青山水庫樞紐工程施工條件分析

趙東方，楊 芬

(1.遼寧省鐵嶺市昌圖縣水利局，遼寧 鐵嶺112599;2.遼寧省葫蘆島興城市曹莊鎮(zhèn)水利站，遼寧 興城125107)

1 工程概況

葫蘆島市青山水庫工程是六股河干流上控制性骨干工程，水庫總庫容6.6億m3，為大(2)型水庫，樞紐工程由主壩、副壩、溢洪道、輸水洞和碼頭組成，主要建筑物級別均為2級。

水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 000 a一遇。水庫樞紐死水位68.0 m，相應(yīng)庫容0.23×108m3;正常蓄水位85.7 m，相應(yīng)庫容3.29×108m3;設(shè)計水位91.80 m，庫容5.22×108m3;校核水位95.40m，庫容6.61×104m3，為大(2)型水庫。工程等別為二等工程。水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)按500 a一遇洪水設(shè)計，5 000 a一遇洪水校核。

本工程主壩為黏土心墻砂礫石壩，壩長735.63 m，壩頂高程96.29 m，最大壩高42.79 m，壩頂寬7.0 m，在上游側(cè)設(shè)高于壩頂1.20 m的混凝土防浪墻，壩頂路面采用瀝青混凝土路面。主壩上游設(shè)三級壩坡，自上而下坡比分別為1∶2.5、1∶2.75、1∶3.0，變坡處均設(shè)2 m寬馬道，其高程分別為81.0 m和65.5 m;主壩下游設(shè)三級壩坡，自上而下坡比分別為1∶2.0、1∶2.25、1∶2.5，變坡處亦均設(shè)2m寬馬道，其高程分別為86.0 m和75.0 m。主壩防滲體采用黏土心墻，黏土心墻頂高程為94.99 m、頂寬4.0 m，心墻兩側(cè)邊坡為1∶0.15，在黏土心墻底部與2 m厚混凝土墊層緊密結(jié)合，在最大斷面處，混凝土墊層長19.513m。心墻上下游兩側(cè)的壩殼系由砂礫料填筑，上游壩坡采用0.35 m厚干砌石護(hù)坡，下游壩坡采用0.30 m厚碎石護(hù)坡［1］。

溢洪道位于主壩右岸，距右壩頭350 m的一天然山溝埡口處。溢洪道工程由進(jìn)口引渠、堰體控制段、陡槽及出口明渠段和出口防護(hù)工程4部分組成。

進(jìn)口引渠段長35 m，底寬67.5 m，兩側(cè)邊坡和底板皆用鋼筋混凝土護(hù)砌，底板高程73 m，邊坡墻頂高程95.8 m。

堰體控制段長31 m，堰體采用(a)型駝峰堰，堰頂高程76 m、堰高3 m、溢洪道共設(shè)5孔鋼閘門，尺寸為11.5×12.5m、泄流凈寬57.5 m?？刂贫伍l室總長31 m為鋼筋混凝土建筑物，閘墩頂高程97.40 m。

輸水洞布置在主壩左岸條形山脊內(nèi)，由進(jìn)水塔、輸水隧洞、壓力箱及出口閥室組成。隧洞長度313.662 m，洞徑2.8 m，為圓型斷面。

副壩位于主壩的西南方向約4 km外，村北嶺后分水嶺埡口，鞍部最低高程為84.9 m，低于水庫設(shè)計水位91.80 m，因此需修建副壩。副壩壩型采用粉質(zhì)黏土均質(zhì)土壩，壩頂高程97.25 m、壩頂長125.223 m、最大壩高12.35 m、壩頂寬5 m，上游和下游坡坡比分別為1∶3.0和1∶2.75［2］。

2 地形地質(zhì)條件

2.1 地形條件

壩址處河床底寬約250 m，河床底高程約54 m;河谷右岸山坡較緩，風(fēng)化巖較厚;河谷左岸山坡較陡峻，巖石裸露，山脊高出河床約90 m以上;壩址處河道偏于左岸，汛期河水沿左岸山根流過，右岸形成漫灘。壩軸線以下右岸地形寬闊，有利于施工場地布置。

2.2 地質(zhì)條件

左岸壩段地質(zhì)條件。巖性為黑云母花崗巖，強(qiáng)風(fēng)化巖下限埋深2～5 m，弱風(fēng)化巖下限埋深5～10 m。巖體堅硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育發(fā)育，巖體完整性差中等。巖體屬弱透水中等透水，基巖開挖深度較淺。

河床段地質(zhì)條件。砂卵礫石覆蓋厚35 m，基巖巖性為黑云母花崗巖，巖體強(qiáng)度半堅硬堅硬，河床段下部基巖無較大斷層通過，局部可能有節(jié)理密集帶出現(xiàn)。基巖風(fēng)化較淺，大部分為弱風(fēng)化或微風(fēng)化巖，局部因有巖脈侵入，沿巖脈風(fēng)化略深。

右岸壩段地質(zhì)條件?；鶐r出露較少，大部分被第四系黏土及砂質(zhì)黏土覆蓋，厚23 m，基巖巖性為黑云母花崗巖，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，全風(fēng)化巖下限埋深2.5～4.0 m，強(qiáng)風(fēng)化巖下限埋深15.0～30.0 m，弱風(fēng)化巖下限埋深30.0～45.0 m?；鶐r節(jié)理，裂隙發(fā)育，巖體完整性差。巖體透水性變化較大，強(qiáng)風(fēng)化巖與弱風(fēng)化巖大部分屬于中等透水或弱透水，微風(fēng)化巖大部分為微透水或不透水［3］。

3 氣象條件

六股河流域地處中緯度，屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，其特點(diǎn)是冬季以西北季風(fēng)為主，嚴(yán)寒干燥;夏季以東南季風(fēng)為主，炎熱多雨，四季冷暖干濕分明。

3.1 降水量

從多年平均年降水量等值線圖上看，其分布趨勢自西南700 mm向北550 mm遞減，降水量年際變化大，年內(nèi)分配也極不均勻，汛期(6—9月)占年降水量的80%左右。

六股河以綏中雨量站為代表站，1956—2000年多年平均年降水量為620.8 mm，最大年降水量1 106.3 mm，最小年降水量322.1 mm。

3.2 蒸發(fā)

各河蒸發(fā)以綏中氣象站為代表站，多年平均蒸發(fā)量1 755 mm(20 cm口徑蒸發(fā)皿)。多年平均月最大蒸發(fā)量發(fā)生在五月，為278.2 mm;最小發(fā)生在一月，為43.4 mm。

3.3 氣溫

多年平均氣溫在9.5℃，氣溫由北向南遞增。極端最高氣溫達(dá)39.8℃，極端最低氣溫為－26.3℃。

3.4 濕度

多年平均相對濕度為62%，多年平均最大相對濕度出現(xiàn)在7月，為84%;多年平均最小出現(xiàn)在12月，為50%。

3.5 霜

多年平均初霜日為10月上旬，多年平均終霜日為4月中旬，初霜最早出現(xiàn)在9月27日，終霜最晚出現(xiàn)在4月26日。

3.6 風(fēng)

多年平均風(fēng)速為3 m/s，最大風(fēng)速可達(dá)20.0 m/s，其相應(yīng)風(fēng)向為NW。

3.7 凍土深度

六股河流域最大凍土深度達(dá)1.25 m，出現(xiàn)在3月份。

工程區(qū)氣象條件詳見表1。

4 地理位置及交通條件

青山水庫工程位于遼寧省葫蘆島市六股河中游，樞紐位于葫蘆島市綏中縣寬幫鎮(zhèn)西臺村。壩址處六股河系為綏中縣和興城市的界河，壩址左右岸分別歸屬興城市三道溝鄉(xiāng)和綏中縣寬邦鎮(zhèn)管轄。

壩址至綏中縣城、興城市和葫蘆島市的距離分別為43 km、61 km和85 km。102國道、京沈高速、京沈鐵路、京沈高鐵貫通綏中縣、城興城市、葫蘆島境內(nèi)市，境內(nèi)同時縣道、鄉(xiāng)道、村道四通八達(dá)，對外交通方便。

表1 氣象特征表

到達(dá)樞紐壩址的主要交通有:

1)從葫蘆島經(jīng)102國道——沙上線——壩址。在葫蘆島市由102國道在沙后所鎮(zhèn)進(jìn)入沙上線，經(jīng)沙后所鎮(zhèn)—高家?guī)X鎮(zhèn)—西邊村—南頭道河—壩址，沙后所鎮(zhèn)至壩址距離42km。沙后所鎮(zhèn)至葫蘆島市距離43 km。壩址至葫蘆島市85 km。

2)從綏中縣城—寬邦鎮(zhèn)—宋家溝—副壩址及主壩址。綏中縣城經(jīng)306國道至寬邦鎮(zhèn)33 km，寬邦鎮(zhèn)至宋家溝至副壩址及主壩址10 km。壩址至綏中縣城43 km。

3)在興城市由興西線經(jīng)水庫庫區(qū)到達(dá)壩址。壩址至興城市61 km。

5 其它條件

5.1 外購材料來源

本工程推薦方案為黏土心墻壩，樞紐工程所用外購建筑材料數(shù)量不大。水泥使用國家重點(diǎn)生產(chǎn)廠家葫蘆島水泥廠的水泥，運(yùn)距100 km左右，鋼材使用鞍山鋼材，運(yùn)距300 km左右。油料從葫蘆島市或者綏中縣購買。

炸藥按公安部門的規(guī)定購買、運(yùn)輸、保管。

筑壩所需土料、砂礫料及混凝土骨料由位于壩址上下游的料場開采，儲量、質(zhì)量基本滿足工程施工要求。

5.2 施工用水

本工程推薦方案為黏土心墻土壩，施工用水量少，＜0.1 m3/s。根據(jù)六股河多年平均徑流量年內(nèi)分配情況，4月上、中旬為枯水期，河水流量為1.35 m3/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于施工用水量。

施工用水可直接抽取河水，水質(zhì)滿足混凝土使用要求，生活用水需凈化處理后方可使用。

5.3 施工用電

施工供電采取永臨結(jié)合的方式。工程開始時先將永久供電線路架設(shè)到溢洪道附近，再架設(shè)臨時線路和施工變壓器向各工作面供電。

［1］竹懷水，張瑞洵，宋雙杰.河口村水庫工程施工條件簡述［J］.水利水電工程，2011，33(12):147－148.

［2］中華人民共和國水利部.SL252—200012788水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:水利水電出版社，2000.

［3］劉彥.下石家莊水庫工程地質(zhì)條件分析與評價［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，17(32):241－242.