郭建業(yè)，范景春，劉清利，陳全寶

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

1 工程概況

旁多水利樞紐工程位于西藏自治區(qū)林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.5 km處拉薩河干流上。

工程規(guī)模為大（1）型，工程等別為Ⅰ等，大壩為1級建筑物。正常蓄水位4095 m，設計洪水位4096 m，校核洪水位4098.7 m，水庫總庫容12.3×108m3。該工程場地地震基本烈度為Ⅷ度，大壩地震設計烈度為Ⅸ度。

大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，最大壩高72.3 m，壩頂長1052 m，建基于中等～強透水的砂礫石深厚覆蓋層上，壩基同時存在滲漏及滲透穩(wěn)定問題，因此，壩基覆蓋層的防滲處理是該工程的設計難點與重點。

2 覆蓋層工程地質條件

根據(jù)地質勘查及補勘成果，壩址區(qū)屬高山地形，谷底高程4027～4034 m，兩岸山頂高程5300 m左右。壩址基巖面形態(tài)為兩岸呈基本對稱的“U”形深槽，河床覆蓋層厚度最深達420 m。

覆蓋層自上而下主要由以下幾層構成：①坡洪積混合土碎（塊）石、碎（塊）石混合土（）。②沖積卵石混合土（）、沖積漂石、卵石混合土（）。其中主要分布在左岸Ⅱ、Ⅲ階地上，厚度2～50 m。③冰水積卵石混合土（）。主要分布于河谷底部，厚度最深達360 m。

壩基覆蓋層土體滲透系數(shù)K、滲透破壞類型及允許滲透比降[J]地質建議值，見表1。

表1 壩基覆蓋層滲透參數(shù) cm/s

從滲透系數(shù)可以看出，該工程壩基覆蓋層呈現(xiàn)出典型的“二元”結構，即上層沖積層（）為強透水層，下層冰水積層（）為中等透水層。

3 壩基防滲處理方案的擬定

壩基滲漏及覆蓋層地基的滲透穩(wěn)定是砂礫石覆蓋層地基存在的主要問題。應采用適宜的防滲排水措施，降低壩基滲流水力坡度，確保壩基覆蓋層不發(fā)生滲透破壞，同時控制滲流量不超過允許值，以防止下游浸沒及提高工程的興利效益[1]。

砂礫石壩基的防滲有截水墻、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等垂直防滲措施和上游粘土鋪蓋等水平防滲措施。水平鋪蓋防滲措施效果有限，對高中壩及復雜地層和防滲要求較高的工程，垂直防滲措施是有效解決壩基滲流控制問題的可靠手段，絕大多數(shù)覆蓋層上的土石壩及閘壩均采用垂直防滲或以垂直防滲為主的滲流控制措施[1]。

旁多水利樞紐工程地質條件復雜，河床覆蓋層深厚且透水性強，壩基有近500 m寬覆蓋層深度超過150 m，且河床最深處達420 m。根據(jù)國內外類似工程壩基防滲處理經(jīng)驗，結合該工程覆蓋層工程地質條件及特點，壩基防滲處理擬采用懸掛式垂直防滲方案。

根據(jù)現(xiàn)有的混凝土防滲墻施工技術，結合現(xiàn)場防滲墻和覆蓋層帷幕灌漿施工試驗，擬定4種懸掛式垂直防滲方案進行比較：①120 m深混凝土防滲墻，下接3排30 m深帷幕灌漿懸掛方案；②150 m深混凝土防滲墻懸掛方案；③150 m深混凝土防滲墻，下接3排15 m深灌漿帷幕懸掛方案；④150 m深混凝土防滲墻，下接3排30 m深灌漿帷幕懸掛方案。

由于懸掛式垂直防滲措施未能全部隔斷覆蓋層，致使基礎總滲流量和覆蓋層各土層滲透比降均較大，若滲控措施不當，可能會危及壩基安全。因此，分析各懸掛式垂直防滲方案壩基的滲流特性、滲流量與滲透穩(wěn)定性，確定安全經(jīng)濟的滲控方案是非常必要的。

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4 各方案滲流計算

利用平面有限元滲流計算程序，選取河床典型剖面進行滲透穩(wěn)定分析，另外選取5個典型剖面采用分段綜合的方法，計算大壩和基礎總滲漏量。各筑壩料和基礎土層的滲透系數(shù)取值，見表2。

壩基防滲控制，包括滲透穩(wěn)定控制和滲漏量控制。其中壩基各土層允許滲透比降見表1，覆蓋層灌漿帷幕允許滲透比降取5.0，混凝土防滲墻取80。考慮該工程壩基覆蓋層深厚、工程地質條件復雜、工程重要性等因素，滲漏量控制標準為不大于多年平均年徑流量的1%。

表2 筑壩料和基礎土層滲透系數(shù) cm/s

經(jīng)計算，各方案壩基沖積層和冰水積層平均滲透比降計算結果見表3，各方案壩基覆蓋層帷幕平均滲透比降見表4，各方案大壩及基礎總滲漏量見表5。

表3 基礎土層平均滲透比降

表4 覆蓋層帷幕平均滲透比降

表5 各方案總滲漏量 m3

其中，表3和表4中，△h代表總水頭差；l代表滲徑；T代表帷幕有效厚度。

根據(jù)滲流計算結果，各方案沖積層滲透比降均滿足要求；冰水積層平均滲透比降隨防滲體深度的增加而減小，各方案該土層平均滲透比降均小于其允許滲透比降0.4。4種壩基防滲處理方案，都滿足基礎滲透穩(wěn)定要求。

從滲透比降等值線來看，冰水積層滲透比降大于允許滲透比降0.4的范圍，主要分布在防滲體底部附近區(qū)域，范圍較小且埋藏較深，同時上部沖積層可起到一定的壓重和反濾保護作用，故從冰水積層局部滲透穩(wěn)定性來看，各方案均能滿足要求。

從帷幕平均滲透比降計算結果來看，各方案覆蓋層帷幕的平均滲透比降均小于其允許滲透比降5，各方案帷幕厚度均能滿足其滲透穩(wěn)定要求。

根據(jù)滲流計算成果，方案一和方案二，即150 m深懸掛防滲方案，在覆蓋層滲透穩(wěn)定及滲漏量方面已能滿足設計要求，防滲體深度的增加雖一定程度上減小了覆蓋層的滲透比降和滲漏量，但會造成施工設備、施工技術要求及投資等的大幅增加，同時還會帶來諸如工期增加，幕體質量可控性、成幕可靠性差，幕體質量檢查困難等一系列問題。

另根據(jù)覆蓋層帷幕灌漿試驗結果，冰水積層可灌水泥粘土漿，局部可灌性較差，帷幕質量不易保證，幕體質量無可靠的檢查手段，帷幕防滲可靠性總體上不如混凝土防滲墻優(yōu)越。因此，本著技術可靠及節(jié)約投資的原則，選擇150 m深混凝土防滲墻懸掛方案，為該工程壩基覆蓋層防滲處理方案。

5 結論

1）該工程壩址區(qū)壩基地質條件復雜，覆蓋層深厚，壩基防滲設計難度、混凝土防滲墻深度、施工難度等，均處全國之最。

2）推薦的150 m深混凝土防滲墻，懸掛方案滿足該工程壩基覆蓋層滲透穩(wěn)定及總滲漏量方面的要求。

3）該工程壩基覆蓋層呈現(xiàn)出的“二元”結構，對下部冰水積層的滲透穩(wěn)定極其有利，其上部沖積層厚度大，自重壓力較大，級配連續(xù)且為強透水層排泄條件較好，對下部冰水積層來說起到了一定的天然反濾作用。

[1]黨林才，方光達.深厚覆蓋層上建壩的主要技術問題[J].水力發(fā)電，2011，37（2）：24-28.

[2]楊春璞，宣樹學.西藏旁多水利樞紐壩基深厚覆蓋層滲透穩(wěn)定性研究[J].東北水利水電，2009，（6）：4-7.