龔嘴大壩2號(hào)至3號(hào)壩段橫縫滲水治理技術(shù)

王 愷 毅

(國(guó)電大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司龔嘴水力發(fā)電總廠，四川 樂(lè)山 614900)

龔嘴大壩2號(hào)至3號(hào)壩段橫縫滲水治理技術(shù)

王 愷 毅

(國(guó)電大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司龔嘴水力發(fā)電總廠，四川 樂(lè)山 614900)

此項(xiàng)滲漏處理技術(shù)革新，充分利用龔嘴大壩2號(hào)～3號(hào)壩段壩體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析論證了2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫漏水通道可能的存在形式，在確保達(dá)到同等工程目的的前提下，通過(guò)方案優(yōu)化，采取壩體內(nèi)部取孔灌漿代替壩頂騎縫鉆孔灌漿的方式，不但最大限度地減少了灌漿鉆孔長(zhǎng)度和灌漿量，而且降低了對(duì)壩體混凝土和止水設(shè)施的損害。同時(shí)通過(guò)方案優(yōu)化，達(dá)到既恢復(fù)2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫止水功能，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，又節(jié)省工程缺陷處理成本的目的。

混凝土重力壩；結(jié)構(gòu)縫；滲漏；化學(xué)灌漿

1 工程概況

龔嘴水電站位于四川省樂(lè)山市沙灣區(qū)與峨邊縣交界處的大渡河上，控制流域面積76 130平方公里，占全流域面積77 400平方公里的98.3%，是一個(gè)以發(fā)電為主，兼顧漂木等綜合利用的水利樞紐工程，該工程主要由攔河壩、右岸壩后地面廠房和左岸窯洞式地下廠房等建筑物組成。

攔河壩為混凝土實(shí)體重力壩，壩頂高程530.5m(實(shí)測(cè)為530.7m)，最大壩高85m，最大底寬62m，壩頂全長(zhǎng)447m，分23個(gè)壩段，其中6號(hào)、10號(hào)，15號(hào)為沖砂底孔壩段，11號(hào)～14號(hào)為地面廠房進(jìn)水口壩段，5F、6F、7F為地下廠房進(jìn)水口壩段，4號(hào)、7號(hào)～9號(hào)為溢流壩段，5號(hào)為漂木道壩段，其余為擋水壩段，壩段寬度為14～23m。

大壩自蓄水以來(lái)，496高程廊道2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫處就存在滲水?dāng)y沙現(xiàn)象，工程投運(yùn)初期，施工單位曾進(jìn)行過(guò)堵漏處理，但效果不明顯。

運(yùn)行期間，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查、資料分析及龔嘴大壩第一、第二輪定檢分析表明，龔嘴大壩496高程廊道2號(hào)、3號(hào)壩段橫縫漏水與庫(kù)水存在著滲流通道，并判明主要是由于橫縫上游止水設(shè)施局部失效所致，高程497.5m～512.5m、482.5m～490m存在滲漏異常帶，其滲漏最強(qiáng)部位分別在500.5m、485.5m。滲水量主要受庫(kù)水位及氣溫影響，介于7m3/d～30m3/d之間,呈現(xiàn)年周期性變化規(guī)律。

龔嘴大壩第四輪定檢專家組指出，2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫自大壩蓄水以來(lái)一直漏水漏沙，對(duì)壩體結(jié)構(gòu)安全有一定的影響，需采取工程措施治理結(jié)構(gòu)縫滲漏缺陷。

2 技術(shù)革新特點(diǎn)及應(yīng)用推廣情況

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)混凝土大壩橫縫止水失效漏水處理一般采取聚氨酯化學(xué)灌漿法。主要工作為閉水試驗(yàn)、止?jié){孔鉆孔灌漿、橫縫堵漏鉆孔灌漿、滲漏檢測(cè)及封孔等內(nèi)容。

龔嘴大壩2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫漏水處理工程(下文簡(jiǎn)稱本工程)技術(shù)革新點(diǎn)主要是根據(jù)壓水試驗(yàn)情況，優(yōu)化了橫縫堵漏灌漿孔選位及灌漿控制工藝，達(dá)到了節(jié)省工程成本、縮短工期、減少施工安全風(fēng)險(xiǎn)及拓寬了同類型工程處理思路的作用。

本工程技術(shù)革新主要內(nèi)容：

(1)壓水試驗(yàn)情況：496高程交通廊道的斷面尺寸為2.0×2.5m(寬×高)，橫縫漏水點(diǎn)位于廊道上游側(cè)墻根處，考慮到漏水量及漏水壓力較小，采取常規(guī)的閉水試驗(yàn)不一定能排除下游側(cè)橫縫及周邊壩段是否有滲漏通道，故決定采取壓水方式進(jìn)行，具體措施為：在漏水點(diǎn)騎縫鉆設(shè)了孔徑56mm，進(jìn)深60cm的鉆孔，埋設(shè)排水管，壓水共計(jì)進(jìn)行了1分41秒，注水量50升，注水壓力0.6MPa，同期，安排專人在基礎(chǔ)灌漿廊道、壩頂、壩后坡等部位觀察，均未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。壓水試驗(yàn)表明2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫下游側(cè)及附近壩段沒(méi)有明顯滲漏通道，不需要進(jìn)行止?jié){孔鉆孔灌漿。

(2)方案優(yōu)化對(duì)比：按照原定方案，當(dāng)壓水試驗(yàn)結(jié)束后，在2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫下游側(cè)及附近壩段沒(méi)有明顯滲漏通道而不需要進(jìn)行止?jié){鉆孔灌漿的最有利條件下，將采取在壩頂銅止水和瀝青井之間騎縫垂直鉆孔至490高程(孔深大于45m)的穩(wěn)妥方案，可確保鉆孔穿越兩個(gè)高程區(qū)間的異常滲漏帶灌漿止漏成功率高。原方案存在的弊端也很明顯，自壩頂騎縫鉆孔存在著鉆孔深度大(不小于45m)，鉆孔垂直度控制難度較大，灌漿量不易控制。此方案雖然較為穩(wěn)妥但成本較高，在壩頂施工受外界條件影響明顯，安全風(fēng)險(xiǎn)大，工期不易控制。

壓水試驗(yàn)表明了2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫局部失效止水至496廊道出水點(diǎn)之間是一個(gè)較為封閉的區(qū)間，其下游側(cè)橫縫及周邊壩段沒(méi)有明顯滲漏通道。

為了有效降低成本，經(jīng)過(guò)反復(fù)分析論證，決定根據(jù)兩個(gè)異常滲漏帶所處高程區(qū)間位置，采取合適的鉆孔角度和深度，在496高程廊道2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫兩側(cè)穿縫鉆孔(計(jì)劃開(kāi)孔數(shù)不少于2個(gè))，使騎縫孔穿越兩個(gè)異常滲漏帶，灌漿時(shí)將其中一個(gè)孔做為進(jìn)漿孔，另外一個(gè)孔作為出漿孔。實(shí)際鉆孔4個(gè)(含最初壓水試驗(yàn)鉆孔)。方案優(yōu)化前后對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1 方案優(yōu)化前后灌漿孔鉆孔示意圖

(3)496廊道灌漿孔鉆孔情況：首先封閉1號(hào)孔(壓水試驗(yàn)鉆孔)，在2號(hào)壩段距離橫縫水平距離1.8m，距離廊道底板0.3m位置，以水平角58°，縱向角(向下)15°開(kāi)孔，進(jìn)深3.3m，出水量明顯小于1號(hào)孔，證明該孔位置不是很好，未鉆到異常滲漏帶處。在2號(hào)孔上方1.2m處，距離廊道底板1.5m，以水平角58°，縱向角(向上)30°開(kāi)孔，進(jìn)深3.75m，鉆設(shè)4號(hào)孔，出水量較2號(hào)孔大，但依然小于1號(hào)孔。隨后選擇在3號(hào)壩段水平距離橫縫1.54m，廊道底板向上1.5m，以水平角55°，縱向角0°(水平開(kāi)孔)，進(jìn)深2.75m鉆出3號(hào)孔，成孔后出水明顯，且與1號(hào)孔出水量一致，基本可判斷3號(hào)孔處于主漏水通道，可作為主要灌漿孔。

(4)灌漿封堵情況：在2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)孔安裝好孔口灌漿管后，分別從3號(hào)、4號(hào)孔灌漿，灌漿壓力控制在0.5MPa-1.5MPa之間，以入漿率不大于0.2L/min時(shí)，繼續(xù)灌注15min，即結(jié)束灌漿為灌漿標(biāo)準(zhǔn)，共灌注聚氨酯漿液約1t。結(jié)束灌漿后，原滲漏點(diǎn)無(wú)水滲出，觀察下游側(cè)橫縫及廊道臨近壩段也未發(fā)現(xiàn)有水滲出，灌漿封堵成功。

(5)方案優(yōu)化后節(jié)省成本情況

表1 方案優(yōu)化后成本節(jié)約計(jì)算表

3 結(jié) 語(yǔ)

此項(xiàng)滲漏處理技術(shù)革新，充分利用龔嘴大壩2號(hào)～3號(hào)壩段壩體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析論證了2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫漏水通道可能的存在形式，在確保達(dá)到同等工程目的的前提下，通過(guò)方案優(yōu)化，采取壩體內(nèi)部取孔灌漿代替壩頂騎縫鉆孔灌漿的方式，不但最大限度地減少了灌漿鉆孔長(zhǎng)度和灌漿量，而且降低了對(duì)壩體混凝土和止水設(shè)施的損害。同時(shí)通過(guò)方案優(yōu)化，達(dá)到既恢復(fù)2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫止水功能，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，又節(jié)省工程缺陷處理成本的目的。

水大壩橫縫滲漏對(duì)水工建筑物的危害很大，輕則加速老化病害的發(fā)生與發(fā)展，重則造成水工建筑物破壞甚至失事，通過(guò)對(duì)龔嘴大壩496廊道2號(hào)～3號(hào)壩段橫縫漏水處理，可以起到防止?jié)B漏水對(duì)建筑物的溶蝕破壞、保證建筑物的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，方案優(yōu)化及成功實(shí)施，可以在大渡河流域同類缺陷處理時(shí)進(jìn)行借鑒和推廣。

[1] 《DLT5406-2010 水工建筑物化學(xué)灌漿施工規(guī)范》。

[2] 《SL230-1998 混凝土壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)程》。

(責(zé)任編輯：卓政昌)

2016-12-09

TV698.2+3；TV543+.6；S

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1001-2184(2017)01-0131-02

王愷毅(1987-)，男，新疆石河子人，助理工程師，從事水電站水工建筑物維護(hù)技術(shù)管理工作.