桃花水库坝址比选分析

孙迅吴宇帆许强

摘要：针对桃花水库实际情况，根据现场踏勘和地勘报告成果中流域地形地质条件，初选上坝址和下坝址两种方案进行比较，经过对地形地质条件、枢纽布置、库区淹没、施工条件、筑坝材料、对环境的影响、工程投资、工程管理和安全等因素进行比较分析，综合确定上坝址为推荐坝址，可对同类工程建设有一定的参考意义。

关键词：坝址初拟；坝址比选；地质条件；工程投资

一、工程概况

桃花水库位于江苏省宜兴市张渚镇。桃花水库的主要任务是提高下游张渚镇防洪标准，承担下游张渚镇中心区片和东下河片的防洪任务，并作为宜兴市的又一优质饮用水水源地，承担宜兴市部分生活供水任务，水库建成后还可提高库区景观，为宜兴市建设生态宜居城市增色。

二、坝址初拟

水库位于东下河上游东下涧上，库区为宜兴市西南丘陵山区，上游河流两岸地形较为开阔，下游部分河段河床两岸地形相对狭窄，利于筑坝。水库库周为可溶岩地层，坝址区坝基地质层主要由第四系松散覆盖层和坝基岩体。综合考虑水库供水、防洪任务，尽量减少淹没损失及节约工程造价，选择坝址地段集中在龙池村到水龙村河段上。根据现场踏勘和地勘报告成果中流域地形地质条件，初选上坝址、下坝址两个坝址进行水库枢纽布置。结合本工程占地多、淹没移民投资大的特点，上、下坝址均初拟筑坝且挖库降低正常蓄水位的方案。

1上坝址

上坝址位于仙人山-杠鼓山-小窑山，坝顶长度约2.2km，坝址以上流域面积41.1km2，多年平均径流量2243.7万m3。坝址左岸为仙人山，中部跨杠鼓山，右岸为小窑山。仙人山与杠鼓山之间为桃花涧主河槽区，山间谷地为洪冲积阶地及河漫滩、河床等地貌，河谷地形平缓，自然坡度1～3°。左岸仙人山基岩大多裸露，岩性为薄层灰岩。中部杠鼓山因开采石料山体极为破碎，西段残留山梁断续分布，人工堆积石渣分布较为普遍。右岸小窑山也因石料开采残缺不全，岩性为中厚层灰岩，岩体强风化厚度0.5～2m。岸坡自然边坡稳定，仅杠鼓山西端及小窑山东端存在卸荷松动岩体。

2下坝址

下坝址坝址以上流域面积47.00km2，多年平均径流量2548万m3。下坝址初拟挖库方案。挖库方案坝址位于路山-黄栗山-湾里，坝顶长度约1.1km。坝址左岸为新窑山，右岸为小猴山，沿线经过路山、黄栗山。山地之间为洪冲积阶地及河漫滩、河床等地貌。两岸基岩大多裸露，新窑山、路山岩性为薄层灰岩及中厚层灰岩，小猴山为中厚层白云质灰岩，岩体强风化厚度0.5～2m。黄栗山为粉砂质泥岩及凝灰岩，岩体强风化厚度约4m。两岸山地岩质坚硬，自然边坡稳定，岩体透水率q＜5Lu界线深度（基岩面以下）17～25m。

三、坝址比选

坝址选择是水库设计中的重要环节[1]，水库坝址选择与地形地质条件、枢纽布置、库区淹没、施工条件、筑坝材料、对环境的影响、工程投资、工程管理和安全等因素有关[2-3]，本阶段初选上、下坝址进行比较，分别是杠鼓山上坝址和黄栗山下坝址。

（1）地形地质条件

从坝址工程地质条件对比可见，两坝址地质条件各有优劣，主要区别在于：下坝址右岸分布非可溶盐及白云质灰岩，上坝址处于中厚层灰岩集中分布区，岩溶发育程度、岩溶发育深度等方面上坝址较下坝址强；坝址处河谷宽度上坝址较下坝址稍小；下坝址由于蓄水位较低库区防渗压力较上坝址小。本工程的关键地质问题是强岩溶防渗及深部岩溶防渗问题，从岩溶防渗条件来看，下坝址防渗深度及长度较小，较具优势。

（2）枢纽布置及工程投资

上、下坝址枢纽布置基本相同，代表坝型采用粘土斜墙砂砾石坝，溢洪道以堰流方式泄水，设弧形闸门控制。对于坝基防渗工程，上、下坝址大坝坝基覆盖层防渗均采用明挖回填粘土截水槽和混凝土防渗墙两种形式，坝基基岩防渗采用灌浆帷幕。下坝址坝基强岩溶发育范围较窄，帷幕灌浆最大深度70.0m，难度小；上坝址杠鼓山左右两侧坝基受岩溶发育影响，范围较宽，南、北坝段帷幕灌浆最大深度为99m，难度大。对于库岸防渗，下坝址不挖库方案库区右岸的小猴山-葛山1号垭口、烂塘芥水库库尾桥子山-葛山2号垭口、2号垭口南端与烂塘芥采石坑间库岸、老桃花水库库尾至西湖岭采石坑西岸，四处均需进行基岩帷幕防渗，防渗工程量较大；下坝址挖库方案新窑山-路山、湾里-猴山沿线由于地下水位高于水库正常蓄水位，不存在渗漏问题，不做防渗处理。上坝址西湖岭采石坑附近，为防止溶蚀裂隙及脉管型渗漏，对基岩进行帷幕灌浆防渗，防渗工程量较小，但受弱岩溶发育影响，灌浆难度稍大。总的来看，上、下坝址挡水、泄水和取（引）水放空建筑物均靠近现有河道布置，布置紧凑，运行管理方便，从地形和地质条件来说均可行，适宜坝型也一致。

（3）建设征地与移民安置

上坝址挖库方案库区淹没区涉及的生产安置人口为667人，搬迁人口931人，淹没土地1843.03亩，淹没房屋面积6.12万m2；下坝址挖库方案库区水平年淹没区涉及的生产安置人口为700人，搬迁人口320人，淹没土地1911.07亩，淹没房屋面积2.74万m2。

上坝址挖库方案建设征地与移民安置投资为6.08亿元，下坝址挖库方案为5.40亿元，下坝址较上坝址减少约0.68亿元。

（4）筑坝材料及施工条件

两坝址粘土料大致相同，坝体填筑难度相当；基础及库岸处理相对复杂，特别是受岩溶发育影响，难度相对较大，下坝址挖库方案基础及库岸处理工程量最小。上、下坝址均可以利用输水建筑物过水，施工度汛和导流问题较好解决，在工程实施过程中，考虑先期施工两岸阶地段坝体，利用原河床过流，待两岸坝体上升至一定高程后，利用枯水期修筑施工围堰进行河床截流，再填筑河床部位坝体，其间利用输水管进行泄流。

（5）对环境的影响

下坝址挖库方案占用耕地最少，可有效减少地表植被破坏，对生态和环境比较有利。下坝址距离宜兴市区较近，有利于促进当地政府结合水库建设进一步提升当地的旅游环境。两坝址拦河坝均可采用东岭砂砾料场、河床砂砾料、溢洪道开挖弃渣料填筑，对地表植被影响相当。

（6）运行管理与安全

两坝址大坝、溢洪道、取水泵站、输水建筑物布置紧凑，工程管理方便，抵御超标准洪水的能力较强；上坝址距张渚镇或宜兴市比下坝址增加约1.2km，城市供水管道及城市供水成本略有增加，工程管理难度相差不大。

四、综合比选结论

根据前期调查与现场踏勘，方案比选遵循的主要原则如下：

1）工程总体布置应在保证运行方便和安全可靠的前提下，力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期，同时，枢纽的外观与周围环境相协调，在可能条件下注意美观。

2）随着工业化、城市化的推进，各类建设用地需求不断增加，土地供需矛盾日益突出，优化土地资源配置对本工程提出了更高的要求，因此工程布置应充分考虑节约用地。

3）水库移民安置尽量减少，避免引发社会矛盾。

两坝址综合比较见表1。

综合上述比较，初拟上、下坝址均具备修建土石坝的地形、地质条件，主体工程投资相差不大。建设征地和移民拆迁投资下坝址挖库方案较小；下坝址城市供水线路长度稍有缩短，距离城市景区较近；从施工条件看，两坝址相当；对环境的影响，下坝址挖库方案明显占优；运行管理和安全等方面上、下坝址基本相同。下坝址挖库方案综合投资相对较少，所以推荐下坝址挖库方案作为本阶段推荐坝址水库方案。

参考文献

[1]田聪.龙洞水库上下坝址比选分析[J].低碳世界,2016(9):138-139.

[2]杭辉.浅谈开垦河水库坝址比选的工程地质勘察要点[J].中国水运,2013(11):261-262.

[3]康军红.双峰寺水库工程坝址比选确定[J].水科学与工程技术,2011(12):40-42.