观音岩水电站进水口流道渗水处理措施

第１期２０１９年１月广东水利水电ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＮｏ􀆰１Ｊａｎ.２０１９观音岩水电站进水口流道渗水处理措施刘顺东(大唐观音岩水电开发有限公司ꎬ四川攀枝花　６１７０１２)摘　要:通过对观音岩水电站进水口流道内部检查ꎬ查清了渗水部位ꎬ针对不同的渗漏点ꎬ实施了专门的防渗灌浆处理措施ꎬ经过近１ａ的运行ꎬ原渗水部位干燥ꎬ未出现渗水ꎬ防渗处理效果明显ꎬ对同类工程具有参考借鉴作用ꎮ关键词:进水口流道ꎻ渗水ꎻ处理措施中图分类号:ＴＶ６９８􀆰２＋３３　　文献标识码:Ｂ　　文章编号:１００８－０１１２(２０１９)０１－００４８－０３　　收稿日期:２０１８－０９－１９ꎻ修回日期:２０１８－１１－２５作者简介:刘顺东(１９８２－)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ从事水工建筑物运行维护工作ꎮ坝体渗水在混凝土坝中比较常见ꎬ较多水工大坝的设计、运行维护工作者对大坝渗漏成因及处理措施进行了研究[１－５]ꎮ坝体渗水入口位于上游面水下部位ꎬ水下处理施工难度较大ꎻ从下游渗水出露处处理往往效果又不理想ꎮ本文以观音岩水电站进水口流道渗水处理为例ꎬ研究材料选取、处理措施以及达到的效果ꎮ１　工程概况观音岩水电站位于金沙江中游河段ꎬ为Ⅰ等大(１)型工程ꎬ永久性主要建筑物按１级建筑物设计ꎮ电站坝址以上流域集雨面积为２５６５１８ｋｍ２ꎮ水库正常蓄水位为１１３４ｍꎬ校核洪水位为１１３７􀆰３７ｍꎬ总库容为２２􀆰５亿ｍ３ꎮ电站大坝由左岸、河中碾压混凝土重力坝和右岸粘土心墙堆石坝组成ꎮ混凝土大坝共３５个坝段ꎬ其中引水坝段布置在河中１６＃至２０＃坝段ꎮ工程于２０１４年１０月２３日下闸蓄水ꎬ２０１４年１２月首台机组发电ꎬ２０１６年４月末台机组发电ꎮ２　进水口结构及渗水情况２􀆰１　进水口结构电站采用坝式进水口ꎮ进水口建筑物从上游往下游依次是拦污栅底板段ꎬ底板高程为１０９０ｍꎬ长度为８ｍꎻ１∶１压坡段ꎬ水平投影长度为３ｍꎻ检修闸门及事故闸门底板段ꎬ底板长度为１１􀆰８７ｍꎬ底板高程为１０９３ｍꎻ后接半径为５ｍꎬ圆心角为２１°ꎬ水平投影长度为１􀆰７９ｍ的圆弧形变坡段ꎻ再接长度约１ｍ的斜坡段ꎻ之后是从矩形断面向圆形断面过渡的渐变段ꎬ长度为１０􀆰５ｍꎻ渐变段后接长度为２ｍ的混凝土圆弧形断面ꎻ后接压力钢管ꎮ在混凝土与钢管的接缝外围设有环形止水ꎮ进水口建筑物剖面示意见图１ꎮ图１　进水口结构剖面示意(单位:高程ｍ)２􀆰２　渗水情况压力钢管充水运行一段时间后ꎬ在坝后背管顶部(图１所标注部位)外包混凝土的正面及侧面出现不同程度的渗水现象ꎮ在库水位较高ꎬ温度较低的冬季ꎬ渗水情况相对突出ꎬ渗水情况统计见表１ꎮ表１　坝后背管顶部外包混凝土渗水统计库水位/ｍ渗水部位渗水量/(ｍＬ/ｓ)１１２２顶部左侧１００１１２５顶部两侧１４０１１２８顶部两侧及正面１９０１１３１顶部两侧及正面２６０１１３４顶部两侧及正面３５０􀅰８４􀅰　　长期的渗漏水会使钢筋混凝土内部存在的氢氧化钙溶失ꎬｐＨ值变小ꎬ容易导致混凝土结构中的钢筋发生锈蚀ꎬ并会加快结构混凝土的碱骨料反应ꎬ降低混凝土力学性能ꎬ外观形象差ꎮ针对渗水情况ꎬ在下游面渗水点进行了防渗灌浆处理ꎬ短时间内将原有渗水点堵住ꎬ一段时间后附近又出现新的渗水点ꎻ说明从下游防渗堵漏的方案及效果是不佳的ꎮ２􀆰３　渗水检查及原因分析因从下游面进行防渗处理效果不佳ꎬ电站结合机组检修引水流道放空的机会ꎬ检查流道情况ꎮ检查发现:①压力钢管与混凝土接缝左、右侧顶部均存在反渗水ꎬ未发现接缝张开ꎻ右侧局部有冲蚀现象ꎮ反渗水迹印总长度约４ｍꎻ冲蚀部位长约０􀆰５ｍꎬ宽约０􀆰２ｍꎬ深度约１ｃｍꎮ②事故门门槽钢构与混凝土接缝存在反渗水ꎮ③渐变段混凝土顶拱左侧、左右侧边墙局部存在反渗水现象ꎬ渗水面积约６ｍ２ꎮ其中渐变段混凝土顶拱左侧存在１条裂缝ꎬ长度约０􀆰６ｍꎬ宽度约０􀆰２ｍｍꎮ④其他部位存在零星反渗水ꎬ局部有冲蚀缺陷ꎻ最大冲蚀面积约０􀆰０６ｍ２ꎬ最大冲蚀深度约２ｃｍꎮ渗水原因分析:观音岩水电站地处金沙江干热河谷ꎬ夏季昼夜最大温差超过２５℃ꎬ剧烈温度变化可能产生细微干缩裂缝ꎬ在水作用力下进一步扩张ꎻ引水流道混凝土与钢管接缝处为薄弱部位ꎬ可能存在振捣不密实情况ꎻ混凝土表面缺陷可能是由于脱模处理不当造成的轻微缺陷在水流作用下进一步扩大形成ꎮ在混凝土与钢管接缝处、混凝土裂缝部位均可能形成渗水通道ꎮ３　防渗处理措施根据流道内部检查情况ꎬ电站优选防渗处理材料ꎬ根据缺陷类型ꎬ分别制定了处理措施ꎮ３􀆰１　材料选用及其主要性能指标材料主要选用常用的防渗化学灌浆材料、过流面表面缺陷修复材料、堵漏材料等ꎬ具体包括以下几种ꎮ１)补强化灌材料ꎬ选用ＭＳ－３Ｂ亲水型环氧浆液ꎬ该种材料适用于混凝土裂缝、施工缝、渗水点等缺陷处理ꎮ２)柔性化灌材料ꎬ选用双组份聚氨酯化灌材料ꎬ该种材料适用于堵水及有弹性变形要求的部位使用ꎮ３)永久嵌缝材料ꎬ选用ＴＳ堵漏宝砂浆ꎬ该种材料固化后形成的固结体有一定弹性ꎬ能适应一般温度裂缝、应力裂缝的正常变形ꎻ其兼顾了无机材料的强度、粘结力、稳定性和有机材料的弹性变形等特性ꎻ固结后密实度高、表层光洁、耐磨抗冲刷气蚀等性能优越ꎮ４)膨胀止水条ꎬ选用８２１ＢＦ膨胀止水条ꎬ该材料对于混凝土规则性伸缩及沉陷位移５~５０ｍｍ范围内ꎬ都具有优良的止水性能ꎬ抗渗性能达３􀆰５ＭＰａꎮ５)止水条ꎬ选用ＢＷ－Ⅱ型止水条ꎬ该材料满足水工建筑物的工作条件和特殊要求ꎬ以无机材料为主与高分子胶合材料复合而成ꎻ遇水后体积膨胀堵住施工缝隙及周围毛细孔ꎬ达到止水或止浆的目的ꎮ６)表面缺陷修复材料ꎬ选用ＭＳ－３Ｄ环氧砂浆及ＭＳ－３Ｃ环氧胶泥ꎬ该材料适用于过流面修复ꎬ粘结性好ꎬ抗冲耐磨ꎮ３􀆰２　混凝土段与钢管接缝防渗处理混凝土段与钢管接缝防渗处理具体措施:①基面清理:沿缝将钢管与混凝土接缝侧３５ｃｍ范围内砼基面清洗干净ꎮ②钻孔:间距１􀆰０~１􀆰５ｍꎬ在混凝土侧距钢管３５ｃｍ处钻斜孔ꎬ孔深５０~５５ｃｍꎬ孔径１８ｍｍꎬ倾角６０°ꎮ如有明显渗水或脱空的处理段ꎬ布孔可适当加密ꎮ③埋灌浆嘴:钻孔后ꎬ立即用０􀆰３ＭＰａ以上高压水冲洗干净ꎮ采用ＴＳ堵漏宝砂浆埋设灌浆嘴ꎬ湿水养护８~１２ｈꎬ进行压气试验ꎻ观察附近灌浆嘴及接缝通气情况ꎬ检查斜孔与钢管混凝土接缝的通畅性ꎮ④开槽ꎬ距钢管３５ｃｍ切缝ꎬ用电镐开３５ｃｍ×２２ｃｍ扇形槽ꎬ并将槽面彻底清洗干净ꎮ⑤埋管ꎬ沿接缝１∶１ＴＳ堵漏宝砂浆埋设Ф８ｍｍ半圆高压注浆管ꎬ开口对准缝中ꎮ⑥装止水条ꎬ１∶１ＴＳ堵漏宝砂浆贴钢管分层安装８２１ＢＦ、ＢＷ止水条各１道ꎮ⑦回填ꎬ１∶１ＴＳ堵漏宝砂浆分层回填至原砼表面ꎬ压实、抹平ꎮ要求平整、光洁ꎬ与原有砼基面粘结良好ꎮ⑧化学灌浆ꎬ湿水养护４８ｈꎬ进行化灌施工ꎮ打开所有灌浆嘴ꎬ空压机逐一对斜孔进行压气ꎬ压力０􀆰２５ＭＰａꎬ也可多个斜孔并联压风ꎬ利用风力将缝内积水赶出并吹干ꎻ待管路积水排空ꎬ缝面基本吹干后ꎬ停止压气ꎬ开始灌浆ꎮ灌浆顺序:自钢管底部开始由下至上灌浆ꎻ灌浆压力:≥０􀆰２ＭＰａꎬ低压慢灌ꎻ浆液比例:Ａ料∶Ｂ料＝１∶１ꎻ结束标准:进浆速率０􀆰０１Ｌ/ｍｉｎꎮ几孔并联灌浆时ꎬ最高孔与最低孔垂直高差应≤２ｍꎮ⑨割管、封孔:待浆液凝固(４８ｈ)后割管ꎬ并用ＴＳ堵漏宝砂浆封孔ꎮ３􀆰３　混凝土裂缝防渗补强处理其处理流程与接缝处理比较ꎬ不需要钻孔埋灌浆嘴ꎬ直接开槽埋灌浆管ꎬ开槽尺寸为２５ｃｍ×１６ｃｍ􀅰９４􀅰２０１９年１月　第１期刘顺东:观音岩水电站进水口流道渗水处理措施Ｎｏ􀆰１　Ｊａｎ.２０１９“Ｕ”形槽ꎻ无需装止水条ꎻ其余流程与接缝处理流程基本相同ꎮ３􀆰４　混凝土表面缺陷修复混凝土表面缺陷修复具体措施:①凿除蜂窝、麻面松动混凝土ꎮ②清洗ꎬ冲洗、清洗基面浮渣、浮灰ꎮ③风(烘)干:自然风干或喷灯将基面吹(烤)至基面含水率≤７％ꎮ④配制、涂刷界面剂:按Ａ料∶Ｂ料＝６∶１配合比配制环氧基液ꎬ要求称量准确ꎬ涂刷环氧基液两遍ꎮ从基面一端向另一端顺序均匀涂刷ꎬ不漏刷、不流淌ꎬ待第１遍不粘手时ꎬ垂直方向涂刷第２遍ꎮ⑤回填环氧砂浆:待环氧基液手触拉丝ꎬ按Ａ料∶Ｂ料＝１０∶３配合比配制环氧砂浆ꎬ分层回填环氧砂浆ꎬ每层回填厚度≤１􀆰５ｃｍꎬ一端向另一端顺序回填ꎬ压实、抹平ꎮ环氧砂浆分层回填时ꎬ层面间涂刷环氧基液ꎮ３􀆰５　混凝土渗水点防渗补强处理混凝土渗水点处理具体措施:①基面清理:沿渗水点中心两侧各２００ｍｍ范围内砼基面清洗干净ꎮ②钻孔:距渗水点中心两边各１６ｃｍ处钻斜交孔ꎬ孔深５０~５５ｃｍꎬ孔径１８ｍｍꎬ倾角６０°ꎬ两孔相交ꎮ③埋灌浆嘴:钻孔后ꎬ立即用０􀆰４ＭＰａ以上高压水冲洗干净ꎮ埋设灌浆嘴ꎬ４~６ｈ后ꎬ即用红色水进行压水试验ꎬ压力０􀆰２ＭＰａꎬ检查整个漏水通道是否通畅ꎮ如渗水点表面出现红色水ꎬ证明渗水通道通畅ꎬ可进行下一步施工ꎮ④开槽:沿漏水点中心开Ｒ２４０×ｈ１５０ｍｍ圆柱形槽并清洗干净ꎮ⑤回填:１∶１ＴＳ堵漏宝砂浆分层回填至原基面ꎻ找平、压实、收光ꎮ⑥湿水养护２４ｈꎬ进行化灌施工ꎬ施工方法同裂缝灌浆施工方法ꎮ３􀆰６　混凝土整体抗渗处理为避免有未发现的渗水点或渗漏通道ꎬ对混凝土段采取整体抗渗处理补强ꎮ抗渗处理措施:①整体打磨:将混凝土表面整体打磨３ｍｍ厚ꎬ要求打磨平整、不得漏磨ꎮ②冲洗:高压对混凝土表面冲洗ꎬ要求将混凝土表面浮渣、浮灰彻底冲洗干净ꎮ③风(烘)干:自然风干或喷灯将基面吹(烤)至基面含水率≤７％ꎮ④配制、涂刷环氧基液:按Ａ料∶Ｂ料＝６∶１配合比配制环氧基液ꎬ要求用电子称或量杯现场专人称量准确ꎮ⑤涂刷环氧基液ꎬ要求自下而上从基面一端向另一端顺序均匀涂刷ꎬ不漏刷、不流淌ꎮ环氧基液应随配随用ꎬ配制后要求在３０ｍｉｎ内使用完毕ꎻ⑥涂刮环氧胶泥:待环氧基液手触拉丝(涂刷后１５~３０ｍｉｎ左右)ꎬ分２遍涂刮１􀆰５ｍｍ厚环氧胶泥ꎮ按Ａ料∶Ｂ料＝１０∶３配合比配制环氧胶泥ꎻ环氧胶泥要求自下而上一端向另一端涂刮ꎬ涂刮时应来回挤压ꎬ确保环氧胶泥与基面粘结牢固ꎬ胶泥应涂刮平整、光洁ꎻ环氧基胶泥应随配随用ꎬ配制后要求在３０ｍｉｎ内使用完毕ꎮ４　渗水处理效果考验流道防渗处理后ꎬ经历了１个冬季、１个汛期ꎻ经受了冬季寒潮低温及夏季昼夜剧烈温差的考验ꎻ冬季水库水位长期在高水位运行ꎬ流道经受了持续高水位运行的考验ꎮ接近１ａ的运行时间里ꎬ压力钢管外包混凝土再未出现渗水及析钙现象ꎮ流道处理后的运行情况统计见表２ꎮ表２　进水口流道处理后运行情况统计时间/年－月库水位/ｍ日最大温差/℃日最低气温/℃渗水量/(ｍＬ/ｓ)２０１７－１１１１３３􀆰５１５８０２０１８－１２１１３３􀆰８１６５０２０１８－０２１１３３􀆰９１５３０２０１８－０５１１３２􀆰５２２９０２０１８－０９１１３２２０１１０５　结语通过对观音岩水电站进水口流道从内部进行混凝土防渗补强处理ꎬ并观察１ａ左右的运行情况ꎬ可以得出以下结论:１)通过对接缝、疑似裂缝、渗水点、表面缺陷等的防渗及补强处理ꎬ达到了预期效果ꎮ２)处理水工建筑物渗水ꎬ要查清引起渗漏的部位ꎬ找出渗漏的原因ꎬ采取针对性的防渗措施ꎬ才能取得预期的防渗效果ꎮ参考文献:[１]　陈文辉.锦屏水库大坝裂缝成因分析及出现加固处理[Ｊ].广东水利水电ꎬ２０１７(９):２０－２５.[２]　杨文滨ꎬ李德吉ꎬ王瑞兰ꎬ等.大坝水库坝体渗漏原因探查与治理对策探讨[Ｊ].广东水利水电ꎬ２０１７(３):５５－５９ꎬ６７.[３]　吴建廉.文子水库大坝渗漏原因分析及处理[Ｊ].广东水利水电ꎬ２０１１(１０):４８－５０ꎬ６７.[４]　李同安.水库大坝渗漏原因及防治措施[Ｊ].中国水能及电气化ꎬ２０１５(１２):３３－３６.[５]　王旺盛ꎬ罗飞ꎬ王晓欣ꎬ等.某大坝渗漏勘察分析与防渗处理措施[Ｊ].人民长江ꎬ２０１５(４):４５－５０.(本文责任编辑　王瑞兰)(下转第６５页)􀅰０５􀅰２０１９年１月　第１期广东水利水电Ｎｏ􀆰１　Ｊａｎ.２０１９展需求ꎬ还要更高质量、更高效率服务于经济社会可持续发展与生态系统良性循环ꎮ参考文献:[１]　刘霞.关于广东水利规划工作的认识[Ｊ].水利规划与设计ꎬ２０１３(５):１－４.[２]