摘 要 李家 河 水 库 工程 枢 纽 大 坝位 于 “S”形 河道 中段 相 对 顺 直 的 河段 上 ，最 大 坝 高 98．5m，顶 厚 8m，底厚 31m，坝体厚高比 0．315，系中厚碾压混凝土抛物线双曲拱坝。工程区季节性温差较 大，温度应力控制较为突出。在充分考虑水文气象 、地形地质的情况下，选择碾压混凝土筑 坝材料和抛物线形双 曲拱坝 ，以简化坝体结构 、适应地形地质条件，也加快了施工进度 ，降 低 了工程造 价。 关键 词 碾压 混凝土 拱坝 ；设 计 ；应 力分析 中图分类 号 ：TV642．4+2 文献标 识码 ：B 1工 程概 况 李 家河 水库 位于 西安市 蓝 田县境 内 ， 水库 枢 纽 位于 灞河 的一 级支 流 辋川 河 中 游 河段 。坝址 距 西安市 65km，该工 程是 解 决 西安 市 东部 用水 紧 张 的骨 干供 水 工 程 之一 。李 家河 水 库工 程 由水 库 枢纽 和 输水 渠 道 两 大 部 分 组 成 。水 库 正 常 蓄 水 位 884．00m，校 核洪 水 位 881．29m，死 水位 830．00m，最大 坝高 98．5m，总库 容 5260 万 m ，调 节 库容 4400万 m]，供 水 设 计 流 表 2 断 面形 式 比较 表 断 面形 式 圆形 仿 圆形 圆拱直墙 型 开挖量 (m ) 8785 9416 11410 砼 量 (m ) 3729 4360 5663 投 资 (万 元 ) 679 773 985 个 方案 洞 身工 程 投 资差 别 不大 ，考 虑 到 方 案三 在 地质 条 件上 不 如 方案 二 ，同时 汇 流池 后供 水 系 统布 置 复 杂 ，整体 投 资 不具 备 优势 ，而且 引水 洞 施工 难 度 大 ，同 时厂 区上 、下 游沟 道 内均 为松 散 弃渣 ，清 理工 程量 大 。而方 案一 滑坡 体面积 较大 ， 如果 作 为 电站 后 背 的永 久边 坡 ，处 理 工 程量 大 ，存在 一定 的不确 定 因素 。综合 以 上原 因采 用洞线 二作 为推 荐方案 。 2．3洞径 及断 面型 式选择 (1)洞径 选 择 引 水发 电洞 洞径 的选 择 主要 考 虑 满 足 引水 流量 和 电 站调 节保 证 计 算两 个 条 件 ，其 中满 足 调节 保证 计 算按 增 加 洞径 、 设 置 调 压井 和设 置 调 压 阀三 个 方案 进 行 比较 。当考 虑引水 流量 时 ，引水发 电洞引 水 流量 根据 自由出 流公 式 Q=ugt％／—2gH—o进 行计算 ，需要 洞径为 1．7m。 如果 按 电站 调节 保 证计 算 ，根据 《水 电站 调压 室设计 规范 》(DL／T5058—1996) 设 置 上游 调 压 室 的条 件为 压 力 管道 中水 流惯 性 时 间 常 数约 2s～4s。 经计 算 2．2m 洞 径 时水 流 惯 性 时 间常 数 为 14．8，不 满 足规 范要 求 。可 以通 过增 加 涧 径或 者 设 置调压 井 、调压 阀来 保证 电站安 全运 行 。 当采用 增加 洞径 时 ，为 满足 电站调 节 保证 计算 要求需 要 洞径 3m，相应 的石 方 洞挖 量 为 1．64万 rn3，洞身衬砌 5402m 。 仅 开挖 和衬砌两 项 比 2．2m 洞径引 水洞增 加投 资 约 300万元 。 当 设 置 调 压 井 时 ，根 据 《水 电 站 调 压 室 设 计 规 范 》(DL／T 5058—1996) r ^ A=K————- ———一 计 算 上 g(仅+— )(风-hwo一3 ) 游调 压 室稳 定断 面面 积 78．5m2,需要 设置 直 径 约 10m 的 调 压 井 ，土 石 方 开 挖 量 5343m3，C25钢 筋 砼浇 筑 1571m3，调 压 井 工程 直接 投资 约 466万 元 。 采用设 置 调压 阀方 案 ，需设 置 ‘p6o0 的减压 阀 ，结合 电站 选用 卧 式水 轮 发 电 机组 的情况 ，可 以通 过适 当 增加 机 组转 动惯 量 的办 法来 加 以解 决 ，设 备 价格 约 47万 元 。 比较 以上 3个 方案 ，考虑 坝后 电站 引 水 系统 较长 ，采 用 放 大洞 径 的措 施 满 足 电站 调 节保 证计 算 要求 是 不 经济 的。对 于设 置减 压 阀和 设 置 调 压 室使 用 效 果 ， 虽然 减 压 阀效果 不 如 调压 室 理想 ，但 并 不影 响 工程 性能 ，相对 调 压 室 的建设 来 说 ，减压 阀价格 仅为调 压井 造价 的 1／10， 取 消庞 大 的调压 井 建设 ，不仅 节约 三 材 ， 还 缩 短 了工期 。所 以采 取设 置减 压 阀 的 措施满 足 电站 安全 运行要 求 。 (2)断面形 式选择 引水 发 电洞的断 面进行 了 圆形 、仿 圆 形 、马蹄形及 圆拱 直墙形 断面 比较 。圆形 断面衬 砌厚 度 0．35m，仿 圆形 断面衬 砌厚 度 0．35m，马蹄形 衬砌 厚度 0．4m，圆拱 直 墙形衬 砌厚 度 0．4m。经结构 计算 知 ：圆形 断面需 按构 造配 筋 ，马蹄形 断 面需 配 ‘p25 钢筋 ；圆拱 直墙 形断 面需 配 ‘p25钢筋 ，同 时需 加短 筋 。各 种形 式 断面 的工 程 量及 相应洞 身投 资见表 2。 虽 然 圆形 断 面施 工难 度 比其 他 几种 断 面施工 难 度大 ，但 是工 程量 小 ，相 应 的 工程 造价 低 ，同 时 引水 发 电洞 工期 不是 控 制性 工期 ，所 以采用 圆形断 面。 3结 论南沟 门水库 工程 引水 发 电洞 通过 多 洞线 比较 、调保 方案 优化 选 择 、隧洞 断 面 形式 综合 比较分 析 ，在满 足 引水 流量 、施 工要 求 及 电站 安 全运 行 的要 求 前 提 下 ， 节约 投 资。最 终选 用 进 口布 置 于大 坝 右 岸上游 约 450m处 ，出 口布 置在 右岸 大 坝 下游 约 1500m处 ，洞径 2．2m 圆形 断面 方 案 。通 过南 沟 门水库 工 程 引水 发 电洞 的 优化 设计 可 知 ，引水 发 电洞 的设 计 应 因 地 制 宜 ，综合 考 虑 工 程 地 形 、地 质 、引水 发 电洞 的主要 功 能及 工 期 因素 等 ，才 能 做 到合 理 的设 计 。陕西 水 利

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