坝盘水电站前池防渗处理施工技术

唐 超

（湖南水总水电建设集团有限公司 长沙市 410007）

1 工程概况

坝盘水电站位于贵州省铜仁市江口县坝盘乡。电站装机容量12 700 kW （6 300 kW+2×3 200 kW），总库容234万m3，年利用小时为3 946 h，保证出力（p=85%）1774kW，多年平均发电量5012万kW·h。水库正常蓄水位为334.0m，校核洪水位为339.17m，死水位为333.4m，引用流量为29.21+2×14.92 m3/s，最大水头28.1m，设计水头25.15m，最小水头16.55 m。 为小（I）型水电站。

坝盘水电站为引水式电站，电站在大坝引水，通过约4 km无压引水隧洞引水到压力前池，再通过前池放水塔，经压力钢管到发电厂房发电。压力前池最大坝高23.35 m，库容54 450 m3，设计引用流量59.05m3，单机引用流量19.68m3，大坝为当地材料坝。坝体材料主要来源为洞渣和开挖砂砾料，迎水面土工膜防渗，六方块护面、防冲。

2 前池防渗体系及渗漏情况

坝盘水电站前池设计采用中间放水塔加两侧土坝方案，前池底板及坡面采用土工膜铺盖防渗，即先在下面铺一层50 cm厚粘土，再在其上铺一层土工膜（土工膜采用二布一膜），然后在其上盖一层厚50 cm厚的粘土，再在上面铺10 cm厚的粗砂，最后铺12 cm厚的C15混凝土预制块护面，土工膜应嵌入放水塔周边的混凝土及边坡截水槽混凝土中，形成一个封闭的防渗体系。

2007年11月25日晚上，坝盘水电站压力前池开始试水。当水流到达前池，水深超过放水塔闸门顶部高程（水深约5m）后，在前池大坝下游坝坡面318.0m高程上下处开始出现了4处明显的集中渗漏通道。前池内沿放水塔周边出现塌陷，水面明显见漩涡，坡脚排水棱体埋设的排水管道流出浑水，并逐渐加大。最大漏水点漏水量达到了12L/s，说明前池内的水从土工膜下大量渗出，前池的防渗体系遭到破坏，没有起到防渗作用，需尽快处理，否则将影响到前池大坝的安全稳定，严重会造成溃坝影响厂房安全。

3 前池防渗处理方案的选择

（1）原因分析。

根据前池渗漏的情况，初步分析渗漏的主要原因是由于施工中土坝石渣压实不够，特别是土工膜与混凝土周边的填土没有夯压密实，且局部土工膜并没有嵌入放水塔周边的混凝土中，前池蓄水后在水压力作用下，坝体出现不均匀沉降，在与混凝土接触部分出现了塌陷造成土工膜撕裂。另外，在前池末端与引水渠接头处，土工膜嵌入浆砌石中，而引水渠底部没有进行防渗处理，造成前池并没有形成有效的封闭结构。

（2）方案比选。

根据实际情况，拟定3个防渗处理方案。

方案一：在坝顶沿坝轴线对坝体进行高喷及基础进行帷幕灌浆。该方案高喷墙需穿过压力钢管段，且坝体填筑料为洞渣碎石土，孔隙率大，高喷灌浆质量难以保证，高喷墙与钢管外包混凝土外表面存在一个接触面，且该方案需对河床段及左岸段进行防渗，工程量过大。

方案二：对前池库内底板采用混凝土防渗板，底板混凝土防渗板结合边坡原土工膜铺盖。由于前池底基础为砂土层，若采用混凝土底板，还是会存在不均匀沉陷的问题，有可能造成混凝土底板开裂，从而影响到防渗效果。且原来的土工膜没有得到利用，造价相对较高。

方案三：维持原土工膜方案，对破损处进行修复和加固。从现场观察看，除了前池末端与引水渠搭接处和土工膜与放水塔周边接触部位出现塌陷和破坏外，其它地方基本上没有出现大的变形，底板及周边边坡比较平整，说明粘土底板及斜墙的填筑质量还是可以的，土工膜并没有发生破坏，起到了防渗的作用，只要把放水塔周边接触部位及与引水渠交接部位处理好，还是可以达到预期的防渗效果。这样既充分利用原来的土工膜防渗材料，处理也比较简单，造价也最省，工期上又不会拉得很长。

经过比较，决定选择方案三，即维持原土工膜方案，对土工膜破损处进行修复和加固。

4 防渗处理方案设计

针对现场防渗体实际破坏的情况，本次防渗处理主要是三个方面：

（1）放水塔周边处理。

将放水塔及底板周边与边坡接触部位挖开，土工膜进行切断，并向下按1∶1.0的坡比进行开挖，底部宽度确定为1.5m，深度初定为2.3m，具体根据实际开挖情况确定。然后采用粘土进行回填，层层人工夯实，回填高度为1.5m。其上浇筑C15混凝土压脚，厚度为0.8m。要求先浇筑0.4m厚的混凝土，然后在放水塔周边的混凝土挫一道槽，深度0.3m，再进行上部0.4m厚的混凝土浇筑，使土工膜能紧密的嵌入混凝土中，最后，恢复垫层及防冲六方块面板。上述工作完成后，再沿放水塔周边布置二排充填灌浆孔，对放水塔周边坝体石渣进行充填灌浆，以基本消除和解决刚性结构（放水塔混凝土）和柔性结构（土坝）不均匀沉降问题。灌浆时利用压脚混凝土作为压浆板，钻孔深度为到达基岩面，灌浆量和灌浆压力以前池底板或边坡不隆起为准。灌浆完成后，对破损土工膜进行修补，恢复防冲面板。处理示意图见图1。

图1 放水塔周边防渗处理图（1∶100）单位：mm

（2）前池末端与引水渠搭接处理。

在引水渠与前池末端设一道截水槽，即将前池底板末端与引水渠交接部位土工膜进行切断，并向下按1：1.0的坡比进行开挖，底部宽度确定为1.5m，深度初定为2.0m，具体深度根据实际开挖情况确定，应保证开挖至紧密的原状土层 （即相对不透水层），用粘土回填上来，再在上面浇一道混凝土，将前池末端的土工膜嵌入混凝土中。最后，沿截水槽进行帷幕灌浆，灌浆完成后对损坏土工膜进行修复，恢复防冲面板。处理示意图见图2。

图2 前池末端与引水渠搭接大样图（1∶50）单位mm

（3）坝体固结灌浆处理。

考虑坝体材料主要为洞渣和开挖砂砾料，填筑质量一般，上游粘土防渗墙较薄，仅作为辅助防渗，前池防渗主要利用土工膜这一实际情况。对坝体沿坝轴线进行固结灌浆，用水泥浆液使坝体洞渣、开挖砂砾料固结和对空隙进行充填，保证坝体整体性，同时减少新填筑坝体不均匀沉降，防止水压力下坝体沉降变形和位移。

5 施工技术要求

（1）前池坝内防渗处理范围为所有刚性和柔性结构的结合部位。

（2）粘土以下基础应开挖至紧密原状土层或达到设计深度，粘土采用分层夯压，每层厚不超过30 cm。采用人工小型夯压机具夯压。

（3）原来的土工膜一定要注意保护好，搭接处的土工膜应伸入混凝土中，伸入长度不小于30 cm。新浇混凝土时应将原混凝土表面挫毛，并用环氧砂浆止水，保证新老混凝土的结合紧密。

（4）在施工前应将上游来水截断，将前池水抽干，回填土料应晒干，含水率不超过规范值。

（5）土工膜焊接应烘干，保证焊接质量，防止漏焊。

6 处理效果及结语

坝盘水电站前池通过以上防渗处理，于2008年1月27日再次蓄水。蓄水后，坝坡没有渗水情况，坡脚排水棱体内预埋排水管有少量清水渗出，渗流稳定。到目前为止，电站一直运行良好。本次前池渗水处理共花费资金约128万元，取得了良好的效果。

此次处理的前池坝体填筑料就地采用洞渣和基坑开挖砂砾料，结合采用土工膜防渗，充分利用了现场开挖废弃料。对水头不高、工程附近缺少土坝粘土防渗材料的引水式电站的前池设计具有很好的借鉴作用。

[1]马瑛，杨茂新，左新燕.压力前池的防渗处理[J].小水电，2001，（3）.