黃遠澤，鄭希娟，其其格，張雨豪

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司，吉林 長春130021）

1 工程概況

重慶云陽蓋下壩水電站位于重慶市云陽縣和奉節(jié)縣境內(nèi)的長江一級支流長灘河中上游河段，壩址位于長灘河上游云陽縣云峰鄉(xiāng)蓋下壩村以下約3 km 的老鴉峽前段，距下游長江入口處的故陵鎮(zhèn)約45 km，距云陽縣城約72 km。樞紐由混凝土雙曲拱壩、左岸引水系統(tǒng)及地面式廠房組成，工程規(guī)模為大（2）型II 等工程。混凝土雙曲拱壩最大壩高160.00 m，壩頂長153.20 m。發(fā)電廠房裝機3臺，單機容量44 MW。蓋下壩水電站開發(fā)的主要任務(wù)是發(fā)電。

蓋下壩水電站工程采用圍堰一次攔斷河床，隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方式，大壩上下游圍堰為全年擋水圍堰。主體工程于2009年元月正式開工建設(shè)，導(dǎo)流洞全長306 m，為8 m×7 m 城門洞型，于2009年2月17日貫通。 2009年5月8日大江截流，2010年6月20日大壩上游圍堰填筑完成，為大壩混凝土澆筑施工提供條件。沛。多年平均氣溫18.5 ℃，極端最高氣溫42.9 ℃，極端最低氣溫-4.0 ℃，多年平均降雨量1 127.3 mm，多年平均風速1.9 m/s，最大風速20.0 m/s；多年平均日照數(shù)1 396.5 h。

根據(jù)水文資料，施工洪水時段劃分：主汛期為5月至9月，枯水期為11月至翌年3月，4月為汛前期，10月為汛后期。壩址分期設(shè)計洪水成果見表1。

表1 壩址分期設(shè)計洪水流量成果表

2 工程條件

2.1 水文、氣象條件

該流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L氣候區(qū)，位于清江暴雨區(qū)邊緣，受清江暴雨和巫山暴雨影響，雨量豐

2.2 圍堰地質(zhì)條件

上游圍堰位于壩址上游，距導(dǎo)流洞進口約50 m，地面高程一般為270～271 m。兩岸山體地形陡峻，左岸谷坡50°左右，右岸谷坡約50°～80°，為上部陡下部稍緩的折線坡。枯水期河水位高程一般為268～271 m，水深約0.5～3.0 m，谷底寬40～45 m，呈狹窄的“V”型河谷，壩址處無階地。

圍堰基礎(chǔ)基巖為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組第四段（T1j4-1）中薄～中厚層石灰?guī)r，巖質(zhì)較堅硬，河床及兩岸邊坡中等風化巖厚度一般為13～15 m。上覆第四系沖洪積物上部為砂卵礫石，厚度5～7 m，下部為含泥砂礫石、卵石等，厚度為15～20 m。砂卵礫石滲透系數(shù)k 值為2.3×10-1cm/s，屬強透水層，含泥砂礫石滲透系數(shù)k 值為3.2×10-3cm/s，屬中等透水層。兩岸山坡第四系殘坡積物厚度較薄，一般為0.1～0.3 m，主要由腐殖土組成。

下游圍堰位于壩址下游，地面高程一般為268～270 m。組成圍堰基礎(chǔ)巖層為嘉陵江組中薄層中等風化石灰?guī)r，上覆第四系沖洪積物上部為砂卵礫石，厚度為10～16 m，下部為含泥砂礫石、含泥細砂、卵石等，厚度為10～15 m。砂卵礫石滲透系數(shù)k 值為1.6×10-1cm/s，屬強透水層，含泥砂礫石滲透系數(shù)k 值為1.0×10-2cm/s，屬中等透水層。

3 大壩上下游圍堰設(shè)計標準

大壩上下游圍堰擋水標準采用大汛10年重現(xiàn)期洪水，設(shè)計擋水時段內(nèi)的洪峰流量為2 170 m3/s。經(jīng)調(diào)洪后導(dǎo)流洞（8×7 m）泄流量為667m3/s。大壩上游圍堰設(shè)計水位為314.87 m，堰頂設(shè)計高程為316.40 m，防滲體頂高程為316.00 m。大壩下游圍堰設(shè)計水位274.72 m，堰頂設(shè)計高程275.80 m。

大壩上游圍堰布置在距壩軸線上游約120 m處，圍堰軸線長146.04 m；大壩下游圍堰布置在距壩軸線下游180 m 處，圍堰軸線長49.43 m。

4 大壩上下游圍堰斷面設(shè)計

4.1 大壩上游圍堰斷面

大壩上游圍堰為土石圍堰，圍堰頂寬8.90 m，堰頂高程316.40 m，堰長119.56 m，最大堰高47.69 m，圍堰迎水側(cè)邊坡為1∶1.5，背水側(cè)邊坡為1∶1.4。圍堰上下游邊坡各設(shè)一級馬道，馬道寬2.0 m，高程293.90 m。

由于大壩上游擋水圍堰底部寬度大于大壩基坑上游開挖邊坡坡頂與導(dǎo)流洞之間距離，以致圍堰下游堰腳占壓部分大壩基坑。為減少對壩體施工的影響，大壩上游圍堰分兩期進行填筑。一期填筑高程標準采用10月至翌年4月，頻率為P=10%，流量Q=468 m3/s，設(shè)計水位為287.57 m。相應(yīng)一期填筑高程取293.90 m。二期填筑高程至圍堰頂高程316.40 m。

由于河床砂卵礫石滲透系數(shù)較大，覆蓋層較厚，水下開挖深覆蓋施工非常困難，為保證大壩基坑有良好的施工條件，上游圍堰273.50 m 高程以下采用高噴灌漿防滲。

高噴灌漿采用旋噴，雙排，孔距80 cm，排距0.75 m。高噴灌漿防滲墻軸線位于圍堰軸線的上游40.06 m 處，與圍堰軸線平行。高噴灌漿最低高程243.00 m，高噴灌漿頂高程272.5 m ，高噴灌漿防滲墻深度最大29.5 m。大壩上游圍堰的防滲體總高度達到74 m 左右。

由于當?shù)卣惩亮显凑鞯乩щy，堰體采用復(fù)合土工膜防滲。結(jié)合堰體分期填筑，在高程293.50 m以下，即一期填筑斷面，防滲土工膜采用斜心墻式。土工膜下部與高噴灌漿防滲墻的混凝土帽梁相接，混凝土帽梁頂高程為273.50 m，273.50 m 以上兩岸邊坡段在巖石上挖槽回填混凝土梁，與堰體復(fù)合土工膜連接。部分土工膜澆筑在混凝土帽梁內(nèi)，保證帽梁與土工膜的連接，帽梁以上至高程293.50 m 之間，采用斜鋪形成斜心墻式土工膜防滲體。土工膜采用“之”字形鋪設(shè)，斜心墻軸線的鋪設(shè)坡度為1∶1.95，土工膜兩側(cè)填筑過渡料1 和過渡料2，以保護復(fù)合土工膜。過渡料1 的填筑坡度為1∶1.75，過渡料2 填筑坡度為1∶2，厚度3.2 m。

一期填筑斷面頂寬52.35 m，填筑高度20 m。從上游到下游依次為：鋼筋石籠、堆石體、過渡料1、過渡料2、復(fù)合土工膜、過渡料2、過渡料1、堆石體。為防止堰腳沖刷破壞，填筑大塊石護腳進行防沖，護腳頂寬4 m，邊坡1∶1.5。一期斷面下游邊線距圍堰大斷面邊線19.24 m。待大壩基坑上游邊坡防護后繼續(xù)填筑圍堰二期斷面。

圍堰二期斷面填筑高程從293.90 m（馬道）至堰頂高程316.4 m。圍堰頂寬8.90 m，高度22.5 m。二期斷面土工膜采用心墻方式防滲，土工膜防滲體中心線與圍堰軸線重合。堰體下部將二期斷面堆石體加寬18.15 m。填筑過程中保證與一期斷面的過渡料分別妥善相接。土工膜采用“之”字形鋪設(shè)，二期填筑斷面過渡料2 寬度為3.6 m，土工膜軸線兩側(cè)各1.8 m，后在距防滲體頂部5 m 高程處，寬度折減為2 m。兩側(cè)過渡料1 的寬度為3.2 m，至堰頂寬度各為2 m。

4.2 大壩下游圍堰

大壩下游圍堰頂寬6.80 m，頂高程為275.80 m，堰長48.42 m，最大堰高7.15 m，圍堰上下游側(cè)邊坡均為1∶1.5。堰體采用粘土心墻防滲，粘土心墻頂寬2.0 m，兩側(cè)填筑邊坡為1∶0.3。心墻兩側(cè)反濾料頂寬各0.50 m，填筑邊坡1∶0.5。迎水側(cè)堰面和坡腳采用1.0 m 厚鋼筋石籠防護，鋼筋石籠尺寸為3.0×3.0×1.0 m。坡腳水平防護長度為3.0 m。圍堰基礎(chǔ)采用雙排高噴灌漿防滲，高噴灌漿采用旋噴，孔距80 cm，排距0.75 m。高噴灌漿防滲墻深入粘土心墻高度為2.0 m，深入基巖深度不小于0.50 m。高噴灌漿防滲墻平均高度33 m，大壩下游圍堰防滲體總高度約39 m 左右。

5 復(fù)合土工膜施工

大壩上游圍堰復(fù)合土工膜為兩布一膜，以PE膜為主膜、無紡布為基布，規(guī)格為400 g/0.8 mm/400 g 的土工膜，復(fù)合土工膜滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s。

復(fù)合土工膜心墻采用“之”字形鋪設(shè)，土工膜是一種柔性膜狀材料，在施工中以過渡料2 作為內(nèi)邊坡的依托，隨著過渡料的填筑逐層上升。土工膜的連接施工在過渡料層面上進行，當剩余的土工膜不夠鋪設(shè)下一層時，在過渡料2 層面上將土工膜連接，待工序④完成后將連接好的土工膜從坡腳向上鋪設(shè)至坡頂。坡面上的土工膜要鋪設(shè)平整，不得留有褶皺，根部不得有鼓包。⑤－⑥－⑦－⑧工序的施工方法與①－②－③－④相同，只是在另一側(cè)重復(fù)同一施工工序。整個圍堰堰體的施工按上述程序循環(huán)，逐層上升。

施工過程中盡量減少接縫的數(shù)量，避免十字接頭，減少“T”形接頭。土工膜鋪設(shè)時應(yīng)形成褶皺，保持松弛狀態(tài)以適應(yīng)變形。

土工膜與下部基礎(chǔ)混凝土帽梁的連接采用在澆筑帽梁混凝土時將其直接埋入，埋入深度為0.70 m，水平鋪設(shè)長度0.50 m。

土工膜與岸坡的接頭連接采用在岸坡開挖混凝土齒槽，底寬1.00 m，齒槽邊坡1∶0.5，齒槽混凝土回填時，將土工膜埋入齒槽，埋設(shè)深度0.8 m，水平鋪設(shè)長度0.50 m。在岸坡齒墻混凝土施工時按土工膜折曲形狀預(yù)埋PVC 止水帶，在圍堰填筑時將土工膜與PVC 止水帶粘接。為適應(yīng)堰體與岸坡齒墻之間較大的相對位移，土工膜鋪設(shè)時應(yīng)在兩側(cè)臨近接頭部位，沿圍堰軸線方向設(shè)置折疊式的“土工膜伸縮節(jié)”，伸縮節(jié)使土工膜展開長度為2.0 m。

復(fù)合土工膜的接縫拼接主要采用粘接法和熱焊法。對于大面積，且較平整規(guī)則的區(qū)域用熱熔焊接法，上、下布用KS 膠粘接，對于小面積形狀不規(guī)則的邊角區(qū)域，土工膜中間PE 膜與上、下布分離，用熱熔焊接法將PE 膜焊接好后，再用KS 膠將上、下布與PE 膜粘接。為加快復(fù)合土工膜主膜施工進度，在保證焊接質(zhì)量的前提下盡量采用焊接機焊接。

土工膜連接施工程序為：鋪膜→縫底層布→焊膜翻面鋪好→縫上層布。膜采用熱合焊機連接。焊接前清除膜面的臟物，保證膜面清潔，膜與膜接合平整。焊接時操作人員要仔細檢查兩條焊縫是否清晰、透明，有無氣泡、漏焊、熔點或焊縫跑邊等。焊縫兩道，每條寬10 mm，不合格進行補焊。同時根據(jù)環(huán)境溫度的變化調(diào)整焊接溫度及行走速度。連接面要求松緊適度，自然平順，確保膜與織物聯(lián)合受力。土工膜連接完成后，將第二幅翻回鋪設(shè)好，再依次循環(huán)施工。復(fù)合土工膜的布與膜之間及土工膜無紡布之間的連接，主要通過KS 膠粘接。

6 結(jié) 語

蓋下壩水電站大壩上游圍堰防滲高度約76 m，設(shè)計擋水水頭較高，在這種高水頭條件下，防滲形式的采用及其與岸坡的連接比較復(fù)雜，堰體采用土工膜斜心墻防滲形式在高水頭條件下采用具有一定的代表性。經(jīng)過了三個大汛期的考驗，證明這種防滲形式的設(shè)計和施工是成功的。