刘思明

广东省源天工程有限公司，广东 广州 511340

现阶段，水工建筑在我国的社会生产和人民生活中都发挥着重要的作用，水工建筑物的质量和安全性能直接关系着人们的生命健康和社会的和谐稳定。在水工建筑中，建筑物渗水是较为严重的一种安全隐患，也是在水工建筑日常管理中受到普遍关注的安全问题。水电站是最为常见的一类水工建筑，经常会因水库水位变化以及混凝土建筑物出现裂缝而引发渗漏事件。因此，了解水电站渗水成因以及可靠性处理方式是十分有必要的。

1 地下厂房渗水成因

水电站内的发电功能区主要包括地下厂房、主变室以及地面副厂房等。其中，地下厂房的面积较大，内部的结构缝和混凝土面极易发生裂缝渗水现象。地下厂房及附属洞室均存在混凝土结构缝和施工缝，当外部出现连续降雨、暴雨、山体泄洪等情况时，混凝土结构就会出现渗水以及孔隙喷水的现象。此外，厂房内部顶拱也是极易发生渗漏的部位。在暴雨或强雾化雨的冲击下，会导致地下水位上升且水内压力增加，地下水会向顶拱聚集并往临空面流出，严重时可能损坏周围的发电设备。

水电站内部会因预防大面积渗水事件而开凿排水槽等引排装置。经过长时间的杂质堆积，引水管和排水孔会被碳酸钙结晶所堵塞或孔口封闭不严，进而造成引水结构受到水流的压力而被破坏，导致引水排水措施失效；厂房顶拱部位会设置纵横向排水管和钢排水沟，然而引排管相互连接部位经常发生脱落以及破损的情况，无法满足应急排水的要求。

2 水电站大坝渗水成因

水电站大坝渗水情况通常有以下三个方面的成因：（1）坝基以及绕坝位置出现渗漏，这种情况通常取决于大坝兴建位置的地质条件，如果其地理环境较为严峻，水下坝基的地层深处存在熔岩或坚硬的岩石，则会造成电站运行期间出现地下水通过岩石缝隙渗入的情况；（2）大坝坝体渗漏，大坝在建设过程中防渗墙等结构是否严密、所用材料是否符合建筑要求以及、混凝土结构缝强度等都会影响大坝渗水的情况；（3）坝后水流渗漏，主要是防渗帷幕存在质量问题而导致两岸地表水以及地下水汇入。

大坝灌浆廊道渗水一般表现为混凝土结构局部出现水迹、施工缝小范围渗水以及混凝土孔隙大量喷水等。无论在哪种渗漏成因下，当防渗墙出现裂缝、底部与基岩接触处出现孔隙时，水流就会经过缝隙进入灌浆廊道；而地下水从坝坡渗入后也会最终从某一结构薄弱部位排出。

3 成因监测及分析

水电站出现渗水情况多与其兴建地质情况、项目施工期间的建设质量情况和长时间以来水库运行调度情况有关，因此在进行成因监测及分析时，需要重点针对上述渗水情况以及易发生渗水的部位进行检查。

在相关部门采取措施监测大坝渗漏情况时，可以选择在水电站的大坝与下游反滤层之间横河流方向埋设光纤，从而根据大坝各接触面渗流监测值进行分析。在检测大坝渗漏情况时，通常会借助渗压计对渗流进行监察和测量。在坝基位置，会将渗压计放置在垫层底部以及防渗帷幕后面，在正常情况下上游水位会对各监测点产生一定的影响，坝基垫层下游侧渗压计的渗透压力测值也会表现为垫层底部下游侧低于上游侧，且帷幕的作用会导致垫层下游侧和帷幕后压力测值较低。在坝体内部，上游堆石体处和上游及下游的反滤层内均放置渗压计，这样可以对坝体渗流进行监测，如果显示水流断面高程的最大测值位于上游部位，则与上游水位的相关性较强，而下游反滤层内具有心墙防渗装置，其中部水流断面高程测量值偏高。心墙防渗性能较好、内部水流压力过高，从而使得下游反滤料内的压力测量值较低。

在坝基灌浆廊道内，可以设置三角形量水堰结构，并在坝后同时搭建梯形量水堰和三角形量水堰，对大坝上游至下游的水位进行全方位对比监测。上游水位最高，其他位置的水位会依次降低。如果在监测时发现心墙后的水位较低，则可以证实心墙以及防渗帷幕发挥了较明显的作用[1]。

通过利用精密监测仪器可以有效测出大坝渗漏的主要源头，从而根据相应的补救措施进行防渗设备改进。在基础设施未发生破损的情况下，水工建筑大坝渗水的产生原因则主要在于水位变化而带来的水压升高以及降雨影响；地下厂房等位置渗水产生的原因则在于受到山体内潜水泄洪以及大规模降雨等多方因素引起的综合水力作用。

4 水工建筑物渗水可靠性处理方式

4.1 排水系统整治

针对厂房渗水问题，必须重视内部与外部引排水系统的建设与整治工作。以某水电站为例，该水电站主要建筑物为混凝土面板堆石坝、地下电站以及一系列常见的水利建筑物，大坝坝顶高程为410m，水库正常蓄水位为400m，死水位为350m。地下厂房位于坝后右岸山体内，基面高程为165m，顶拱高程为230m。

该水电站地下厂房设有厂内和厂外两部分排水系统。相关工作人员在进行排水系统的维护时，首先对厂外混凝土浇筑面进行检查，如有破损需要立即修补；在厂外山体边坡上侧位置设置截水沟，从而将地表水拦截并导入排水沟。在下侧各层排水系统内设置引排钢管，利用钢管将水流逐级向下引导，并设置挡水坎以确保边坡坡面不再过水。同时，对厂外所有排水廊道的排水孔进行疏通维护，将花管拔出进行扫孔处理，及时对脱落、破损的排水管进行更换，完成一系列维护工作后即可重新安装排水花管并密封排水管周围。最后，采取相应措施清理三层排水廊道排水沟，并对帷幕灌浆廊道洞口进行灌浆处理以加强密封和固定作用，从而确保泄洪时雾化雨不会渗过二层排水系统[2]。

在处理好厂外排水系统后，站内工作人员也对厂内顶拱部位加强了防渗处理。根据渗漏点的判断，工作人员在拱顶部位加设了规格为Ф56mm的排水孔和规格为Ф110mm的PVC-U主集水管用以预留集水和排水，并对原有的排水沟和集水管进行了全面检查，包括检查排水管的连接部位是否有脱落和损坏情况，并根据实际情况进行更换处理。

4.2 化学灌浆处理

当出现混凝土裂缝、漏水结构缝和施工缝缺陷时，较为常用的处理方式就是灌浆。主要操作步骤是以裂缝为中线挖掘出宽0.1m、深0.01m的凹槽，在槽底每隔20cm钻1个深5cm的孔，然后借助高压水枪将孔内、凹槽内冲刷干净，并在钻孔内放置灌浆嘴，用灌浆材料将其封闭至与原混凝土表面持平即可。后期的化学灌浆处理主要包括以下步骤：压风检查→灌浆→注浆嘴清除→磨平裂缝表面→灌浆处养护→环氧胶泥涂刮→质量验收。在正式进行灌浆时，灌浆压力不宜过大，通常为0.3MPa，因为灌浆压力过大极容易造成进料管爆裂。此外，还应特别注意灌浆处理所用的原料，化学灌浆材料要求必须是无颗粒的且胶凝时间较为可控的，常见的有水玻璃、环氧树脂和聚氨酯。然而部分水电站的工作人员在选择灌浆处理材料时为了能够快速见效而选用了其他较少使用的化学材料，尽管在处理混凝土结构缝渗水问题时可以实现对裂缝的快速补救，但是一些材料遇水会发生强烈的化学反应，发生膨胀后会产生一种力，当其累积到一定程度时就会再次破坏被补救的混凝土裂缝，从而导致渗水情况继续发生[3]。

化学灌浆处理适用于电站内部混凝土结构发生裂缝以及孔隙喷水的情况。灌浆处理需做到表面无明水渗漏方可以停止，若在经过一次灌浆处理后仍会出现部分裂缝渗水的情况，相关工作人员则需要再一次进行补灌，并多次进行检测直至确保不会再次渗水。

4.3 防渗涂膜处理

如果混凝土结构因施工过程中操作不当或建筑材料质量不合格而造成大面积渗水情况，采用化学灌浆处理是不合适的。通常在遇到该情况时，相关工作人员应将混凝土结构表面的水迹擦除，并选用特殊防水涂料涂抹于结构物表面，从而形成一层防水膜。防渗涂膜法可以有效解决因混凝土内部不密实而引起的水流渗入的问题。

防渗涂膜需要反复涂抹防水材料，常用的化学材料为丙烯酸防水涂料。具体的实施步骤如下：（1）以混凝土结构面渗水处的最低点为基础，用合适的毛刷将丙烯酸涂料均匀涂抹于渗水表面，等该层涂料彻底干透后在混凝土面整体涂刷一次，此为涂料的第一遍涂刷。（2）选用面积足够、材质优良的聚酯布并覆盖于混凝土结构体表面，在聚酯布上再次涂刷一层丙烯酸防水涂料完全干透后再次涂刷，此为第二遍防渗处理。（3）重复（2）中步骤，并再次涂刷丙烯酸防水涂料，直至最终涂层厚度达到5mm左右。当防渗涂膜完全干燥后应与混凝土结构表面紧紧黏结，从而有效达到防止水流渗入的效果。

5 结束语

水工建筑发生渗水事故的原因归根结底在于工程在建筑施工时混凝土浇筑养护措施不完善造成混凝土结构发生渗漏，以及电站内部排水系统未及时清理而影响引排水效果。综上所述，水工建筑内部管理人员应注意维护排水系统，当发现混凝土出现裂缝并造成明水渗入时要及时对裂缝进行灌浆处理，如果混凝土结构表面出现大范围渗水，则对其进行防渗涂膜处理。总之，在日常管理中要预防渗水事件的发生，一旦出现渗水，就要及时采取补救措施，将事故危害降到最低。