旁多水利樞紐工程攔河壩設(shè)計(jì)

姜樹立，劉清利

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

旁多水利樞紐工程地處拉薩河流域中游，壩址控制流域面積16370 km2，水庫總庫容12.3×108m3。

樞紐工程由攔河壩、泄洪洞、泄洪兼導(dǎo)流洞、發(fā)電引水系統(tǒng)、電站廠房和灌溉輸水洞等組成，攔河壩為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，最大壩高72.30 m，壩頂長度1052 m。

1 壩型選擇

壩址處屬高山地形，兩岸山體寬厚高峻，河谷呈不對稱“U”型，河床、漫灘及左岸岸坡覆蓋層由含壤土碎塊石、含漂石礫卵石、砂礫石和冰水積漂卵石組成，厚約25～150 m。右岸漫灘、階地發(fā)育不完整，山坡大部分基巖裸露，巖石由閃長玢巖和熔結(jié)凝灰?guī)r組成；左岸漫灘發(fā)育，寬約550 m，三級階地明顯，高程4240.00 m以下為含壤土碎塊石覆蓋，高程4240.00 m以上基巖裸露，巖石由閃長玢巖和花崗巖組成。由地質(zhì)條件看基本壩型只能采用土石壩，壩型選擇實(shí)質(zhì)上是防滲型式和筑壩材料的選擇。

初步設(shè)計(jì)時(shí)，在可研設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，曾擬定了碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩、碾壓式瀝青混凝土心墻堆石壩和粘土心墻砂礫石壩3種壩型進(jìn)行比較比較，最終選定碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩為選定壩型，主要理由：

1）粘土心墻所用的粘土的開采造成自然環(huán)境的破壞，而瀝青混凝土心墻壩所用瀝青雖需外地購買，運(yùn)距遠(yuǎn)，但使用量少，且壩址附近有滿足要求的堿性骨料料場，瀝青混凝土心墻壩型更具有優(yōu)勢。

2）碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫壩方法抗震穩(wěn)定性較好。

3）瀝青混凝土心墻壩填筑受降雨、低氣溫等氣候因素的影響小，粘土心墻砂礫石壩方案的粘土心墻施工受降雨、低氣溫等氣候因素的影響大。

4）碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩方案投資最低。

2 壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大壩最大壩高72.30 m，壩頂無特殊交通要求，為增加抗震性能，壩頂寬度選用12 m，壩頂長1052.00 m。通過壩坡穩(wěn)定計(jì)算，壩體上下游面均采用二級坡，上游坡在高程4076.00 m和4061.27 m處各設(shè)一2 m寬馬道，4061.27 m馬道以上壩坡為1∶2.8，以下壩坡為1∶2.5。上游壩腳處設(shè)有棄渣壓重，壓重頂高程 4050.00 m，坡度為 1∶3.5；下游坡在高程4076.00 m，4052.00 m處分別設(shè)有2 m寬的馬道，坡度均為1∶2.1。

壩頂高程4100.00 m，壩頂上游側(cè)設(shè)“L”型鋼筋混凝土防浪墻，高2.3 m。壩頂下游側(cè)設(shè)置0.25 m高的混凝土路緣石。壩頂采用0.25 m厚混凝土路面。

瀝青混凝土心墻中心線位于壩軸線上游3.0 m處，心墻頂高程4098.70 m，采用階梯式變厚度設(shè)計(jì)，高程4078.00 m以上墻厚0.7 m，高程4053.00～4078.00 m墻厚0.85 m，高程4078.00 m以下墻厚1.00 m。瀝青混凝土心墻通過混凝土基座與基礎(chǔ)混凝土防滲墻連接，底部3 m高擴(kuò)大段的瀝青混凝土心墻厚度由1.00 m擴(kuò)大到2.2 m坐落在底座上?；炷粱斆孀龀蓤A弧形凹槽，在槽面上鋪筑一層砂質(zhì)瀝青瑪蹄脂，并設(shè)置一道銅片止水。鋼筋混凝土基座每15～20 m設(shè)一道結(jié)構(gòu)縫，縫內(nèi)設(shè)兩道銅片止水。右岸岸坡心墻混凝土基座建于基巖上，瀝青心墻亦采用逐漸擴(kuò)大方式與混凝土基座連接。

心墻兩側(cè)設(shè)置4 m寬的砂礫石過渡料。瀝青混凝土心墻下游側(cè)設(shè)置灌漿廊道。上游壩腳部分與施工圍堰相結(jié)合。

大壩上、下游壩面采用干砌石護(hù)坡，上游壩面高程4061.27 m以上厚0.4 m，以下0.3 m，下設(shè)0.3 m厚碎石墊層。下游壩面護(hù)坡厚度0.3 m，下設(shè)0.3 m厚碎石墊層。為增強(qiáng)壩頂部壩坡抗震性能，上游壩坡4086.00 m高程以上采用漿砌石護(hù)坡，厚度0.4 m，下游壩坡4076.00 m高程以上采用漿砌石護(hù)坡，護(hù)坡厚度0.3 m，上游漿砌石護(hù)坡表面不做勾縫處理。

3 大壩抗震措施

初步設(shè)計(jì)階段抗震措施就壩頂附近采用堆石填筑、鋪設(shè)土工格柵和鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)三個(gè)方案進(jìn)行比較，最終推薦堆石填筑方案。

1）土工格柵具有施工方便、工期較短、抗拉強(qiáng)度高、造價(jià)較低等諸多優(yōu)點(diǎn)。其抗震效果好，鋪設(shè)受氣候環(huán)境的影響小，尤其適合在惡劣氣候環(huán)境地區(qū)工程中使用。由于西藏地區(qū)無土工格柵生產(chǎn)廠家，所需土工格柵需外運(yùn)，且運(yùn)距較遠(yuǎn)。

2）鋼筋網(wǎng)抗拉強(qiáng)度高，鋼筋間距大，阻滑力分布沒有土工格柵均勻，存在銹蝕問題，需對表面進(jìn)行處理，端部需設(shè)置混凝土框格錨固，框格施工對壩體填筑工期有一定程度影響。

3）壩坡堆石方案，旁多石料場石料儲(chǔ)量和質(zhì)量均滿足要求。壩體堆石填筑可與砂礫石填筑同步進(jìn)行，不存在施工干擾問題，填筑質(zhì)量易保證。堆石棱角明顯，塊石之間咬合力大，抗震性能好。在壩坡表面堆石圍壓小，粗顆粒材料指標(biāo)的非線性特性無法充分利用，地震力作用下表面塊石易滑落，但不會(huì)影響深層壩坡穩(wěn)定，也可通過采用漿砌石護(hù)坡增強(qiáng)壩坡表面堆石的抗震性能。

4）投資方面，鋼筋網(wǎng)方案投資最高，堆石填筑方案比土工格柵方案投資接近。

4 壩基防滲處理

壩基防滲處理包括覆蓋層防滲處理和兩岸基巖防滲處理。兩岸基巖處，進(jìn)行帷幕灌漿處理，壩基防滲主要是針對深厚覆蓋層的垂直防滲處理，初步設(shè)計(jì)階段比較3種防滲處理方案：灌漿帷幕全封閉方案、混凝土防滲墻全封閉方案、120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案。通過滲流分析各方案的可行性，從地形地質(zhì)條件、工程布置、防滲可靠性、施工技術(shù)條件、滲漏量及電能損失、工程量和投資、運(yùn)行檢修條件等方面進(jìn)行了比較，選擇120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案。

混凝土防滲墻全封閉方案具有墻體耐久性好，防滲效果可靠，施工質(zhì)量容易控制，不需設(shè)置灌漿廊道和覆蓋層灌漿施工設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案具有120 m深以上墻體耐久性好，防滲效果可靠，施工質(zhì)量容易控制，投資省等優(yōu)點(diǎn)；混凝土防滲墻截?cái)嗔舜蟛糠滞杆翆樱挥兄胁块L330 m深度超過120 m的部分采用灌漿帷幕，帷幕質(zhì)量對整體防滲可靠性影響?。粸楸阌谶\(yùn)行維護(hù)，需設(shè)置灌漿廊道，增加了施工干擾和工期。雖然現(xiàn)場試驗(yàn)防滲墻深度已接近150 m，但考慮到150 m深混凝土防滲墻施工具有一定難度，國內(nèi)外均無類似工程經(jīng)驗(yàn)。120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案在3個(gè)方案中，工程投資最少。