某水電站引水系統(tǒng)首次充放水后缺陷分析及處理

吳爽

（四川省能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610063）

一、背景介紹

某水電站位于四川省涼山州鹽源縣境內(nèi)，為永寧河干流“一庫(kù)五級(jí)”開(kāi)發(fā)方案中的第四個(gè)梯級(jí)電站，采用引水式開(kāi)發(fā)，水庫(kù)正常蓄水位2127.00m，相應(yīng)庫(kù)容8.5萬(wàn)m3，閘(壩)頂長(zhǎng)47m，最大閘高23.70m，電站裝機(jī)容量40MW，多年平均發(fā)電量17568萬(wàn)kW·h，工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。

該電站引水系統(tǒng)由進(jìn)水口、引水明渠、引水隧洞、調(diào)壓井及壓力管道等組成。進(jìn)水口后接162.5m引水明渠，明渠后接壓引水隧洞，全長(zhǎng)7969.5m，縱比降為0.243%，橫斷面為1/3圓拱直墻形，采用噴射砼和現(xiàn)澆鋼筋砼襯砌。

對(duì)電站過(guò)水系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)性充放水，從充水、放空并完成檢查，歷時(shí)15天，對(duì)所有設(shè)施進(jìn)行了細(xì)致檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了認(rèn)真分析，提出了行之有效的解決方案，并安排處理。6個(gè)月后再次對(duì)引水系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)查，首次放空檢查后的缺陷處理均已按要求完成，但復(fù)查時(shí)發(fā)現(xiàn)引水隧洞k2+800—806隧洞垮塌。

二、引水隧洞放空檢查缺陷分析

（一）首次放空檢查發(fā)現(xiàn)存在的缺陷

本次為引水系統(tǒng)首次充放水后的檢查，在引水系統(tǒng)檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)引水系統(tǒng)出現(xiàn)如下質(zhì)量缺陷，主要為表現(xiàn)為裂縫、伸縮縫及灌漿孔滲水。

表1 引水系統(tǒng)砼質(zhì)量缺陷聯(lián)合檢查情況匯總表

（二）缺陷原因分析

混凝土澆筑過(guò)程中，由于振搗不密實(shí)等原因形成滲水通道，引水隧洞的滲漏可能為地下水滲漏。引水隧洞伸縮縫 (變形縫) 產(chǎn)生滲漏的原因主要是由于伸縮縫內(nèi)的止水帶受損,不能正常發(fā)揮應(yīng)有的止水效果。

（三）復(fù)查時(shí)引水隧洞垮塌情況

6個(gè)月后對(duì)放空檢查后的缺陷處理進(jìn)行重點(diǎn)檢查，在檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)引水隧洞k2+800—806隧洞垮塌，塌腔寬7米，高7米。塌渣體均高3米，寬3.4米，長(zhǎng)18米，估計(jì)總塌渣量193m3。

（四）引水隧洞垮塌原因分析

垮塌區(qū)巖性為中厚層砂巖、砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)夾層，巖層走向與洞向大角度相交，巖層傾角約65°，理論上巖層走向?qū)λ矶错敼胺€(wěn)定有利。局部發(fā)育緩傾的節(jié)理，傾向上游，傾角35°左右。砂巖巖石堅(jiān)硬，砂質(zhì)泥巖巖石較軟，有軟化現(xiàn)象。泥質(zhì)夾層厚5-10cm，呈硬塑狀，遇水易軟化。上游見(jiàn)3-5cm的泥質(zhì)夾層，呈軟塑狀。分析垮塌原因是在地下水、隧洞滲水的作用下，砂質(zhì)泥巖、泥巖夾層軟化，層間摩擦系數(shù)急劇降低，特別是泥化夾層，造成拱頂圍巖失穩(wěn)垮塌。

三、處理方案

（一）首次放空檢查缺陷處理方案

1.檢修門(mén)周?chē)渌^(guò)程中滲水，采用化學(xué)灌漿止水。

2.滲水裂縫，滲水量較小的采用化學(xué)灌漿止水；滲水量較大的采用化學(xué)灌漿+止回閥處理。

3.不滲水裂縫，采用人工刻槽后微膨脹水泥砂漿修補(bǔ)。

4.集中滲水點(diǎn)，采用加設(shè)止回閥處理。

5.底板裂縫，采用化學(xué)灌漿+止回閥+人工刻槽后修補(bǔ)，綜合處理。

（二）復(fù)查時(shí)引水隧洞垮塌處理方案

由于凌空面較高，為保證搶險(xiǎn)安全，采用了先澆筑拱圈，再清理塌方體的措施，具體措施為：先將塌方石渣清理至起拱線位置，然后安裝∮22鋼拱架，在拱架上反扣鋼模板，在鋼模板上布設(shè)雙層∮16@150鋼筋，澆筑500mm厚c30砼，最后才清除蹋渣。鋼模板不拆除，與鋼拱架、鋼筋混凝土共同承受上部荷載。

四、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

（一）本次隧洞放空檢查出現(xiàn)的襯砌洞段部分伸縮縫滲水，對(duì)應(yīng)部位的開(kāi)挖斷面及支護(hù)資料完整，主要是在澆筑程中中止水橡膠變形，造成伸縮縫漏水。

（二）一、二期混凝土澆筑時(shí)冷縫處理不當(dāng)，出現(xiàn)滲水點(diǎn)。

（三）對(duì)外水壓力較大的部位增設(shè)止回閥，能有效地解決外水壓力對(duì)隧洞的影響。

（四）放空檢查前，參建各方應(yīng)充分預(yù)見(jiàn)充水過(guò)程中的各種可能性，人員安排需更到位、材料準(zhǔn)備要更得力，盡可能地縮短檢查和處理時(shí)間。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，在今后的工程建設(shè)中，需加強(qiáng)隱蔽工程施工過(guò)程中的程序管控，更加注重細(xì)節(jié)，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。建議在停機(jī)檢修階段，定期觀察分析其變化趨勢(shì)，隨時(shí)掌握滲漏狀態(tài)，一旦出現(xiàn)不利情況，應(yīng)及時(shí)采取必要的維修措施，防止壓力水流和地下水滲流對(duì)其產(chǎn)生滲透破壞。