乌东德水电站上游土石围堰填筑于60m厚的覆盖层上,堰体及基坑开挖后形成了高达150m的复合边坡。针对围堰采用的塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗型式,采用有限单元法对其正常运行条件和局部破损情况下的渗流场进行了计算分析,并采用非线性强度参数对各运行条件下的上下游边坡稳定性进行了复核。研究表明,采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗方案是合理的,其防渗效果显著;围堰断面的安全性可以得到保障。

第４５卷第９期

２０１４年５月

人　民　长　江

Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ

，Ｎｏ．９Ｖｏｌ．４５

Ｍａｙ，２０１４

　　文章编号：１００１－４１７９（２０１４）０９－００５５－０４

深厚覆盖层上土石围堰渗流及边坡稳定性研究

卢晓春，田　斌，孙开畅

（三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌４４３００２）

摘要：乌东德水电站上游土石围堰填筑于６０ｍ厚的覆盖层上，堰体及基坑开挖后形成了高达１５０ｍ的复合边坡。针对围堰采用的塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗型式，采用有限单元法对其正常运行条件和局部破损情况下的渗流场进行了计算分析，并采用非线性强度参数对各运行条件下的上下游边坡稳定性进行了复核。研究表明，采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗方案是合理的，其防渗效果显著；在各工况下围堰边坡稳定性满足规范要求，围堰断面的安全性可以得到保障。关　键　词：土石围堰；深厚覆盖层；渗流；边坡稳定性；乌东德水电站中图法分类号：ＴＶ５５１．３１　　　文献标志码：Ａ

　　土石围堰作为一种临时性水工建筑物，与永久性建筑物的土石坝相比，其填筑条件和运行环境均要复杂得多。首先，从围堰体的施工填筑条件来讲，深厚覆盖层上的围堰体地基不能处理，天然状态下覆盖层的分布存在随机性，地质条件比较复杂；而且围堰体的填筑方式为水下抛填且碾压密实度不高，填料土一般为山体和基坑开挖的废弃料，力学性能较差，并且填料土的级配较宽等，因此不论是从围堰体的地基基础条件还是其填筑材料、施工质量上看均不如土石坝。此外，从运行条件上讲，一旦围堰填筑完成，就要在基坑开挖过程中和主体工程施工过程中承担挡水的任务。基坑开挖是对围堰运行条件不断改变的过程，它包括围堰一侧的基础开挖卸荷，形成临空面条件，以及通过疏干和排水减压，形成复杂的渗流条件。

围堰的安全与稳定对于保证整个工程施工的顺利进行，尤其是防洪度汛以及大型施工机械设备的安全具有重要意义，一旦围堰失事将直接影响主体工程的

１－４］

。施工和下游居民的生命和财产安全，损失巨大［

１　工程概况

乌东德水电站是金沙江下游河段４个水电梯级中的最上游梯级，坝址所处河段左岸为四川省会东县，右岸为云南省禄劝县，工程挡水建筑物拟采用混凝土双曲拱坝方案。坝址处河床覆盖层深厚，一般为５２．４～６５．５ｍ，覆盖层以上围堰填筑体高６９．５ｍ，若采用碾压混凝土围堰，其高度将达１３４ｍ左右，在一个枯水期内难以完建。因此，乌东德坝址适合采用在覆盖层上填筑土石围堰的结构型式，并对覆盖层进行防渗处

５－７］

理［。

堰体主要利用导流洞和坝肩开挖的块石料、石渣混合料及砂砾石料填筑而成。围堰分区、填筑次序及堰基开挖如图１所示。填筑施工后，堰体高度达７０ｍ，在距离堰脚６３．７ｍ处以外开挖基坑，逐步揭示各覆盖层，最终形成高达８４．８ｍ的基坑开挖边坡，堰体和堰基一起形成了高达１５４．８ｍ的复合边坡。其中，７５．５ｍ，顶宽为１０ｍ，高程８３３ｍ以上围堰顶高程为８

均为干地碾压填筑而成，迎水面坡比１∶２．０，背水面坡比１∶１．７５。围堰高程８３３ｍ以下为水下填筑部位，并在８３３ｍ高程处形成２５ｍ宽的防渗墙施工平台，防渗墙施工完成后在其上部填筑碎石土，在迎水侧高程

本文结合乌东德水电站上游土石围堰所采用的防渗墙上接复合土工膜的防渗方案，对其正常运行条件和局部破损情况下的渗流场进行计算分析，并校核其上下游边坡的稳定性。

收稿日期：２０１３－１２－２１

基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７９０９０）；国家“十一五”科技支撑计划项目（２００８ＢＡＢ２９Ｂ０２）

作者简介：卢晓春，男，讲师，博士，主要从事水工结构工程方面的教学与研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｘｉａｏｃｈｕｎ１０１４＠１６３．ｃｏｍ