溪洛渡水墊塘2#排水主洞邊墻滲漏水處理工藝研究

摘 要：溪洛渡水墊塘2#排水主洞是水墊塘底板至邊坡縱橫向排水洞、排水廊道及交通洞等部位水流必經(jīng)的唯一洞室，其安全穩(wěn)定運行，直接關(guān)系到水墊塘和大壩的安全穩(wěn)定運行。由于洞室邊頂拱滲水與外界水位可能存在關(guān)聯(lián)，長期滲漏水導(dǎo)致基巖顆粒大量析出，圍巖穩(wěn)定受到影響，嚴重危害2#排水主洞集水井內(nèi)深井泵房安全運行。

關(guān)鍵詞：水墊塘；2#排水主洞；滲漏水處理

1 工程概況

溪洛渡水電站壩身泄洪流量為32278m3/s（總泄量的66%），壩后平底水墊塘的消能效果直接關(guān)系到壩身能否下泄超過30000m3/s的洪水，其運行安全直接關(guān)系到大壩的安全穩(wěn)定，而水墊塘2#排水主洞是匯集水墊塘縱橫向排水洞、縱橫向排水廊道及兩岸高程355m抗力體排水平洞、二道壩左右岸排水交通洞等部位水流然后排至水墊塘集水井深井泵房的唯一洞室，其安全穩(wěn)定運行，直接關(guān)系到水墊塘和大壩的安全穩(wěn)定運行。水墊塘2#排水主洞洞長116.4m，城門洞型布置、斷面5m×5m，高程為330.0m～323.1m，洞室進口段86.4m長坡比i=0.013、洞內(nèi)段30m長坡比i=0.195、在高程328.82m形成折點。

2 處理過程

2012年4月7日，由于下游圍堰提前破堰，二道壩壩后開始進水，提前投入運行，進水后巡視檢查發(fā)現(xiàn)水墊塘2#排水主洞邊頂拱滲水現(xiàn)象發(fā)生較大變化，尤其是下游邊墻滲漏水明顯增大。參建四方及專家組、業(yè)主主要領(lǐng)導(dǎo)多次現(xiàn)場踏勘，并上會討論研究，決定首先對二道壩防滲帷幕進行延伸補強加固處理，增加延伸帷幕灌漿施工，施工完成后2#排水主洞邊頂拱滲漏水明顯減少，但局部邊墻仍有滲水且層間錯動帶存在掏空現(xiàn)象。為確保2#排水主洞滲漏水得到有效治理，根據(jù)參建四方討論，進行了勘探孔查找水源和滲漏水水質(zhì)分析，結(jié)果顯示2#排水主洞滲漏水與上下游水位抬升關(guān)系不大，滲漏水主要來源于山體積水。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)進一步研究，為保證水墊塘2#排水主洞集水井內(nèi)深井泵房安全運行，考慮到深井泵為清水泵，決定對洞內(nèi)滲漏水部位和錯動帶進行化學(xué)灌漿處理，避免基巖繼續(xù)被掏空。化學(xué)灌漿完成后，洞內(nèi)滲漏水呈減小趨勢，并通過引管措施，將滲漏水集中引排，有效避免了基巖繼續(xù)被掏空現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)業(yè)主和后期運行單位的要求，使水墊塘2#排水主洞集水井內(nèi)深井泵房運行得到更好地保證，最后決定對2#排水主洞及相接洞室洞身段進行襯砌混凝土澆筑，并增設(shè)排水孔，確保深井泵房安全運行。

3 工藝介紹

結(jié)合處理過程，水墊塘2#排水主洞滲漏水處理原則為迎水面進行帷幕灌漿，背水面進行化學(xué)灌漿加固，灌漿完成后增加混凝土襯砌和增設(shè)排水孔；處理工藝主要包括新增延伸帷幕灌漿、洞內(nèi)化學(xué)灌漿和新增襯砌混凝土澆筑等。

3.1 新增延伸帷幕灌漿。補強帷幕布置在二道壩下游沿江左右岸起向兩岸山體延伸，距原帷幕軸線8.5m、單排、孔間距1.5m、幕底高程354.0m，分兩序施工。左右岸排水交通洞內(nèi)新增帷幕布置在左右岸排水交通洞內(nèi)，待洞室襯砌后，進行回填、固結(jié)、帷幕、排水孔施工?；靥蠲凯h(huán)3孔，環(huán)間距3.0m，分兩序施工；固結(jié)布置在廊道頂拱、上游邊墻及底板，每環(huán)7孔（補強帷幕范圍之外進行洞室全斷面固結(jié)，每環(huán)12孔），環(huán)間距3.0m，環(huán)間分兩序施工；帷幕布置下部帷幕和搭接帷幕，下部帷幕單排布置，孔間距1.5m，A型斷面幕軸線距廊道下游邊墻1.6m，B型斷面幕軸線距廊道下游邊墻1.0m，左岸幕底高程315.0m，右岸幕底高程318.0m，分三序施工；搭接帷幕布置在廊道頂拱、下游邊墻及底板，每環(huán)5孔，環(huán)間距1.5m，環(huán)間分三序施工；排水孔布置在底板，距上游邊墻0.5m，孔間距3.0m，入巖10.0m，與底板固結(jié)灌漿孔部分結(jié)合適用。

3.2 水源查找。為查找2#排水主洞滲漏水水源，以便采取更為科學(xué)措施進行處理，前后分別進行了勘探孔查找水源和滲漏水水質(zhì)分析等項目實施。

3.2.1 勘探孔查找水源。根據(jù)參建四方會議討論，布置5個勘探孔LTK-（01～05），孔位自二道壩爬坡廊道與二道壩排水交通洞相交處起，每隔20m布置1個孔，孔位距排水洞邊墻0.8m，孔向為鉛直方向，孔深至高程315.0m?？碧娇滓淮纬煽缀笙蚩變?nèi)加入高錳酸鉀，安排專人在水墊塘2#排水主洞內(nèi)觀察是否有滲漏水點，結(jié)果顯示延伸帷幕灌漿施工質(zhì)量良好，滲漏水與水位抬升關(guān)系不大。

3.2.2 滲漏水水質(zhì)分析。業(yè)主委托科研所對2#排水主洞滲漏水進行取樣，通過樣品中大腸桿菌的含量和水溫對比分析，滲漏水與江水中大腸桿菌的含量相差甚大，基本排除了來源于江水的可能性，初步確定為來源于山體積水。

3.3 洞內(nèi)化學(xué)灌漿。2#排水主洞洞內(nèi)化學(xué)灌漿主要目的是對基巖滲漏水部位和錯動帶進行封閉，避免進一步被掏空，同時也是為了保證深井泵正常運行，未使用常規(guī)水泥漿液灌注。根據(jù)參建四方討論，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采取減滲及加固治理方案，具體措施如下：（1）淺層減滲。沿涌水巖層裂隙帶走向布孔，距帶上邊緣約0.5m、1.0m布置兩排孔，梅花型分布。第一排孔傾向向下穿帶造孔，夾角約27°；第二排孔傾向向下穿帶造孔，夾角約27°；孔間距約1.0m，孔深5.0m。（2）深層減滲。沿涌水巖層裂隙帶走向布孔，在帶上邊緣各布置一排孔，梅花型分布，孔間距約1.0m，造孔角度依現(xiàn)場實際情況調(diào)整，孔深10.0m。（3）灌漿材料選擇。依據(jù)現(xiàn)場滲漏情況及減滲要求，根據(jù)處理方式，選用如下灌漿材料：淺層孔采用SL-669-1型單液PU發(fā)泡止水劑進行表層封閉處理；深層孔采用LW/HW雙液聚氨酯材料進行減滲處理，選用配比為HW：LW=6：4、5：5（質(zhì)量比）。

3.4 新增混凝土襯砌。2#排水主洞化學(xué)灌漿結(jié)束后，洞內(nèi)滲漏水減少不是非常明顯，考慮到集水井內(nèi)深井泵抽排量，業(yè)主和運行單位一致要求對2#排水主洞洞身段進行襯砌混凝土澆筑，以進一步減少深井泵抽排量。

水墊塘2#排水主洞與底板0+365m排水洞及1#排水主洞相接，三條洞室洞壁均為裸巖（局部進行隨機噴錨支護），部分區(qū)域巖石存在較大裂隙，且個別點位長時間出現(xiàn)較大滲水。參見圖紙，對水墊塘底板0+365m排水洞及1#、2#排水主洞增加襯砌施工，主要對邊墻及頂拱進行襯砌，采用C20Ⅰ級配泵送鋼筋混凝土，均為城門洞型，襯砌厚度40cm。其中底板0+365m排水洞襯砌長度為31m、2#排水主洞襯砌長度為86.4m（洞內(nèi)段30m長前期已襯砌）、1#排水主洞襯砌長度為15m；襯砌前對原頂拱排水孔采用花管進行引排，并在邊墻距底板1.5m處各增加一排排水孔，孔徑110mm，深度為5m，排距為3.0m；襯砌完成后進行回填灌漿，并對原底板混凝土進行刻槽，在兩側(cè)各形成1個30cm×20cm排水溝；最后在2#排水主洞原襯砌30m部位增加1條1.5m寬的通道，通道兩側(cè)形成6道寬50cm的攔渣坎。

4 結(jié)語

溪洛渡水墊塘2#排水主洞作為水墊塘抽排水系統(tǒng)的唯一通道，其安全穩(wěn)定的重要性毋庸置疑。通過參建四方的共同努力和多位專家院士的關(guān)切，新增延伸帷幕灌漿施工質(zhì)量良好，第三方檢測均合格，滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求；洞內(nèi)化學(xué)灌漿達到了預(yù)期效果，有效治理了基巖顆粒物的大量析出，保證了圍巖穩(wěn)定；新增混凝土襯砌施工良好，各工序嚴格按規(guī)程規(guī)范執(zhí)行。目前，水墊塘集水井內(nèi)深井泵運行良好，抽排量穩(wěn)定，滿足設(shè)計規(guī)定的抽排量要求。

作者簡介：高俊鋒（1983- ），工程師，項目管理碩士，中國水電四局第五分局溪洛渡項目部總工程師。