色爾古電站地下廠房蝶閥廊道滲漏分析及處理
針對色爾古電站地下廠房不同部位采取有效的處理措施，消除因地震產(chǎn)生裂縫的安全隱患，使廠房內不存在滲漏現(xiàn)象，改善生產(chǎn)環(huán)境，促進電站的安全文明生產(chǎn)，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。
1、工程背景
色爾古水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州黑水縣境內，是黑水河水電梯級開發(fā)的第四級，為單一發(fā)電工程。電站采用引水式開發(fā)，開發(fā)任務為發(fā)電，兼顧下游環(huán)境生態(tài)用水。
色爾古電站閘址位于龍壩溝溝口下游約3km的黑水河干流上，閘址以上集水面積5785km2。通過右岸長約10km的引水隧洞引水，廠址在赤不蘇溝溝口以上約300m的左岸，集水面積765km2，廠房樞紐為地下廠房，尾水緊接黑水河水電梯級開發(fā)的第五級電站一柳坪水電站的庫區(qū)。
色爾古水電站正常蓄水位為1873m，利用水頭93m，引用流量213m3/s，電站裝有3臺水輪發(fā)電機組，總裝機容量150MW。正常蓄水位以下庫容404.5萬m3，具日調節(jié)特性。
2、滲漏表現(xiàn)及原因分析
色爾古地下廠房在進入機組啟動試運行后，發(fā)現(xiàn)蝶閥層內有裂縫滲漏現(xiàn)象，影響著廠房的安全運行和安全生產(chǎn)環(huán)境。進行機組充水運轉試驗時，經(jīng)過連續(xù)的觀察，發(fā)現(xiàn)蝶閥層上游墻在機組試運轉后滲水明顯增大且呈有壓狀。為了防止上游墻內滲水壓力過大而破壞墻體混凝土，必須盡快減小滲水壓力，將墻體與山體巖石之間的滲水排出。通過查看，根據(jù)現(xiàn)場滲水情況并結合原施工情況，發(fā)現(xiàn)色爾古水電站廠房蝶閥層的裂縫和滲漏水主要表現(xiàn)在三個方面。
1)原來結構伸縮縫、墻角縫因伸縮變形，地震拉裂使原防水結構失效。蝶閥層原設計的預留伸縮縫，墻角處混凝土澆筑的不同方位形成的結構縫，原施工中設置的防水結構可能在混凝土澆筑時受混凝土擠壓已變形，加上地震的影響及結構本身的伸縮變形，使原防水結構不能迎合其反復變形，形成裂縫，引水洞水源及山體地下水沿裂縫滲出，在廠房蝶閥層內墻面上形成滲水。
2)壓力鋼管周邊等金屬構件鑲入處因震動和熱脹冷縮形成裂隙。在蝶閥層內，壓力鋼管周邊因發(fā)電機組的劇烈震動使壓力鋼管與周邊的混凝土墻產(chǎn)生微小的裂縫，山體水和引水洞內壓力水沿此薄弱處滲出，在內墻與空氣接觸，巖溶物質鈣化，
堆積在壓力鋼管周邊，內墻的其他金屬構件嵌入物同樣因熱脹冷縮變形，與周邊混凝土墻形成微小的裂縫，原設計中在這些部位沒有進行防滲處理，因而內墻的滲水便沿此薄弱處滲出，形成新的滲漏現(xiàn)象。
3)墻面和地面漫滲水現(xiàn)象嚴重，蝶閥層的內墻到處潮濕且有明顯滲水流出。經(jīng)過各方專家的多次專題會議分析認為，在柳坪水電站庫區(qū)蓄水后，赤不蘇河道內正常蓄水位為EL1780.0，即色爾古水電站廠房尾水高程為EL.1780.0，而該水位高于廠房的蝶閥廊道，因此蝶閥廊道上游側邊墻貼坡混凝土出現(xiàn)滲水，且滲水量較大，對通行及設備運行環(huán)境產(chǎn)生不利影響。初步分析原因如下：主要是受2012年“5.12”汶川大地震影響，地下廠房巖體原有裂隙擴大后河道內的外水滲入廠房；蝶閥廊道邊墻貼坡混凝土因其厚度較薄(僅厚0.7m)，同樣受“5.12汶川大地震”和余震影響，薄壁混凝土隨巖體變形、破壞，產(chǎn)生較多的細小裂縫，地下滲水通過裂縫滲入到蝶閥廊道內。
3、裂縫處理原理
水電站地下廠房因長期處在地下水的侵蝕之中，原混凝土澆筑過程中可能存在的微細裂縫等薄弱處，滲水點難免存在；而混凝土墻的微小沉降變化，新舊混凝土澆筑接合部位會形成微小裂縫而產(chǎn)生滲水，墻體預留的結構縫、伸縮縫，可能局部存在施工疏忽或防水結構老化而形成滲水源很難確定，雨、水、地表水的直接滲入，地下水、水庫水的澆滲都有可能在薄弱處滲出。因此，處理廠房內的滲漏現(xiàn)象，必須解決：①不能使用防水材料隔離滲水源與建筑物方法，防滲只能背水面施工。②有地下水的長期侵蝕，防滲只能帶水作業(yè)，防水材料要具有親水性。③滲水系壓力水，防水結構必須抵抗靜水壓力，補強滲水薄弱處。④滲水處反復伸縮變形，防水結構必須能抵抗伸縮變形。
根據(jù)處理水電站廠房滲漏長期積累的經(jīng)驗和色爾古水電站內墻面滲漏的實際情況，擬采用“表層設置防水結構封堵、深層注漿密實補強，增強整體抗?jié)B能力”的處理方法。首先對表面進行開鑿處理，找出滲水點，滲水裂縫和滲水結構縫，分別設置防水結構，使用抗?jié)B能力強的剛性防水材料和能迎合伸縮變形的柔性材料，對滲水處進行堵水處理，保證防水結構能長久發(fā)揮堵水作用，同時根據(jù)滲漏狀況，設置深層注漿孔，使注漿堵水材料在深層密實微細裂縫等薄弱處，形成整體抗?jié)B體，避免出現(xiàn)新的澆滲現(xiàn)象，保證廠房內墻無明顯滲水。而對地震產(chǎn)生的裂縫，它既是滲水的直接通道，又是廠房建筑物的潛在隱患，因而既要在表層直接封堵滲水通道，又要在深層密實充填固結，消除安全隱患，達到加固建筑物基礎的目的。因此必須對裂縫進行密實灌漿，充填裂縫，使之形成穩(wěn)定整體。
4、滲漏處理措施
治理好廠房蝶閥層因地震加劇的滲漏現(xiàn)象，有利于電站的安全文明生產(chǎn)，改善生產(chǎn)環(huán)境，消除安全生產(chǎn)隱患。色爾古水電站引進專業(yè)的滲水處理隊伍進行處理，參照處理類似水電站廠房裂縫滲漏的經(jīng)驗與成果，結合該電站的具體狀況，采取點面結合，綜合治理的方法，對地震形成的裂縫進行深層補強密實，表層抗?jié)B封堵；對伸縮縫、滲水裂縫重新設置防水結構，使薄弱處形成整體抗?jié)B層，達到深層阻斷滲水，表層抗議滲美觀的目的。消除因地震產(chǎn)生裂縫的安全隱患，使廠房內不存在滲漏現(xiàn)象，達到美觀整潔的目的。
經(jīng)過仔細研究分析，針對蝶閥廊道的滲漏，先采用增設排水孔引排的方式，在上游墻墻面鉆孔并鑿槽埋管引排，然后按照查明的滲漏點進行化學灌漿處理。
4.1、蝶閥廊道滲漏處理方案
蝶閥廊道的滲漏處理涉及到將來電站的安全運行，處理較為復雜。經(jīng)過分析，按以下方式布在蝶閥廊道設排水孔：在上游墻墻面布置 Φ50排水孔，孔距2m，排距2m，孔深5m，孔向以垂直墻面水平上仰10°�？變劝惭bΦ40PVC花管至孔口，孔外安裝Φ40PVC管接孔內花管，外接管垂直引至蝶閥廊道底板內側排水溝�？孜徊贾靡妶D1；排水管安裝布置見圖2。
圖1 排水孔布置示意圖(單位：cm)
圖2 排水管布置圖(單位：cm)
4.1.1、蝶閥廊道排水孔施工措施
首先，采用YT28手風鉆鉆孔，孔徑50mm，除遇鋼筋適當調整孔位外，孔位偏差不>10cm。排水孔完成后，安裝排水花管。利用Φ40的PVC管制成花式排水管，在排水孔鉆成后將花管插入孔內并在孔口用砂漿固定。之后，在蝶閥層上游墻面沿排水孔垂直線鑿槽，槽寬10cm，深10cm。利用膨脹螺栓和管箍將Φ40的PVC管固定在管槽內，每層排水花管伸入到垂直管內，接口處用密封膠封實。垂直排水管出水口布置在底板排水溝內，形成垂直排水管。
排水管安裝完畢，經(jīng)檢查無漏水后采用砂漿填槽并抹面。最后按上游墻裝修標準進行墻裝修。
4.1.2、蝶閥廊道滲水處理化學灌漿措施
由于3臺機組均已發(fā)電，因此在進行蝶在蝶閥廊道墻面滲水時將分為三段，即按各機組分段逐一進行。為了確保滲水處理效果，擬先對上游墻面進行處理，然后再處理兩側和下游墻面。
施工平臺根據(jù)分段布置，在底板上搭設滿堂紅腳手架，在1#機附近布置有檢修水泵房，腳手架須從其底部(EL.1769.7)開始搭設。架子每層鋪設跳板并用鐵絲捆扎牢固。在蝶閥、儀器、儀表、配電柜等設備附近須搭設防護棚并覆蓋安全網(wǎng)或防護擋板。
施工用風、水、電采取就近布置的原則，在水輪機層布置一臺4立方的移動式電動空壓機供風；施工用電從發(fā)電機層總控制柜接入，然后再用電纜接至工作面；由于處理滲水施工用水量較小，必要時可用水桶從交通洞外盛水運入蝶閥層。
1)廠房內墻潮濕面處理方法。將潮濕表面表層鑿毛，清理脫落雜特，沖洗衣干凈后，找出滲水點及滲水裂縫，對其進行裂縫伸縮縫防滲補強處理。刮涂防水寶砂漿，使之與墻體表面基本平整。表層涂刷防水寶漿液，使之平滑。墻面涂刷油漆，恢復原墻休顏色。
2)普遍裂縫、滲水點抗?jié)B處理方法。清理滲水裂縫周邊鈣化及脫落雜物，找出滲水點、滲水裂縫。沿滲水點、滲水裂縫開鑿20cm´20cm規(guī)則槽，使?jié)B水集中到槽底部。將開鑿槽沖洗干凈備用。在槽底部埋設漿管，用防水寶砂漿抹平，并每隔1m引出注漿孔。
待抹平的防水寶砂漿達到強度，在曹內鑲嵌BW交止水條，然后在上砼面用膨脹螺釘安裝橡膠止水板。用防水寶砂漿回填至原面，形成抗?jié)B體。待抗?jié)B體凝固穩(wěn)定后，用單缸注漿沿預埋的注漿管壓力注入HW聚胺脂。根據(jù)漿液注入情況控制好注漿壓力，使?jié){液密實深層裂縫。
最后，用防水寶砂漿堵住漿孔，對周邊用防水寶砂漿進行整體抗?jié)B面施工。
3)伸縮縫、金屬構件縫抗?jié)B處理。沿裂縫開鑿20´20cm規(guī)則槽，在槽底部每隔1m設置鉆孔位置。設定鉆孔位置后，垂直于砼面鉆孔，孔徑3-5cm，孔深1-2m，根據(jù)裂縫位置、裂縫大小確定。
將注漿孔用注漿管引出砼面，同時沿槽底部裂縫處布設水平化學注漿管，用防水寶砂漿平整固定。在槽底部沿裂縫擠壓BW止水條，用防水寶砂漿平整并固定BW止水條。用膨脹螺釘安裝橡膠止水板。用防水寶砂漿回填至原面，形成整體抗?jié)B體。
待抗?jié)B體穩(wěn)定后，用單缸注漿把泵沿預設的注漿管進行化學注漿，密實深層裂縫。根據(jù)漿液注入情況控制好注漿壓力，使?jié){液密實到深層裂縫。沿注漿孔壓力注入水泥漿，對裂縫進行固結注漿，控制注漿壓力，使深層裂縫基本密實。最后，用防水寶砂漿封堵注漿孔，對槽周邊刮涂防水寶砂漿，使之平整連接。
5、結語
色爾谷水電站蝶閥層滲水處理全部完成，總共處理工期不到2個月。同年底，色爾古水電站通過各項省級驗收，順利達標投產(chǎn)。經(jīng)過4年多的運行，地下廠房未發(fā)現(xiàn)任何滲漏破壞，電站安全可靠。滲漏處理圓滿的達到了預期目標，取得了良好的工程效益。
該處理方案技術合理、經(jīng)濟節(jié)約、計算全部直接費用、間接費用，取得良好的經(jīng)濟效益；解決色爾古地下廠房的滲漏問題，保障了電站的安全，更重要的是確保了下游當?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全，取得了優(yōu)異的社會效益。
