【摘要】某水库扩建工程扩建方案为加高原大坝，新建副坝，主坝坝型为土工膜斜墙堆石坝，副坝通过混凝土重力坝、面板堆石坝、土工膜斜墙堆石坝三种当地材料坝进行比较研究后，选择出经济合理的坝型。

【关键词】大坝；地材料坝；土工膜斜墙堆石坝；混凝土重力坝；面板堆石坝

1、工程概况

某水库扩建工程由大坝、溢洪道、导流兼放水隧洞三部分组成。扩建方案为加高原大坝，新建副坝，加高原溢洪道，新建导流兼放水隧洞。水库总库容由原来的68×104m3扩建为130×104m3，库容增加62×104m3，下游控制灌溉面积由原来的3650亩增加至7150亩，灌溉面积增加3500亩。

2、大坝坝型研究

2.1 主坝坝型研究

现状大坝坝型为土工膜斜墙堆石坝，水库扩建后大坝仍采用原坝线布置形式，为了充分利用原坝体已有堆石体和浆砌石体方量，尽量减少堆石填筑方量和保证坝体结构的稳定，扩建后主坝仍采用土工膜斜墙堆石坝。

2.2 副坝坝型

副坝坝型研究根据地形条件、地质条件、筑坝材料、施工条件、气候条件及坝基处理等各种因素，初步拟定3种坝型进行定性比较，选定技术上可靠、经济上合理的坝型。设计坝型采用混凝土重力坝、面板堆石坝、土工膜斜墙堆石坝进行比较。

（1）混凝土重力坝设计

混凝土重力坝坝顶高程1591.50m，坝顶宽度5m，坝顶长度100m，根据坝体稳定分析，初拟坝体断面为：顶宽2m迎水面上部3m铅直，下部边坡1：0.2，背水面边坡1：0.35。为满足交通要求坝后采用开挖料培厚，回填顶宽3m，回填边坡1：1.6。坝基坐落在弱风化层中部。

（2）面板堆石坝设计

坝顶宽5.0m，坝顶全长100m，上游坝坡为1：1.5，下游坝坡为1：1.6，防浪墙顶高程1591.50m，高出坝顶1.0m，防浪墙的结构形式为“L”型，高2.36m，厚0.3m，采用C25F200钢筋混凝土现浇。坝顶路面为20cm厚的泥结石路面，路面自上游向下游倾斜，坡度2%，坝顶下游侧设路沿石，高出坝顶0.2m，材料为C25混凝土。上游坝坡设置混凝土面板，面板厚度30cm，从面板向下游依次铺设10cm厚碾压砂浆、水平宽度3.0m的垫层料。下游坝坡采用6cm厚的预制六棱块护坡。

（3）土工膜斜墙堆石坝设计

坝顶宽5.0m，坝顶全长100m，上游坝坡为1：2，下游坝坡为1：2，防浪墙顶高程1591.50m，高出坝顶1.0m，防浪墙的结构形式为“L”型，高2.36m，厚0.3m，采用C25F200钢筋混凝土现浇。大坝坝顶下游侧设路沿石，断面尺寸为30cm×60cm，路沿石高出坝顶20cm。路沿石采用C25F200混凝土现浇。大坝坝顶为20cm厚泥结石路面，为排出雨水，坝顶向下游单向倾斜，坡度为2%。大坝上游坝坡为1：2，采用0.2m厚C25F200混凝土板护坡，护坡下铺设1.3m厚的砂砾石垫层，砂砾石垫层下铺设“两布一膜”防渗，其规格为250g/0.5mm/250g，土工膜与下游堆石体之间设1m厚的砂砾石过渡层。大坝下游坝坡为1：2，下游坝坡采用6cm厚预制六棱块护坡。

（4）坝型研究比较

坝型比较采用混凝土重力坝、面板堆石坝、土工膜斜墙堆石坝进行比較。根据3种坝型的基础处理、施工、运行维修、投资等方面进行比较，见表2-1：

综上，三种坝型均有建坝条件，混凝土重力坝是由混凝土修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。主要依靠坝体自重来维持稳定的坝。混凝土重力坝有以下优缺点：

优点：（1）相对安全可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较低，筑坝材料强度高，耐久性，因而抵抗洪水漫顶、渗漏、地震和战争破坏能力都比较强；（2）施工方便。大体积混凝土可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇注方面都比较简单，并且补强、修复、维护或扩建也比较方便；（3）结构作用明确。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，稳定和应力计算都比较简单。

（2）坝体剖面尺寸大，混凝土用量多。造成工程投资偏大，从料场和混凝土的用量看，本工程坝型不适宜选择混凝土重力坝；（3）坝体体积大，施工期混凝土的水化热和硬化收缩，产生不利的温度应力和收缩应力，因此，在混凝土浇注时需要有较严格的温度控制措施。

3、坝型研究结论

综合上述，设计从基础处理、施工条件和工程投资方面综合考虑，推荐采用当地材料坝。

当地材料坝面板堆石坝和土工膜斜墙堆石坝从施工角度看二者差异不大，但从工程投资看土工膜斜墙堆石坝明显优于面板堆石坝，因此设计选用土工膜斜墙堆石坝。

作者简介：王延文（1983.07--），工程师，现主要从事水利水电工程规划设计工作。