复合土工膜面板堆石坝无动力自浮式拦污漂施工创新技术应用实践

李小峰，马文振

（中国水电建设集团十五工程局有限公司国际公司,陕西 西安 710065）

1 概述

老挝南欧江六级水电站大坝为复合土工膜面板堆石坝,大坝防渗结构为复合土工膜,复合土工膜采用符合国际标准的3.5 mm厚PVC土工膜,一布一膜结构,每平方米重700 g。且大坝上游为全裸露结构。老挝南欧江六级水电站计划2015年10 月初开始下闸蓄水,水库死水位为490.0 m高程,根据相关会议要求,设计院完成了拦污漂的设计图并与9月初发至现场。该方案基础开挖高程为484.0 m高程,土建开挖支护及混凝土施工高度均为36 m,工程量较大,经分析施工工期需要4.5 个月,加之9 月份开挖施工期处于主汛期,土建施工效率极低,工期会严重拖延,无法满足下闸蓄水以前完成的要求,严重影响项目总体大局。

经各方沟通,建议采用简易拦污漂方案,由施工方对水库拦污漂进行设计、采购、施工。经过查询、咨询多方资料,结合同类工程结构设计方案,初步确定了拦污漂方案（见图1）。

图1 无动力自浮式拦污漂示意图

2 设计方案

2.1 材料选用

设计方案初期,经过市场调查,结合已建项目拦物漂材料使用情况反馈,对圆形塑料桶、圆形铁皮桶及PE塑料浮筒等进行耐腐蚀性、抗氧性、耐久性、美观性及价格综合型对比分析,三种材料投资基本相同,但圆形塑料桶及圆形铁皮桶耐久性差,三种材料相比,PE塑料浮筒更为美观,且前两者不具备承载能力,PE塑料浮筒承载力较大,可兼顾做为打捞平台。PE塑料浮筒作为新型环保产品,具有以下特点：

（1）材质采用高分子量高密度合成材料,为抗腐、防冻、抗氧化、抗紫化线的强化材质,不受海水、化学品、油渍及水生物的侵蚀；无污染、不破坏环境。

（2）浮筒体上部表面采用防滑花纹设计,安全稳固；四角皆为圆弧钝角造型,避免一般水泥、 木制、铁制设施所常见的危险,例如：滑倒、被碎木屑、锈钉刺伤等。

（3）较高承载力,筒体平稳、耐久,每平方米的浮力可达350kg以上。

（4）本产品使用寿命在15 年以上,除遇强自然力及人为的不当使用,不需花费任何保养、维修费用。

（5）组装简易、快速、灵活、造型多样,整体采用模块结构,可配合各种景观的需要,迅速更换平台造型；外观色彩亮丽,造型优美,为景区锦上添花,增强宣传效果。

（6）造价合理、经济,从长远的观点来看,可省下庞大的维护、保养、更替、检修的费用及时间。

（7）配套设备齐全,如系船栓、缆桩、防撞球、护栏、登岸舷桥等,可靠泊各种大小船只；并因水上浮动平台其浮力的特性,可随水位起落而自动升降,旅客上下船只安全、舒适。

2.2 方案设计

根据大坝面板上游汇水区域,结合现场各个建筑布置位置,将浮筒式拦污漂布置在引水洞进水塔与溢洪道引渠段左岸圆弧段端头,拦污漂长度295.0 m,确保浮筒拦污漂远离土工膜,浮筒式拦污漂设计宽度2.5 m,拦污漂两端分别固定在溢洪道圆弧段端头（512.0 m高程）及引水洞进水塔下游侧（515.0 m高程）分别植筋,用于固定拦污漂端头,植筋深度0.2 m,外露10 cm,端头加工成圆形用于固定缆绳,钢筋采用Φ20 钢筋,拦污漂下游固定在防浪墙顶部（在混凝土浇筑时进行预埋,布置在515.0 m高程）,每20 m设置一个固定点,固定采用丙纶编织绳（直径14 mm）（见图2）。

图2 溢洪道引渠段钢丝绳轨道锚固方式示意图（引水洞进水塔做法相同）

浮筒式拦污漂采用浮筒拼装成型,两侧及两端头采用红色浮筒,中间部分采用蓝色浮筒。单个浮筒尺寸：500 mm×500 mm×400 mm（高度为400 mm）,单个重量约7.0 kg,每平方米由4 个浮筒组成,每平方米承重力为325 kg,空载吃水深约2.0 cm~2.5 cm,承载180 kg时吃水深约10 cm~15 cm。浮筒在-40℃~75℃属于正常工作温度。水面风浪5 级以下属于安全使用范围。5~8 级水面风浪为极限使用状况。单体浮筒对角连接耳可承受1500 N以上拉力,而不变形、断裂。单体浮筒对边大于2500 N（见图3）。

图3 拦污漂示意图

浮筒连接配件有短接连栓、长接连栓、侧面固定栓、间隙垫片、羊角栓及防喷组成。

2.3 施工作业

浮筒式拦污漂采用人工结合船只平台直接在水面上铺设组装（见图4）。首先,将浮筒按图纸尺寸组装在一起,将浮筒各部件锁定牢固,成为一个整体；然后采用圆环将拦污漂分别与引水洞进水塔及溢洪道引渠段两端制作完成的轨道相连接,最后采用丙纶缆绳将拦污漂两端分别固定在防浪墙两端,单根固定最长点绳长145 m,最短绳长85 m。

图4 浮筒安装步骤图

浮筒式拦污漂随水位在钢丝绳轨道上自由调节,钢丝绳轨道共计4 根,分别布置在引水洞进水塔下游侧483.0 m平台及溢洪道引渠圆弧段481.0 m平台,一边两根,两根轨道间距2.5 m。轨道钢丝绳加固基础地板进行锚固,锚固深度20 cm,然后采用C25 混凝土浇筑,锚固块尺寸为4 m×2 m×1 m。将18#槽钢（锚固采用8个膨胀螺栓固定）锚固在引水洞进水塔515.0 m平台及溢洪道引渠圆弧段伸出至锚固块顶部,然后经轨道钢丝绳固定在槽钢顶部,在顶部安装紧绳器,用于调整轨道钢丝绳松紧。

3 结语

该大型无动力自浮式浮筒拦污漂系统,用于替代设计方提供的设计方案,并实现了新型材料在水利工程上的应用,达到三个目的：第一,满足库区对杂物、树木及生活垃圾等垃圾的拦截作用,从而起到对复合土工膜的保护；第二,拦污漂系统需随水位上下自由浮动,浮动范围高程22m；第三,施工方便、快捷、节省施工工期和施工成本,施工质量的可控性,最重要的是可为实现老挝南欧江水电站能如期蓄水做出重要的贡献,可广泛用于水电站进水口、城市自来水取水口及其他工业取水等。