陆勇，肖伍

（湖北黄龙滩水力发电厂，湖北十堰，442005）

黄龙滩水电站4号机组引水系统混凝土衬砌段渗漏治理

陆勇，肖伍

（湖北黄龙滩水力发电厂，湖北十堰，442005）

为保障电站安全运行，对黄龙滩水电站4号机组引水系统混凝土衬砌段渗漏进行了治理。介绍了伸缩缝渗水、裂缝渗水、孔洞渗水、施工支洞堵头渗水等缺陷防渗加固处理的方法。由于方案合理、施工规范，渗漏处理取得了令人满意的效果。

黄龙滩水电站；混凝土衬砌；渗漏处理

1 工程概况

黄龙滩水电站位于湖北省十堰市黄龙镇上游4 km的峡谷出口处，汉江支流堵河上，距十堰市区33 km。电站主体工程于1964年4月开工兴建，1976年完建竣工，是一座以发电为主，兼有防洪、供水、灌溉、航运等综合利用效益的水利枢纽工程。水库正常蓄水位247.00 m，总库容11.625亿m3，混凝土重力坝最大坝高107.00 m，坝顶长371.00 m。大坝右部设1孔非常溢洪道，堰顶高程238.00 m，净宽10 m，大坝左部设泄洪底孔1孔，孔口尺寸5.00 m× 6.00 m，进口底部高程197.00 m。电站一期工程安装有1号、2号机组，总装机容量150 MW。

电站扩建工程于2002年6月开工，2005年7月竣工，建筑物主要由进水口、压力引水隧洞、2号发电厂房及开关站、尾水渠等组成。电站进水口布置在左坝头上游约140 m的拐弯处，2号发电厂房位于大峡沟出口，紧邻已建1号厂房的左侧，为引水式地面厂房，装有3号、4号两台机组，单机容量170MW的水轮发电机组，总装机容量340 MW。4号机组引水系统由进水口调压井、检修闸门、工作闸门、混凝土衬砌段和钢管段组成。进水口调压井平台顶部高程254.0 m，底部高程205.0 m。隧洞钢筋混凝土衬砌段为圆形断面，长度为279.4 m，内径9 m，衬砌厚度0.6 m；钢管段全长169.56 m，内径8.2 m，材质为Q345C低合金结构钢，板厚为18～40 mm，下平段底端高程为154.2 m。

2 混凝土衬砌段渗漏状况

近年，组织对该电站4号机组引水系统的检修闸门、进水口调压井、混凝土衬砌段、钢管段进行了检查，发现进水口通气孔底部闸门段与渐变段混凝土接缝处漏水。引水洞桩号0+0～0+20 m范围内为混凝土衬砌渐变段，左右两侧各有3条轴向裂缝，长度0.8～2.5 m，缝宽2 mm左右，沿裂缝有水渗出，伴有钙质析出。桩号0+25 m左侧中部有一细长裂缝，长度0.6 m，有湿迹，轻微渗水，钙质析出；桩号0+30 m左侧原有裂缝，总长1.2 m，有钙质析出，轻微渗水；桩号0+38 m左侧中部一条4 m长裂缝，有湿迹，轻微渗水，钙质析出；桩号0+42 m左侧中部一条长约3.5 m裂缝，有湿迹，轻微渗水，钙质析出；桩号0+49 m处隧洞顶部ϕ20 mm渗漏点，成飘洒状，漏水量约10 L/min；桩号0+76 m处隧洞横缝漏水；桩号0+86 m处隧洞横缝渗水；桩号0+138 m处隧洞顶部横缝有射流，水量较大；桩号0+96 m处隧洞横缝原修补加固部位的水泥脱落，修补裂缝的铁皮露出，漏水严重，底部环缝不平整，有冲蚀掉块现象；桩号0+128 m处隧洞顶部横缝有点滴流，漏水量较大；桩号0+138 m处隧洞顶部横缝有射流，水量较大；桩号0+185 m处隧洞顶部有ϕ200 mm的环状渗水，成飘洒状，漏水量约8 L/min；桩号0+250 m处（施工支洞ϕ1 000 mm钢管入口靠上游侧20 m）隧洞底部有ϕ20 mm的渗漏点两个，水柱高6 cm；桩号0+255 m处（施工支洞ϕ1 000 mm钢管入口靠上游侧15 m）隧洞顶部有ϕ50 mm的渗漏点，向外喷水，柱状、量大，该处是施工期为施工方便所留的排水孔，未做灌浆处理；桩号0+290 m处（施工支洞ϕ1 000 mm钢管入口靠下游侧10 m）隧洞顶部约有25 cm×25 cm的集中漏水点，漏水严重；桩号0+304 m处顶部（混凝土衬砌段和钢管段连接部位）发现2 m长的纵缝，滴水。混凝土衬砌段和钢管段连接部位顶部有漏水，呈线状。混凝土衬砌段各环型接缝处基本上都有渗水现象，尤其是桩号0+222（引水隧洞平面转弯处）～0+304 m（混凝土衬砌段和钢管段连接处）部分环型接缝处漏水特别严重。隧洞总漏水量约240 L/min。

3 渗漏治理的方法

本次处理主要是对4号机组引水系统混凝土衬砌段的伸缩缝渗水、裂缝渗水、孔洞渗水、施工支洞堵头渗水进行防渗加固处理，主要通过封闭隧洞渗漏处周边岩体裂隙，提高隧洞围岩的整体性和抗变形能力，增强围岩抗渗能力和长期渗透稳定性，并用高分子聚合物置换混凝土受损部位，化学灌浆充填混凝土裂缝，通过保护混凝土结构的安全，发挥引水系统的正常功能。

3.1 伸缩缝渗漏处理

引水隧洞环形伸缩缝（变形缝）产生渗漏的原因主要是由于伸缩缝内的止水带受损，不能正常发挥应有的止水效果。伸缩缝内的填充物被渗入的地下水腐蚀以致剥落。同时，4号机引水隧洞混凝土衬砌段深埋于山体，当年混凝土浇筑结束后，由于后期回填灌浆、固结灌浆等原因，导致山体内地下水渗流封堵、截排不力，在拱圈外形成较高的外水压力，使衬砌混凝土在环拱接缝、施工缝等薄弱位置产生渗漏。

根据现场渗漏特征分段进行治理。隧洞桩号0+222～0+304 m（约13处）伸缩缝是本次重点处理的洞段，采用“防渗固结灌浆+聚氨酯化学灌浆法”。主要施工流程：环缝渗漏调查→钻孔→洗孔→埋管→灌浆堵漏→闭浆封孔。

钻孔：在伸缩缝两侧各1.5 m和3.0 m处，每隔2.5 m间距布置梅花型防渗固结灌浆孔，孔径56 mm，深度6.0 m，在缝的两侧各0.5 m处布置梅花型化学灌浆孔，孔径25 mm，孔深1.5 m，空间距为2.0 m，两侧间隔布置，向缝的部位倾斜。

洗孔：利用高压水对钻孔进行反复淘刷冲洗。做到干净、无沉积、无松动碎块。

埋管：在伸缩缝两侧的灌浆孔埋注浆管，并用防渗材料埋设固定。

灌浆堵漏：先对缝两侧3.0 m和1.5 m的灌浆孔进行防渗固结灌浆，通过水泥浆压力灌浆，封闭水工隧洞外围岩体中的节理裂隙、封填开挖面与混凝土隧洞之间的空隙，基本封闭地下水对混凝土隧洞的作用，减小水压力，为化学灌浆创造条件。后对缝两侧0.5 m的化学灌浆孔进行化学灌浆，灌浆材料采用聚氨酯。灌浆先下后上，逐孔灌注。灌浆压力控制在0.2～0.5 MPa，吸浆量小于0.02 L/5 min后，再继续灌注30 min压力不下降即可结束灌浆。然后依次循序进行，待全部注浆完毕，若个别地方仍有渗漏，可以从最近一孔补充注浆直到不漏为止。

灌浆完成后，确定无渗漏现象存在时，闭浆封孔。

3.2 裂缝渗漏处理

混凝土浇筑过程中，由于振捣不密实等原因形成渗水通道，引水隧洞的渗漏可能为地下水渗漏。裂缝渗水采用“植筋+环氧砂浆填筑+聚氨酯化学灌浆”进行修补。

施工流程：切边→凿槽→钻孔→清洗→埋管排水→插筋制安→涂刷基液→环氧砂浆的制备→环氧砂浆填筑→外模→养护→灌浆→拆模→养护→表面处理。

切边：沿裂缝两侧切割成口宽6～10 cm（根据裂缝走向情况确定）、向裂缝两端延伸20 cm（根据现场实际情况适当调整）、切边深度以见新鲜混凝土止且不破坏结构钢筋为准。槽形为对称燕尾形槽，尽可能使其规则、平整。

凿槽：用电镐凿除表面松动和破损的混凝土，直至见新鲜混凝土为止（若钢筋底部存在冲蚀情况则应抠除）。

钻孔：在槽内沿裂缝长边方向按孔距0.2 m梅花型布置插筋孔，孔深0.35 m，孔径ϕ25 mm。在裂缝上侧方距缝面30～40 cm，按孔距0.3 m布置化学灌浆孔，斜向钻孔穿过缝面。

清洗：用高压水枪把屑渣冲除干净。

埋管：埋设引水管兼化学灌浆管，梅花型布置。

插筋制安：插筋为长0.6 m的ϕ16钢筋弯成“7”型，弯钩长0.20 m；插筋插入钻孔内深度为0.35 m，外露0.05 m。

涂刷基液：在待修补基面涂刷一层环氧基液（厚度不超过1 mm），待基液用手触摸时不粘手并能拔丝时（约30 min）再填补环氧砂浆。

环氧砂浆制备：将环氧浆液、石英砂等材料按配合比制作成环氧砂浆。

环氧砂浆填筑：环氧砂浆填筑从低处开始，逐层进行嵌补。在填筑环氧砂浆时，要注意振捣，特别是加强混凝土边缘振捣，以保证新老混凝土密切结合。修补立面时，要特别注意混凝土结合面的结合质量，防止脱空下坠。

立模：采用木板或钢模板立模。

待环氧砂浆达到一定强度后，进行灌浆，灌浆材料采用聚氨酯，灌浆先下后上，逐孔灌注。灌浆压力控制在0.2～0.5 MPa，吸浆量小于0.02 L/5 min后，再继续灌注30 min压力不下降即可结束灌浆，然后闭浆封孔。

拆模：在环氧砂浆浇筑3～5 d后，要拆模处理。

养护：柔性环氧砂浆收面之后要注意养护,砂浆固化前不要触动其表面。环氧砂浆涂层固化后,其强度未达到使用要求时,应避免涂层受到重压和外力的冲击,环氧砂浆需养护7 d以上。

表面处理：对修补表面进行检查，明显凹凸不平的要打磨、修补；在环氧砂浆修补面上刷涂耐磨涂料，刷涂均匀，表面光滑。

3.3 孔洞渗漏处理

孔洞渗漏采用“防渗固结灌浆+聚氨酯化学灌浆”法。施工流程：孔洞调查→钻孔→洗孔→引水→灌浆封堵→闭浆封孔。

钻孔：在渗漏处钻一个直径为ϕ25 mm、深1.5 m的化学灌浆孔，在渗漏处周围布置防渗固结灌浆孔，每处周围布置5孔，孔径ϕ56 mm，深度6.0 m。

洗孔：清除钻孔内杂物及松动的混凝土，并冲洗干净。

引水：在集中渗漏处钻孔，预埋ϕ25 mm导水管（管径依漏水量调整），兼作化学灌浆孔，使水顺管流出并安装压力表，为施工工作压力收集可靠资料。

灌浆封堵：首先对孔四周的防渗固结灌浆孔进行水泥浆逐孔灌注，通过水泥浆压力灌浆，封闭水工隧洞外围岩体中的节理裂隙、封填开挖面与混凝土隧洞之间的空隙，基本封闭地下水对混凝土隧洞的作用，减小水压力，为化学灌浆创造条件。之后进行聚氨酯化学灌浆。灌浆压力根据现场安装的压力表值确定，当吸浆量小于0.02 L/5 min后，再继续灌注30 min压力不下降即可结束灌浆。

灌浆完成后，确定无渗漏现象存在时，拆去压力表，灌聚胺脂发泡、封闭。

3.4 施工支洞堵头渗漏处理

施工支洞堵头渗漏采用“水泥回填灌浆+防渗固结灌浆+聚氨酯化学灌浆”法。施工流程：支洞调查、确定交会边界→回填灌浆→防渗固结灌浆→聚氨酯化学灌浆。

回填灌浆施工工艺如下：

（1）钻孔：沿施工支洞顶拱（120°范围内）与4号引水洞交接曲面处，布置3道回填灌浆孔，孔径56 mm，深度0.6 m，中间孔作为排气孔（Ⅱ序灌浆孔）。

（2）洗孔：利用高压水对钻孔进行反复淘刷冲洗，做到干净、无沉积、无松动碎块。

（3）埋管：在已洗净的灌浆孔内埋注浆管，并用防渗材料埋设固定。

（4）回填灌浆：采用纯水泥浆液，所用水泥标号不低于P.O.42.5号，灌浆压力根据试验确定，在规定的压力下，当注入率不大于0.4 L/min时，继续灌注30 min，灌浆可以结束。

防渗固结灌浆施工工艺如下：

（1）钻孔：沿施工支洞结构边线往外侧1m、1.5m、2 m处，内侧1 m距离处，每隔2.0 m间距布置梅花型灌浆孔，孔径56 mm，深度8.0 m，内侧灌浆孔斜向接触缝。

（2）洗孔：利用高压水对钻孔进行反复淘刷冲洗。做到干净、无沉积、无松动碎块。

（3）埋管：在已洗净的灌浆孔内埋注浆管，并用防渗材料埋设固定。

（4）水泥灌浆：采用纯水泥浆液，所用水泥标号不低于P.O.42.5号，灌浆压力根据试验确定，在规定的压力下，当注入率不大于0.4 L/min时，继续灌注30 min，灌浆可以结束。

聚氨酯化学灌浆施工步骤如下：

（1）钻孔：沿施工支洞结构边线两侧0.5 m、1.25 m处，每隔2.0 m间距布置化学灌浆孔，孔径ϕ25 mm，深度1.5 m。

（2）洗孔：利用高压水对钻孔进行反复淘刷冲洗，做到干净、无沉积、无松动碎块。

（3）埋管：在已洗净的灌浆孔内埋注浆管，并用防渗材料埋设固定。

（4）聚氨酯化学灌浆：进行聚氨酯化学灌浆时，灌浆压力根据现场安装的压力表值确定，当吸浆量小于0.02 L/5 min，再继续灌注30 min压力不下降即可结束灌浆。

4 结语

黄龙滩水电站4号机组引水系统混凝土衬砌段渗漏治理历时近3个月。严格按照设计方案施工，施工过程及完工验收符合相关技术规范和标准，相关建材检验规范、分批抽样，根据检查孔布孔原则和合格标准，施工区共打检查孔20个，并进行了抽芯、复灌和压水试验，结果表明满足灌浆质量要求。所有处理达到了防渗堵漏的技术质量要求。经过14 d未充水测量、观察，引水系统混凝土衬砌段各处理部位均处于稳定状态，未见渗漏情况，消除了影响机组安全运行的隐患。建议在停机检修阶段，定期观察分析其变化趋势，随时掌握渗漏状态，一旦出现不利情况，应及时采取必要的维修措施，防止压力水流和地下水渗流对其产生渗透破坏。 ■

作者邮箱：hbsyxw-001@163.com

Seepage treatment of concrete lining in water diversion system of No.4 unit of Huanglongtan hy⁃dropower station

by LU Yong and XIAO Wu
Hubei Huanglongtan Hydropower Plant

In order to ensure the safe operation of Huanglongtan hydropower station,the seepage of con⁃crete lining section of the diversion system of No.4 unit was treated.This paper introduced anti-seepage reinforcement of expansion joint,crack,hole and plug of construction adit.Due to the reasonable scheme and fine construction,the leakage treatment had achieved a satisfactory effect.

Huanglongtan hydropower station;concrete lining;seepage treatment

TV698.2

B

1671-1092（2016）05-0063-04

2016-04-22；

2016-04-27

肖 伍（1964-），男，湖北省郧县人，高级工程师，从事发电厂安全生产管理工作。