2007-02-02 13:26 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
一、工程概述
高壩洲水電站位于湖北宜都市境內(nèi),是清江干流開發(fā)三個(gè)梯級(jí)中最下游的一個(gè)梯級(jí)電站,上距隔河巖水電站50 km,下距河口12 km.樞紐主要建筑物有電站建筑物、擋泄水建筑物、消能建筑物及垂直升船機(jī)。大壩為砼重力壩,最大壩高57m,壩頂▽83.00m,壩頂全長(zhǎng)439.5m,共分23個(gè)壩段,其中9~11壩段為深孔泄流壩段。電站廠房安裝三臺(tái)發(fā)電機(jī)組,單機(jī)容量84MW,總裝機(jī)252MW,年平均發(fā)電量8.98億Kwh.高壩洲水電站正常蓄水位▽80.00m,死水位▽78.00m,水庫(kù)總庫(kù)容4.863億m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容0.537億m3.壩址區(qū)出露的主要巖層為白云巖、泥質(zhì)白云巖及灰?guī)r。壩基巖體中斷層、層間剪切帶經(jīng)過(guò)灌漿處理后,防滲及固結(jié)效果較好。
該工程于1996年10月開工,1999年6月通過(guò)初期蓄水驗(yàn)收,水庫(kù)蓄水至▽61.0M左右;2000年三月,除在建的升船機(jī)工程以外,樞紐工程基本完成;2000年4月,通過(guò)蓄水前驗(yàn)收;2000年4月30日,水庫(kù)正式下閘蓄水。
2001年初,發(fā)現(xiàn)大壩10-11壩段與11-12壩段閘墩墩尾橫縫漏水。建設(shè)單位對(duì)此很重視,多次召集設(shè)計(jì)監(jiān)理和施工單位人員察看現(xiàn)場(chǎng),討論研究檢查處理方案、聘請(qǐng)國(guó)家電力公司華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院材料研究所專家進(jìn)行技術(shù)咨詢,并組織有關(guān)人員考察了遼寧參窩水庫(kù)大壩橫縫滲漏處理方案。
二、大壩滲漏處理方案的探討與確定
1、滲漏檢查與原因分析2001年3月,根據(jù)會(huì)議討論意見,設(shè)計(jì)布置了四個(gè)Φ75mm斜穿縫面的檢查孔,其中檢1#、檢3#在壩頂▽83m,檢2#、檢4#在墩尾?62m平臺(tái)。五月又做了大量的補(bǔ)充檢查及嵌縫工作,并在頂壩▽83m增布檢5#~檢8#4個(gè)檢查孔。嵌縫檢查。
通過(guò)大量的檢查工作,初步分析判斷:
①閘室砼無(wú)明顯砼裂縫;
、趬误w廊道內(nèi)檢查,固結(jié)、帷幕防滲效果較好,排水孔出水量較小,小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),壩體砼與基巖膠接是好的。通過(guò)基巖層面和裂隙向橫縫滲漏的可能性不大。
、鄹鶕(jù)檢測(cè)資料分析,橫縫漏水的原因,極有可能是壩體橫縫兩道止水片局部破損,導(dǎo)致止水失效或兩道止水片附近砼澆筑不密實(shí)而發(fā)生繞滲。
2、處理方案的提出與選擇通過(guò)兩個(gè)多月的檢查摸索和原因分析,提出了以下五種處理方案:
、傩贝┛p面鉆孔化灌方案:該方案是對(duì)有外漏的部位進(jìn)行鑿槽貼橡皮,用環(huán)氧嵌縫阻漿;利用已有的斜穿縫面的檢查孔作為灌漿孔,并在壩頂▽83M和墩尾▽62M平臺(tái)增布斜穿縫面且高程不同的灌漿孔灌DH-814聚氨酯快速堵漏膠。該方案的優(yōu)點(diǎn)是采用化學(xué)灌漿工藝,操作簡(jiǎn)便;缺點(diǎn)是全縫面灌注,壩體橫縫可能失去伸縮作用;堵漏效果不一定可靠;還可能由于灌漿壓力,導(dǎo)致閘墩結(jié)構(gòu)的破壞。
、隍T縫化學(xué)阻滲塞方案:首先在壩頂止水片下游近處鉆垂直騎縫孔,利用已有的嵌縫措施阻水,降低縫面滲流速度,用速凝化灌材料注入騎縫鉆孔中,形成阻滲塞止水。該方案優(yōu)點(diǎn)是只灌鉆孔,施工工藝簡(jiǎn)單;減少通過(guò)縫面流失的漿量,處理造價(jià)低;缺點(diǎn)是鉆孔精度要求較高,一旦發(fā)生偏離,則難以保證阻水效果。
、凵嫌螜M縫水下灌漿:利用水下施工技術(shù),在上游面橫縫鑿槽嵌縫,粘貼一層防滲材料,并埋設(shè)灌漿管,對(duì)止水片到上游面的橫縫區(qū)域灌化學(xué)材料,形成一道新的止水帶,聯(lián)合阻止庫(kù)水進(jìn)入橫縫。該方案直接有效,有較強(qiáng)的針對(duì)性,缺點(diǎn)是:上游面鑿槽粘貼,必須清挖直至基巖,水下施工工作量大;工藝復(fù)雜;水下作業(yè)質(zhì)量難以保證;處理成本較高;且本工程上游面至止水片距離較長(zhǎng),灌漿工作量大。
④泥青灌注樁止水:泥青灌注止水法,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是先將瀝青改性加熱至200o~230oC使之成為流動(dòng)狀態(tài),用一雙層保溫管將熱瀝青送至孔內(nèi),形成止水瀝青柱。該方法直觀、堵漏效果好。缺點(diǎn):操作工藝復(fù)雜,尤其是在水溫較低的動(dòng)水條件下,難以保證孔內(nèi)溫度不低于170℃;其次是施工安全問題突出;三是隨著熱瀝青液面上升,保溫管不斷上提,拆卸困難;會(huì)產(chǎn)生段與段之間不連續(xù)現(xiàn)象;四是處理造價(jià)高。
、莘趴账畮(kù),鑿槽嵌縫止水法:該方法是放空水庫(kù),在橫縫處清淤,對(duì)全縫鑿槽、嵌縫、表面粘貼防滲材料。優(yōu)點(diǎn)是堵漏止水可靠,缺點(diǎn)是減少發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失大,處理造價(jià)高。
開始處理時(shí),按第一方案,在10-11壩段橫縫實(shí)施,并已鉆了部分灌漿孔,同時(shí)研究第二方案。隨著檢查工作的深入,建設(shè)公司分析研究了國(guó)內(nèi)外相關(guān)工程實(shí)例和資料,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度反復(fù)比較論證,最后停止第一方案施工,改用第二方案,即騎縫化學(xué)阻滲塞方案。
采用化學(xué)阻滲塞方案,首先應(yīng)確定騎縫位置及孔徑。高壩洲水電站大壩每道橫縫均設(shè)有兩道止水片,兩道止水片之間的距離為0.4m或0.6m.鉆孔位置選擇有兩種,一是選在兩道止水片之間,考慮到止水片安裝出現(xiàn)偏差或鉆孔偏斜,則會(huì)對(duì)止水片造成進(jìn)一步破損,且由于止水片在垂直面呈折線布置,鉆孔無(wú)法深入基巖,故被放棄;二是選在止水片下游近處,不會(huì)傷及止水片。其次是確定孔徑,孔徑過(guò)小,由于砼施工中橫縫出現(xiàn)左右偏移,不能保證鉆孔騎縫效果和阻滲塞的有效厚度;孔徑過(guò)大,會(huì)增大造價(jià)。經(jīng)分析,確定在止水片下游0.5m和2.0m處的橫縫上布置φ219mm垂直騎縫鉆孔.為保證鉆孔高精度的孔斜率,選定湖南中南巖土工程有限公司。該隊(duì)伍正是在三峽工程中負(fù)責(zé)倒垂孔施工的,具有倒垂孔施工經(jīng)驗(yàn)。
三、堵漏材料選擇與實(shí)驗(yàn)處理方案確定后,堵漏材料的選用就是該方案的關(guān)鍵技術(shù)問題。化學(xué)阻滲塞應(yīng)具備四個(gè)主要性能:一是具有膨脹性,保證阻滲塞塞緊塞牢;二是能適應(yīng)伸縮縫反復(fù)開合變形,具有一定的彈性和柔韌性;三是能在水中快速凝固,不被滲流水沖蝕帶走;四是固結(jié)體的抗?jié)B性能滿足設(shè)計(jì)防滲要求。根據(jù)這些要求,顯然只有水溶性彈性聚氨酯材料可供選擇,其他如水泥、環(huán)氧等干縮性材料均不合適。設(shè)計(jì)單位推薦采用DH-814聚氨酯快速堵漏膠基本符合設(shè)計(jì)提出的上述四種主要性能要求,且在葛洲壩工程以及本工程砼裂縫處理與堵漏施工中均采用過(guò)。
凝膠時(shí)間 幾十秒~數(shù)十分鐘固結(jié)全抗分流 0.3Mpa24小時(shí)不滲水
為了減少漿液流失降低造價(jià),改進(jìn)固結(jié)體質(zhì)量,選取合適的凝膠時(shí)間,我們做了多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn):一是確定凝膠時(shí)間,二是摻粘土粉試驗(yàn),試驗(yàn)證明摻10~15%的粘土粉后所形成的復(fù)合材料,凝膠時(shí)間可縮短為15~20分鐘,而且不沉淀,不離析,遇水后還可改善膨脹特性。通過(guò)上述試驗(yàn)準(zhǔn)備,為堵漏灌漿順利形成阻滲塞打下了良好基礎(chǔ)。
四、鉆孔灌漿工藝與施工化學(xué)阻滲塞是用普通鉆孔灌漿工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
其施工工序:開孔→埋孔口管→鉆孔→測(cè)斜→打撈孔底殘留物→鉆孔驗(yàn)收→注水試驗(yàn)→孔內(nèi)電視→灌漿→檢查→封孔等?仔甭拾匆筮_(dá)到孔深的1‰。11-12壩段橫縫的灌1#與灌2#孔均鉆到廊道頂部以上0.5m終孔,孔深40.5m,相應(yīng)高程為42.5m,距建基面10.5m;10-11壩段橫縫的灌1#與灌2#孔深入基巖0.7m,孔深52.7m.實(shí)際鉆孔偏斜率<0.5‰,最大絕對(duì)偏差值僅2.5cm.鉆孔邊緣距橫縫最小距離>5cm,造孔質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔驗(yàn)收后進(jìn)行簡(jiǎn)易注水試驗(yàn)和孔內(nèi)電視,了解漏水量大小和滲漏位置;根據(jù)滲漏量大小確定漿材的凝膠時(shí)間和備漿量。因灌漿孔是騎縫一次造孔,所以灌漿采用全孔自流式注入法,即把灌漿皮管插入孔底,以漿趕水,迂水固化;注漿時(shí)隨著漿面的上升,提升皮管,始終保持皮管出口在漿面以下2~4m左右,讓自由發(fā)泡區(qū)段與漿面同時(shí)上升,從而保證漿柱充填飽滿密實(shí)和整體連續(xù)。為此,施工中采取了以下幾條主要措施:
、俟酀{前對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查維修保養(yǎng),并用水試灌,在確無(wú)機(jī)械故障和管道暢通時(shí),方可開灌;
②灌前作好材料凝膠時(shí)間試驗(yàn)工作。測(cè)定水溫(一般在16oC左右)、氣溫(一般在30℃~35℃左右)等;檢測(cè)粘土粉細(xì)度及計(jì)算配比;量具、量杯、泵稱、攪拌器具等,準(zhǔn)備齊全。
兩條橫縫共鉆四個(gè)騎縫孔,造孔進(jìn)尺186.4m.處理分兩次進(jìn)行,第一次是在2001年8-9月分別對(duì)兩條橫縫的下游側(cè)的鉆孔(2#)進(jìn)行灌注。11~12壩段2#孔采用DH-814純漿液灌注,10-11壩段2#孔采用DH-814摻10-15%粘土粉灌注。灌漿結(jié)束后15天,對(duì)11-12壩段2#打一斜穿灌2#孔的檢查孔,孔徑為Φ168mm,孔深20.50m,相應(yīng)高程為62.50m,進(jìn)行注水檢查,注水率為116.5L/min,并對(duì)檢查孔進(jìn)行灌漿,漿材中摻入10%的粘土粉;灌漿結(jié)束3天后,又對(duì)檢查孔掃孔,再次做簡(jiǎn)易注水試驗(yàn),注水率為51L/min,接著進(jìn)行復(fù)灌封孔。同時(shí)進(jìn)行芯樣觀察:發(fā)泡區(qū)從上到下呈漸變狀態(tài),越下越密實(shí),固化膠結(jié)越好,固化體剛性較大,浸水膨脹甚小。
第一次處理兩個(gè)灌2#孔 ,灌漿進(jìn)尺93.2m,灌入漿材7122kg.11-12壩段檢1#孔深20.50m,灌入漿材1008kg.灌漿結(jié)束50天后,對(duì)縫面漏水量進(jìn)行測(cè)定。
通過(guò)注水試驗(yàn)與灌后滲漏量變化觀測(cè),發(fā)現(xiàn)鉆孔注水時(shí),縫面張開,漏水量明顯增大,灌漿時(shí)也是如此;待注水、灌漿結(jié)束若干天后,漏水量開始逐漸減少。原因可能是一方面壩體恢復(fù)彈性變形比較緩慢,縫面逐漸閉合有一時(shí)間過(guò)程,
由于庫(kù)水溫度較低,灌漿材料在孔內(nèi)凝膠固化速度、凝固體膨脹速度較緩慢。
五、第二次處理2002年元月,由于溫度下降,壩體、段縮,縫面斷開,原縫面滲水最有所增加,11-12壩段漏量最大達(dá)到43 L/min.據(jù)分析,可能采用的DH814聚氨酯快速堵漏膠剛性較大,彈性不足,遇水膨脹性能較差,阻滲塞不能適應(yīng)縫的伸縮變形的原因。因此,在2002年元月3日,對(duì)兩個(gè)壩段1#孔改用華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院生產(chǎn)的LW-Ⅱ型水溶性聚胺酯材料灌注,灌注工藝與原先的基本相同,灌后約10分鐘,縫面基本停止漏水,取得了良好的堵漏效果。
注:實(shí)際灌漿處理時(shí)可能需要添加固化劑等助劑,性能指標(biāo)略有變化。
六、結(jié)語(yǔ)
高壩洲水電站10-12壩段兩條橫縫漏水處理工作于2002年3月全部結(jié)束,經(jīng)第一次處理滲漏量由原來(lái)的180L/min,減少到1 L/min以下。第二次處理后,已經(jīng)基本不漏,防滲效果明顯,選用滲縫化段阻滲塞方案是成功的。
采用騎縫孔處理大壩橫縫漏水的方法,在其他工程已有先例,但由于高壩洲工程大壩漏水的橫縫結(jié)構(gòu)特殊,處理較為復(fù)雜,只有采用彈性較好的材料才能達(dá)到更好效果,采用LW-Ⅱ型水溶性聚氨酯材料處理大壩伸縮縫的滲漏比DH814聚氨酯快速堵漏膠更為合適。
1、凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來(lái)源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標(biāo)明作者和出處。對(duì)于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請(qǐng)作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實(shí)確認(rèn)后會(huì)盡快予以處理。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認(rèn)同該作品的觀點(diǎn)或真實(shí)性。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用,請(qǐng)與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負(fù)法律責(zé)任。
3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。