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摘 要 水库输水隧洞在运行中,由于受到围岩压力、内水压力、外水压力、衬砌自重、水流冲击和温度的作用,以及施工质量差,衬砌混凝土表面产生裂缝,止水材料老化而发生漏水,影响安全运行,甚至导致隧洞坍塌。对白云山水库输水隧洞漏水原因进行了分析,并提出了处理措施,取得了良好的效果。
关键词 输水隧洞漏水;分析处理;白云山水库
中图分类号 TV6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2017)16-0052-02
1 工程概况
白云山水库位于江西省吉安市青原区富田镇,属长江流域赣江二级支流富水,流域集水面积464km2,水库总库容1.14×108m3,是一座以灌溉为主,结合防洪、发电和养殖的大(2)型水利工程。主要建筑物按3级建筑物设计,按标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。输水隧洞总长880m,设计最大引用流量31.6m3/s,设计水头70m(含水锤压力),截面为3.2m的圆形,进口底坎高程为153.00m,出口高程为147.59m。输水隧洞由塔式进水口、洞身、岔管组成。
2 工程地质条件
输水隧洞地质构造主要变质砂岩、砾岩和少量千枚岩,隧洞进口段0+000~0+165岩层有7条正、逆断层,岩体破碎风化,透水性较大,地下水来水量也大。隧洞出口0+690~0+880断层发育,构造复杂,岩面的节理、裂隙发育且不稳定,岩石透水量大。除进、出口两段外,中段地质条件和水文条件好。
3 漏水原因分析及处理方法
3.1 0+690~0+760地段漏水
1)原因分析。0+690~0+760地段,当时施工时发生过塌方,高达10m,作了特殊处理,以明管设计,混凝土厚度0.50m,双层钢筋,并用5mm厚钢板作了内衬防渗。为了支护塌方和混凝土衬砌封顶,预留了一个0.8×1.2m的进人孔,當钢筋混凝土衬砌完成后,内衬了5mm厚钢板,在钢板与钢筋混凝土衬砌中进行了接触灌浆。运行多年,经实地检查,内衬钢板变形,焊缝被拉裂,导致漏水。其主要原因是内衬钢板本身比较单薄,在设计时没有考虑钢板受力,一切荷载作用在钢筋混凝土衬砌上,没有用锚筋把钢板与外层钢筋混凝土连结。但实际运行中,钢板不可能不受力作用,由于水压力作用,内衬钢板鼓起变形,焊缝拉裂;预留进人孔位置,施工时进行了接触灌浆,施工质量差,钢板与钢筋混凝土之间存在很多部位的空隙。地下水从这些部位渗漏到内衬钢板,钢板既受内水压力,又受外水压力(地下水)的作用,运行中,洞中的内水压力经常波动,导致内衬钢板鼓包,形成空腔;由于当时施工质量差,钢筋混凝土衬砌表面蜂窝,麻面处处可见。
2)处理方法。针对其地质条件和水文地质条件的情况,以及钢筋混凝土质量差的问题,采取了“以内防为主、外排为辅”的处理方案,从而最大限度地降低其地下水位。为了堵截钢筋混凝土内部来水,在0+690~0+760段,进行钢筋混凝土表面凿毛冲洗,水泥砂浆粉刷,考虑到普通水泥配制的砂浆进行粉刷,二期水泥砂浆不是同时固结,运行多年,混凝土内部温度已稳定,收缩和徐变基本完成,在其接触面上产生的应力定会产生不利的影响,出现拉裂,因而采用膨胀水泥强度等级42.5配制M30砂浆;将原内衬钢板割掉,每隔1.0m打上¢20锚筋,重新焊接厚10mm钢板复平,在进入孔装置了一根¢30水管,以导排空腔积水,在0+690上游进行了两排帷幕灌浆,在拱顶120°范围进行回填灌浆,每隔2m,进行了接触灌浆(见图1)。
3.2 0+860位置环向裂缝漏水
1)原因分析。地质条件差,施工开挖过程中,炸药用量过多,岩体结构受到破坏,出现了一条环向裂缝。当时对此作了伸缩缝处理,缝内塞沥青麻丝,环向基液粘贴紫铜片,外用环氧砂浆贴止水橡皮,运行多年,止水橡皮老化,受水压力的作用,紫铜片松动,严重漏水。
2)处理方法。缝内塞膨胀止水条,外用环氧砂浆贴止水橡皮。将原先的止水材料清除,沿缝环向凿出3cm×5cm矩形槽,用水冲洗干净,将膨胀止水条塞进矩形槽内,空隙用快干水泥浆塞实,膨胀止水条的膨胀率为250%;环氧砂浆粘贴,压边止水橡皮,环氧基液配比(重量比)环氧树脂、改性氨、增韧剂为10:2:1,水泥砂浆配比(重量比)为1:2。先将环氧树脂隔水加热至400℃~70℃,使其变为稀薄的液体,并将按比例配制改性氨、增韧剂混合液,预热搅拌均匀,加入环氧树脂拌匀,将配制桶放入温度控制在35℃左右。按比例将砂、水泥置于铁板上,干拌均匀,随后加入胶液,迅速拌和,拌好的环氧砂浆温度最好控制在300℃~35℃,高于此值会缩短砂浆的适用期。止水橡皮用硫酸冲洗表面,再用清水洗净晾干,表面凿毛,将配制好的环氧基液涂刷在环向缝上、下游两侧,注意不宜涂得过厚(0.5mm左右),用配制好的环氧砂浆粘贴、压边止水橡皮,要用力不断拍打及灼热的抹刀压实环氧砂浆,橡皮两侧的环氧不要粘靠一起,以防热胀引起橡皮开裂。为了防止橡皮滑落或脱空,需用模子、支撑将橡皮压紧至8小时(见图2)。
4 结论
对白云山水库输水隧洞漏水原因进行了分析和处理,处理后漏水很小,取得很好的效果。输水隧洞漏水是普遍存在的,但漏水隐蔽,不易发现漏点,只要在实际运行中,多观察、多分析、多总结,并进行适当处理,漏水完全可能减少或不出现漏水。
参考文献
[1]水利电力部成都勘测设计院.水工隧洞设计规范SD134-84[S].北京:水利电力出版社,1985.
[2]祁庆和.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,1997.
关键词 输水隧洞漏水;分析处理;白云山水库
中图分类号 TV6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2017)16-0052-02
1 工程概况
白云山水库位于江西省吉安市青原区富田镇,属长江流域赣江二级支流富水,流域集水面积464km2,水库总库容1.14×108m3,是一座以灌溉为主,结合防洪、发电和养殖的大(2)型水利工程。主要建筑物按3级建筑物设计,按标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。输水隧洞总长880m,设计最大引用流量31.6m3/s,设计水头70m(含水锤压力),截面为3.2m的圆形,进口底坎高程为153.00m,出口高程为147.59m。输水隧洞由塔式进水口、洞身、岔管组成。
2 工程地质条件
输水隧洞地质构造主要变质砂岩、砾岩和少量千枚岩,隧洞进口段0+000~0+165岩层有7条正、逆断层,岩体破碎风化,透水性较大,地下水来水量也大。隧洞出口0+690~0+880断层发育,构造复杂,岩面的节理、裂隙发育且不稳定,岩石透水量大。除进、出口两段外,中段地质条件和水文条件好。
3 漏水原因分析及处理方法
3.1 0+690~0+760地段漏水
1)原因分析。0+690~0+760地段,当时施工时发生过塌方,高达10m,作了特殊处理,以明管设计,混凝土厚度0.50m,双层钢筋,并用5mm厚钢板作了内衬防渗。为了支护塌方和混凝土衬砌封顶,预留了一个0.8×1.2m的进人孔,當钢筋混凝土衬砌完成后,内衬了5mm厚钢板,在钢板与钢筋混凝土衬砌中进行了接触灌浆。运行多年,经实地检查,内衬钢板变形,焊缝被拉裂,导致漏水。其主要原因是内衬钢板本身比较单薄,在设计时没有考虑钢板受力,一切荷载作用在钢筋混凝土衬砌上,没有用锚筋把钢板与外层钢筋混凝土连结。但实际运行中,钢板不可能不受力作用,由于水压力作用,内衬钢板鼓起变形,焊缝拉裂;预留进人孔位置,施工时进行了接触灌浆,施工质量差,钢板与钢筋混凝土之间存在很多部位的空隙。地下水从这些部位渗漏到内衬钢板,钢板既受内水压力,又受外水压力(地下水)的作用,运行中,洞中的内水压力经常波动,导致内衬钢板鼓包,形成空腔;由于当时施工质量差,钢筋混凝土衬砌表面蜂窝,麻面处处可见。
2)处理方法。针对其地质条件和水文地质条件的情况,以及钢筋混凝土质量差的问题,采取了“以内防为主、外排为辅”的处理方案,从而最大限度地降低其地下水位。为了堵截钢筋混凝土内部来水,在0+690~0+760段,进行钢筋混凝土表面凿毛冲洗,水泥砂浆粉刷,考虑到普通水泥配制的砂浆进行粉刷,二期水泥砂浆不是同时固结,运行多年,混凝土内部温度已稳定,收缩和徐变基本完成,在其接触面上产生的应力定会产生不利的影响,出现拉裂,因而采用膨胀水泥强度等级42.5配制M30砂浆;将原内衬钢板割掉,每隔1.0m打上¢20锚筋,重新焊接厚10mm钢板复平,在进入孔装置了一根¢30水管,以导排空腔积水,在0+690上游进行了两排帷幕灌浆,在拱顶120°范围进行回填灌浆,每隔2m,进行了接触灌浆(见图1)。
3.2 0+860位置环向裂缝漏水
1)原因分析。地质条件差,施工开挖过程中,炸药用量过多,岩体结构受到破坏,出现了一条环向裂缝。当时对此作了伸缩缝处理,缝内塞沥青麻丝,环向基液粘贴紫铜片,外用环氧砂浆贴止水橡皮,运行多年,止水橡皮老化,受水压力的作用,紫铜片松动,严重漏水。
2)处理方法。缝内塞膨胀止水条,外用环氧砂浆贴止水橡皮。将原先的止水材料清除,沿缝环向凿出3cm×5cm矩形槽,用水冲洗干净,将膨胀止水条塞进矩形槽内,空隙用快干水泥浆塞实,膨胀止水条的膨胀率为250%;环氧砂浆粘贴,压边止水橡皮,环氧基液配比(重量比)环氧树脂、改性氨、增韧剂为10:2:1,水泥砂浆配比(重量比)为1:2。先将环氧树脂隔水加热至400℃~70℃,使其变为稀薄的液体,并将按比例配制改性氨、增韧剂混合液,预热搅拌均匀,加入环氧树脂拌匀,将配制桶放入温度控制在35℃左右。按比例将砂、水泥置于铁板上,干拌均匀,随后加入胶液,迅速拌和,拌好的环氧砂浆温度最好控制在300℃~35℃,高于此值会缩短砂浆的适用期。止水橡皮用硫酸冲洗表面,再用清水洗净晾干,表面凿毛,将配制好的环氧基液涂刷在环向缝上、下游两侧,注意不宜涂得过厚(0.5mm左右),用配制好的环氧砂浆粘贴、压边止水橡皮,要用力不断拍打及灼热的抹刀压实环氧砂浆,橡皮两侧的环氧不要粘靠一起,以防热胀引起橡皮开裂。为了防止橡皮滑落或脱空,需用模子、支撑将橡皮压紧至8小时(见图2)。
4 结论
对白云山水库输水隧洞漏水原因进行了分析和处理,处理后漏水很小,取得很好的效果。输水隧洞漏水是普遍存在的,但漏水隐蔽,不易发现漏点,只要在实际运行中,多观察、多分析、多总结,并进行适当处理,漏水完全可能减少或不出现漏水。
参考文献
[1]水利电力部成都勘测设计院.水工隧洞设计规范SD134-84[S].北京:水利电力出版社,1985.
[2]祁庆和.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,1997.