概　述
长河坝水电站为大渡河干流水电梯级开发的第10 级电站,枢纽主要建筑物由砾石土心墙堆石坝、引水发电系统、2 条开敞式泄洪洞、1 条深孔泄洪洞和1条放空洞等建筑物组成。长河坝水电站最大坝高240m,总库容为10． 75 亿m3,电站装4 台650MW 混式水力发电机组、总容量600MW。工程为一等大(1)型工程,挡水、泄洪、引水及发电等永久性主要建筑物为1 级建筑物,永久性次要建筑物为3 级建筑物,临时建筑物为3 级建筑物。
工程施工采用断流围堰、隧洞泄流、大坝基坑全年施工的导流方式。初期导流标准为50a 一遇,相应洪水流量5790m3 / s。右岸布置的2 条初期导流洞参与初期施工导截流任务,中期导流洞和水工永久泄水建筑物参与中后期导流任务。
2　工程地质条件
长河坝坝址区为典型高山峡谷地貌,两岸呈不对称的“V”型。上游围堰布置于峡谷出口处,两岸自然边坡陡峻,左岸为基岩陡壁,坡度一般55° -70°,右岸山脊坡度一般55° - 65°,而象鼻沟堆积体自然坡度35° -40°。
根据钻孔资料,河床覆盖层厚约70． 0m。层次结构及各层的物理力学特性与坝基相似,自下至上由老至新分为3 层:第①层漂卵砾石层:分布河床底部,厚3． 3m - 28． 5m;第②层含泥漂卵砂砾石层,厚5． 8m -54． 5m,分布在河床覆盖层中部及一级阶地上,第③ 层漂卵砾石: 分布河床浅表, 厚4． 0m -25． 8m。漂卵砾石层具强透水性,抗渗稳定性差,易产生管涌破坏。
上游围堰主要工程地质问题:
1)由于堰基持力层各层的组成物质、结构及物理力学性质均存在差异,分布位置和厚度亦不尽相同,堰基存在不均匀沉降问题。
2)堰基渗漏及渗透稳定:堰基覆盖层各层(除②- C 砂层外)均具强- 极强透水性,截流后存在沿堰基覆盖层向下游渗漏问题,需采取适宜的防渗措施。堰基各层抗渗强度低,其主要破坏形式为管涌,且各层渗透性存在一定的差异,堰基存在渗透变形破坏及渗透稳定问题,第② - C 砂层与其它各层接触带部位由于渗透性差异大,可能产生接触冲刷和接触流失的工程地质问题,因此需采取适宜的抗渗措施。
3)堰肩渗漏及堰肩边坡稳定:堰顶高程强卸荷水平深度一般30 - 40m。强卸荷岩体结构松弛,结构面多张开,具强透水性,存在堰肩绕渗问题,应进行必要的帷幕防渗处理。建议堰肩水平防渗深度宜超过强卸荷带岩体[1] 。
3　上游围堰结构设计
3． 1　平面布置
根据导流洞布置、基坑施工开挖和上游围堰运行要求,上游围堰布置于大坝上游约550m 处。
3． 2　堰顶高程
根据水力学计算及导流整体模型试验,当遭遇导流设计标准洪水QP = 2% =5790 m3 / s 时,1#、2#导流洞联合泄流,上游水位1528． 30m,考虑安全加高及浪爬高, 上游围堰顶高程1530． 50m, 最大堰高
53． 5m,围堰轴线长约171． 5m。
3． 3　堰体结构
坝址河段河床覆盖层深厚,不宜修建混凝土围堰。而土石类围堰能充分利用当地材料,结构简单,施工方便,能够适应深厚覆盖层基础,又可使用大型施工设备进行高强度堆筑,在一个枯水期内完建,满足汛期挡水条件,故采用土石类围堰。
围堰基础防渗采用封闭式混凝土防渗墙型式,堰体采用适应变形能力强、能快速施工的复合土工膜心墙防渗。
上游围堰顶高程1530． 5m、最大堰高53． 5m,堰顶宽度13． 5m,上、下游边坡分别为1∶2． 0和1∶1． 8,基础混凝土防渗墙最大深度为91． 5m。上游围堰典型断面见图1。

4复合土工膜心墙设计
4.1心墙结构设计
堰体防渗结构型式可采用心墙或斜墙型式。心墙防渗结构围堰工程量及投资较小,防渗心墙与两岸连接结构简单,施工方便;但防渗心墙必须在基础防渗墙完工后才能施工,有效工期短,心墙与堰体堆筑施工干扰较大,围堰上升速度较慢。斜墙防渗结构围堰边坡较缓,工程量相对较大,防渗体与两岸连接不如心墙方便,但堰体填筑可与基础防渗墙同时施工,有利于争取工期。但受右岸初期导流洞布置、上游象鼻沟和大坝基坑开挖影响,围堰布置区域有限,围堰规模不宜过大[2]。因此,上游围堰堰体采用工程量和投资较小的复合土工膜心墙防渗。
复合土工膜心墙布置在围堰中部,最大高度36m。复合土工膜两侧分别设置垫层进行保护,垫层采用人工砂或天然砂料填筑,厚度4m。垫层料外侧设置过渡料与堰体填筑料连接,过渡料采用连续级配,最大粒径不超过180mm,压实后具有低压缩性和高抗剪强度,并具有自由排水性。过渡料厚度2m,两侧坡比均为垂直坡。复合土工膜采用“之”字形式上升,每增高0.5m改变一次复合土工膜的铺设方向,水平投影宽0.8m。
4.2复合土工膜材料选择
选择可用焊接机焊接、操作方便、接缝质量有保证、工厂生产的材料幅宽较宽、伸长性与均匀性好、抗顶破或损坏能力强及透气好的复合高密度聚乙烯膜(HDPE)。根据规范和国内外已有的工程经验,考虑到围堰挡水水头高(挡水水头71.3m)、运行时间长(5a)、环境较为恶劣等特点,设计采用二布一膜规格为350g/0.8mmHDPE/350g ,涤纶短纤维无纺布的复合土工膜。

复合土工膜主要控制指标见表1。

4.3复合土工膜与防渗墙的连接
复合土工膜与基础混凝土防渗墙的连接部位是围堰防渗的薄弱环节,需高度重视连接部位的处理。
混凝土防渗墙施工完成后,施工平台2.0m 以下的表层次料混凝土应按设计要求挖除,浇筑C20盖帽混凝土。盖帽混凝土顶宽4m,高2m,下部与混凝土防渗墙相接,宽度1m。复合土工膜与盖帽混凝土连接大样见图2。

复合土工膜与混凝土防渗墙盖帽混凝土的连接采用埋置法,复合土工膜埋入盖帽混凝土中的长度>1.3m ,并将其端部50cm范围内的上、下层土工布剥离。
4.4复合土工膜与岸坡的连接
复合土工膜与两岸连接部位也是围堰防渗的薄弱部位。在两岸设置混凝土盖板,并在盖板上对两岸基岩进行帷幕灌浆,以减小通过两岸堰肩的绕渗。盖板混凝土底宽5m,两侧开挖坡比1:0.3 ,往基岩内侧开挖厚度≥2m。复合土工膜埋入混凝土盖板中的长度>1.Om ,并将其端部50cm范围内的上、下层土工布剥离。复合土工膜与混凝土盖板连接大样见

4.5伸缩节设置
为适应堰体及堰基的沉降变形,在复合土工膜与盖帽混凝土连接处和复合土工膜心墙每升高12一15m高程处各设置一道伸缩节。复合土工膜伸缩节采用折迭形式,展开长度为150cm。复合土工膜伸缩节大样见图4。