工程布置及建筑物

5工程布置及建筑物

5.1设计依据

根据《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021-93),相关专业规范、技

术标准和可行性研究阶段的审批、审查意见，是初步设计阶段的主要设计依据。

5.1.1工程等别及建筑物级别

xx水利枢纽工程是以防洪、供水、灌溉为主，结合发电的多目标开发综合利用

工程。根据可研审批的建设规模，水库总库容为4.68亿nA供水规模为1.98亿m3,

规划灌溉面积9.92万亩。依照GB50201-94《防洪标准》及SL252-2000《水利水电工

程等级划分及洪水标准》，以水库总库容确定本工程为大(2)型规模，II等工程。

枢纽主要建筑物拦河土坝、溢洪道及引水建筑物进水口为2级建筑物，引水隧

洞和发电厂房、溢洪道进水渠导墙及泄槽侧墙等次要建筑物为3级建筑物，临时建

筑物为4级建筑物。

主要建筑物土石坝防洪标准：设计洪水重现期100年，校核洪水重现期为2000

年一遇。发电厂房防洪标准：设计洪水重现期30年，校核洪水重现期为100年一遇。

溢洪道消能防冲设计洪水标准为50年一遇。

5.1.2设计基本资料

5.1.2.1工程任务

XX水利枢纽是XX省南部水资源调配的重点工程，其建设任务是以防洪、供水、

灌溉为主，结合发电。

5.1.2.2水位及流量

坝址H~Q关系成果见表5-1；

坝址设计洪水成果见表5-2；

建库后各级频率洪水成果见表5-3o

表5-1xx水库坝址水位〜流量关系成果表单位：H-56榆林m,Q-m3/s

H13.8013.8914.0014.2014.3314.5014.7014.8014.90

Q04.3521.055.078.2106140159182

H15.0015.2015.5015.7016.0016.5017.0017.5018.00

Q208273386475626930129017202160

H18.5019.0019.5020.0020.5021.0021.5022.0022.50

Q264031403640416047005240579063907010

H23.0023.5024.0024.5025.0025.5026.0026.50

Q765083309080983010600115001230013100

表5-2坝址设计洪水成果表(天然)

各级频率(％)设计值

项目

0.05123.335102050

Qm(m3/s)151009070772069305920459032901680

表5-3建库后坝址断面设计洪水成果表

水库水位库容溢洪道下泄量坝下水位

P(%)3

ZMm)V(亿m)Q?«i(m3/s)Z下(m)

0.0574.584.68885023.85

170.734.05610021.76

270.404.00589021.58

570.003.93166017.43

5.1.2.3水库特征水位

正常蓄水位：70.00m

设计洪水位(P=l%)：70.73m,相应库容4.05亿nA

校核洪水位(P=0.05%)：74.58m,相应库容4.68亿nf。

防洪限制水位：58.45m(主讯期6—9月)，相应库容2.43亿nP。

死水位：33.00m,死库容0.43亿nA

5.1.2.4泥沙

坝址多年平均输沙量17.8万t,推移质3.56万to

5.1.2.5气象

1）降雨

坝址以上多年平均降雨量：1858.8mm；

多年平均水面蒸发量：雅亮站1224.5mm,崖城站1719.9mm。

2）气温

多年平均气温南滨站为25.0℃；雅亮站为23.1℃；

极端最高气温357C；

极端最低气温1.6℃。

3）风速与吹程

风向：旱季东或东北，雨季西或西南；

最在风力：12级以上；

年平均台风频率3次；

59年〜98年间实测极大风速40m/s（ENE）；

多年平均风速2.6m/s；

多年平均最大风速20.1m/s。

5.1.2.6地震烈度

根据地震烈度区划确定本工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震基本烈度为6

度。原水利电力部和国家地震局1987年共同签发的水电水规字第55号文及2001年

中国水利水电科学研究院对本枢纽进行地震基本烈度复核，本工程的地震基本烈度

仍定为6度。按照SL203-97《水工建筑物抗震设计规范》规定，本工程采用抗震设

计烈度为6度。

5.1.2.7地基特性及设计依据

1)坝址地基特性

坝址覆盖层为第四系松散堆积物，河床表层0〜4.5m为松散的砾砂、砾石层。

4.5m以下为稍密〜密实含少量黄泥的卵砾石层。两岸坡主要是残坡积土和壤土。

坝址地基岩性为灰白、肉红色似斑状黑云母二长花冈岩，细粒结构，块状构造。

河床部位一般为弱风化岩体。全强风化带沿断层或局部基岩表层分布。两岸风化不

均，全强风化层厚1m〜15m,左岸局部达20m。

坝区断裂构造发育。坝址区河床和左岸台地顺河向断层分布较多。

坝基设计参数见表5-4o

表5-4坝基地质参数建议值

抗剪强

允许承载变形模渗透系开挖坡比

密度P允许度

密实状态力四量Eo数K(坡高

(g/cm3)坡降(D

(kPa)(MPa)(m/d)C<6m)

河(°)

床松散,以粗砂为主，1001:1.5〜

1.70100-20025-300.45031

覆含少量卵砾石。-2001:1.75

盖稍密••中密,卵砾含

50~1:1.25〜

层量较多，粒径较1.80200~30035-400.2033

1001:1.5

大。

密实，含泥砂卵

1.90>300>40500.20351:1.25

石

全风化带1.70-1.85150~2000.51:1.27:1.5

长强风化带400〜7003X10，1:0.75〜1:1

花

2000-

岗弱风化带2.676XIO31:03-1:0.5

3000

岩

拟采用xx沟砂砾料场的砂砾料作坝基振冲料，该料场砂的平均粒径为0.60〜

0.71mm,细度模数为3.32〜3.74,砾干松密度为1.57~1.95g/cm3,砂干松密度1.29〜

1.70g/cm3,云母含量0-0.0037%,全级配含泥量0.7%〜2.1%,针片状含量5.05%〜

8.17%,软弱颗粒含量2.0%〜3.77%。

2)溢洪道地基特性

溢洪道布置在右岸娅口冲沟，溢洪道地基覆盖层厚0m〜5m,基岩为燕山晚期二

长花岗岩，岩体完整性较差。溢洪道进口及泄槽段风化层厚，对高边坡开挖段需进行

护坡处理。控制段闸基岩体风化较深，断续有缓倾角裂隙发育，须进行固结灌浆和帷

幕灌浆，对断层破碎带进行置换处理。

溢洪道地基相关物理力学指标采用值详表5-5o

永久工程开挖边坡采用值见表5-6。

表5-5溢洪道地基的物理力学指标表

抗剪（断）强度

允许变形

岩石密度软化岩石/岩石岩石/混凝土

承力模量

类别(g/cn?)系数

（MPa）（MPa）flcl(MPa)flcl(MPa)fC(MPa)

弱风

0.9~0.7~0.8~0.5~0.6〜

化花2.662.00.806X103/

1.()0.90.90.70.65

岗岩

强风

化花/0.6/3义103////0.5/

岗岩

表5-6永久工程开挖边坡采用值表（坡高小于10m）

类别残坡积层全风化带强风化带弱风化带微风化带

坡比1:1.5-1:1.751:1.51:1.0〜1:1.21:0.51:0.3

3）输水洞地质条件

引水隧洞布置在左岸，进出口处于全强风化带，洞身主要在弱微透水的弱风化

岩体内通过，未发现大的断层发育，多属II〜III类围岩。但断层破碎带及节理裂隙极

发育地段为IV类围岩。

II类围岩：取f=5〜6,Ko=4OOO-5OOOMN/m3；

3

III类围岩：取f=4〜5,Ko=3OOO-4OOOMN/m；

IV类围岩：取f=l〜2,K（）=1000—1500MN/m3o

4）厂房地基特性及相关参数

电站厂房位于左岸引水隧洞出口的西侧。基础地层全、强风化层较薄，基础可利

用弱风化岩体，对断层破碎带进行置换处理。厂房后边坡地形坡角20。〜25°,自

然边坡稳定条件好，但仍须做好永久防护。有关地质参数采用值与溢洪道相同。

5.1.2.8建筑材料特性及设计参数

1）土料

本工程选用土料场有丛毛、坝上、卡把、抱古、高村、大茅共六个土料场，均有

简易公路与坝址相通。初设阶段重点对丛毛、坝上、卡把三个料场针对土料有用层的

储量及质量进行了补充勘查。丛毛料场位于库区左岸，距坝址4.6km〜6.75km,高

程15m~55m,长条形分布，长约2km,以花岗岩风化土为主，土层厚度均大于3m。

坝上料场位于库区左岸，距坝址1km〜4km,高程14.0m〜35.0m,长条形分布，±

层平均厚度约5m,部分达9m以上，土层上部为砂壤土、砂质粘土，下部为花岗岩

风化土。卡把料场位于左坝肩东南方向1〜2km,高程140m〜170m,主要以花岗岩

风化土为主。

各土料场的储量及物理力学特性见表5-70

表5-7xx土坝土料储量特性表

无用层

距坝址有用层储量（万m3）

料场料场面积地面高程方量

距离

名称（万nP）（m）（万防渗料坝壳料

（km）

m3）

丛毛4.6〜6.7540.0515〜5516.02117.6340.05

坝上1.0~4.024.7814~3510.12115.6337.17

卡把I区1.072.18140-17037.61211.0472.18

卡把II区2.065.91140-17033.05176.2665.91

合计96.80620.55215.31

各土料场土料物理力学指标见表5-8o

土料设计采用指标见表5-9o

表5-8xx水库土坝料场土工试验汇总表

表5-9土料物理力学性质指标采用值表

项目单位防渗土料强风化料河床砂砾石石渣

干密度g/cm31.701.791.661.80

天然含水量%15.42.2313.25

最优含水量%15.912.1

孔隙比e0.720.650.720.7

孔隙率n%41.8639.3941.8641.18

湿容重g/cm31.961.831.88

饱和容量g/cm32.122.182.082.21

浮容重g/cm31.121.181.081.21

大值平均cm/s4.25x10-51.3x1043x10、1x103

渗透系数k

小值平均cm/s2.83x10-6

6uo16.427.7

总应力

C

ukPa53.575.0

强度

6cuo17.633.1

CcukPa26.311.0

有效应0'cuo21.940.4

力强度CcukPa11.814.0

2）砂砾料

在坝址上下游各3km范围内，天然砾料较丰富。本阶段选择了高村和xx两个砂

砾料场，储量分别为：高村料场143.34万n?,xx料场80.77万nP,砂砾近似各半。

相关参数详见砂砾料场综合图（ND-2D-39和ND-2D-41）。

3）石料

卡把石料场位于坝址左岸的卡把村，为卡把土料场的西段,地面高程90m〜170m,

有用储量546万n?。物理力学参数见表5-10。

表5-10卡把石料场物理力学参数表

极限抗压强度

取样深度风化密度载化系弹模

比重饱和干燥

（m）程度(kg/cm)数(105MPa)

(MPa)(MPa)

Z110.9〜12.0弱风化2.662.67201.5240.80.831.008

Z210.77—12.3弱风化2.672.67208.1249.70.831.04

5.1.3主要技术规程规范

1）《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93；

2）《防洪标准》GB50201-94；

3）《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；

4）《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99；

5）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2000；

6）《溢洪道设计规范》SL253-2000；

7）《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；

8）《混凝土面板堆石坝设计规范》SL228-98；

9）《水工隧洞设计规范》SL279-2002；

10）《水电站厂房设计规范》SL266-2001；

11）《水工钢筋混凝土结构设计规范》SDJ20-78；

12）《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96；

13）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；

14）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；

15）《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997；

16）《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97；

17）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；

18）《水利水电工程制图标准》SL73-95；

20）《水电站压力钢管设计规范》SL281-2003；

21）《水电水利工程工程量计算规定》DL/T5088-1999；

22）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94；

23）《水利水电工程进水口设计规范》SL285-2003；

24）《水电站厂房设计规范》SL264-2001；

25）《土石坝安全监测技术规范》SL60-94；

26）《水利水电工程振冲处理地基技术规范》；

27）《公路工程技术标准》JTJ00197；

28）《公路桥涵设计通用规范》JTJ041-89；

29）《公路路线设计规范》JTJ011-94；

30）《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002；

31）其它有关的法律、法规、条例和技术标准。

5.2坝型选择

XX梯级坝址位于XX下游最末一个峡谷河段的南滨农场红河队部附近。在可行性

研究报告中曾进行了土坝、面板堆石坝、碾压碎重力坝等坝型的比选。根据可研阶段

的审批意见，明确以当地材料坝为基本坝型。本阶段仅对土坝和砂面板堆石坝两坝型

进一步论证。分别从地形地质、工程布置、施工条件、工期、投资等方面进行方案比

较，最终选定坝型。

钢筋碎面板坝属n级高坝，要求面板坝趾板建于弱风化岩层上，趾板覆盖层的开

挖量大，对施工围堰防渗及基坑抽排水等要求较高且对工期有一定的影响，同时石料

场开采弃渣、堆渣及渣场占地均较多。虽然施工渡讯占有优势，但经核算其投资比土

坝方案高，工期比土坝方案长。

土坝属II级中坝，通过对地基及部分坝体采用填砂振冲筑坝，避免了坝基覆盖层

的大开挖。施工能堤与土坝相结合，可不设防渗措施和基坑抽排水。土料大部分取自

库区淹没线以下，对环境影响相对较小。虽然土坝施工渡讯有一定的难度，但工期较

短，投资相对节省。

以下根据建坝条件对钢筋混凝土面板坝方案和土坝方案进行综合比较。

5.2.1建坝条件

5.2.1.1地形地貌

坝址河段两岸山体雄厚，山顶高程均在150m以上，河谷形态呈左缓右陡不对称

的“V”形谷。左岸地形上陡下缓，坡角15°〜35°。右岸山坡自然坡角20°〜40°，

局部有陡崖。坝址河床宽180m〜240m,中间有一宽为80m〜120m,长约540m的沙

洲，并且右岸距河边150m〜280m处有一天然娅口。坝址于正常蓄水位70.0m高程

处，河谷宽约500m。

5.2.1.2工程地质

河床覆盖层较厚，为6.5m〜21m。覆盖层上部。〜5m为含卵（砾）石中粗砂，

左岸河床约30mxl00m区域内有含淤泥质粉细砂透镜体层，表层厚约5.0m,较松散。

下部为含泥砂卵（砾）层夹少量蛮漂石，稍密状，压缩系数av=0.04〜O.UMpa-i,属

中偏低压缩性土。

坝基岩石主要为燕山晚期斑状二长花岗岩。坝址内最发育的断层为NEE-EW向

和NNE-NE向两组，均为中陡倾，破碎带宽度一般小于6mo其中相距10m〜30m的

F2、F2-1两条断层，在河床中纵向穿过坝址，产状25。~30。6£/80。，构造岩以糜棱

岩化碎裂花岗岩为主，并有硅化现象。

岩体风化有面状风化和囊（槽）状风化。坝址两岸风化不均。河床一般为弱风化

~微风化岩石，沿顺河向断层两侧局部有强风化岩石，厚度小于5.5m。左岸全风化带

下限埋深2.0m~9.0m,强风化厚0m~7.53m；右岸坝肩全风化带下限埋深0m~7.0m,

强风化厚0m~4.6mo弱风化属AHI类硬岩。相对抗水层顶板（3W0.3Lu、加。较大，

左岸为5m~33m,河床为9m~45m,右岸为6m~24m。全风化土Kz在Miucm/s以

内，属弱透水层。

根据中国水利水电科学研究院抗震研究中心2001年7月编制的《海南省xx水

利枢纽工程水库诱发地震危险性评价研究报告》，结论为：库坝区总体属于弱震环境,

根据库区的构造、地层岩性条件及水文地质条件等特征，将整个库区划分为二个库段

（坝址一一椰庄农场、称I库段、椰庄农场一一库尾、称n库段），分别评价其诱发

地震的可能性，诱震类型及可能的震级上限。通过宏观类比，总体认为第I库段存在

诱发构造型水库地震的可能，震级上限取4.0级，对坝址区的影响烈度均小于v度，

可能会对当地居民带来一定的影响，但不致造成较大的破坏。

经勘察及试验分析，坝址区工程地质条件相对简单，采用相应工程措施后，具备

修建中等高度的拦河坝的工程地质条件。

5.2.1.3天然建筑材料

坝址附近天然建筑材料储量丰富、质量较好、交通方便，可满足修建当地材料坝

型的要求。溢洪道及导流建筑物的开挖亦有大量的土石方量，部分可用于填筑坝体。

可研阶段对XX坝址上、下游各7.0km范围内的两岸沿河地带进行了普查，选择

了坝址上游左岸的丛毛、坝上、卡把和坝址下游的抱古、高村、大茅等六个土料场进

行了普查〜详查勘察工作。各土料场均有简易公路与坝址相通。其中丛毛、坝上两个

土料场在水库淹没区范围，应优先考虑使用。卡把料场在淹没线以上，但距坝址仅为

1〜2km,土料容易上坝。本阶段选择了坝址上游左岸的丛毛、坝上和卡把三个料场

作为土坝主料场，抱古料场为备用料场。

三个主料场的土料由阶地冲积土、残坡积土和全风化土组成。丛毛及坝上料场位

于库区左岸；卡把料场位于左坝肩附近。各土料场的储量及特性见表5-7；土料的物

理力学参数见表5-8o

砂砾料主要有高村和xx沟料场，质量和储量均满足设计要求。石料场位于左坝

肩高程为90〜170m的卡把村附近，剥离层约110.7万nA区内有大片橡胶和灌木林

地。

5.2.1.4交通和施工布置

坝址处已有12km等外公路至南滨农场，目前正在改建为三级公路。南滨农场至

三亚44km大部分为二、三级公路，对外交通方便。

坝址范围内左岸沿河均有I级阶地，场地较开阔，土石料均在左岸，有简易公路

相通，施工布置条件较好。

5.2.2土坝方案

据地质勘察，xx坝址附近土料充足，各料场土料的防渗指标不均，渗透系数多

在IXlO&m/s〜IXloAm/s之间，不适合作为心墙防渗土料。若用其它材料作防渗

心墙，一需增加投资，二需增加工期，三不利于防洪渡汛断面的施工。因此，均不予

考虑。而采用了“土质防渗体分区坝”方案，即坝的中部和上游为土质防渗体，斜坡

式排水道之后坝壳为透水性较大的填料。本阶段在可研阶段推荐的土坝方案基础上,

进一步优化后作为坝型比较方案之一，以下简称“土坝方案”。

1）可行性研究阶段推荐的土坝方案

枢纽由挡水建筑物、泄水建筑物和引水建筑物等主要建筑物组成。

泄水建筑物利用右岸娅口布置开敞式溢洪道，堰顶高程56.0m,泄槽宽度65.0m。

引水隧洞布置在左岸，隧洞出口接压力钢管，分岔后布置发电厂房。

挡水建筑物为土质防渗体分区坝，坝顶高程76.50m,防浪墙顶高程77.70m,最

大坝高65.50m,坝顶宽度9m,坝顶长535m。上游坝坡分二级，边坡自上而下分别

为1:2.75、1:3.0,上游45m高程是与围堰结合的堆石平台；下游坝坡分三级，边坡

自上而下分别为1:2.5、1:2.75和1:3.0,30m高程以下是堆石排水棱体。坝体上游部

分是以花岗岩风化土填筑为主的防渗体，坝体下游部分采用风化岩和开挖石渣等透

水性较强的材料填筑。坝体基岩防渗采用帷幕灌浆，河床砂砾石坝基采用砂墙防渗。

河床坝基处理方式：上下游围堰需进行防渗处理，基坑抽水后，振冲加密河床砂

砾石基础，清基1~2m后，再填筑坝体施工碎防渗墙并进行河床基岩帷幕灌浆。该方

案施工工序较多，围堰防渗的成功与否将直接影响工程工期。

2）初设阶段优化后的土坝方案

本阶段优化后的坝轴线与河道走向基本垂直。坝顶高程76.50m,防浪墙顶高程

77.70m,最大坝高65.50m,坝顶宽度9m,坝顶长535m。上游坝坡分四级，坡比自

上而下分别为1:3.0、1:3.0、1:3.25和1:3.25,上游20m高程是与围堰结合的堆石平

台;下游坝坡分四级，坡比自上而下分别为1:2.5、1:2.75、1:2.75和1:2.75,25m高

程以下是堆石排水棱体。坝体上游部分是以花岗岩风化土填筑为主的防渗体，坝体下

游部分采用风化岩和开挖石渣等透水性较强的材料填筑。坝体基岩防渗采用帷幕灌

浆，河床砂砾石坝基防渗采用碎防渗墙防渗。

河床坝基处理方式：先填筑上下游围堰至20.0m高程，围堰内填砂高出水面，

进行振冲加密。然后在干地上进行坝体填筑，同时施工性防渗墙和帷幕灌浆。该方案

的主要特点是：坝基和部分坝体采用填砂振冲筑坝技术，土坝干地施工，围堰与坝体

结合，上下游围堰均不需防渗处理，不需进行基坑抽水，减少了防渗土料的用量；施

工相对简单，缩短了工期；虽增加了振冲和佐防渗墙的工程量，但总投资相对节省。

本阶段优化后的土坝方案与可研阶段的土坝方案工程量与费用比较见表5-llo

表5-11土坝方案工程量与费用表

项目单位本阶段优化的土坝方案可研推荐的土坝方案备注

土石方开挖万nP14.9824.05

防渗土料填筑万m3249.30273.0

风化岩及石渣填筑万nP165.6178.0

振冲加密桩万m17.168.83

碎防渗墙万n?0.620.44

施工围堰高喷板墙m2_____-1.03

围堰土石填筑万nP6.9433.62

干砌块石万nP0.413.61

相对增加料场占地亩180

工期3年2个月3年8个月

临时工程费用万元3763.86240

挡水坝工程费用万元1863219807

5.2.3面板堆石坝方案

本工程坝址覆盖层厚度6.5〜21m,上部0〜5m为含卵（砾）石中粗砂，较松散，

5m以下为含泥砂卵（砾）石层夹少量蛮漂石，稍密状。以该坝址的工程地质条件,

不适合采用碎防渗墙与面板坝趾板相连接的方式，其原因是河床砂砾石表层5m及

5m以下都不适合作高面板堆石坝的趾板基础，若对砂砾石层进行处理，采用防渗墙

与趾板连接的面板坝方案从投资到工期都远大于和长于趾板置于弱风化岩上部的面

板堆石坝方案。因此，选择趾板布置在弱风化岩上部的碎面板堆石坝方案为另一坝型

比较方案，以下简称“砂面板坝方案”。

碎面板堆石坝方案的坝轴线位置与土坝方案相同，枢纽布置型式亦与土坝方案

相似，由拦河坝、溢洪道、引水隧洞等建筑物组成。利用右岸娅口布置开敞式溢洪道，

孔口尺寸、泄水道长度和宽度及下泄量与土坝方案相同。左岸引水道和电站厂房的布

置与土坝方案布置相似。

挡水建筑物为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程78.00m,防浪墙顶高程79.20m,

最大坝高87.2m,坝顶宽7.5m,坝顶长度623.00m。坝的上、下游坡均取1:1.4。上

游钢筋碎面板厚度沿高程变化，按式T=0.3+0.003Hm确定。面板沿坝轴线按12m宽

分缝，板内设双向钢筋。趾板厚度0.6m,宽4〜6m,以弱风化岩面为建基面，趾板

跨越河床断层部位设置碎塞。拦河坝以碎面板为防渗体，在其下游依次为垫层区、过

渡层区、主堆石区、下游堆石区和下游面大块石护坡。垫层区和过渡层区的水平宽度

分别为3m和4m。为减少河床砂砾层变形对面板的不利影响，趾板下游三分之一坝

基底宽的覆盖层全部清除，下游三分之二坝基则清除表面5m的松散覆盖层。

面板坝方案施工采用一次断流，采用上下游土石围堰和高喷板板防渗的施工方

法。围堰不能与坝体结合，抽水及基坑开挖工作量较大，工期较长。围堰防渗效果将

直接影响基础施工质量和工期长短。

5.2.4坝型方案比较

1）地形条件和工程布置：

坝址右岸天然城口地形同样有利于土坝和面板堆石坝对溢洪道的布髻故二坝

型方案工程布置大致相同。另外布置引水道、发电厂房和渠首的地形条1十比近似相

等。

2）工程地质条件：

深覆盖层及顺河向断层是本挡水坝主要工程地质问题。坝址区最发育的顺河断

层是以F2、F2-1、F29为代表有北北东向~北东向的断层组，其破碎带宽为3m~6m,

走向25°~50°,倾向南东，倾角70°~85°。坝基顺断层防渗处理方法二种坝型基

本相同，均以帷幕灌浆为主。断层处的坝基结构处理二方案各不相同，土坝相对简单,

面板坝趾板基础对断层处理要求较高。钢筋碎面板坝趾板以弱风化岩为建基面，需对

开挖面上的断层进行逐条处理，挖破碎带和软弱层置换碎，进行固结灌浆，并挖除底

部一半以上的覆盖层。土坝坝基防渗采用碎防渗墙，遇软弱岩层往下加深防渗墙即

可，不用挖除断层破碎带，不需大开挖覆盖层。土坝方案更易适应本坝址的工程地质

条件。

3）天然建筑材料条件：

经勘察，当地土料、石料的数量和质量均可满足土坝方案和面板坝方案的设计需

要。本阶段查明，库区内淹没线70.0m以下的丛毛、坝上土料场防渗土料有用层储

量230万n?以上，卡把土料场防渗料储量近400万m3以上，土坝方案所需防渗土

料总量仅为249万n?,土坝方案优先开采库区土料，其储量已接近设计用量，这样

可减少对生态环境的影响和对农用田地的征用。石料场位于左岸90m〜170m高程的

卡把土料场西段，储量500万n?以上，质量较好，但区内为大片灌木林和橡胶林,

剥离层弃方达110万nP以上，面板坝方案需在左岸另找一个110万n?田卜的弃渣

场，占用相对较多的林地。

4）施工条件：

土坝方案最大坝高为65.50m,属中坝，本阶段采用的施工方案结合坝基处理，

不做围堰防渗，不需进行基坑抽水，不开挖基坑，上下游围堰与土坝结合为一体，施

工相对简单，工期较短，施工费用较少；钢筋碎面板堆石坝方案最大坝高为87.20m,

属高坝，趾板基础需要挖至弱风化岩面下，需设上下游防渗围堰，进行基坑开挖并需

基坑抽水，上游围堰无法与坝体结合，钢筋碎面板及趾板施工较为复杂，施工费用相

对大于土坝。虽然面板坝在施工渡汛方面优于土坝方案，但土坝方案可利用溢洪道控

制段基底高程较低的特点，提前开挖溢洪道和引水隧洞并进行局部衬砌，这样溢洪

道、引水隧洞、导流洞可同时进行汛期导流，渡汛亦有较高的安全保证。

5）施工期限：

土坝方案工期为3年2个月，碎面板堆石坝方案工期为3年8个月。

6）工程量及投资：

土坝方案由于上下游围堰大部分可与坝体相结合，下游坝体利用部分导流洞、输

水洞和溢洪道等的弃渣，坝基覆盖层不需挖除，节省围堰防渗及基坑抽水费用，土坝

方案的大坝工程投资为18632万元。钢筋碎面板堆石坝方案上游围堰无法与坝体结

合，趾板基础需开挖至弱风化岩面，开挖量较大，隧洞及溢洪道弃渣可用于上坝的料

较少；由于坝顶增高溢洪道控制段和引水道进水口相应加高，工程量也有增加，面板

坝方案的大坝工程投资为21663万元。

7）环境影响：

土坝方案防渗料多数可采自库区淹没线以下的丛毛、坝上土料场，坝后风化料亦

可大部分取自库区。沿库区左岸已有简易公路连接丛毛、坝址料场至坝址，土料开采

运输方便，料场表层弃渣可直接堆放于库内稍作保护，不需另找渣场占用耕地和林

地，土坝方案对环境影响较小；面板坝方案石料取自左岸的卡把石料场，料场林地面

积0.5km2,石料表层剥离层达110.7万n?,面板坝坝基开挖弃渣129.6万nA溢洪

道土方弃渣55万n?,需征用较多的农田和林地作为弃渣场，面板坝方案对生态环境

的不利影响大于土坝方案，林地恢复费用亦高于土坝方案。

5.2.5坝型选择

经以上方案综合比较，土坝方案土料多数可在库区淹没线以下取得；由于石料场

剥离层体积达110.7万nA采用土坝方案时可利用其80%筑坝，采用面板堆石坝时

需另设弃渣场；二者施工条件各有优劣，虽然施工渡汛上面板坝占优，但工期和施工

费用上土坝方案优势较多；从工程投资上比，土坝方案少于钢筋碎面板堆石坝方案

3031万元；结构上相比，土坝方案较面板坝方案更适合于本工程坝基地质条件；从

环境影响上比，土坝料源多来自库区，对环境影响较小，面板坝料位于林区，并有大

量弃渣，需征用耕地或林地用作弃渣场，面板坝对环境不利影响较土坝大。因此，选

择土坝方案为本枢纽的推荐坝型。

表5-12坝型方案比较表

型

土坝方案面板堆石坝方案备注

右岸娅口地形有利于布置

地形条件对布置有利但深

泄洪建筑物，河床覆盖层

地形地质覆盖层对趾板基础有较大

6.5〜19.5m。深覆盖层对土

影响。

坝基础无大影响。

左岸引水洞，右岸溢洪道，

布置同土坝方案。趾板基础

布置合理。采用殓防渗墙方

工程布置及基础处理需置于弱风化岩面，并需对

案，坝基覆盖层仅作表层振

断层进行处理，较复杂。

冲处理。

当地土料质量及数量均可当地石料质量及数量均能

天然建材满足设计要求，70%的土料满足设计要求，石料剥离层

来自库区。110万m，

施工布置方便，施工技术难

施工简单，土料运距较近，

施工条件度大于土坝方案。需设防渗

开采方便，围堰不防渗

围堰，并进行基坑抽水

工期3年2个月3年8个月

临时工程费3763.8（万元）6728.2（万元）

大坝主体工程费18632（万元）21663（万元）

结论惟荐土坝方案

表5-13坝型方案工程量表

土坝方案面板堆石坝方案备注

引水道、

项目单位溢洪引水道、

土坝面板坝溢洪道厂房、渠

道厂房、渠首

首

明挖土石方万

15.7110.35.48129.6110.35.50

m3

洞挖石方万

//0.57//0.58

m3

混凝土浇筑万

1.6512.011.215.2512.081.29

m3

土方填筑万

4145.371.6105.371.61

m3

土石方填筑万

11.6//250//

n?

钢筋、钢材t522.72674184.31998.72674184.5

金属结构t/1172323/1172323

反滤、垫层万

18.20.12/25.40.12/

m2

弃渣量万

15.733.15.48240.355.15.5

m3

工程投资万兀18632.38603812.421663.38603812.4

其它略略略略略略略

静态总投资万元7884581876

5.3坝址和坝线选择

5.3.1坝址选定

可行性研究阶段曾在XX下游峡谷河段选择了XX村和红河连部两河谷，分别定

为上坝址和下坝址进行比较。按水利部有关审批文件，同意下坝址为选定坝址。

5.3.2坝线选择

下坝址右坝肩地形较窄，受地形条件限制，坝线调整变化的余地不多。主要是按

枢纽布置的需要，以工程布置合理、工程量较省为目的，拟定两条坝线进行比较，并

以土坝方案为代表坝型，通过工程量和投资等方面分析比较。

坝线I控制坐标为:左端x=39296.053,y=81127.878,右端x=39584.138，

y=80637.463。（见图ND-3G-11）坝线H控制坐标为：左端x=39286.346,y=81114.196,

右端x=39544.583,y=80615.389o（见图ND-3G-13）两坝线工程地质条件无明显差

异，可视为相同；两方案的溢洪道、引水道、电站厂房位置均完全相同，枢纽布置基

本相同；两方案施工条件、工期及运行条件均相同；坝线I的坝顶长度为535m,坝

线II的坝顶长度为540m,两者相差5m。

坝线I的特点是：坝顶长度较短，防渗线也相对短，枢纽布置紧凑，投资相对节

省；坝线H的特点是：坝轴线退后布置，增大了上游左右两侧坝坡脚线到引水道进口

距离和到溢洪道进口的距离，相对减少它们相互施工干扰，但同时使下游坡脚线紧靠

电站厂房，增加了厂房的施工干扰，延长了防渗线长度和坝顶长度。

从坝线方案布置图可知，两坝线从地形、地质、枢纽布置、施工及运行条件、施

工期限等方面均无实质性差异，仅土坝坝体和基础防渗轴线长度的工程量略有差别,

采用坝线I可节省投资约200万元。因此本阶段选择坝线I为推荐坝线。

表5-14坝线方案工程量表

项目单位坝线方案I坝线方案II备注

明挖土石方万15.715.7

混凝土浇筑万nP1.6531.665

土石方填筑万m3425.6432.2

钢筋、钢材t522.7522.7

金属结构t11721172

土坝工程投资万元18653.618852.8

帷幕灌浆造孔/灌浆m24129/1858525576/19700

其它略略相同不列出

5.4挡水与泄水建筑物规模选择

根据以上选定的坝型坝线，初拟不同的堰顶高程和堰宽，与相应的坝高进行综合

比较，分析工程量、投资及运行条件，选择合理且较经济的溢流堰顶高程、堰宽及坝

顶高程，以确定挡水与泄水建筑物的基本规模。

本枢纽的泄水建筑物布置在右岸垃口，溢流堰及泄槽结合坡口鞍部地形以弱风

化岩为建基面进行布置，以尽量减少溢洪道岩石开挖及碎量，相应泄洪对坝顶高程的

要求等进行综合比较。

5.4.1方案拟定

根据选定坝址的地形地质条件，右岸城口天然地形是布置开敞式溢洪道的理想

场地。为此，挡水与泄水建筑物规模选择初步以天然城口为溢洪道基本尺寸，再分别

考虑堰顶高程不变，扩宽或缩窄溢洪道的方案进行比较，选出合理溢洪道宽度后，在

此基础上进行等溢流宽度不同堰顶高程的方案比较，最终选定合理的溢洪道规模尺

寸及相应坝高。方案1〜方案6主要参数详见表5—15。

1)溢流堰顶高程不变，比较孔口尺寸及坝顶高程

首先以溢洪道堰顶高程56.0m,分别拟定方案1(5X12m),方案2(4X14m),

方案3(3X16m),相应坝高分别为76.10m,76.50m,77.51m。从溢洪道单宽流量看，

方案2适中，方案3最大，方案1比方案2略小；从投资上看方案2最小；从坝高

看，方案1低于方案2仅40cm,方案3高于方案2有1.01m；综合分析，初步选出

堰顶高程56.0m,闸孔尺寸4X14.0m的方案2,进行下一轮溢洪道宽度及闸孔数不

变的方案比较。

2）溢洪道闸孔尺寸不变，比较堰顶及坝顶高程

以闸孔尺寸4义14.0m不变，分别对方案4、方案2、方案5进行比选，堰顶高

程分别为55.0m、56.0m、57.0m,相应坝顶高程分别为75.90m,76.50m,77.10m。

从工程量、投资、单宽流量综合分析，闸孔尺寸4X14.0m,堰顶高程56.0m,坝顶高

程76.5m的方案2亦是较合理方案。

3）坝顶高程不变，分析溢洪道闸孔尺寸及堰顶高程

当坝顶高程76.5m,溢流堰顶高程56.0m高程不变时，溢洪道控制闸孔口尺寸分

别为4X14.0m、5X11.3m,3X18.70m,从闸门运行到工程投资等方面分析，闸孔为

4X14m方案相对合理。

当坝顶高程76.5m不变，堰顶和闸孔尺寸同时变化时，相对合理并节省的方案

仍然是4X14.0的方案2。

4）考虑运行的方案比选

根据本阶段初步拟定的水库调度运行方式，6月〜9月的防洪限制水位是58.45m,

考虑到在每年6月〜9月时将闸门全部开启既方便运行，又可以进行闸门检修。6〜

9月汛期无论来任何洪水，均可不必操作闸门，节省人力，方便调度。故提出溢流坝