水庫樞紐布置方案設(shè)計(jì)

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1方案擬定

本工程以防洪為主，水庫設(shè)計(jì)和校核洪峰流量分別為3200m3/s和6602m3/s，壩址處河段較順直，根據(jù)上述原則樞紐布置中將泄水建筑物布置于主河床，既有利于施工及運(yùn)行期洪水宣泄及減少對下游河勢影響，也方便其他建筑物的布置；同時(shí)為減少電站進(jìn)水口的泥沙淤積，將泄洪底孔緊鄰電站壩段布置。在擋水、泄水建筑物規(guī)模及消能型式等不變的前提下，擬定2個(gè)樞紐布置方案。

1.1右岸主河槽布置溢流表孔

為避免下泄水流淘刷岸坡和其他建筑物的基礎(chǔ)，將溢流壩段布置在現(xiàn)河道主河槽位置，電站壩段布置在河床左側(cè)。綜合考慮施工導(dǎo)流、泄洪和排沙的要求，底孔壩段布置在電站壩段右側(cè)，與電站壩段毗鄰。溢流壩段和電站壩段與兩岸的連接布置非溢流壩段。考慮到溢流壩挑流沖坑對底孔消力池邊墻的影響，底孔壩段與溢流壩段之間增加1個(gè)河床非溢流壩段。

1.2右岸主河槽布置泄洪底孔

由于武烈河泥沙含量大，為便于排沙，將泄洪底孔優(yōu)先布置在右岸主河槽，電站壩段及電站廠區(qū)布置在右岸，溢流表孔布置在泄洪底孔左側(cè)，中間相隔1個(gè)河床非溢流壩段，兩岸布置非溢流壩段，即該樞紐布置方案從左至右依次布置左岸非溢流壩段、溢流壩段、河床非溢流壩段、底孔壩段、電站壩段（壩后式電站廠房）和右岸非溢流壩段。

2樞紐布置方案確定

根據(jù)樞紐布置，從工程投資、地形地質(zhì)條件、工程施工、工程管理、下游防護(hù)處理、泄洪排沙及旅游和土地開發(fā)等方面進(jìn)行比選，最終確定合理的樞紐布置。

2.1工程投資

上述2個(gè)樞紐布置方案中攔河壩、電站和永久交通的主要工程量及建筑工程直接費(fèi)建筑工程直接費(fèi)方案1為32608.51萬元，方案2為32369.96萬元，兩方案建筑工程直接費(fèi)投資相差不大，方案2較方案1節(jié)省投資240萬元。

2.2地形地質(zhì)條件

方案1：壩址右岸山勢陡峭，左岸地勢平緩、開闊，且有承圍公路通過，便于布置電站廠房和管理辦公區(qū)；右側(cè)主河床可布置泄洪建筑物。方案2：電站廠房布置在右岸，泄洪底孔與電站相鄰，造成溢流壩布置已靠近左岸側(cè)，對泄洪和下游防沖均不利。從地形地質(zhì)條件看，方案1布置更為有利。

2.3施工導(dǎo)流

方案1：采用分期導(dǎo)流，一期工程施工圍堰圍左岸，利用主河槽過流；二期工程圍右岸，利用底孔過流；左岸承圍公路需在準(zhǔn)備期改線完成。方案2：采用分期導(dǎo)流，一期工程施工圍堰需截?cái)嘀骱硬郏米蟀稙┑剡^流；一期工程度汛河道束窄，左岸承圍公路將被淹沒。因此左岸公路、右岸鐵路和壩下交通橋均須在施工準(zhǔn)備期完成。從施工導(dǎo)流看，方案2施工準(zhǔn)備期工作量較大，且一期圍堰需截?cái)嘀骱硬郏瑢?dǎo)致圍堰高度及其防滲處理難度均增大。

2.4下游防護(hù)

方案1：溢流壩泄洪時(shí)，左、右岸導(dǎo)流防護(hù)設(shè)施分別為底孔消力池邊墻和右岸山體，下游防沖處理措施簡單、可靠。方案2：溢流壩泄洪時(shí)，右岸導(dǎo)流防護(hù)設(shè)施為底孔消力池左邊墻，但左岸為土質(zhì)山體和覆蓋層，抗沖能力差，下游防沖處理措施較為復(fù)雜。方案1下游防沖處理措施較為簡單、可靠，優(yōu)于方案2。

2.5工程管理

方案1：電站廠房、管理局均布置原承圍公路一側(cè)，交通便利；不常運(yùn)用的溢流壩布置右側(cè)，而經(jīng)常利用的底孔和引水建筑進(jìn)口均布置在壩頂左側(cè)，便于由管理局通過左岸上壩公路上壩進(jìn)行集中管理。方案2：電站廠房布置在山勢陡峭的右岸側(cè)，廠房開挖后右側(cè)山體需進(jìn)行支護(hù)處理，進(jìn)廠交通也不便，且廠房位于山體背陰側(cè)，對節(jié)能不利。方案1便于工程管理運(yùn)用，同時(shí)溢流壩下游防沖維護(hù)也較為簡單。

2.6泄洪排沙

方案1：超泄能力大的溢流壩布置在主河槽處，利于大流量泄洪；底孔布置偏左，排沙條件稍差。方案2：泄洪底孔布置在主河槽位置，利于排沙；溢流壩布置偏左，遇大洪水泄洪時(shí)水流條件稍差。從水庫排沙方面看，方案2略占優(yōu)勢。

2.7旅游和土地開發(fā)

方案1：溢流壩布置主河槽處，其右岸地勢較陡，因此河道右岸以防護(hù)為主；左岸地勢平緩，在修建防護(hù)堤后，對原承圍公路與防護(hù)堤之間區(qū)域可充分進(jìn)行旅游、土地開發(fā)，發(fā)揮綜合效益。方案2：溢流壩布置在左側(cè)，受泄洪影響，左岸無法進(jìn)行旅游和土地資源開發(fā)；而右岸為河道主河槽，地勢又陡，亦難以開發(fā)旅游、土地資源。方案1功能劃分明確，右岸主河槽行洪，左岸綜合開發(fā)，優(yōu)于方案2。

2.8綜合分析

綜上所述，在地形地質(zhì)條件、施工導(dǎo)流、工程管理、下游防護(hù)、旅游和土地資源開發(fā)等方面均以方案1占優(yōu)，而在水庫排沙和工程投資方面方案2略占優(yōu)勢。經(jīng)綜合分析比較，采用方案1為樞紐布置推薦方案，即推薦的樞紐布置方案從左至右依次布置左岸非溢流壩段、電站壩段及壩后式電站廠房、底孔壩段、河床非溢流壩段、溢流壩段和右岸非溢流壩段。

3結(jié)語

重力壩的設(shè)計(jì)要求做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、方便適用，經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境友好。雙峰寺水庫重力壩設(shè)計(jì)首先根據(jù)工程的任務(wù)和樞紐的功能要求，確定了擋水建筑物、溢流壩、泄水底孔、電站廠房、生態(tài)放水洞等建筑物，根據(jù)建筑物的組成，考慮工程投資、地形地質(zhì)條件、工程施工、工程管理、下游防護(hù)處理、泄洪排沙及旅游和土地開發(fā)等方面，最終確定了合理的樞紐布置。

作者：楊麗君 單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院