水利水電工程防排水技術探究

吳軍華++王衛云++韓旭

摘要：水利水電設施在我國的經濟發展中起著很重要的作用。水利水電工程在防排水工作中表現出了其獨有的作用范圍廣、運作形式靈活的特性。在實際施工和運用中，水利水電工程經常受到地理、氣候等外界因素的限制。文章介紹了水利水電工程在各種自然情況下的應用。

關鍵詞：水利水電工程；防排水技術；圍堰；壩基；主體建筑物 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV551 文章編號：1009-2374（2015）34-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.050

l 水利水電工程防排水簡介

建設在江河上的水利水電工程一般由電站廠房、攔河壩和船閘組成。其中引水式廠房和河水需要有一定的距離，其他形式的廠房都會直接建設在河床或河道上。設計時根據使用的材料不同，攔河壩可分為土石壩、混凝土壩、橡膠壩及銅閘門壩等。本文討論的水利水電工程一般使用的是混凝土壩，為水利水電工程防排技術的發展打下一定的基礎。

2 施工期圍堰防排水技術

在河道上進行施工時，圍堰是一個非常重要的防護設施，它決定了在施工期間，河水是否會對施工造成影響，其中圍堰的防排水能力是非常重要的。防排水能力強的圍堰能夠保證干場作業的實現。有兩種圍堰方式在施工中比較常見：一是分期圍堰，將原本河道中的河水通過另外的明渠引出或將河道束窄，使部分區域可以進行圍堰；二是全包圍堰，將河水利用導流洞、涵渭、渡槽引渡出去，短期內改變河流走向。第一種方式在施工中可以分為低水和高水兩部分施工。低水圍堰的基坑只能在枯水期進行施工，而高水圍堰基坑施工則不受限制，但在施工中要將整個河流截斷。

2.1 外坡及心墻防水

有時在施工當地，施工中的黏土來源稀缺，而外來運輸的黏土成本太高。此時就需要先在外坡處修建一個混凝土護面來防止河水的沖刷，并防止滲水。而如果施工當地的黏土來源充分，就可以直接利用黏土心墻來防止滲水，并在外坡堆起石棱體來抵抗沖刷。當條件達到某些特殊要求時，還可以使用土石圍堰、混凝土圍堰等形式來搭建圍堰以達到防身的效果。

2.2 堰基覆蓋層防滲

圍堰的防滲能力也是很重要的因素。建造圍堰使用的材料、圍堰所處的地質結構等條件都會對施工產生一定影響。一般會采用黏土鋪蓋、塑性混凝土墻或高壓噴射灌漿等方法來處理圍堰的基覆蓋層滲漏問題。實際上，這其中可以選擇的方式有很多，堰基覆蓋層如果比較淺，而黏土備量充分，但現場沒有動力電源，那么可以常閉挖掘機先進行開挖，再用黏土填回，形成一道可以阻隔滲水的截水墻。相反，如果堰基覆蓋層比較深，其中沒有過大的漂石，現場無動力電源時，可以用柴油機發動，用高壓噴射灌漿的方式。這樣我們可以探究新的方式來確保防排技術的進一步發展和創新。

2.3 內坡排水

內坡排水是水利水電防排水的重要組成。在所有的圍堰中，只有混凝土實體圍堰不需要在內坡設置排水。內坡排水有以下要點：外包混凝土圍堰沒于水下，就需要在內坡設置梅花孔用于排水，在孔周還需要安排反濾層；土石圍堰、鋼板樁圍堰、竹籠圍堰等圍堰，內坡底部堰角處容易發生滲水，要通過設置堆石反壓層和土工布來做到減少滲水，同時避免河水滲出時圍堰底部的顆粒隨流排出，堰體慢慢被掏空。

3 壩基防排水技術

水壩建設時，水壩前后會因為水壩的阻隔而產生水位差。受到水壓的作用，上游的水會漫過壩基滲至下游，導致揚程壓力劇增，使大壩主體的抗滑能力下降。所以對壩基進行的防水和排水設計非常重要。在大壩主體迎水面水位線以下的部分要進行帷幕灌漿來加強這一部分的防滲能力，處理壩基繞滲的問題。同時，在大壩下游護坦設置排水設施，共同構成了壩基防排水體系。

3.1 防滲帷幕

帷幕灌漿能夠提升相關部分的防身能力，使地基保持滲透穩定。采用維密灌漿對灌孔的深度有要求，采用這種施工，需要根據所處巖石層地基接受帷幕灌漿后的改善程度差異來判斷灌漿是否達到設計的效果。要注意砂礫石地基由于砂礫之間的空隙較大，整體的結構比較松散，當有水源滲入時，滲透的速度比較快，范圍也會更大，導致在此地基上建設的部分很容易發生坍塌。因此在灌漿施工中，要采取一定特殊措施來處理特殊的地質問題。

3.2 壩基排水系統

帷幕灌漿是一種控制圍堰滲水的有效方法，但使用帷幕灌漿并不能杜絕滲水發生。建造壩基施工時，壩基的材料是顆粒大的砂石料。大顆粒砂石料孔隙較大，透水性很強，可以讓液體快速通過。排水體要設置在廠房中或是大壩下游護坦，護坦的后面要設計排水孔。如果護坦好安裝在巖基上，需要在護坦和巖基之間的連接縫下方和排水孔的下方鋪設排水溝，排水溝設置要縱橫安排，形成排水網。反濾層設于排水體滲流進入處，用2～4層粒徑不同、經過挑選的砂石料鋪成。

4 主體建筑物防排水體系

考慮到水利水電工程建設目的和建筑功能的差異，防排水的需求程度和需求部分各有不同。擋水建筑物的主要目標是防水，而擋土建筑防排水建設的主要功能是排水。擋水建筑物在建設和運作中都會受到上下水水位差引起的水壓，再加上混凝土施工需要的凝固過程，所以它的防水體系建設與其他建筑有所不同，它與壩肩接觸防水也是主體建筑物防水體系中的一部分。

4.1 擋土建筑物排水系統

混凝土護坡上的排水要使用到土工布、排水管等方式，將其鋪設在表面或埋到護坡上；擋土墻的排水系統需要在澆筑前進行設置，將排水管埋入混凝土墻的預定位置，再進行澆筑。采用分層澆筑的方式時，可以埋設無砂混凝土盲管用來搭建滲水系統。排水管之間通過接駁系統相連，無砂混凝土盲管用反濾料包裹，反濾料采用繼配砂石料制作。

4.2 擋水建筑物防水系統

很多水利水電工程自身的規模和體積較大，其本身的面積和體積就能夠在一定程度上滿足排水的需求。但在靠近閘門處，由于二期施工的混凝土斷面面積較小，如果直接承受流水沖擊壓力，可能會產生一定的縫隙導致漏水。在這部分施工時，要注意清潔毛面和縫面，同時進行澆筑和模板封閉。使用的混凝土振搗的效率會影響到閘門的反水效率。為了更好地預防擋水建筑物迎水面的橫槽發生滲水，還需要設置縫間止水系統。這個系統由止水片、瀝青井、排水檢查井、混凝土止水塞和瀝青麻繩組成，為了提升質量，還可以在橫縫迎水的部分涂抹或貼上一層具有彈性的防水材料。其他部分如果有特殊的防水需求，也可以根據情況適當添加止水片和排水孔等。根據止水片的埋設位置安裝止水基座。安裝在巖基上的擋水建筑，如果堰基的坡度超過45°，就需要使用止水槽或止水堤。止水片的材質有很多，如紫銅片、鍍鋅鐵片、橡膠、聚氯乙烯塑料等，需要根據水質、地質等不同條件科學地進行選擇；縫間填料的材料也很多，選擇依據是該橫縫本身和伸縮縫的寬度受外界環境影響的形變情況。根據壩肩所處的地質條件，壩肩接觸防水建設方式有所不同。

5 結語

水利水電工程的建設受到地形、地質、水文條件和氣候環境的影響很大，再加上其主體工程的規模一般都很大，需要分期施工完成，在這期間內對周邊的防排水建設會對施工的安全和完工后的質量產生很大影響。水利水電工程建成后會導致一定的水位差，大壩迎水面的水壓力要采取合理的措施進行應對，否則會對工程的安全產生影響。

參考文獻

[1] 楊康寧.水利水電工程施工技術（第二版）[M].北京：中國水利水電出版社，2009.

作者簡介：吳軍華（1980-），女，河南濮陽人，供職于安陽市水資源管理委員會辦公室，研究方向：水利工程。

（責任編輯：秦遜玉）