小云峰水电站右岸副坝渗水处理

吉士道，夏辉，贾志刚，杜文才

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 工程概况

小云峰水电站位于黑龙江省伊春市南岔区，建在汤旺河上。坝址地处佳木斯第二发电厂所在地。

小云峰水电站1979年建成并投入运行。作为火电厂的辅助工程－原主要建筑物为Ⅲ级建筑物，按50年洪水设计，水库正常高水位为123.50 m，非常洪水位131.00 m，装机容量为640 kW。原枢纽主要建筑物有：自由溢流坝、河床式溢流厂房、冲砂闸、抽水泵房、钢筋笼河滩保护等工程。

2001年在原有工程基础上进行了扩建。扩建后正常蓄水位为127.20 m，设计洪水位（P=2%）129.82 m；校核洪水位（P=0.33%）131.16 m。电站新增装机10 MW。工程规模为中型（Ⅲ等）。溢流坝、厂房坝段为3级建筑物。扩建工程的枢纽建筑物主要有开敞式有闸溢流坝、两岸副坝、发电厂房及厂区附属建筑物等。于2004年完工并投入运行。

2010年5月，受春汛影响，坝址处洪峰流量较大，由于溢流闸坝未能及时开闸泄洪，导致右岸副坝溃决。原右岸副坝长152.50 m，除与溢流坝连接段裹头局部保留外，其余全部被冲毁。

右岸副坝水毁处理工程设计是保持原工程等别、设计标准不变的前提下进行的。新建右岸副坝为混凝土重力式自由溢流坝。工程于2011年10月竣工。不久发现下游坝缝处有渗水现象，初步分析是坝缝处止水底部混凝土不密实所致。

2 工程地质条件分析

坝址区出露的基岩为华力西晚期的白岗质花岗岩，灰白色，矿物成分以长石、石英为主，含少量云母，中粒结构，块状构造，局部黑云母等暗色矿物富集，呈定向排列。岩质坚硬，抗风化能力强。弱风化白岗质花岗岩为饱和抗压强度91 MPa，岩体结构以次块状、块状为主，局部呈镶嵌结构。

第四系松散堆积层主要分布于河床及两岸阶地。河床部位冲积层厚0.76～1.15 m，由砂卵砾石构成。两岸阶地冲积层厚7～9 m，上部主要为含砾砂壤土，下部为砂卵砾石。

3 设计方案比选

针对渗水情况，设计提出以下5个处理方案进行比选。

方案一：在帷幕前增设坝基固结灌浆。

方案设计：在坝缝处的帷幕与上游止水之间增设间排距1 m、深10 m的固结灌浆，以减小帷幕前坝基向坝缝内的渗漏。

优缺点比较：优点是固结灌浆为常用基础处理方法，技术比较成熟，施工队伍比较好找，工序相对简单。缺点是考虑该工程建基于强风化岩石，裂隙比较发育，帷幕按0.1 L/(min.m.m)控制，存在渗水绕过帷幕（帷幕自身也会有一定的渗漏）的情况，帷幕后坝缝依然可能渗水，处理效果未必理想。另外，新增固结灌浆需从坝顶钻孔，钻孔工程量相对较大。

方案二：下游坝面设排水孔。

方案设计：在溢流坝基础底高程以上0.2 m的坝缝两侧增设排水斜孔穿过坝缝，使坝缝内渗水在低高程通过排水孔先排出，而不会从坝面渗出，排水孔出口采用无纺布包裹，并做保温措施。

优缺点比较：优点是工程量小，施工简单。缺点是在寒冷时段排水孔很可能会冻死而失效，而解决排水孔的冻冰问题相对较难；排水孔要在冻深以下，需揭开下游格宾进行施工，而靠岸坡侧的3个坝段建基面较高，即使揭开格宾也满足不了冻深要求。

方案三：化学灌浆封堵整个缝面。

方案设计：在溢流坝基础底高程以上的坝缝两侧增设灌浆和排气斜孔，采用柔性化灌材料封堵缝面，使渗水只能从基础渗透，而不从坝面渗出。

优缺点：优点是处理比较彻底，在保证化灌质量的前提下，可以永久解决坝面渗水问题。缺点是由于坝缝很窄、钻孔较深，底部化灌效果很难预测。另外，施工难度相对较大、时间上要求比较严格（一是需在枯水期并且坝缝张开较大的时段施工，二是工程量相对较大，工期相对较长，施工时间上就比较紧张。）、钻孔和灌浆工程量都相对较大。

方案四：化学灌浆封堵堰面止水以上缝面，坝下游低高程配以排水孔（表堵下排）。

方案设计：在溢流坝坝面铜止水以上采用柔性化灌材料灌注满，使坝缝内的水不从坝面渗出。坝下游低高程配以排水孔。

优缺点：优点是处理相对比较简单，易于施工，工程量小。缺点是处理深度（范围）较局限（深度不够），如果下游排水孔失效（冻死），岩面止水以下依然有渗水，存在缝面周围表部混凝土冻融问题，处理相对不彻底。

方案五：化学灌浆封堵堰面以下2 m缝面

方案设计：在溢流坝坝面以下2 m采用柔性化灌材料灌注满，使坝缝内的水不从坝面渗出，同时保证一定的抗冻深度。介于方案三、四之间。

优缺点：优缺点介于方案三、四之间。优点是处理相对完全，在保证化灌质量的前提下，可以解决缝面周围表部渗水问题和保证一定的抗冻深度。缺点是化灌效果和灌浆量较难预测和控制。

方案比较结论。以上5个方案各有优缺点，从处理效果、工程量及造价、施工难度等方面综合考虑，采用方案五，即化学灌浆封堵堰面以下2 m缝面方案。

4 推荐方案设计

右岸副坝坝缝渗水问题不影响工程安全，但永久运行会造成混凝土冻胀破坏，对混凝土耐久性有一定影响，因此对所有坝缝（9个坝缝，目前8个渗水，将9个全部处理）采取以下处理措施：

在溢流坝坝面以下2 m采用伸缩性（柔性）化灌材料（聚氨酯类）灌注满，使坝缝内的水不从坝面渗出，同时保证一定的抗冻深度，排水孔、灌浆孔、排气孔均采用斜孔，避免破坏止水。

为了便于施工控制和保证施工效果，要求灌浆材料固化时间不宜小于30 min，遇水膨胀率不小于100%，灌浆以排气孔回浆为封孔条件。

施工顺序：先钻下游排水孔将缝内水排出，灌浆应先上游后下游、从低高程向高高程（从中间消力戽122.00 m高程向两侧）依次进行。

5 结语

右岸副坝坝缝渗水问题不影响工程安全，但永久运行会造成混凝土冻胀破坏，对混凝土耐久性有一定影响。2012年5月采用化学灌浆处理后，坝缝渗水问题得到了解决，到目前为止，未发现继续渗水问题，说明该处理方案是合适的。