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通山抽水蓄能电站下水库坝型比选

文档作者：刘昊胡娟夏越谊文档来源：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司		更新日期： 2026年04月02日	点击数：
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低碳技术 LoW cARB0N W0RLD 2016／7
通山抽水蓄能电站下水库坝型比选
刘 昊，胡 娟，夏越谊(中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014)
【摘 要】通过对通山抽水蓄能电站下水库沥青混凝土心墙堆石坝和混凝+ilii~1堆石坝这两种坝型从工程地质条件、枢纽布置、建筑物开挖料
利用率、拖工条件、工程量及工程投资等方面进行综合比较，最终选取沥青混凝土心墙堆石坝方案作为推荐方案。
【关键词】沥青混凝土心墙堆石坝；混凝土面板堆石坝；坝型比选
【中图分类号】TV64 【文献标识码】A 【文章编号】2095—2066(2016)20—0080—02
l概述
通山抽水蓄能电站位于湖北省成宁市通山县城北东面的
黄沙铺镇境内．电站距成宁直线距离约35km，距武汉直线距
离约62km．距大畈核电站直线距离16km。距成宁500kV 变电
站直线距离约25km
通山抽水蓄能电站装机容量l200MW ，装机4台，单机容
量300MW 上水库正常蓄水位726．501n．相应库容933万Ill ，
调节库容687万m’．．下水库正常蓄水位236．00m， 相应库客
1087万m ，调节库容700万m ．．额定水头480m，输水系统水
平长度约2O59m．距高比约为4．3
电站上水库位于黄沙河支流— — 大幕溪上游，属于大幕
林场管区 下水库处于源头村西面，上、下水库坝址直线距离
约3．Okra．有公路或简易村村通公路相连，交通方便．．
2下水库坝型选择条件
2．1水文条件
水库流域面积15．59km ．正常运用洪水重现期200年，相
应洪水洪峰流量421nl ／s．非常运用洪水重现期1000年，相应
洪水洪峰流量523m ／s 洪水流量相对较大，需设泄水建筑物．
2．2 地形地质条件
坝址处于盘龙溪和小荆坑溪交汇处下游峡谷段． 已建溜
沙水库库尾，正常蓄水位236．00m 时，河谷宽约200．00m，谷底
水流平缓．两岸山体雄厚．溪谷呈不对称“V”型． 左岸高程
300m 以上岸坡较缓，地形综合坡度12。左右，以下地形较陡，
综合坡度25。左右：坝址右岸300m 高程以上岸坡较缓．综合
坡度18。左右，以下40～45。 坝址左岸分布石磊王崩坡积体，崩
坡积体厚度约5～10m．体积约50万m 坝址左岸崩坡积层厚
1．6~10m，右岸残坡积层厚1．7--4．9m．沟底冲洪积层厚4．3～8．7m
坝址左岸高程220m以下基岩大部裸露．呈强风化状．沟
底亦偶见有弱风化基岩裸露 坝址下伏基岩以中元古界冷家
溪群梅坑组千枚状板岩、粉砂质板岩和震旦系莲沱组下段砂
岩、石英砂岩为主，二者呈角度不整合接触，接触带附近岩体
较破碎．厚约3～20m
坝址两岸山脊部位岩体风化相对较深，右岸全、强风化带
下限埋深分别为1．7～4．9m、27～51m，左岸全、强风化带下限埋
深分别为1．6～10．4m、7．4～33．3m： 谷底强风化带下限埋深为
10-3～21．4m．谷底偶见有强至弱风化基岩出露
库坝区区位于大幕山复式背斜核部和南翼，褶曲发育，岩
层产状不稳定，走向、倾向、倾角都变化较大，岩层产状大多为
280～330。／SW 或NE 5～65。．局部为35～70。／SE或NW 25～
50。库区断层主要有F Fl6、F。 、F 等，其中F。5断层破碎带宽
2．0～3．0m．由顺盘龙溪沟延伸下水库上坝址一带
2-3天然筑坝材料
坝址位于工程区西南部的源头村， 下伏基岩为梅坑组千
枚状板岩、粉砂质板岩，岩层产状多变，岩体完整性较差，风化
较深．且右坝肩存在规模较大的石磊王崩坡积体，工程区开挖
料可利用率较低．主坝材料需进行料场开挖 本阶段进行初查
的料场为库尾窑洞石料场
下水库窑洞石料场位于下水库库尾盘龙溪左岸，窑洞村
东南侧，距坝平距1．4～1．9kin．开采条件较好，现有村村通公路
通达坝址 料场表部残坡积物厚一般小于3m，下伏基岩以砂
岩、细砂岩、砂质板岩为主．局部砂质板岩含有少量泥质条带，
细砂岩岩石主要矿物成分为石英、绢云母等．．弱风化、微风化～
新鲜石料湿密度平均值分别为2．60g／era。、2．71g／em ，微风化岩
石干抗压强度平均值为92．2MPa
下水库石料场弱风化及其以下石料可满足块石料和坝体
堆渣料用料要求．库区开挖强风化料亦可作为坝体堆渣料。
3 方案初拟
根据上述坝址区地形地质条件。库坝区下伏基岩以中元
古界冷家溪群梅垸组(Ptlnm )粉砂质板岩、千枚状板岩为主，
岩性较软，结合工程区附近的料源情况，初步分析认为，下水
库比较适合的坝型为当地材料坝．不宜建混凝土坝 、
当地材料坝根据防渗型式的不同主要有：均质土坝、心墙
堆石坝和面板堆石坝 由于坝址附近粘土储量极少．且靠近森
林公园，从减少环境破坏的角度．不推荐均质土坝方案。心墙
(2)注水试验检查
防渗墙体渗透系数合格标准为不大于9×10。cm／s．而上述
表中所有检查孔渗透系数全都小于9×10 cm／s，完全符合质量
要求
(3)开挖检查
从对高喷灌浆形成的防渗墙体进行开挖后直观看出，各
孔喷浆都能有效搭接．没有漏喷现象．表明通过高喷灌浆形成
的防渗墙体连续性好．整体质量可靠。
12 结束语
通过对大藤峡纵向土石子堰的高压喷射灌浆施工，从中
体会总结出如下几点：
(1)本工程采用的高喷灌浆施工方法对土石子堰防渗处
理在技术可行，防渗效果可靠 ．
(2)高喷参数合理选择，严格施工工艺是确保墙体质量，
实现有效阻水的重要保证
(3)通过对高喷墙体质量检查，表明墙体连续性好，能够
满足防渗要求 、
收稿LJ期：2016—6—29
作者简介：曾文专(1984一)，女，中级，主要从事水利水电施工
和技术管理X-作。
L0W CARBoN WoRLD 2o16，7 低碳技术
堆石坝和面板堆石坝两种坝型布置基本相同，都可以直接利
用库盆开挖料筑坝，具较好的经济性；此两种坝型均不存在稳
定、安全运行等制约因素，对地基要求相对较低，基础适应性
较好．且施工技术成熟：这两种坝型均为'-3前抽水蓄能电站主
要采用的坝型。因此．本阶段初拟沥青混凝土心墙坝和混凝土
面板堆石坝两种坝型进行比较
3．1沥青混凝土心墙堆石坝
沥青混凝土心墙堆石坝坝顶高程241．0m，宽10．0m，坝轴
线长296．0m，最大坝高74．0m。上游坝坡坡比1：2．0，在高程
216．0m 处设一级马道．马道宽2m，死水位以上坡面采用干砌
石护坡。坝体上游坝坡坡比1：2．0，每隔30m设一级马道，宽
2m．坡面采用干砌石护坡
坝体填筑材料从上游往下游分别为：坡面大块石护坡、垫
层区、堆石区、上游过渡层、沥青混凝土心墙区、下游过渡层、
排水堆石区、下游堆石区(库区开挖强、弱风化混合料)、坡面
干砌石护坡、坝脚堆石排水棱体 另外在坝体下游建基面设置
0．5m 的粗砂碎石垫层及2．0m厚的过渡料排水层
心墙堆石坝基础以粉砂质板岩、千枚状板岩为主．河床部
位岩体风化浅．两岸风化较深 心墙混凝土基座开挖至弱风化
岩体，以1：0．75的坡度与上下游相接。其余坝基清除全风化
层并整平处理后即可。建基面要求平顺，避免陡坎。为避免开
挖过多．左岸风化较深部位岸坡部分坝基开挖至全风化下部，
并进行整平压实处理。基础处理采用对断层进行刻槽填混凝
土塞．在心墙底部沿坝顸中心线进行防渗帷幕灌浆．灌浆孔布
置一排，孔距2．0m，深入相对不透水线(q≤3Lu)以下5m。左、
右两岸延伸到正常蓄水位与地下水位或相对不透水顶板线相
交处。
3．2 混凝土面板堆石坝
混凝土面板堆石坝坝顸高程为241．0m．坝顶宽度10．0m．
最大坝高82．7m，上游坝坡坡比1：1．4，下游坝坡下游坡比1：
2．0．采用0．4m厚的块石护坡。坝体从上至下依次为：上游铺盖
区、垫层区、过渡区、上游堆石区、下游堆石区及大块石护坡。
趾板基础置于强风化下部至弱风化岩石．为保证趾板布
置平顺．风化深度差异性大的部位可考虑置于强风化层岩石
中上部。趾板设防渗帷幕灌浆，灌浆孔布置一排，孔距2．0m，
深入相对不透水线(q≤3Lu)以下5m。左、右两岸延伸到正常
蓄水位与地下水位或相对不透水顶板线相交处。风化深槽部
位趾板基础处理采用混凝土防渗墙防渗，下接帷幕灌浆，通过
连接板与混凝土趾板衔接．混凝土防渗墙厚度0．8m 同时考
虑到千枚状板岩遇水易崩解软化特点，在水位变幅区趾板部
位上游布置连接板对趾板部位基础进行保护 防止趾板基础
经水位频繁消落产生淘刷变形破坏。
4 型式比选
4．1工程地质条件比较
坝址区下伏基岩以粉砂质板岩、千枚状板岩为主，岩性较
软，千枚状板岩遇水易崩解软化 河床部位岩体风化浅，左岸
风化较深，且风化深度差异性大，因而岸坡局部坝基不能避开
全风化层
面板坝混凝土堆石坝：基础要求相对较高．尤其是面板支
撑体主堆石区的基础．坝体基础均一性的差异容易产生较大
的不均匀沉降．可能导致面板及周边缝产生脱空和较大的变
形．引起结构性裂缝和止水系统的破坏 同时由于千枚状板岩
遇水易崩解软化，在水位变幅区趾板部位上游需对板部基础
进行有效保护． 以防止趾板基础经水位频繁消落产生淘刷变
形破坏。
沥青混凝土心墙堆石坝：地基要求相对较低，适应基础变
形能力较强，坝体沉降对心墙变形影响相对较小。
从工程地质条件来看，心墙堆石坝方案更适应坝址岩性
较软，千枚状板岩遇水易崩解软化。两岸风化深度差异性大的
地质条件特点
4．2 枢纽布置
面板坝混凝土堆石坝与沥青混凝土心墙堆石坝枢纽布置
格局相同．均需布置岸边式泄洪建筑物．两坝型枢纽布置条件
相当。
4_3建筑物开挖料利用率
混凝土面板堆石坝：上游坝体基础要求相对较高．趾板开
挖上、下游需缓于1：1．5的开挖坡与地形相接．开挖量大 面
板堆石坝的主堆石区坝料要求较高．压实后要求具有较高的
抗剪强度和较低的压压缩性． 大部分堆石料需在库尾窑洞石
料场开采。开挖料利用率相对要低
沥青混凝土心墙堆石坝：坝体基础要求相对低．心墙基础
开挖上、下游坡比为1：0．75，土石方开挖量较少。虽然坝体填
筑工程量大．但在坝体上游堆石区死水位以下及下游堆石区
上部均可采用建筑物开挖的强风化料上坝．开挖料if,1用率高。
从坝体填筑材料ft．0用开挖料来看． 沥青混凝土心墙堆石
坝优势明显
4．4 施工条件
两方案施工技术成熟．施工难度基本相当。混凝土面板坝
方案不受雨季干扰； 沥青混凝土心墙坝雨季施3-受到一定影
响。由于大坝施工不控制工程施工总工期．两方案并无差别
施工条件不制约坝型的选择
4．5 工程量及工程投资
下水库坝型比选工程量及投资对比。见表1。
表1 下水库坝型比选工程量及投资对比表
编号 项目 单位 沥青混凝土 墙坝方案 钢筋混凝土面板坝方案
l 土石方明挖 m3 470277 619830
2 大坝填筑 m3 1361o04 1194886
3 石方洞挖 m3 3626 3626
4 沥青混凝土0墙 m3 10870 0
5 混凝土防渗墙 m3 3137 4705
6 趾板、面板混凝土 rfl3 0 l4181
7 混凝土 m3 8815 10395
8 钢筋 t 267．82 1403
9 帷幕灌浆 13066 19599
1O 固结灌浆 5336 10672
11 砂浆锚杆 根 226 339
12 铜止水 491 2863
l3 土建投资 万元 9525．49 10348 36
沥青混凝土心墙坝比钢筋混凝土面板坝方案投资省
822．87万元
5 结论
综上所述． 沥青混凝土心墙堆石坝较混凝土面板堆石坝
适应变形能力强，开挖料利用率高，工程量及投资少，故本阶
段下水库大坝坝型比选推荐沥青混凝土心墙堆石坝方案．．
参考文献
[1】《混凝土面板堆石坝设计规范}(DL／T5016-2011)[S]．
【2】《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计规范》(DL／T541 1-2009)is】
收稿日期：2016—7—3
作者简介：刘昊(1986一)，男，湖南汉寿人，．Y-程师，硕士研究
生，主要从事水利水电工程水工建筑物的设计工作。
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