[00137032]高土石坝复合土工膜面板防渗关键技术研究

一、课题来源和背景 老挝南欧江六级水电站属于二等大（2）型工程,电站以发电为主,主要建筑物包括复合土工膜面板坝、引水系统及地面厂房、溢洪道、放空洞及护岸工程等。复合土工膜面板堆石坝设计坝高85m,总填筑方量193万m3,板岩填筑方量157万m3,软岩填筑比例高达81%,是世界上最高的土工膜面板堆石坝,也是软岩填筑比例最大的面板堆石坝。 老挝南欧江六级水电站场区主要地层岩性为钙质板岩,强度低、软化系数高。为尽可能使用工程区开挖料,控制坝体断面,开展了本研究。然而,该坝在同类坝型中坝高及重要性突破了国内外规范,也无类似工程实例,且土工膜铺设于软岩坝体表面,受力状态更加复杂和不利。 本课题研究为中国电建股份公司2013年度立项的科技项目,电建海投公司承担课题研究,电建昆明院提供技术支持,为课题的协作单位。课题依托南欧江六级水电站工程,在综合分析国内外工程实例和技术文献的基础上,通过室内试验、现场试验、数值分析等方法对板岩堆石料物理力学特性、坝体分区及坝料碾压填筑标准、复合土工膜选型、复合土工膜防渗系统设计、坝体碾压工艺、挤压边墙与复合土工膜锚固带施工工艺、复合土工膜铺设与质量检测工艺、大坝监测及数值反演预测等进行系统研究,建立完善的复合土工膜软岩高面板堆石坝的设计方法与流程、建立了无覆盖复合土工膜面板堆石坝防渗系统施工工艺与质量检测工艺方法。 大坝防渗引进瑞士Carpi公司复合土工膜新型材料材料和防渗体初步设计方案,并与Carpi公司共同完成复合土工膜安装和检验,具有非常好的代表性意义及创新性。 二、主要创新点 1．从板岩及板岩堆石料物理力学特性、坝体分区设计、坝体碾压填筑指标及工艺等方面进行研究,建立了系统的软岩高面板堆石坝设计方法及体系; 2．从土工膜选型、上保护层及下支持层设计、土工膜与周边结构连接、监测方案实施等方面进行研究,建立了系统的堆石坝复合土工膜表面防渗系统设计流程和方法。 3．系统总结软岩筑坝施工与复合土工膜面板防渗体系施工工艺,取得《堆石坝复合土工膜防渗面板施工工法》。 4．建立了完善的土工膜监测体系设计分析流程。并提出了土工膜应变计安装新工艺。 5．将复合土工膜适应变形能力强和面板堆石坝填筑断面小的优点结合,采用复合土工膜防渗系统代替传统混凝土面板防渗,将板岩（软岩）全断面（主次堆石区）,高比例（81%填筑量）的应用于坝体填筑,成功设计建成目前世界上最高（85m）、软岩填筑比例最大（81%填筑量）的老挝南欧江六级水电站复合土工膜面板堆石坝。 6．采用无覆盖裸露复合土工膜防渗系统,在复合土工膜材质满足抗氧化、老化条件下,对防渗系统的维修带来便利,也是一种大胆尝试。 三、实施应用情况 项目研究成果已成功应用于南欧江六级电站工程,建成了无覆盖复合土工膜面板堆石坝大坝,坝高88m,软岩填筑比例81%,均居世界第一。课题研究中,形成了堆石坝复合土工膜防渗面板施工工法,并成功应用于南欧江六级电站工程建设,工程蓄水和运行以来的监测数据正常,大坝运行良好。 复合土工膜防渗技术可广泛应用于抽水蓄能电站和尾矿库及尾矿坝防渗工程。 四、历年获奖情况 课题研究中,多项技术实现了突破,取得了3项专利和1项省部级工法。历年获奖情况是：获云南省2016年科学技术进步二等奖,中国电建2018年度科学技术进步一等奖。