比较拦河坝的不同坝型

拦河坝位于大西沟沟口上游约480m，地面高程为1357.00～1358.00m，纵坡降1.85%，谷底宽约150m。坝址区地表为第四系松散堆积物（Q4），左岸分布有一级阶地和左五沟洪积扇。一级阶地宽度为20～30m，地面高程为1360.00～1363.00m，主要为冲积洪积砂卵砾石、漂石层和崩积坡积物壤土夹碎石、块石。一级阶地后缘左侧被左五沟沟口洪积扇覆盖，洪积崩积物主要成分为次棱角及次圆状碎石、块石及壤土，地面高程为1363.00～1385.00m，纵坡降12.2%。坝址区大范围出露吕梁期片麻状黑云母花岗岩，局部还出露中细粒钾长花岗岩岩脉，斜长角闪岩和黑云母角闪斜长片麻岩（N），在片麻状黑云母花岗岩中以脉状、团块状残留体形式产出。地质构造表现为小断层、节理密集带和裂隙等，物理地质现象主要有卸荷、风化作用及小范围的崩塌。拦河坝区哈拉沁沟右岸距河谷310m为邻谷大西沟，两沟之间的小山梁构成拦河坝的右坝肩，该山梁走向NW290°，坝轴线处最高高程为1485.00m，平均坡比1∶1.68，可分为两段，下段高程为1360.00～1381.00m，坡比1∶1，局部为陡壁；上段高程为1381.00～1485.00m，山势较缓，坡比1∶2。哈拉沁沟左侧岸坡左五沟洪积扇以上，高程为1385.00～1500.00m，基岩裸露，山势陡峻，坡比1∶1.1。

图1.4.2　下水库拦沙坝剖面图

注：图中尺寸单位为mm，高程、桩号单位为m。(www.xing528.com)

分析拦河坝地形地质条件和库盆左岸岸坡开挖情况，考虑充分利用左岸岸坡开挖石料、地下厂房系统和尾水隧洞等开挖石料，结合工程区附近的料源情况，拦河坝坝型拟定碾压混凝土重力坝、混凝土面板堆石坝、沙砾石心墙坝三种坝型方案进行比选。碾压混凝土重力坝方案：坝顶宽5.0m，坝顶高程为1401.00m，河床坝基坐落在片麻状黑云母花岗岩弱风化中部，建基高程为1332.00m，最大坝高为69.0m。坝顶长度为264.0m，全为非溢流坝段。上游坝坡上部直立，高程1355.00m以下采用1∶0.1；下游坝坡为1∶0.7，起坡点高程为1395.00m。混凝土面板堆石坝方案：坝顶高程为1403.50m，最大坝高为66.5m，坝顶长度为232.0m，坝顶宽度为8.0m，上、下游坝坡均为1∶1.4，下游在1375.00m高程设置2.0m宽的马道。坝体分区从上游至下游分别设置石渣盖重区、黏土铺盖区、钢筋混凝土面板厚0.4m、垫层水平宽度为3m、过渡层水平宽度为3m、主堆石区、下游堆石区和下游干砌块石护坡厚0.5m。沙砾石心墙坝方案：坝顶高程为1403.50m，坝基坐落在冲积洪积砂卵砾石漂石层上，至混凝土垫层基础最大坝高为69.0m，坝顶长度为223.0m，坝顶宽度为8.0m。上游坝坡为1∶3，表面采用1.0m厚铅丝石笼护坡，在1380.00m高程设置2.0m宽马道。下游在1380.00m和1365.00m高程处设置2.0m宽马道，1365.00m高程以上坝坡为1∶2.25～1∶2.5，表面采用0.4m厚干砌石护坡；1365.00m高程以下设排水堆石棱体，其上游坡为1∶1，下游坡为1∶1.5，在排水棱体的上游面和基础表面设0.5m厚反滤层。沙壤土心墙上、下游坡均为1∶0.25，与沙砾石填筑体间采用0.3m厚粗砂作为过渡层，底部设1.0m厚混凝土垫层。

拦河坝碾压混凝土重力坝、混凝土面板堆石坝和沙砾石心墙坝方案综合比较如下：①从土建可比投资分析，混凝土面板堆石坝方案最省，沙砾石心墙坝最大，碾压混凝土重力坝方案比混凝土面板堆石坝方案增加1187.03万元，而比沙砾石心墙坝省2739.74万元；②碾压混凝土重力坝方案料源充足，面板堆石坝方案可采用下水库库盆左岸山体及地下洞室开挖的弱～微风化、新鲜的片麻状花岗岩和斜长角闪岩作为堆石料料源，沙砾石心墙坝方案近坝区无足够储量、质量可靠的混合坝防渗心墙天然建材；③碾压混凝土重力坝方案库盆左岸边坡石方开挖方量已达约130万m3，混凝土面板堆石坝和沙砾石心墙坝方案为满足调节库容要求，库盆左岸边坡石方开挖分别还需增加24.9万m3、41万m3，对山体扰动加大，开挖边坡高度增大；④由于下水库采用哈拉沁水库下泄洪水和拦沙库区洪水叠加，当实际发生洪水大于设计洪水或哈拉沁水库溃坝时，碾压混凝土重力坝方案可以漫坝，而混凝土面板堆石坝和沙砾石心墙坝方案会因漫坝洪水而产生破坏；⑤从坝体抗冻抗裂性能及出现裂缝漏水检修条件分析，重力坝优于沙砾石心墙坝和混凝土面板堆石坝。下水库拦河坝剖面图如图1.4.3所示。

为方便下水库施工组织、施工场地布置，加快施工进度，拦河坝和拦沙坝应尽量选用同一种坝型。碾压混凝土重力坝具有投资省、料源充足、便于检修等优点，因此拦河坝坝型也采用碾压混凝土重力坝方案。