项目名称:重庆市忠县金鸡水库工程
设计单位:重庆市水利电力建筑勘测设计研究院有限公司
项目介绍:金鸡水库工程位于重庆市忠县金鸡场镇上游约150m处,是一座以农业灌溉、城乡供水为主,兼有防洪等综合效益的中型水利工程。坝址以上控制集雨面积26.1km2,水库总库容1099万m3。金鸡水库主要由水库枢纽、借(引)水工程和灌区工程三部分组成。水库枢纽主要由挡水建筑物(主坝、副坝)、泄水建筑物、取水建筑物及放空建筑物四部分组成。金鸡水库挡水建筑物包括主坝和副坝,主坝为碾压式沥青混凝土心墙石渣坝,最大坝高37.2m; 1#、2#副坝为埋石混凝土重力坝。工程批复总投资34686万元。
金鸡水库工程实现了在不设置防洪库容,通过优化枢纽布置及泄洪设施采用双孔箱涵穿越场镇的巧妙构思,有效解决下游场镇及保护区的防洪问题,在同类复杂环境水利工程中具有独创性。本工程枢纽距离金鸡场镇较近,所处位置特殊,我司作为设计单位全程技术支持开展了重庆首座沥青混凝土心墙施工及安全监测关键技术研究与应用研究,该成果获得2018年重庆市水利科技进步奖,该成果在同类工程中处于领先地位。金鸡心墙施工过程开展自动化监测,施工期监测及时验证了坝体材料及填筑施工合理性,施工过程自动化监测,动态反馈指导施工,属于重庆同类工程首创。
一、枢纽工程通过巧妙构思布置解决下游场镇防洪问题
金鸡镇位于金鸡水库下游,镇区建筑物分布于柴家沟和黑滩沟两岸,河道行洪断面较窄,场镇段防洪标准低。本工程通过对泄洪建筑物的多方案比选后,溢洪道采用箱涵穿过场镇出口布置于金鸡场镇下游,有效的提高金鸡场镇的防洪能力,解决了金鸡场镇居民几十年来一直挥之不去的洪灾水患。金鸡水库工程实现了在不设置防洪库容,通过优化枢纽布置及泄洪设施采用双孔箱涵穿越场镇的巧妙构思,有效解决下游场镇及保护区的防洪问题,在同类复杂环境水利工程中具有独创性。
二、枢纽施工组织及实现度汛目标难度大
本工程枢纽距离金鸡场镇较近,所处位置特殊,初设阶段枢纽总布置方案比选复杂,合理的施工组织和汛期全年围堰挡水确保了施工安全及度汛安全。初设阶段对临时坝体断面挡水+导流洞导流、全年围堰挡水+导流洞导流的两个施工导流方案进行了重点研究和充分论证,对施工进度影响敏感因素、施工度汛等风险研判后,最终推荐全年围堰挡水+导流洞导流的施工导流方案。从实际效果看,金鸡水库枢纽主体工程2015年、2016年顺利度汛。金鸡水库枢纽精细的施工组织设计及施工导流设计,对位于城镇区附近、环境条件复杂、施工安全风险高的同类水利工程,具有较大的示范意义。
三、施工期动态变形监测指导施工
金鸡水库大坝采用全断面砂泥岩填筑坝体,沥青混凝土心墙防渗。为了准确观测沥青混凝土防渗心墙的倾角变化,掌握心墙施工后的工作性态,采用倾斜仪法观测沥青混凝土防渗墙挠度变形,施工期监测心墙在不同高程的倾角变化幅度。施工期监测及时验证施工合理性。本工程大坝累计沉降量和渗流量均低于设计值。金鸡心墙施工过程开展自动化监测,施工期监测及时验证了坝体材料及填筑施工合理性,本工程大坝累计沉降量和渗流量均低于设计值。金鸡水库大坝心墙施工过程自动化监测,动态反馈指导施工,属重庆同类工程首创。
四、开展沥青混凝土心墙施工及安全监测技术研究与应用
我司作为设计单位全程技术支持依托金鸡水库工程开展了重庆首座碾压式沥青混凝土心墙施工及安全监测关键技术研究与应用研究,在“v”型河谷、短坝轴线、环境条件复杂情况下,从碾压式沥青混凝土心墙坝施工安全、质量、进度和对环境影响等全方位有效控制进行了总结,为复杂环境条件下中小型工程数字大坝建设和建设绿色、生态水利工程进行了成功探索。2018年3月26日,本研究成果经过重庆市水利学会组织的专家评审,该研究成果获得2018年重庆市水利科技进步奖。该成果在中小型碾压式沥青混凝土心墙土石坝等水利工程中具有广泛的应用具有较高的推广价值和借鉴意义。
五、枢纽工程实现零弃渣
水库枢纽建筑物距离金鸡场镇较近,附近难以寻找合适渣场位置,且所处位置的特殊性导致施工期汛期存在较高的安全风险,如何实现枢纽工程零弃渣和避免施工期弃渣对场镇的安全风险控制是本工程面临的难题。设计巧妙的利用坝枢和料场开挖产生的弃渣在施工期填筑全年围堰和就近规划移民集中安置区场坪消纳,后期死水位以上拆除围堰用于临时用地复垦。本工程在枢纽工程建设过程中,设计动态的综合进行土石方平衡, 实现了工程设计零弃渣,设计合理利用了弃渣,达到了节约投资和有效控制对环境影响的双重效果。
六、工程践行绿色生态的设计理念
金鸡水库工程设计践行绿色生态的设计理念,工程对外交通道路入口结合边坡治理和绿化布置金鸡水库标识,坝肩右岸边坡结合护坡布置生态假山,建筑物外观、大坝护坡、岸坡处理与周边环境、山体形成自然一体生态画面。实现了打造监测自动化和具有现代特色的绿色水利工程目标,环境和社会效益显著。
一、有效解决了金鸡场镇的防洪问题
本工程距离金鸡场镇较近,所处位置特殊,水库枢纽建筑物涉及挡水建筑物(主坝、副坝)、泄水建筑物、取水建筑物及放空建筑物本工程,本工程通过对泄洪建筑物的多方案比选后,溢洪道采用箱涵穿过场镇出口布置于金鸡场镇下游,有效的提高金鸡场镇的防洪能力。
二、施工组织设计对位于城镇区附近、环境条件复杂、施工安全风险高同类水利工程,具有较大的示范意义
为确保汛期大坝施工,同时坝址下游即为金鸡场镇,考虑到场镇安全,度汛方式为汛期全年围堰挡水,导流洞导流。顺利完成汛期度汛。从实际效果看,金鸡水库枢纽主体工程2015年、2016年顺利度汛。挡水建筑物(主坝、副坝)、泄水建筑物、取水建筑物于2017年3月施工完成,金鸡水库工程提前5个月具备下闸蓄水条件。
三、施工期动态监测指导施工,较好的控制了施工质量
金鸡心墙施工过程开展自动化监测,施工期监测及时验证了坝体材料及填筑施工合理性,本工程大坝累计沉降量和渗流量均低于设计值。水库自2017年12月正式蓄水并实现供水运行以来,已经过了6个汛期考验,累计沉积量6.3cm,最大渗流量1.2L/s,均小于设计值,各建筑物运行良好,满足设计要求。金鸡水库大坝心墙施工过程自动化监测,动态反馈指导施工,较好的控制了施工质量。
四、沥青混凝土心墙施工及安全监测技术研究与应用研究成果为复杂环境条件下中小型水利工程建设数字大坝、绿色生态水利工程进行了成功探索
水库枢纽建筑物距离金鸡场镇较近,枢纽总布置方案比选复杂,主坝为碾压式沥青混凝土心墙石渣坝,对施工安全及施工度汛安全要求高。为确保本工程的施工和运行安全,本工程开展了碾压式沥青混凝土心墙施工及安全监测关键技术研究与应用,课题依托重庆市忠县金鸡水库工程沥青混凝土心墙施工开展,深入研究总结了碾压式沥青混凝土心墙从原材料选择、原材料检验、 初选配合比、拌合站建设、沥青混凝土摊铺碾压试验、沥青混合料温度控制、运输温度保证、摊铺顺序、入仓温度控制、碾压温度控制和成品检测等各个工序流程,研究了安全监测仪器分析成果对沥青混凝土心墙施工反馈与质量保证,做到了碾压式沥青混凝土心墙施工与安全监测仪器成果分析有机结合,形成了一整套完整的、成熟的碾压式沥青混凝土心墙施工技术和施工期安全监测资料分析整编经验。
本工程沥青混凝土心墙施工及安全监测技术研究与应用研究成果为复杂环境条件下中小型水利工程建设数字大坝、绿色生态水利工程进行了成功探索。
五、实现了打造具有现代特色的绿色水利工程目标
金鸡水库工程通过右岸上坝路、两座副坝、主坝、左岸取水塔连接公路形成一条主线绿化带,局部辅以小品设施、六角亭,大坝下游坝坡采用格构护坡,植草绿化;工程对外交通道路入口结合边坡治理和绿化布置金鸡水库标识,坝肩右岸边坡结合护坡布置生态假山,与岸坡及周边山体形成自然协调生态坡面,同时对大坝与场镇之间的管理范围内进行统一绿化。金鸡水库整个枢纽工程在基本控制初设批复投资的前提下,实现了打造具有现代特色的绿色水利工程目标。
六、本工程主要创新点
本工程有三大创新点:(1)金鸡水库工程实现了在不设置防洪库容,通过优化枢纽布置及泄洪设施采用双孔箱涵穿越场镇的巧妙构思,有效解决下游场镇及保护区的防洪问题,在同类复杂环境水利工程中具有独创性,既控制了工程投资,又避免了在场镇上游增加坝高规模,同时有效控制了工程施工度汛风险;(2)我司作为设计单位全程技术支持开展了重庆首座沥青混凝土心墙施工及安全监测关键技术研究与应用研究,为复杂环境条件下中小型工程数字大坝建设和建设绿色、生态水利工程进行了成功探索。该成果获得2018年重庆市水利科技进步奖。在同类工程中处于领先地位;(3)金鸡心墙施工过程开展自动化监测,施工期监测及时验证了坝体材料及填筑施工合理性,本工程大坝累计沉降量和渗流量均低于设计值。金鸡水库大坝心墙施工过程自动化监测,动态反馈指导施工,属于重庆同类工程首创。
金鸡水库主要工程效益:
(1)金鸡场镇防洪标准明显提高,金鸡水库建成前,金鸡场镇每年遇到大暴雨就需要防洪减灾。水库建成下闸蓄水后,未发生洪灾,对保障金鸡场镇及下游沿线近8万人民群众生命财产安全具有突出成效。金鸡水库建成后年均减少防洪减灾支出及洪灾损失约300万元。
(2)金鸡水厂(日供水规模5000吨)从金鸡水库取水后,供水水质、水量及保障程度显著提高,对保障金鸡镇、马灌镇、三汇镇等乡镇近5万人民群众饮水安全发挥了重要作用,年供水量260万吨,年均供水收益约724万元。同时通过输水管道同黄钦水库连通,确保了区域供水的提质升级和安全供水保障。
(3)金鸡水库干支渠相续建成投用后,农村人、畜饮水年供水量231万m3,年产生供水效益为115.5万元;将新增和改善农业高效节水灌溉面积,经计算本工程年灌溉效益为2664万元,对农村产业转型和经济社会发展具有重要意义。
(4)金鸡水库工程整个枢纽布置在满足水利设施本身功能和安全的前提下,建筑物外观、大坝护坡、岸坡处理与周边环境、山体形成自然一体生态画面,实现了打造具有现代特色的绿色水利工程目标,枢纽区幽美环境已成为当地居民的休闲打卡地。金鸡水库建成后环境效益、社会效益和经济效益显著。