本溪桓仁东方红水电站加固工程防渗技术研究与应用

官丽娜

(辽宁省观音阁水库管理局，辽宁 本溪 117199)

本溪桓仁东方红水电站加固工程防渗技术研究与应用

官丽娜

(辽宁省观音阁水库管理局，辽宁 本溪 117199)

[摘要]本溪桓仁东方红水电站坝基覆盖层最大深度达到110 m，为了减小渗流量和减小坝基扬压力，采用施作混凝土防渗墙的方法完成水电站的防渗和加固，并拟定了相应地段的防渗控制标准和质量评定标准，对特殊地质缺陷段也提出了灌浆处理要求以及灌后检查标准，以确保本溪桓仁东方红水电站的长期安全运行，针对水电站的加固工程和防渗工程具有一定的指导意义。

[关键词]混凝土防渗墙；防渗工程；加固工程

1工程概况

本溪桓仁东方红水电站位于深度比较厚的覆盖层面上，在基础上面主要是利用砼防渗墙。轴线的总长度为260 m，墙体的厚度为0.9 m，可以设置的最大的深度为56 m，两侧边坡部分所嵌入的基本的岩石将达到1 m，其中间部分将会有140 m嵌入覆盖层的中间位置，此段处于悬挂状态。墙体的顶部和坝体相互连接，最下面的最小的高度也必须大于175 m。所用的混凝土的等级为C20，抵抗渗的标号为W6(见图1)。

图1　本溪恒仁东方红水电站

2坝基地层

本溪桓仁东方红水电站所在地区的地形形成年代久远，地形比较复杂，并且其岩性很难推测，测试所得的最高的深度为110 m，根据岩石的性质和埋藏的条件，覆盖层从上到下分别为：

首层为崩坡积(Q4col+dl)碎石土，厚度在3～19 m之间，颜色比较杂乱，结构形式比较软，部分结构会处于中空的状态。所包含的颗粒大小不一，主要是碎石和大型的块状石头构成。

第二层为河床冲洪积(Q4al+pl)漂卵石层，厚度在9～41 m之间，参照所测量的结果表明，在该区域主要有三种土体组成：砂质粉土、中细砂、泥质粉砂透镜体。

第三层为冲湖积(Q4al+l)砂质粉层，厚度在7～50 m之间，厚度最后可以达到67 m，结构比较密实，含有大量的粉砂，部分粉砂凑在一起构成透镜体，但是期间还含有很多粉砂土，由于受环境的影响，厚度分布不均匀。

第四层为冲洪积(Q4al+pl)卵砂砾层，这一土层分布面积较小，主要是坝体两侧的山体上，厚度在13 m左右，是以大量砂砾的形式存在，但是还夹杂着少许卵石，但是其分布比较杂乱，但是形成的结构确实相当密实，没有构成胶结。

第五层为冲洪积 (Q4al+pl) 卵石层，主要位于河道的两侧，厚度也将在9～20 m之间。主要是以大量的卵石存在，但是部分的结果分形式比较粗糙，结构形式处于中度密实状态。

3电站防渗加固施工

坝体防渗加固主要是通过添加防渗墙的方法急性行加工。防渗墙施工工艺是利用 “钻劈法[1]”形成槽的施工工艺，主要是采用泵来反复吸收的方式[2]清理孔部的方法，并且在进行灌浆施工时，选择水下施工方法，一般是回顶导管法。并且，在导管对接的部位是根据“全孔套接[3]”的方式进行的。具体的防渗墙修筑工艺：准备→测量放线→导孔开挖、导槽导墙施工→槽孔成槽→清除孔部的浆液→进行灌浆浇筑→进行孔部接头钻接→二期槽孔成槽施工→清除孔部的浆液→进行灌注形成墙体→没有槽体的段落进行填充使其充实。

3.1槽孔建造

(1)对槽段进行段落的划分可分为38个段落，大约尺寸都在6～6.5 m之间。

(2)打孔。进行打孔所选用的机器的型号为CJ140-10T，选取最常用方法进行钻孔。格局不同的需要，钻取了两种不同类型的槽孔：Ⅰ期槽孔和Ⅱ期槽孔。一期槽孔分布于两侧，首先进行施工，逐渐向中间靠拢，进行二期槽孔钻取。每个槽孔都有四个直径为0.8 m主孔和三个直径为1 m副孔组成。开挖时，选取隔孔挖凿的方式，需要第一步开挖主孔，进而开挖副孔。在一个槽孔中需要利用正向循环护壁施工方案(见图2)。

图2　槽孔平面布置图

(3)清理完孔内残留的浆液，需要进一步采取泵来反方向来彻底清除浆液并进行新的灌浆。所谓的泵反方向彻底清除浆液主要是利用砂石泵或者气举的方式进行排除含有渣的泥浆，把其运送到泥浆处理系统，进行净化之后才能够放回到储存浆液的池子中或者放到槽孔内部。待做完清孔处理之后的3 h内进行砼的浇筑，但是必须要使其内部的浆液的含量在清孔标准范围内，否则需要进行重新清理孔洞。清理孔的质量要求：进行清孔站在1 h之后，泥浆的厚度要低于10 cm。孔内部泥浆的密度要低于1.15 g/cm2，并且将泥浆的粘度控制在30～50 s、含砂要求较小必须小于6%。

3.2制浆系统

泥浆系统主要有三部分组成：拌合站、提供浆体的路段以及泥浆回收净化仪器。参照现场的具体情况，在防渗墙开挖标高下建造小的构筑物，例如泥浆池，拌合站需建立自泥

浆池的侧边，并且拌合站中要有：粘土、膨润土及外加剂仓库。把配置好的泥浆放入到注浆池里面，根据轴线方向设定间距为20 m，体积大小为8 m3的收集肥浆的沉淀池。

3.3混凝土浇筑

(1)导管在进行安装时，选取了垂直升入导管的方式，然后选在进行浇筑混凝土，导管的规格为φ250，并且导管之间的连接是通过丝扣连接，并且上部要安装下料机器，需要用钻机悬吊，在竖直方向上可以改变位置，导槽在竖直方向上安装，保证连接可靠，同时要保证密实性。参照槽的长度可以对任何一段槽段都要安装两个导管，根据规定对导槽的间距进行确定，保证两个孔之间的距离是1.5 m。

(2)进行砼的浇筑主要是通过“水下回顶导管法[4]”方法。在进行浇筑开始时，首先需要在导管的口部设定卡塞，需要在口部附近放置充足的砼，确保首灌埋管不小于1.0 m。在浇筑期间，确保导管的埋置深度大于1 m，但是也要小于8 m，砼的往上运行的速度大于2 m/h，但是也要小于4 m/h。保证上升的速度要一致，高差差额范围在0.5 m以内。如果准备注浆，必须一次性完事，中间不能够停顿。在砼浇筑结束时，砼的表面高度需要超过设计高度 0.50 m，来确保凝固效果。 为了使防渗墙混凝土达到高强低弹的设计要求，然后利用试验的方法对混凝土的配合比的合理值进行了分析，并经过多次试验取了平均值，如表1所示。

表1　防渗墙混凝土施工配合比

4工程质量检查

对于混凝土的质量必须要在施工现场进行检验，并对检验结果进行研究。由于8#～9#、5#～6#砼防渗墙的位置比较重要，所以施工时，在这两个墙重点预留了检查孔，然后利用钻孔取芯的方法对墙体的质量进行检验。试验结果分析：

(1)观察试验表面：试样的形态相对完整，有断开，没有含淤泥，形成的墙体没有断开，无断墙现象出现。

(2)孔渗透试验的验证：做高的防渗指标要小于 0.46 Lu，并且平均值也要比0.15 Lu小。在检查是需要设置2个检查孔，定期进行检查，切实多种到透水率小，并且满足设计和和规范规定[5]。

(3)试块抗压强度试验：在进行防渗墙浇筑的阶段，相关部门在主要墙体的浇筑材料里选取一定量的材料，制成试块进行抗压试验，结果如表2所示。

表2　砼试块抗压强度

检查孔砼芯样抗压强度检测结构显示：

表3　砼芯样钻进回次与孔砼芯样抗压强度之间的关系

表4　砼芯样钻进回次与孔砼芯样抗压强度之间的关系

进行试验得出如下结论：混凝土防渗墙的任何一样指标都能够满足设计标准[6]。

5特殊情况处理

(1)在槽的形成过程期间，碰到孤石或大块石需要通过重锤方式敲打。打孔成槽期间发生塌孔、裂缝现象可以采用下列方式整治。具体施工工艺：① 优化固壁泥浆性能，需要保证泥浆比重、粘度、静切力等技术参数达到要求，可以添加一些增强浆液粘滞度的添加剂；②要降低成槽所需要的时间或尽可能的减少槽的长度，来提高槽壁的安全性和稳定性。

(2)出现槽孔的底部坍塌时，首先就需要把坍塌物拿出来，把坍塌的位置用一些碎石填上，在其上面位置需要用低标号混凝土覆盖，等待期凝固之后才能够再此进行开孔造槽。出现泥浆漏的比较多时，需要对其进行及时的补漏浆液。并对浆液的配合比进行一定的调整，降低成槽的进度，在补浆完事之后才能够正常成槽开挖。槽孔的倾斜度太大时，需要填充之后再次进行钻孔施工。

(3)相连部位由于受到外力作用易破坏，破坏的主要形式是产生裂缝，因此产生裂缝后主要的补救措施是进行灌浆，灌浆处理后使得防渗墙连接紧密。空槽段施工措施：①需要把砂石和黏土混在一起装在一个袋子中，把这个袋子填充在空槽段使其达到施工平台高度；②需要用麻袋进行装填砂石和粘土，然后用帆布进行包裹，并且要保证其装填后的麻袋的宽度小于槽孔的宽度，最后是将装填有碎石麻袋填入槽孔中，然后再进行回填至平台标高。

6结语

本溪桓仁东方红水电站坝基混凝土防渗墙最大深度超过110 m，地形比较杂乱，工程量大但是施工时间比较短，难度相应的增大。利用“钻劈法”防渗墙施工形成槽的施工工艺，不但满足了水坝的防渗要求，而且对于坝体的加固也起到一定作用，对于水电站坝体加固防渗工程具有指导意义。

参考文献

[1]刘涛.固结灌浆技术在太平湾水电站坝基加固中的应用[J].中国水能及电气化.2015(10)：12-14.

[2]崔贵立.山口水电站碾压混凝土坝缝面施工质量控制[J].水利建设与管理.2013(07)：47-50.

[3]柳斌，崔智超.柳树沟水电站厂房渗漏水原因分析及处理措施[J].中国水能及电气化.2014(12)：30-34.

[4]夏建军.胶结材料筑坝技术在白土岭水电站的应用[J].中国水能及电气化.2014(11)：14-16.

[5]赵廷华.窄口水库大坝坝体防渗加固技术研究[J].人民黄河.2010(06)：139-141.

[6]姜楠.水库坝体劈裂灌浆防渗加固技术方案分析[J].黑龙江水利科技.2013(12)：103-104.

[7]徐寒，段亚辉.湘潭电厂二号副坝坝体防渗加固优化研究[J].长江科学院院报.2009(S1)：69-72.

[收稿日期]2016-01-08

[作者简介]官丽娜(1990-)，女，山东平度人，助理工程师，主要从事水土保持、水利工程施工、监理等方面的研究工作。

[中图分类号]TV543

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)03-0174-03