水利水電工程防排水技術(shù)探究

吳軍華++王衛(wèi)云++韓旭

摘要：水利水電設(shè)施在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著很重要的作用。水利水電工程在防排水工作中表現(xiàn)出了其獨(dú)有的作用范圍廣、運(yùn)作形式靈活的特性。在實(shí)際施工和運(yùn)用中，水利水電工程經(jīng)常受到地理、氣候等外界因素的限制。文章介紹了水利水電工程在各種自然情況下的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；防排水技術(shù)；圍堰；壩基；主體建筑物 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV551 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.050

l 水利水電工程防排水簡(jiǎn)介

建設(shè)在江河上的水利水電工程一般由電站廠房、攔河壩和船閘組成。其中引水式廠房和河水需要有一定的距離，其他形式的廠房都會(huì)直接建設(shè)在河床或河道上。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)使用的材料不同，攔河壩可分為土石壩、混凝土壩、橡膠壩及銅閘門壩等。本文討論的水利水電工程一般使用的是混凝土壩，為水利水電工程防排技術(shù)的發(fā)展打下一定的基礎(chǔ)。

2 施工期圍堰防排水技術(shù)

在河道上進(jìn)行施工時(shí)，圍堰是一個(gè)非常重要的防護(hù)設(shè)施，它決定了在施工期間，河水是否會(huì)對(duì)施工造成影響，其中圍堰的防排水能力是非常重要的。防排水能力強(qiáng)的圍堰能夠保證干場(chǎng)作業(yè)的實(shí)現(xiàn)。有兩種圍堰方式在施工中比較常見：一是分期圍堰，將原本河道中的河水通過另外的明渠引出或?qū)⒑拥朗?，使部分區(qū)域可以進(jìn)行圍堰；二是全包圍堰，將河水利用導(dǎo)流洞、涵渭、渡槽引渡出去，短期內(nèi)改變河流走向。第一種方式在施工中可以分為低水和高水兩部分施工。低水圍堰的基坑只能在枯水期進(jìn)行施工，而高水圍堰基坑施工則不受限制，但在施工中要將整個(gè)河流截?cái)唷?/p>

2.1 外坡及心墻防水

有時(shí)在施工當(dāng)?shù)?，施工中的黏土來源稀缺，而外來運(yùn)輸?shù)酿ね脸杀咎摺４藭r(shí)就需要先在外坡處修建一個(gè)混凝土護(hù)面來防止河水的沖刷，并防止?jié)B水。而如果施工當(dāng)?shù)氐酿ね羴碓闯浞?，就可以直接利用黏土心墻來防止?jié)B水，并在外坡堆起石棱體來抵抗沖刷。當(dāng)條件達(dá)到某些特殊要求時(shí)，還可以使用土石圍堰、混凝土圍堰等形式來搭建圍堰以達(dá)到防身的效果。

2.2 堰基覆蓋層防滲

圍堰的防滲能力也是很重要的因素。建造圍堰使用的材料、圍堰所處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)等條件都會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生一定影響。一般會(huì)采用黏土鋪蓋、塑性混凝土墻或高壓噴射灌漿等方法來處理圍堰的基覆蓋層滲漏問題。實(shí)際上，這其中可以選擇的方式有很多，堰基覆蓋層如果比較淺，而黏土備量充分，但現(xiàn)場(chǎng)沒有動(dòng)力電源，那么可以常閉挖掘機(jī)先進(jìn)行開挖，再用黏土填回，形成一道可以阻隔滲水的截水墻。相反，如果堰基覆蓋層比較深，其中沒有過大的漂石，現(xiàn)場(chǎng)無動(dòng)力電源時(shí)，可以用柴油機(jī)發(fā)動(dòng)，用高壓噴射灌漿的方式。這樣我們可以探究新的方式來確保防排技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新。

2.3 內(nèi)坡排水

內(nèi)坡排水是水利水電防排水的重要組成。在所有的圍堰中，只有混凝土實(shí)體圍堰不需要在內(nèi)坡設(shè)置排水。內(nèi)坡排水有以下要點(diǎn)：外包混凝土圍堰沒于水下，就需要在內(nèi)坡設(shè)置梅花孔用于排水，在孔周還需要安排反濾層；土石圍堰、鋼板樁圍堰、竹籠圍堰等圍堰，內(nèi)坡底部堰角處容易發(fā)生滲水，要通過設(shè)置堆石反壓層和土工布來做到減少滲水，同時(shí)避免河水滲出時(shí)圍堰底部的顆粒隨流排出，堰體慢慢被掏空。

3 壩基防排水技術(shù)

水壩建設(shè)時(shí)，水壩前后會(huì)因?yàn)樗畨蔚淖韪舳a(chǎn)生水位差。受到水壓的作用，上游的水會(huì)漫過壩基滲至下游，導(dǎo)致?lián)P程壓力劇增，使大壩主體的抗滑能力下降。所以對(duì)壩基進(jìn)行的防水和排水設(shè)計(jì)非常重要。在大壩主體迎水面水位線以下的部分要進(jìn)行帷幕灌漿來加強(qiáng)這一部分的防滲能力，處理壩基繞滲的問題。同時(shí)，在大壩下游護(hù)坦設(shè)置排水設(shè)施，共同構(gòu)成了壩基防排水體系。

3.1 防滲帷幕

帷幕灌漿能夠提升相關(guān)部分的防身能力，使地基保持滲透穩(wěn)定。采用維密灌漿對(duì)灌孔的深度有要求，采用這種施工，需要根據(jù)所處巖石層地基接受帷幕灌漿后的改善程度差異來判斷灌漿是否達(dá)到設(shè)計(jì)的效果。要注意砂礫石地基由于砂礫之間的空隙較大，整體的結(jié)構(gòu)比較松散，當(dāng)有水源滲入時(shí)，滲透的速度比較快，范圍也會(huì)更大，導(dǎo)致在此地基上建設(shè)的部分很容易發(fā)生坍塌。因此在灌漿施工中，要采取一定特殊措施來處理特殊的地質(zhì)問題。

3.2 壩基排水系統(tǒng)

帷幕灌漿是一種控制圍堰滲水的有效方法，但使用帷幕灌漿并不能杜絕滲水發(fā)生。建造壩基施工時(shí)，壩基的材料是顆粒大的砂石料。大顆粒砂石料孔隙較大，透水性很強(qiáng)，可以讓液體快速通過。排水體要設(shè)置在廠房中或是大壩下游護(hù)坦，護(hù)坦的后面要設(shè)計(jì)排水孔。如果護(hù)坦好安裝在巖基上，需要在護(hù)坦和巖基之間的連接縫下方和排水孔的下方鋪設(shè)排水溝，排水溝設(shè)置要縱橫安排，形成排水網(wǎng)。反濾層設(shè)于排水體滲流進(jìn)入處，用2～4層粒徑不同、經(jīng)過挑選的砂石料鋪成。

4 主體建筑物防排水體系

考慮到水利水電工程建設(shè)目的和建筑功能的差異，防排水的需求程度和需求部分各有不同。擋水建筑物的主要目標(biāo)是防水，而擋土建筑防排水建設(shè)的主要功能是排水。擋水建筑物在建設(shè)和運(yùn)作中都會(huì)受到上下水水位差引起的水壓，再加上混凝土施工需要的凝固過程，所以它的防水體系建設(shè)與其他建筑有所不同，它與壩肩接觸防水也是主體建筑物防水體系中的一部分。

4.1 擋土建筑物排水系統(tǒng)

混凝土護(hù)坡上的排水要使用到土工布、排水管等方式，將其鋪設(shè)在表面或埋到護(hù)坡上；擋土墻的排水系統(tǒng)需要在澆筑前進(jìn)行設(shè)置，將排水管埋入混凝土墻的預(yù)定位置，再進(jìn)行澆筑。采用分層澆筑的方式時(shí)，可以埋設(shè)無砂混凝土盲管用來搭建滲水系統(tǒng)。排水管之間通過接駁系統(tǒng)相連，無砂混凝土盲管用反濾料包裹，反濾料采用繼配砂石料制作。

4.2 擋水建筑物防水系統(tǒng)

很多水利水電工程自身的規(guī)模和體積較大，其本身的面積和體積就能夠在一定程度上滿足排水的需求。但在靠近閘門處，由于二期施工的混凝土斷面面積較小，如果直接承受流水沖擊壓力，可能會(huì)產(chǎn)生一定的縫隙導(dǎo)致漏水。在這部分施工時(shí)，要注意清潔毛面和縫面，同時(shí)進(jìn)行澆筑和模板封閉。使用的混凝土振搗的效率會(huì)影響到閘門的反水效率。為了更好地預(yù)防擋水建筑物迎水面的橫槽發(fā)生滲水，還需要設(shè)置縫間止水系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)由止水片、瀝青井、排水檢查井、混凝土止水塞和瀝青麻繩組成，為了提升質(zhì)量，還可以在橫縫迎水的部分涂抹或貼上一層具有彈性的防水材料。其他部分如果有特殊的防水需求，也可以根據(jù)情況適當(dāng)添加止水片和排水孔等。根據(jù)止水片的埋設(shè)位置安裝止水基座。安裝在巖基上的擋水建筑，如果堰基的坡度超過45°，就需要使用止水槽或止水堤。止水片的材質(zhì)有很多，如紫銅片、鍍鋅鐵片、橡膠、聚氯乙烯塑料等，需要根據(jù)水質(zhì)、地質(zhì)等不同條件科學(xué)地進(jìn)行選擇；縫間填料的材料也很多，選擇依據(jù)是該橫縫本身和伸縮縫的寬度受外界環(huán)境影響的形變情況。根據(jù)壩肩所處的地質(zhì)條件，壩肩接觸防水建設(shè)方式有所不同。

5 結(jié)語

水利水電工程的建設(shè)受到地形、地質(zhì)、水文條件和氣候環(huán)境的影響很大，再加上其主體工程的規(guī)模一般都很大，需要分期施工完成，在這期間內(nèi)對(duì)周邊的防排水建設(shè)會(huì)對(duì)施工的安全和完工后的質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。水利水電工程建成后會(huì)導(dǎo)致一定的水位差，大壩迎水面的水壓力要采取合理的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，否則會(huì)對(duì)工程的安全產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊康寧.水利水電工程施工技術(shù)（第二版）[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：吳軍華（1980-），女，河南濮陽人，供職于安陽市水資源管理委員會(huì)辦公室，研究方向：水利工程。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）