胡艳伟+彭小川

[摘 要]分散性土具有遇水分散的特性不适合作为上坝料，根据坝址的实际情况，比选了面板堆石坝、土工膜斜墙坝、土工膜心墙坝，根据优缺点采用了土工膜心墙坝并成功的进行了实践，后期效果良好。采用了土工膜作为防渗体，满足了总投资的控制要求

[关键词]老挝 色萨拉龙 分散性土 坝型比选 土工膜

中图分类号：TV672；S277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0226-02

1 项目背景

色萨拉龙灌溉工程位于老挝中部Savannakhet省 Tha Pang Thoong地区，工程由水库、大坝、取水建筑物、溢洪道、引水渠及渠系建筑物等组成，主要任务是灌溉。色萨拉龙水库位于色萨拉龙 （Xesalalong） 河下游，色萨拉龙河是Xe Pong 河的支流，Xe Pong 河最后汇入湄公河。色萨拉龙河长21.2km，流域面积85km2，多年平均流量1.924m3/s。

越南水资源研究所（Vietnam Institute for water resources research）在1999年完成了老挝色萨拉龙灌溉工程的可行性研究设计、2000年完成技施设计，挡水坝为均质土坝；工程于2002年实施，在施工过程中发现筑坝土料有问题，填筑的部分坝体出现落水洞，随后停止施工。

2009年老挝政府重启该项目。老挝财政部已正式向中国政府提出贷款申请，属于国家优先发展的项目。

2 分散性土的确定

设计人员过对越南人失败的坝型的进行了现场考察，了解料场周围地貌、地型、水文和岩性等特征，进行了初步的判断，认为土体具有分散性。通过实验室的针孔试验、双比重计试验进一步确定了当地的土料均具有分散性。

分散性土存在较多的可交换的钠离子，使土粒周围水膜增厚，减少土粒间吸力，使斥力超过吸力，甚至在静水中土料也可能相互排斥而形成悬浮状。很低的渗透流速即可将土粒冲蚀，使土坝招致管涌破坏。分散性土是越南人的均质土坝失败的原因。

3 坝型比选

结合坝基地质条件、现场考察收集的资料和改性土试验结果，在大坝坝型设计阶段，先后比较了多种方案，鉴于坝线长近1.8km，库容也较大（7513万m3），考虑到大坝一旦失事的严重后果，决定重点在面板坝、斜墙坝、心墙坝堆三个石坝方案之间进行比选。（1）面板堆石坝方案顶高程206.0m，坝顶宽度6.00m，防浪墙顶高程207.2m，混凝土面板为防渗体，上游坝坡1：1.4，坡面为40cm厚的混凝土面板，下设40cm厚的级配碎石垫层100cm厚的过渡层；下游坝坡1：1.3，坡面为30cm厚的干砌石护坡；坝体堆石料为砂岩块石料。典型断面见图3.1。

面板堆石坝方案防渗性能较好，但坝体全断面采用石料填筑，并且混凝土量需求较大，投资较大，面板堆石坝的估算投资为10092万元。

（2）土工膜斜墙坝方案坝顶高程206.00m，坝顶宽度6.00m，防浪墙顶高程207.20m，上游坝坡1：2.0，土工膜铺设在上游面作为防渗体，坡面结构层从上至下依次为：30cm厚的干砌石护坡，40cm厚的粗砂或级配碎石保护层，土工膜防渗体，40cm厚的粗砂或級配碎石垫层，100cm厚的过渡层；下游坝坡1：1.3。典型断面见图3.2。

该方案工程量较面板坝方案节约了混凝土量，但是由于上游坡度较缓，石料用量增加，所以投资增加，土工膜斜墙坝全部采用石料筑坝，开采成本较高。此方案的大坝总投资估算为8979万元。

（3）土工膜斜墙堆石坝坝顶高程为206.00m，防浪墙顶高程为207.20m。堆石坝的防渗体为复合土工膜。选定上游坝坡为1：1.4，下游坝坡为1：1.3，上、下游均不设马道。上游坡采用抛石护坡，下游坡可用大块石堆砌。典型断面如图3-3。

该坝型性价比高，铺膜施工简便、快捷，运行期土工膜具备检修条件。

对比前两种方案，土工膜心墙堆石坝工程量最小、投资最省，但是，土工膜铺设与坝体填筑料同时上升，需要协调好各工序的施工进度，以免延误工期；只要严格控制土工膜的施工质量，做好分期施工对已铺设土工膜的保护和接缝处理，做好土工膜与岸坡、溢洪道和取水箱涵的连接，心墙方案是可行的。综合考虑优缺点，考虑到总投资的控制，选择土工膜心墙堆石坝为最终方案。

4 土工膜心墙坝设计

土工膜心墙堆石坝的坝顶宽度，应按照坝高不同采用5～8m，本工程坝高21m，为低坝，坝顶宽选用6.00m，即可满足运行要求。坝顶上游侧设置防浪墙，墙高2.50m，墙顶高出坝顶1.20m，防浪墙底部高程为204.70m，高于正常蓄水位202.50m。防浪墙为钢筋混凝土结构，每20m设置一道伸缩缝，缝间设橡胶止水。

堆石坝的防渗体为复合土工膜，考虑到本工程的重要性，选用500g/0.8mm/500g的土工膜；铺设方式为“Z”字型心墙，膜的上、下游为1.00m厚的保护层，保护层与大坝堆石体之间设0.80m厚的过渡层。

大坝基础要求开挖至强风化岩，必须彻底清除原填筑土料；原坝轴线截水槽处设混凝土齿槽作为灌浆盖板，盖板中部布置一排帷幕灌浆，孔距1.5m，孔深8m；固结灌浆在帷幕上、下游各设一排，孔距4m，孔深5m。

土工膜与坝基混凝土灌浆盖板、岸坡混凝土及溢洪道、引水箱涵的连接，均要求将连接处的混凝土表面清理干净，涂一层沥青，贴上止水橡皮后再铺膜，土工膜上再贴止水橡皮，用10mm厚的钢板压平，每隔50cm用膨胀螺栓固定在混凝土板（墙）上，最后用砂浆覆盖封闭。土工膜与底板连接如图4-1所示：

5 大坝运行情况

根据《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94），本工程仪器监测项目主要包括变形监测、渗流监测等。

表面垂直位移监测，垂直位移工作基点设在坝顶两岸稳定的岩体上，采用电子水准仪，按照一等水准测量进行观测。水准基点设在坝下游1～2km新鲜岩石处。

接缝错动监测，在坝轴线土工膜上、下游位置的溢洪道两边墙外侧高程202.00、199.00及196.00位置分别布置1支位错计，监测溢洪道边墙与坝体接缝之间不同深度的错动变形情况。经过1年的运行，现仪器观测数据均在设计正常范围，运行良好。

渗流监测的观测资料表明，平时下游坝脚渗水流量不超过2 L/s；2014年5月18日观测库水位为194.436m高程，库水位与下游坝脚水头差约为6m～7m，下游坝脚渗流量为2.69 L/s（17日夜大雨），小于设计渗流量36 L/s的标准。

6 经济和社会效益

采用土工膜防渗心墙堆石坝代替了原越南水资源研究所失败后提出的面板堆石坝方案，加快了工程进度，取得了较好的经济社会效益采用改性土筑坝可以就地取材，较面板堆石坝方案节约石料、水泥、钢筋等。