引汉济渭三河口枢纽重大设计优化综述.docx

1 - 引汉济渭三河口枢纽重大设计优化综述 石亚龙 刘贵雄 （陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710010） 1 工程概况 陕西省引汉济渭工程是一项基础性、全局性、战略性、公益性的跨流域调水工程，工程建成后对实现陕西水资源优化配置、统筹关中陕北用水、促进陕南循环经济、促进治理渭河水生态环境、推动全省可持续发展具有十分重要的意义，是陕西省有史以来最大的水利工程，也是国务院确定的172项重大水利工程之一。按开工顺序，工程分一期调水工程和二期输配水工程组成，调水工程包括黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和98.3km的秦岭输水隧洞，汉江水调入陕西关中地区后进入输配水工程，通过南干线和北干线输配到关中各受水区。工程采取分期配水建设方案，逐步实现2020年配水5亿m3，2030年配水15亿m3。 2 三河口水利枢纽设计优化 2.1 砼拌合系统优化 三河口水利枢纽混凝土总量144.75万m3，其中主体工程141.10万m3，临建工程3.65万m3。根据水工建筑物分布情况和混凝土浇筑、运输条件，规划设置低、高位2个混凝土生产系统。混凝土高峰时段月平均强度为8.8万m3（其中碾压混凝土为5.8万m3，常态混凝土为3.0万m3）。初步设计阶段，有低位（高程540.0m）、高位(646.0m)两大拌和系统，配置HL240型混凝土搅拌楼2座，HZS240拌合站2座，拌和系统理论生产能力960m3/h，生产规模特别庞大 在招标设计阶段，建设单位根据现场实际情况，大胆对拱坝混凝土分区施工进行了优化，将最大仓面从8400m2降低到5000m2。并对原来的混凝土拌合系统设计和混凝土入仓方案进行了彻底优化，首先，优化了拌合系统的设计，综合考虑扔骨料的运输最短流程。柳树沟人造平台和围堰的交通关系，将拌合系统确定在大坝上游左岸500m的柳树沟,人工场地，大胆取消了原来的地位拌合系统，按照680m3/h重新规划布置了高位混凝土拌合系统。,其次，对混凝土入仓方案进行了研究，对570.0高程以下，利用上游已建成的土石围堰(高程570.0m)和塔带机入仓，自卸车仓面转运方案。对570.0m以上的混凝土，从左岸坝肩平台（646.0m）和满管溜槽作为入仓，仓面自卸车转运的方案。据此，建设单位将该设计优化方案及时载入招标文件，要求施工单位按此报价，大大降低了工程费用，也有利于加快施工进度。 2.2坝基开挖优化 三河口水利枢纽是碾压混凝土双曲拱坝。拱坝设计需要合理选择拱坝可利用岩体及拱坝的合理嵌深，在保证工程安全的前提下，建基面少挖浅嵌可显著减少坝基开挖和大坝混凝土工程量，已达到缩短工期、节省投资的目的。 坝基河床宽约68m，上覆砂卵石厚度5～8.5m。坝址区地形完整，两岸基岩裸露，边坡基本稳定。坝基岩体上部以变质砂岩为主，下部为结晶灰岩。强风化岩体下限深度约1.0～2.0m，岩体属BⅣ2类工程岩体；弱风化上带下限深度约6～12m，岩体为中厚层状结构，岩体工程地质分类属AⅢ2类；弱风化下带下限深度约10.0～16.0m，岩体为厚层状结构，岩体工程地质分类属AⅢ1类；微风化岩体以次块状结构为主，岩体工程地质分类属AⅡ类。初步设计阶段，将AⅡ类岩体作为建基面基础，建基面置于501m高程的微风化岩体。 当开挖至515.0m时 ，就发现揭露的岩体整体性变好，强度也较高。为此建设单位和设计一起及时启动了坝基优化技术研究工作，首先，在坝基布置了6个声波检查孔，对515.0m以下的岩体的工程技术指标进行复核，地质人员进行了细致严谨的工作。建设单位及时组织参建各方专题研究建基面问题，一致决定将坝基建基面抬至504.5m，比原建基面抬高3.5m。随后设计单位进行了坝体应力、坝肩稳定等复核对比研究，形成三河口水利枢纽拱坝建基面优化专题报告。 河谷段坝基高程515.00m以下岩体风化程度为弱风化～微风化带，弱风化下限高程一般在503.6～509.5m之间，11个勘探点中有7个孔的弱风化下限高程在503.6～506.7m之间。风化具有如下规律:①岩性差异对风化影响很小，表现为变质砂岩和大理岩无明显的风化差异；②风化受构造影响，断层构造发育的地段风化深度相对较大，如ZK6附近；③原始基岩面高的地段弱风化下限高程也较高，如ZK2、ZK5附近。建基高程选择504.5m高程时，建基面以下岩体整体较完整，以块状结构为主，声波波速Vp≥4300m/s，岩体透水率＜5Lu，RQD56%～83%，岩体大部分为AⅡ类，且大部分位于目前开挖爆破影响范围以外，为相对较好的建基面高程，因此地质推荐的建基高程为504～505.0m。 对优化后的三河口大坝坝基固结灌浆分为A、B两区进行声波检测。A 区孔灌前波速平均值为4157m/s，灌后波速平均值为4414m/s, 提高6.18%；B区孔灌前波速平均值为4155m