寧 川

（本溪市水利工程建設(shè)管理中心，遼寧 本溪 117000）

輸水隧洞滲漏問題一直困擾著水利工程的運(yùn)行管理，具有發(fā)生頻率高，產(chǎn)生原因復(fù)雜的特點(diǎn)。防滲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、施工質(zhì)量、伸縮縫的止水材料及隧洞所處的地質(zhì)環(huán)境均有可能導(dǎo)致隧洞涌水和滲漏，嚴(yán)重危害隧洞的安全運(yùn)行。因此，對于輸水隧洞工程的質(zhì)量需從整體設(shè)計(jì)、重點(diǎn)部位施工等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制[1]?；诖耍疚慕Y(jié)合遼寧蒲石河抽水蓄能電站輸水隧洞防滲系統(tǒng)進(jìn)行探討。

1 工程概況

遼寧蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸縣境內(nèi)，位于鴨綠江右岸支流蒲石河干流下游。為Ⅰ等大（1）型工程。樞紐由上水庫鋼筋混凝土面板堆石壩、下水庫混凝土重力閘壩、輸水系統(tǒng)、地下廠房和地面開關(guān)站等建筑物組成。電站共有4臺機(jī)組，總裝機(jī)容量1200 MW，單機(jī)容量300 MW，承擔(dān)電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰、填谷和事故備用。電站的年均發(fā)電量達(dá)18.6×108kW·h。其中上下水庫進(jìn)出水口間距離2.5 km，自然落差280 m。

發(fā)電引水系統(tǒng)由進(jìn)水口、引水隧洞上平段、引水隧洞下平段、引水隧洞斜洞段和壓力鋼管組成。兩條引水隧洞中心線間距30 m，洞徑8.1 m，下平段后接高壓引水叉管。引水隧洞沿線山體較厚，圍巖為微-新鮮、較為完整的混合花崗巖，Ⅱ類圍巖。廠房及主變洞室頂拱局部地段因斷層破碎帶形成若干個(gè)不利組合體。

2 輸水隧洞防滲系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工

2.1 防滲系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引水隧洞在修建控制洞后首先完成第一次襯砌，采用厚度150 mm～200 mm的混凝土噴射支護(hù)，緊接著鋪設(shè)土工織物和土工膜，后根據(jù)計(jì)算厚度澆筑二次襯砌混凝土。

二次襯砌混凝土是防治壓力水滲漏，抵抗圍巖變形壓力的主體結(jié)構(gòu)，通常由最骨料大粒徑20 mm～40 mm，坍落度8 mm～12 mm的泵送混凝土澆筑而成。澆筑過程中應(yīng)保護(hù)土工膜不被破壞[2]。二次襯砌混凝土要保證足夠的抗?jié)B性和耐久性，通常摻加少量粉煤灰和外加劑，嚴(yán)格控制水灰比，以預(yù)防產(chǎn)生裂縫等滲水通道。伸縮縫止水片應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求埋設(shè)，以焊接形式處理接頭，不允許搭接。

由于電站混凝土的滲透系數(shù)達(dá)1×10-5cm/s，在內(nèi)部縫隙中極易形成穩(wěn)定的滲水通道，因此除在一次和二次襯砌間鋪設(shè)土工織物外，還應(yīng)加一層土工膜，增強(qiáng)整個(gè)防滲系統(tǒng)的防水層結(jié)構(gòu)。此土工膜防滲系統(tǒng)不僅能增強(qiáng)防滲作用，亦能阻止二次混凝土產(chǎn)生裂縫，通常選用聚乙烯（PE）、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）和聚氯乙烯（PVC）等滲透系數(shù)達(dá) 10-11cm/s～10-14cm/s的高分子不透水材料。幾種常見的土工膜材料性能見表1。

表1 土工膜材料性能

2.2 防滲系統(tǒng)施工

電站輸水隧洞開挖過程中，圍巖穩(wěn)定性較差，開挖后自穩(wěn)時(shí)間短，易變形，采用短進(jìn)尺導(dǎo)洞開挖[3]，二次襯砌緊跟一次支護(hù)，超前錨桿支護(hù)的方式掘進(jìn)。

（1）一次襯砌混凝土

第一次混凝土襯砌澆筑完畢后，要集中處理裸露在表面的錨桿、鋼筋、鐵絲等，切斷冒頭后使用砂漿抹平。按照相關(guān)規(guī)范要求，混凝土表面的凹凸半徑應(yīng)不小于300 mm，凹陷部位長高比不小于7∶1，若遇隧洞斷面變化或轉(zhuǎn)彎處，凹凸半徑不應(yīng)小于500 mm。

（2）土工織物鋪設(shè)

使用4個(gè)圓形的PVC墊片，在隧洞拱頂及邊墻上固定1 m2的土工織物。采用沖擊鉆打孔，并在孔中塞入膨脹螺栓套，擰緊墊片，固定土工織物。

（3）土工膜鋪設(shè)

土工膜的長度按照隧洞周長和搭接長度之和裁剪。在拱頂采用熱風(fēng)塑料焊槍焊接土工膜。將土工膜沿兩邊展開，自上而下和墊片一一焊接，水平縫最后使用雙縫熱碶自動爬行焊機(jī)焊接。

噴射土工膜時(shí)需注意:1）焊接前需擺正土工膜，膜之間的水平縫應(yīng)與洞軸線保持平行；2）土工膜搭接縫應(yīng)錯(cuò)開，防止形成集中貫穿滲流路徑。隧洞直徑較大，超過5 m時(shí)也可搭設(shè)支架施工，保證施工質(zhì)量。

（4）土工膜密封性檢查

密封性即檢查焊縫的連續(xù)性，防止接縫焊接不嚴(yán)密導(dǎo)致漏水。在施工現(xiàn)場采用非破壞性的壓氣檢查法[4]，充氣長度控制在50 m～100 m，外接壓力表直接顯示內(nèi)部壓強(qiáng)。檢查中密封兩焊縫，使中間保持空腔狀態(tài)，在一端利用打氣頭向內(nèi)部充氣，壓力保持在0.15 MPa～0.2 MPa之間，充氣后觀察2 min，以空腔內(nèi)壓強(qiáng)下降值不超過20%且保持穩(wěn)定為合格。這種方法操作簡單，精確度較高，能滿足檢查標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)度要求。

4 結(jié)語

（1）對于輸水隧洞的防滲封堵工程質(zhì)量，應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工和材料等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。緊密結(jié)合隧洞的運(yùn)行條件，科學(xué)設(shè)計(jì)防滲系統(tǒng)，分析襯砌結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性，選擇質(zhì)量合格、符合要求的防滲材料。

（2）不同于鐵路、公路等隧道工程，水工隧洞以輸水為主要目的，其二次襯砌混凝土不僅作為圍巖壓力的承載結(jié)構(gòu)，同時(shí)還需承受水流內(nèi)壓，尤其對防止高水頭有壓隧洞的內(nèi)水外滲具有重要意義。

（3）施工中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行填筑灌漿，確保堵漏效果。并在施工支洞布置檢修孔，為后期檢查維護(hù)輸水隧洞提供安全可行路徑。