SCL防滲膜在山區(qū)小型徑流式水電站增容改造及防滲加固的應(yīng)用

程 勇

恩施土家族苗族自治州水利電力勘測設(shè)計(jì)院，湖北 恩施 445000

1 主要問題

1）我國山區(qū)小型徑流式水電站數(shù)量眾多，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遠(yuǎn)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，電站機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)在5500小時(shí)以上，水量利用率不到50%，照成水能資源大量浪費(fèi)，急需增容改造。輸水渠道多采用漿砌石渠道，內(nèi)側(cè)砂漿抹面防滲的方式。目前運(yùn)行存在以下問題：渠道抹面大量脫落，糙率增大，過流能力不足；

2）渠道滲漏嚴(yán)重，影響水量利用率，嚴(yán)重工程效益，同時(shí)滲漏問題引起邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。渡槽多采用鋼筋混凝土渡槽，因工程運(yùn)行時(shí)間長，碳化、滲漏嚴(yán)重，嚴(yán)重影響工程安全。

2 增容改造設(shè)計(jì)方案

因本類工程年利用小時(shí)過高，導(dǎo)致水量利用率低，需進(jìn)行增容改造，一般可增容50%以上，而工程增容改造投資主體是無壓引水系統(tǒng)，需對明渠、渡槽、隧洞進(jìn)行加固和擴(kuò)建，首先以明渠為例進(jìn)行分析。

由于渠道已運(yùn)行多年，對渠道擴(kuò)建及加固有較多的成功經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)該類工程特點(diǎn)，主要有如下3種方案：

方案1：內(nèi)襯加固方案。將原有抹面鑿除、清洗處理，在渠道內(nèi)側(cè)迎水面加設(shè)厚度100mm的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層，側(cè)墻進(jìn)行相應(yīng)的加高、加固；

方案2：聚合物丙乳砂漿補(bǔ)強(qiáng)方案：將原有抹面鑿除、清洗處理，在其表面全斷面抹1cm厚丙乳砂漿找平壓光，并對邊墻進(jìn)行加高加固（因普通水泥砂漿運(yùn)行后糙率增大，且耐久性差，不足10年需進(jìn)行鑿除重建，運(yùn)行管理復(fù)雜，同時(shí)運(yùn)行維護(hù)時(shí)不能正常輸水，影響工程發(fā)電效益未參與比較）；

方案3：采用裸露型SCL防滲膜防滲減糙方案。首先對渠道過水面松動的砂漿、青苔和淤沙清理干凈，并用高壓水槍沖洗，然后采用砂漿修補(bǔ)渠道本身的孔洞，再在渠道過水面邊涂刮結(jié)膠泥邊粘貼SCL防滲膜（總厚度約4mm），采用機(jī)械固定方式對防滲膜四周進(jìn)行密封固定，完工后進(jìn)行灌水試驗(yàn)。

3 各方案的比較

擬定渠道過流斷面為1.2m×1.3m，1.8×1.8，2.5×2.5三種尺寸渠道進(jìn)行3種處理方式的比較，假定渠道縱坡1/1000，計(jì)算時(shí)糙率n取值采用：砂漿抹面經(jīng)綜合測定約0.020，混凝土0.017，SCL防滲膜0.012，方案尺寸比較見表1，方案優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

明渠尺寸 項(xiàng)目 方案一 方案二 方案三1.2×1.3過流尺寸 1.0×0.9 1.2m×1.0m 1.2m×1.0m過流流量 0.786 0.987 1.644流量增加60%時(shí)邊墻所需高度 1.61 1.47 不變渠道加高 0.71 0.47 0

表1 方案尺寸比較表

表2 方案優(yōu)缺點(diǎn)比較見

輸水系統(tǒng)中渡槽若采用方案1、方案2時(shí)均需要對原渡槽進(jìn)行加固，且加固難度大，一般均采用重建方案，而采用SCL防滲膜時(shí)可以不改變原結(jié)構(gòu)即可達(dá)到增容加固的目的，同時(shí)還可有效減輕混凝土的碳化。

隧洞增容則需要對原隧洞進(jìn)行擴(kuò)建，拆除原襯砌混凝土，擴(kuò)挖后再襯砌，而采用本方案時(shí)無需對原隧洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建即可達(dá)到增容目的。

4 結(jié)論

通過以上分析表面，采用裸露型SCL防滲膜防滲減糙方案，對徑流式水電站引水渠道、渡槽、隧洞進(jìn)行增容加固處理時(shí)，無需改變原有結(jié)構(gòu)，即可使電站增容60%以上。

使用采用裸露型SCL防滲膜對引水系統(tǒng)改造可解決山區(qū)材料運(yùn)輸難題，同時(shí)可減少工程運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)不需要大型施工設(shè)備，施工簡單，工期短，不影響周邊環(huán)境，節(jié)能、環(huán)保。因此采用裸露型SCL防滲膜防滲減糙方案在山區(qū)徑流式水電站增容改造中具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益，可進(jìn)行推廣利用。

[1]李宇祥.應(yīng)用“圖表”計(jì)算徑流式小型水電站動能指標(biāo)的方法[J].水利發(fā)電，1996(9).