龔嘴大壩2號至3號壩段橫縫滲水治理技術

2017-03-09 01:48:02王愷毅

四川水力發電 2017年1期

王愷毅

(國電大渡河流域水電開發有限公司龔嘴水力發電總廠，四川樂山 614900)

龔嘴大壩2號至3號壩段橫縫滲水治理技術

王愷毅

(國電大渡河流域水電開發有限公司龔嘴水力發電總廠，四川樂山 614900)

此項滲漏處理技術革新，充分利用龔嘴大壩2號～3號壩段壩體結構特點，分析論證了2號～3號壩段橫縫漏水通道可能的存在形式，在確保達到同等工程目的的前提下，通過方案優化，采取壩體內部取孔灌漿代替壩頂騎縫鉆孔灌漿的方式，不但最大限度地減少了灌漿鉆孔長度和灌漿量，而且降低了對壩體混凝土和止水設施的損害。同時通過方案優化，達到既恢復2號～3號壩段橫縫止水功能，降低安全風險，又節省工程缺陷處理成本的目的。

混凝土重力壩；結構縫；滲漏；化學灌漿

1 工程概況

龔嘴水電站位于四川省樂山市沙灣區與峨邊縣交界處的大渡河上，控制流域面積76 130平方公里，占全流域面積77 400平方公里的98.3%，是一個以發電為主，兼顧漂木等綜合利用的水利樞紐工程，該工程主要由攔河壩、右岸壩后地面廠房和左岸窯洞式地下廠房等建筑物組成。

攔河壩為混凝土實體重力壩，壩頂高程530.5m(實測為530.7m)，最大壩高85m，最大底寬62m，壩頂全長447m，分23個壩段，其中6號、10號，15號為沖砂底孔壩段，11號～14號為地面廠房進水口壩段，5F、6F、7F為地下廠房進水口壩段，4號、7號～9號為溢流壩段，5號為漂木道壩段，其余為擋水壩段，壩段寬度為14～23m。

大壩自蓄水以來，496高程廊道2號～3號壩段橫縫處就存在滲水攜沙現象，工程投運初期，施工單位曾進行過堵漏處理，但效果不明顯。

運行期間，通過現場檢查、資料分析及龔嘴大壩第一、第二輪定檢分析表明，龔嘴大壩496高程廊道2號、3號壩段橫縫漏水與庫水存在著滲流通道，并判明主要是由于橫縫上游止水設施局部失效所致，高程497.5m～512.5m、482.5m～490m存在滲漏異常帶，其滲漏最強部位分別在500.5m、485.5m。滲水量主要受庫水位及氣溫影響，介于7m3/d～30m3/d之間,呈現年周期性變化規律。

龔嘴大壩第四輪定檢專家組指出，2號～3號壩段橫縫自大壩蓄水以來一直漏水漏沙，對壩體結構安全有一定的影響，需采取工程措施治理結構縫滲漏缺陷。

2 技術革新特點及應用推廣情況

目前，國內對混凝土大壩橫縫止水失效漏水處理一般采取聚氨酯化學灌漿法。主要工作為閉水試驗、止漿孔鉆孔灌漿、橫縫堵漏鉆孔灌漿、滲漏檢測及封孔等內容。

龔嘴大壩2號～3號壩段橫縫漏水處理工程(下文簡稱本工程)技術革新點主要是根據壓水試驗情況，優化了橫縫堵漏灌漿孔選位及灌漿控制工藝，達到了節省工程成本、縮短工期、減少施工安全風險及拓寬了同類型工程處理思路的作用。

本工程技術革新主要內容：

(1)壓水試驗情況：496高程交通廊道的斷面尺寸為2.0×2.5m(寬×高)，橫縫漏水點位于廊道上游側墻根處，考慮到漏水量及漏水壓力較小，采取常規的閉水試驗不一定能排除下游側橫縫及周邊壩段是否有滲漏通道，故決定采取壓水方式進行，具體措施為：在漏水點騎縫鉆設了孔徑56mm，進深60cm的鉆孔，埋設排水管，壓水共計進行了1分41秒，注水量50升，注水壓力0.6MPa，同期，安排專人在基礎灌漿廊道、壩頂、壩后坡等部位觀察，均未發現滲水現象。壓水試驗表明2號～3號壩段橫縫下游側及附近壩段沒有明顯滲漏通道，不需要進行止漿孔鉆孔灌漿。

(2)方案優化對比：按照原定方案，當壓水試驗結束后，在2號～3號壩段橫縫下游側及附近壩段沒有明顯滲漏通道而不需要進行止漿鉆孔灌漿的最有利條件下，將采取在壩頂銅止水和瀝青井之間騎縫垂直鉆孔至490高程(孔深大于45m)的穩妥方案，可確保鉆孔穿越兩個高程區間的異常滲漏帶灌漿止漏成功率高。原方案存在的弊端也很明顯，自壩頂騎縫鉆孔存在著鉆孔深度大(不小于45m)，鉆孔垂直度控制難度較大，灌漿量不易控制。此方案雖然較為穩妥但成本較高，在壩頂施工受外界條件影響明顯，安全風險大，工期不易控制。

壓水試驗表明了2號～3號壩段橫縫局部失效止水至496廊道出水點之間是一個較為封閉的區間，其下游側橫縫及周邊壩段沒有明顯滲漏通道。

為了有效降低成本，經過反復分析論證，決定根據兩個異常滲漏帶所處高程區間位置，采取合適的鉆孔角度和深度，在496高程廊道2號～3號壩段橫縫兩側穿縫鉆孔(計劃開孔數不少于2個)，使騎縫孔穿越兩個異常滲漏帶，灌漿時將其中一個孔做為進漿孔，另外一個孔作為出漿孔。實際鉆孔4個(含最初壓水試驗鉆孔)。方案優化前后對比見圖1。

圖1 方案優化前后灌漿孔鉆孔示意圖

(3)496廊道灌漿孔鉆孔情況：首先封閉1號孔(壓水試驗鉆孔)，在2號壩段距離橫縫水平距離1.8m，距離廊道底板0.3m位置，以水平角58°，縱向角(向下)15°開孔，進深3.3m，出水量明顯小于1號孔，證明該孔位置不是很好，未鉆到異常滲漏帶處。在2號孔上方1.2m處，距離廊道底板1.5m，以水平角58°，縱向角(向上)30°開孔，進深3.75m，鉆設4號孔，出水量較2號孔大，但依然小于1號孔。隨后選擇在3號壩段水平距離橫縫1.54m，廊道底板向上1.5m，以水平角55°，縱向角0°(水平開孔)，進深2.75m鉆出3號孔，成孔后出水明顯，且與1號孔出水量一致，基本可判斷3號孔處于主漏水通道，可作為主要灌漿孔。

(4)灌漿封堵情況：在2號、3號、4號孔安裝好孔口灌漿管后，分別從3號、4號孔灌漿，灌漿壓力控制在0.5MPa-1.5MPa之間，以入漿率不大于0.2L/min時，繼續灌注15min，即結束灌漿為灌漿標準，共灌注聚氨酯漿液約1t。結束灌漿后，原滲漏點無水滲出，觀察下游側橫縫及廊道臨近壩段也未發現有水滲出，灌漿封堵成功。

(5)方案優化后節省成本情況