吳爽
(四川省能源投資集團有限責任公司,四川 成都 610063)
某水電站位于四川省涼山州鹽源縣境內(nèi),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(diào)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(shè)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。
(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(zhì)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(zhì)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(chǎn)生滲漏的原因主要是由于伸縮縫內(nèi)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(zhì)泥巖夾泥質(zhì)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?qū)λ矶错敼胺€(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(zhì)泥巖巖石較軟,有軟化現(xiàn)象。泥質(zhì)夾層厚5-10cm,呈硬塑狀,遇水易軟化。上游見3-5cm的泥質(zhì)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(zhì)泥巖、泥巖夾層軟化,層間摩擦系數(shù)急劇降低,特別是泥化夾層,造成拱頂圍巖失穩(wěn)垮塌。
(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(shè)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(shè)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。
(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(shè)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。
總之,在今后的工程建設(shè)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(zhì)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(chǎn)生滲透破壞。