安谷水電站廠(chǎng)壩樞紐防滲漏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工

何承海，孔云洲

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，成都，610081)

安谷水電站廠(chǎng)壩樞紐防滲漏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工

何承海，孔云洲

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，成都，610081)

廠(chǎng)壩樞紐建筑物是水電站建筑物的核心部分，承擔(dān)電站水頭壓力最大的建筑物，其結(jié)構(gòu)形式多樣，工序復(fù)雜，機(jī)電金結(jié)埋件較多，容易因設(shè)計(jì)或施工方面的疏忽而造成滲漏水。本文通過(guò)總結(jié)安谷水電站滲控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了河床式水電站滲控體系的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)。

廠(chǎng)壩樞紐 防滲漏系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與施工 安谷水電站

1 概述

大渡河安谷水電站工程是大渡河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)中的最后一級(jí)，壩址位于樂(lè)山市市中區(qū)與沙灣區(qū)接壤的安谷河段生姜坡，距上游在建沙灣水電站約35km，下游距樂(lè)山市區(qū)15km。本電站采用混合式開(kāi)發(fā)方式，水庫(kù)正常蓄水位398.00m，總庫(kù)容約6330萬(wàn)m3，電站裝機(jī)共五臺(tái)。其中，大機(jī)組容量4×190MW，設(shè)計(jì)引用流量2576m3/s；小機(jī)組容量1×12MW，設(shè)計(jì)引用流量64.9m3/s。工程布置為電航同岸方案，從左至右依次為：上游左岸副壩、左岸接頭壩、13孔泄洪沖砂閘、閘壩儲(chǔ)門(mén)槽壩段、河床式電站廠(chǎng)房、安裝間及廠(chǎng)房?jī)?chǔ)門(mén)槽壩段、船閘、右岸接頭壩、尾水渠(尾0+000.00～尾0+850.00m)、泄洪渠(泄左0+000.00～泄左0+971.50m)等。

表1 廠(chǎng)壩樞紐建筑物滲控系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)

廠(chǎng)壩樞紐建筑物結(jié)構(gòu)類(lèi)型多樣，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，工序復(fù)雜，機(jī)電金結(jié)埋件較多，容易因設(shè)計(jì)或施工方面的疏忽而造成滲漏水，影響水電站的使用功能，甚至建筑物穩(wěn)定。因此結(jié)構(gòu)薄弱部位分縫，應(yīng)根據(jù)混凝土的澆筑能力和溫度控制要求確定分塊面積大小，分層厚度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和溫度控制要求確定，分層分塊均應(yīng)考慮施工方便；對(duì)于可能產(chǎn)生滲漏水的薄弱部位，如蝸殼、水下墻等，應(yīng)設(shè)置可靠的止水系統(tǒng)。安谷電站廠(chǎng)壩樞紐建筑滲控系統(tǒng)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

2 電站廠(chǎng)房滲漏成因分析

電站廠(chǎng)房滲漏成因分析主要從地質(zhì)條件、止水系統(tǒng)設(shè)計(jì)型式、止水系統(tǒng)施工質(zhì)量控制、施工工藝控制等方面著手，并結(jié)合同類(lèi)型沙灣水電站施工經(jīng)驗(yàn)與質(zhì)量控制成果基礎(chǔ)上進(jìn)行，從滲水成因進(jìn)行歸類(lèi)，根據(jù)其滲水特點(diǎn)提出防滲漏措施。

2.1 地質(zhì)條件滲水

地質(zhì)條件滲水主要是由于地質(zhì)條件物理性能較差，滲透系數(shù)大，屬于先天不足。比如根據(jù)科研地質(zhì)資料顯示，安上ZK24、安上ZK25、安上ZK26孔揭示廠(chǎng)基巖體中分布有承壓水，承壓水位高程379.67m～380.50m，高出地面0.92m～4.19m，承壓水頭34.59m～38.15m，頂板埋深14.60m～23.40m，頂板高程341.27m～343.38m，最大涌水量4.5L/min。招投標(biāo)階段，廠(chǎng)房部位基礎(chǔ)未設(shè)置帷幕灌漿。

泄洪沖砂閘1#～2#閘室因廠(chǎng)房部位基坑開(kāi)挖形成人工填筑基礎(chǔ)，若基礎(chǔ)沉降變形，會(huì)造成基礎(chǔ)滲漏或止水系統(tǒng)破壞引起滲水。

地質(zhì)條件的缺陷需要通過(guò)增加防滲墻、固結(jié)灌漿或帷幕灌漿等基礎(chǔ)處理方式人為補(bǔ)強(qiáng)。圍堰防滲墻或永久防滲體系施工是防滲控制的第一道防線(xiàn)，必須予以重視。

2.2 系統(tǒng)止水失效引起滲水

在電站廠(chǎng)房止水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用不同的止水型式，包括止水片、SR止水、復(fù)合止水條、瀝青止水井等。結(jié)構(gòu)伸縮縫位置通常采用銅片止水與橡膠止水聯(lián)合布置，剛性與柔性止水相接合，避免止水系統(tǒng)局部失效而引起的整體性滲水。施工過(guò)程中的止水安裝、加固以及混凝土施工過(guò)程中的止水保護(hù)、混凝土振搗等，必須嚴(yán)格控制，保證止水系統(tǒng)的施工質(zhì)量。

2.3 混凝土施工層間縫滲水

電站廠(chǎng)房進(jìn)口段上游壓力墻承擔(dān)較大的水頭差，混凝土施工層間縫位置因施工縫處理不到位或不合格，造成新老混凝土結(jié)合不嚴(yán)密，在高水壓條件下，施工縫張開(kāi)形成滲水。施工過(guò)程中必須加強(qiáng)層間施工縫處理，并加強(qiáng)層間縫位置混凝土振搗等工藝控制手段，保證層間縫結(jié)合嚴(yán)密。

2.4 工藝質(zhì)量控制不到位引起的滲水

擋水結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)混凝土本身密實(shí)度或添加外加劑增加防滲性能實(shí)現(xiàn)擋水，混凝土配合比設(shè)計(jì)及其質(zhì)量控制是防滲控制的重點(diǎn)。同時(shí)，由于混凝土裂縫等原因也極易在擋水建筑中引起滲水。

3 安谷水電站止水系統(tǒng)分析及防治措施

通過(guò)對(duì)安谷水電站廠(chǎng)房部位止水系統(tǒng)分析與研究，結(jié)合上述滲水成因分析成果進(jìn)行歸類(lèi)，制定防治措施。

3.1 地質(zhì)原因滲控措施

通過(guò)對(duì)地質(zhì)資料的分析及現(xiàn)場(chǎng)巖石基礎(chǔ)實(shí)際揭露情況顯示，對(duì)比招標(biāo)文件，對(duì)于電站廠(chǎng)房部位的承壓水，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)單位增加帷幕灌漿，減小滲水對(duì)廠(chǎng)房基礎(chǔ)的不利影響。

泄洪沖砂閘部位1#～2#閘室基礎(chǔ)為砂卵石填筑體，在施工圖階段，綜合沙灣水電站的施工經(jīng)驗(yàn)，采用摻5%水泥填筑砂卵石進(jìn)行基礎(chǔ)填筑。填筑前進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)成果確定施工相關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過(guò)蓄水后觀測(cè)成果顯示，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2 結(jié)構(gòu)止水質(zhì)量控制

廠(chǎng)房部位止水采用銅片止水與橡膠止水相結(jié)合的方式進(jìn)行，質(zhì)量控制要點(diǎn)主要是接頭連接方式和施工工藝。銅片止水加工采用自行研制的液壓加工平臺(tái)，保證止水槽的成型質(zhì)量，并減少普通加工時(shí)彎曲對(duì)銅片止水的損傷，影響止水效果；銅片止水連接主要采用銅焊條焊接，采用折迭咬接雙面焊工藝，搭接長(zhǎng)度不小于20mm。銅片面板上粘貼100mm×6mm復(fù)合止水條，保護(hù)銅片止水的同時(shí)可以延長(zhǎng)滲徑。橡膠止水連接采用硫化熱工藝粘接，并針對(duì)轉(zhuǎn)角部位、十字交叉部位定制“T”型止水接頭、“+”型止水接頭，改變了采用膠水粘接易脫落、粘接不嚴(yán)密的缺點(diǎn)，極大提高了止水施工質(zhì)量。止水部位安裝中，采用專(zhuān)用夾具加固；混凝土施工過(guò)程中止水部位采用一級(jí)配或二級(jí)配混凝土，并加強(qiáng)振搗。

3.3 混凝土施工工藝控制措施

3.3.1 合理的分層分塊措施

合理的分層分塊是削減溫度應(yīng)力，防止或減少混凝土裂縫，保證混凝土施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)整體性的重要措施。在分層分塊中，根據(jù)施工分層圖，結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀及應(yīng)力情況，避免在應(yīng)力集中、結(jié)構(gòu)薄弱部位分縫，分塊面積大小根據(jù)混凝土澆筑能力和溫度控制要求確定，分層厚度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和溫度控制要求確定。分層分塊結(jié)合施工特點(diǎn)進(jìn)行考慮，對(duì)于可能產(chǎn)生滲漏水的薄弱部位，如蝸殼、水下墻等，設(shè)置可靠的止水系統(tǒng)。如在尾水擋墻、廠(chǎng)房上游壓力墻層間縫位置，增設(shè)50cm寬鍍鋅鐵皮止水，可有效杜絕施工縫局部滲水情況。

3.3.2 設(shè)置防滲質(zhì)量預(yù)控點(diǎn)

建立完善質(zhì)量控制體系，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，推行全面質(zhì)量管理，嚴(yán)格執(zhí)行施工階段控制程序。列出預(yù)控點(diǎn)，設(shè)專(zhuān)職質(zhì)檢人員跟蹤檢查，尤其是容易產(chǎn)生滲漏水的薄弱環(huán)節(jié)，如止水片的安放、尾水管、蝸殼、水下墻和帷幕灌漿等施工，重點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。

3.3.3 混凝土配合比抗?jié)B性能和強(qiáng)度試驗(yàn)

對(duì)于抗?jié)B性能要求較高的部位，如上游壓力墻、蝸殼、尾水管等，經(jīng)常進(jìn)行混凝土配合比抗?jié)B性和強(qiáng)度試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整水灰比，確?？?jié)B指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.3.4 重視混凝土澆筑的過(guò)程控制

混凝土施工過(guò)程中，合理設(shè)置施工縫，合理選擇入倉(cāng)方式。澆筑前計(jì)算供料速度與施工澆筑需求速度的關(guān)系，避免造成因混凝土供應(yīng)不足，致使前后澆筑混凝土之間產(chǎn)生冷縫，形成滲漏通道。在滿(mǎn)足混凝土允許間歇時(shí)間情況下，盡量提高澆筑層的厚度，并盡量減少分縱縫，或在可能條件下采用通倉(cāng)而不分縫。在鋼筋密集處或預(yù)埋件集中處，調(diào)整混凝土塌落度并采用細(xì)石混凝土，避免下料困難、振搗不及或振搗不實(shí)而引起的蜂窩或孔洞，形成抗?jié)B的薄弱部位。

3.3.5 注意混凝土溫度控制及養(yǎng)護(hù)

混凝土溫度控制需根據(jù)施工季節(jié)、澆筑體型等方面綜合控制。安谷水電站主要采用低熱硅酸鹽水泥，通過(guò)采取合理的溫控措施，減少了因裂縫產(chǎn)生所引起的漏水?；炷琉B(yǎng)護(hù)主要采用人工灑水，混凝土澆筑完畢12h～18h左右即開(kāi)始灑水，養(yǎng)護(hù)期一般為14d，重要部位和利用后期強(qiáng)度的混凝土則不少于28d，應(yīng)控制好混凝土拆模時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

安谷水電站滲控系統(tǒng)施工，成立了專(zhuān)門(mén)的質(zhì)量控制小組，針對(duì)不同部位的止水型式列出質(zhì)量預(yù)控重點(diǎn)，落實(shí)責(zé)任人，很好地保證了施工工期和施工質(zhì)量，降低了施工成本。同時(shí)結(jié)合同類(lèi)型電站的施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件協(xié)同各參建單位對(duì)設(shè)計(jì)及施工中存在的滲水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了科學(xué)的水力驗(yàn)算，保證了施工的可靠性。

〔1〕 王年安.水電站廠(chǎng)房滲漏水原因分析及施工防治措施[B].水利科技，2000，(4)∶51；

何承海(1988.10-)，男，重慶市人，本科，助理工程師；

孔云洲(1987.5-)，男，湖北宜都市人，本科，助理工程師。

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