臨沭縣沭河新村水源工程壩址及建筑物型式方案研究

（作者單位：水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司 276000 淮河水利委員會治淮工程建設(shè)管理局 233001）

一、工程概況

臨沭縣屬于沭河流域，人均水資源量較少，且時空分布不均勻，缺乏大型多年調(diào)節(jié)水庫，調(diào)控能力有限?，F(xiàn)狀境內(nèi)沭河中游建有華山橡膠壩，蓄水高度5.0m，蓄水量1000 余萬m3。沭河下游雖建有大官莊泄水閘，泄水閘設(shè)計正常擋水位為55.0m，但現(xiàn)狀當蓄水位高于51.5m 時，回水段將造成沭河灘地大面積耕地（高程在52～52.5m 之間）被淹沒，堤外部分村莊地面高程低于正常蓄水位，易造成堤外地勢較低的田地形成水漬內(nèi)澇，排澇困難，故泄水閘只能低水位運行，目前現(xiàn)狀只能按51.5m 蓄水位運行，無法蓄水回水至中游華山橡膠壩。因此，在華山橡膠壩與大官莊樞紐之間興建水源工程，進行河道攔蓄，增加地表水的利用量，恢復大官莊蓄水功能是十分必要的。

二、區(qū)域地質(zhì)概況

1.地形地貌

勘察區(qū)位于沭河剝蝕平原區(qū)，中間為沭河河床及河漫灘，地形較為平坦，向下游逐漸降低，河床寬210m 左右。左岸為沭河一級階地，高出河床2～6m，為第四系河道沖洪積形成的壤土、砂壤土、細砂、中粗砂；右岸階地寬約30m 左右，覆蓋層為壤土、中粗砂。

壩址區(qū)河床地面高程約為48.70～49.36m，左岸地面高程約為51.27～54.99m，右岸靠近堤防，高程48.07～50.54m。壩軸線地段局部為第四系沉積物所覆蓋，覆蓋層厚度不大。

2.壩址區(qū)工程地質(zhì)條件

勘察深度范圍內(nèi)，揭露地層自上而下簡述如下：

①層壤土（Q4alp）：黃褐色，可塑，局部硬塑，含鐵錳氧化物。厚度：2.80～3.70m，平均3.25m；層底標高：49.64～50.65m，平均50.15m；層底埋深：2.80～3.70m，平均3.25m。

②砂壤土（Q4alp）：黃褐色，稍密，稍濕，含云母碎片，局部夾壤土薄層。場區(qū)普遍分布，厚度：0.90～1.60m， 平均1.25m，層底標高：51.18～52.42m，平均51.80m，層底埋深：0.90～1.60m，平均1.25m。

③層細砂(Q4alp)：褐黃色，松散，飽和，礦物成分主要為長石、石英。場區(qū)普遍分布，厚度：1.80～2.80m， 平均2.30m；層底標高：48.38～50.62m，平均49.50m；層底埋深：2.70～4.40m，平均3.55m。

④層中粗砂（Q4alp）：褐黃色，稍密，飽和，主要成分為石英，長石，級配差。場區(qū)普遍分布，厚度：0.80～2.30m，平均1.55m；層底標高：47.34～49.85m，平均48.27m；層底埋深：3.60～6.00m，平均4.95m。

⑤層強風化泥質(zhì)砂巖：灰白色—紫褐色，粉細砂結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯呈碎塊—短塊狀，錘擊易碎，局部為中粗粒結(jié)構(gòu)砂巖。場區(qū)普遍分布，厚度：5.50～16.00m，平均9.26m，層底標高：32.86～43.53m，平均39.37m；層底埋深：5.50～18.00m，平均11.74m。

⑥層中風化泥質(zhì)砂巖：灰白色—紫褐色，粉細砂結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯呈短柱狀，錘擊易碎，局部為中粗粒結(jié)構(gòu)砂巖。該層未穿透。

三、壩址選擇

1.壩址確定原則

根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265-2016）、《橡膠壩工程設(shè)計規(guī)范》（GB50979-2014）等規(guī)范規(guī)程的規(guī)定，閘壩址選擇應(yīng)根據(jù)其功能、特點和運用要求，綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、泥沙、施工、管理、周圍環(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定，新村水源工程壩址選擇所遵循的原則如下：

（1）壩址處河道順直，河床、河勢穩(wěn)定，地質(zhì)地形條件良好。

（2）若在多支流匯合口附近修建閘壩，壩址宜在距離交叉河口較遠處，閘壩址至匯合口應(yīng)至少保持相當于閘壩上游河道水面寬度的3 倍距離以上。

（3）壩址與鐵路橋或Ⅰ、Ⅱ級公路橋的距離不宜太近，間距至少不小于100m。

（4）樞紐布置應(yīng)使工程投資最省，技術(shù)可行，不影響其他建筑物安全，有利于河勢穩(wěn)定，防止局部沖刷。

表1 壩址方案比選表

表2 建筑物型式方案比選表

（5）壩軸線應(yīng)與河道中心線垂直，其上下游河道直線段長度不宜小于5倍水閘進口處的水面寬度。

（6）符合臨沭縣總體規(guī)劃。

2.方案比選

根據(jù)上述壩址選取原則，初步選定三個壩址進行比選，各方案比選表見表1。

方案一位于沭河中泓樁號9+670，距沭河南古大橋1.26km。主河槽寬270m，左岸灘地寬620.0m，灘地高程55.15～55.44m，右岸灘地寬34.0m，灘地高程為54.57～55.05m，壩址處河床底高程為48.80～49.50m，平均高程在49.30m 左右，壩址地質(zhì)為強風化泥質(zhì)砂巖、河床穩(wěn)定。

方案二位于朱果村西，沭河中泓樁號7+800，河道主河槽寬420m，左岸無灘地，右岸灘地寬490.0m，河床高程為48.5～50.3m，河床左側(cè)為全風化巖石，右側(cè)為中粗砂。

方案三位于沭河中泓樁號10+630，沭河南古大橋下游200m。河道主槽寬360.0m，河底高程為50.3～51.2m，左岸灘地高程55.9～56.1m，右岸灘地高程52.6～54.6m。河槽地質(zhì)條件為砂基。

綜合分析上述3 個壩址方案，結(jié)合城市規(guī)劃、場地條件、周邊環(huán)境及工程投資等分析比較后，雖然方案一改善的水域面積相對較小，但是所處河道位置水流條件、施工便利程度、總投資均為最優(yōu)，故方案一作為推薦壩址位置。

四、建筑物型式比選

根據(jù)河道地形地質(zhì)條件、防洪要求及臨沂市攔河工程建設(shè)經(jīng)驗，可選擇的攔蓄工程型式主要有三種：提升閘、橡膠壩和翻板門。翻板門超過4m 在技術(shù)和經(jīng)濟方面的可行性較差。因此，擋水高度4～5m，可采用提升閘、橡膠壩兩種型式。方案比選表見表2。

方案一：橡膠壩方案。建3 節(jié)橡膠壩，每跨凈寬90m，橡膠壩中墩1.2m，底板厚1.0m，橡膠壩總長274.80m。壩高4.5m，底板頂高程49.50m，一次性蓄水量1380 萬m3，總投資5504.46 萬元。

方案二：提升閘方案。建26 孔10m×5.5m 平面鋼閘門提升閘，每孔凈寬10m，提升閘中墩1.2m，邊墩1.5m，底板厚1.2m，兩岸設(shè)橋頭堡，攔河建筑物總長293.2m。攔河閘擋水高度4.5m，底板頂高程49.5m，一次蓄水量1380 萬m3，總投資6700 萬元。

提升閘是一種歷史悠久的攔河建筑物，以其運行安全可靠、調(diào)控能力強、適用范圍廣、使用壽命長、易于閘橋結(jié)合、管理運行方便等諸多優(yōu)點而經(jīng)久不衰，其缺點是阻水影響行洪、投資較大、材料使用多。橡膠壩是一種新型攔河建筑物，具有材料用量少、阻水作用小、過水能力強、建設(shè)工期短等優(yōu)點，缺點是運行費用高、壩袋壽命短、不易閘橋結(jié)合。根據(jù)以上比較結(jié)果，綜合考慮，確定選用方案一，即橡膠壩設(shè)計方案。

五、結(jié)論

通過以上壩址的方案分析比較，從蓄水量、工程投資等綜合考慮，選定方案一為壩址方案。建筑物結(jié)構(gòu)型式上，通過對比分析翻板閘、橡膠壩、提升閘三種型式的優(yōu)缺點，綜合考慮選定橡膠壩作為建筑物結(jié)構(gòu)型式■