吉林省老松江水电站的挡水和泄水建筑物设计

刘佳佳++吕婷婷++张恒

摘 要：老松江水电站的挡水和泄水建筑物设计包括左岸粘土心墙堆石坝、岸边式溢洪道右岸砼挡水坝。左岸粘土心墙堆石坝位于桩号：坝0+000 m～坝0+330 m，长330 m。岸边式溢洪道，位于桩号坝0+330 m～坝0+356 m，长度为26 m。右岸砼挡水坝位于桩号坝0+356 m～坝0+378 m，长度22 m。

关键词：老松江水电站 粘土心墙堆石坝 溢洪道 砼重力坝

中图分类号：TV511 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0071-01

1 工程概况

老松江水电站工程位于松花江支流松江河上，吉林省抚松县松江河镇老松江村境内，距松江河镇仅5公里。吉林省抚松县老松江水电站工程是以发电为主，兼顾养殖、旅游等综合利用的工程。工程主要由堆石坝、溢洪道、砼重力坝、引水发电隧洞、调压井、电站厂房及开关站组成。

2 左岸粘土心墙堆石坝设计

2.1 坝体结构设计

左岸粘土心墙堆石坝位于桩号：坝0+000 m～坝0+330 m，长330 m。坝顶高程为745.60 m，防浪墙顶高程为746.80 m，最大坝高49.85 m，坝顶宽为5 m。

粘土心墙顶高程为744.10 m，粘土心墙顶宽3.0 m，心墙两侧边坡为1∶0.25，粘土心墙上游侧依次设有厚1.0 m反滤层及1.0 m过渡层，下游侧依次设有厚2.0 m反滤及 2.0 m过渡层，以连接心墙与坝体堆石体。坝体上、下游堆石体坝坡坡比分别为1：1.5和1：1.4，并在高程723.40 m处分别设2.0 m宽的马道，坝体上游死水位至坝顶的水位变动区采用干砌块石护坡，厚度0.5 m。

2.2 基础处理

粘土心墙堆石坝基础座于卵砾石及含泥砂砾卵石层上，可以满足地基承载力及变形要求，但基础存在有厚约30 m的含泥砂砾卵石层，渗透系数k=2.0～5.0 m/d，坝基防渗问题较为突出。

因为透水层厚度较厚，采用开挖方案，工程量大，明显不经济。由于两岸在含泥砂砾卵石层以上覆盖有40多米厚的第三、第四纪玄武岩层，如果坝基采用砼截渗墙方案，与两岸坝肩不好连接。因此，基础防渗不宜采用大开挖及砼截渗墙方案。本次设计考虑到工程重要性，推荐采用防渗效果好、可靠性高的高压旋喷灌浆处理方案：

旋喷桩深入基底安山岩1.0 m，顶部深入粘土心墙深度不小于2.0 m。旋喷桩有效直径1.0 m，单排布置，间距1.0 m。

3 溢洪道设计

根据本工程实际的地形地质条件，泄水建筑物型式为岸边式溢洪道，位于桩号坝0+330 m～坝0+356 m，长度为26 m。溢洪道由进水渠段、控制堰段、泄槽段、消力池段、海漫段组成，全长588 m。

3.1 控制堰

控制堰段长37.82 m，桩号溢0-021.50 m～溢0+016.32 m。控制堰结构型式为WES型实用堰，溢流坝堰顶高程为735.00 m，前缘净宽为18.0 m，分2孔，单孔净宽为9.0 m，闸墩为钢筋砼结构，中墩厚度为3.0 m，为缝墩，边墩厚度为2.5 m。堰面曲线方程为，溢流堰曲线段与泄槽底板连接，采用反弧段过渡，反弧段反弧半径为15.0 m。

溢流坝基础座落在玄武岩上，为避开含碎石的壤土夹层对堰体稳定的不利影响，控制堰底高程拟定为725.00 m。玄武岩层下为厚30.00～32.00 m的含泥的砂卵砾石，其顶板高程707.00 m左右（距控制堰基底约18m），底板高程676.00 m左右。玄武岩坚硬、较完整，风化轻微。虽在玄武岩层下分布厚30.00～32.00 m含泥的砂卵砾石，但该层土质较密实，且具微弱胶结，同时上覆玄武岩较厚，故其工程地质条件良好。根据对基础地质条件分析基础可不做固结灌浆，但为满足渗漏渗稳要求，需对玄武岩层进行帷幕灌浆及含泥的砂卵砾石进行高压旋喷灌浆。帷幕灌浆和高压旋喷灌浆设置一排孔，旋喷桩深入基底安山岩1.0 m，顶部高程为上覆玄武岩底板高程707.00 m左右，旋喷桩有效直径1.0 m，单排布置，间距1.0 m。帷幕灌浆顶高程为725.00 m，底部深入旋喷灌浆不小于1.0 m，孔距为2.0 m。

3.2 泄槽

泄槽段长度为289.18 m，桩号溢0+016.32 m～溢0+305.50 m。为减少岩石开挖，节省工程投资，根据地形地质条件，泄槽由三个坡段组成，桩号溢0+016.32 m～溢0+096.32 m，泄槽底宽由25 m渐变至35 m，底坡为i=5‰，底板采用0.50 m厚的钢筋砼板护砌，边墙为悬臂式钢筋砼挡墙；桩号溢0+096.32 m～溢0+216.32 m，泄槽底宽35 m，底坡为i=90‰，底板采用0.50 m厚的钢筋砼板，边墙为悬臂式钢筋砼挡墙；桩号溢0+216.32 m～溢0+305.50m，泄槽底宽35 m，底坡为i=250‰，底板在桩号溢0+216.32 m-溢0+240.32 m采用0.50 m厚的钢筋砼板护砌，在溢0+240.32 m-溢0+305.50 m范围内，基础从玄武岩石突变成含泥的砂砾卵石，同时泄槽内水流速度增加较大，为了提高结构的稳定性，底板厚度增加到1.2 m，边墙均为悬臂式钢筋砼挡墙。泄槽挡墙以上边坡，覆盖层开挖边坡为1：2.0，岩石层开挖边坡为1∶0.75，边坡采用喷锚护砌，喷砼厚度10 mm，锚杆直径16 mm，锚杆长1.5 m，间排距1.0 m，梅花形布置。为了提高结构的稳定性，泄槽底板桩号溢0+016.32 m～溢0+240.32 m范围内设锚筋，锚筋直径22 mm，长度1.5 m，呈梅花形布置，间距为2.0 m。为减小地下水对底板的浮托作用，在底板下设纵横排水沟。

4 右岸砼重力坝设计

右岸砼挡水坝位于桩号坝0+356 m～坝0+378 m，长度22 m，坝顶高程为745.60 m，防浪墙顶高程为746.80 m，最大坝高为20.60 m，坝顶宽度为5.0 m，上游为直立面，下游坝坡为1∶0.70，折坡点高程为743.60 m。坝基坐落在玄武岩上。坝体沿坝轴线方向每隔11 m分一横缝，缝内用沥青油毛毡填充，并设橡皮止水。

参考文献

[1] 碾压土石坝设计规范[S].SL274-2001.

[2] 溢洪道设计规范[S].DL/T5166-2002.endprint