3 坝型比较

根据两方案的具体布置,通过从工程地质条件、枢纽布置格局、关键技术施工导流、施工条件、工期、工程量及工程投资等方面对混凝土面板堆石坝、碾压混凝土重力坝方案进行比较。

(1)从工程地质条件看,2种坝型的坝轴线位置同属一地质单元。趾板和坝基均置于前震旦系片麻岩,风化程度低,强度高、湿饱和抗压强度80MPa。虽然碾压混凝土坝的趾板对基础要求较高,但总的差别不大,坝基岩体条件均能适应2种坝型,坝基基岩强度安全储备较大,对河床覆盖层、坝肩软弱夹层、断层、溶洞及卸荷带、危岩体等工程地质问题,均可进行工程处理,就其难度和工程量而言,2种坝型没有大的差别。2种坝型坝体填筑料的储量、质量均可满足要求。

(2)从2种坝型的枢纽布置总格局来看,其坝轴线位置不是坝型选择的制约因素,两坝线分别适合布置混凝土面板堆石坝和碾压混凝土重力坝。

(3)关键技术。

1)碾压混凝土重力坝方案的关键技术问题有:三坝线是混凝土重力坝方案的最优坝线,主要问题有五庙坡断层压缩变形问题,由于碾压混凝土重力坝对坝基变形要求比当地材料坝要高,而左岸五庙坡断层带在蓄水后的压缩变形,对重力坝的变形不利,需要进行专项处理。右坝肩的“构造三层”中泥化夹层对重力坝坝肩的稳定极为不利,需要进一步处理后才能保证坝基稳定,计算分析结果表明,在技术上是可行的。碾压混凝土重力坝坝体材料中,细骨料所占比重较大,有相当一部分中粗砂需人工制砂。这也是重力坝方案比面板堆石坝方案投资高的一个主要方面。

2)混凝土面板堆石坝的主要关键技术问题有:通过坝线比较,二坝线是作当地材料坝的最佳位置。此坝线在过去的20多年里,做了大量地质工作,地质问题基本查明。由于已建河日电站的存在,泄水建筑物必须穿越五庙坡断层带,给施工带来一定难度。该坝线位置河床覆盖层深度10.0~40.0m,在面板堆石坝设计中,趾板与基础的连接处理难度较大。通过坝肩稳定变形计算、大坝堆石体有限元分析计算,初步成果表明,坝肩稳定变形,坝体的沉降量可以控制在已建工程的沉降范围以内,堆石体及面板混凝土均可满足抗压强度的要求。面板混凝土的防裂和耐久性问题、混凝上的配合比、水泥、掺合料和外加剂等问题,仍需在下阶段深入研究。周边缝止水也是高混凝土面板坝的关键技术问题,设计中参考了国内外周边缝止水的先进经验,河口村工程混凝土面板的周边缝采用3道止水(即表层塑性填料一道,中、底部二道铜止水)加自愈(表层塑性填料上的粉煤灰与底部铜止水下的反滤小区料)的止水系统,通过分析论证是可靠的。因此,混凝土面板堆石坝的关键技术问题已基本得到解决,这种坝型在技术上是可行的。

(4)施工导流。重力坝方案在坝体底部设置导流缺口,另在岸边设置一条导流洞。混凝土面板堆石坝方案在上、下游均设有临时围堰,后期需拆除,利用一条导流洞外加一条泄洪洞进行导流,导流洞后期改建为永久泄洪洞,充分利用导流设施,节约了工程投资。

(5)施工条件。重力坝方案需将坝体全断面挖至基岩面,开挖量和施工难度较大。混凝土面板堆石坝趾板处覆盖层较深,也存在一定的处理难度,但开挖处理的范围仅限于趾板后的部分,较碾压混凝土重力坝处理的范围小。坝址区缺少天然的中、粗砂,砂料需人工制砂,由于碾压混凝土重力坝方案坝体混凝土方量大,因此,施工工作量大,投资多。

(6)工期。混凝土面板堆石坝方案总工期60个月,碾压混凝土重力坝方案与堆石坝方案总工期基本相同。

(7)工程量及工程投资。从上述各方面的比较可以看出,影响两方案选择主要因素在于工程量及投资。混凝土面板堆石坝方案较碾压混凝土重力坝方案工程总投资可节省3000万元。由于混凝土面板堆石坝适应坝肩变形能力强,采用此坝型降低了坝肩压缩变形引起大坝稳定及渗漏稳定的风险,混凝土面板堆石坝方案存在的技术问题通过技术处理都可以解决,故选用混凝土面板堆石坝方案是合适的。