薩呼騰水庫(kù)總體布置方案分析

石盼盼，劉 鎖，趙 彪

（中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710065）

1 工程概況

薩呼騰水庫(kù)位于青海省雜多縣境內(nèi)的吉乃溝處,全縣海拔大都在4300 m～4800 m之間,最低海拔3900 m,最高海拔達(dá)6000 m,平均海拔4290 m。雜多縣境內(nèi)河流縱橫密布,吉乃溝為扎曲一級(jí)支流,扎曲為瀾滄江上游主流,河水清澈,水質(zhì)優(yōu)良,含沙量較少,河水主要是大氣降水及融冰雪水。

本工程建設(shè)任務(wù)主要為雜多縣薩呼騰鎮(zhèn)4.85 萬(wàn)人生活用水,同時(shí)為雜多縣周邊8000 畝林地提供灌溉水源,水庫(kù)總庫(kù)容207 萬(wàn)m3,為四等?。?）型工程。

2 工程總體布置

吉乃溝河道水質(zhì)泛黃,經(jīng)多次水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水量實(shí)測(cè)、實(shí)地考察,薩呼騰水庫(kù)工程設(shè)計(jì)方案以攔河水庫(kù)和注入式水庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)比選。

2.1 攔河壩方案總體布置

攔河水庫(kù)樞紐建筑物主要由埋石混凝土重力擋水壩、溢流壩、放空洞和復(fù)建道路等建筑物組成。因河谷為“V”型谷,河床狹窄,堆石混凝土重力壩的布置優(yōu)先考慮在主河道布置泄洪建筑物,所以溢流壩布置在主河槽內(nèi),使下泄水流能直接進(jìn)入主河槽。

水庫(kù)最大壩高48.7 m,壩頂高程4286.70 m,壩頂寬8.0 m,壩頂沿壩軸線長(zhǎng)度約為157.85 m,分為8 個(gè)壩段,壩段編號(hào)從左到右為1#～8#,壩段長(zhǎng)16 m～28 m不等。

擋水壩為堆石混凝土重力壩,沿壩軸線的長(zhǎng)度為157.85 m,分為7 個(gè)壩段,大壩上游坡1∶0.2,起坡高程為4254.80 m；下游坡1∶0.8,起坡高程為4276.70 m。大壩建基面高程為4238.00 m,壩基為弱風(fēng)化厚層狀灰?guī)r。壩基防滲采用帷幕灌漿,帷幕灌漿向左岸延伸33.3 m、向右岸延伸32 m。

溢流壩布置在6#壩段,長(zhǎng)18 m,分為2 孔,每孔凈寬6 m,為開(kāi)敞式溢流堰（WES）。溢流壩頂高程為正常蓄水位4283.00 m。為保持交通順暢,堰頂設(shè)交通橋,橋面高程同非溢流壩頂高程。堰面采用C35W6F300 鋼筋砼結(jié)構(gòu),曲線方程y=0.354x1.85,定型設(shè)計(jì)水頭Hd=1.5 m。過(guò)堰水流采用挑流消能,挑流鼻坎高程為4245.636 m,反弧半徑8 m,挑角23°。

根據(jù)地形、地質(zhì)條件,在右壩肩山體內(nèi)布置導(dǎo)流放空洞,放空洞與導(dǎo)流洞采用永臨結(jié)合布置,施工期作為導(dǎo)流洞使用,封堵后改建成放空洞,采用岸塔式進(jìn)水口；運(yùn)行期,作為放空水庫(kù)及排沙。導(dǎo)流放空洞由進(jìn)水塔、無(wú)壓洞組成,總長(zhǎng)為305.54 m。導(dǎo)流放空洞進(jìn)口采用龍?zhí)ь^形式。

上壩路起點(diǎn)位于壩趾下游埡口附近,與老路銜接,終點(diǎn)位于左壩肩,考慮施工期與運(yùn)行期要求,路基寬度6.6 m,路面寬度6.0 m,采用30 cm厚級(jí)配碎石路面20 cm厚碎石墊層結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)約2.3 km。庫(kù)周路起點(diǎn)位于左壩肩,終點(diǎn)位于左庫(kù)尾,與老路銜接,考慮該路主要為水庫(kù)上游牧民服務(wù),路基寬度6.6 m,路面寬度6.0 m,采用30 cm厚級(jí)配碎石路面20 cm厚碎石墊層結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)約1.63 km。

2.2 注入式水庫(kù)方案總體布置

注入式水庫(kù)方案工程從上游往下游（由南向北）依次為首部樞紐、匯水池、輸水管道和注入式水庫(kù)。

（1）首部樞紐

首部樞紐由吉朗溝首部樞紐、曲熱溝首部樞紐、白朗溝首部樞紐組成。

首部樞紐最大壩高10.5 m,壩頂長(zhǎng)度52.0 m,自左岸分別為左岸非溢流壩段、取水壩段、溢流壩段和右岸非溢流壩段。溢流壩段長(zhǎng)11.0 m,堰寬10.0 m,堰頂高程4377.50 m。擋水壩段為C30 埋石混凝土重力壩,總長(zhǎng)41.0 m,壩頂高程4379.0 m,壩頂寬度為1.5 m。白朗溝取水壩段總長(zhǎng)4.5 m,采用正向沖沙側(cè)向進(jìn)水方式,沖沙閘設(shè)于左岸非溢流壩段的左側(cè),進(jìn)水閘設(shè)于沖沙閘左側(cè),緊貼沖沙閘布置,由引水渠段、閘室段、泄槽段（沖沙道）及集水池段四部分組成。引水渠渠底高程4376.0 m,閘室段長(zhǎng)3.0 m,底板高程4376.0 m,采用胸墻式閘門(mén),孔口尺寸為1.0 m×1.0 m,閘后泄槽段長(zhǎng)8.0 m,寬1.4 m,泄槽段后接集水池,集水池下游側(cè)接輸水管道,輸水管采用DN200 鋼管,管底高于集水池池底1.5 m,管后設(shè)置矩形閥井一座,安裝DN200 閘閥一只。沖沙閘由引渠段、閘室段、泄槽段、消力池段、海漫段五部分組成,全長(zhǎng)35.7 m。引水渠段長(zhǎng)13.0 m,閘前寬1.5 m,渠底高程4375.0 m。閘室段長(zhǎng)3.0 m,底板高程4375.0 m,采用胸墻式閘門(mén),孔口尺寸為1.5 m×1.5 m,泄槽段（沖沙道）全長(zhǎng)10.0 m,寬1.5 m。消力池長(zhǎng)6.5 m,下游防沖段長(zhǎng)3.2 m,采用鋼筋石籠結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)頂高程4372.5 m。

（2）輸水管道

經(jīng)由吉朗溝首部樞紐、曲熱溝首部樞紐、白朗溝首部樞紐的三條引水管道匯集于下游吉乃溝右側(cè)灘地的新建匯水池中,200 m3匯水池尺寸7.8 m×7.8 m×3.5 m（長(zhǎng)寬深）,管道引水自此開(kāi)始。引水型式采用單管輸水,管材采用K9 級(jí)DN500 球墨鑄鐵管,壁厚9 mm,沿線布置有檢修閥、調(diào)流閥、減壓池、檢修閥、泄水閥井及末端進(jìn)水閥室,進(jìn)水閥室用于控制入庫(kù)流量。

（3）注入式水庫(kù)

水庫(kù)順地勢(shì)采用四面圍壩基本形成長(zhǎng)條狀布置,水庫(kù)南北方向?yàn)殚L(zhǎng)邊,東西方向?yàn)槎踢?四條壩線相交后形成圍壩,圍壩相交處采用弧線過(guò)渡,壩線封閉區(qū)域?yàn)閹?kù)盆。圍壩壩軸線總長(zhǎng)2.07 km。水庫(kù)正常蓄水位4147.0 m,設(shè)計(jì)洪水位4147.20 m,校核洪水位4147.50 m,壩頂高程4150.00 m,庫(kù)底平臺(tái)高程最大壩高23.5 m。壩面防護(hù)及防滲結(jié)構(gòu)依次為200 mm厚現(xiàn)澆混凝土面板、1300 mm砂卵石層、150 mm厚上墊層、復(fù)合土工膜（規(guī)格150/0.5/150）、150 mm厚下墊層。庫(kù)底防護(hù)及防滲結(jié)構(gòu)依次350mm厚蓋重、150 mm厚上墊層、復(fù)合土工膜（規(guī)格150/0.5/150）、150 mm厚下墊層。壩面迎水坡坡比為1∶2.5,壩體背坡坡比為1∶2.5。壩頂寬度5.0 m,設(shè)1.3 m高防浪墻,壩頂亦為巡檢交通道路。水庫(kù)左側(cè)支溝下游設(shè)排洪箱涵,將支溝洪水排入水庫(kù),水庫(kù)右側(cè)上游設(shè)溢流箱涵,壩后設(shè)蓋重。

水庫(kù)進(jìn)水口布置在南側(cè)壩體西端,水庫(kù)進(jìn)水口自輸水管道末端蝶閥室開(kāi)始,采用壓力鋼管,后接與壩面同坡度的陡坡至庫(kù)底,在庫(kù)底設(shè)消力池消能后緩慢入庫(kù),進(jìn)入庫(kù)底為鋼筋砼消力池,平面尺寸20 m×10 m,消能池外四周鋪設(shè)5.0 m寬的鋼筋籠塊石海漫,以防余能對(duì)庫(kù)底產(chǎn)生沖刷。

水庫(kù)放水口布置在圍壩西北角,設(shè)計(jì)為塔式進(jìn)水口,為封閉井筒式結(jié)構(gòu),塔頂高程4150.00 m,塔頂設(shè)閘門(mén)啟閉機(jī)房。進(jìn)水口為有壓短洞進(jìn)水,內(nèi)設(shè)檢修閘門(mén),后通過(guò)一個(gè)漸變段連接出水管。出水管徑采用DN800 鋼管,外包C25 混凝土,后接閘閥控制室,平面尺寸為6 m×6 m,框架混凝土二層結(jié)構(gòu)。閘室內(nèi)設(shè)電動(dòng)蝶閥二套,蝶閥后布置岔管,分為城市供水管及放空管。

3 兩種方案比較分析

兩種方案綜合比較分析見(jiàn)表1。

表1 兩種方案綜合比較分析表

通過(guò)上述比較,雖然注入式水庫(kù)建筑物布置繁多,但注入式水庫(kù)方案具有壩基處理簡(jiǎn)單、施工條件較好、投資小等優(yōu)勢(shì),且不存在不利重大地質(zhì)問(wèn)題,因此本工程最終選定注入式水庫(kù)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)攔河水庫(kù)與注入式工程總體布置的分析比較得出注入式水庫(kù)壩基處理簡(jiǎn)單、施工條件較好、投資小等優(yōu)點(diǎn),可以為從業(yè)者在可研階段壩址選擇提供一種思路。尤其是在高海拔寒冷地區(qū),由于每年的施工時(shí)間較短且條件艱苦,選用此種方案可以明顯提高水庫(kù)的工程效益,但是否選擇此種方案還應(yīng)結(jié)合工程區(qū)場(chǎng)地條件來(lái)進(jìn)一步做比較分析。