越南大青水利枢纽引水通道设计方案比选-论文发表

　　越南大青水利枢纽引水通道设计方案比选
　　潘辉李宁
　　辽宁省水利水电勘测设计研究院辽宁沈阳110006
　　摘要越南大青水利枢纽工程需要将水库蓄水引至电站取水口，但在主坝与1#副坝之间、1#副坝与2#副坝之间及2#副坝下游地区地面高程均较高，为满足发电用水的需要，根据地形地质条件，原计划需要在地势较高的地区采取适当的引水方法，为电站修建一条人工的引水通道。本文就引水通道设计方案选择问题进行了比较。
　　关键词连接渠优化隧洞暗涵
　　越南大青水利枢纽工程为引水发电工程，主要任务是水力发电，在工程完成后并入国家电力系统，其装机功率将达141MW，每年发电量将达6.083亿千瓦时｡
　　此外，工程还能加强下游河流流量的稳定性，满足下游地区日益增长的水源需求，提高下游各水利工程的经济､财政效益。工程完工后，还能改善区域景观､环境，为区域经济､文化创造良好的发展条件。
　　1工程级别
　　工程按(越南)现行国家标准设计。工程级别依照越南285-2002建设标准的规定确立。根据拦水堤坝样式、堤坝高度、建筑材料和基础地质条件，各工程段的方案均在报告中进行了评估，工程级别确定为Ⅱ级。
　　堤坝最高达55米。设计洪水P为0.5%，校核洪水P为0.1%。
　　2引水通道方案比选
　　工程需要将水库蓄水引至电站取水口，但在主坝与1#副坝之间、1#副坝与2#副坝之间及2#副坝下游地区地面高程均较高，为满足发电用水的需要，根据地形地质条件，原计划需要在地势较高的地区采取适当的引水方法，为电站修建一条人工的引水通道。
　　为了达到经济节约的目的，考虑了三个优化方案，一是连接渠方案；二是暗涵方案；三是隧洞方案。
　　2.1连接渠方案
　　1号连接渠:
　　位于主坝与1#副坝之间，长度为450米。
　　表面的土层厚度从几米到20米不等，下面是强风化bazan岩石，渠道高程为599米，此处挖掘最深的地方约38米，一部分渠道将在含有砖红壤土、岩块的红土层中开挖，尾部近一半的渠道大部分将通过微风化岩。
　　渠道底部位于地下水水平线以下，由于bazan岩的侵蚀性很小，所以估计流入地基坑的水量不大，尽管如此仍需要又排水的方法，特别是在雨季。
　　2号连接渠:
　　位于1#副坝与2#副坝之间，长度约为425米｡
　　土层厚度从5—10米至20米，下层是bazan岩的风化带｡渠道底部的高度为599米，挖掘渠道最深处约32米，几乎整条渠道将在含有砖红壤、岩块的红土层中开挖，渠道底部将位于地下，剩余的部分位于bazan岩的剧烈风化带，此带含有bazan岩的碎块。
　　在粘土､半粘土的排水试验中其侵蚀系数平均为3.0×10-4cm/s｡地下水水位分布深度为20—25米，因此渠道底部将位于地下水水位以下，由于bazan岩的侵蚀性很小，所以估计流入地基坑的水量不大，但是仍然需要又排水的方法，特别是在雨季。
　　3号连接渠:
　　位于2#副坝下游地区，土层较厚达33米，渠底高度约599米，其地质多为土层，即粘土夹杂砂土，底部多为砂石，引水渠挖掘深度最深为25米。
　　粘土的渗水系数平均为2.0×10-4cm/s，在地理位置最高处即马鞍处地下水主要分布在地面以下约12米以下，因此渠底主要都处在地下水以下部分，由于砂土渗水性不强，因此较为坚固，即使是雨季也能保证良好的排水性。水渠14号国道北面处渠底有一部分在地下水渗透层以下，由于有良好的排水设计，也能保证相对通畅的排水。
　　1#、2#、3#连接渠底宽5.0m，底高程为599.0m，边坡由下至上分别为1:3.5、1:3.25、1:3.0，中间在610.0m、620.8m处设3.0m宽马道。在正常高水位618.0m以上两侧边坡采用草皮护坡。
　　2.2暗涵方案
　　1#（（连接渠）暗涵位于主坝与1#副坝之间，涵长260m。2#（连接渠）暗涵位于1#副坝与2#副坝之间，涵长290m。3#（连接渠）暗涵位于2#副坝下游，涵长360m。
　　2.2.1结构设计
　　1#（（连接渠）暗涵
　　1#（（连接渠）暗涵长260m，入口为桩号KN1-0+080，出口为桩号KN1-0+340，为反拱混凝土底板双孔现浇钢筋混凝土矩形结构，过水断面为41.73m2。涵底板顶高程为599.0m。开挖断面地质结构较为均匀，从下至上包括弱风化岩、强风化岩、全风化岩以及第四系沉积、洪积、残积土层。除弱风化岩面开挖临时边坡采用1:0.75外，其余强风化、全风化及第四系沉积、洪积、残积层开挖边坡为1:1.5，。暗涵施工完毕后回填原土不得超过原地面高程。进出口明挖段除弱风化岩面开挖边坡采用1:1.0外，其余强风化、全风化及第四系沉积、洪积、残积层开挖边坡有下至上依次为1:2.5、1:2.25、1:2.0。高程609.0m、621.0m、631.0m处各设一3.0m宽的马道。为保持进出口边坡的稳定性，在正常高水位618.0m以上两侧边坡采用草皮护坡。
　　2#（（连接渠）暗涵
　　2#（（连接渠）暗涵290m，入口为桩号KN2-0+090，出口为桩号KN2-0+380，为反拱混凝土底板双孔现浇钢筋混凝土矩形结构，过水断面为42.57m2。涵底板顶高程为599.0m。开挖断面地质结构为第四系沉积、洪积、残积土层。临时开挖边坡采用1:1.5。暗涵施工完毕后回填原土不得超过原地面高程。进出口明挖段开挖断面地质结构为第四系沉积、洪积、残积土层，开挖边坡采用1:3.0。
　　3#（（连接渠）暗涵
　　3#（（连接渠）暗涵长360m，入口为桩号KN3-0+080，出口为桩号KN3-0+440，为反拱混凝土底板双孔现浇钢筋混凝土矩形结构，过水断面为42.57m2。涵底板顶高程为599.0m。开挖断面地质结构为第四系沉积、洪积、残积土层。临时开挖边坡采用1:1.5。暗涵施工完毕后回填原土不得超过原地面高程。进出口明挖段开挖断面边坡采用1:3.5、1:3.25、1:3.0。高程610.0m、620.8m处各设一3.0m宽的马道。为保持进出口边坡的稳定性，在正常高水位618.0m以上两侧边坡采用草皮护坡。
　　与中心线夹角约56.4°的道路与暗涵斜交，路顶宽45.0m，路顶高程620.8m，路两侧边坡为1:1.5。
　　2.3隧洞方案
　　以1#连接渠轴线作为隧洞轴线，土层厚度从几米到20米不等，下面是含有许多中空小孔bazan岩层，渠道高程为599米，此处挖掘最深的地方约38米，一部分渠道将在含有砖红壤､bazan岩块的红土层中开挖，尾部近一半的渠道大部分将通过坚硬IB带坚硬的bazan岩，依照规范要求的岩石深度，只有不到一半的地质条件可成洞，其余仍要开槽明挖，技术上比明渠复杂，施工困难。
　　以2#连接渠轴线作为隧洞轴线，土层厚度从5米至20米，下层是bazan岩的风化带。渠道底部的高度为599米，挖掘渠道最深处约32米，几乎整条渠道将在含有砖红壤、bazan岩块的红土层中开挖，地质条件不适合开挖隧洞。
　　以3#连接渠轴线作为隧洞轴线，土层较厚，达33米，渠底高度约599米，其地质多为土层，即粘土夹杂砂土，底部多为砂石，引水渠挖掘深度最深为25米，地质条件不适合开挖岩洞。3#连接渠段改成土洞引水，土洞施工比岩洞施工困难，经济上明显高于岩洞。
　　3#连接渠改成土洞，洞长248.36米，入口及出口均为明渠开挖。
　　3结论
　　从理论上，隧洞方案较连接渠方案在地质结构上难已实现，依照规范要求的岩石深度，只有不到一半的地质条件可成洞，其余仍要开槽明挖，技术上比明渠复杂，施工困难。1#、2#为连接渠，3#（连接渠改成土洞方案较符合要求，但经济上，渠洞结合方案较连接渠方案投资高2351万元。
　　连接渠方案与暗涵方案的工程量相比，主要工程量中，节省了土方开挖14.2万立米、混凝土浇筑2.5万立米、钢筋制安2554.2吨、浆砌石1007立米。总造价节省了5832万元。