复合土工

南欧江梯级水电站是中国企业在境外首次获得整个流域开发权和整体规划的BOT项目，按"一库七级”设计，分两期开发，一期建设二、五、六级，二期建设一、三、四、七级水电站。总装机容量达127.2万干瓦，多年平均发电量50亿干瓦时，总投资约28亿美元。本项目的创新点在于首次在同一个水电项目的碾压和常态混凝土中大量单掺应用石粉代替粉煤灰，突破以往工程应用局限和规范要求。因地适宜地提出CSG纵向围堰断面，建成了国内外堰高最高、综合坡比最陡的纵向围堰。首次成功地在软岩高坝坝面采用无覆盖复合土工膜防渗，建成了目前世界最高（85）和软岩填筑比例最大（81%）的复合土工膜全断面软岩堆石坝。 CSGR坝地质地形条件适应性强，完全采用河床砂砾料，减少料场开采爆破，降低开挖废弃料，最大程度上避免植被和土地破坏，减少粉尘、废水等对环境的污染，有良好的生态环保效益。CSG技术应用推动了项目安全高效、优质快速、低碳环保地开发建设，推动行业科技进步，彰显了中国企业品牌优势，符合老挝打造“东南亚蓄水池”的国家战略，推动了中老互惠共利、合作共赢的发展战略，打造了海外全流域投资开发和口“一带一路”电力能源合作新典范。

本项属于水利水电大型围堰防渗工程施工技术领域。 目前，在我国的水利水电大型围堰工程中，已建成数以万计常规深度的防渗墙工程，但墙厚达1.2m且孔深超过90m以上的防渗墙非常少见，尤其对于存在较多大直径漂石和大量陡岩的地段，尚无施工先例。在建中的我国第三座超千万千瓦级巨型水电站一一乌东德水电站，大坝围堰基础覆盖层深度55~77，属于超深覆盖层、超深基坑综合防渗型高水头围堰，堰体设计为“复合土工膜+塑性混凝土防渗墙+墙下帷幕灌浆”的防渗结构体系，其中防渗墙为国内目前深度和厚度最大、承担水头最高的混凝土防渗墙（上游土石围堰最大堰高67m，复合土工膜防渗高度40m，防渗墙最大深度达97.54m，承受最大水头为150m；下游土石围堰最大堰高42m，复合土工膜防渗高度18m，防渗墙最大深度93.4m，承受最大水头为130m）。该围堰工程具有地质条件复杂、覆盖层深厚、工程量大、工期紧、防渗体系结构复杂、施工工艺要求高、工序多等特点，其施工难度之大、施工强度之高、施工任务之重世所罕见。

本项目属于水利水电工程。 本项目依托南欧江一期工程，包括南欧江二级、五级、六级电站，点多面广，坝型各异，钙质板岩强度低，遇水易软化，技术难度大；砂石骨料缺乏，粉煤灰依赖进口，对外交通条件差；工期紧张，环保要求高，为满足工程建设进度、质量、安全和效益，因地制宜地开展关键技术研究。针对项目设计施工中的关键技术问题，在综合分析国内外工程实例和技术文献的基础上，通过理论分析、室内外试验、数值分析等方法，开展了新材料、新工艺、新技术的研究和应用。 主要研究内容包括：（1）石粉在水工混凝土中的应用研究，包括石粉作为混凝土掺合料的试验论证、石粉生产及检验控制指标、温度控制措施等；（2）胶凝砂砾石（CSG)纵向围堰关键技术研究，包括CSG材料配合比试验及材料性能研究，现场施工技术研究；（3）复合土工膜防渗关键技术研究，包括复合土工膜防渗体系、支撑和锚固体系的设计和施工工艺研究、监测设计与实施、反演及坝体长期变形预测。 通过南欧江一期水电工程关键技术研究，突破了建筑材料短缺和交通不便的制约，响应了防洪度汛的进度要求，创新性地在100m级软岩坝上应用复合土工膜防渗，避免了混凝土面板带来的脱空开裂等问题，降低了工程造价，加快工程进度，提高了安全保障，保障了南欧江一期项目的顺利建成，提前实现南欧江一期“一年三投、半年六投产”的发电目标。电站自2016年完工发电以来，大坝安全监测指标正常，运行状况良好。项目研究成果为完善国内外技术规范和标准提供了设计和施工经验和工程实例，为筑坝材料缺乏、对外交通不便地区的坝体建设、材料、施工工艺提供新的选择，技术经济效益显著，推广应用前景广阔。同时还推动了水电技术的不断进步，提升了中国水电的国际竞争力，其成功建设运行具有里程碑意义。其研究成果推广应用到了南欧江二期（一、三、四、七）工程项目，推动南欧江梯级流域打造成为“一带一路”和中老合作新典范。

研究成果应用于南欧江六级电站，较粘土心墙堆石坝方案投资节省7353.11万元，较混凝土面板坝方案节省885.81万元，较土工膜心墙坝方案投资节省785.66万元；取消表面粘土铺盖、盖重以及周边缝、垂直缝等止水，土工膜铺设和坝体填筑施工互不干扰，人员设备投入少，工期大幅缩短；充分利用软岩开挖料，土工膜材料长期稳定性好，环境友好；避免软岩筑坝变形造成混凝土面板脱空和开裂，避免心墙坝上游软岩长期浸水恶化。电站自2015年底蓄水发电以来，大坝安全监测指标正常，运行状况良好。 南欧江六级无覆盖复合土工膜软岩面板堆石坝，创新性的将软岩填筑和土工膜防渗相结合，在全世界范围内首次成功地将无覆盖复合土工膜应用于软岩堆石高坝坝面防渗，解决了防渗系统变形适应性及坝体全断面软岩填筑两个难题，建成的无覆盖复合土工膜面板堆石坝目前世界上最高（85）、软岩填筑比例最大（81%填筑量）。该研究为复合土工膜面板全断面软岩堆石坝设计、建设和施工提供了实践案例，丰富了国内坝型设计及理论，填补了国内外相关技术规范和标准空白，推动了水电技术不断进步，为筑坝材料缺乏地区的坝体建设提供新的选择，可推广应用于城市水利、抽水蓄能电站、尾矿坝等，技术经济效益显著，应用推广前景广泛。 该研究取得8项专利、2项省部级工法、2项计算机软件著作权，发表7篇学术论文，参与了中电联《土工膜面板堆石坝技术规范》编写，荣获中国电建科学技术奖一等奖。