小云峰水電站右岸副壩滲水處理

吉士道，夏輝，賈志剛，杜文才

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 工程概況

小云峰水電站位于黑龍江省伊春市南岔區(qū)，建在湯旺河上。壩址地處佳木斯第二發(fā)電廠所在地。

小云峰水電站1979年建成并投入運(yùn)行。作為火電廠的輔助工程－原主要建筑物為Ⅲ級(jí)建筑物，按50年洪水設(shè)計(jì)，水庫(kù)正常高水位為123.50 m，非常洪水位131.00 m，裝機(jī)容量為640 kW。原樞紐主要建筑物有：自由溢流壩、河床式溢流廠房、沖砂閘、抽水泵房、鋼筋籠河灘保護(hù)等工程。

2001年在原有工程基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)建。擴(kuò)建后正常蓄水位為127.20 m，設(shè)計(jì)洪水位（P=2%）129.82 m；校核洪水位（P=0.33%）131.16 m。電站新增裝機(jī)10 MW。工程規(guī)模為中型（Ⅲ等）。溢流壩、廠房壩段為3級(jí)建筑物。擴(kuò)建工程的樞紐建筑物主要有開敞式有閘溢流壩、兩岸副壩、發(fā)電廠房及廠區(qū)附屬建筑物等。于2004年完工并投入運(yùn)行。

2010年5月，受春汛影響，壩址處洪峰流量較大，由于溢流閘壩未能及時(shí)開閘泄洪，導(dǎo)致右岸副壩潰決。原右岸副壩長(zhǎng)152.50 m，除與溢流壩連接段裹頭局部保留外，其余全部被沖毀。

右岸副壩水毀處理工程設(shè)計(jì)是保持原工程等別、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不變的前提下進(jìn)行的。新建右岸副壩為混凝土重力式自由溢流壩。工程于2011年10月竣工。不久發(fā)現(xiàn)下游壩縫處有滲水現(xiàn)象，初步分析是壩縫處止水底部混凝土不密實(shí)所致。

2 工程地質(zhì)條件分析

壩址區(qū)出露的基巖為華力西晚期的白崗質(zhì)花崗巖，灰白色，礦物成分以長(zhǎng)石、石英為主，含少量云母，中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部黑云母等暗色礦物富集，呈定向排列。巖質(zhì)堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。弱風(fēng)化白崗質(zhì)花崗巖為飽和抗壓強(qiáng)度91 MPa，巖體結(jié)構(gòu)以次塊狀、塊狀為主，局部呈鑲嵌結(jié)構(gòu)。

第四系松散堆積層主要分布于河床及兩岸階地。河床部位沖積層厚0.76～1.15 m，由砂卵礫石構(gòu)成。兩岸階地沖積層厚7～9 m，上部主要為含礫砂壤土，下部為砂卵礫石。

3 設(shè)計(jì)方案比選

針對(duì)滲水情況，設(shè)計(jì)提出以下5個(gè)處理方案進(jìn)行比選。

方案一：在帷幕前增設(shè)壩基固結(jié)灌漿。

方案設(shè)計(jì)：在壩縫處的帷幕與上游止水之間增設(shè)間排距1 m、深10 m的固結(jié)灌漿，以減小帷幕前壩基向壩縫內(nèi)的滲漏。

優(yōu)缺點(diǎn)比較：優(yōu)點(diǎn)是固結(jié)灌漿為常用基礎(chǔ)處理方法，技術(shù)比較成熟，施工隊(duì)伍比較好找，工序相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是考慮該工程建基于強(qiáng)風(fēng)化巖石，裂隙比較發(fā)育，帷幕按0.1 L/(min.m.m)控制，存在滲水繞過(guò)帷幕（帷幕自身也會(huì)有一定的滲漏）的情況，帷幕后壩縫依然可能滲水，處理效果未必理想。另外，新增固結(jié)灌漿需從壩頂鉆孔，鉆孔工程量相對(duì)較大。

方案二：下游壩面設(shè)排水孔。

方案設(shè)計(jì)：在溢流壩基礎(chǔ)底高程以上0.2 m的壩縫兩側(cè)增設(shè)排水斜孔穿過(guò)壩縫，使壩縫內(nèi)滲水在低高程通過(guò)排水孔先排出，而不會(huì)從壩面滲出，排水孔出口采用無(wú)紡布包裹，并做保溫措施。

優(yōu)缺點(diǎn)比較：優(yōu)點(diǎn)是工程量小，施工簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是在寒冷時(shí)段排水孔很可能會(huì)凍死而失效，而解決排水孔的凍冰問(wèn)題相對(duì)較難；排水孔要在凍深以下，需揭開下游格賓進(jìn)行施工，而靠岸坡側(cè)的3個(gè)壩段建基面較高，即使揭開格賓也滿足不了凍深要求。

方案三：化學(xué)灌漿封堵整個(gè)縫面。

方案設(shè)計(jì)：在溢流壩基礎(chǔ)底高程以上的壩縫兩側(cè)增設(shè)灌漿和排氣斜孔，采用柔性化灌材料封堵縫面，使?jié)B水只能從基礎(chǔ)滲透，而不從壩面滲出。

優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是處理比較徹底，在保證化灌質(zhì)量的前提下，可以永久解決壩面滲水問(wèn)題。缺點(diǎn)是由于壩縫很窄、鉆孔較深，底部化灌效果很難預(yù)測(cè)。另外，施工難度相對(duì)較大、時(shí)間上要求比較嚴(yán)格（一是需在枯水期并且壩縫張開較大的時(shí)段施工，二是工程量相對(duì)較大，工期相對(duì)較長(zhǎng)，施工時(shí)間上就比較緊張。）、鉆孔和灌漿工程量都相對(duì)較大。

方案四：化學(xué)灌漿封堵堰面止水以上縫面，壩下游低高程配以排水孔（表堵下排）。

方案設(shè)計(jì)：在溢流壩壩面銅止水以上采用柔性化灌材料灌注滿，使壩縫內(nèi)的水不從壩面滲出。壩下游低高程配以排水孔。

優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是處理相對(duì)比較簡(jiǎn)單，易于施工，工程量小。缺點(diǎn)是處理深度（范圍）較局限（深度不夠），如果下游排水孔失效（凍死），巖面止水以下依然有滲水，存在縫面周圍表部混凝土凍融問(wèn)題，處理相對(duì)不徹底。

方案五：化學(xué)灌漿封堵堰面以下2 m縫面

方案設(shè)計(jì)：在溢流壩壩面以下2 m采用柔性化灌材料灌注滿，使壩縫內(nèi)的水不從壩面滲出，同時(shí)保證一定的抗凍深度。介于方案三、四之間。

優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)介于方案三、四之間。優(yōu)點(diǎn)是處理相對(duì)完全，在保證化灌質(zhì)量的前提下，可以解決縫面周圍表部滲水問(wèn)題和保證一定的抗凍深度。缺點(diǎn)是化灌效果和灌漿量較難預(yù)測(cè)和控制。

方案比較結(jié)論。以上5個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，從處理效果、工程量及造價(jià)、施工難度等方面綜合考慮，采用方案五，即化學(xué)灌漿封堵堰面以下2 m縫面方案。

4 推薦方案設(shè)計(jì)

右岸副壩壩縫滲水問(wèn)題不影響工程安全，但永久運(yùn)行會(huì)造成混凝土凍脹破壞，對(duì)混凝土耐久性有一定影響，因此對(duì)所有壩縫（9個(gè)壩縫，目前8個(gè)滲水，將9個(gè)全部處理）采取以下處理措施：

在溢流壩壩面以下2 m采用伸縮性（柔性）化灌材料（聚氨酯類）灌注滿，使壩縫內(nèi)的水不從壩面滲出，同時(shí)保證一定的抗凍深度，排水孔、灌漿孔、排氣孔均采用斜孔，避免破壞止水。

為了便于施工控制和保證施工效果，要求灌漿材料固化時(shí)間不宜小于30 min，遇水膨脹率不小于100%，灌漿以排氣孔回漿為封孔條件。

施工順序：先鉆下游排水孔將縫內(nèi)水排出，灌漿應(yīng)先上游后下游、從低高程向高高程（從中間消力戽122.00 m高程向兩側(cè)）依次進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

右岸副壩壩縫滲水問(wèn)題不影響工程安全，但永久運(yùn)行會(huì)造成混凝土凍脹破壞，對(duì)混凝土耐久性有一定影響。2012年5月采用化學(xué)灌漿處理后，壩縫滲水問(wèn)題得到了解決，到目前為止，未發(fā)現(xiàn)繼續(xù)滲水問(wèn)題，說(shuō)明該處理方案是合適的。