1混凝土坝段原设计方案
电站枢纽建筑物包括混凝土坝段和土坝段，混凝土坝段由电站主、副厂房、泄洪洞和鱼闸组成。由于右岸花岗岩岩体较左岸低约10m，而且表面有较厚的松散的新第三纪和第四纪沉积物覆盖，因此决定将电站混凝土坝段建在左岸花岗岩上。本电站总装机容量1.2万KW，安装三台ZD560－LH－250水轮发电机组。根据运行需要，还需建有泄洪洞和鱼闸，这些工程组成了混凝土坝段。根据各部分建筑物的水力计算和建筑、结构的设计，混凝土坝段垂直水流方向总长度为80.19m，由三个坝段组成，从左至右分别为：副厂房段长30.69m，主厂房段27m，鱼闸和泄洪洞22.5m。为适应地基变化，主、副厂房在冲沟处分一条变形缝，并在冲沟处布置了副厂房集水井。详见附图1。
2开挖出的实际地质情况：
该工程于2004年9月底正式开工，2005年8月在混凝土坝段基础开挖过程中发现，实际地质情况与原地质报告出现了很大差异。主、副厂房座在基岩上，但鱼道和泄洪洞段的地基却是灰褐色的粉砂。挖到建筑物的基础底高程1137.00m仍是粉砂，再挖探坑4m深即1133.00高程仍是粉砂，不见基岩。为什么现实情况与地质资料出现如此大的差异？经过与原俄罗斯该项目的设计项目负责人进行研究核实，原来是由于地质情况复杂多变，钻孔2＃恰好布置在断层的基岩侧，略偏点即是粉砂，误认为此处是基岩，故出现了这样大的差异。
3设计方岸变更
混凝土重力坝基础建在软基上是设计规范不允许的。为解决这一问题，我们提出三个方案进行优化比选：（1）方案一：原设计方案不变，进行地基处理。将坝基以下粉砂挖除，用砌石混凝土回填。但是砂层深度不详，用挖掘机挖探坑至坝基以下4m仍不见基岩，再继续深挖很困难。由于受工地环境、交通运输及工地施工机械的限制，地基开挖量和砌石混凝土回填量均难以预测，施工进度必然受到很大影响，很显然此方案是不可行的。（2）方案二：将整个混凝土坝段向左移动，避开砂层，使坝基全部座在基岩上。这样混凝土坝段需要左移40m，还必须将部分引水渠和尾水渠作相应的移动，以保证引水和泄水的平顺连接。由于左岸是高达30m的陡峭山脊，因此需要增加约5万m3的石方开挖量，增加投资约240万元。因施工场地和施工机械的制约，施工进度将拖延两个多月。因此该方案也是不可行的。（3）方案三：设法调整结构布置，缩短混凝土坝段长度，由原来的80.19m减少为57.80m，并向左移动11m，这样可以避开砂层，将整个坝基座在基岩上。具体做法是：①把泄洪洞移到副厂房下边，其泄水孔尺寸和高程不变，保持其原有的功能和作用。②将鱼闸改建成鱼梯，位置移至土坝右坝头外，利用右坝头上、下游两个山凹开挖成阶梯式水槽，做成隔板式混凝土结构槽式鱼梯，鱼梯全长约500m。鱼闸结构形式的改变不仅扩大了施工作业面方便了管理，并且节省了投资。虽然增加土石方开挖量1.5万m3，但节省混凝土2500m3，计入节省启闭设备和钢闸门的费用，总共节省投资约200万元。③副厂房结构布置：尽量减少岩石开挖量和混凝土工程量，将其垂直水流长度由原来的30.69m减少为24.77m。重新进行中控室和油、气、水设备的布置，将结构布置更加合理和紧凑。④主厂房：为满足运行管理的需要，右端增加安全通道和楼梯间，其垂直水流方向长度由27m增加至33m。在增加的长度内布置了集水池、水泵房和办公室等。由于主厂房长度已达33m，考虑当地昼夜温差很大的气候条件，为了适应混凝土干缩和结构受温度变化的影响，按照规范要求，在2＃和3＃机组之间增设一道变形缝。（详见附图2）⑤引水渠和尾水渠：由于鱼闸的改建，使引水渠和尾水渠的宽度均减少10m左右，混凝土和浆砌石量减少1070m3，投资减少约64万元。设计方案优化后混凝土坝段纵剖面图详见附图2。设计方案变更比较详见下表：通过以上三个方案进行优化比选，可以看出第三个方案是最优方案。该方案巧妙的调整了混凝土坝段的结构，减少了混凝土坝段的长度并适当的向左移动，避开了砂层地基，使坝基全部座在完整的基岩上。虽然土石方开挖量增加13400m3,但混凝土量减少5170m3,再计入鱼闸启闭设备和闸门的减少，总投资节省390万元。结语设计方案的变更得到了业主（上海外经集团有限公司）、监理方（杭州亚太电力技术有限公司）和施工方（新疆北新建设工程集团有限责任公司）的认同，一致同意第三方案为最优方案。该方案顺利通过了业主聘请的专家组的评审，也得到了蒙古国能源部的批准。目前，工程已经完工，运行良好。
作者：侯国恩 单位：邯郸市水利水电勘测设计研究院
