史光宇，劉牧沖，劉清利，匡啟兵

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 工程概述

旁多水利樞紐工程壩址位于西藏自治區(qū)林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.5 km，扼拉薩河干流-熱振藏布和烏魯龍曲、扒曲兩條支流的匯合口。樞紐距下游拉薩市直線距離63 km。

旁多水利樞紐工程是一座以灌溉、發(fā)電為主，兼有下游防洪和城市供水等綜合利用的大型水利樞紐，樞紐由碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩、泄洪洞、泄洪兼導(dǎo)流洞、灌溉輸水洞及引水發(fā)電系統(tǒng)組成。水庫(kù)總庫(kù)容12.30×108m3，電站裝機(jī)容量160 MW，灌溉面積4.819萬(wàn)hm2，工程總投資45.69億元，計(jì)劃工期69個(gè)月。

2 壩基工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

旁多工程壩址區(qū)屬高山地形，谷底高程4027～4034 m。兩岸山頂高程5300 m左右。河谷呈不對(duì)稱(chēng)“U”字型。河床靠近右岸，右岸漫灘、階地發(fā)育不完整。左岸漫灘發(fā)育，三級(jí)階地明顯。

壩址區(qū)出露的地層主要為白堊系上統(tǒng)林子宗火山巖組的熔結(jié)凝灰?guī)r、閃長(zhǎng)玢巖及燕山晚期花崗巖，第四系松散堆積層。壩基處覆蓋層深厚，最深達(dá)150 m，主要由混合土碎（塊）石、漂石、卵石混合土、冰水積卵石混合土組成，級(jí)配不均一，顆粒組成差異性較大。 其中漂石、卵石混合土層滲透系數(shù)為 4.6×10-1～5.3×10-1cm/s；冰水積卵石混合土層滲透系數(shù)為2.1×10-2cm/s。

3 壩基防滲形式的擬定

適用于壩基覆蓋層的防滲措施主要有上游水平鋪蓋和垂直防滲?？紤]到旁多水利樞紐為西藏地區(qū)大（1）型重點(diǎn)工程，地處高海拔地區(qū)，下游為西藏自治區(qū)首府拉薩市，壩基覆蓋層最深達(dá)150 m，覆蓋層水平層次非常顯著且透水性較強(qiáng)等因素，壩基覆蓋層宜采用比較可靠的垂直防滲措施。

1）方案一：灌漿帷幕全封閉方案。

2）方案二：混凝土防滲墻全封閉方案。

3）方案三：120 m深混凝土防滲墻下接3排帷幕灌漿方案。

4）方案四：120 m懸掛式混凝土防滲墻方案。

4 壩基防滲形式比選分析

4.1 防滲可靠性方面

混凝土防滲墻具有如下特點(diǎn)：①滲透穩(wěn)定性好、滲漏量小；②墻體槽孔連接可靠；③有相對(duì)成熟的防滲墻檢驗(yàn)方法，如孔型檢測(cè)儀、鉆孔取芯、混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)和彈性波CT測(cè)試等；④對(duì)覆蓋層地層顆粒組成要求條件較寬；⑤槽孔接頭是防滲墻關(guān)鍵部位，通過(guò)特殊的施工工藝（如接頭拔管）可以很好保證；⑥隨著施工設(shè)備和施工方法的改進(jìn)，混凝土防滲墻的成墻深度在不斷的加大。

灌漿帷幕防滲處理的特點(diǎn)如下：①覆蓋層中的礫石層一般需采用粘土水泥漿灌漿，由于冰水積卵石混合土（）灌性較差，帷幕質(zhì)量不易保證，若采用化學(xué)灌漿，由于防滲面積大，工程投資較大，同時(shí)化學(xué)灌漿存在環(huán)境污染問(wèn)題；②礫石層的帷幕灌漿需要大量的粘土，而工程所在地區(qū)滿(mǎn)足灌漿要求的粘土資源匱乏，且耕地資源寶貴；③灌漿帷幕的允許滲透坡降一般為3～6，對(duì)于深厚覆蓋層上的高壩，帷幕厚度大，灌漿孔排數(shù)多，灌漿量大，施工工期長(zhǎng)；④灌漿部位較深，帷幕底部孔斜難以控制，易形成分叉；⑤對(duì)于深灌漿帷幕，無(wú)可靠的檢查手段；⑥防滲效果總體上不如混凝土防滲墻優(yōu)越。

混凝土防滲墻與帷幕結(jié)合的防滲方式具有如下特點(diǎn)：①混凝土防滲墻與帷幕結(jié)合可避開(kāi)深防滲墻造孔施工技術(shù)上難度大的問(wèn)題；②解決了基礎(chǔ)上部帷幕排數(shù)多、施工工期長(zhǎng)和投資高的缺點(diǎn)；③基礎(chǔ)上部是整個(gè)基礎(chǔ)防滲的關(guān)鍵部位，混凝土防滲墻與帷幕的結(jié)合可保證整個(gè)基礎(chǔ)防滲的可靠性；④混凝土防滲墻與帷幕灌漿在深度上合理的結(jié)合，可以降低工程投資；⑤整體防滲效果受地層可灌性影響。

從各防滲措施特點(diǎn)來(lái)看，方案二的防滲可靠性要好于其它方案，但隨著深度的增加，混凝土防滲墻的施工難度較大，造價(jià)略高。方案三彌補(bǔ)了方案四防滲效果差的不足，既增加防滲系統(tǒng)的可靠性，又同時(shí)降低了防滲墻深度。根據(jù)本工程地質(zhì)情況，冰水積卵石混合土（）可灌性較差，帷幕質(zhì)量不易保證，從防滲可靠性上看，方案二最優(yōu)。

4.2 施工技術(shù)條件方面

我國(guó)在深厚覆蓋層防滲處理具有相對(duì)豐富的施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，主要采用混凝土防滲墻、帷幕灌漿及墻幕結(jié)合的工程技術(shù)措施。隨著施工設(shè)備的發(fā)展和施工方法的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)混凝土防滲墻的成墻深度不斷加深，從技術(shù)上看，深120～150 m混凝土防滲墻和深150 m的帷幕灌漿在施工技術(shù)上均是可行的。

4個(gè)防滲方案從施工角度看，方案一施工技術(shù)較為成熟，但工程量大，施工工期長(zhǎng)，投資高，經(jīng)濟(jì)性差；方案二墻體深度大，施工難度較大，投資亦略大；方案四雖施工技術(shù)較成熟，且投資最低，工期最短，但由于其未能完全封閉基礎(chǔ)強(qiáng)透水層，存在滲漏集中問(wèn)題，造成一定的電量損失，相比之下，其防滲可靠性和經(jīng)濟(jì)性亦較差。方案三墻體深度較為適中，施工技術(shù)較為成熟，其墻下接三排防滲帷幕，施工難度相對(duì)較小，但由于冰積層可灌性較差，幕體質(zhì)量難以保證。從施工條件方面看方案三具有一定優(yōu)越性。

4.3 滲漏量及電能損失方面

4種壩基防滲處理方案滲漏量及電能損失見(jiàn)表1。

表2 工程投資比較表

表1 滲漏量及電能損失計(jì)算成果表

4種防滲處理方案的滲漏量均小于多年平均徑流量的1%。其中120 m深懸掛混凝土防滲墻方案滲漏量最大，為120 m混凝土防滲墻下接帷幕灌漿方案滲漏量的4.1倍，方案四電能損失最多，年損失發(fā)電效益202.5萬(wàn)元，方案二電能損失最少，年損失發(fā)電效益37.5萬(wàn)元。

4.4 運(yùn)行檢修條件方面

地下混凝土防滲墻建成后一般不需要維護(hù)；灌漿多年運(yùn)行后，存在帷幕失效問(wèn)題，應(yīng)有補(bǔ)灌措施。因此，方案二不需考慮運(yùn)行檢修條件，運(yùn)行維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單；方案一需要設(shè)置兩排灌漿廊道，方案三和方案四均需設(shè)置一排灌漿廊道，滿(mǎn)足運(yùn)行期補(bǔ)灌要求。

從運(yùn)行檢修條件看，方案二基本無(wú)運(yùn)行維護(hù)工作；方案一、方案三和方案四都需要設(shè)置灌漿廊道，具備補(bǔ)灌條件，并為運(yùn)行監(jiān)測(cè)提供便利條件。相比之下，方案二優(yōu)于其他方案。

4.5 工程投資方面

各方案工程投資比較見(jiàn)表2。從投資上看，120 m深懸掛混凝土防滲墻方案投資最少；帷幕灌漿全封閉方案最貴，其他兩個(gè)方案相差不是很大。

4.6 比選結(jié)論

經(jīng)以上比較，灌漿帷幕全封閉方案工程投資大，成幕可靠性差。120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案，由于下部地層可灌性差，帷幕質(zhì)量不易保證。120 m深懸掛式混凝土防滲墻方案墻體下部未封閉段平均滲透比降較大，滲漏量也大?；炷练罎B墻全封閉方案墻的深度較深，施工難度較大。綜合考慮，混凝土防滲墻全封閉方案和120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案均較適合本工程的壩基防滲方案。

混凝土防滲墻全封閉方案（方案二）和120 m深混凝土防滲墻下接3排灌漿帷幕方案（方案三）相比，工期相當(dāng)，投資相差不大。但方案二防滲效果、可靠性、耐久性?xún)?yōu)于方案三；而方案三需增加灌漿廊道和冰積層灌漿設(shè)施、設(shè)備，也增加覆蓋層中空鉆孔量，幕體質(zhì)量很難控制和保證。故經(jīng)綜合分析，旁多壩基防滲處理擬推薦混凝土防滲墻全封閉方案。

5 結(jié)語(yǔ)

旁多工程壩基覆蓋層深厚，最大埋深達(dá)150 m，防滲面積大，達(dá)11萬(wàn)m2之多，且處于4000 m以上的高海拔地區(qū)。經(jīng)調(diào)研及查詢(xún)，旁多工程壩基處理無(wú)論從設(shè)計(jì)還是施工規(guī)模及難度方面，均屬目前全國(guó)之最。旁多工程地處拉薩河中游，其工程安全對(duì)于下游的拉薩市的政治影響意義重大。因此，壩基防滲形式的選擇合理與否是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。為此，通過(guò)比較灌漿帷幕、混凝土防滲墻、上墻下幕以及懸掛式防滲墻等方案，從防滲可靠性、施工技術(shù)條件、電力資源損失、運(yùn)行檢修條件及工程投資等諸多方面進(jìn)行了綜合比較，優(yōu)選出壩基防滲的最佳方案。