水电站大坝防渗处理设计探讨

周 璐

（合肥工业大学设计院（集团）有限公司，安徽 合肥 230009）

由于地质差异、水文情况及人文需求不同，不同水利水电工程的差异较大，其坝体的类型也不一样。为了保证水利水电工程正常运行，就必须重视各种类型的坝体渗漏分析研究，有效研究出预防大坝渗漏问题的施工技术，并在大坝施工中贯彻落实防渗漏处理技术。

1 水电站大坝概述

水电站是由挡水建筑物、发电建筑物、泄洪建筑物和其他不同的部分组成。水电站大坝就是其中的挡水建筑物，它主要通过拦截在河面上来发挥重要的作用。水力发电的重要原理就是通过运用水位中的位能来将水直接转化成电能。实践中可以根据自然条件、建筑材料、施工场地来更好地选择不同类型的水电站大坝类型。

水电站大坝可以被设置在溪流、河流和河口成为一种屏障，并直接借助水力来进行发电。我国水电站发电的量较多，占据世界总量的26%。一般而言，常见的水电站大坝主要是由拱坝和重力坝组成。前者主要存在于建筑峡谷的拦水坝中，两端不仅紧贴着峡谷壁，坝身上更有泄洪孔和导流孔，拱坝自身的抗震性能较好。大坝主要是由混凝土砌块石修建而成，不仅基本的剖面为三角形，整体也是由多段坝体组成的。

2 工程概况

丰源河一级电站位于北纬30°2"，东经118°23"，由水库大坝、溢洪道、引水隧洞、地面厂房和其他附属部分构成，大坝坝址建于安徽省黄山市歙县北部21 km的上丰乡丰源村境内，发源于绩溪县黄柏凹，属于新安江水系，水库总库容217万m3，大坝最大坝高33.4 m；该水电站主要功能为发电、防洪等。水电站装机2×630 kW，年均发电量425.60万kW·h。

3 水库大坝防渗设计中常用的处理技术分析

防渗设计是整个水库大坝设计中的重要组成部分，科学合理的防渗设计提升大坝施工质量，预防渗漏问题，保证大坝结构的稳定性与安全性。现阶段，水库大坝防渗处理技术已经较为成熟，下面有效地分析常见的水库大坝防渗处理技术。

3.1 灌浆技术

灌浆技术是一种应用范围非常广泛的水处理技术，该技术适用性强，施工工艺操作容易，需要投入的成本较低，施工效率较高。在水库大坝施工中应用灌浆技术具体的流程如下：首先确定材料配比，配置灌浆浆液；接着再将浆液从不同管道灌入，将浆液运输到渗漏区域，最后压密、填充、固化，发挥防渗漏功能。只有在水库大坝内部有效地运用灌浆技术才能够使得不同区域内部散落的颗粒物在较短的时间内被固结，使得大坝变得更加稳固，可以更好地提升防渗的质量。常见的灌浆作业主要由高压喷射灌浆和填充灌浆两种施工方式组成，具体选择何种方式来实施灌浆要根据施工的实际情况。不同类型的水库大坝原始施工材料不相同，灌浆材料的选择也存在差异，一般来说灌浆浆液主要由水泥、水、化学掺杂料以及固化剂等构成。

3.2 防渗墙技术

不同水库的设计容量不一，大坝项目体量也存在着一定的差异性，所以防渗设计处理技术的应用也大相径庭。在此背景下，防渗墙技术就能够在水库大坝防渗处理中充分发挥作用。在水库大坝施工中应用防渗墙技术具体的流程如下:先在大坝地基中连续进行钻孔作业，再进行浇筑施工，将混凝土及其他防渗材料浇筑钻孔内，固化后形成连续完整的地下墙体防渗工程。因为不同大坝地基不同，具体表现为防渗墙的类型不同，常见的防渗墙有桩基防渗墙、混合防渗墙以及槽孔型防渗墙等。所以防渗墙技术的应用也有所不同。防渗墙技术存在一定的局限性，与经济、易操作的灌浆技术相比，防渗墙技术在水库大坝施工中需要投入更多的人财物资源，施工周期长，施工成本较高。

3.3 防渗帷幕技术

防渗帷幕技术顾名思义就是指在完成防渗施工后，会形成一道连续性阻水防渗带，这个防渗带形似帷幕。防渗帷幕技术的施工操作工艺与灌浆技术的施工操作工艺具有相似性，都能够保证大坝结构稳定性，减少反复施工，优化防渗处理质量。其中，在水库大坝中应用防渗帷幕技术要严格按照施工工艺标准来进行施工，保证防渗帷幕下穿到不透水基岩层，下穿深度应达到5 m以上，若下穿深度不够，在大坝投入运行使用后，短期可能无法发现问题，防渗效果较高，但是在长期的使用中会出现防渗失效，出现节点渗漏问题，影响水库大坝整体质量，降低其使用年限，还增加了检修成本。因而，在进行水库大坝施工过程中，要立足工程实际，综合考虑施工规划和预算成本，对渗漏问题进行深入分析，从而选择恰当的施工工艺，灵活选择单排、双排及三排的施工模式。

3.4 塞柏斯水泥基渗透防渗技术

多数水库大坝工程建设的位置都处于较为偏僻的地区，针对已建大坝坝身存在渗透问题，可在坝面采用塞柏斯水泥基渗透结晶防水材料对大坝上游面进行处理。塞柏斯水泥基渗透结晶防水材料品质优秀，是由波特兰水泥、硅砂和多种特殊活性较强的化学物质组成的灰色粉末状材料，其防水工作原理是XPEX(赛柏斯)材料中特有的活性化学物质以水为载体，利用混凝土本身的化学特性和多孔性,借助水的渗透作用,在混凝土微孔及毛细管中渗透、充盈，催化混凝土中水泥微粒和水泥未完全水化的成份，使水泥再次发生水化和再水化作用，形成不溶于水的支蔓状结晶，并与混凝土凝结成整体，充分提高混凝土的密实度，从而提高混凝土强度和起到堵水、防水效果，达到永久性的防水、防潮、抗渗和保护钢筋的效果，并能够增强混凝土结构的强度。检查渗透部位：待水库放空后，渗透部位会出现水印，及时将此处标记下来，后期处理范围应周围扩大至少1 m。工艺流程：基层处理→基面湿润→制浆→涂刷赛柏斯灰浆→检验→养护→验收。检查混凝土基面有无病害或缺陷，有无钢筋头、有机物、油漆等其它粘结物等，对存在的部位进行认真清理，对混凝土出现裂缝的部位用塞柏斯防水材料进行重点打毛。如：裂缝小于0.4 mm，直接涂刷；裂缝大于0.4 mm，一般开2 cm×2 cm的V型深槽，槽内用塞柏斯浓缩剂涂刷后，用塞柏斯砂浆抹平，表面再涂刷塞柏斯浓缩剂。目前为止，在众多已建电站中该技术运用较为广泛，建设周期短，但对施工工艺要求较高，适用于上游坝面裂隙的处理。

4 提高水库大坝防渗设计处理质量的措施

4.1 做好施工原料的质量检测

为了保证水库大坝防渗设计处理的质量，就必须重视施工原料的质量检测。需要进行检测的材料主要有水泥、砂石、水和各种掺杂料等，不同材料的质量检测内容和手段有所不同，水泥要重点对其强度进行检验，保证质量检测合格的水泥进入施工现场，在后续的施工中能够充分发挥其作用；砂石质量检测时要重视砂石粒径大小和砂石含杂量的检测，保证砂石粒径大小恰当，保证灌注施工的质量，防止结构出现间隙，导致结构裂缝病害的出现；水的质量检测最重要的就是检测水的pH值，保证水质酸碱恰当，避免因为水的酸碱而造成浆液凝结质量，影响材料性能的发挥；各类掺杂料的质量检测主要对掺杂料的化学成分、有毒、有害性及掺杂料的含量等内容的检测，防止因为某一掺杂料过多而影响灌注浆液的质量，导致掺杂料中存在过多有害物质，为环境造成负担，甚至是影响周围居民的正常生活。

4.2 提高施工现场监管及安全管理水平

在进行水库大坝工程防渗设计及施工时，必须重视施工现场监管，保证施工质量，提高安全管理水平。首先组建施工现场监管小组，贯彻落实施工现场监管及安全管理制度。严格执行施工现场监管制度，能够保证防渗施工时按照施工规范进行，各项施工技术符合施工技术规程。“安全生产”是水库大坝防渗施工中必须遵循的重要原则，管理层要综合考虑施工单位的实际情况和国家安全生产标准，并与施工现场监管有机结合，严格执行安全生产及管理制度。其次，培养施工人员的安全意识，组织技术操作和安全知识学习培训会，保证施工人员做好安全防护，施工操作符合规范和标准。再次，建立完善奖惩制度，针对一些在进行水库大坝防渗施工中表现优异，并遵守安全生产制度的施工人员要进行适当奖励，反之则给予一定的惩罚。

4.3 重视混凝土施工养护

混凝土的施工养护质量将会直接影响水库大坝的防渗质量，因而必须重视混凝土施工的养护，立足施工实际，吸取其他工程的优秀养护经验，建立健全混凝土养护制度，提升施工养护质量。提高混凝土养护质量的关键就是实施差异化养护，根据不同季节来调整养护技术，冬季的温度与湿度都较低，因而冬季的水库大坝结构养护重点在保温上，防止因为低温而导致结构出现冷冻裂缝；而夏天气温高，降雨多，但水分蒸发量与蒸发速度都较快，夏季水库大坝结构的养护重点是控制水分蒸发与温度，做好遮阳与洒水工作，避免因为高温和水分蒸发过快而造成施工面出现干裂。当前，国内的水库大坝工程防渗技术已经较为完善，应用效果也较为明显，但是水库大坝防渗施工中所涉及的技术及工序较多，且需要安排较多的施工人员，为了保证水库大坝防渗施工质量，必须充分认识施工养护的重要性，做好日常养护，实施差异化的养护技术。

5 结束语

综上所述，为了保证防渗技术能够真正地发挥作用，就要立足施工实际，优化完善防渗设计，灵活选择防渗处理技术，从多个角度入手，提高水库大坝防渗设计处理质量，保证质量达标的施工原材料进入施工现场，加强施工现场监管及安全管理，重视后期的养护与维修。做好水库大坝的防渗设计，重视防渗施工，才能够保证水库安全，排除隐患，防止渗漏及其他病害的出现，使得水利水电工程能够真正发挥发电、泄洪及其他效益的作用，提升人民群众的幸福感，推动区域经济发展。