某水电站引水系统首次充放水后缺陷分析及处理

吴爽

（四川省能源投资集团有限责任公司，四川 成都 610063）

一、背景介绍

某水电站位于四川省凉山州盐源县境内，为永宁河干流“一库五级”开发方案中的第四个梯级电站，采用引水式开发，水库正常蓄水位2127.00m，相应库容8.5万m3，闸(坝)顶长47m，最大闸高23.70m，电站装机容量40MW，多年平均发电量17568万kW·h，工程区地震基本烈度为Ⅶ度。

该电站引水系统由进水口、引水明渠、引水隧洞、调压井及压力管道等组成。进水口后接162.5m引水明渠，明渠后接压引水隧洞，全长7969.5m，纵比降为0.243%，横断面为1/3圆拱直墙形，采用喷射砼和现浇钢筋砼衬砌。

对电站过水系统进行试验性充放水，从充水、放空并完成检查，历时15天，对所有设施进行了细致检查，对发现的缺陷进行了认真分析，提出了行之有效的解决方案，并安排处理。6个月后再次对引水系统进行复查，首次放空检查后的缺陷处理均已按要求完成，但复查时发现引水隧洞k2+800—806隧洞垮塌。

二、引水隧洞放空检查缺陷分析

（一）首次放空检查发现存在的缺陷

本次为引水系统首次充放水后的检查，在引水系统检查过程中，发现引水系统出现如下质量缺陷，主要为表现为裂缝、伸缩缝及灌浆孔渗水。

表1 引水系统砼质量缺陷联合检查情况汇总表

（二）缺陷原因分析

混凝土浇筑过程中，由于振捣不密实等原因形成渗水通道，引水隧洞的渗漏可能为地下水渗漏。引水隧洞伸缩缝 (变形缝) 产生渗漏的原因主要是由于伸缩缝内的止水带受损,不能正常发挥应有的止水效果。

（三）复查时引水隧洞垮塌情况

6个月后对放空检查后的缺陷处理进行重点检查，在检查过程中，发现引水隧洞k2+800—806隧洞垮塌，塌腔宽7米，高7米。塌渣体均高3米，宽3.4米，长18米，估计总塌渣量193m3。

（四）引水隧洞垮塌原因分析

垮塌区岩性为中厚层砂岩、砂质泥岩夹泥质夹层，岩层走向与洞向大角度相交，岩层倾角约65°，理论上岩层走向对隧洞顶拱稳定有利。局部发育缓倾的节理，倾向上游，倾角35°左右。砂岩岩石坚硬，砂质泥岩岩石较软，有软化现象。泥质夹层厚5-10cm，呈硬塑状，遇水易软化。上游见3-5cm的泥质夹层，呈软塑状。分析垮塌原因是在地下水、隧洞渗水的作用下，砂质泥岩、泥岩夹层软化，层间摩擦系数急剧降低，特别是泥化夹层，造成拱顶围岩失稳垮塌。

三、处理方案

（一）首次放空检查缺陷处理方案

1.检修门周围充水过程中渗水，采用化学灌浆止水。

2.渗水裂缝，渗水量较小的采用化学灌浆止水；渗水量较大的采用化学灌浆+止回阀处理。

3.不渗水裂缝，采用人工刻槽后微膨胀水泥砂浆修补。

4.集中渗水点，采用加设止回阀处理。

5.底板裂缝，采用化学灌浆+止回阀+人工刻槽后修补，综合处理。

（二）复查时引水隧洞垮塌处理方案

由于凌空面较高，为保证抢险安全，采用了先浇筑拱圈，再清理塌方体的措施，具体措施为：先将塌方石渣清理至起拱线位置，然后安装∮22钢拱架，在拱架上反扣钢模板，在钢模板上布设双层∮16@150钢筋，浇筑500mm厚c30砼，最后才清除蹋渣。钢模板不拆除，与钢拱架、钢筋混凝土共同承受上部荷载。

四、经验教训

（一）本次隧洞放空检查出现的衬砌洞段部分伸缩缝渗水，对应部位的开挖断面及支护资料完整，主要是在浇筑程中中止水橡胶变形，造成伸缩缝漏水。

（二）一、二期混凝土浇筑时冷缝处理不当，出现渗水点。

（三）对外水压力较大的部位增设止回阀，能有效地解决外水压力对隧洞的影响。

（四）放空检查前，参建各方应充分预见充水过程中的各种可能性，人员安排需更到位、材料准备要更得力，尽可能地缩短检查和处理时间。

五、结语

总之，在今后的工程建设中，需加强隐蔽工程施工过程中的程序管控，更加注重细节，严格控制施工质量。建议在停机检修阶段，定期观察分析其变化趋势，随时掌握渗漏状态，一旦出现不利情况，应及时采取必要的维修措施，防止压力水流和地下水渗流对其产生渗透破坏。