□李 艳 □陈晓年 □包芬芬（黄河勘测规划设计有限公司）

1 工程概述

小盘河水库位于甘肃省庆阳市蒲河下游，控制流域面积7466 km2，几乎控制蒲河流域的全部。工程任务为供水，满足长庆桥工业园区工业生产及生活供水的需求。枢纽建筑物从左岸到右岸依次为混凝土重力坝、表孔泄洪闸、底孔泄洪排沙闸、引水管坝段、混凝土连接坝段、右岸均质土坝段等，坝顶总长度268m。小盘河水库最大坝高35.50m，工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型。正常蓄水位982m，正常蓄水位以下库容2944万m3；校核洪水位986.85m，总库容4732万m3；死水位970m，死库容541万m3；兴利库容2403万m3[1]。

2 坝址工程地质条件

坝址区蒲河紧靠左岸自北向南流入，在下游以SE向流出。坝址区河谷呈不对称“U”形，坝址区左岸高程990m以下基岩出露，岸坡较陡，坡度50～70°，上部为黄土岸坡，岸坡坡度35～45°；右岸为黄土岸坡，地形呈阶梯状，总体坡度10～20°。坝址区出露地层主要为白垩系下统泾川组灰岩、泥灰岩、泥质粉砂岩和第四系黄土。根据区域资料、地质测绘和钻孔等资料分析，坝址区未发现断层通过。坝址区地质构造不发育，构造条件简单。坝址区黄土地貌发育，坝址区主要存在以下工程地质问题：不均匀沉降变形、坝基抗滑稳定、坝基及坝肩渗漏、渗透稳定、地震液化、黄土湿陷等。

3 坝型比选

3.1 枢纽布置方案比选

根据坝址的工程地质条件和地形条件，河谷较宽，右岸黄土覆盖层较厚，不具备建混凝土坝的条件，左岸岸坡较陡，基岩出露，适于布置混凝土坝，为减少投资应结合缩短混凝土重力坝的坝长和减少下游消力池的开挖综合考虑；右岸挡水建筑物覆盖层较厚，挡水建筑物较长，坝高较低，考虑当地土料较丰富，可采用均质土坝布置。为防止洪水上滩淤积和便于泄洪，泄洪底孔应尽量靠近原主河槽布置；为防止泥沙淤积进水口和便于引水管的引出，进水口应靠近岸边并紧邻泄洪底孔布置；为便于消力池的集中布置，表孔泄洪闸应紧邻泄洪底孔布置。

小盘河水库控制流域面积较大，汛期洪峰流量较大，20 a一遇洪峰流量为3560m3/s，50 a一遇洪峰流量为4950m3/s，1000 a一遇洪峰流量为9620m3/s。由于小盘河水库位于黄土高原，汛期泥沙含量较高，多年平均入库含沙量266.60 kg/m3，其中汛期为384.40 kg/m3。具有汛期洪峰流量大、泥沙含量高的特点。

针对以上特点，由于右岸黄土覆盖层较厚（覆盖层厚度在6.00～30.00m），基岩面高程较低，从工程经验上判断，采用当地材料坝具有明显优势；因此整个工程的坝型主要选择以下两个方案进行比较：方案一：河床左岸布置混凝土泄水排沙建筑物、右岸布置均质土坝的混合坝型方案；方案二：河床布置均质土坝、泄洪排沙建筑物布置在左岸岸边的单一坝型方案。从地形、地质条件、枢纽布置条件、施工条件、排沙效果、工程量及投资等方面进行比较，方案一优于方案二，因此推荐方案一。

3.2 坝型选择

河床左侧挡水建筑物较短，且岩石出露，布置一混凝土重力坝段分别与左岸岩石岸坡和河床混凝土泄洪闸连接比较合适，不再做方案比较。河床右侧覆盖层较厚，基岩面高程低于正常蓄水位，右岸岸坡较缓。结合坝址区附近广泛分布有土料，砂砾料和块石料缺乏，土料储量和质量满足填筑均质坝和壤土心墙坝的要求，砂砾料和块石料需要外购的实际条件，仅对河床右侧挡水建筑物布置的当地材料坝分别采用均质土坝和壤土心墙砂砾石坝两种坝型进行比较。

经综合比较，土质心墙砂砾石坝坝体分区及施工工序较复杂，砂砾石需外购，运距约20 km，运输成本较高；均质土坝方案施工较简单，其工程投资较心墙堆石坝少约1691万元，推荐采用均质土坝方案。

4 工程总布置

图1 小盘河水库枢纽布置平面图

根据工程总布置比较，枢纽建筑物从左岸到右岸依次为混凝土重力坝、表孔泄洪闸、底孔泄洪排沙闸、引水管坝段、混凝土连接坝段、右岸均质土坝段等建筑物组成，坝顶总长度268m。如图1所示。

4.1 左岸混凝土重力坝

左岸混凝土重力坝长度28m。大坝采用碾压混凝土重力坝，坝顶宽17.60m，坝顶高程987.50m，大坝建基于弱风化上部，最大坝高35.50m。重力坝上游坝面设折坡，折坡点高程960.00m，该高程以上垂直，以下坡度为1∶0.20；坝体下游坡度1∶0.85，折坡点高程966.79m。

4.2 表孔泄洪闸

表孔泄洪闸紧邻左岸重力坝，长度34m，共分2个坝段。除溢流面及边墩采用常态混凝土外，其余采用碾压混凝土。表孔泄洪闸共3孔，单孔净宽8m，堰顶高程972m。下游采用底流消能。

4.3 底孔泄洪排沙闸

底孔泄洪排沙闸紧邻表孔泄洪闸，长度66m，共分3个坝段。底孔泄洪排沙闸共5孔，单孔净宽9m，进口底坎高程960m。下游采用底流消能。

4.4 引水管坝段

引水管坝段紧邻底孔泄洪排沙闸，长度5m。大坝桩号采用现浇混凝土重力坝，坝顶宽17.60m，坝顶高程987.50m，河床建基面高程952m，最大坝高35.50m，坝顶长度6m。进水口高程966m。

4.5 混凝土连接坝段

混凝土连接坝段紧邻引水管坝段布置，长度为49.20m。混凝土连接坝段采用插入式连接形式，与均质土坝结合处结合坡为1:0.30。

4.6 当地材料坝

当地材料坝紧邻混凝土连接坝段布置，长度为90.30m。当地材料坝采用均质土坝，最大坝高约35.50m，坝顶高程987.50m，坝顶宽6m，上、下游坝坡均为1：3。上游坝坡与二期围堰结合，围堰顶高程971.50m，在均质坝上游设防冻保护层，含混凝土护坡和垫层，垂直厚度分别为0.20m和0.65m。坝体填土顶部设置防冻保护层，分别为细石料和垫层，坝顶路面到填土之间总厚度1m。下游坡面采用草皮护坡，下游坝脚设贴坡排水，贴坡排水顶部高程978.50m，高于下游最高尾水位977.63m。

坝基处理：左岸混凝土坝段清除坝基覆盖层，建基面为弱风化岩石，须进行固结灌浆和帷幕灌浆。针对黄土的湿陷性地基，主要有三种坝基处理方法：①夯实；②开挖回填；③预先浸水。湿陷性黄土厚度约为6m，因此考虑土坝段清基1m，并清除坝基范围内的树根、腐殖土等影响坝体稳定的不利物质，重型碾强力夯实后，填筑坝体土料。

5 结语

坝型选择是水库枢纽工程前期论证的主要工作内容。坝型方案优选对缩短工程项目的建设工期、节约工程投资、提高经济效益起到主导作用。在小盘河水库混合坝型设计给我们坝工设计提供了一个新的设计思路。

小盘河工程区属黄土高原沟壑区，黄土覆盖层较厚（覆盖层厚度在6～30m），基岩面高程较低，工程区砂砾料和石料缺乏，从工程经验上判断，不适合修建混凝土建筑物，采用当地材料坝具有明显优势；线小盘河水库洪峰流量大，含沙量高，因此泄洪排沙规模大，针对工程区特殊的地质条件，小盘河水库巧妙的提出混合坝方案，即河床混凝土泄水坝段+两岸均质坝，很好的满足了汛期排沙泄洪的要求，又能够充分利用当地丰富的土料；目前针对黄土的湿陷性地基，主要有三种坝基处理方法：夯实；开挖回填；预先浸水。小盘河水库坝址区存在一定范围的失陷性黄土，黄土厚度约为6m，工程处理方式为强夯，对于1.50～6m厚深度，采用强夯方式可以有效解决失陷性黄土的问题。