越南大青水利樞紐引水通道設計方案比選-論文發(fā)表
越南大青水利樞紐引水通道設計方案比選
潘輝李寧
遼寧省水利水電勘測設計研究院遼寧沈陽110006
摘要越南大青水利樞紐工程需要將水庫蓄水引至電站取水口，但在主壩與1#副壩之間、1#副壩與2#副壩之間及2#副壩下游地區(qū)地面高程均較高，為滿足發(fā)電用水的需要，根據(jù)地形地質條件，原計劃需要在地勢較高的地區(qū)采取適當?shù)囊椒�，為電站修建一條人工的引水通道。本文就引水通道設計方案選擇問題進行了比較。
關鍵詞連接渠優(yōu)化隧洞暗涵
越南大青水利樞紐工程為引水發(fā)電工程，主要任務是水力發(fā)電，在工程完成后并入國家電力系統(tǒng)，其裝機功率將達141MW，每年發(fā)電量將達6.083億千瓦時｡
此外，工程還能加強下游河流流量的穩(wěn)定性，滿足下游地區(qū)日益增長的水源需求，提高下游各水利工程的經(jīng)濟､財政效益。工程完工后，還能改善區(qū)域景觀､環(huán)境，為區(qū)域經(jīng)濟､文化創(chuàng)造良好的發(fā)展條件。
1工程級別
工程按(越南)現(xiàn)行國家標準設計。工程級別依照越南285-2002建設標準的規(guī)定確立。根據(jù)攔水堤壩樣式、堤壩高度、建筑材料和基礎地質條件，各工程段的方案均在報告中進行了評估，工程級別確定為Ⅱ級。
堤壩最高達55米。設計洪水P為0.5%，校核洪水P為0.1%。
2引水通道方案比選
工程需要將水庫蓄水引至電站取水口，但在主壩與1#副壩之間、1#副壩與2#副壩之間及2#副壩下游地區(qū)地面高程均較高，為滿足發(fā)電用水的需要，根據(jù)地形地質條件，原計劃需要在地勢較高的地區(qū)采取適當?shù)囊椒�，為電站修建一條人工的引水通道。
為了達到經(jīng)濟節(jié)約的目的，考慮了三個優(yōu)化方案，一是連接渠方案；二是暗涵方案；三是隧洞方案。
2.1連接渠方案
1號連接渠:
位于主壩與1#副壩之間，長度為450米。
表面的土層厚度從幾米到20米不等，下面是強風化bazan巖石，渠道高程為599米，此處挖掘最深的地方約38米，一部分渠道將在含有磚紅壤土、巖塊的紅土層中開挖，尾部近一半的渠道大部分將通過微風化巖。
渠道底部位于地下水水平線以下，由于bazan巖的侵蝕性很小，所以估計流入地基坑的水量不大，盡管如此仍需要又排水的方法，特別是在雨季。
2號連接渠:
位于1#副壩與2#副壩之間，長度約為425米｡
土層厚度從5—10米至20米，下層是bazan巖的風化帶｡渠道底部的高度為599米，挖掘渠道最深處約32米，幾乎整條渠道將在含有磚紅壤、巖塊的紅土層中開挖，渠道底部將位于地下，剩余的部分位于bazan巖的劇烈風化帶，此帶含有bazan巖的碎塊。
在粘土､半粘土的排水試驗中其侵蝕系數(shù)平均為3.0×10-4cm/s｡地下水水位分布深度為20—25米，因此渠道底部將位于地下水水位以下，由于bazan巖的侵蝕性很小，所以估計流入地基坑的水量不大，但是仍然需要又排水的方法，特別是在雨季。
3號連接渠:
位于2#副壩下游地區(qū)，土層較厚達33米，渠底高度約599米，其地質多為土層，即粘土夾雜砂土，底部多為砂石，引水渠挖掘深度最深為25米。
粘土的滲水系數(shù)平均為2.0×10-4cm/s，在地理位置最高處即馬鞍處地下水主要分布在地面以下約12米以下，因此渠底主要都處在地下水以下部分，由于砂土滲水性不強，因此較為堅固，即使是雨季也能保證良好的排水性。水渠14號國道北面處渠底有一部分在地下水滲透層以下，由于有良好的排水設計，也能保證相對通暢的排水。
1#、2#、3#連接渠底寬5.0m，底高程為599.0m，邊坡由下至上分別為1:3.5、1:3.25、1:3.0，中間在610.0m、620.8m處設3.0m寬馬道。在正常高水位618.0m以上兩側邊坡采用草皮護坡。
2.2暗涵方案
1#（（連接渠）暗涵位于主壩與1#副壩之間，涵長260m。2#（連接渠）暗涵位于1#副壩與2#副壩之間，涵長290m。3#（連接渠）暗涵位于2#副壩下游，涵長360m。
2.2.1結構設計
1#（（連接渠）暗涵
1#（（連接渠）暗涵長260m，入口為樁號KN1-0+080，出口為樁號KN1-0+340，為反拱混凝土底板雙孔現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形結構，過水斷面為41.73m2。涵底板頂高程為599.0m。開挖斷面地質結構較為均勻，從下至上包括弱風化巖、強風化巖、全風化巖以及第四系沉積、洪積、殘積土層。除弱風化巖面開挖臨時邊坡采用1:0.75外，其余強風化、全風化及第四系沉積、洪積、殘積層開挖邊坡為1:1.5，。暗涵施工完畢后回填原土不得超過原地面高程。進出口明挖段除弱風化巖面開挖邊坡采用1:1.0外，其余強風化、全風化及第四系沉積、洪積、殘積層開挖邊坡有下至上依次為1:2.5、1:2.25、1:2.0。高程609.0m、621.0m、631.0m處各設一3.0m寬的馬道。為保持進出口邊坡的穩(wěn)定性，在正常高水位618.0m以上兩側邊坡采用草皮護坡。
2#（（連接渠）暗涵
2#（（連接渠）暗涵290m，入口為樁號KN2-0+090，出口為樁號KN2-0+380，為反拱混凝土底板雙孔現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形結構，過水斷面為42.57m2。涵底板頂高程為599.0m。開挖斷面地質結構為第四系沉積、洪積、殘積土層。臨時開挖邊坡采用1:1.5。暗涵施工完畢后回填原土不得超過原地面高程。進出口明挖段開挖斷面地質結構為第四系沉積、洪積、殘積土層，開挖邊坡采用1:3.0。
3#（（連接渠）暗涵
3#（（連接渠）暗涵長360m，入口為樁號KN3-0+080，出口為樁號KN3-0+440，為反拱混凝土底板雙孔現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形結構，過水斷面為42.57m2。涵底板頂高程為599.0m。開挖斷面地質結構為第四系沉積、洪積、殘積土層。臨時開挖邊坡采用1:1.5。暗涵施工完畢后回填原土不得超過原地面高程。進出口明挖段開挖斷面邊坡采用1:3.5、1:3.25、1:3.0。高程610.0m、620.8m處各設一3.0m寬的馬道。為保持進出口邊坡的穩(wěn)定性，在正常高水位618.0m以上兩側邊坡采用草皮護坡。
與中心線夾角約56.4°的道路與暗涵斜交，路頂寬45.0m，路頂高程620.8m，路兩側邊坡為1:1.5。
2.3隧洞方案
以1#連接渠軸線作為隧洞軸線，土層厚度從幾米到20米不等，下面是含有許多中空小孔bazan巖層，渠道高程為599米，此處挖掘最深的地方約38米，一部分渠道將在含有磚紅壤､bazan巖塊的紅土層中開挖，尾部近一半的渠道大部分將通過堅硬IB帶堅硬的bazan巖，依照規(guī)范要求的巖石深度，只有不到一半的地質條件可成洞，其余仍要開槽明挖，技術上比明渠復雜，施工困難。
以2#連接渠軸線作為隧洞軸線，土層厚度從5米至20米，下層是bazan巖的風化帶。渠道底部的高度為599米，挖掘渠道最深處約32米，幾乎整條渠道將在含有磚紅壤、bazan巖塊的紅土層中開挖，地質條件不適合開挖隧洞。
以3#連接渠軸線作為隧洞軸線，土層較厚，達33米，渠底高度約599米，其地質多為土層，即粘土夾雜砂土，底部多為砂石，引水渠挖掘深度最深為25米，地質條件不適合開挖巖洞。3#連接渠段改成土洞引水，土洞施工比巖洞施工困難，經(jīng)濟上明顯高于巖洞。
3#連接渠改成土洞，洞長248.36米，入口及出口均為明渠開挖。
3結論
從理論上，隧洞方案較連接渠方案在地質結構上難已實現(xiàn)，依照規(guī)范要求的巖石深度，只有不到一半的地質條件可成洞，其余仍要開槽明挖，技術上比明渠復雜，施工困難。1#、2#為連接渠，3#（連接渠改成土洞方案較符合要求，但經(jīng)濟上，渠洞結合方案較連接渠方案投資高2351萬元。
連接渠方案與暗涵方案的工程量相比，主要工程量中，節(jié)省了土方開挖14.2萬立米、混凝土澆筑2.5萬立米、鋼筋制安2554.2噸、漿砌石1007立米�？傇靸r節(jié)省了5832萬元。
