鲁恩龙

黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司 黑龙江牡丹江 157000

抽水蓄能电站水库渗漏问题会给电站自身的运行带来极大的影响，从而使得电站的经济效益受到影响，严重的渗漏会造成区域破坏，从而影响水库自身的稳定性和水库的使用效果，更严重还会导致区域山体崩塌或是建筑物失稳等问题，形成较为严重的灾害。为此，需要结合水库的实际情况做好防渗工作，从而减少其他的问题出现。根据当前相应的原则，日调节水库每昼夜的漏水量不能超过总库容的0.05%。因此，一般情况下需要做好防渗处理和细节改善，从技术和经济两个方面做好调整，同时还要结合地区情况选择对应的防渗工作，以此达到相应的效果。

1 抽水蓄能电站水库渗漏特点分析

1.1 渗漏水头高

抽水蓄能电站位置常选在地形较高的区域，上下库的位置间隔一般会超过300m之上，甚至部分地区已经超过1000m，一般情况下上库的建设位置都比较极端，其地势比较特殊。因为这种区域一般空间比较大，但它们普遍都存在一些特殊现象，部分区域会有较大的断层，而且自身还会存在裂隙密集带，在透水性方面比较强，同时地下水位也比较低。当向库中蓄水后，水库的自身会形成较大的水位差，地下水的渗流速度和渗透压力也会不断增大，从而使得一些不同的区域会出现渗漏，严重则会向邻谷渗漏。由于自身的水头高，库水渗漏则会造成较大的损失。

1.2 库水位大幅度急剧变化

由于电网调峰调频的需求，抽水蓄能电站水位变化比较频繁，一些电站可以达到每日近30次，当电站机组满发电或满载抽水时，水位的变化幅度相对比较大，而且自身的变化幅度比较明显，水位的变化可能会在每小时5m之上，甚至可能达到每小时10m，所以一天水位的变化在30米－50米之间也是比较常见的现象。造成这种现象会对水库周围的建筑或是地形造成巨大的影响，因为水位的大幅度变化会给周边破带来较强的压力，长期的情况下很容易出现一些问题，从而形成细微的裂缝等，水库的渗透压力具有一定的周期性变化，长期的情况下即便是较好的防渗材料出现“干”和“湿”两种状态交换也会出现质量的问题，再加之每天承受水库防水和冲水的作用力，很容易出现一些其他的问题，从而给水库自身的周边破形成破坏，甚至还会导致库岸出现其他的问题与现象[1]。

1.3 垂直渗漏

为了能够在短距离内获得较高的水头差，抽水蓄能电站往往追求上下库进出的距离，上下库之间的地下水往往会影响水力自身的情况，厂房一般会建设在深林之中，如果采用首部式布置或是中部式布置，则水库上端的距离并不会很远。一般情况下排水系统都会安置在地下通道之中，这也使得周边的水位受到一定的影响，山体的地下水位会高于水库的水位，水库中的水会通过一些部位的细小裂痕向外渗漏，从而形成垂直渗漏的形式。一旦形成渗漏的通道则会导致长期的水流溶蚀和冲刷，这样会使得渗漏通道不断加大，水库的耗损量也在不断增加，同时还可能造成较大的集中渗流，对水库自身形成一定的破坏，严重危及周边的坡体以及坝体等工程安全。

1.4 防渗结构的自身渗透稳定问题

由于一些特殊的原因造成防渗结构的破损，从而引起漏水的原因，这会造成防渗护面后的库岸或坝体相对比较高。在水库骤降时，浸润线不会很快降低，在这样的情况下自身很可能会受到其他方面的影响，从而造成损坏，进而还会影响渗透的一些问题，从而造成周边土体的受损，以此带来一定的破坏影响。因此，防渗结构需要安排可靠的排水系统，同时还要降低浸润线，从而消除存在的压力问题，保障自身的安全性。排水系统的收集可以通过渗漏水和地下水回补给水库。

另外，当表面防渗结构细微裂缝存水时，在一些寒冷的季节很容易出现冻结的问题，而且当气温有所回升时候又会融化，这种反复的冻结和融化会使得一些裂缝更加严重，从而出现冻胀破坏等问题，针对此类问题需要及时采取有效的方法做好改善，并采取有效的保护措施。

2 水库防渗技术分析

2.1 坝体防渗

从工程经济性的整体作出考虑，抽水蓄能电站上库大坝的一般会建在比较特殊的地形上，坝基因为在建设的时候条件比较苛刻，通常都会采取一些措施或是材料进行弥补。在具体解决土石方挖填平衡的问题时，大多数项目工程都选择了建设土石坝，这种建设工作在具体的开展过程中需要考虑到水位的问题，从而确保自身的整体稳定性。如果地形和条件比较理想，可以采用混凝土重力坝和拱坝等形式，这种形式具有较好的优势，能够适应一般的水位变化。如果土坝在平均1.1m/d的水位下降条件下很容易造成一些其他的问题，因为土坝很难适应这种速度的水位下降，除非利用一些混合建设进行搭配，不过混合建设自身具有一定的复杂性，而且在经济方面需要付出的比较多。

水位变幅大的土石坝防渗技术方面多采用钢筋混凝土面板和沥青混凝土面板以及石心墙等进行衔接。这种结构的防渗结构自身强度比较高，但是在结构上存在多处接缝，接缝的存在很可能会使得一些其他问题的出现，长期的使用情况下很可能会因为不均匀沉陷造成面板出现裂缝或是接缝防渗效果失效，而且混凝土的防渗效果不如沥青混凝土。随着当前我国相关技术的不断发展与创新，堆石沉陷量已经能够得到一定幅度的改善，从而使得面板得到全面的调整。同时，通过采取多种不同的手段使得混凝土的抗裂性不断提高，这种防渗形式在国内抽水蓄能电站得到较好的普及以及运用[2]。

沥青混凝土面板有较好的塑性和柔性，适应变形的能力比较强，而且应变数值可以达到2%-5%，在库水压力的作用下，他们可以作为支撑的堆石体使用，从而减少不均匀沉降的问题，该面板能够很好的适应变形等问题，而且不会轻易的形成裂缝，在具体的选择过程中需要根据工程需求做好材料的筛选，结合区域地形结构以及其后做好调整，以此保障沥青混合料能够适应区域的条件。一般情况下沥青混凝土的渗透系数会在1×10-8cm/s以下，其自身的防渗性能比较理想，同时还不存在其他的破坏问题。沥青混凝土的自身结构比较简单，而且在施工的过程中比较快，不会出现一些其他的问题，在这样的情况下可以防止一些裂缝以及其他问题，从当前整体的测试来看，在240m水头下不会出现透水，而且经历长期的使用其自身仍然具备较好的防水性能，由于斜面板自身需要做好修补工作，其老化问题及其他问题比较容易解决，这也使得沥青混凝土使用范围比心墙更加广泛，这种手段在当前欧洲的一些蓄能电站中采用的比较多，该项技术的在具体的使用过程中需要重视其局部的不均匀沉陷问题，不均匀沉陷会形成一定的张力，从而出现裂缝和渗漏的问题[3]。

2.2 岩石地基防渗

当岩石地基由于一些其他的因素造成透水性比较大的问题时，地基内部的渗流可能融入坝体之中，这样不但会使得坝体浸润线会升高，还会导致坝体自身会受到冲刷。因此需要结合实际情况做好相关的细节工作，通过有效的方法做好改善。一般情况下都会进行灌浆，通过有效的方式加固岩石，将原本渗漏的道路进行封堵。通过长期的试验发现，帷幕底部深入到不透水层会导致两端延伸至水库蓄水位之中，从而形成不透水层的相交问题，并与防渗的帷幕相接。帷幕灌浆的方向与岩体自身形成相交，并采用倾斜的方式形成垂直帷幕。

在岩溶的地区，帷幕灌浆不一定会起到作用，在一些国外的特殊区域，有相应的专家进行了测试，大坝的高度为77m，右岸夹层中灰岩，岩溶和断层的发育，并修建了60m深度和200m长度的灌浆帷幕，在进行后续的操作方面出现了一些其他的问题，形成了泉眼，并采取了多种不同的形式进行弥补，其中主要以帷幕灌浆形式进行修补，虽然泉眼的流量实现了短暂控制，但是随着时间的推移，泉眼还会不断扩张，从而出现较为严重的渗漏问题，这也使得渗漏问题没有得到全面解决。

针对上述的问题，可以采用基岩建造混凝土防渗墙的手段。针对没有修复成功的渗漏问题，可以采用对应的设备进行开槽，然后在其中建设一个55m深，面积75000m2的基岩混凝土防渗墙，这样能够解决当前存在的问题，而且利用这种手段所使用的资金为帷幕灌浆的三分之二，但是在防渗效果却比帷幕灌浆更加理想。

2.3 覆盖层地基防渗

垂直防渗技术的运用目前已经在地基处理中实现普及，一般在厚度0.6-1.2m的墙段之间实现结合紧密，可以较好的彻底截断渗透水流，从而达到完全止水的效果，而且该项技术可以适应不同地质的区域，在施工方面也比较理想，有利于更好的进行机械化操作。在材料的选择方面，一般会选择普通的混凝土、钢筋混凝土、塑性混凝土等多种进行结合，在具体的选择上需要根据地层情况以及区域条件进行筛选，从而形成一定厚度和深度的防渗墙。

在松散透水的地基中使用较为普遍的是混凝土防渗墙，因为其自身的施工比较快，而且费用也比较低，能够适应的地形也比较多，大部分复杂的水文地质以及施工条件其都能够较好的适应。但是它自身也存在一定的弊端，在造价方面上比黏土要高出1倍左右，在具体的施工中由于一些因素的干扰，可能会使得工程变得比较繁琐，而且在抗裂方面并不是很理想，如果接缝方面没有处理好，很可能会造成质量方面的安全问题，并在后续使用的短暂几年内会出现损坏的现象，一旦被破坏就需要对整个水库进行加固，这样会形成大量的损失。

在抽水蓄能电站中，坝基覆盖层一般会采用上游铺盖的形式，一般会采用不同的形式进行连接，并采用不透水的黏土进行结合，并在重点部位进行铺设，从而达到防渗的效果。铺盖与坝体防渗互相结合，并结合实际情况延伸一段距离，延伸的水渗流比较理想，从而减少水力自身的对比，从而达到减少流量的目的。不过如果只是单独使用这种防渗技术效果并不理想，由于自身的透水性比较大，在一些基础比较弱的地基建设时会形成不均匀沉陷的问题，从而使得自身受到较大的破坏，所以这种技术一般都会采用在比较小的地基建设中，而且需要土的厚度达到一定的需求，才能有效使用[4]。

2.4 局部通道防渗

当水库自身周边封闭条件比较理想时，相关人员只需要做好局部的防渗工作即可。在电站长期的运作过程中避免不了会出现贯穿性的缝隙，一些区域甚至会因为缝隙形成渗漏通道。在具体的工作中比较容易出现的问题是某种渗漏通道虽然延伸不远，不会直接贯穿到盆库之中，但是他们与库盆自身会形成一定的裂缝，透水岩体互相连接，从而形成一种特殊的渗漏效果。针对上述这种情况可以采取以下几种方式：①对于规模比较大而且填充物比较多的渗漏通道应该首选灌浆的形式进行封堵，而且通过钻孔与其不同的形式实现施工工艺的结合。渗漏通道的地表可以利用0.5-1.0m的混凝土进行覆盖，从而避免水流来回冲刷。②对于库周边的浅部普遍都会采用裂隙密集带，并采用表面防渗的形式进行铺盖，通过0.5m左右的混凝土或是钢筋混凝土进行改善，从而覆盖裂隙，达到稳固的效果[5]。

3 结语

综上所述，抽水蓄能电站防渗工作是当前的重点，需要给予一定的重视，同时相关的技术人员还需要根据渗漏的特征以及区域情况做好总结工作，以建筑物部位的水文地质条件和工程地质条件为基础，分析其渗漏特征和渗漏稳定性，并从防渗效果、施工工艺、投资费用、可靠性、易修复性等方面对各种可能的防渗措施进行综合比较，并采取有效的方法做好防渗基础，以此确保抽水蓄能电站的稳定运行。