水庫樞紐布置方案設計

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1方案擬定

本工程以防洪為主，水庫設計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；同時為減少電站進水口的泥沙淤積，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，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?？紤]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、下游防護處理、泄洪排沙及旅游和土地開發(fā)等方面進行比選，最終確定合理的樞紐布置。

2.1工程投資

上述2個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建筑工程直接費方案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施工導流

方案1：采用分期導流，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備期改線完成。方案2：采用分期導流，一期工程施工圍堰需截斷主河槽，利用左岸灘地過流；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備期完成。從施工導流看，方案2施工準備期工作量較大，且一期圍堰需截斷主河槽，導致圍堰高度及其防滲處理難度均增大。

2.4下游防護

方案1：溢流壩泄洪時，左、右岸導流防護設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，右岸導流防護設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)山體需進行支護處理，進廠交通也不便，且廠房位于山體背陰側(cè)，對節(jié)能不利。方案1便于工程管理運用，同時溢流壩下游防沖維護也較為簡單。

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為主；左岸地勢平緩，在修建防護堤后，對原承圍公路與防護堤之間區(qū)域可充分進行旅游、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、施工導流、工程管理、下游防護、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結語

重力壩的設計要求做到安全可靠、技術先進、方便適用，經(jīng)濟合理、環(huán)境友好。雙峰寺水庫重力壩設計首先根據(jù)工程的任務和樞紐的功能要求，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計研究院