- 瀑布沟砾石土心墙堆石坝关键技术
- 姚福海 杨兴国主编 叶发明 余学明 李鹏 王文涛 薛新华副主编
- 1549字
- 2021-04-09 21:58:48
序
瀑布沟工程因左岸下游距坝址约2km处有一条飞泻而下的小瀑布而得名。自工程于2003年正式开工后,我曾多次到现场参加技术咨询活动,见证了本工程的建设过程。
瀑布沟工程是整个大渡河流域装机容量(3600MW)、多年平均年发电量(147.9亿kW·h)以及水库总库容(53.37亿m3)均最大的工程。其水库调节库容为38.94亿m3。工程正常运行后,可增加下游各梯级电站出力300MW和年发电量13.87亿kW·h,调节补偿效益相当于一座大型水电站。
瀑布沟工程的坝址和坝高曾面临艰难的选择。大渡河沿线人口稠密,河床覆盖层深厚(部分范围含液化砂层),地形地质条件复杂,使坝址和坝高选择受到了制约。经过了40多年的勘测设计和大量的科学论证,最终虽确定采用高达186m的砾石土心墙堆石坝,但在建设过程中,存在三大棘手难题:一为库区多达10万多人(含一座县城)的移民搬迁安置;二为右岸下游距坝约1km地段有成昆铁路通过,与之对应的左岸泄洪建筑物泄洪时对铁路的影响必须慎重处理;三为坝址河床覆盖层最大深度达77.5m,在其上建坝基础处理难度很大。上述三大难题在10年工程建设过程中,历尽艰难曲折,均得到妥善解决。
变形控制是土石坝质量控制的关键,防渗系统是大坝安全运行的生命线。瀑布沟砾石土心墙堆石坝在其下覆盖层内设两道各厚1.2m的防渗墙,与坝体心墙采用插入式连接。主防渗墙基础和两岸山体布设了帷幕灌浆系统,其上游与之相距14m为副防渗墙,主副防渗墙分别承受70%和30%的设计水头。由于河床覆盖层、砾石土料和堆石料的物理力学性能差别较大,造成大坝变形控制难度很大。大坝建设得到了有关方面的高度重视,在多位专家的帮助和指导下,及时解决了施工中的关键技术问题。水库蓄水已逾4年,大坝运行安全正常。
在大坝建设过程中,采用了一系列新技术和新工艺,其中比较突出的有:①心墙土料的黏粒含量偏低,平均约为5.46%,而土石坝设计规范要求不宜小于8%,经过调整级配,使渗透系数满足规范规定的容许值(1×10-5 cm/s)。②料场土料采用长约4km的下行式胶带机(平均坡度10%)输送,以最短的运距直达坝区,大幅度地提高了运输效率和保证率。③主防渗墙顶部设置了灌浆兼监测廊道与防渗墙刚性连接,为大坝防渗系统的安全运行和维护、检测创造了有利条件。④与下游在建工程联动蓄水,满足了水库蓄水初期向下游持续供水的需求。
瀑布沟大坝工程建设高效优质。自2005年11月下旬截流,仅用1年时间就完成了上下游围堰悬挂式防渗墙和坝基两道防渗墙施工。紧接着自2007年初开始后,仅用两年半完成了逾2237.0万m3的坝体土石方填筑。2009年11月1日水库蓄水,同年12月两台机组并网发电,从截流到发电工期仅略超4年。2010—2012年,连续3年均在汛末达到了850.00m的正常蓄水位,成为我国特大型水电工程蓄水后最快又连年达到正常蓄水位的范例。大坝在高水位时实测渗流量仅105L/s。至2012年汛期,坝顶的沉降值仅为坝高的0.56%。逾4年运行表明,大坝性态良好,渗流量和沉降值优于预期,可称“放心工程”。
近年来,我虽未再去瀑布沟现场,但一直予以关注。2011年得知瀑布沟这座我国建在深厚覆盖层上最高的砾石土心墙堆石坝被国际大坝委员会授予“堆石坝里程碑工程”称号,内心甚为欣慰。这是广大工程建设者为中国争得的又一项世界纪录,是中国水电行业作出的重大贡献。我国深厚覆盖层上目前最高的砾石土心墙堆石坝——瀑布沟大坝从此巍然屹立在风光旖旎的大渡河上。
建设需要促进了技术进步,技术发展也促进工程建设。《瀑布沟砾石土心墙堆石坝关键技术》一书,主要结合科研、设计、施工和监测,对深厚覆盖层上砾石土心墙堆石坝的技术理论、结构设计、施工技术、质量控制、基础处理、安全监测等作了全面总结。这是瀑布沟广大建设者十余年心血与汗水的结晶,弥足珍贵。本书的出版,在我国坝工著作宝库中又增添了重要内容,衷心期待更高心墙堆石坝工程建设取得更高水平上的发展和技术进步。
中国工程院院士:
2014年10月30日