水电站碾压混凝土重力坝防渗加固处理分析

2017-06-06赵欣

黑龙江水利科技 2017年3期

关键词：廊道大坝面板

赵欣

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆伊宁 835000)

水电站碾压混凝土重力坝防渗加固处理分析

赵欣

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆伊宁 835000)

碾压混凝土层面是坝体渗漏最薄弱的环节，而设计大坝最关键的技术问题就是如何有效的较少坝体渗漏量，降低坝基及坝体层面的扬压力。文章结合某水电站碾压混凝土重力大坝，介绍了坝体渗漏的原因，以及相应可行的、科学的处理方法。工程实施效果表明，上游裂缝停止向上发展和渗漏，灌浆方案是可行的，可在同类工程中推广应用。

碾压混凝土坝；防渗加固；水电站；渗漏原因；防渗措施

1 工程概况

本工程为某水电站施工建设项目，正常蓄水位是914m，相应的库存容量是1.22亿m3。本工程属于大(2)型工程，其主要包括碾压混凝土重力坝、黏土心墙坝、发电厂房组成。其中该重力大坝的最大坝高达到了51m，电站装机容量是3×47MW。

碾压混凝土坝主要是由两部分组成，分别是溢流坝段和挡水坝段，溢流坝段是设置在中间，总共4个孔，宽度是12m，坝顶的高程、宽度分别是916m和12m，最大坝高是51m，黏土心墙坝段(副坝)为混凝土面板防渗。表1是大坝相应参数数值情况表。

表1 本大坝相应参数数值情况

2 渗漏原因分析

大坝防渗设计的是：碾压混凝土坝段中部为碾压混凝土，上游防渗区为2m的变态混凝土(碾压混凝土浇水泥浆，振捣棒振捣密实)，下游防渗区为1m变态混凝土，其余建筑物为常态的混凝土，黏土心墙坝段(副坝)为混凝土面板防渗[1]。该工程上游防渗区主要有多条裂缝，裂缝深度由表面到贯穿程度不等。灌浆廊道为混凝土预制拼接廊道，在伸缩缝处在上、下游面均设置两道止水，廊道外部刷沥青防渗。

本工程上游防渗区采取变态混凝土，施工时并没有采取抗裂钢筋，并且没有在灌浆廊道的伸缩缝设置周边止水。在温度下降到零度以下的时候，会导致大坝混凝土收缩，加大伸缩缝缝隙，从而使得灌浆廊道在上游防渗区裂缝到伸缩缝缝隙不断扩展，其发展趋势为自下向上发展，加之副坝防渗面板有不同程度的裂缝，与碾压混凝土坝结合处渗漏，上游水将通过各缝隙进入灌浆廊道。

3 大坝渗漏处理方案

针对大坝渗水现象，需要对其采取根治方案处理。经综合考虑采取对裂缝表面封堵，以及灌浆共同处理方案。另外，为了有效的避免上游防渗区裂缝会继续发展和渗漏，需要对防渗区和后面的碾压混凝土及副坝防渗面板使用坝顶钻孔进行灌浆[2]。

3.1 伸缩缝的封堵和灌浆

1)钻孔埋管。在需要廊道渗水的伸缩缝上下游侧墙、顶拱使用手提风钻各钻出3个u45mm的斜孔，并且为了确保钻孔能够相通伸缩缝，各钻孔需要钻进伸缩缝10cm以上；将1寸的镀锌铁管1根埋进孔内，为了确保密实防渗效果，需要使用麻绒和弹性环氧砂浆对管周和孔壁处进行封堵。

2)缝面立模。在渗水的伸缩缝面安装上木模，并且为了有效避免水止浆，在木模的周边需要设置3cm宽度的麻绒2道。一旦出现有漏水问题的时候需要立刻使用麻绒进行补漏。

3)凿槽、埋管、封缝。伸缩缝作为凿槽中心，槽宽是50cm，槽深约为5cm，在完成凿槽之后，需要对其表面使用水气进行清除干净。使用膨胀螺丝将止浆铜片固定在槽内。每间隔2m就需要在止浆片和槽壁之间预埋50cm长、u10mm管径的化学灌浆管1根。使用速凝水泥砂浆填平压实槽缝，接着再将弹性环氧稀浆均匀的涂刷在速凝水泥砂浆的表面上。在完成凿槽、埋管、封缝3-5d之后，需要进行压水检查，一旦发现有渗漏问题，需要进行修补，从而确保埋管封缝的质量。一般情况下，需要将压水压力控制在1.2-1.5倍的灌浆压力内。

4)灌浆。对埋管封缝进行检查都符合规范要求之后，实施水泥灌浆。本工程采用配置好的浆液，通过结合1寸的预埋的镀锌铁管配合施工。在完成水泥灌浆3d之后需要进行化学灌浆，化浆材料需要由稀到浓，一直到回浆管内进出浆浓度一样则可对出浆管关闭，然后采取半小时稳压则灌浆完成。值得注意的是，灌浆的压力需要控制在0.3-0.5MPa以内。

3.2 压密灌浆

在完成化浆之后，就可以对裂缝处后面混凝土的压密灌浆进行施工。结合各缝的漏水情况对灌浆孔进行相应的布置，孔径为1m左右，4-8个数量。钻孔过程是使用机钻孔，孔径是u56mm，孔深按照坝顶到灌浆廊道顶拱混凝土，约为50cm，184m高程以下采取开灌方式，灌浆是按照从上向下进行分段灌浆，孔内循环方式。

在进行灌浆之前，需要对灌浆孔先进行冲洗和简单的压水试验，一般是使用高压水进行试验，一般压水试验的压力控制在0.4MPa左右。灌浆过程的材料主要是使用525#普通硅酸盐水泥，逐渐加浓水灰比从2∶1到0.5∶1，灌浆压力一般是0.5MPa。当吸浆率<0.4L/min的时候，需要进行60min的续灌过程，当吸浆率<1L/min的时候，需要进行90min续灌过程之后，才可算是完成灌浆过程。在一孔灌浆完成之后，就可以使用机械进行压浆施工，从下到上进行封孔。

3.3 具体防渗措施

1)层间防渗处理措施。为了有效的确保建筑质量，需要对大坝层间的质量进行保证。本工程为了更好的确保层面胶结质量，在下层混凝土初凝之前，需要先将上层混凝土完成，这样可以更好在一段时间之后初步凝结好施工层面。在一段时间之后，就可以接近大坝层面上行。加强好层间的结合，确保能够达到一定厚度，从而使得层面的抗渗性能增强。在施工过程中如果有凿毛问题出现，需要冲洗其表面并使用水泥砂浆进行加铺1-3cm厚度。对于出现在外部的碾压混凝土坝则需要提高胶凝材料的使用，确保能够具有更好的密实性。在完成施工之后，需要按照要求进行表面的胶凝设置。

2)黏土心墙坝上游坝面板的防渗处理。①对于2-3cm厚常态混凝土防渗层，需要根据水头的要求进行施工，在定位高度的时候，走廊顶部则是需要依据渗透坡度进行设置。②对于0.3-1cm的薄常态混凝土垫层，由于该垫层虽具有较好的经济形式，但不具有较好的防渗能力，易出现干缩裂缝问题，所以需要谨慎进行处理。③使用预制混凝土板加PV薄膜进行防渗，这是按照连续薄膜防渗的原理，可以有效的防止表面上的裂缝。④使用后浇钢筋混凝土面板防渗，该种方法不仅可以封缝还可以止水，能够有效的避免面板裂缝漏水问题。⑤使用沥青砂浆层防渗，该种方式一般是使用沥青砂浆4-8cm厚度，可以有效防止渗漏问题。⑥收缩混凝土面板防渗，该种方式具有较好的防渗性能，能够有效的消除拉应力。