越南大青水利樞紐引水通道設(shè)計(jì)方案比選-論文發(fā)表

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　　越南大青水利樞紐引水通道設(shè)計(jì)方案比選
　　潘輝李寧
　　遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院遼寧沈陽(yáng)110006
　　摘要越南大青水利樞紐工程需要將水庫(kù)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(zhì)條件，原計(jì)劃需要在地勢(shì)較高的地區(qū)采取適當(dāng)?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(shè)計(jì)方案選擇問(wèn)題進(jìn)行了比較。
　　關(guān)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(wù)是水力發(fā)電，在工程完成后并入國(guó)家電力系統(tǒng)，其裝機(jī)功率將達(dá)141MW，每年發(fā)電量將達(dá)6.083億千瓦時(shí)｡
　　此外，工程還能加強(qiáng)下游河流流量的穩(wěn)定性，滿足下游地區(qū)日益增長(zhǎng)的水源需求，提高下游各水利工程的經(jīng)濟(jì)､財(cái)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(jì)､文化創(chuàng)造良好的發(fā)展條件。
　　1工程級(jí)別
　　工程按(越南)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。工程級(jí)別依照越南285-2002建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)地質(zhì)條件，各工程段的方案均在報(bào)告中進(jìn)行了評(píng)估，工程級(jí)別確定為Ⅱ級(jí)。
　　堤壩最高達(dá)55米。設(shè)計(jì)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(kù)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(zhì)條件，原計(jì)劃需要在地勢(shì)較高的地區(qū)采取適當(dāng)?shù)囊椒ǎ瑸殡娬拘藿ㄒ粭l人工的引水通道。
　　為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的，考慮了三個(gè)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(hào)連接渠:
　　位于主壩與1#副壩之間，長(zhǎng)度為450米。
　　表面的土層厚度從幾米到20米不等，下面是強(qiáng)風(fēng)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(kāi)挖，尾部近一半的渠道大部分將通過(guò)微風(fēng)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(jì)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(hào)連接渠:
　　位于1#副壩與2#副壩之間，長(zhǎng)度約為425米｡
　　土層厚度從5—10米至20米，下層是bazan巖的風(fēng)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(kāi)挖，渠道底部將位于地下，剩余的部分位于bazan巖的劇烈風(fēng)化帶，此帶含有bazan巖的碎塊。
　　在粘土､半粘土的排水試驗(yàn)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(jì)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(hào)連接渠:
　　位于2#副壩下游地區(qū)，土層較厚達(dá)33米，渠底高度約599米，其地質(zhì)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(qiáng)，因此較為堅(jiān)固，即使是雨季也能保證良好的排水性。水渠14號(hào)國(guó)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(shè)計(jì)，也能保證相對(duì)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(shè)3.0m寬?cǎi)R道。在正常高水位618.0m以上兩側(cè)邊坡采用草皮護(hù)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(zhǎng)260m。2#（連接渠）暗涵位于1#副壩與2#副壩之間，涵長(zhǎng)290m。3#（連接渠）暗涵位于2#副壩下游，涵長(zhǎng)360m。
　　2.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　1#（（連接渠）暗涵
　　1#（（連接渠）暗涵長(zhǎng)260m，入口為樁號(hào)KN1-0+080，出口為樁號(hào)KN1-0+340，為反拱混凝土底板雙孔現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)，過(guò)水?dāng)嗝鏋?1.73m2。涵底板頂高程為599.0m。開(kāi)挖斷面地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為均勻，從下至上包括弱風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、全風(fēng)化巖以及第四系沉積、洪積、殘積土層。除弱風(fēng)化巖面開(kāi)挖臨時(shí)邊坡采用1:0.75外，其余強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化及第四系沉積、洪積、殘積層開(kāi)挖邊坡為1:1.5，。暗涵施工完畢后回填原土不得超過(guò)原地面高程。進(jìn)出口明挖段除弱風(fēng)化巖面開(kāi)挖邊坡采用1:1.0外，其余強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化及第四系沉積、洪積、殘積層開(kāi)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(shè)一3.0m寬的馬道。為保持進(jìn)出口邊坡的穩(wěn)定性，在正常高水位618.0m以上兩側(cè)邊坡采用草皮護(hù)坡。
　　2#（（連接渠）暗涵
　　2#（（連接渠）暗涵290m，入口為樁號(hào)KN2-0+090，出口為樁號(hào)KN2-0+380，為反拱混凝土底板雙孔現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)，過(guò)水?dāng)嗝鏋?2.57m2。涵底板頂高程為599.0m。開(kāi)挖斷面地質(zhì)結(jié)構(gòu)為第四系沉積、洪積、殘積土層。臨時(shí)開(kāi)挖邊坡采用1:1.5。暗涵施工完畢后回填原土不得超過(guò)原地面高程。進(jìn)出口明挖段開(kāi)挖斷面地質(zhì)結(jié)構(gòu)為第四系沉積、洪積、殘積土層，開(kāi)挖邊坡采用1:3.0。
　　3#（（連接渠）暗涵
　　3#（（連接渠）暗涵長(zhǎng)360m，入口為樁號(hào)KN3-0+080，出口為樁號(hào)KN3-0+440，為反拱混凝土底板雙孔現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形結(jié)構(gòu)，過(guò)水?dāng)嗝鏋?2.57m2。涵底板頂高程為599.0m。開(kāi)挖斷面地質(zhì)結(jié)構(gòu)為第四系沉積、洪積、殘積土層。臨時(shí)開(kāi)挖邊坡采用1:1.5。暗涵施工完畢后回填原土不得超過(guò)原地面高程。進(jìn)出口明挖段開(kāi)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(shè)一3.0m寬的馬道。為保持進(jìn)出口邊坡的穩(wěn)定性，在正常高水位618.0m以上兩側(cè)邊坡采用草皮護(hù)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(cè)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(kāi)挖，尾部近一半的渠道大部分將通過(guò)堅(jiān)硬IB帶堅(jiān)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(zhì)條件可成洞，其余仍要開(kāi)槽明挖，技術(shù)上比明渠復(fù)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(fēng)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(kāi)挖，地質(zhì)條件不適合開(kāi)挖隧洞。
　　以3#連接渠軸線作為隧洞軸線，土層較厚，達(dá)33米，渠底高度約599米，其地質(zhì)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(zhì)條件不適合開(kāi)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(jì)上明顯高于巖洞。
　　3#連接渠改成土洞，洞長(zhǎng)248.36米，入口及出口均為明渠開(kāi)挖。
　　3結(jié)論
　　從理論上，隧洞方案較連接渠方案在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上難已實(shí)現(xiàn)，依照規(guī)范要求的巖石深度，只有不到一半的地質(zhì)條件可成洞，其余仍要開(kāi)槽明挖，技術(shù)上比明渠復(fù)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(jì)上，渠洞結(jié)合方案較連接渠方案投資高2351萬(wàn)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(kāi)挖14.2萬(wàn)立米、混凝土澆筑2.5萬(wàn)立米、鋼筋制安2554.2噸、漿砌石1007立米�？傇靸r(jià)節(jié)省了5832萬(wàn)元。