岩石岭水库横缝渗漏水的处理

裘立锋

（富阳市水利水电局，浙江富阳311400）

0 前言

岩石岭水库位于钱塘江流域渌渚江葛溪中游，坝址位于富阳市胥口镇上练村，距离富阳市新登镇13 km，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、养鱼等综合利用的中型水库。水库集雨面积329 km2，正常蓄水位54.14 m，正常库容2133万m3，总库容4460万m3。拦河坝为细骨料浆砌块石重力坝，坝顶全长175 m（其中溢流坝段长102 m，非溢流坝段73 m），共分6坝段，最大坝高33.5 m，坝内设2 m×2.5 m检查廊道1条。水库于1970年底动工兴建，1978年12月大坝基本建成，后经加固和扩建，至1988年竣工。2003年6月，大坝安全鉴定确定为三类坝，坝体渗水情况严重，主要有：廊道存在渗水现象，大坝坝体及防渗面板伸缩缝由于止水铝片和止水沥青老化长期渗漏，其中2条伸缩缝渗漏严重。施工中发现原大坝溢流面门槽横缝因在浇注时上下错位，所以钻孔时横缝位置出现跑偏现象。

1 伸缩缝处理方案

1.1 伸缩缝现状及渗漏原因分析

大坝共设5条伸缩缝，缝内设2道止水铝片，止水铝片间设1道沥青井，沥青井的沥青一直没有用电热丝加热熔化过，已无法处理。1978年大坝建成之初，坝内廊道中能看到的4条伸缩缝均有少量渗水，其中右岸2条较严重，左岸2条较轻微。近年来廊道伸缩缝漏水渐趋严重，主要表现在右侧的2条伸缩缝，特别是5号和6号坝段之间的伸缩缝渗水最为严重。历年实测最大渗漏量达0.0017 m3/s，约合146.88 m3/d。伸缩缝漏水的主要原因是部分止水铝片失效和止水沥青老化而影响其止水效果。

1.2 方案比选

为从根本上解决伸缩缝漏水，详细分析了四种处理方案的相关技术经济指标，综合比较后择优选定。

（1）方案一：伸缩缝骑缝化学阻渗塞法（膨胀浆塞法）防渗处理

对大坝上游坝面伸缩缝采用“膨胀浆塞法”进行防渗处理，即在坝顶骑伸缩缝垂直造孔（共两孔，造孔位置分别为沥青井和前后两道止水铝片间的中间位置），用一次灌浆法将LW水溶性聚氨酯复合料灌注入孔内，通过该材料固结体的遇水膨胀性能使其胀紧伸缩缝而达到伸缩缝防渗的目的。其优点是只需灌骑缝孔，施工工艺简单，效果明显，工程造价低；缺点是该方案仅适用于有合适的钻孔位置、能保证钻孔不穿过廊道等空腔部位并且伸缩缝垂直度较好、能够保证钻孔始终处于骑缝的大坝。

（2）方案二：对原防渗系统维修处理

在原伸缩缝上游坝面止水系统部位，以一定坡度凿至露出原沥青井和止水铝片，利用电热丝逐段融解原沥青井内沥青，重新设置电热丝。该方案施工工艺简单，施工较方便；缺点是原坝体凿除部分较多，工程量较大，沥青井止水容易失效，需经加热处理，运行管理十分不便。

（3）方案三：斜穿缝面钻孔化学灌浆处理

此方案的主要优点是操作方便；缺点是全缝面灌浆，只要缝面上有一处灌浆效果较差就影响到该缝的防渗效果，不能保证防渗效果且全缝面灌浆需要的灌浆量较多，材料成本较大。

（4）方案四：上游水下处理或者空库处理

上游水下处理的方案施工比较复杂；空库处理影响水库蓄水。一般这两种方案均不适用于上游面淤积层难清理的坝型。

（5）方案综合比选

经综合考虑，方案一（即“膨胀浆塞法”防渗处理方案）具有防渗处理彻底、运行方便、工程造价较低等优点，且在参窝水库、潘家口水库、三峡大坝、高坝洲电站、分水江水库、太平哨电站、大朝山电站等均进行过伸缩缝“膨胀浆塞法”防渗处理，成功案例较多，因此此次伸缩缝处理采用方案一。考虑到岩石岭水库伸缩缝的垂直度虽能基本满足要求，但为保证效果，对钻孔取出的芯样进行分析，对垂直度较差的伸缩缝采用钻排孔的方法进行弥补。

1.3 材料选择

灌浆材料要求在保证其固结体有一定膨胀性的同时，能够有较好的抗渗性，本工程采用电光牌LW-II型水溶性聚氨酯灌浆材料。浆材的用量根据渗漏情况进行估算，渗漏量大则损耗也大，一般至少应保证为理论灌浆量的150%。

70年代以来，电光牌LW化学灌浆材料先后在龙羊峡、葛洲坝、水口、新安江等水利工程中成功应用，其中龙羊峡水电站于上世纪80年代初进行了大规模LW水溶性聚氨酯材料的基础灌浆，到目前已历经20 a，止水效果仍十分理想。有关资料也表明，LW灌浆材料在没有受紫外线照射的情况下，耐老化性能优异，可满足水电工程长期防渗的要求。LW-II型材料与LW相比，增加了材料的强度，提高了抗渗指标，满足高水压工程的需要，故本次伸缩缝“膨胀浆塞法”防渗处理方案能满足岩石岭水库的防渗要求。LW-II的主要性能指标详见表1。

2 灌浆工艺与施工

“膨胀浆塞法”灌浆与帷幕灌浆程序大体相同，包括造孔→洗孔（压水实验）→灌浆→封孔等工序。

表1 LW水溶性聚氨酯灌浆材料力学性能表Table 1:Mechanical properties of the LW water-soluble poly⁃urethane grouting material

（1）造孔

在大坝非溢流坝段坝顶和溢流坝段堰顶（沥青井和前后两道止水铝片间的中间位置）骑伸缩缝垂直钻孔，孔径约18 cm，最大孔深33 m左右。选用XY-1A-4型地质钻机造孔，要求一直骑缝直到基岩，孔底深入基岩1.5 m左右。钻孔完成后进行压水实验，压力控制在0.2～0.4 MPa，回水澄清30 min结束。将孔清洗干净，灌浆前灌适量丙酮排水。

排孔打位的确定：由于原大坝溢流面门槽骑横缝在浇注时上下错位，所以钻孔时横缝位置易跑偏，无法达到横缝灌浆止水的效果。经参建各方专题会议讨论，确定采用打排孔进行施工，具体排孔打孔位置，用水下摄像来确定横缝的偏向来确定。

（2）灌浆要求

LW-II型水溶性聚氨酯固化快，遇水膨胀，不能采用水泥分段灌浆的模式，必须采用一次灌浆法。为做到快速进浆，使浆液在未固化前将全孔灌满，实现以浆赶水，全孔总注浆时间按10 min左右控制。现场根据钻孔孔径与孔深和进浆时间计算进浆流量。配备的灌浆泵的进浆量必须保证在规定时间内将所需的灌浆材料全部灌完，现场的配浆量也相应要满足该要求。

（3）灌浆

灌浆采用分步灌浆法：孔口设备采用无缝钢管特制，如图1所示。

灌浆前将射浆管深入其中一排孔孔底，灌适量丙酮排水，马上换用浆液灌浆，使之孔底出浆，以浆赶水上溢。灌浆时严格控制进浆速度和连续性，保证浆液在固化前能充满全孔，当孔口流出纯浆时马上封闭孔口，打开阀门，改由阀门进浆，达到预定灌浆压力后即可关闭阀门，终止灌浆。

图1 无缝钢管特制图Fig.1 Picture of the seamless steel tube

3 结语

通过岩石岭水库伸缩缝渗漏水处理的应用可知，对于需除险加固的老混凝土重力坝，因受坝型、原施工质量、现有施工条件、工程造价等因素影响，需因地制宜地比选加固处理方案和施工工艺。特别是伸缩缝存在上下错位情况且采用“膨胀浆塞法”灌浆方法进行处理的，应采用水下摄像确定横缝的偏向来确定排孔位置等有效方法使灌浆孔能骑缝，确保灌浆效果。岩石岭水库通过采用“膨胀浆塞法”灌浆技术的应用，原伸缩缝渗漏水情况得到有效根治。■

[1]江思田.石板水大坝伸缩缝漏水施工处理[J].大坝与安全,2010（1）.

[2]张桂初,吴良洲.高坝洲水电站大坝横缝漏水的处理[J].水力发电,2002（3）.