云南华电怒江水电开发有限公司 云南昆明 650228
摘要：迪麻洛电站是怒江中游河段支流已建工程中规模最大的电站，该电站开发条件优越，特别是设计阶段作了大量的设计优化，投资大为节约。其中大坝防渗墙的设计，经过科学计算，大胆使用了塑性悬挂防渗墙。在同类工程中有很好的导向和借鉴作用。
关键词：防渗墙；设计；优化
1 工程概况
迪麻洛河水电站位于云南省怒江州贡山县境内的怒江左岸支流迪麻洛河上，由首部枢纽、引水系统和发电厂房组成，为引水式电站。首部枢纽位于王青王村下游约1km处，主要建筑物有导流兼泄洪洞，洞径9.8米，泄洪闸、引水闸及引水洞、大坝等。坝型为复合土工膜心墙堆石坝，最大坝高51.0m，坝顶长约194m，最大底宽约222m，坝顶高程为1832.00m，正常蓄水位为1830.00m，由于泄洪洞泄洪能力较大，正常蓄水位、校核洪水位、设计洪水位确定为同一高程（1830.00m）。总库容量约980万m3，电站装机容量52MW。
2 坝址区地质情况
经勘探查明：河床冲积层40m~60m厚；左坝肩为岩石变形倾倒体，体积达7~8万m3；右岸岩体较好；岩性为石英片岩；大坝建于河床覆盖层上，河床覆盖层主要由洪冲积物组成，靠近两岸坡脚一带混有崩坡积物，透水性强。洪冲积层组成物质主要为卵石、砾石、砂夹少量粉细砂粉土层，崩坡积物主要为块、碎石混夹砂壤土、壤土。因此，河床洪冲积层成为心墙堆石坝坝基抗滑稳定、坝基渗漏等主要工程地质问题。
3 防渗墙的选择
3.1 墙型的选择
由于坝址区覆盖层较厚，防渗墙做到基岩投资较大、工期较长、实施困难。本工程采用水平和垂直防渗，并重点对垂直防渗作了优化，在满足渗漏要求的前提下、经渗流计算，决定采用投资较小、工期较短、施工相对容易又满足防渗要求的悬挂式防渗墙。因塑性混凝土具有抗渗性能好，变形模量低，极限应变值大，适应变形能力强等特点，结合坝址区地质情况，本工程选用了设计指标为：28d弹性模量800～1000MPa，抗压强度≥2.5MPa，渗透系数＜（1～9）×10-8cm/s，塑性混凝土。运行和试验结果表明设计是科学、合理、经济的。
3.2 墙厚的确定
由于国内防渗墙设计无规范，防渗墙的渗透计算和渗透稳定分析以及强度、变形计算尚无规范的计算方法和理论。在设计时，根据防渗墙破坏时的水力坡降确定墙体厚度，计算公式如下：
式中：ΔHmax——作用在防渗墙上的最大水头差（m）；
K——抗渗坡降安全系数，一般取3～5；
Jmax——防渗墙渗透破坏坡降，取300。
根据已建成的混凝土防渗墙统计，防渗墙允许承受的水力坡降Jp= Jmax/ K，可达到100，当K=5时，Jp为60，假定防渗墙承受的最大 水头差与坝前水深相同。计算得：δ=0.51m～0.85m之间即可满足 要求。根据国内目前使用的实用于这种地质特点的钻具，最后确定墙厚为0.80m。
3.3 墙深的优化
悬挂式防渗墙的深度，必须经过渗流计算确定。经过典型流网分析，接近坝底，流线密集，水力梯度大，渗透速度大，远离坝底，流线稀疏，水力梯度小，渗透速度小。作为悬挂垂直防渗体，我们允许绕过悬挂体的渗流，但这种渗流已经很小，在设计范围内。通过渗流计算和方案比较最后选定30m墙深为经济墙深。
4 渗流计算
4.1计算断面选取及单元划分
选取堆石坝最大断面进行平面渗流计算，大坝底部高程取1781.00m，坝顶高程1832.00m。为计算方便，在进行单元划分时，将大坝剖面和基础做了适当简化。混凝土防渗墙按10m、20m、25m、30m、40m、50m、60m七种深度进行计算。各计算方案单元及节点划分如下：
2、基础渗透系数根据地质建议值选取。
3、1 Lu大致相当于k=10-5cm/s（《渗流计算分析与控制》（第二版）（毛昶熙 主编））。
4、给水度的基本定义是：“在自然重力作用下，饱和岩土单位体积内所能释放出的重力水的体积分额”；在数值上等于容水度与持水度之差。根据《渗流计算分析与控制》中表11－8“各种岩土的给水度μ值”选取。
4.3计算工况
工 况上游水位（m）下游水位（m）
设计洪水位（p=0.2%）稳定渗流1830.001786.00
水库水位骤降非稳定渗流
（设计洪水位→死水位）1830→18001786.00
说明：在进行水库水位骤降计算时，根据泄洪建筑物的泄流能力，且考虑控制采取控制泄流的措施，假定48小时将库水位从1830.00m降到死水位1800.00m（降落幅度为30m），渗流计算分12个时段，每时段4小时。
4.4计算结果及初步结论
不同混凝土防渗墙深度稳定渗流计算成果表
如图1所示：
图1 防渗墙深30m坝体浸润线及总水头等值线图
初步结论：
A 稳定渗流
1、渗流量主要由坝基渗漏产生，坝体渗流量微小。
2、单宽渗流量随混凝土防渗墙深度的增加而减少，防渗墙深度30～60m渗流量变化幅度不大，但相对其他类似工程渗流量偏大。
3、对边界单元进行出逸比降统计，最大0.22，最小0.02，均不会发生渗透破坏。出逸点均在下游水位与下游坝坡面的交点。这是土工膜渗透系数很小的结果。
B 非稳定渗流
1、从12个时段的浸润线结果可以看出，水库水位降落后，碾压石碴区的浸润线降落明显，其降落速度与库水位降落速度相当。模拟心墙区浸润线降落速度低于库水位降落速度，形成一定的孔隙水压力，库水位降落完成后，其浸润线高于死水位9.0m左右，占降落幅度的30.0％，对上游坝坡的稳定不利，但不至产生坝坡失稳。
2、上游围堰在库水骤降时起到阻止浸润线降低的作用，由于其给水度很小，其内部浸润线基本不降，造成骤降完成后上游坝区浸润线在围堰处降低很少。当库水位低于1806.50m平台后，坝体浸润线降落较小。这是造成最终浸润线较高的主要原因。
5结语
防渗墙的施工经过的严格的质量控制，各项工序满足规范要求，现场取芯和压水试验均满足设计要求。运行一年多来，渗流观测到的渗流量也接近计算值。
参考文献：
［1］顾淦臣，束一鸣等.土石坝工程经验与创新［M］.中国电力出版社，2004
［2］李茂芳，孙钊.大坝基础灌浆［M］.北京：水利电力出版社，1987
［3］张景秀.坝基防渗与灌浆技术［M］.北京：水利电力出版社，1992
［4］毛昶熙. 渗流计算分析与控制［M］. 出版社：中国水利水电出版社，2003
［5］迪麻洛电站可研报告[R]
论文作者:张永
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/18
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