李仁鴻，唐 蘭，侯 波，左雷高

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

錦屏一級(jí)水電站工程規(guī)模巨大，主要任務(wù)是以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等作用。電站裝機(jī)容量為3 600MW，多年平均年發(fā)電量166.2億kW·h。水庫(kù)正常蓄水位1 880m，死水位1 880m，正常蓄水位時(shí)，庫(kù)容77.6億m3。拱壩采用混凝土雙曲拱壩壩型，最大壩高305m，壩頂高程1 885.00m，建基面最低高程1 580m。

錦屏一級(jí)水電站庫(kù)大壩高，壩址區(qū)巖性主要由中上三疊統(tǒng)雜谷腦組大理巖夾綠片巖等組成，壩基右岸由大理巖夾綠片巖組成，左岸1 830m高程以下是大理巖,以上為砂板巖。壩區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，巖體較為破碎，相對(duì)不透水層埋藏很深，且出露f5、f8、f13、f14斷層，煌斑巖脈X和層間擠壓帶，深部拉裂隙等，因此合理、有效的大壩滲流控制工程措施至關(guān)重要，是整個(gè)工程的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2 工程基本水文地質(zhì)條件

壩基兩岸地下水按賦存條件可分為巖溶裂隙水和基巖裂隙水。左岸壩基巖體內(nèi)地下水位低平，與江水位基本一致；右岸含水較豐富，在1 650m高程勘探平硐中多有地下水涌出，地下水位明顯高于河水位。

根據(jù)壩基鉆孔壓水試驗(yàn)成果，左岸壩基巖體受f5、f8等斷層及深部裂縫影響，巖體總體較破碎，透水性較強(qiáng)，呈現(xiàn)微透水帶埋深較大、地下水位低平及在弱透水帶中分布較多的中等透水性透鏡體特征。整個(gè)左岸壩基從建基面至以里水平深度約70～220m范圍內(nèi)巖體透水性較強(qiáng)，屬中等透水巖體；中等透水帶以里至水平深度約510～540m；在1 830m高程以上水平深度大于600m范圍內(nèi)，巖體透水性以弱偏中等透水為主，夾少量中等透水性透鏡體；再往里，巖體完整性較好，微風(fēng)化～新鮮，嵌合緊密，以微透水性為主(q<1Lu)，為相對(duì)隔水層。

右岸壩基巖體除淺表風(fēng)化卸荷巖體較破碎外，總體上多微新、較完整，透水性較弱，以弱偏微透水性為主，其透水性隨水平埋深及垂直埋深的增加而減弱，水平埋深約230m以里進(jìn)入微透水巖體。右岸發(fā)育f13、f14斷層，局部NW和NWW～EW向張裂隙發(fā)育，地下水為巖溶裂隙水，地下水較豐富。 f13斷層為相對(duì)阻水巖帶，以里為高壓富水帶，約1 870m高程以上斷層帶內(nèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)松弛，透水性較強(qiáng)；約1 870m高程以下帶內(nèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)較密實(shí)，斷層帶透水性微弱，可視為相對(duì)隔水帶。f14斷層約1 790m高程以上斷層帶結(jié)構(gòu)松弛，透水性較強(qiáng)；以下帶內(nèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)較密實(shí)，斷層帶透水性較弱，為相對(duì)隔水帶。

河床壩基以下垂直深度約20～40m范圍內(nèi)巖體以中等偏弱透水性為主，在建基面以下垂直深度約130m開始進(jìn)入第1層的鈣質(zhì)綠片巖，建基面以下垂直深度約190m巖體范圍為較完整的綠片巖層、鈣質(zhì)綠片巖層，以微透水為主。

3 設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)壩基巖體具有透水性較強(qiáng)、地下水位埋深較大和透水分布不均等特點(diǎn)，加強(qiáng)防滲排水至關(guān)重要。為了有效降低兩岸及壩基的滲透壓力阻止庫(kù)水滲入巖體，改善大壩的整體穩(wěn)定性，設(shè)置了一道壩基防滲帷幕、兩道壩基排水幕及抗力體的空間排水系統(tǒng)。防滲帷幕布設(shè)在壩基上游側(cè)，其下游布置兩排排水幕，一排平行帷幕軸線設(shè)置主排水幕，第二排設(shè)置在壩趾貼角處。在大壩兩岸抗力體設(shè)置在空間上呈縱橫向的立體排水系統(tǒng)，以降低兩岸及壩基的滲透壓力，提高壩肩的抗滑穩(wěn)定性。滲流控制布置體現(xiàn)“先阻后排、防排并舉”的設(shè)計(jì)原則。

結(jié)合我國(guó)混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范并參考國(guó)內(nèi)外已建工程經(jīng)驗(yàn)，壩基防滲帷幕采用分高程以單位吸水率呂榮值、帷幕允許滲透梯度Ia、揚(yáng)壓力折減系數(shù)α1作為控制標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。拱壩壩基主排水幕處揚(yáng)壓力折減系數(shù)要求α2≤0.2。

表1 壩基防滲帷幕控制標(biāo)準(zhǔn)

4 大壩防滲排水主要措施布置

大壩防滲排水系統(tǒng)平面布置見圖1。

4.1 大壩帷幕主要措施

(1)大壩防滲帷幕采用封閉式帷幕，伸至兩岸距河床的相對(duì)隔水層不少于5.0m。帷幕中心線基本位于靠壩基上游側(cè)壓應(yīng)力區(qū)域內(nèi)。在壩頭附近，為減小滲壓對(duì)壩肩抗力體不利作用方向的影響，帷幕線折向上游近橫河向方向。帷幕灌漿平洞綜合按避開泄洪洞、導(dǎo)流洞、壓力管道及平洞間合理高程間距原則布設(shè)6層(左岸：LGA1～LGA6；右岸：RGA1～RGA6)，各層平洞洞軸線平面投影重合，最大、最小高程間距分別為69m、45m。帷幕中心線剖面見圖2。

在企業(yè)之中，企業(yè)審計(jì)和咨詢是兩個(gè)各自獨(dú)立的體系，有不同的作用和職能。分析我國(guó)的相關(guān)法律，明確表明審計(jì)單位是獨(dú)立的主體單位，咨詢和審計(jì)不能同時(shí)由一個(gè)主體進(jìn)行，從事審計(jì)工作的公務(wù)人員不可從事咨詢工作，從法律的角度規(guī)定了二者彼此獨(dú)立。但是企業(yè)在實(shí)際操作中，咨詢體系和審計(jì)工作中還存在著職責(zé)不清的問(wèn)題，工作中審計(jì)和咨詢相互聯(lián)系，不能充分發(fā)揮二者不同的作用，弊病顯見。企業(yè)在完善財(cái)務(wù)審計(jì)工作中應(yīng)重視此類問(wèn)題，制定工作規(guī)范，加強(qiáng)員工的職業(yè)意識(shí)，明確獎(jiǎng)懲制度，保證審計(jì)工作能夠確實(shí)到位。

(2)根據(jù)上述的防排控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合錦屏一級(jí)的實(shí)際地質(zhì)情況，考慮帷幕的上游水頭作用，不同高程采用的帷幕排數(shù)及最小有效厚度見表2。

表2 帷幕的排數(shù)及最小有效厚度

(3)特殊地質(zhì)條件處理：f13、f14斷層及其影響帶采用防滲斜井防滲，斜井周邊帷幕孔設(shè)置斜孔，鉆進(jìn)防滲斜井0.5m后再灌漿，保證兩者的良好搭接?；桶邘r脈、擠壓帶等不利地質(zhì)區(qū)域分布寬度較大，經(jīng)綜合考慮在區(qū)域內(nèi)加密灌漿、細(xì)水泥灌漿，必要時(shí)化

··注：L(R)GA1～6-帷幕灌漿平洞；L(R)DA1～6-壩基排水平洞；L(R)DA1829-1-抗力體排水平洞名 高程-洞號(hào)圖1 大壩防滲排水系統(tǒng)平面布置

圖2 帷幕中心線剖面

學(xué)灌漿，保證灌漿后帷幕的有效性。

(4)帷幕偏角和孔深：按施工時(shí)能更好地控制鉆孔角度、上層深帷幕孔底段距離下層平洞洞壁大于5m、帷幕孔穿過(guò)主要裂隙和層面三條主要原則進(jìn)行布置，在不大于規(guī)范規(guī)定的15°范圍內(nèi)，帷幕向上游的偏角采用9°～13°。河床采用“2主1副”共3排帷幕，下游2排主帷幕最大孔深171m，上游1排副帷幕孔深為主帷幕的2/3，最大孔深114m。

(5)帷幕孔間排距：兩排帷幕時(shí)，排距1.5m；三排帷幕時(shí)，排距1.3m。每排帷幕孔采用Ⅲ序孔，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序孔間距分別為8m、4m、2m。遇破碎帶等較差的地質(zhì)區(qū)域，則視情況加密帷幕孔。典型布置見圖3。

圖3 灌漿孔典型布置

(6)帷幕搭接：上層深孔帷幕和下層淺孔帷幕進(jìn)行搭接，帷幕灌漿平洞底板上游角點(diǎn)范圍設(shè)置8m長(zhǎng)的淺孔帷幕，以保證形成封閉的帷幕系統(tǒng)。淺孔搭接帷幕孔深10～15m。對(duì)于平洞底板下地質(zhì)條件較差的區(qū)域，先行進(jìn)行底板固結(jié)灌漿，再進(jìn)行深孔帷幕灌漿，以提高底板下淺層范圍帷幕的灌漿效果。灌漿時(shí)按照先底板固結(jié)灌漿、上游洞壁淺孔搭接帷幕灌漿，再深孔帷幕灌漿的施工順序。灌漿均采用先邊排后中間排的先后順序，以提高中間排灌漿孔的灌漿壓力。典型的帷幕搭接見圖4。

(7)帷幕灌漿方法及灌漿孔長(zhǎng)：為保證帷幕灌漿質(zhì)量，主要采用自上而下分段循環(huán)灌漿方式，但在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，在能保證灌漿質(zhì)量的前提下，可采用自下而上的灌漿方式?？卓诙喂?段，分別為2m、3m，第3段及其以下段均為5.0m。

圖4 典型的帷幕搭接

(9)漿液材料和水灰比：灌漿使用純水泥漿液，普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5MPa。普通水泥漿液灌漿效果不好時(shí)，可采用細(xì)水泥漿液。結(jié)合帷幕灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)成果，不同地質(zhì)條件采用合理的開灌比(稀漿或者濃漿)。

4.2 排水主要措施

(1)壩基排水平洞和帷幕灌漿平洞平行，洞間最大水平距離在河床部位為20m。洞頂排水孔每排采用2孔，孔深覆蓋整個(gè)高程范圍以形成排水幕體；河床排水孔垂直向下鉆設(shè)，最大深度120m；壩趾貼角下游水位以上范圍設(shè)置1排排水孔，孔深50m，孔距5m。

(2)抗力體排水系統(tǒng)：

①壩肩抗力體排水和邊坡排水形成系統(tǒng)的三維排水系統(tǒng)，排水平洞沿高程布設(shè)5層，橫河向布設(shè)4排，順河向布設(shè)2列～4列。左、右岸因地質(zhì)條件不同、其他建筑物布設(shè)不同故排水系統(tǒng)各有特點(diǎn)。

②一洞多用：排水平洞盡量與固結(jié)灌漿洞、勘探平洞相結(jié)合，與施工洞的布置相協(xié)調(diào)，和壩基排水平洞高程一致，使施工作業(yè)面統(tǒng)一，交通方便，排水通暢，盡量做到“一洞多用”，減少洞室數(shù)量，減少平洞開挖對(duì)抗力山體整體性的影響。

③左岸壩肩抗力體地質(zhì)條件較差，洞室較多，固結(jié)灌漿洞、洞井抗剪混凝土網(wǎng)格等在空間交錯(cuò)排布，“一洞多用”的原則更加體現(xiàn)出重要性?？沽w排水系統(tǒng)在固結(jié)灌漿范圍以外鉆排水孔，孔與壩基排水平洞相連，從空間上形成“全包圍”的形式覆蓋整個(gè)抗力體范圍，排出壩肩滑塊側(cè)滑面外的滲水及裂隙水，減小滑塊滲壓。典型布置見圖5。

④右岸排水系統(tǒng)布置時(shí)考慮避開6條壓力管道。右岸存在f13、f14斷層，其中靠近山里的f13壓扭性斷層具有一定的阻水作用，斷層里外地下水位不連續(xù)，存在水位陡坎，與壩基排水布置相同，抗力體排水系統(tǒng)深入f13斷層向山里延伸不小于50m，以排出f13斷層的上盤水。沿洞高程方向，抗力體排水系統(tǒng)在壩頂高程至水墊塘底板以下10m范圍布設(shè)。

(3)整個(gè)大壩排水系統(tǒng)排水孔孔徑均采用φ110mm。壩基排水孔每排2孔，排距3m；抗力體排水孔每排3孔，排距為5m。在不利地質(zhì)條件如涌水厲害的區(qū)域根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行加密布設(shè)。

圖5 抗力體排水系統(tǒng)典型布置

5 大壩三維滲流場(chǎng)主要分析成果

采用上述的大壩防滲排水系統(tǒng)布置及相應(yīng)參數(shù)，模擬壩區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，進(jìn)行大壩三維滲流場(chǎng)的分析。

5.1 常規(guī)分析

(1) 壩基防滲帷幕平均滲流梯度約17，局部最大滲流梯度約23，小于控制值30。壩基排水系統(tǒng)附近的揚(yáng)壓力水頭大多在20m左右，揚(yáng)壓力折減系數(shù)小于0.1，壩基滲流場(chǎng)得到較好的控制。河床部位拱冠梁典型剖面滲流場(chǎng)見圖6(a)。

(2) 在壩基帷幕排水系統(tǒng)和抗力體排水系統(tǒng)的共同作用下，抗力體滲流場(chǎng)得到較好控制，蓄水工況下地下水位低，埋深較大，緊鄰壩頭的地下水位埋深達(dá)100m以上，近河部位的埋深也達(dá)到60～80m左右，防滲排水效果明顯。大壩下游抗力體橫河向典型剖面滲流場(chǎng)見圖6(b)。

圖6 大壩防滲排水典型滲流場(chǎng)剖面

5.2 防滲排水失效分析

(1)排水孔孔距敏感性分析：排水幕是壩基滲流控制采取的主要工程措施之一。根據(jù)表3中成果，考慮在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下，排水孔幕可能淤堵，其效率將衰減，地下水位線將大幅上升。因此，壩基和抗力體排水孔孔距分別采用3.0m、5.0m是合理、有效的。

表3 排水孔孔距和排水總滲流量關(guān)系

(2) 壩基防滲帷幕與排滲系統(tǒng)同時(shí)失效30%時(shí)，部分壩基揚(yáng)壓力水頭約60m，滲流場(chǎng)改變較大，揚(yáng)壓力系數(shù)可達(dá)0.21，超過(guò)控制值0.2，基本滿足設(shè)計(jì)要求。因此，工程運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查維護(hù)，使帷幕排水不同時(shí)失效，保證滲流控制系統(tǒng)的有效性。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,錦屏一級(jí)水電站300m 級(jí)高拱壩滲流控制采用“先阻后排、防排并舉”的工程措施可取得良好效果，具體的工程布置是合理、有效的。拱壩壩基的滲控效果顯著,平均滲流梯度約17，揚(yáng)壓力折減系數(shù)小于0.1，滿足設(shè)計(jì)控制值；左、右岸壩肩抗力體排水系統(tǒng)根據(jù)工程的地質(zhì)特點(diǎn)和工程特點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，全面且有重點(diǎn)地排掉繞滲的地下水，排水效果較好，使蓄水后抗力體的地下水位線降低，抗力體滑塊結(jié)構(gòu)面上的滲壓能得到大幅減小，提高了壩肩的抗滑穩(wěn)定性。