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概　述
長河壩水電站為大渡河干流水電梯級開發(fā)的第10 級電站,樞紐主要建筑物由礫石土心墻堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、2 條開敞式泄洪洞、1 條深孔泄洪洞和1條放空洞等建筑物組成。長河壩水電站最大壩高240m,總庫容為10． 75 億m3,電站裝4 臺650MW 混式水力發(fā)電機(jī)組、總?cè)萘?00MW。工程為一等大(1)型工程,擋水、泄洪、引水及發(fā)電等永久性主要建筑物為1 級建筑物,永久性次要建筑物為3 級建筑物,臨時建筑物為3 級建筑物。
工程施工采用斷流圍堰、隧洞泄流、大壩基坑全年施工的導(dǎo)流方式。初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為50a 一遇,相應(yīng)洪水流量5790m3 / s。右岸布置的2 條初期導(dǎo)流洞參與初期施工導(dǎo)截流任務(wù),中期導(dǎo)流洞和水工永久泄水建筑物參與中后期導(dǎo)流任務(wù)。
2　工程地質(zhì)條件
長河壩壩址區(qū)為典型高山峽谷地貌,兩岸呈不對稱的“V”型。上游圍堰布置于峽谷出口處,兩岸自然邊坡陡峻,左岸為基巖陡壁,坡度一般55° -70°,右岸山脊坡度一般55° - 65°,而象鼻溝堆積體自然坡度35° -40°。
根據(jù)鉆孔資料,河床覆蓋層厚約70． 0m。層次結(jié)構(gòu)及各層的物理力學(xué)特性與壩基相似,自下至上由老至新分為3 層:第①層漂卵礫石層:分布河床底部,厚3． 3m - 28． 5m;第②層含泥漂卵砂礫石層,厚5． 8m -54． 5m,分布在河床覆蓋層中部及一級階地上,第③ 層漂卵礫石: 分布河床淺表, 厚4． 0m -25． 8m。漂卵礫石層具強(qiáng)透水性,抗?jié)B穩(wěn)定性差,易產(chǎn)生管涌破壞。
上游圍堰主要工程地質(zhì)問題:
1)由于堰基持力層各層的組成物質(zhì)、結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)均存在差異,分布位置和厚度亦不盡相同,堰基存在不均勻沉降問題。
2)堰基滲漏及滲透穩(wěn)定:堰基覆蓋層各層(除②- C 砂層外)均具強(qiáng)- 極強(qiáng)透水性,截流后存在沿堰基覆蓋層向下游滲漏問題,需采取適宜的防滲措施。堰基各層抗?jié)B強(qiáng)度低,其主要破壞形式為管涌,且各層滲透性存在一定的差異,堰基存在滲透變形破壞及滲透穩(wěn)定問題,第② - C 砂層與其它各層接觸帶部位由于滲透性差異大,可能產(chǎn)生接觸沖刷和接觸流失的工程地質(zhì)問題,因此需采取適宜的抗?jié)B措施。
3)堰肩滲漏及堰肩邊坡穩(wěn)定:堰頂高程強(qiáng)卸荷水平深度一般30 - 40m。強(qiáng)卸荷巖體結(jié)構(gòu)松弛,結(jié)構(gòu)面多張開,具強(qiáng)透水性,存在堰肩繞滲問題,應(yīng)進(jìn)行必要的帷幕防滲處理。建議堰肩水平防滲深度宜超過強(qiáng)卸荷帶巖體[1] 。
3　上游圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計
3． 1　平面布置
根據(jù)導(dǎo)流洞布置、基坑施工開挖和上游圍堰運(yùn)行要求,上游圍堰布置于大壩上游約550m 處。
3． 2　堰頂高程
根據(jù)水力學(xué)計算及導(dǎo)流整體模型試驗,當(dāng)遭遇導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水QP = 2% =5790 m3 / s 時,1#、2#導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流,上游水位1528． 30m,考慮安全加高及浪爬高, 上游圍堰頂高程1530． 50m, 最大堰高
53． 5m,圍堰軸線長約171． 5m。
3． 3　堰體結(jié)構(gòu)
壩址河段河床覆蓋層深厚,不宜修建混凝土圍堰。而土石類圍堰能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,能夠適應(yīng)深厚覆蓋層基礎(chǔ),又可使用大型施工設(shè)備進(jìn)行高強(qiáng)度堆筑,在一個枯水期內(nèi)完建,滿足汛期擋水條件,故采用土石類圍堰。
圍堰基礎(chǔ)防滲采用封閉式混凝土防滲墻型式,堰體采用適應(yīng)變形能力強(qiáng)、能快速施工的復(fù)合土工膜心墻防滲。
上游圍堰頂高程1530． 5m、最大堰高53． 5m,堰頂寬度13． 5m,上、下游邊坡分別為1∶2． 0和1∶1． 8,基礎(chǔ)混凝土防滲墻最大深度為91． 5m。上游圍堰典型斷面見圖1。

4復(fù)合土工膜心墻設(shè)計
4.1心墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
堰體防滲結(jié)構(gòu)型式可采用心墻或斜墻型式。心墻防滲結(jié)構(gòu)圍堰工程量及投資較小,防滲心墻與兩岸連接結(jié)構(gòu)簡單,施工方便;但防滲心墻必須在基礎(chǔ)防滲墻完工后才能施工,有效工期短,心墻與堰體堆筑施工干擾較大,圍堰上升速度較慢。斜墻防滲結(jié)構(gòu)圍堰邊坡較緩,工程量相對較大,防滲體與兩岸連接不如心墻方便,但堰體填筑可與基礎(chǔ)防滲墻同時施工,有利于爭取工期。但受右岸初期導(dǎo)流洞布置、上游象鼻溝和大壩基坑開挖影響,圍堰布置區(qū)域有限,圍堰規(guī)模不宜過大[2]。因此,上游圍堰堰體采用工程量和投資較小的復(fù)合土工膜心墻防滲。
復(fù)合土工膜心墻布置在圍堰中部,最大高度36m。復(fù)合土工膜兩側(cè)分別設(shè)置墊層進(jìn)行保護(hù),墊層采用人工砂或天然砂料填筑,厚度4m。墊層料外側(cè)設(shè)置過渡料與堰體填筑料連接,過渡料采用連續(xù)級配,最大粒徑不超過180mm,壓實后具有低壓縮性和高抗剪強(qiáng)度,并具有自由排水性。過渡料厚度2m,兩側(cè)坡比均為垂直坡。復(fù)合土工膜采用“之”字形式上升,每增高0.5m改變一次復(fù)合土工膜的鋪設(shè)方向,水平投影寬0.8m。
4.2復(fù)合土工膜材料選擇
選擇可用焊接機(jī)焊接、操作方便、接縫質(zhì)量有保證、工廠生產(chǎn)的材料幅寬較寬、伸長性與均勻性好、抗頂破或損壞能力強(qiáng)及透氣好的復(fù)合高密度聚乙烯膜(HDPE)。根據(jù)規(guī)范和國內(nèi)外已有的工程經(jīng)驗,考慮到圍堰擋水水頭高(擋水水頭71.3m)、運(yùn)行時間長(5a)、環(huán)境較為惡劣等特點,設(shè)計采用二布一膜規(guī)格為350g/0.8mmHDPE/350g ,滌綸短纖維無紡布的復(fù)合土工膜。

復(fù)合土工膜主要控制指標(biāo)見表1。

4.3復(fù)合土工膜與防滲墻的連接
復(fù)合土工膜與基礎(chǔ)混凝土防滲墻的連接部位是圍堰防滲的薄弱環(huán)節(jié),需高度重視連接部位的處理。
混凝土防滲墻施工完成后,施工平臺2.0m 以下的表層次料混凝土應(yīng)按設(shè)計要求挖除,澆筑C20蓋帽混凝土。蓋帽混凝土頂寬4m,高2m,下部與混凝土防滲墻相接,寬度1m。復(fù)合土工膜與蓋帽混凝土連接大樣見圖2。

4.5伸縮節(jié)設(shè)置
為適應(yīng)堰體及堰基的沉降變形,在復(fù)合土工膜與蓋帽混凝土連接處和復(fù)合土工膜心墻每升高12一15m高程處各設(shè)置一道伸縮節(jié)。復(fù)合土工膜伸縮節(jié)采用折迭形式,展開長度為150cm。復(fù)合土工膜伸縮節(jié)大樣見圖4。