水库枢纽布置方案设计

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1方案拟定

本工程以防洪为主，水库设计和校核洪峰流量分别为3200m3/s和6602m3/s，坝址处河段较顺直，根据上述原则枢纽布置中将泄水建筑物布置于主河床，既有利于施工及运行期洪水宣泄及减少对下游河势影响，也方便其他建筑物的布置；同时为减少电站进水口的泥沙淤积，将泄洪底孔紧邻电站坝段布置。在挡水、泄水建筑物规模及消能型式等不变的前提下，拟定2个枢纽布置方案。

1.1右岸主河槽布置溢流表孔

为避免下泄水流淘刷岸坡和其他建筑物的基础，将溢流坝段布置在现河道主河槽位置，电站坝段布置在河床左侧。综合考虑施工导流、泄洪和排沙的要求，底孔坝段布置在电站坝段右侧，与电站坝段毗邻。溢流坝段和电站坝段与两岸的连接布置非溢流坝段。考虑到溢流坝挑流冲坑对底孔消力池边墙的影响，底孔坝段与溢流坝段之间增加1个河床非溢流坝段。

1.2右岸主河槽布置泄洪底孔

由于武烈河泥沙含量大，为便于排沙，将泄洪底孔优先布置在右岸主河槽，电站坝段及电站厂区布置在右岸，溢流表孔布置在泄洪底孔左侧，中间相隔1个河床非溢流坝段，两岸布置非溢流坝段，即该枢纽布置方案从左至右依次布置左岸非溢流坝段、溢流坝段、河床非溢流坝段、底孔坝段、电站坝段（坝后式电站厂房）和右岸非溢流坝段。

2枢纽布置方案确定

根据枢纽布置，从工程投资、地形地质条件、工程施工、工程管理、下游防护处理、泄洪排沙及旅游和土地开发等方面进行比选，最终确定合理的枢纽布置。

2.1工程投资

上述2个枢纽布置方案中拦河坝、电站和永久交通的主要工程量及建筑工程直接费建筑工程直接费方案1为32608.51万元，方案2为32369.96万元，两方案建筑工程直接费投资相差不大，方案2较方案1节省投资240万元。

2.2地形地质条件

方案1：坝址右岸山势陡峭，左岸地势平缓、开阔，且有承围公路通过，便于布置电站厂房和管理办公区；右侧主河床可布置泄洪建筑物。方案2：电站厂房布置在右岸，泄洪底孔与电站相邻，造成溢流坝布置已靠近左岸侧，对泄洪和下游防冲均不利。从地形地质条件看，方案1布置更为有利。

2.3施工导流

方案1：采用分期导流，一期工程施工围堰围左岸，利用主河槽过流；二期工程围右岸，利用底孔过流；左岸承围公路需在准备期改线完成。方案2：采用分期导流，一期工程施工围堰需截断主河槽，利用左岸滩地过流；一期工程度汛河道束窄，左岸承围公路将被淹没。因此左岸公路、右岸铁路和坝下交通桥均须在施工准备期完成。从施工导流看，方案2施工准备期工作量较大，且一期围堰需截断主河槽，导致围堰高度及其防渗处理难度均增大。

2.4下游防护

方案1：溢流坝泄洪时，左、右岸导流防护设施分别为底孔消力池边墙和右岸山体，下游防冲处理措施简单、可靠。方案2：溢流坝泄洪时，右岸导流防护设施为底孔消力池左边墙，但左岸为土质山体和覆盖层，抗冲能力差，下游防冲处理措施较为复杂。方案1下游防冲处理措施较为简单、可靠，优于方案2。

2.5工程管理

方案1：电站厂房、管理局均布置原承围公路一侧，交通便利；不常运用的溢流坝布置右侧，而经常利用的底孔和引水建筑进口均布置在坝顶左侧，便于由管理局通过左岸上坝公路上坝进行集中管理。方案2：电站厂房布置在山势陡峭的右岸侧，厂房开挖后右侧山体需进行支护处理，进厂交通也不便，且厂房位于山体背阴侧，对节能不利。方案1便于工程管理运用，同时溢流坝下游防冲维护也较为简单。

2.6泄洪排沙

方案1：超泄能力大的溢流坝布置在主河槽处，利于大流量泄洪；底孔布置偏左，排沙条件稍差。方案2：泄洪底孔布置在主河槽位置，利于排沙；溢流坝布置偏左，遇大洪水泄洪时水流条件稍差。从水库排沙方面看，方案2略占优势。

2.7旅游和土地开发

方案1：溢流坝布置主河槽处，其右岸地势较陡，因此河道右岸以防护为主；左岸地势平缓，在修建防护堤后，对原承围公路与防护堤之间区域可充分进行旅游、土地开发，发挥综合效益。方案2：溢流坝布置在左侧，受泄洪影响，左岸无法进行旅游和土地资源开发；而右岸为河道主河槽，地势又陡，亦难以开发旅游、土地资源。方案1功能划分明确，右岸主河槽行洪，左岸综合开发，优于方案2。

2.8综合分析

综上所述，在地形地质条件、施工导流、工程管理、下游防护、旅游和土地资源开发等方面均以方案1占优，而在水库排沙和工程投资方面方案2略占优势。经综合分析比较，采用方案1为枢纽布置推荐方案，即推荐的枢纽布置方案从左至右依次布置左岸非溢流坝段、电站坝段及坝后式电站厂房、底孔坝段、河床非溢流坝段、溢流坝段和右岸非溢流坝段。

3结语

重力坝的设计要求做到安全可靠、技术先进、方便适用，经济合理、环境友好。双峰寺水库重力坝设计首先根据工程的任务和枢纽的功能要求，确定了挡水建筑物、溢流坝、泄水底孔、电站厂房、生态放水洞等建筑物，根据建筑物的组成，考虑工程投资、地形地质条件、工程施工、工程管理、下游防护处理、泄洪排沙及旅游和土地开发等方面，最终确定了合理的枢纽布置。

作者：杨丽君 单位：河北省水利水电勘测设计研究院