老挝南欧江六级电站坝型比选分析

高 诗 莉

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051)

·水利工程·

老挝南欧江六级电站坝型比选分析

高 诗 莉

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051)

依托南欧江六级电站，对堆石坝各坝型(复合土工膜面板堆石坝、混凝土面板堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝、粘土心墙堆石坝、土工膜心墙坝)展开了比选，分析了各种坝型的优缺点，以因地制宜，选择最合适的坝型。

电站，堆石坝，坝型，稳定性

1 工程简介

南欧江六级电站以发电为主，主要建筑物包括复合土工膜面板坝、引水系统及地面厂房、溢洪道、防空洞及护岸工程等。正常蓄水位高程510 m，相应库容4.09×108m3，死水位高程490 m，调节库容2.46×108m3，具有季调节性能，最大坝高88 m，总装机容量180 MW。本工程等别为二等，工程规模为大(2)型。主要建筑物(挡水、泄洪、放空和引水发电建筑物)级别为2级，次要建筑物级别为3级，临时建筑物级别为4级。永久建筑物结构安全级别为Ⅱ级。坝段位于南欧江右岸支流南艾河(Nam Ngay)与南龙河(Nam Long)之间长约2.5 km的河段上。

2 坝型比选

针对南欧江六级的特点，各种坝型枢纽布置基本相同，地形地质条件和施工总布置条件基本相同，因而主要从适应天然建筑材料和适应当地气候条件两方面进行了坝型比选，推荐采用堆石坝。

本次重点研究了堆石坝中复合土工膜面板坝、混凝土面板坝、粘土心墙坝、复合土工膜心墙坝及沥青混凝土心墙坝5种堆石坝坝型。

2.1 坝型选择的前提条件

1)工程主要筑坝材料为强、弱风化板岩，堆石料力学性质差，强度低、软化系数高，遇水易软化崩解，强度大幅下降。坝料应保持相对干燥，不应在水中长期浸泡。2)现阶段的枢纽布置格局合理经济，可供布置的范围有限，坝体上下游坝坡可调整余度小，上下游坝坡不具备放缓至1∶2.0的地形条件。放缓坝坡后下游将占据厂房位置，上游将占据进水口位置。

2.2 各坝型的优缺点

1)复合土工膜面板堆石坝。优点：施工速度快，造价低。土工膜适应坝体变形能力强。缺点：坝型新颖，坝体全部采用软岩填筑，国内无参照先例。国外类似坝型的详细构造处于专利保护状态，缺乏相关文献描述。细部构造存在较多难点，需要进一步的研究和进行必要的试验。

2)混凝土面板堆石坝。优点：技术相对成熟。但主次堆石区均用软岩进行填筑的混凝土面板堆石坝在国内外均没有先例。采用该坝型需要进行相关的研究和试验工作。缺点：面板适应变形能力较差，对筑坝材料物理性设计指标要求较高。南欧江6级坝体主次堆石料均为软岩，坝体后期变形量大会导致面板脱空开裂；并且坝体一个枯期需要填筑坝高63 m，填筑强度高，上升速度快，填筑的质量不能很好的保证，坝体后期的沉降和变形量大。

3)沥青混凝土心墙坝。优点：坝型成熟，技术难点少。缺点：沥青混凝土心墙基本无检修条件，施工过程中一旦出现问题，在水库蓄水运行期间出现渗漏，就会造成严重的质量问题，后期难以处理；坝体上游侧板岩料浸水，坝体长期稳定性较差。

4)粘土心墙坝。优点：坝型可靠性较好，不存在设计技术难点。缺点：施工受当地雨季影响较大，施工工期较长。并且所需的心墙料还需要进行进一步加工才能上坝，坝体整体造价过高。板岩料浸水，坝体长期稳定性较差。

5)土工膜心墙坝。优点：坝型可靠性较好，技术难点少。缺点：土工膜和碾压堆石交替施工，干扰大，施工组织难度高，易对土工膜造成损坏。工期较长。板岩料浸水，坝体长期稳定性较差。

2.3 方案比选

主要从工程的可靠性、施工组织设计、经济性等方面对坝型作出选择。

1)坝体稳定性及可靠性。从坝坡稳定性分析成果可以看出，目前的各种坝型坝坡设计均能满足规范的安全系数要求，坝坡稳定性不成为坝体选择的关键因素。采用河海大学建议参数计算结果(见表1)，可以看出，采用河海建议的重复剪的参数进行计算：

a.面板坝及沥青混凝土心墙坝坝坡各工况条件下稳定性均满足要求。粘土心墙坝及土工膜心墙坝上游坝坡在水位骤降情况下安全系数较低，在地震工况下，下游坝坡安全系数不能满足规范要求，上下游坝坡需要放缓至1∶2.0才能满足规范要求。其主要原因是蓄水后坝体内部水面线较高，下游侧受力坝体单薄且受力部位为岩性较差的强风化堆石区。

b.从坝体长期稳定性来分析，板岩经过一年的堆存，心墙坝方案坝体上游堆石料长期浸水，坝料软化崩解，采用目前的1∶1.8的坝坡，坝体上游侧坝坡安全性不足。

表1 堆石坝坝体稳定性计算成果

2)施工组织设计比较。

施工组织设计比较详见表2。

表2 施工组织设计比较

3)工程造价对比。根据计算：复合土工膜面板堆石坝方案静态投资为177 822.66万元，混凝土面板堆石坝方案静态投资为178 708.41万元，土工膜心墙堆石坝方案静态投资178 581.32万元，粘土心墙堆石坝方案静态投资为185 175.77万元。

复合土工膜面板堆石坝方案投资较粘土心墙堆石坝方案投资节省7 353.11万元，较混凝土面板堆石坝方案节省885.81万元，较土工膜心墙堆石坝方案投资节省785.66万元。从工程造价分析，复合土工膜面板坝方案投资略优。

3 结论

1)面板堆石坝方案较心墙堆石坝方案坝体长期稳定性好，工程造价低，施工工期短，现场施工组织难度相对较小。因此，面板堆石坝方案优于心墙堆石坝方案。2)土工膜适应坝体变形能力强，从坝体防渗体安全性分析，复合土工膜面板堆石坝优于混凝土面板堆石坝。3)目前，国内外主次堆石料全部采用软岩填筑的混凝土面板堆石坝目前还没有，类似软岩筑坝且坝高较高的土工膜面板坝国内也没有先例。两种坝型都存在一些需要解决的技术难题，存在较大的设计难度，需要进行专门的科研试验及研究工作。

综合以上分析，土工膜面板坝为较优方案，同时该方案技术难度大，需要进行进一步的细致研究。

4 推荐方案简介(复合土工膜面板堆石坝)

复合土工膜堆石坝布置于主河床，坝顶高程515.0 m，河床段趾板建基高程427.0 m，最大坝高88 m，坝顶轴线长362.00 m，正常蓄水位高程510.0 m，设计洪水位高程510.00 m，校核洪水位高程511.28 m，死水位高程490.0 m。坝体从上游到下游分区为复合土工膜防渗体、垫层区、过渡区、软岩堆石区，底部为排水体区。防浪墙高4.2 m，顶高程516.2 m，上游坝坡为1∶1.6，下游坝坡为1∶1.8。坝体最大剖面示意图见图1。

上游坝坡在460.00 m高程以下设粘土铺盖及盖重料，提高下部防渗体的安全性。基础防渗板基础大部分置于弱风化上部。为提高基础岩体的完整性，对基础防渗板基础均进行固结灌浆处理，固结灌浆孔深8 m～15 m、间排2 m×2 m，梅花形布置。

坝基防渗处理采取灌浆帷幕防渗，土工膜面板坝防渗帷幕沿基础防渗板中部布置，左岸防渗帷幕与引水发电系统防渗帷幕相接，延伸至正常蓄水位与地下水位相交处；右岸与溢洪道防渗帷幕相接，延伸至正常蓄水位与地下水位相交处以外，以减小沿坝肩的绕坝渗流。河床及两岸灌浆帷幕深度按伸入q<3Lu线以下5 m控制。帷幕采用水泥灌浆，设一排灌浆孔，孔距2.0 m。

[1] 余 果.混凝土心墙堆石坝设计处理办法[J].吉林水利，2015(8)：32.

On comparative analysis of dam types at six-level power station along Nan’ou River in Laos

Gao Shili

(KunmingEngineeringCorporationLimited,PowerChinaGroup,Kunming650051,China)

Based on the six-level power station along Nan’ou Power Station, the paper undertakes the comparative selection for all kinds of dam types rock fill dams (compound geomembrane facing slab, concrete slab rock fill dam asphalt concrete core-wall rock fill dam, clay core-wall rock fill dam and geomembrane facing slab) and analyzes the advantages and disadvantages of these dam types, so as to select the suitable one according to its geological conditions.

power station, rock fill dam, dam type, stability

1009-6825(2015)32-0210-03

2015-09-07

高诗莉(1983- )，女，工程師

TV731

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