位于湖北宜都市境內(nèi)的高壩洲水電站,是清江干流開發(fā)的三個梯級中最下游的一個梯級電站,上距隔河巖水電站50km,下距河口12km.樞紐的主要建筑有電站建筑.擋泄水建筑.消能建筑及垂直升船機(jī)。大壩為混凝土重力壩,最大壩高57m,壩頂▽83.00m,壩頂全長439.5m,共分23個壩段,其中9~11個壩段為深孔泄流壩段。電廠房安裝三臺發(fā)電機(jī)組,單機(jī)容量84MW,總裝機(jī)容量252MW,年平均發(fā)電量8.98億Kwh.高壩洲水電站正常蓄水位▽80.00m,死水位▽78.00m,水庫總?cè)萘?.863億m3,調(diào)整庫容0.537億m3.壩址區(qū)出現(xiàn)的主要巖層為白云巖.泥質(zhì)白云巖和灰?guī)r。壩基巖體中斷層.層間剪切帶經(jīng)灌漿處理后,防滲固結(jié)效果良好。該項(xiàng)目于1996年10月開工,1999年6月通過初期蓄水驗(yàn)收,水庫蓄水至▽61.0M左右;2000年3月,除在建升船機(jī)工程外,樞紐工程基本完成;2000年4月,通過蓄水前驗(yàn)收;2000年4月30日,通過蓄水前驗(yàn)收;
水庫正式下門蓄水。2001年初,發(fā)現(xiàn)大壩10-11壩段和11-12壩段墩尾橫縫漏水。建設(shè)單位非常重視這一點(diǎn),多次召集設(shè)計(jì)監(jiān)理和施工單位人員視察現(xiàn)場,討論研究、檢查和處理方案。聘請國家電力公司華東勘測設(shè)計(jì)研究院材料研究所專家進(jìn)行技術(shù)咨詢,組織相關(guān)人員對遼寧參窩水庫大壩橫縫滲漏處理方案進(jìn)行考察。二.討論和確定大壩滲漏處理方案1.滲漏檢查及原因分析2001年3月,根據(jù)會議討論意見,設(shè)計(jì)布置了4個φ75mm斜穿縫面的檢查孔,其中1個在壩頂▽83m,2個在墩尾?62m平臺。5月份做了大量的補(bǔ)充檢查和嵌縫工作,在大壩▽83m增加了54個檢查孔。嵌縫檢查。通過大量的檢查工作,初步分析判斷:①閘室混凝土無明顯混凝土裂縫;②壩體走廊內(nèi)檢查,固結(jié)。帷幕防滲效果好,排水孔出水量小,小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),壩體混凝土與基巖膠接良好。通過基巖層面和裂縫滲漏到橫縫的可能性不大。③根據(jù)檢測數(shù)據(jù)分析,橫縫漏水的原因很可能是壩體橫縫兩個止水片局部損壞,導(dǎo)致止水失效或者兩個止水片附近混凝土澆筑不密實(shí),導(dǎo)致繞滲。二、處理方案的提出與選擇通過兩個多月的檢查摸索及原因分析,提出了以下五種處理方案:①斜穿縫面鉆孔化灌方案:該方案是對有外漏的部位進(jìn)行鑿槽貼橡皮,用環(huán)氧嵌縫阻漿;利用現(xiàn)有斜穿縫面的檢查孔作為灌漿孔,在壩頂▽83M和墩尾▽62M平臺上增加斜穿縫面,并在高程不同的灌漿孔上灌注DH-814聚氨酯快速堵漏膠。該方案的優(yōu)點(diǎn)是采用化學(xué)灌漿工藝,操作簡單;缺點(diǎn)是全縫面灌注,壩體橫縫可能失去伸縮作用;堵漏效果不一定可靠;也可能是由于灌漿壓力,對閘墩結(jié)構(gòu)造成破壞。②騎縫化學(xué)阻滲方案:首先在壩頂止水片下游附近鉆一個垂直騎縫孔,利用現(xiàn)有的嵌縫措施阻水,降低縫面滲流速度,用速凝化灌材料注入騎縫鉆孔,形成阻滲止水。該方案的優(yōu)點(diǎn)是只灌注一層防滲材料,施工藝簡單;減少通過縫面流失的漿量,處理成本低;缺點(diǎn)是鉆孔精度要求高,一旦發(fā)生偏差,就很難保證阻水效果。③上游橫縫水下灌漿:利用水下施工技術(shù),在上游橫縫鑿槽,粘貼一層防滲材料,并埋設(shè)灌漿管,并埋設(shè)灌漿管;將化學(xué)材料灌入止水片到上游表面的橫縫區(qū)域,形成新的止水帶,共同防止庫水進(jìn)入橫縫。該方案直接有效,針對性強(qiáng),缺點(diǎn)是:上游面鑿槽粘貼,必須清挖至基巖,水下施工工作量大;工藝復(fù)雜;水下作業(yè)質(zhì)量難以保證;處理成本高;而且本工程上游面至止水片距離長,灌漿工作量大。④泥漿灌注樁止水:泥漿灌注止水法,簡單地說,首先將瀝青改性加熱至200o~230oC,使其成為流動狀態(tài),用一雙層保溫管將熱瀝青送入孔內(nèi),形成止水瀝青柱。這種方法直觀.堵漏效果好。缺點(diǎn):操作工藝復(fù)雜,特別是在水溫較低的動水條件下,難以保證孔內(nèi)溫度不低于170℃;其次,施工安全問題突出;第三,隨著熱瀝青液面的升高,保溫管不斷上升,拆卸困難;會產(chǎn)生段間不連續(xù)現(xiàn)象;第四,處理成本高。⑤放空水庫,鑿槽嵌縫止水法:該方法是放空水庫,在橫縫處清淤,對全縫鑿槽.嵌縫.表面粘貼防滲材料。其優(yōu)點(diǎn)是堵漏止水可靠,缺點(diǎn)是減少發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失大,處理成本高。
具有倒垂孔施工經(jīng)驗(yàn)。具有倒垂孔施工經(jīng)驗(yàn)。
3.堵漏材料的選擇和實(shí)驗(yàn)
處理方案確定后,堵漏材料的選擇是該方案的關(guān)鍵技術(shù)問題;瘜W(xué)阻滲塞應(yīng)具有四個主要性能:一是具有膨脹性,保證阻滲塞堵塞牢固;二是能適應(yīng)伸縮縫的反復(fù)開合變形,具有一定的彈性和柔韌性;三是能在水中快速凝固,不被滲水沖蝕帶走;第四,固體的抗?jié)B性能滿足設(shè)計(jì)的防滲要求。根據(jù)這些要求,顯然只有水溶性彈性聚氨酯材料可供選擇,其他干縮材料如水泥、環(huán)氧等不適合。設(shè)計(jì)單位建議使用DH-814聚氨酯快速堵漏膠,基本符合設(shè)計(jì)提出的上述四項(xiàng)主要性能要求,已在葛洲壩工程和本工程混凝土裂縫處理和堵漏施工中使用。凝膠時間為幾十秒~幾十分鐘,固結(jié)全抗分流0.3Mpa24小時不滲水。為了減少漿液流失,降低成本,提高固結(jié)體質(zhì)量,選擇合適的凝膠時間,我們做了多次現(xiàn)場實(shí)驗(yàn):一是確定凝膠時間;第二,混合粘土粉試驗(yàn)表明,混合10~15%粘土粉后形成的復(fù)合材料,凝膠時間可縮短到15~20分鐘,不沉淀,不離析,遇水后可改善膨脹特性。通過上述試驗(yàn)準(zhǔn)備,為堵漏灌漿的順利形成奠定了良好的基礎(chǔ)。
4.鉆孔灌漿工藝和施工化學(xué)阻滲塞是通過普通鉆孔灌漿工藝實(shí)現(xiàn)的。
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