某水電站引水系統(tǒng)首次充放水后缺陷分析及處理

吳爽

（四川省能源投資集團有限責任公司，四川 成都 610063）

一、背景介紹

某水電站位于四川省涼山州鹽源縣境內，為永寧河干流“一庫五級”開發(fā)方案中的第四個梯級電站，采用引水式開發(fā)，水庫正常蓄水位2127.00m，相應庫容8.5萬m3，閘(壩)頂長47m，最大閘高23.70m，電站裝機容量40MW，多年平均發(fā)電量17568萬kW·h，工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。

該電站引水系統(tǒng)由進水口、引水明渠、引水隧洞、調壓井及壓力管道等組成。進水口后接162.5m引水明渠，明渠后接壓引水隧洞，全長7969.5m，縱比降為0.243%，橫斷面為1/3圓拱直墻形，采用噴射砼和現(xiàn)澆鋼筋砼襯砌。

對電站過水系統(tǒng)進行試驗性充放水，從充水、放空并完成檢查，歷時15天，對所有設施進行了細致檢查，對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行了認真分析，提出了行之有效的解決方案，并安排處理。6個月后再次對引水系統(tǒng)進行復查，首次放空檢查后的缺陷處理均已按要求完成，但復查時發(fā)現(xiàn)引水隧洞k2+800—806隧洞垮塌。

二、引水隧洞放空檢查缺陷分析

（一）首次放空檢查發(fā)現(xiàn)存在的缺陷

本次為引水系統(tǒng)首次充放水后的檢查，在引水系統(tǒng)檢查過程中，發(fā)現(xiàn)引水系統(tǒng)出現(xiàn)如下質量缺陷，主要為表現(xiàn)為裂縫、伸縮縫及灌漿孔滲水。

表1 引水系統(tǒng)砼質量缺陷聯(lián)合檢查情況匯總表

（二）缺陷原因分析

混凝土澆筑過程中，由于振搗不密實等原因形成滲水通道，引水隧洞的滲漏可能為地下水滲漏。引水隧洞伸縮縫 (變形縫) 產生滲漏的原因主要是由于伸縮縫內的止水帶受損,不能正常發(fā)揮應有的止水效果。

（三）復查時引水隧洞垮塌情況

6個月后對放空檢查后的缺陷處理進行重點檢查，在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)引水隧洞k2+800—806隧洞垮塌，塌腔寬7米，高7米。塌渣體均高3米，寬3.4米，長18米，估計總塌渣量193m3。

（四）引水隧洞垮塌原因分析

垮塌區(qū)巖性為中厚層砂巖、砂質泥巖夾泥質夾層，巖層走向與洞向大角度相交，巖層傾角約65°，理論上巖層走向對隧洞頂拱穩(wěn)定有利。局部發(fā)育緩傾的節(jié)理，傾向上游，傾角35°左右。砂巖巖石堅硬，砂質泥巖巖石較軟，有軟化現(xiàn)象。泥質夾層厚5-10cm，呈硬塑狀，遇水易軟化。上游見3-5cm的泥質夾層，呈軟塑狀。分析垮塌原因是在地下水、隧洞滲水的作用下，砂質泥巖、泥巖夾層軟化，層間摩擦系數急劇降低，特別是泥化夾層，造成拱頂圍巖失穩(wěn)垮塌。

三、處理方案

（一）首次放空檢查缺陷處理方案

1.檢修門周圍充水過程中滲水，采用化學灌漿止水。

2.滲水裂縫，滲水量較小的采用化學灌漿止水；滲水量較大的采用化學灌漿+止回閥處理。

3.不滲水裂縫，采用人工刻槽后微膨脹水泥砂漿修補。

4.集中滲水點，采用加設止回閥處理。

5.底板裂縫，采用化學灌漿+止回閥+人工刻槽后修補，綜合處理。

（二）復查時引水隧洞垮塌處理方案

由于凌空面較高，為保證搶險安全，采用了先澆筑拱圈，再清理塌方體的措施，具體措施為：先將塌方石渣清理至起拱線位置，然后安裝∮22鋼拱架，在拱架上反扣鋼模板，在鋼模板上布設雙層∮16@150鋼筋，澆筑500mm厚c30砼，最后才清除蹋渣。鋼模板不拆除，與鋼拱架、鋼筋混凝土共同承受上部荷載。

四、經驗教訓

（一）本次隧洞放空檢查出現(xiàn)的襯砌洞段部分伸縮縫滲水，對應部位的開挖斷面及支護資料完整，主要是在澆筑程中中止水橡膠變形，造成伸縮縫漏水。

（二）一、二期混凝土澆筑時冷縫處理不當，出現(xiàn)滲水點。

（三）對外水壓力較大的部位增設止回閥，能有效地解決外水壓力對隧洞的影響。

（四）放空檢查前，參建各方應充分預見充水過程中的各種可能性，人員安排需更到位、材料準備要更得力，盡可能地縮短檢查和處理時間。

五、結語

總之，在今后的工程建設中，需加強隱蔽工程施工過程中的程序管控，更加注重細節(jié)，嚴格控制施工質量。建議在停機檢修階段，定期觀察分析其變化趨勢，隨時掌握滲漏狀態(tài)，一旦出現(xiàn)不利情況，應及時采取必要的維修措施，防止壓力水流和地下水滲流對其產生滲透破壞。