滲墻方

工程布置及基礎(chǔ)處理需置于弱風(fēng)化巖面，并需對(duì)

案，壩基覆蓋層僅作表層振

斷層進(jìn)行處理，較復(fù)雜。

沖處理。

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

天然建材滿足設(shè)計(jì)要求，70%的土料滿足設(shè)計(jì)要求，石料剝離層

來(lái)自庫(kù)區(qū)。110萬(wàn)m，

施工布置方便，施工技術(shù)難

施工簡(jiǎn)單，土料運(yùn)距較近，

施工條件度大于土壩方案。需設(shè)防滲

開采方便，圍堰不防滲

圍堰，并進(jìn)行基坑抽水

工期3年2個(gè)月3年8個(gè)月

臨時(shí)工程費(fèi)3763.8（萬(wàn)元）6728.2（萬(wàn)元）

大壩主體工程費(fèi)18632（萬(wàn)元）21663（萬(wàn)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?jìng)渥?/p>

引水道、

項(xiàng)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(wàn)

15.7110.35.48129.6110.35.50

m3

洞挖石方萬(wàn)

//0.57//0.58

m3

混凝土澆筑萬(wàn)

1.6512.011.215.2512.081.29

m3

土方填筑萬(wàn)

4145.371.6105.371.61

m3

土石方填筑萬(wàn)

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(wàn)

18.20.12/25.40.12/

m2

棄渣量萬(wàn)

15.733.15.48240.355.15.5

m3

工程投資萬(wàn)兀18632.38603812.421663.38603812.4

其它略略略略略略略

靜態(tài)總投資萬(wàn)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?jī)珊庸?，分別定

為上壩址和下壩址進(jìn)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(jìn)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(biāo)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(biāo)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(wú)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(yùn)行條件均相同；壩線I的壩頂長(zhǎng)度為535m,壩

線II的壩頂長(zhǎng)度為540m,兩者相差5m。

壩線I的特點(diǎn)是：壩頂長(zhǎng)度較短，防滲線也相對(duì)短，樞紐布置緊湊，投資相對(duì)節(jié)

省；壩線H的特點(diǎn)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(jìn)口

距離和到溢洪道進(jìn)口的距離，相對(duì)減少它們相互施工干擾，但同時(shí)使下游坡腳線緊靠

電站廠房，增加了廠房的施工干擾，延長(zhǎng)了防滲線長(zhǎng)度和壩頂長(zhǎng)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(yùn)行條件、施

工期限等方面均無(wú)實(shí)質(zhì)性差異，僅土壩壩體和基礎(chǔ)防滲軸線長(zhǎng)度的工程量略有差別,

采用壩線I可節(jié)省投資約200萬(wàn)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(xiàng)目單位壩線方案I壩線方案II備注

明挖土石方萬(wàn)15.715.7

混凝土澆筑萬(wàn)nP1.6531.665

土石方填筑萬(wàn)m3425.6432.2

鋼筋、鋼材t522.7522.7

金屬結(jié)構(gòu)t11721172

土壩工程投資萬(wàn)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(yīng)的壩高進(jìn)行綜合

比較，分析工程量、投資及運(yùn)行條件，選擇合理且較經(jīng)濟(jì)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(fēng)

化巖為建基面進(jìn)行布置，以盡量減少溢洪道巖石開挖及碎量，相應(yīng)泄洪對(duì)壩頂高程的

要求等進(jìn)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(chǎng)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(kuò)寬或縮窄溢洪道的方案進(jìn)行比較，選出合理溢洪道寬度后，在

此基礎(chǔ)上進(jìn)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(yīng)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(yīng)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略小；從投資上看方案2最小；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(jìn)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(duì)方案4、方案2、方案5進(jìn)行比選，堰頂高

程分別為55.0m、56.0m、57.0m,相應(yīng)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(dāng)壩頂高程76.5m,溢流堰頂高程56.0m高程不變時(shí)，溢洪道控制閘孔口尺寸分

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

4X14m方案相對(duì)合理。

當(dāng)壩頂高程76.5m不變，堰頂和閘孔尺寸同時(shí)變化時(shí)，相對(duì)合理并節(jié)省的方案

仍然是4X14.0的方案2。

4）考慮運(yùn)行的方案比選

根據(jù)本階段初步擬定的水庫(kù)調(diào)度運(yùn)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(shí)將閘門全部開啟既方便運(yùn)行，又可以進(jìn)行閘門檢修。6?

9月汛期無(wú)論來(lái)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