采用C25的水庫大壩W12F堆石壩100混凝土面板，最大壩高95m。壩址位于高山峽谷地區(qū)，存在坍塌堆積、采空坍塌、巖體風(fēng)化等地質(zhì)問題。壩基地質(zhì)條件復(fù)雜，在勘察設(shè)計(jì)階段需要對(duì)其布置方案和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行深入研究。經(jīng)過多次體型結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，確保堆石壩樞紐布置、結(jié)構(gòu)分區(qū)、壩基處理等滿足技術(shù)規(guī)范要求，對(duì)提高工程投資經(jīng)濟(jì)效益起著關(guān)鍵作用。

1工程概況

水庫是一項(xiàng)綜合性水利工程，主要用于發(fā)電、農(nóng)業(yè)灌溉和城市供水，具有農(nóng)村人畜飲用水的功能。壩址以上集雨面積101.65km2.水庫正常蓄水位1416.00m，死水位1376.設(shè)計(jì)洪水位1416.36、校核洪水位1418.32m，總庫容1995×104m3，興利庫容1345×104m3，死庫容425×104m3，最大壩高95m，壩頂高程1419.80m。工程等級(jí)等，工程規(guī)模中等，永久性建筑壩按二級(jí)設(shè)計(jì)，壩型為混凝土面板堆石壩，工期29個(gè)月。

二壩址地形地質(zhì)條件

河流一般向左(NW)突出，流向N60°E轉(zhuǎn)E，下游側(cè)轉(zhuǎn)N45°E壩址段河谷不對(duì)稱或基本對(duì)稱V河床高程1322，字形谷―1330m壩址壩段長約480m設(shè)計(jì)正常蓄水位1416.0m谷口寬約210m，寬比約3；左右岸山脊高度大于1515.00m。左岸坡地形凌亂，是一個(gè)突出的山脊地形，沖溝更發(fā)達(dá)；右岸地形相對(duì)單一，一般為突出的山脊地形。壩址區(qū)主要暴露(P3l+d)砂巖、粉砂頁巖、砂粘土巖和煤層；(T1f1)粉砂、鈣泥巖、泥砂巖、粘土巖；(T1f2-1)粉砂泥巖、紫色泥砂巖、粉砂巖、砂巖、紫色泥巖等。Qel+dl)；沖洪積層(Qal+pl)；崩塌堆積(Qcol）。

壩址區(qū)巖體完整，巖層產(chǎn)生N75°―85°W/SW∠60°―70°壩址區(qū)沒有大的褶皺和斷層，該區(qū)域主要發(fā)展了4組裂縫。壩址區(qū)的物理地質(zhì)現(xiàn)象主要是坍塌堆積、采空坍塌和巖體風(fēng)化：①坍塌：主要分布在壩軸上游兩岸坡，左岸(3)#據(jù)估計(jì)，方量約為3萬m3；右岸(4#方量約為4.成分主要為粘土夾塊石，無架空現(xiàn)象，堆積密實(shí)；②采空坍塌：主要分布在下壩址下游左岸，地表形成多個(gè)坍塌坑，大部分房屋已開裂，局部坍塌。

③巖體風(fēng)化：左岸強(qiáng)風(fēng)化深9.00―20.00m；河床強(qiáng)風(fēng)化深3.00―9.00m；右岸強(qiáng)風(fēng)化深13.00―18.00m。壩址區(qū)為碎片巖地層，地下水主要為基巖溶隙水，巖體透水性弱，屬于相對(duì)隔水層。兩岸地下水供應(yīng)河流。壩址區(qū)為飛仙關(guān)組第二段第一亞段(T1f2-1)粉砂泥巖、泥巖、泥砂巖、砂巖等。巖體呈互層結(jié)構(gòu)，巖層傾斜右岸略上游。根據(jù)試驗(yàn)物理力學(xué)指標(biāo):砂巖強(qiáng)度高，巖塊飽和抗壓強(qiáng)度大于40MPa；泥粉砂巖強(qiáng)度一般，巖塊飽和抗壓強(qiáng)度小于20―30MPa；粉砂泥巖、泥巖強(qiáng)度低，巖塊飽和抗壓強(qiáng)度小于20MPa壩基巖體承載力建議值為2500，經(jīng)綜合分析和工程類比法―3500kPa；

泥粉砂巖為2000―2500kPa；粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為1000―1500kPa。由于壩基以軟巖和軟巖為主，剛性壩基表面應(yīng)放置在弱風(fēng)化中下巖體中，但巖體物理力學(xué)指標(biāo)較低，應(yīng)注意壩基巖體的壓縮變形；柔性壩基表面可放置在強(qiáng)風(fēng)化巖體上，但上游側(cè)趾板處于坍塌狀態(tài)，開挖難度大，開挖量大[1、2]。根據(jù)地形條件分析，由于壩基主要是軟巖和軟巖，不適合剛性壩，因此以壩型為代表的面板堆石壩進(jìn)行樞紐布置。

3.優(yōu)化設(shè)計(jì)混凝土面板堆石壩方案

面板堆石壩方案樞紐布置為：面板堆石壩+右岸溢洪道+右岸取水、放空隧道等。第一個(gè)樞紐布置如圖1所示.面板堆石壩(1)壩體結(jié)構(gòu)參數(shù)壩軸線方位NW51.290，壩頂長272.7m，寬6.5m，壩頂高程1419.8m，防浪墻高度1421.0m，建基面高程1321.00m，最大壩高98.6m上游壩坡1:1.下游壩坡1:1.下游壩坡分別為1357m、1387m高程設(shè)置2m大壩壩體結(jié)構(gòu)為：上游防滲面板+墊層區(qū)+過度區(qū)+主堆石區(qū)+下游堆石區(qū)+下游塊石護(hù)坡+大石護(hù)腳�；炷�土面板堆石壩標(biāo)準(zhǔn)截面，如圖2所示。(2)壩頂設(shè)計(jì)按《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL228-2013)綜合考慮壩高、交通、壩頂布置等要求[3]，并參照一般工程經(jīng)驗(yàn)取壩頂寬度9.00m。壩頂上游設(shè)防浪墻，下游設(shè)欄桿，壩頂面為單側(cè)排水坡，坡度為1%。防浪墻采用L型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻底高度1417.0m，高于正常蓄水位1.0m，墻高4.0m伸縮縫和相應(yīng)的止水設(shè)置在與面板的連接處。

（3）混凝土面板厚度：根據(jù)控制水力梯度小于200，便于鋼筋及止水布置時(shí)的小厚度設(shè)計(jì)，頂為0.30m。垂直縫間距為12mC25、二級(jí)配置面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)；W12抗?jié)B等級(jí)；F100抗凍等級(jí)；525水泥#普通硅酸鹽水泥；混合標(biāo)準(zhǔn)粉煤灰[4]。面板按規(guī)范要求為單層雙向配筋，縱向配筋率0.4%，橫向配筋率0.4%加強(qiáng)筋布置在周圍縫和壓縮伸縮縫附近的面板上。(4)腳趾板的基礎(chǔ)表面應(yīng)放置在硬基巖上，厚度為0.8m。腳趾板為弱風(fēng)化上部或強(qiáng)風(fēng)化下部，弱風(fēng)化巖允許水力梯度為10―強(qiáng)風(fēng)化巖體允許水力梯度為5―10.(5)壩體分區(qū)壩體從上游到下游依次分為石碴蓋重區(qū)(1)B粘土鋪蓋區(qū)(1A)，混凝土面板(F墊層區(qū)(2A特殊墊層區(qū)域(2B過渡層(3)A主堆石區(qū)(3B)堆石區(qū)(3)C)，大石護(hù)腳(3F)及下游塊石護(hù)坡區(qū)(3D）。

墊層區(qū)域采用上度布置，水平寬度為3.00m。過渡區(qū)上下寬度布置，水平寬度為3.00m。以壩軸線下游3，主次堆石區(qū)在上下游.00m處高程1407.00m起點(diǎn)，1:0.下游坡線為分界線，上游為主堆石區(qū)3B下游為次堆石區(qū)3C下游最高水位為1331.17m13322留有余地.00m作為濕潤干燥區(qū)域的分界線。垂直方向1332.00m高程以上為次堆石區(qū)3C，以下是堆石排水區(qū)3F。下游坡面設(shè)水平寬度為0.6m大塊石護(hù)坡。1355.00m頂部寬度為2.00m，坡度為1:1.6鋪蓋區(qū)；鋪蓋區(qū)上游設(shè)置4個(gè)頂寬.00m、坡度為1:土石蓋重區(qū)。

(5)接縫和止水周圍的接縫是面板和腳趾板之間的接縫，采用三種止水方式。頂部止水通過接縫φ70mm由橡膠棒、柔性填料和橡膠波形止水帶組成；中間止水為Ω紫銅片布置在周邊縫中心偏表面；底部止水采用F紫銅片。由于面板垂直縫的張力和壓力特性無法提前準(zhǔn)確預(yù)測，止水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從保證止水系統(tǒng)完整性開始，按張力縫處理[5]。面板垂直縫采用兩種止水方式，底部設(shè)置W紫銅片止水；頂部止水為φ40mm由橡膠棒、柔性填料和橡膠波形止水帶組成。防浪墻與面板之間的水平縫，設(shè)置頂部和底部，底部采用W紫銅片止水，頂部與面板頂部止水相同。每12次.0m設(shè)置沉降縫�？p內(nèi)設(shè)置紫銅片止水，止水帶與防浪墻底部的止水銅片相連。

3.2溢洪道溢洪道采用岸坡式開放式溢洪道，靠近右壩肩，由引水段、控制段、排水槽段和消力池段組成。引水段主要是將倉庫水平引入控制門，引水底板高度為1407.00m，軸線長98.848m，引渠底板厚200mm。閘室控制段位于新鮮砂質(zhì)泥巖上，閘室布置3孔，溢流凈寬16.00m，中墩厚2m，邊墩厚度2.0m，總寬24.00m。

4優(yōu)化基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

4.壩基開挖壩址河段河谷狹窄，河谷兩岸及河床出露地層為T1yn1-3.上部巖性主要為灰色至厚層灰?guī)r，夾灰至灰綠色至中厚層泥灰?guī)r和薄層泥灰?guī)r，下部為極薄層泥灰?guī)r，夾薄至中厚層灰?guī)r條帶。巖石強(qiáng)度高，屬于中硬巖-硬巖。巖體呈層狀結(jié)構(gòu)，弱風(fēng)化至新鮮巖體結(jié)構(gòu)表面中等發(fā)育（多閉合），無貫穿性結(jié)構(gòu)表面。巖體完整，強(qiáng)度高，抗滑性強(qiáng)，抗變形性強(qiáng)；強(qiáng)風(fēng)化巖體卸載帶發(fā)育較好，巖體完整性較差�？够�性和抗變形性由結(jié)構(gòu)表面和巖塊之間的嵌抗變形性。壩址巖層的產(chǎn)量為N70°―85°W/SW∠55°―∠60°整體上游偏右岸，壩址區(qū)沒有大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)形跡，主要是小規(guī)模層間錯(cuò)動(dòng)帶和擠壓破碎帶，局部有小規(guī)模繞組。根據(jù)壩址地質(zhì)條件，河床段壩基面放置在弱風(fēng)化下部，靠近壩頂高程的拱基面放置在弱風(fēng)化中上部，靠近河床的拱基面放置在弱風(fēng)化底部或微風(fēng)化上部。

5結(jié)論

1)根據(jù)壩址區(qū)地形地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件，建議采用混凝土面板堆石壩，優(yōu)化調(diào)整堆石壩分區(qū)和體型結(jié)構(gòu)特征參數(shù)。2)按照《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL228-2013)經(jīng)過多次體型優(yōu)化調(diào)整，大壩頂高程確定為1419.80m，壩頂寬9m，采用C25W12F100混凝土面板。3）綜合處理局部加深嵌入深度回填混凝土、7排梅花孔固結(jié)灌漿、分層窗簾灌漿等防滲加固技術(shù)，有效提高巖體的完整性和牢固性，確保壩基、壩肩、壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。