安谷水电站厂坝枢纽防渗漏系统设计与施工

2017-01-09何承海孔云洲

四川水利 2016年3期

关键词：厂房水电站电站

何承海，孔云洲

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

安谷水电站厂坝枢纽防渗漏系统设计与施工

何承海，孔云洲

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610081)

厂坝枢纽建筑物是水电站建筑物的核心部分，承担电站水头压力最大的建筑物，其结构形式多样，工序复杂，机电金结埋件较多，容易因设计或施工方面的疏忽而造成渗漏水。本文通过总结安谷水电站渗控系统设计与施工经验，总结出了河床式水电站渗控体系的设计与施工要点。

厂坝枢纽防渗漏系统设计与施工安谷水电站

1 概述

大渡河安谷水电站工程是大渡河干流梯级开发中的最后一级，坝址位于乐山市市中区与沙湾区接壤的安谷河段生姜坡，距上游在建沙湾水电站约35km，下游距乐山市区15km。本电站采用混合式开发方式，水库正常蓄水位398.00m，总库容约6330万m3，电站装机共五台。其中，大机组容量4×190MW，设计引用流量2576m3/s；小机组容量1×12MW，设计引用流量64.9m3/s。工程布置为电航同岸方案，从左至右依次为：上游左岸副坝、左岸接头坝、13孔泄洪冲砂闸、闸坝储门槽坝段、河床式电站厂房、安装间及厂房储门槽坝段、船闸、右岸接头坝、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 厂坝枢纽建筑物渗控系统设计统计

厂坝枢纽建筑物结构类型多样，结构形式复杂，工序复杂，机电金结埋件较多，容易因设计或施工方面的疏忽而造成渗漏水，影响水电站的使用功能，甚至建筑物稳定。因此结构薄弱部位分缝，应根据混凝土的浇筑能力和温度控制要求确定分块面积大小，分层厚度应根据结构特点和温度控制要求确定，分层分块均应考虑施工方便；对于可能产生渗漏水的薄弱部位，如蜗壳、水下墙等，应设置可靠的止水系统。安谷电站厂坝枢纽建筑渗控系统设计见表1。

2 电站厂房渗漏成因分析

电站厂房渗漏成因分析主要从地质条件、止水系统设计型式、止水系统施工质量控制、施工工艺控制等方面着手，并结合同类型沙湾水电站施工经验与质量控制成果基础上进行，从渗水成因进行归类，根据其渗水特点提出防渗漏措施。

2.1 地质条件渗水

地质条件渗水主要是由于地质条件物理性能较差，渗透系数大，属于先天不足。比如根据科研地质资料显示，安上ZK24、安上ZK25、安上ZK26孔揭示厂基岩体中分布有承压水，承压水位高程379.67m～380.50m，高出地面0.92m～4.19m，承压水头34.59m～38.15m，顶板埋深14.60m～23.40m，顶板高程341.27m～343.38m，最大涌水量4.5L/min。招投标阶段，厂房部位基础未设置帷幕灌浆。

泄洪冲砂闸1#～2#闸室因厂房部位基坑开挖形成人工填筑基础，若基础沉降变形，会造成基础渗漏或止水系统破坏引起渗水。

地质条件的缺陷需要通过增加防渗墙、固结灌浆或帷幕灌浆等基础处理方式人为补强。围堰防渗墙或永久防渗体系施工是防渗控制的第一道防线，必须予以重视。

2.2 系统止水失效引起渗水

在电站厂房止水结构体系设计中，根据建筑物的结构特点采用不同的止水型式，包括止水片、SR止水、复合止水条、沥青止水井等。结构伸缩缝位置通常采用铜片止水与橡胶止水联合布置，刚性与柔性止水相接合，避免止水系统局部失效而引起的整体性渗水。施工过程中的止水安装、加固以及混凝土施工过程中的止水保护、混凝土振捣等，必须严格控制，保证止水系统的施工质量。

2.3 混凝土施工层间缝渗水

电站厂房进口段上游压力墙承担较大的水头差，混凝土施工层间缝位置因施工缝处理不到位或不合格，造成新老混凝土结合不严密，在高水压条件下，施工缝张开形成渗水。施工过程中必须加强层间施工缝处理，并加强层间缝位置混凝土振捣等工艺控制手段，保证层间缝结合严密。

2.4 工艺质量控制不到位引起的渗水

挡水结构主要是通过混凝土本身密实度或添加外加剂增加防渗性能实现挡水，混凝土配合比设计及其质量控制是防渗控制的重点。同时，由于混凝土裂缝等原因也极易在挡水建筑中引起渗水。

3 安谷水电站止水系统分析及防治措施

通过对安谷水电站厂房部位止水系统分析与研究，结合上述渗水成因分析成果进行归类，制定防治措施。

3.1 地质原因渗控措施

通过对地质资料的分析及现场岩石基础实际揭露情况显示，对比招标文件，对于电站厂房部位的承压水，协调设计单位增加帷幕灌浆，减小渗水对厂房基础的不利影响。

泄洪冲砂闸部位1#～2#闸室基础为砂卵石填筑体，在施工图阶段，综合沙湾水电站的施工经验，采用掺5%水泥填筑砂卵石进行基础填筑。填筑前进行碾压试验，根据试验成果确定施工相关技术参数，通过蓄水后观测成果显示，满足设计要求。

3.2 结构止水质量控制

厂房部位止水采用铜片止水与橡胶止水相结合的方式进行，质量控制要点主要是接头连接方式和施工工艺。铜片止水加工采用自行研制的液压加工平台，保证止水槽的成型质量，并减少普通加工时弯曲对铜片止水的损伤，影响止水效果；铜片止水连接主要采用铜焊条焊接，采用折迭咬接双面焊工艺，搭接长度不小于20mm。铜片面板上粘贴100mm×6mm复合止水条，保护铜片止水的同时可以延长渗径。橡胶止水连接采用硫化热工艺粘接，并针对转角部位、十字交叉部位定制“T”型止水接头、“+”型止水接头，改变了采用胶水粘接易脱落、粘接不严密的缺点，极大提高了止水施工质量。止水部位安装中，采用专用夹具加固；混凝土施工过程中止水部位采用一级配或二级配混凝土，并加强振捣。

3.3 混凝土施工工艺控制措施

3.3.1 合理的分层分块措施

合理的分层分块是削减温度应力，防止或减少混凝土裂缝，保证混凝土施工质量和结构整体性的重要措施。在分层分块中，根据施工分层图，结合结构特点、形状及应力情况，避免在应力集中、结构薄弱部位分缝，分块面积大小根据混凝土浇筑能力和温度控制要求确定，分层厚度应根据结构特点和温度控制要求确定。分层分块结合施工特点进行考虑，对于可能产生渗漏水的薄弱部位，如蜗壳、水下墙等，设置可靠的止水系统。如在尾水挡墙、厂房上游压力墙层间缝位置，增设50cm宽镀锌铁皮止水，可有效杜绝施工缝局部渗水情况。

3.3.2 设置防渗质量预控点

建立完善质量控制体系，落实质量责任制，推行全面质量管理，严格执行施工阶段控制程序。列出预控点，设专职质检人员跟踪检查，尤其是容易产生渗漏水的薄弱环节，如止水片的安放、尾水管、蜗壳、水下墙和帷幕灌浆等施工，重点现场监督。

3.3.3 混凝土配合比抗渗性能和强度试验

对于抗渗性能要求较高的部位，如上游压力墙、蜗壳、尾水管等，经常进行混凝土配合比抗渗性和强度试验，根据实际情况调整水灰比，确保抗渗指标达到设计要求。

3.3.4 重视混凝土浇筑的过程控制

混凝土施工过程中，合理设置施工缝，合理选择入仓方式。浇筑前计算供料速度与施工浇筑需求速度的关系，避免造成因混凝土供应不足，致使前后浇筑混凝土之间产生冷缝，形成渗漏通道。在满足混凝土允许间歇时间情况下，尽量提高浇筑层的厚度，并尽量减少分纵缝，或在可能条件下采用通仓而不分缝。在钢筋密集处或预埋件集中处，调整混凝土塌落度并采用细石混凝土，避免下料困难、振捣不及或振捣不实而引起的蜂窝或孔洞，形成抗渗的薄弱部位。

3.3.5 注意混凝土温度控制及养护

混凝土温度控制需根据施工季节、浇筑体型等方面综合控制。安谷水电站主要采用低热硅酸盐水泥，通过采取合理的温控措施，减少了因裂缝产生所引起的漏水。混凝土养护主要采用人工洒水，混凝土浇筑完毕12h～18h左右即开始洒水，养护期一般为14d，重要部位和利用后期强度的混凝土则不少于28d，应控制好混凝土拆模时间。