深溪溝水電站大壩橫縫大漏水治理技術(shù)

柯 虎，江華貴，余 鵠，黃會(huì)寶

（國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司庫壩管理中心，四川樂山，614900）

1 工程概況

深溪溝電站為大渡河干流規(guī)劃的第十八級電站，樞紐工程由泄洪閘和河床式廠房組成，正常蓄水位660.00 m，死水位655 m，裝機(jī)容量660 MW。樞紐工程自左至右依次布置左岸接頭壩、3孔泄洪閘、1孔排污閘、河床式廠房（4臺機(jī)組）、右岸接頭壩、窯洞式安裝間和2條泄洪沖沙洞。壩頂高程662.50 m，廠房壩段最大壩高106.0 m，壩頂全長222.5 m。電站于2006年4月開工建設(shè)，2011年6月下閘蓄水。水庫蓄水后，左岸接頭壩處橫縫出現(xiàn)大量滲漏水，施工單位多次在橫縫止水后緣鉆孔進(jìn)行聚氨酯化學(xué)灌漿處理，但因水壓力大等原因，堵漏效果不佳，給工程遺留了安全隱患。

2 橫縫漏水來源及漏水點(diǎn)分析

工程蓄水初期，左岸接頭壩段橫縫出現(xiàn)大量滲漏水，漏水量約1 900 L/min。漏水檢查時(shí)橫縫下游的消力塘正補(bǔ)強(qiáng)施工，檢查廊道高程低于消力塘護(hù)坦高程，但橫縫漏水未見渾濁，初步排除下游來水的可能。從廊道橫縫漏水處地面淤沙檢查，橫縫不同高程部位鉆孔灌漿測試及橫縫壓水試驗(yàn)檢測綜合分析，滲漏點(diǎn)發(fā)生在兩道止水連接處或止水銅片與混凝土接觸脫空部位，滲漏水來源于庫水。

圖1 泄洪閘與左岸接頭壩橫縫漏水示意圖Fig.1 The seepage at the joint of sluice and the left bank

3 橫縫漏水治理方案

3.1 橫縫漏水治理方案的選擇

通過對橫縫滲漏水原因進(jìn)行分析，參考類似工程處理方案，提出了4種備選方案。

（1）壩頂騎縫化學(xué)灌漿形成阻滲塞：由壩頂騎縫在止水片下游造倒垂孔，孔內(nèi)灌注合適的材料，形成阻滲止水塞。其優(yōu)點(diǎn)是施工只需鉆倒垂孔，工程造價(jià)低，止水效果直接，缺點(diǎn)是倒垂孔精度要求高，施工難于控制，一旦鉆孔傾斜將鉆到壩體鋼筋，施工質(zhì)量無法保證。

（2）壩前上游面水下灌漿：在大壩上游迎水面橫縫部位進(jìn)行水下騎縫開槽，嵌填塑性止水材料，表面粘貼防滲蓋片，縫面到上游止水片間水下灌注水溶性聚氨酯灌漿材料，形成止水系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是灌漿區(qū)域確定，對因止水結(jié)構(gòu)引起的滲漏效果顯著；缺點(diǎn)是水下作業(yè)難度大，施工造價(jià)高。

（3）壩面加鑲止水銅片及裂縫灌漿：該方案前提是需放空水庫，清除壩前橫縫處淤泥后再進(jìn)行處理。在橫縫面兩側(cè)打毛鑿槽，鑲嵌止水銅片，并檢查壩面裂縫，逐一進(jìn)行化學(xué)灌漿處理。優(yōu)點(diǎn)是能找出橫縫確切的缺陷部位，能徹底地進(jìn)行滲漏處理，效果可靠；缺點(diǎn)是發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失極大，處理代價(jià)極高。

（4）廊道鉆孔貫穿后緣止水灌漿：在大壩614 m高程廊道斜鉆孔穿過兩道銅止水中的后緣止水銅片，對橫縫進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，使?jié){液在兩道銅止水間形成一條止水帶防滲。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡便、造價(jià)低、止水效果好；缺點(diǎn)是要確保鉆孔穿過銅止水存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，施工技術(shù)要求較高。

綜合以上漏水治理方案，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度反復(fù)對比論證，采用廊道鉆孔貫穿后緣止水進(jìn)行化學(xué)灌漿的方案進(jìn)行堵漏處理。

3.2 化學(xué)灌漿材料的選擇

根據(jù)工程實(shí)際，灌漿材料需具有膨脹特性、快速固結(jié)、抗?jié)B及能適應(yīng)一定的重復(fù)開合變形能力。經(jīng)對多種灌漿材料性能進(jìn)行對比分析，選用杭州國電大壩安全工程公司生產(chǎn)的LW型水溶性聚氨酯灌漿材料。

LW水溶性聚氨酯灌漿材料是一種快速高效的防滲堵漏材料，對于各類工程中出現(xiàn)的大流量涌水、漏水等有獨(dú)特的止水效果，已在大量工程中得到廣泛應(yīng)用。該成果曾榮獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，具有良好的親水性，遇水能均勻地分散乳化，進(jìn)而凝膠固化。水既是稀釋劑，又是固化劑，不會(huì)產(chǎn)生未固化漿液的流失現(xiàn)象。LW的固結(jié)體為具有水膨脹性的彈性體，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，并可遇水膨脹，具有彈性止水和以水止水的雙重功能，對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，在海水、中性、酸性、堿性水中均能固化。固結(jié)體水浸泡液無毒，因此施工污染少，對環(huán)保有利。

3.3 主要施工工藝及要點(diǎn)

（1）灌漿孔設(shè)置：根據(jù)滲漏水點(diǎn)高程預(yù)判，在廊道上游側(cè)墻615.05m高程設(shè)置騎縫灌漿孔，孔徑?75mm，孔深至二道銅片止水之間；在614.7 m高程處設(shè)置表層騎縫灌漿孔，孔徑?110 mm，孔深110 cm。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，左岸接頭壩分縫延伸到659.9 m高程，在614.1 m、614.85 m和618.7 m等高程布置灌漿監(jiān)測孔，灌漿時(shí)既排水排氣又方便觀察漿液走向。

（2）埋設(shè)灌漿管：孔口埋設(shè)灌漿管并安裝控制閥門，其中進(jìn)漿管設(shè)于孔口附近，出漿管口接近孔底，封閉漏水橫縫縫面。另在交通廊道上游側(cè)墻中部、廊道底板中部、廊道頂拱中部、上游側(cè)墻與地面交接處、下游側(cè)墻與地面交接處騎橫縫鉆孔埋設(shè)測壓管，設(shè)置壓力表觀測滲漏水壓力。

（3）止?jié){孔灌漿：采用小壓力灌填LW水溶性聚氨酯，局部封堵橫縫漏水點(diǎn)外滲流通道。

表1 LW水溶性聚氨酯灌漿材料主要特性Table 1 Main properties of the LW water-soluble polyurethane

（4）化學(xué)灌漿：利用大流量灌漿泵采取純壓式灌漿。灌漿材料為LW水溶性聚氨酯灌漿材料，灌漿壓力控制在0.6 MPa。開灌后盡快將灌漿壓力升至預(yù)設(shè)壓力，連續(xù)灌注，直至灌漿結(jié)束。灌漿同時(shí)專人負(fù)責(zé)觀察橫縫上下游位置情況。

（5）灌漿結(jié)束：在預(yù)設(shè)灌漿壓力下，當(dāng)注入率不大于0.2 L/min時(shí)，繼續(xù)灌注15 min，結(jié)束該孔灌漿。漿液固化后，清除孔口灌漿管，修復(fù)廊道混凝土表面，進(jìn)行封孔。

3.4 漏水治理難點(diǎn)分析

3.4.1 具體滲漏點(diǎn)難查找

為準(zhǔn)確找到滲水點(diǎn)，并確保能達(dá)到灌漿處理要求，施工前對橫縫進(jìn)行了三次止水設(shè)置：第一次對橫縫615.5 m和614 m高程底板中部止?jié){孔進(jìn)行灌漿，待漿液凝固后開始在614.7 m和615.05 m高程灌漿孔做壓水試驗(yàn)，橫縫多處漏水，但下游側(cè)未發(fā)生漏水，說明614 m高程底板中部的止?jié){孔達(dá)到預(yù)期止?jié){效果；第二次，在橫縫627 m高程止?jié){孔灌漿，灌漿過程中630 m高程位置有跑漿流出，停止灌漿，待漿液凝固后在614.7 m和615.05 m高程灌漿孔做壓水試驗(yàn)，641.5 m高程以上存在多處漏水。結(jié)合前兩次壓水試驗(yàn)，初步判斷在641.5 m高程以上存在漏水點(diǎn)，進(jìn)行表層止水后，進(jìn)行第三次壓水試驗(yàn)，表層未發(fā)生漏水，符合灌漿要求。

3.4.2 橫縫漏水量大難處理

工程蓄水初期，深溪溝左岸接頭壩段橫縫即出現(xiàn)，大量滲漏水，漏水量約1 900 L/min。蓄水初期，多家施工單位嘗試在橫縫止水后緣鉆孔進(jìn)行聚氨酯化學(xué)灌漿處理，但因漏水量及水壓力均較大而導(dǎo)致堵漏失敗，未能徹底解決此工程遺留隱患。

圖2 左岸接頭壩橫縫結(jié)構(gòu)及滲漏水治理方法Fig.2 Structure of the transverse joint at the left bank and seep?age treatment method

3.4.3 施工場地狹小難作業(yè)

橫縫漏水點(diǎn)位于泄洪閘樓梯間與交通廊道交接處614 m高程內(nèi)，廊道尺寸2.25 m×3.0 m（寬×高），且樓梯踏步延伸占據(jù)近1 m的廊道寬度，因此施工場地非常狹小，施工機(jī)具難以布置。

3.4.4 鉆穿銅止水安全風(fēng)險(xiǎn)高

鉆穿銅片止水灌漿進(jìn)行滲漏水處理的工程事例及經(jīng)驗(yàn)極少，此工程本身滲水量及水壓力都很大，鉆穿銅片止水如堵漏不及時(shí)或不徹底，則存在進(jìn)一步破壞止水結(jié)構(gòu)、加大滲漏量的高風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)現(xiàn)場察看工程實(shí)際漏水情況，聯(lián)系前期多家施工單位進(jìn)行過的表層灌漿堵漏方法，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙資料分析，最后確定本工程在交通廊道上游側(cè)墻615.05 m高程設(shè)置騎縫灌漿孔，孔徑?75 mm，打穿第二道銅片止水，孔深直至兩道銅片止水之間，在614.7m高程處設(shè)置表層騎縫灌漿孔，孔徑?110 mm，孔深直至第二道銅片止水前。

表1 壓水試驗(yàn)情況表Table 1 Result of the water pressure test

4 漏水治理效果及結(jié)論

（1）灌漿結(jié)束后，對左岸泄洪閘及接頭壩段進(jìn)行了全面的檢查，無滲漏水，對局部表面裂縫潮濕、滴滲部位進(jìn)行補(bǔ)灌處理。灌漿后無水珠掛滴現(xiàn)象。

圖3 左岸接頭壩橫縫漏水處理示意圖Fig.3 Treatment of seepage at the transverse joint at the left bank

圖4 左岸接頭壩橫縫漏水處理局部放大圖Fig.4 Partial enlargement of the seepage treatment at the transverse joint at the left bank

（2）灌漿結(jié)束后經(jīng)歷一個(gè)汛期的考驗(yàn)，對原漏水部位重新進(jìn)行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，堵漏效果是明顯的。

（3）針對混凝土結(jié)構(gòu)縫止水設(shè)防傳統(tǒng)方法（設(shè)置兩道止水，中間再增設(shè)瀝青井）經(jīng)常發(fā)生橫縫滲漏水處理難度大和費(fèi)用高等問題，改為在兩道止水間灌注聚氨酯材料封閉兩道止水間滲流通道，消除了橫縫滲漏水隱患，表明采取的方法是合適的。

（4）該滲漏水的成功治理，提高了工程安全運(yùn)行水平，橫縫漏水治理的方法是合理可行的，積累了一定的工程經(jīng)驗(yàn)，值得總結(jié)和推廣。

（5）今后加強(qiáng)其耐久性檢查，發(fā)現(xiàn)滲漏再次處理。

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