滩坑水电站导流洞堵头渗漏处理

刘远财

（浙江浙能北海水力发电有限公司，浙江杭州，310009）

滩坑水电站导流洞堵头渗漏处理

刘远财

（浙江浙能北海水力发电有限公司，浙江杭州，310009）

针对滩坑水电站导流洞堵头渗漏问题，详细分析了渗漏原因，并介绍了渗漏处理方案及施工技术要求，对堵头渗漏处理效果做出评价。

滩坑水电站；导流洞；渗漏；处理

1 工程概况

滩坑水电站钢筋混凝土面板堆石坝坝顶高程171.00 m，最大坝高162.00 m，总库容41.90亿m3，正常蓄水位160.00 m，装机容量为604 MW。1号导流隧洞布置于坝址左岸，堵头位置选择在导流隧洞桩号0+490.00～0+520.00 m的洞段，按1级永久建筑物设计。电站于2008年4月29日下闸蓄水，随后进行导流洞堵头施工。2010年11月25日，日常巡视检查发现堵头顶拱和两侧有多处喷射状渗水，渗水量约10 L/s，2011年4月，测得渗漏量约50 L/s。

2 渗漏成因分析

2.1 导流洞堵头设计

导流隧洞堵头型式采用混凝土重力式。对封堵段隧洞边墙及底板进行二次开挖，并清除顶拱喷混凝土及松动岩块后浇筑混凝土，形成总长30 m的混凝土“瓶塞”型重力式堵头。堵头混凝土分层按2.0～3.0 m控制，混凝土浇筑采用平铺法施工。为了增加围岩本身与堵头混凝土之间的抗渗能力及结合性能，堵头段围岩均进行固结灌浆，堵头混凝土拱顶进行回填灌浆，堵头顶拱和边墙进行接缝灌浆。为保证堵头整体性，堵头两段之间的施工横缝进行接缝灌浆。灌浆实施均采用预埋灌浆管法。在堵头内部距上游面10.0 m起设有2.5 m×3 m的廊道，便于灌浆施工和运行期的补强施工。

堵头内部设计布置了9层间距约1.8 m的冷却水管，用于混凝土堵头内部冷却，堵头混凝土要求掺加氧化镁（MgO），掺量为水泥用量的5%。堵头混凝土强度标号采用C20，抗渗标号W8。

在导流洞永久封堵段布置了三个断面进行监测，分别是：导0+490（A-A）、导0+505（B-B）、导0+ 506（C-C），共布置了测缝计10支，渗压计7支，于2008年6月埋设完成，见图1。结合本次渗漏处理，在堵头混凝土与围岩接缝、横缝处新增埋设5支渗压计。

2.2 渗漏成因分析

从渗漏出水点情况分析，堵头顶拱与岩石的接触缝面、两段堵头之间的施工横缝均有渗水，初步判断是缝面空隙过大形成了渗水通道。为此，对工程设计方案和施工情况进行剖析，并结合其他工程的经验，试图找出缝面渗水的原因，以便采取针对性措施。

2.2.1 工程设计方案分析

查阅导流洞堵头的设计方案后，认为设计内容均满足相关的设计规范要求，对导流洞堵头的设计方案与类似工程基本相同。

图1 导流洞堵头观测仪器布置图Fig.1 Distribution of monitoring instruments for the plug

2.2.2 工程施工情况分析

2008年5月15日堵头段扩挖结束，2008年5月18日堵头混凝土开始浇筑，采用分段、分块浇筑施工，泵送混凝土入仓，预埋冷却水管降温，导流洞永久堵头混凝土浇筑于2008年6月13日结束。回填、接触、接缝灌浆施工从2008年7月22日开始准备，灌浆质量的检查主要采用分析过程控制、施工记录、灌浆成果资料及灌后表面检查为主，灌后检查堵头下游面，堵头全断面没有渗水、冒水情况，灌前冒水和渗水的部位均全部充填密实。灌浆灌路均采用“压力灌浆封孔法”封堵。

2.2.3 其他因素分析

封堵混凝土浇筑完成后，在混凝土冷却和养护期间（7月18～20日）发生的台风雨对工程施工产生了一定的影响。台风雨主要对导流洞堵头施工造成以下几方面影响，可能形成质量隐患。

（1）导流洞堵头尚未灌浆，水库蓄水位急剧上涨，在当时情况下，无法预测是否会超过闸门设计水头，此外在水库水位急速上升情况下，在导流洞靠水库侧易形成渗水通道，对洞内施工人员造成生命威胁。因此，洞内施工人员全部紧急撤出，堵头混凝土养护和冷却工作暂时停顿。

（2）台风来袭对工程其他部位均造成了不小的影响，使工程参建各方更加清楚地认识到防汛抗台形势的严峻，为确保导流洞进口临时钢闸门的安全运行和水库安全度汛，需尽快进行堵头灌浆。因此，在封堵混凝土及回填灌浆浆液有可能未充分收缩情况下进行了接触、接缝灌浆。灌后对堵头下游面进行检查，堵头全断面没有渗水、冒水情况，灌前冒水和渗水的部位均全部充填密实，但封堵混凝土及回填灌浆浆液在一定时间收缩后，缝面可能张开，形成了渗水通道。

3 渗漏处理方案

根据钻孔和出水情况分析，主要思路是分段分序按三个步骤实施：

（1）在灌浆廊道内打斜孔至上游段堵头顶拱，采用水玻璃+水泥浆进行双液灌浆。灌浆期间，现有出水孔保持出水，若浆液流动至出水孔口，应调浓浆液继续灌浆，使浆液在顶拱面能较快凝固，达到封闭缝隙的作用。待施工缝的排水孔出水和下游面出水明显减少，再在上游段堵头的靠下游部位打垂直孔，进行普通灌浆。至此，上游段灌浆结束。

（2）对施工缝进行灌浆，灌浆孔设在下部，顶部留排水孔，灌浆过程中观察排水孔出水情况，直到顶部的排水孔回浆浓度与进浆相同，结束灌浆。

（3）进行下游段堵头顶拱灌浆。方法与上游段垂直孔相同。

灌浆达到设计强度后，在施工缝打检查孔，观察施工缝渗水情况并分析渗压计监测数据情况，检查灌浆效果。

4 渗漏处理施工技术要求

（1）从灌浆廊道对堵头周边缝和施工横缝进行接缝灌浆。灌浆从上游至下游分7排：第1、2排先进行水玻璃+水泥浆灌浆形成堵头防渗环，每排布置8孔；第3、5、6、7堵头与围岩之间进行水泥接缝灌浆；第4排对施工横缝进行接缝灌浆。排间分序，灌浆顺序为：第一序1、2排同高程两孔同时灌，目的在于上游孔灌入的浆液保护下游孔灌入的浆液，避免高压水冲击破坏，同时下游孔灌进的浆液推动上游孔浆液尽可能向上游扩散，实现两孔作用互补，以确保灌入的浆液充分固化。第二序灌第4排（施工横缝），第三序灌第3和第6排，第四序灌第5和第7排。排内不分序，按先灌低处后灌高处的原则进行，低处灌浆时，高处孔可兼作排气孔。底板接缝灌浆可根据压水试验效果确定是否实施。

（2）图2主要表示灌浆孔位，第1排灌浆孔在廓道上游面开孔，第2～7排孔在廓道边墙上开孔。现场钻孔时若遇内部钢筋或其他原因不能钻孔时，可对开孔孔位和钻孔方向进行少量调整，孔口位置调整范围不大于10 cm，灌浆钻孔方位角、倾角允许偏差为1.5°。钻孔深度不应少于设计深度，允许超深0.5 m，以穿过缝面并深入围岩0.5 m为原则进行控制。每个钻孔应避免与其他孔串通。

（3）灌浆钻孔孔径38～75 mm，并视需要埋设孔口管，孔口管埋入深度根据现场实际情况确定。前两排化灌孔初拟灌浆压力为0.5～1.5 MPa，后排的水泥灌浆初拟灌浆压力为0.3～0.5 MPa，并通过现场灌浆试验确定最终的灌浆压力，在施工过程中根据出水和出浆情况进行调整。

（4）灌浆材料和灌浆方式：第1、2排灌浆采用水玻璃+水泥浆双液灌浆，水玻璃浓度为16～35玻尔，水泥浆水灰比为1∶1～1∶0.5。水泥灌浆材料采用强度等级为42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.5∶1～2∶1，外掺4%MgO（掺量为与水泥重量比）。灌浆采用纯压式。

（5）为防止浆液沿围岩与混凝土之间外漏，堵头混凝土与围岩之间采用水玻璃水泥砂浆堵塞，为解决灌浆排气问题，在堵头顶拱处设置排气孔，当排气孔返浆后方可关闭阀门。

图2 导流洞堵头灌浆孔布置图Fig.2 Distribution of grouting holes for the plug

（6）灌浆施工之前，需首先进行水泥灌浆试验和双液灌浆试验，获得灌浆参数后，再进行大规模灌浆施工。

（7）灌浆的其他技术要求执行《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》和《水工建筑物化学灌浆施工规范》。

5 渗漏处理效果

导流洞堵头渗漏灌浆施工历时2个月，灌浆后经压水试验检查，各项参数符合设计要求。导流洞堵头渗漏处理完工至今已运行3年多时间，目前堵头周边及廊道无明显渗漏点，灌浆效果良好，在灌浆廊道不同部位增加了5支渗压计，最大测值0.81 kPa，原埋设渗压计孔隙水压力大幅减小，监测数据见表1。监测数据表明灌浆处理后效果良好，并且定期进行巡视检查，测得渗漏量约0.2 L/s，堵头混凝土未见渗漏点，堵头运行良好。

6 结语

导流洞堵头渗漏水来自库水，且水头较大，若不及时处理可能导致孔断面及渗漏流量逐渐变大，堵头混凝土可能产生大范围破损，威胁大坝安全，应引起运行单位足够的重视。该项目的成功实施保障了滩坑水电站的正常运行，但电站还需一如既往开展导流洞堵头安全监测和巡视检查工作。■

表1 导流洞堵头渗压计监测数据统计表（单位：kPa）Table 1 Statistics of monitoring data by osmometers for the plug

[1]滩坑水电站导流隧洞堵头渗水处理建议报告[R].华东勘测设计研究院,2013.

[2]DL/T 5406-2010,水工建筑物化学灌浆施工规范[S].

[3]张文倬.导流隧洞若干问题初探［J］.水电站设计,2004,20 (4)：66-70.

Leakage treatment of diversion tunnel plug in Tankeng hydropower station

LIU Yuan-cai// Zhejiang Zheneng Beihai Hydropower Co.,Ltd.

In this paper,the reasons for leakage of diversion tunnel of Tankeng hydropower station are analyzed in detail.As well,the leakage treatment scheme and technical requirements for construction are introduced.

Tankeng hydropower station;diversion tunnel;leakage;treatment

TV551.12

B

1671-1092（2017）03-0058-04

2017-03-06；

2017-03-13

刘远财（1983-），男，浙江丽水人，工程师，主要从事水电站运行管理工作。

作者邮箱：lyclhp@126.com