巖石嶺水庫橫縫滲漏水的處理

裘立鋒

（富陽市水利水電局，浙江富陽311400）

0 前言

巖石嶺水庫位于錢塘江流域淥渚江葛溪中游，壩址位于富陽市胥口鎮上練村，距離富陽市新登鎮13 km，是一座以灌溉為主，結合防洪、發電、養魚等綜合利用的中型水庫。水庫集雨面積329 km2，正常蓄水位54.14 m，正常庫容2133萬m3，總庫容4460萬m3。攔河壩為細骨料漿砌塊石重力壩，壩頂全長175 m（其中溢流壩段長102 m，非溢流壩段73 m），共分6壩段，最大壩高33.5 m，壩內設2 m×2.5 m檢查廊道1條。水庫于1970年底動工興建，1978年12月大壩基本建成，后經加固和擴建，至1988年竣工。2003年6月，大壩安全鑒定確定為三類壩，壩體滲水情況嚴重，主要有：廊道存在滲水現象，大壩壩體及防滲面板伸縮縫由于止水鋁片和止水瀝青老化長期滲漏，其中2條伸縮縫滲漏嚴重。施工中發現原大壩溢流面門槽橫縫因在澆注時上下錯位，所以鉆孔時橫縫位置出現跑偏現象。

1 伸縮縫處理方案

1.1 伸縮縫現狀及滲漏原因分析

大壩共設5條伸縮縫，縫內設2道止水鋁片，止水鋁片間設1道瀝青井，瀝青井的瀝青一直沒有用電熱絲加熱熔化過，已無法處理。1978年大壩建成之初，壩內廊道中能看到的4條伸縮縫均有少量滲水，其中右岸2條較嚴重，左岸2條較輕微。近年來廊道伸縮縫漏水漸趨嚴重，主要表現在右側的2條伸縮縫，特別是5號和6號壩段之間的伸縮縫滲水最為嚴重。歷年實測最大滲漏量達0.0017 m3/s，約合146.88 m3/d。伸縮縫漏水的主要原因是部分止水鋁片失效和止水瀝青老化而影響其止水效果。

1.2 方案比選

為從根本上解決伸縮縫漏水，詳細分析了四種處理方案的相關技術經濟指標，綜合比較后擇優選定。

（1）方案一：伸縮縫騎縫化學阻滲塞法（膨脹漿塞法）防滲處理

對大壩上游壩面伸縮縫采用“膨脹漿塞法”進行防滲處理，即在壩頂騎伸縮縫垂直造孔（共兩孔，造孔位置分別為瀝青井和前后兩道止水鋁片間的中間位置），用一次灌漿法將LW水溶性聚氨酯復合料灌注入孔內，通過該材料固結體的遇水膨脹性能使其脹緊伸縮縫而達到伸縮縫防滲的目的。其優點是只需灌騎縫孔，施工工藝簡單，效果明顯，工程造價低；缺點是該方案僅適用于有合適的鉆孔位置、能保證鉆孔不穿過廊道等空腔部位并且伸縮縫垂直度較好、能夠保證鉆孔始終處于騎縫的大壩。

（2）方案二：對原防滲系統維修處理

在原伸縮縫上游壩面止水系統部位，以一定坡度鑿至露出原瀝青井和止水鋁片，利用電熱絲逐段融解原瀝青井內瀝青，重新設置電熱絲。該方案施工工藝簡單，施工較方便；缺點是原壩體鑿除部分較多，工程量較大，瀝青井止水容易失效，需經加熱處理，運行管理十分不便。

（3）方案三：斜穿縫面鉆孔化學灌漿處理

此方案的主要優點是操作方便；缺點是全縫面灌漿，只要縫面上有一處灌漿效果較差就影響到該縫的防滲效果，不能保證防滲效果且全縫面灌漿需要的灌漿量較多，材料成本較大。

（4）方案四：上游水下處理或者空庫處理

上游水下處理的方案施工比較復雜；空庫處理影響水庫蓄水。一般這兩種方案均不適用于上游面淤積層難清理的壩型。

（5）方案綜合比選

經綜合考慮，方案一（即“膨脹漿塞法”防滲處理方案）具有防滲處理徹底、運行方便、工程造價較低等優點，且在參窩水庫、潘家口水庫、三峽大壩、高壩洲電站、分水江水庫、太平哨電站、大朝山電站等均進行過伸縮縫“膨脹漿塞法”防滲處理，成功案例較多，因此此次伸縮縫處理采用方案一。考慮到巖石嶺水庫伸縮縫的垂直度雖能基本滿足要求，但為保證效果，對鉆孔取出的芯樣進行分析，對垂直度較差的伸縮縫采用鉆排孔的方法進行彌補。

1.3 材料選擇

灌漿材料要求在保證其固結體有一定膨脹性的同時，能夠有較好的抗滲性，本工程采用電光牌LW-II型水溶性聚氨酯灌漿材料。漿材的用量根據滲漏情況進行估算，滲漏量大則損耗也大，一般至少應保證為理論灌漿量的150%。

70年代以來，電光牌LW化學灌漿材料先后在龍羊峽、葛洲壩、水口、新安江等水利工程中成功應用，其中龍羊峽水電站于上世紀80年代初進行了大規模LW水溶性聚氨酯材料的基礎灌漿，到目前已歷經20 a，止水效果仍十分理想。有關資料也表明，LW灌漿材料在沒有受紫外線照射的情況下，耐老化性能優異，可滿足水電工程長期防滲的要求。LW-II型材料與LW相比，增加了材料的強度，提高了抗滲指標，滿足高水壓工程的需要，故本次伸縮縫“膨脹漿塞法”防滲處理方案能滿足巖石嶺水庫的防滲要求。LW-II的主要性能指標詳見表1。

2 灌漿工藝與施工

“膨脹漿塞法”灌漿與帷幕灌漿程序大體相同，包括造孔→洗孔（壓水實驗）→灌漿→封孔等工序。

表1 LW水溶性聚氨酯灌漿材料力學性能表Table 1:Mechanical properties of the LW water-soluble poly?urethane grouting material

（1）造孔

在大壩非溢流壩段壩頂和溢流壩段堰頂（瀝青井和前后兩道止水鋁片間的中間位置）騎伸縮縫垂直鉆孔，孔徑約18 cm，最大孔深33 m左右。選用XY-1A-4型地質鉆機造孔，要求一直騎縫直到基巖，孔底深入基巖1.5 m左右。鉆孔完成后進行壓水實驗，壓力控制在0.2～0.4 MPa，回水澄清30 min結束。將孔清洗干凈，灌漿前灌適量丙酮排水。

排孔打位的確定：由于原大壩溢流面門槽騎橫縫在澆注時上下錯位，所以鉆孔時橫縫位置易跑偏，無法達到橫縫灌漿止水的效果。經參建各方專題會議討論，確定采用打排孔進行施工，具體排孔打孔位置，用水下攝像來確定橫縫的偏向來確定。

（2）灌漿要求

LW-II型水溶性聚氨酯固化快，遇水膨脹，不能采用水泥分段灌漿的模式，必須采用一次灌漿法。為做到快速進漿，使漿液在未固化前將全孔灌滿，實現以漿趕水，全孔總注漿時間按10 min左右控制。現場根據鉆孔孔徑與孔深和進漿時間計算進漿流量。配備的灌漿泵的進漿量必須保證在規定時間內將所需的灌漿材料全部灌完，現場的配漿量也相應要滿足該要求。

（3）灌漿

灌漿采用分步灌漿法：孔口設備采用無縫鋼管特制，如圖1所示。

灌漿前將射漿管深入其中一排孔孔底，灌適量丙酮排水，馬上換用漿液灌漿，使之孔底出漿，以漿趕水上溢。灌漿時嚴格控制進漿速度和連續性，保證漿液在固化前能充滿全孔，當孔口流出純漿時馬上封閉孔口，打開閥門，改由閥門進漿，達到預定灌漿壓力后即可關閉閥門，終止灌漿。

圖1 無縫鋼管特制圖Fig.1 Picture of the seamless steel tube

3 結語

通過巖石嶺水庫伸縮縫滲漏水處理的應用可知，對于需除險加固的老混凝土重力壩，因受壩型、原施工質量、現有施工條件、工程造價等因素影響，需因地制宜地比選加固處理方案和施工工藝。特別是伸縮縫存在上下錯位情況且采用“膨脹漿塞法”灌漿方法進行處理的，應采用水下攝像確定橫縫的偏向來確定排孔位置等有效方法使灌漿孔能騎縫，確保灌漿效果。巖石嶺水庫通過采用“膨脹漿塞法”灌漿技術的應用，原伸縮縫滲漏水情況得到有效根治。■

[1]江思田.石板水大壩伸縮縫漏水施工處理[J].大壩與安全,2010（1）.

[2]張桂初,吳良洲.高壩洲水電站大壩橫縫漏水的處理[J].水力發電,2002（3）.