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新疆吉木萨尔县小龙口水库工程设计

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获奖年度2023

专业分类工业工程设计

获奖等级三等奖

设计单位新疆昌吉方汇水电设计有限公司

设计人员徐劲松、徐仁、李霞、文艳萍、郑雪芬、何惠霞、孙江霞、魏召才、张兵、朱建利、张阳、贾玻、徐江、孙震、赵腾飞、余志刚、夏卫华、沈纪安、郭晓雷

项目简介

小龙口水库位于吉木萨尔县城区西南5.0-6.0km处。地理坐标为东经89°07′33″~89°07′35″,北纬43°56′22″-43°56′33″,水库坝址以上集水面积224.3km2

小龙口水库是一座农业灌溉、生态绿化、景观供水等综合开发任务的小(1)型水利枢纽工程。工程等级为等,主要建筑物级别4级,次要建筑物及临时建筑物级别5级。水库校核洪水位919.90m,水库总库容227万m3,正常蓄水位917.00m,兴利库容135万m3,死水位906.12m,死库容25.0m3。水库设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为1000年一遇,场区地震动峰值加速度值0.20g,地震基本烈度为工程主要由大坝、放水涵洞、溢洪道(坝面溢流)、过水箱涵等建筑物组成。

小龙口水库在坝型选择方面充分考虑坝址附近有丰富的天然级配的砂砾石料源,且便于开采运输选择当地材料坝,大坝坝线总长930m,其中主坝长300m,副坝长630m,根据坝址区地形地貌地质条件,在充分论证比较的基础上主坝采用分离式砼面板砂砾石坝坝型、副坝采用土工膜斜墙防渗砂砾石坝坝型,两种坝型结合的大坝工程

泄水建筑物溢洪道布置方面,由于水库坝址位于小龙口河出山口下游丘陵-冲洪积扇前缘地带,河床右岸岸坡为级阶地,在坡角处由于取料形成深约十余米的取料坑,阶面上多为农田、树木及居民住宅,并有县道通过,不适合布置泄水建筑物。左岸坡顶由黄土堆积,岸坡上植被较发育,在地势相对平坦处由于泉水渗出,产生沼泽湿地地貌现象。因此,溢洪道布置在坝体上,采用坝溢流,溢流堰及泄槽段基础座在坝体填筑层上,溢洪道基础条件较好,溢洪道轴线顺河道主槽方向布置,布置结构简单。溢洪道布置轴线和涵洞轴线布置保持平行,相距50m,涵洞出口位于坝后90m处,溢洪道出口位于坝后95m处,基本在同一水平带,两者出口之间做翼墙连接,出口水流相互不影响。

坝基防渗处理方面,库区防渗范围内为现代河床局部发育有级阶地,植被及树木茂密,泉水在左岸岸坡上以条带状出露,出露点主要分布于坝址区附近及库区河谷左岸岸坡之上,坝轴线上游泉水出溢影响带高程在920-925m之间,坝址区附近泉水出露点高程为913-915m,左岸出露有泉眼7个,单泉流量最大约2-3L/s,在岸坡地势相对平缓低洼处产生沼泽化现象,水流经岸坡渗流最终汇流至河床中,植被较为茂盛,水位埋深浅。根据地质勘探资料和库盘渗水情况,设计时对坝基防渗处理进行方案比较,采用库盘铺膜防渗处理+排水沟方案砼防渗墙垂直悬挂式防渗处理方案比较,河床段出露岩性为第四系全新统(Q4)及新近系(N2)砾岩、泥岩,以砂质胶结及泥沙质胶结为主, 为防止蓄水后产生沉降,将对防渗墙产生拉裂破坏,故设计时考虑采用柔性的塑性砼防渗墙以适应地基的变形与普通混凝土相比,它具有初始弹模低,极限应变大,能适应较大变形,有利于改善防渗墙体的应力状态降低工程造价,坝基地层渗透系数1×10-4-1×10-5cm/s,具有中等透水性坝基无完整连续的相对不透水层,塑性砼防渗墙处理深度主要保证坝体下游坝基出溢点比将小于允许渗透比将即可,防渗型式为垂直防渗。未截渗透水层,根据渗流理论计算,年渗漏量为15.65m?/年,占总库容的6.9%,水库渗漏不大进行充分分析论证坝基防渗型式确定采用塑性砼防渗墙。这种坝基防渗型式,水库建成蓄水后,水库下游河床不可避免会出现明流现象。但从水库工程安全管理考虑,此方案能保证坝体的安全,施工质量易于保证。   

工程于2019年9月正式下闸蓄水以来,最高水位蓄水至917.1m高程,大坝、放水涵洞、溢洪道、金属结构和机电设备大坝结构性态、渗流行态正常稳定,在运行期间经历蓄水和泄水考验,运行工况良好。