水電站大壩防滲處理設計探討

周 璐

（合肥工業大學設計院（集團）有限公司，安徽 合肥 230009）

由于地質差異、水文情況及人文需求不同，不同水利水電工程的差異較大，其壩體的類型也不一樣。為了保證水利水電工程正常運行，就必須重視各種類型的壩體滲漏分析研究，有效研究出預防大壩滲漏問題的施工技術，并在大壩施工中貫徹落實防滲漏處理技術。

1 水電站大壩概述

水電站是由擋水建筑物、發電建筑物、泄洪建筑物和其他不同的部分組成。水電站大壩就是其中的擋水建筑物，它主要通過攔截在河面上來發揮重要的作用。水力發電的重要原理就是通過運用水位中的位能來將水直接轉化成電能。實踐中可以根據自然條件、建筑材料、施工場地來更好地選擇不同類型的水電站大壩類型。

水電站大壩可以被設置在溪流、河流和河口成為一種屏障，并直接借助水力來進行發電。我國水電站發電的量較多，占據世界總量的26%。一般而言，常見的水電站大壩主要是由拱壩和重力壩組成。前者主要存在于建筑峽谷的攔水壩中，兩端不僅緊貼著峽谷壁，壩身上更有泄洪孔和導流孔，拱壩自身的抗震性能較好。大壩主要是由混凝土砌塊石修建而成，不僅基本的剖面為三角形，整體也是由多段壩體組成的。

2 工程概況

豐源河一級電站位于北緯30°2"，東經118°23"，由水庫大壩、溢洪道、引水隧洞、地面廠房和其他附屬部分構成，大壩壩址建于安徽省黃山市歙縣北部21 km的上豐鄉豐源村境內，發源于績溪縣黃柏凹，屬于新安江水系，水庫總庫容217萬m3，大壩最大壩高33.4 m；該水電站主要功能為發電、防洪等。水電站裝機2×630 kW，年均發電量425.60萬kW·h。

3 水庫大壩防滲設計中常用的處理技術分析

防滲設計是整個水庫大壩設計中的重要組成部分，科學合理的防滲設計提升大壩施工質量，預防滲漏問題，保證大壩結構的穩定性與安全性。現階段，水庫大壩防滲處理技術已經較為成熟，下面有效地分析常見的水庫大壩防滲處理技術。

3.1 灌漿技術

灌漿技術是一種應用范圍非常廣泛的水處理技術，該技術適用性強，施工工藝操作容易，需要投入的成本較低，施工效率較高。在水庫大壩施工中應用灌漿技術具體的流程如下：首先確定材料配比，配置灌漿漿液；接著再將漿液從不同管道灌入，將漿液運輸到滲漏區域，最后壓密、填充、固化，發揮防滲漏功能。只有在水庫大壩內部有效地運用灌漿技術才能夠使得不同區域內部散落的顆粒物在較短的時間內被固結，使得大壩變得更加穩固，可以更好地提升防滲的質量。常見的灌漿作業主要由高壓噴射灌漿和填充灌漿兩種施工方式組成，具體選擇何種方式來實施灌漿要根據施工的實際情況。不同類型的水庫大壩原始施工材料不相同，灌漿材料的選擇也存在差異，一般來說灌漿漿液主要由水泥、水、化學摻雜料以及固化劑等構成。

3.2 防滲墻技術

不同水庫的設計容量不一，大壩項目體量也存在著一定的差異性，所以防滲設計處理技術的應用也大相徑庭。在此背景下，防滲墻技術就能夠在水庫大壩防滲處理中充分發揮作用。在水庫大壩施工中應用防滲墻技術具體的流程如下:先在大壩地基中連續進行鉆孔作業，再進行澆筑施工，將混凝土及其他防滲材料澆筑鉆孔內，固化后形成連續完整的地下墻體防滲工程。因為不同大壩地基不同，具體表現為防滲墻的類型不同，常見的防滲墻有樁基防滲墻、混合防滲墻以及槽孔型防滲墻等。所以防滲墻技術的應用也有所不同。防滲墻技術存在一定的局限性，與經濟、易操作的灌漿技術相比，防滲墻技術在水庫大壩施工中需要投入更多的人財物資源，施工周期長，施工成本較高。

3.3 防滲帷幕技術

防滲帷幕技術顧名思義就是指在完成防滲施工后，會形成一道連續性阻水防滲帶，這個防滲帶形似帷幕。防滲帷幕技術的施工操作工藝與灌漿技術的施工操作工藝具有相似性，都能夠保證大壩結構穩定性，減少反復施工，優化防滲處理質量。其中，在水庫大壩中應用防滲帷幕技術要嚴格按照施工工藝標準來進行施工，保證防滲帷幕下穿到不透水基巖層，下穿深度應達到5 m以上，若下穿深度不夠，在大壩投入運行使用后，短期可能無法發現問題，防滲效果較高，但是在長期的使用中會出現防滲失效，出現節點滲漏問題，影響水庫大壩整體質量，降低其使用年限，還增加了檢修成本。因而，在進行水庫大壩施工過程中，要立足工程實際，綜合考慮施工規劃和預算成本，對滲漏問題進行深入分析，從而選擇恰當的施工工藝，靈活選擇單排、雙排及三排的施工模式。

3.4 塞柏斯水泥基滲透防滲技術

多數水庫大壩工程建設的位置都處于較為偏僻的地區，針對已建大壩壩身存在滲透問題，可在壩面采用塞柏斯水泥基滲透結晶防水材料對大壩上游面進行處理。塞柏斯水泥基滲透結晶防水材料品質優秀，是由波特蘭水泥、硅砂和多種特殊活性較強的化學物質組成的灰色粉末狀材料，其防水工作原理是XPEX(賽柏斯)材料中特有的活性化學物質以水為載體，利用混凝土本身的化學特性和多孔性,借助水的滲透作用,在混凝土微孔及毛細管中滲透、充盈，催化混凝土中水泥微粒和水泥未完全水化的成份，使水泥再次發生水化和再水化作用，形成不溶于水的支蔓狀結晶，并與混凝土凝結成整體，充分提高混凝土的密實度，從而提高混凝土強度和起到堵水、防水效果，達到永久性的防水、防潮、抗滲和保護鋼筋的效果，并能夠增強混凝土結構的強度。檢查滲透部位：待水庫放空后，滲透部位會出現水印，及時將此處標記下來，后期處理范圍應周圍擴大至少1 m。工藝流程：基層處理→基面濕潤→制漿→涂刷賽柏斯灰漿→檢驗→養護→驗收。檢查混凝土基面有無病害或缺陷，有無鋼筋頭、有機物、油漆等其它粘結物等，對存在的部位進行認真清理，對混凝土出現裂縫的部位用塞柏斯防水材料進行重點打毛。如：裂縫小于0.4 mm，直接涂刷；裂縫大于0.4 mm，一般開2 cm×2 cm的V型深槽，槽內用塞柏斯濃縮劑涂刷后，用塞柏斯砂漿抹平，表面再涂刷塞柏斯濃縮劑。目前為止，在眾多已建電站中該技術運用較為廣泛，建設周期短，但對施工工藝要求較高，適用于上游壩面裂隙的處理。

4 提高水庫大壩防滲設計處理質量的措施

4.1 做好施工原料的質量檢測

為了保證水庫大壩防滲設計處理的質量，就必須重視施工原料的質量檢測。需要進行檢測的材料主要有水泥、砂石、水和各種摻雜料等，不同材料的質量檢測內容和手段有所不同，水泥要重點對其強度進行檢驗，保證質量檢測合格的水泥進入施工現場，在后續的施工中能夠充分發揮其作用；砂石質量檢測時要重視砂石粒徑大小和砂石含雜量的檢測，保證砂石粒徑大小恰當，保證灌注施工的質量，防止結構出現間隙，導致結構裂縫病害的出現；水的質量檢測最重要的就是檢測水的pH值，保證水質酸堿恰當，避免因為水的酸堿而造成漿液凝結質量，影響材料性能的發揮；各類摻雜料的質量檢測主要對摻雜料的化學成分、有毒、有害性及摻雜料的含量等內容的檢測，防止因為某一摻雜料過多而影響灌注漿液的質量，導致摻雜料中存在過多有害物質，為環境造成負擔，甚至是影響周圍居民的正常生活。

4.2 提高施工現場監管及安全管理水平

在進行水庫大壩工程防滲設計及施工時，必須重視施工現場監管，保證施工質量，提高安全管理水平。首先組建施工現場監管小組，貫徹落實施工現場監管及安全管理制度。嚴格執行施工現場監管制度，能夠保證防滲施工時按照施工規范進行，各項施工技術符合施工技術規程。“安全生產”是水庫大壩防滲施工中必須遵循的重要原則，管理層要綜合考慮施工單位的實際情況和國家安全生產標準，并與施工現場監管有機結合，嚴格執行安全生產及管理制度。其次，培養施工人員的安全意識，組織技術操作和安全知識學習培訓會，保證施工人員做好安全防護，施工操作符合規范和標準。再次，建立完善獎懲制度，針對一些在進行水庫大壩防滲施工中表現優異，并遵守安全生產制度的施工人員要進行適當獎勵，反之則給予一定的懲罰。

4.3 重視混凝土施工養護

混凝土的施工養護質量將會直接影響水庫大壩的防滲質量，因而必須重視混凝土施工的養護，立足施工實際，吸取其他工程的優秀養護經驗，建立健全混凝土養護制度，提升施工養護質量。提高混凝土養護質量的關鍵就是實施差異化養護，根據不同季節來調整養護技術，冬季的溫度與濕度都較低，因而冬季的水庫大壩結構養護重點在保溫上，防止因為低溫而導致結構出現冷凍裂縫；而夏天氣溫高，降雨多，但水分蒸發量與蒸發速度都較快，夏季水庫大壩結構的養護重點是控制水分蒸發與溫度，做好遮陽與灑水工作，避免因為高溫和水分蒸發過快而造成施工面出現干裂。當前，國內的水庫大壩工程防滲技術已經較為完善，應用效果也較為明顯，但是水庫大壩防滲施工中所涉及的技術及工序較多，且需要安排較多的施工人員，為了保證水庫大壩防滲施工質量，必須充分認識施工養護的重要性，做好日常養護，實施差異化的養護技術。

5 結束語

綜上所述，為了保證防滲技術能夠真正地發揮作用，就要立足施工實際，優化完善防滲設計，靈活選擇防滲處理技術，從多個角度入手，提高水庫大壩防滲設計處理質量，保證質量達標的施工原材料進入施工現場，加強施工現場監管及安全管理，重視后期的養護與維修。做好水庫大壩的防滲設計，重視防滲施工，才能夠保證水庫安全，排除隱患，防止滲漏及其他病害的出現，使得水利水電工程能夠真正發揮發電、泄洪及其他效益的作用，提升人民群眾的幸福感，推動區域經濟發展。