建设中的世界第一高坝——双江口心墙堆石坝

中国大坝发展水平已是世界前列徐泽平（中国大坝协会副秘书长、中国水科院教高）现代水利周刊：请您简要介绍一下堆石坝的发展历史。

徐泽平：土石坝系指由当地土料、石料或土石混合的材料，经过抛填、碾压等方法而堆筑成的挡水坝。

当坝体材料以土和沙砾为主时，称为土坝，以石渣、卵石、爆破石料为主时，则称为堆石坝。

堆石坝的建设具有非常悠久的历史，其坝型分类主要有心墙堆石坝（土质心墙、沥青混凝土心墙等）和面板堆石坝（钢筋混凝土面板和沥青混凝土面板等）两种，其中以土质心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝的应用最为广泛。

从堆石坝的发展历史看，大致可以划分为3个阶段。

20世纪30年代以前为早期阶段，以抛填堆石为特征，坝型以面板堆石坝为主，坝高达到100米量级，土质心墙堆石坝相对而言没有很大的发展。

20世纪30年代至60年代初为过渡阶段，在这一段时期内，随着坝高的增加，抛填堆石变形过大而导致面板和接缝损坏使坝体产生大量渗漏的问题逐渐突出，从而使面板堆石坝的建设长期处于停滞状态。

而反之，土力学理论上的进步，使心墙堆石坝在这一时期得到了较为快速发展，坝高达到了150米量级。

20世纪60年代以后，振动碾和薄层碾压堆石的推广应用，降低了堆石的变形，使面板堆石坝重新兴起，堆石坝的发展进入的现代阶段。

一批高混凝土面板堆石坝相继建成。

与此同时，心墙堆石坝也因施工机械和施工方法的改进而得到了进一步的发展。

目前，混凝土面板堆石坝的坝高已达到200米量级，而心墙堆石坝的坝高更达到300米量级，两者已成为当今高土石坝工程的两种代表性坝型。

堆石坝也是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的坝型之一。

现代水利周刊：与其他坝相比堆石坝有何特点和不足？徐泽平：堆石坝作为一种典型的当地材料坝，其筑坝材料可以根据坝区的地质条件和地形特点就地取材，从而可以节省大量的水泥、钢材等建筑材料的长途运输费用。

同时，由于其自身的坝型特点，堆石坝在筑坝材料的选择上具有较宽的范围和多样的可能，其材料分区的布置大多也可以根据料源的情况灵活布置。

文章编号:1006 2610(2018)03 0036 06300m 级心墙堆石坝与地下厂房洞室群渗流分析与控制段　斌1,李善平1,唐茂颖1,肖培伟1,李永红2(1.国电大渡河流域水电开发有限公司,成都　610041;2.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,成都　610072)摘　要:渗流分析与控制对高心墙堆石坝工程安全至关重要㊂双江口水电站心墙堆石坝最大坝高314m,地下厂房洞室群规模巨大,工程厂坝区的水文地质条件复杂㊂采用4种有限元法进行渗流计算分析和渗流控制方案研究,反演得到天然渗流场边界水位和材料渗透参数,建立4套有限元计算模型,计算分析运行期不同方案下渗流场分布㊁渗透坡降和渗流量,研究渗流控制方案的可行性和合理性,为双江口水电站工程安全运行奠定了基础㊂关键词:300m 级高坝;渗流;有限元法;双江口水电站中图分类号:TV641.41;TV223.4 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2018.03.010Analysis and Control of Seepage Flow in 300m -level Rockfilled Dam with Coreand Underground Powerhouse Cavern GroupDUAN Bin 1,LI Shanping 1,TANG Maoying 1,XIAO Peiwei 1,LI Yonghong 2(1.China Guodian Dadu River Hydropower Development Co.,Ltd.,Chengdu　610041,China ;2.POWERCHINA Chengdu Engineering Corporation Ltd.,Chengdu　610072,China )Abstract :The seepage analysis and control is critical to safety of the high rockfilled dam with core.The maximum dam height ,Shuangjiangkou Hydropower Project ,is 314m.The underground powerhouse cavern group is huge in scale.The hydrological and geolog⁃ical conditions in both dam and plant areas are complicated.Four finite element methods are applied to compute and analyze seepage flow and study the seepage control schemes.The boundary water level of the natural seepage field and the permeable parameters of materials are obtained through inversion.Four models for computation by the finite element methods are built to compute and analyze seepage fielddistribution ,seepage gradient and seepage flow under different schemes as well as study the feasibility and rationality of the schemes for the seepage control.These lay sound foundation for the safety operation of Shuangjiangkou Hydropower Project.Key words :300m-level dam ;seepage flow ;finite element method ;Shuangjiangkou Hydropower Project 收稿日期:2017-12-28 作者简介:段斌(1980-),男,四川省北川县人,工学博士,高级工程师,主要从事水电工程建设技术和管理工作. 致 谢:感谢中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司双江口项目部的大力支持和帮助.0　前　言渗流分析与控制对高心墙堆石坝工程安全至关重要㊂美国Teton㊁Fontenelle 心墙土石坝都曾经发生过渗流冲刷而导致坝体破坏;中国曾对241座大型水库电站发生的近千个工程安全问题作过统计,发现约37.1%的安全问题是由于渗流引起的㊂水利水电工程渗流分析与控制技术是水力学与岩土力学的融合㊂随着现代科技进步,该技术在基本理论㊁试验手段㊁计算方法和工程应用等方面都得到了极大发展㊂水利水电工程枢纽区地形地质条件复杂,大坝坝体㊁地下洞室㊁防渗和排水等水工结构众多,各种材料渗流特性各异,渗流计算涉及的范围也很大,因而必须采用有限元等数值计算方法才能获得比较符合实际的渗流场㊂水电工程渗流分析的特点是计算域内存在一个地下渗流场,自由面以上为非饱和渗流区,自由面以下为饱和渗流区㊂由于非饱和渗流对于水电工程渗流影响不大,因而需要采用有自由面渗流的饱和算法来计算稳定渗流场㊂自由面的求解问题在本质上是非线性自由边值问题,目前求解这63段斌,李善平,唐茂颖,肖培伟,李永红.300m 级心墙堆石坝与地下厂房洞室群渗流分析与控制===============================================类问题的有限元分析方法总体上分为2类:一类是变网格迭代法;另一类是固定网格迭代法㊂由于变网格法工作量较大,而且容易使自由面附近的网格出现畸形,一般很少采用㊂固定网格法分为复合单元法[1-2]和初流量法[3-4]两类㊂变单元渗透系数法㊁改进单元渗透矩阵调整法㊁复合单元全域迭代法属于前者;剩余流量法㊁改进剩余流量法㊁初流量法㊁改进初流量法㊁变分不等式法㊁截止负压法㊁结点虚流量法等属于后者,丢单元法㊁子单元法㊁虚单元法则属于改进的移动网格法㊂排水孔是水利水电工程中极为重要且应用广泛的渗控措施,在渗流计算中,对排水孔的处理一直是工程界关注的重点之一㊂由于排水孔的孔径尺寸较小(约5~10cm),排列密集数量众多,从而导致在渗控分析中对排水孔模拟的困难㊂目前对排水孔模拟主要包括节点水位约束法㊁排水子结构法㊁解析解与有限元结合法(如以缝代井法㊁以沟代井法㊁半解析法)等方法㊂1　工程概况与基本条件1.1　工程概况作为300m 级心墙堆石坝典型代表 大渡河双江口水电站,设计装机容量2000MW,多年平均年发电量77.07亿kWh㊂枢纽工程由拦河大坝㊁右岸泄洪建筑物㊁左岸引水发电系统(地下厂房)等组成㊂拦河大坝采用土质心墙堆石坝,最大坝高314m㊂1.2　坝址区地质条件坝址区两岸山体雄厚,河谷深切,谷坡陡峻,出露岩体主要为花岗岩㊂河床冲积层最大厚度67.8m,从下至上总体可分为3层:第①层为漂卵砾石层,第②层为(砂)卵砾石层,第③层为漂卵砾石层㊂坝址区除右岸F1断层规模相对较大外,主要由一系列低序次㊁低级别的小断层㊁挤压破碎带和节理裂隙结构面组成㊂坝区地下水分为第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水2种类型㊂第四系孔隙水主要分布于河谷地带的松散堆积物中,受大气降水㊁河水及两岸地下水补给,向下游排泄,具强透水性㊂花岗岩岩体较完整,岩体含水不丰,基岩裂隙水主要赋存于浅表部卸荷岩体㊁裂隙密集带或断层上盘破碎带岩体中,呈脉状分布㊂基岩透水差,脉状裂隙水间水力联系弱,基岩裂隙水与局部承压水主要受大气降水补给,向河谷排泄㊂1.3　防渗排水体系大坝坝顶高程2510.00m,河床部位心墙底高程2198.00m,基底设2m 厚混凝土基座,心墙与两岸坝肩接触部位的岸坡表面设垂直厚度1m 的混凝土盖板,心墙与盖板连接处铺设水平厚度3m 的黏性土㊂大坝坝体典型断面见图1,基础防渗采用帷幕灌浆处理,见图2㊂帷幕深入透水率小于1Lu 的相对不透水层(见图2中帷幕灌浆底线)㊂右岸防渗帷幕覆盖F1断层,左岸防渗帷幕与厂房部位帷幕连成一体,河床部位帷幕底高程2100.00m㊂两岸2460.00m 高程以上部分布置1排帷幕灌浆,孔距1.5m;2460.00m 高程以下部分采用2排帷幕灌浆,排距1.5m㊁孔距2m㊂地下厂房洞室区的防渗排水系统采用 先阻后排㊁防排并举”的立体布置方式㊂在厂房和主变室的外围,分层设置排水廊道㊂在厂房上游侧及靠河侧设1道防渗帷幕,防渗帷幕由2排灌浆孔组成,孔距2.0m㊁排距1.5m;紧接防渗帷幕之后设排水帷幕1道,并在厂房上游侧约15.0m 的位置设置3层排水廊道㊂洞室内顶拱及边墙设排水孔,厂内设排水沟㊂地下厂房和主变洞顶部设置 人字顶”排水孔幕㊂地下厂房区的渗控布置见图3㊂图1　双江口水电站心墙堆石坝坝体典型断面图 单位:m73西北水电㊃2018年㊃第3期===============================================图2　双江口水电站心墙堆石坝轴线剖面图 单位:m图3双江口水电站地下厂房区防渗排水体系图单位:m 2　渗流场有限元计算方法2.1　基本理论渗流分析的数学模型通常建立在达西定律基础上㊂水利水电工程渗流分析一般考虑为不可压缩流体在刚体介质中进行不随时间变化的稳定渗流,则运动方程:v=-k×grad h(1) 连续性方程:əv xəx+əv yəy+əv zəz=0(2) 微分方程:əəx(k xəhəx)+əəy(k yəhəy)+əəz(k zəhəz)=0(3) 考虑相应定解条件,采用有限元计算方法即可求解以上方程㊂2.2　主要考虑因素(1)裂隙岩体特性:各向同性连续介质㊁各向异性连续介质㊂(2)计算模型:3D模型㊁2D模型㊂(3)自由面计算方法:复合单元法㊁初流量法㊂此2种方法又可细分多种具体方法,见前言部分㊂(4)出渗边界模拟:是否考虑合理的边界条件确定真实出渗点㊂(5)排水孔模拟:节点水位约束法㊁排水子结构法㊁解析解与有限元结合法,见前言部分㊂2.3　具体方法设定双江口水电站枢纽区渗流分析采用4种具体的计算方法,见表1㊂表1　双江口枢纽区渗流分析有限元计算方法表83段斌,李善平,唐茂颖,肖培伟,李永红.300m级心墙堆石坝与地下厂房洞室群渗流分析与控制===============================================3　天然渗流场反演分析3.1　反演分析目的与方法天然渗流场反演分析是结合地质分区及相关参数㊁现场勘探水文地质资料和地下水位观测孔资料等,对工程区天然渗流场进行反演分析,确定各渗透分区的渗透系数(渗透张量)以及水力边界条件,掌握天然地下水系统的分布特点,为运行期的渗流场分析及渗控措施的优化提供合理的参数和边界条件㊂在渗流场反演分析中,采用非线性规划拟合方法进行求解,将各测点水头的计算值与观测值的总体拟合程度作为反演分析精度的主要评价指标[5]㊂3.2　反演渗流场边界水位由于计算方法1~4的模型大小和边界不尽相同,以计算方法1和3为例反演出的模型边界水位见图4㊁5[6-7]㊂图4计算方法1相应模型左右岸边界的地下水水位分布图图5计算方法3相应模型左右岸边界的地下水水位分布图3.3　材料渗透参数以计算方法1和3为例,相应计算模型渗透分区材料渗透参数见表2~3㊂4　运行期渗流控制方案研究4.1　有限元计算模型基于计算方法1~4提出的渗流分析三维有限元计算模型见图6㊂4.2　基本方案渗流分析4.2.1　渗流场分布以地下厂房区的渗流场分布为例,按照计算方法1~4得到的三大洞室(主厂房㊁主变室㊁尾调室)表2　计算方法1对应的分区材料渗透参数表表3　计算方法3对应的分区材料渗透参数表剖面的等势线分布见图7㊂可见,主厂房洞室和主变洞洞室顶部则基本上被疏干,但其四周的地下水位仍很高,而尾水调压室基本上处在地下水位线以下㊂地下厂房区地下水位的大幅降落主要是由于排水孔幕以及洞室壁面的排水作用引起的,而厂区的93西北水电㊃2018年㊃第3期===============================================帷幕在计算中则没有发挥阻水作用,这是因为帷幕的渗透系数和厂区微新岩体的渗透系数是相同,在帷幕位置没有形成密集的等势线分布㊂由此可见,设计渗控方案下的厂区排水系统还是非常有效的,能够保证主厂房和主变洞室顶部的地下水被疏干㊂图6　计算方法1~4对应的三维有限元计算模型图4.2.2　渗透坡降坝体坝基各部位最大渗透坡降见表4㊂心墙顶部渗透坡降约为1.4~2.0,心墙下游侧出溢坡降最大为3.59,心墙内部的渗透坡降均在3.0以下,心墙与混凝土基座的最大接触坡降为3.14,满足渗透稳定要求;坝基防渗帷幕的最大渗透坡降为11.5~16.14,位于左岸坝基底部,坝基各覆盖层的渗透坡降均未超过允许渗透坡降㊂表4　设计渗控方案坡降对比表F1断层从上游冲沟一直延伸到下游河道附近,渗透系数为5.0×10-3cm /s㊂帷幕上下游侧地下水自由面的水头跌落不是很大,约为19.5m,这主要图7　计算方法1~4得到的地下厂房三大洞室剖面等势线分布图是因为F1断层只是被防渗帷幕部分阻断,断层内防渗帷幕的渗透梯度最大值约6.32;当F1断层被帷幕截断时,断层内防渗帷幕的渗透梯度最大值约7.20;当断层渗透系数为5.0×10-2cm /s 时,防渗帷幕未完全截断F1断层,断层内防渗帷幕的渗透梯度最大值约15.78,防渗帷幕完全截断F1断层,断层内防渗帷幕的渗透梯度最大值约为28.93㊂4.2.3　渗流量通过坝体心墙的渗流量约为948~1161m 3/d,通过坝基帷幕及其以下基岩的渗流量约为3465~04段斌,李善平,唐茂颖,肖培伟,李永红.300m 级心墙堆石坝与地下厂房洞室群渗流分析与控制===============================================4080m3/d;地下厂房三大洞室壁面的出渗流量计算值约为253~753m3/d,厂区主帷幕后面的排水孔幕的出渗流量约为1280~3752m3/d,厂区排水廊道及其排水孔幕总的出渗流量约为330~1194m3/d㊂计算方法1~4得到的坝体和厂区渗流量见表5㊂表5　坝体和厂区计算渗流量表/(m3㊃d-1)4.3　厂区渗控方案优化分析4.3.1　优化方案分析组合在基本方案的基础上进行进一步渗控优化[11-12],主要内容包括:①坝基防渗帷幕的渗透性控制比较;②坝基防渗帷幕不同深度渗控计算分析比较;③左岸帷幕及其后的排水孔幕不同平面延伸长度计算分析比较;④地下厂房区防渗帷幕不同渗透性计算比较分析;⑤地下厂房区不同排水孔幕布置渗控分析比较;⑥厂区排水孔局部失效对渗流场的敏感分析比较等㊂渗控优化分析组合见表6㊂表6　厂区渗控优化组合情况表4.3.2　优化方案分析成果(1)当厂区帷幕渗透系数为3.0×10-6cm/s 时,厂房上游侧主帷幕前的水位小幅升高约4~7m 左右,但帷幕下游侧与厂房之间的水位变化较小㊂地下厂房下游侧顶部地下水位线要比设计方案低大约5~10m左右㊂(2)厂区左侧帷幕(渗透系数为3.0×10-6 cm/s)延长100m后,尾水调压室洞室处的地下水位比设计方案降低约15m,但对降低主厂房和主变洞周围的地下水位作用很小㊂(3)由于厂区防渗帷幕的渗透系数和周围岩体的渗透系数相差不大,其地下水位的降落主要靠排水孔幕来实现,厂区排水系统是非常必要的㊂(4)厂房洞室和主变洞室顶部的 人字顶”排水取消后,厂房顶部的地下水位比设计方案略高,这说明 人字顶”的作用不明显,这主要是因为其它的排水设备作用比较强,使 人字顶”排水大部分都处于干区㊂然而,作为安全储备地下厂房和主变洞室顶部的 人字顶”排水还是必要的,但孔间距可以适当放大一些㊂(5)在基本方案的基础上,厂区局部的排水孔幕的加密或取消对厂房洞室区的地下水位有一定的影响,但不明显㊂从渗流量上看,加密或取消排水孔,其渗流量也没有显著变化㊂(6)当排水孔失效30%时,主厂房洞室右半部分处在地下水位线以下,地下水位抬升很高,主变洞室顶部仍然处于干区,但周围地下水位升高;排水孔失效50%,厂区的地下水位进一步升高㊂这说明排水系统不能有较高的失效比例,以确保排除厂区地下水㊂5　结　语双江口水电站心墙堆石坝最大坝高超过300 m,地下厂房洞室群规模巨大,工程厂坝区的水文地质条件复杂,采用4种有限元法进行渗流计算分析和渗流控制方案研究,得出以下主要结论: (1)考虑裂隙岩体特性㊁自由面计算方法㊁出渗边界㊁排水孔模拟方法等因素确定的4种有限元方法,得出的渗流场分布㊁渗透坡降㊁渗流量的基本规律相差不大,可作为渗流控制方案设计的依据㊂(2)通过对厂坝区防渗系统的分析,坝体坝基的防渗系统(心墙+防渗帷幕)能够有效地控制地下水的分布,可以此为基础根据实际地质条件进行渗控方案的优化和调整㊂(3)防渗帷幕的阻水作用在不同部位有所差异㊂在地下厂区,由于防渗帷幕主要处于微透水~(下转第44页)14西北水电㊃2018年㊃第3期===============================================图1　抗震稳定分析的危险滑弧位置图 综上所述,在高烈度地区建坝采用应力稳定分析进行抗震计算,对降低工程造价㊁保证大坝抗震安全是十分必要的㊂参考文献:[1]　段斌,李善平,严锦江,李永红,王观琪.300m 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(上接第41页)弱透水岩体内,帷幕渗透系数与岩体渗透系数较为接近,厂区防渗帷幕的阻水作用非常有限,减小或增大防渗帷幕渗透系数对厂区渗流场分布及渗流量影响均较小㊂而坝区由于防渗帷幕主要位于强透水㊁中等透水等岩体,减小或增大防渗帷幕渗透系数对坝区渗流场分布规律影响不大,但对坝区渗流量影响较大㊂(4)厂区渗流量以厂区排水廊道及防渗帷幕后排水孔幕的渗流量为主,占整个厂区渗流量的80%~90%,厂区排水系统对厂区渗流起到关键的控制作用,其中帷幕后排水廊道的渗流量较大,即库水在透过防渗帷幕后,大部分通过排水孔幕进入排水廊道系统㊂(5)右岸F1断层自身渗透系数的大小以及其延伸深度对右岸渗流场以及其中的帷幕渗透梯度有较大影响㊂当F1断层的渗透系数为5.0×10-3cm /s 时,F1断层的规模及其是否被帷幕截断,这对右岸渗流场影响不大;但若F1断层的渗透系数为5.0×10-2cm /s 时,其透水性很强,必须利用帷幕进行拦截,同时F1断层沿深度方向越浅,帷幕拦截效果就越好,但其中的帷幕渗透梯度值就增加很多,建议在局部适当加厚帷幕㊂参考文献:[1]　Bathe K.J.and Khoshgoftan M.R.,Finite element for surfaceseepage analysis without mesh iterion [J ].Int.J.Num.Anal.Methods in Geomechanics,1979(03):3-22.[2]　杜延龄,许国安,黄一和.复杂岩基三维渗流分析研究[J].水利学报,1991(07):19-26.[3]　Baiocchi C.,Comincioli V.,Magenes E.,Pozzi G.A.,Freeboundary problem in fluid flow through porous media:existence and uniqueness therems[J].Ann.Mat,Pura Appl.1973(97):1-82.[4]　速宝玉,詹美礼,王媛.裂隙渗流与应力耦合特性的试验研究[J].岩土工程学报,1997,19(04):73-77.[5]　段斌,张林,何江达,等.复杂裂隙岩体天然渗流场反演分析[J].水力发电学报,2012,31(03):188-193.[6]　盛金昌,速宝玉,詹美礼.三维天然渗流场反演分析及工程应用[J].岩石力学与工程学报,2003,22(02):203-207.[7]　ZHAN Mei ~li ,SU Bao ~yu.New method of simulating concen⁃trated drain holes in seepage control analysis [J].Journal of Hy⁃drodynamics,Ser.B,1999(03):27-351.[8]　纪伟.裂隙岩体渗流等效性及数值模拟研究[D].南京:河海大学,2005.4.[9]　盛金昌,速宝玉,赵坚,等.溪洛渡拱坝坝基渗流应力耦合分析研究[J].岩土工程学报,2001(01):104-108.[10]　周维垣,杨强.岩石力学数值计算方法[M].北京:中国电力出版社,2005.[11]　段斌,李善平,严锦江,李永红,王观琪.300m 级心墙堆石坝可研阶段筑坝关键技术研究[J].西北水电,2018(01):1-7.[12]　徐清,何江达,谢洪强等.300m 级高土石坝地下厂区渗流场及渗控措施研究[J].水电能源科学,2014,32(07):78-82.44骆秀萍,易平.乌拉泊水库抗震稳定计算方法对比分析===============================================。

中国心墙堆石坝的发展与展望 心墙堆石坝具有就地取材、安全经济以及适应性好等优点，在国际上建设的高坝大库工程中被广泛应用。

20世纪80年代，苏联（今塔吉克斯坦境内）建成了当时世界上最高的努列克水库大坝，坝型为心墙堆石坝，最大坝高达300m，同期规划拟建的罗贡心墙堆石坝，大坝高度甚至达到了335m。

我国高心墙堆石坝建设，走过引进吸收和持续创新发展的历程，20世纪80年代末，应用现代堆石坝筑坝技术，建成了石头河心墙堆石坝，逐步掌握了坝高100m 级以上高心墙坝建设的关键技术，拓宽了防渗土料的利用范围，如黄土类土、宽级配砾石土和碎石土风化料的利用等，同时对不同土料采取针对性工程措施，在复杂深厚覆盖层上建坝技术飞跃发展，至21世纪初，成功建成50m 深覆盖层上的小浪底心墙堆石坝，坝高达160m。

随着我国西部大开发和西电东送战略的实施，我国在交通条件差、外来运输量大、地质背景复杂等西部地区广泛采用该坝型，先后建设了瀑布沟、糯扎渡、长河坝、两河口等心墙堆石坝，坝高已接近300m 级，坝基覆盖层防渗处理深度达100m 级。

心墙堆石坝是一种半经验半理论的坝型，经过国内学者和工程师们的不懈努力，在试验方法、本构模型、特约栏目主编 | 湛正刚，男，正高级工程师，中国电建集团首席技术专家，贵州省核心专家，现任中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司副总经理、总工程师。

长期从事水电水利工程技术工作，主持过我国多项大型水电水利工程勘测设计和国家地方科技研发项目，参加了我国高堆石坝前沿技术研究工作，在堆石坝设计科研方面造诣较深，工程实践经验丰富。

曾获国家科技进步奖和省部级科学技术奖10余项，被授予全国优秀科技工作者、全国劳动模范等荣誉称号。

防渗控制、流变分析、防震抗震、施工工艺及质量控制等方面取得了丰富而卓有成效的研究成果，主要体现在以下几个方面： （1）心墙堆石坝适合“V”型、“U”型和不对称型等各种高山峡谷和宽浅河谷，能适应各种不同的地质条件、任何不良的坝址基础，经处理后均可筑坝。

中国水利水电建设工程咨询西北公司堆石坝研讨会糯扎渡水电站心墙堆石填筑施工工法及质量控制中国水利水电建设工程咨询西北公司糯扎渡监理中心二O一一年三月二十日目录1 工程概况 (1)2 坝料开采施工工法及质量控制 (1)2.1堆石料开采、回采施工工法及质量控制 (1)2.2混合土料开采、掺砾土料制备施工工法及质量控制 (3)2.3接触粘土开采施工工法及质量控制 (5)2.4反滤料加工与质量控制 (6)3各种坝料施工参数 (7)4各种坝料填筑施工工法 (9)4.1接触粘土填筑施工工法 (9)4.2掺砾土料填筑施工工法 (10)4.3反滤料填筑施工工法 (10)4.4细堆石料及粗堆石料填筑施工工法 (11)5各种坝料填筑施工质量控制要点 (12)5.1接触粘土填筑质量控制 (12)5.2掺砾土料填筑质量控制 (14)5.3反滤料填筑质量控制 (16)5.4堆石料填筑质量控制 (16)5.5数字大坝填筑质量监控系统的应用 (18)6施工质量情况 (19)6.1坝料填筑层厚及边界控制情况 (19)6.2各种坝料压实及级配检测情况 (19)6.3大坝填筑质量验收评定情况 (20)7结束语 (21)1 工程概况糯扎渡水电工程属大（Ⅰ）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。

工程以发电为主，兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益，水库具有多年调节性能。

该工程由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸泄洪洞、右岸泄洪道、左岸地下式引水发电系统及导流工程等建筑物组成。

水库库容为237.038亿m3，电站装机容量5850MW（9×650 MW）。

糯扎渡水电站心墙堆石坝坝顶高程为821.5m，坝顶长627.87m，心墙基础最低建基面高程为560.0m，最大坝高261.5m，为同类坝型世界第三，亚洲第一高坝；坝体基本剖面为中央直立心墙形式，即中央为砾质土直心墙，心墙两侧为反滤层，反滤层之外为堆石体坝壳，坝顶宽度为18m，上游坝坡坡度为1：1.9，下游坝坡坡度为1：1.8。

大坝安全状况分析水库大坝是我国水利工程体系中的重要组成部分，但同时溃坝也会带来人民生命财产的巨大损失。

通过综合国内水电站资料，从历史溃坝资料分析了我国水坝的安全状况。

通过溃坝概率分析，提出了溃坝风险防范的重点是中低坝，避免发生系统性风险的是高坝大库。

建立水电工程运行期安全鉴定制度，对工程分类、安全隐患分级进行管理，集行业优势资源进一步加强对大坝、枢纽以及流域在运行期的安全管理非常必要。

标签：大坝建设；溃坝分析；大坝安全管理1 大坝作用及溃坝危害水库大坝是我国水利工程体系中的重要组成部分，同时也是国民经济的重要基础设施，在防洪、供水、发电、灌溉、航运、水产养殖、改善生态环境等方面发挥着巨大的综合效益。

首先，大坝的建设可以解决水资源短缺的问题。

我国的总体水资源虽然比较丰富，但是人口基数众多而导致人均水资源数量严重不足。

随着社会主义的不断建设，水资源短缺现象日益突兀，而改变这种现状的措施之一就是建设一批大型蓄水水库，增加资源的可利用程度。

其次，在防洪方面，水库大坝也有着巨大的作用。

在防洪区上游的适当位置，可以兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容来拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。

对于一年中可能出现数次洪水的河流，可在洪峰过后将滞留在水库中的洪水在确保下游安全的前提下下泄到原河道，使水库水位回落到防洪限制水位，以迎接下一次洪水，多次发挥水库防洪库容的调蓄作用。

虽然水库大坝有众多好处，但由于我国很多大坝建造时间比较早，随着时间的推移，水库大坝难免会出现老化、破损等现象。

溃坝事件的出现，往往代表着一大批生命和财产的损失。

而且溃坝洪水的破坏能力与众多因素有关，如水库库容面积的大小，上下游水头差、溃口面积的大小、下游河道两岸的地形等等，库容面积越大、上下游水头差越大，溃坝洪水的破坏能力就越强。

溃坝洪水的立波向前推进的速度一般可以达到30～40km/h，溃坝洪水波高可达到数米甚至四五十米，溃坝洪水立波所经之處，河槽内水位瞬息剧增，表现出惊骇的破坏力[1]。

设计土石坝对学生的意义1.课题研究的意义土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。

土石坝如此广泛的应用，那就要求我们要掌握土石坝的设计以及施工工艺。

进行土石坝的研究，可以让我们①掌握如何根据地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面，经综合比较选定坝型，了解土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特点以及在枢纽中的布置;②了解和掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定;③在对土石坝枢纽中各建筑物的设计中，了解各建筑物的选型比较方法以及所选定建筑物的设计难点和重点，并掌握相应的设计方法;④掌握计算机绘图和程序计算方法，培养设计报告撰写能力;⑤通过设计研究，培养文献资料查阅、发现问题、独立思考问题和解决问题的能力。

2.国内外研究进展土石坝是历史最为悠久的一种坝型。

目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。

据不完全统计，我国兴建的各种类型的坝共有8.48万座，其中95%以上为土石坝。

21世纪我国水利水电事业将进入大发展时期，在西部大开发的战略下，一批水利水电工程将在黄河上游、长江中上游干支流、红河等水利资源丰富的江河上开工建设。

在国外土石坝的发展速度同样迅速，所建的百米以上的高坝中，土石坝所占的比重呈逐年增长趋势，20世纪50年代以前为30%，60年代接近40%，70年代接近60%，到80年代后增至70%以上。

随着近代的土石坝筑坝技术的发展，促成了一批高坝的建设。

目前，世界上已建成的最土石坝为前苏联的努列克坝，高300m。

我国已建成的天生桥一级面板堆石坝，高178m，在建的水布垭面板堆石坝，高233m，在建的糯扎渡心墙堆石坝，高261.5m。

设计中的双江口堆石心墙坝，高314m。

3.当前研究存在的问题土石坝的当前研究主要存在：一是水库的渗流问题，二是除险加固的问题，三是新型材料的使用。

在坝与水库失事的统计中1/4是由于渗流问题引起的，我国大坝数量居世界首位，溃坝率亦居世界前列。