SCL防渗膜在山区小型径流式水电站增容改造及防渗加固的应用

程 勇

恩施土家族苗族自治州水利电力勘测设计院，湖北 恩施 445000

1 主要问题

1）我国山区小型径流式水电站数量众多，大小不一，主要采用明渠、隧洞和渡槽引水。由于工程建成年代的久远，建设标准低，电站机组年利用小时数在5500小时以上，水量利用率不到50%，照成水能资源大量浪费，急需增容改造。输水渠道多采用浆砌石渠道，内侧砂浆抹面防渗的方式。目前运行存在以下问题：渠道抹面大量脱落，糙率增大，过流能力不足；

2）渠道渗漏严重，影响水量利用率，严重工程效益，同时渗漏问题引起边坡失稳现象时有发生。渡槽多采用钢筋混凝土渡槽，因工程运行时间长，碳化、渗漏严重，严重影响工程安全。

2 增容改造设计方案

因本类工程年利用小时过高，导致水量利用率低，需进行增容改造，一般可增容50%以上，而工程增容改造投资主体是无压引水系统，需对明渠、渡槽、隧洞进行加固和扩建，首先以明渠为例进行分析。

由于渠道已运行多年，对渠道扩建及加固有较多的成功经验，根据该类工程特点，主要有如下3种方案：

方案1：内衬加固方案。将原有抹面凿除、清洗处理，在渠道内侧迎水面加设厚度100mm的钢筋混凝土结构层，侧墙进行相应的加高、加固；

方案2：聚合物丙乳砂浆补强方案：将原有抹面凿除、清洗处理，在其表面全断面抹1cm厚丙乳砂浆找平压光，并对边墙进行加高加固（因普通水泥砂浆运行后糙率增大，且耐久性差，不足10年需进行凿除重建，运行管理复杂，同时运行维护时不能正常输水，影响工程发电效益未参与比较）；

方案3：采用裸露型SCL防渗膜防渗减糙方案。首先对渠道过水面松动的砂浆、青苔和淤沙清理干净，并用高压水枪冲洗，然后采用砂浆修补渠道本身的孔洞，再在渠道过水面边涂刮结胶泥边粘贴SCL防渗膜（总厚度约4mm），采用机械固定方式对防渗膜四周进行密封固定，完工后进行灌水试验。

3 各方案的比较

拟定渠道过流断面为1.2m×1.3m，1.8×1.8，2.5×2.5三种尺寸渠道进行3种处理方式的比较，假定渠道纵坡1/1000，计算时糙率n取值采用：砂浆抹面经综合测定约0.020，混凝土0.017，SCL防渗膜0.012，方案尺寸比较见表1，方案优缺点比较见表2。

明渠尺寸 项目 方案一 方案二 方案三1.2×1.3过流尺寸 1.0×0.9 1.2m×1.0m 1.2m×1.0m过流流量 0.786 0.987 1.644流量增加60%时边墙所需高度 1.61 1.47 不变渠道加高 0.71 0.47 0

表1 方案尺寸比较表

表2 方案优缺点比较见

输水系统中渡槽若采用方案1、方案2时均需要对原渡槽进行加固，且加固难度大，一般均采用重建方案，而采用SCL防渗膜时可以不改变原结构即可达到增容加固的目的，同时还可有效减轻混凝土的碳化。

隧洞增容则需要对原隧洞进行扩建，拆除原衬砌混凝土，扩挖后再衬砌，而采用本方案时无需对原隧洞结构进行改建即可达到增容目的。

4 结论

通过以上分析表面，采用裸露型SCL防渗膜防渗减糙方案，对径流式水电站引水渠道、渡槽、隧洞进行增容加固处理时，无需改变原有结构，即可使电站增容60%以上。

使用采用裸露型SCL防渗膜对引水系统改造可解决山区材料运输难题，同时可减少工程运行维护费用，同时不需要大型施工设备，施工简单，工期短，不影响周边环境，节能、环保。因此采用裸露型SCL防渗膜防渗减糙方案在山区径流式水电站增容改造中具有良好的经济、社会效益，可进行推广利用。

[1]李宇祥.应用“图表”计算径流式小型水电站动能指标的方法[J].水利发电，1996(9).