SCL防滲膜在山區小型徑流式水電站增容改造及防滲加固的應用

程 勇

恩施土家族苗族自治州水利電力勘測設計院，湖北 恩施 445000

1 主要問題

1）我國山區小型徑流式水電站數量眾多，大小不一，主要采用明渠、隧洞和渡槽引水。由于工程建成年代的久遠，建設標準低，電站機組年利用小時數在5500小時以上，水量利用率不到50%，照成水能資源大量浪費，急需增容改造。輸水渠道多采用漿砌石渠道，內側砂漿抹面防滲的方式。目前運行存在以下問題：渠道抹面大量脫落，糙率增大，過流能力不足；

2）渠道滲漏嚴重，影響水量利用率，嚴重工程效益，同時滲漏問題引起邊坡失穩現象時有發生。渡槽多采用鋼筋混凝土渡槽，因工程運行時間長，碳化、滲漏嚴重，嚴重影響工程安全。

2 增容改造設計方案

因本類工程年利用小時過高，導致水量利用率低，需進行增容改造，一般可增容50%以上，而工程增容改造投資主體是無壓引水系統，需對明渠、渡槽、隧洞進行加固和擴建，首先以明渠為例進行分析。

由于渠道已運行多年，對渠道擴建及加固有較多的成功經驗，根據該類工程特點，主要有如下3種方案：

方案1：內襯加固方案。將原有抹面鑿除、清洗處理，在渠道內側迎水面加設厚度100mm的鋼筋混凝土結構層，側墻進行相應的加高、加固；

方案2：聚合物丙乳砂漿補強方案：將原有抹面鑿除、清洗處理，在其表面全斷面抹1cm厚丙乳砂漿找平壓光，并對邊墻進行加高加固（因普通水泥砂漿運行后糙率增大，且耐久性差，不足10年需進行鑿除重建，運行管理復雜，同時運行維護時不能正常輸水，影響工程發電效益未參與比較）；

方案3：采用裸露型SCL防滲膜防滲減糙方案。首先對渠道過水面松動的砂漿、青苔和淤沙清理干凈，并用高壓水槍沖洗，然后采用砂漿修補渠道本身的孔洞，再在渠道過水面邊涂刮結膠泥邊粘貼SCL防滲膜（總厚度約4mm），采用機械固定方式對防滲膜四周進行密封固定，完工后進行灌水試驗。

3 各方案的比較

擬定渠道過流斷面為1.2m×1.3m，1.8×1.8，2.5×2.5三種尺寸渠道進行3種處理方式的比較，假定渠道縱坡1/1000，計算時糙率n取值采用：砂漿抹面經綜合測定約0.020，混凝土0.017，SCL防滲膜0.012，方案尺寸比較見表1，方案優缺點比較見表2。

明渠尺寸 項目 方案一 方案二 方案三1.2×1.3過流尺寸 1.0×0.9 1.2m×1.0m 1.2m×1.0m過流流量 0.786 0.987 1.644流量增加60%時邊墻所需高度 1.61 1.47 不變渠道加高 0.71 0.47 0

表1 方案尺寸比較表

表2 方案優缺點比較見

輸水系統中渡槽若采用方案1、方案2時均需要對原渡槽進行加固，且加固難度大，一般均采用重建方案，而采用SCL防滲膜時可以不改變原結構即可達到增容加固的目的，同時還可有效減輕混凝土的碳化。

隧洞增容則需要對原隧洞進行擴建，拆除原襯砌混凝土，擴挖后再襯砌，而采用本方案時無需對原隧洞結構進行改建即可達到增容目的。

4 結論

通過以上分析表面，采用裸露型SCL防滲膜防滲減糙方案，對徑流式水電站引水渠道、渡槽、隧洞進行增容加固處理時，無需改變原有結構，即可使電站增容60%以上。

使用采用裸露型SCL防滲膜對引水系統改造可解決山區材料運輸難題，同時可減少工程運行維護費用，同時不需要大型施工設備，施工簡單，工期短，不影響周邊環境，節能、環保。因此采用裸露型SCL防滲膜防滲減糙方案在山區徑流式水電站增容改造中具有良好的經濟、社會效益，可進行推廣利用。

[1]李宇祥.應用“圖表”計算徑流式小型水電站動能指標的方法[J].水利發電，1996(9).