壩盤水電站前池防滲處理施工技術(shù)

唐 超

（湖南水總水電建設(shè)集團有限公司 長沙市 410007）

1 工程概況

壩盤水電站位于貴州省銅仁市江口縣壩盤鄉(xiāng)。電站裝機容量12 700 kW （6 300 kW+2×3 200 kW），總庫容234萬m3，年利用小時為3 946 h，保證出力（p=85%）1774kW，多年平均發(fā)電量5012萬kW·h。水庫正常蓄水位為334.0m，校核洪水位為339.17m，死水位為333.4m，引用流量為29.21+2×14.92 m3/s，最大水頭28.1m，設(shè)計水頭25.15m，最小水頭16.55 m。 為?。↖）型水電站。

壩盤水電站為引水式電站，電站在大壩引水，通過約4 km無壓引水隧洞引水到壓力前池，再通過前池放水塔，經(jīng)壓力鋼管到發(fā)電廠房發(fā)電。壓力前池最大壩高23.35 m，庫容54 450 m3，設(shè)計引用流量59.05m3，單機引用流量19.68m3，大壩為當?shù)夭牧蠅巍误w材料主要來源為洞渣和開挖砂礫料，迎水面土工膜防滲，六方塊護面、防沖。

2 前池防滲體系及滲漏情況

壩盤水電站前池設(shè)計采用中間放水塔加兩側(cè)土壩方案，前池底板及坡面采用土工膜鋪蓋防滲，即先在下面鋪一層50 cm厚粘土，再在其上鋪一層土工膜（土工膜采用二布一膜），然后在其上蓋一層厚50 cm厚的粘土，再在上面鋪10 cm厚的粗砂，最后鋪12 cm厚的C15混凝土預(yù)制塊護面，土工膜應(yīng)嵌入放水塔周邊的混凝土及邊坡截水槽混凝土中，形成一個封閉的防滲體系。

2007年11月25日晚上，壩盤水電站壓力前池開始試水。當水流到達前池，水深超過放水塔閘門頂部高程（水深約5m）后，在前池大壩下游壩坡面318.0m高程上下處開始出現(xiàn)了4處明顯的集中滲漏通道。前池內(nèi)沿放水塔周邊出現(xiàn)塌陷，水面明顯見漩渦，坡腳排水棱體埋設(shè)的排水管道流出渾水，并逐漸加大。最大漏水點漏水量達到了12L/s，說明前池內(nèi)的水從土工膜下大量滲出，前池的防滲體系遭到破壞，沒有起到防滲作用，需盡快處理，否則將影響到前池大壩的安全穩(wěn)定，嚴重會造成潰壩影響廠房安全。

3 前池防滲處理方案的選擇

（1）原因分析。

根據(jù)前池滲漏的情況，初步分析滲漏的主要原因是由于施工中土壩石渣壓實不夠，特別是土工膜與混凝土周邊的填土沒有夯壓密實，且局部土工膜并沒有嵌入放水塔周邊的混凝土中，前池蓄水后在水壓力作用下，壩體出現(xiàn)不均勻沉降，在與混凝土接觸部分出現(xiàn)了塌陷造成土工膜撕裂。另外，在前池末端與引水渠接頭處，土工膜嵌入漿砌石中，而引水渠底部沒有進行防滲處理，造成前池并沒有形成有效的封閉結(jié)構(gòu)。

（2）方案比選。

根據(jù)實際情況，擬定3個防滲處理方案。

方案一：在壩頂沿壩軸線對壩體進行高噴及基礎(chǔ)進行帷幕灌漿。該方案高噴墻需穿過壓力鋼管段，且壩體填筑料為洞渣碎石土，孔隙率大，高噴灌漿質(zhì)量難以保證，高噴墻與鋼管外包混凝土外表面存在一個接觸面，且該方案需對河床段及左岸段進行防滲，工程量過大。

方案二：對前池庫內(nèi)底板采用混凝土防滲板，底板混凝土防滲板結(jié)合邊坡原土工膜鋪蓋。由于前池底基礎(chǔ)為砂土層，若采用混凝土底板，還是會存在不均勻沉陷的問題，有可能造成混凝土底板開裂，從而影響到防滲效果。且原來的土工膜沒有得到利用，造價相對較高。

方案三：維持原土工膜方案，對破損處進行修復(fù)和加固。從現(xiàn)場觀察看，除了前池末端與引水渠搭接處和土工膜與放水塔周邊接觸部位出現(xiàn)塌陷和破壞外，其它地方基本上沒有出現(xiàn)大的變形，底板及周邊邊坡比較平整，說明粘土底板及斜墻的填筑質(zhì)量還是可以的，土工膜并沒有發(fā)生破壞，起到了防滲的作用，只要把放水塔周邊接觸部位及與引水渠交接部位處理好，還是可以達到預(yù)期的防滲效果。這樣既充分利用原來的土工膜防滲材料，處理也比較簡單，造價也最省，工期上又不會拉得很長。

經(jīng)過比較，決定選擇方案三，即維持原土工膜方案，對土工膜破損處進行修復(fù)和加固。

4 防滲處理方案設(shè)計

針對現(xiàn)場防滲體實際破壞的情況，本次防滲處理主要是三個方面：

（1）放水塔周邊處理。

將放水塔及底板周邊與邊坡接觸部位挖開，土工膜進行切斷，并向下按1∶1.0的坡比進行開挖，底部寬度確定為1.5m，深度初定為2.3m，具體根據(jù)實際開挖情況確定。然后采用粘土進行回填，層層人工夯實，回填高度為1.5m。其上澆筑C15混凝土壓腳，厚度為0.8m。要求先澆筑0.4m厚的混凝土，然后在放水塔周邊的混凝土挫一道槽，深度0.3m，再進行上部0.4m厚的混凝土澆筑，使土工膜能緊密的嵌入混凝土中，最后，恢復(fù)墊層及防沖六方塊面板。上述工作完成后，再沿放水塔周邊布置二排充填灌漿孔，對放水塔周邊壩體石渣進行充填灌漿，以基本消除和解決剛性結(jié)構(gòu)（放水塔混凝土）和柔性結(jié)構(gòu)（土壩）不均勻沉降問題。灌漿時利用壓腳混凝土作為壓漿板，鉆孔深度為到達基巖面，灌漿量和灌漿壓力以前池底板或邊坡不隆起為準。灌漿完成后，對破損土工膜進行修補，恢復(fù)防沖面板。處理示意圖見圖1。

圖1 放水塔周邊防滲處理圖（1∶100）單位：mm

（2）前池末端與引水渠搭接處理。

在引水渠與前池末端設(shè)一道截水槽，即將前池底板末端與引水渠交接部位土工膜進行切斷，并向下按1：1.0的坡比進行開挖，底部寬度確定為1.5m，深度初定為2.0m，具體深度根據(jù)實際開挖情況確定，應(yīng)保證開挖至緊密的原狀土層 （即相對不透水層），用粘土回填上來，再在上面澆一道混凝土，將前池末端的土工膜嵌入混凝土中。最后，沿截水槽進行帷幕灌漿，灌漿完成后對損壞土工膜進行修復(fù)，恢復(fù)防沖面板。處理示意圖見圖2。

圖2 前池末端與引水渠搭接大樣圖（1∶50）單位mm

（3）壩體固結(jié)灌漿處理。

考慮壩體材料主要為洞渣和開挖砂礫料，填筑質(zhì)量一般，上游粘土防滲墻較薄，僅作為輔助防滲，前池防滲主要利用土工膜這一實際情況。對壩體沿壩軸線進行固結(jié)灌漿，用水泥漿液使壩體洞渣、開挖砂礫料固結(jié)和對空隙進行充填，保證壩體整體性，同時減少新填筑壩體不均勻沉降，防止水壓力下壩體沉降變形和位移。

5 施工技術(shù)要求

（1）前池壩內(nèi)防滲處理范圍為所有剛性和柔性結(jié)構(gòu)的結(jié)合部位。

（2）粘土以下基礎(chǔ)應(yīng)開挖至緊密原狀土層或達到設(shè)計深度，粘土采用分層夯壓，每層厚不超過30 cm。采用人工小型夯壓機具夯壓。

（3）原來的土工膜一定要注意保護好，搭接處的土工膜應(yīng)伸入混凝土中，伸入長度不小于30 cm。新澆混凝土時應(yīng)將原混凝土表面挫毛，并用環(huán)氧砂漿止水，保證新老混凝土的結(jié)合緊密。

（4）在施工前應(yīng)將上游來水截斷，將前池水抽干，回填土料應(yīng)曬干，含水率不超過規(guī)范值。

（5）土工膜焊接應(yīng)烘干，保證焊接質(zhì)量，防止漏焊。

6 處理效果及結(jié)語

壩盤水電站前池通過以上防滲處理，于2008年1月27日再次蓄水。蓄水后，壩坡沒有滲水情況，坡腳排水棱體內(nèi)預(yù)埋排水管有少量清水滲出，滲流穩(wěn)定。到目前為止，電站一直運行良好。本次前池滲水處理共花費資金約128萬元，取得了良好的效果。

此次處理的前池壩體填筑料就地采用洞渣和基坑開挖砂礫料，結(jié)合采用土工膜防滲，充分利用了現(xiàn)場開挖廢棄料。對水頭不高、工程附近缺少土壩粘土防滲材料的引水式電站的前池設(shè)計具有很好的借鑒作用。

[1]馬瑛，楊茂新，左新燕.壓力前池的防滲處理[J].小水電，2001，（3）.