陈业妮 【Summary】石娅子水电站过水围堰是确保基坑正常施工及汛后能尽快恢复施工的关键。上下游围堰堰顶高差11 m，基坑底到上游堰顶高差42 m，在同类型工程中也是比较大的。因此，在参考了同类型的东风、索风营水电站等工程的有关经验后，选择什么样的防冲设计是围堰的关键，本文重点阐述了护面设计理念及施工方案，供同类工程参考。 【Key】高水头过水围堰；防冲设计；护面设计；施工 【Abstract】The water cofferdam at Shiyazi Hydropower Station is the key to ensure the normal construction of foundation pit and resume construction as soon as possible after flood season. The upper and lower cofferdam weir top height difference of 11 m， bottom pit to the upstream weir top height difference of 42 m， in the same type of project is relatively large. Therefore， the reference to the same type of Dongfeng， Suofengying hydropower station engineering experience， the choice of what kind of anti-reddish design is the cofferdam key， this article focuses on the design concept and construction program for the reference of similar projects . 【Key words】High head cofferdam；Anti-red design；Face design；Construction 1. 工程概述 （1）石婭子水电站位于贵州省东北部，乌江水系左岸一级支流——洪渡河中下游。电站枢纽由碾压混凝土重力坝、右岸引水发电系统组成。电站正常蓄水位 m，，装机容量为140 MW （2 x70 MW）； MW， x 108KW·h。。 （2） m， m， m。在河床溢流坝段设3孔12m x （宽x高）的溢流表孔， m。厂房布置在右岸山体内，为地下厂房，采用单一洞室布置，从右向左依次布置主变室、安装间、主机间和副厂房，。 2. 围堰设计依据及设计标准 。 （1）招标文件；（2）投标文件；（3）2007年汛前工作安排。 。 上、下游围堰保护下的施工对象是大坝，为大（2）型水利工程，属二等工程。 根据SDJ 338一89《水利水电工程施工组织设计规范》规定，相应导流工程为IV级建筑物，应按10～20年一遇洪水标准进行设计。从石娅子具体情况和招标文件规定，围堰设计标准为： （1）上游围堰挡水标准为枯期（11月6日一次年4月25日）5年一遇（P =20%）洪水，相应洪峰流量570 m3/s。 （2）围堰渡汛标准为全年10年一遇（P=10%）洪水，相应洪峰流量5020 m3/s。 （3）坝体施工期临时渡汛标准为全年10年一遇（P=10%）洪水，相应洪峰流量5020 m3/s。 3. 基础资料 。 气象资料。 坝址以上流域多年平均降水量为1 mm，降水量主要集中在4～10月，%。 石娅子水电站坝址以上流域多年平均降水量年内分配见1。石娅子水电站各气象要素统计主要依据务川气象站和坝址上游江滨水文站。 。 坝址位于大坪镇两河口（甘河）。，河流流向基本以茅口组第三段（Plm3 ）顶、底界为界，上游段流向为N21°E，坝线段流向为正N，至下游峡谷出口转向N30°E流出坝址区。 m，水深2～8m，河水面宽28～40m； m，水位变幅约8m。坝址区为斜向河谷，岩层倾右岸偏上游，两岸山脊基本与河流方向平行，河谷呈不对称的“V”形，坝线上游左岸约150m的吴家坪（P2 W）地层河段为倾向上游偏右岸的40～50°顺向坡地形，下游为50～200 m高的陡壁；右岸由于岩层软硬相间分布，形成两层高约70～150m的陡壁，两层陡壁之间形成宽30～60m的倾向上游的由吴家坪第一段组成的缓坡；峡谷出口地形呈喇叭状敞开，左岸为栖霞灰岩顺层陡坡，右岸为茅口灰岩陡壁。坝址下游为志留系砂页岩、泥岩分布，河谷开阔，在左岸梅林村多形成宽缓斜坡及平台。 4. 围堰设计 。 围堰基本堰型选择土石围堰和混凝土围堰两种堰型进行比较，其它堰型不作考虑。 。 土石围堰堰型具有以下优点：体型结构简单，堰体填筑料可就地取材，能够充分利用拦河坝坝肩及隧洞开挖的弃碴，不占用主体工程用料，后期易于拆除；对围堰基础要求不高，不用开挖河床覆盖层；施工时可使用大型机械设备，便于快速施工。该堰型的缺点为：围堰堰体断面尺寸大，抗冲能力较差，堰体采用透水性材料填筑，需要在堰基覆盖层和堰体内设置专门的防渗体。endprint 。 （1）混凝土围堰堰型具有以下优点：抗冲能力强，防渗性能好，不用专门设置防渗体，堰体断面尺寸小。缺点为：混凝土单价高，围堰投资大；对堰基要求较高，一般要求修建在基岩上，因此需要对河床覆盖层进行开挖，施工时要在混凝土围堰的上、下游面分别作一道土石子围堰挡水并闭气，才能进行围堰基础开挖和混凝土浇筑；与土石围堰填筑施工相比，工期较长。 （2）由于混凝土围堰堰型与土石围堰堰型相比，投资大，施工工期长，难于完成招标文件规定的截流后第一个枯水期的施工任务，将会占用大坝基坑施工工期，因此，上、下游围堰基本堰型选择土石围堰。 （3）土石围堰根据过水情况可分为不过水土石围堰和过水土石围堰。根据碾压混凝土坝的特点，允许坝体过水，可以淹没基坑；而山区河流的特点，两岸河床狭窄，河流洪水水位涨落幅度较大，宜采用过水围堰。且上游围堰位置河床较浅，两岸坝肩开挖的混合料经碾压后为较好的填筑材料，这样既能减少坝肩 开挖料的运输又能为围堰提供近距离的填筑材料，经经济比较分析确定上游围堰采用土石过水围堰。下游围堰由于距坝基平距仅100 m左右，为满足基坑开挖道路布置的需要，将下游围堰采用混凝土围堰。 。 ，因此需要在堰体及堰基设置防渗体，形成一道封闭的隔水墙体，使得大坝基坑能在干地施工。 m3/s，使得基坑排水易于实施，基坑排水费用不能过高；根据工程施工总进度安排，截流后的第一个枯水期要完成坝基开挖、坝体垫层混凝土浇筑，因此围堰防渗体施工工期不能占用基坑开挖时间；由于上、下游围堰的重要性，因此要求防渗体具有一定的可靠性，以保证大坝基坑的连续施工；针对石娅子坝址区枯水期属于阴雨季节，要求防渗体施工不受气候的影响，施工方法简单，容易满足施工质量要求。 、地质等实际情况，上、下游围堰的防渗设计主要考虑以下四种方案：高喷防渗板墙、复杂地层围堰高效快速防渗灌浆、混凝土防渗墙（YKC）、黏土防渗墙。 。 （1）高喷防渗板墙实质为高压喷射灌浆（俗称“高喷”），是在造孔内通过水、气、水泥浆三重管，以一定角度或360°，在缓慢提升的同时不停地搅动石渣，使得水泥浆、黏土和石渣形成防渗凝结体，多个凝结体形成一道防渗板墙。 （2）高喷防渗板墙防渗性能、变形适应性良好，根据已建工程所作的渗透试验，防渗板墙渗透系数K≤10-5 cm/s，当渗透坡降达793～1200时，才发生正常渗透。水泥浆形成的凝结体，弹性模量一般为1 x103～1 x104 MPa，黏土水泥浆形成的凝结体，弹性模量一般为1 x 103MPa，强度一般能达到C8。由于防渗板墙是逐渐过渡与地基结合成连续体，其强度由内向外逐渐变小，对适应地基变形是有利的。从已施工完成的南盘江天生桥一级水电站上、下游围堰、乌江东风水电站下游围堰以及江西拓林水电站扩建工程南、北围堰的情况来看，堰体渗水量均很小，一般使用1～2台水泵（ m3/s ）抽水就能满足基坑排水要求。 （3）高喷技术初始阶段仅用于粉细砂层和含粒径小于20cm的砂砾石，以后随技术水平提高、设备条件的改进、工艺方法的不断完善和创新，这项技术在含大粒径砾石、漂石，甚至直径1m以上孤石等复杂条件的地层中也能很好地应用。经若干工程实践，如白浪河水库坝下进行高喷围井和板墙试验，大冶水库和乔店水库采用高喷技术在坝基厚度lOm左右的砂卵石层中修建防渗板墙，天生桥一级下游围堰在冲沟大块石堆积层中进行高喷板墙施工，效果良好。由于高喷防渗板墙具有防渗效果好，施工速度快，对地层适应性强的特点，因此该技术在二十几个省、市、地区的水工建筑物地基防渗、补强和加固工程中被广泛使用。 。 复杂地层围堰高效快速防渗灌浆是利用双液一水泥浆液和化学浆液分别从孔内灌入加固处理的基础中，使两种浆液产生速凝化学作用，从而达到防渗目的。 该技术特点为： （1）利用灌浆浆液在灌浆孔内能逆向地下水方向扩散的趋势以及软弱地基随灌浆的不断进行而得以加强，同时能使灌浆压力的不断升高，从而加固地基。 （2）利用水泥浆液和化学控制液（水泥浆液外加速凝剂）的不同流体特性及凝胶时间的关系特性，使浆液形成塑性体，可较好地充填块石间的缝隙成墙，而不致使水泥浆在水中流失。 该项技术在洪家渡水电站上、下游围堰、索风营水电站上、下游围堰中应用效果良好，堰体渗水较小，上、 m3/s 的小泵就能滿足基坑排水要求。 。 混凝土防渗墙（YKC）是利用冲击钻造孔分段拉槽，在槽内浇筑混凝土或黏土混凝土形成混凝土桩，多个桩体形成一道刚性防渗墙。混凝土防渗墙强度超过C8，渗透系数K ≤10-7cm/s。其特点是防渗效果好，国内外成功经验很多。 。 （1）黏土防渗墙，一种是用黏土斜墙铺盖：为满足渗透系数及渗透坡降要求，黏土铺盖所需长度较长，而上游围堰受导流洞进口位置的制约，铺盖长度不能达到设计要求，下游围堰因是过水围堰黏土铺盖要被水冲掉，也不能达到设计要求。另一种是用黏土心墙和截水槽，本工程上、下游围堰覆盖层厚度较厚且为强透水性，若要进行水下河床覆盖层开挖，施工较困难，而且施工质量难于保证。 （2）从以上4个方案分析比较，黏土防渗墙方案，由于围堰位置地形、地质及施工条件受到限制，施工质量难于保证，因此不采用此种防渗型式。混凝土防
