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居甫渡水電廠壩體層間滲水處理工程

一、概述

居甫渡水電站位于云南省普洱市墨江哈尼族自治縣(左岸)與江城哈尼族彝族自治縣(右岸)的界河李仙江河段上,為李仙江干流七個梯級開發方案(即崖羊山、石門坎、新平寨、龍馬、居甫渡、戈蘭灘、土卡河)中的第五個梯級。壩址位于把邊江與阿墨江匯合口下游約3.5km處。

居甫渡水電站壩址距昆明公路里程為363km,距墨江縣城公路里程為89km,距泗南江公路里程為23km。昆明經玉溪、墨江至元江274km,為汽車專用一、二級公路,墨江~壩址89km,主要為三、四級公路。昆明至玉溪有準軌鐵路107km可供利用,并通過成昆鐵路、貴昆鐵路、南昆鐵路與全國鐵路聯網。

電站開發任務以發電為單一目標,電站建成后可發展旅游,促進庫區水土保持和庫區養殖等。電站為壩后式開發,樞紐主要由以下建筑物組成:攔河大壩、溢流表孔、沖沙底孔、消力池、電站進水口、引水隧洞、地面廠房和下游河道護岸工程等。攔河壩為碾壓混凝土重力壩,壩頂高程525m,最大壩高95m,壩頂長320m,水庫正常蓄水位522m,死水位514m,校核洪水位522.7m,總庫容1.74m3,其中調節庫容為0.371m3,具有周調節能力。電站安裝3臺單機容量為95 MW的混流式水輪發電機組,總裝機容量為285 MW,保證出力67.1MW,多年平均年發電量13.07kW·h,裝機年利用小時數4586 h。

 

二、建筑物概述

布置簡介

工程樞紐由碾壓式混凝土重力壩(左岸非溢流壩段、左岸進水口壩段、溢流壩段、右岸非溢流壩段)、泄洪消能、引水發電系統(3條引水隧洞、主副廠房、GIS樓)等建筑物組成。

上游正常蓄水位522.00m,設計洪水位518.41m,校核洪水位522.70m,死水位514.00m,汛期沖沙限制水位516.00m。下游正常尾水位458.52m,最低尾水位456.72m,設計洪水位473.59m,校核洪水位477.85m。

碾壓式混凝土重力壩由左岸非溢流壩段、左岸進水口壩段、溢流壩段、右岸非溢流壩段等組成,壩軸線采用折線型布置形式,在壩軸線轉折處設楔形體壩段,左、右岸非溢流壩段長121m,河中溢流沖沙壩段長118m,左岸進水口壩段長75m,楔形體壩段長6m。壩頂高程525.00m,壩頂總長320m,壩頂基本寬度為11m,壩體上游面在高程470.00m以上為鉛垂面,以下為10.2的斜面,所有壩段的下游坡為10.8,最大壩高95m。

泄洪建筑物有5個孔口尺寸為13m×20m(寬×高)的溢流表孔及一個5m×8 m的泄洪沖沙底孔組成,表孔布置在河槽中,泄洪沖沙底孔布置于溢流表孔的左側。泄洪以溢流表孔為主,沖沙底孔的主要功能是排沙,常年洪水時可兼作泄洪。

溢流表孔泄洪采用寬尾墩—消力池聯合消能。消力池底板高程443.00m,池長137m,池底寬93m,底板厚度為4m。在消力池末端設尾坎,坎頂高程459.00m,坎頂寬3m,上游端用1:1.5反坡與消力池底板連接。電站3臺機滿發尾水位為458.52m,低于消力池末端尾坎高程,消力池在枯水期具有檢修條件。

在左岸折線壩段布置電站進水口,其底板高程為498.00m。進水口采用單機單管方式進水,共設三個進水塔,每個進水塔閘室尺寸均為(長×寬×高)27m×25m×27m。每個進水塔設置兩道垂直攔污柵槽、一扇檢修閘門和一扇事故工作門。攔污柵為通倉式布置,各機組段相互不連通,攔污柵分4孔布置,孔口尺寸(寬×高)3.8m×16.5m,檢修門和事故工作門孔口尺寸(寬×高)分別為7.0m×11.5m、7.0m×10.0m。

電站采用單機單管方式供水,三條壓力引水道平行布置,引水隧洞軸線間距為25m,壓力鋼管軸線間距調整為22.5m。1#、2#、3#引水隧洞分別長約432m、467m504m,壓力鋼管長度均為45m。按不設置調壓井,滿足調保要求確定1#、2#、3#壓力隧洞內徑分別為8.6m、9.0m9.3m,壓力鋼管內徑均為6.4m。

2.2擋水建筑物布置

擋水建筑物為碾壓混凝土重力壩,壩頂高程525.00m,最低建基面高程430.00m,最大壩高95m,壩頂總長320.00m,壩頂基本寬度為11m,壩體上游壩坡為1:0.2的斜面,下游壩坡為10.8。壩軸線采用折線型布置形式,在壩軸線轉折處設楔形體壩段,從右至左布置右岸非溢流壩段、溢流沖沙底孔壩段、楔形體壩段、左岸折線進水口及非溢流壩段共13個壩段,最大壩段寬度為34m,其中左、右岸非溢流壩段長121m,河中溢流沖沙壩段長118m,左岸進水口壩段長75m,楔形體壩段長6m。

2.3壩體構造

2.3.1壩體分縫

a.橫縫及止水

大壩混凝土的分縫原則是根據壩基條件、結構布置、施工澆筑條件和溫度控制等因素確定的。本工程擋水建筑物為碾壓混凝土重力壩,從左至右共設有13個壩段,各壩段寬度分別為:左岸1#2#非溢流壩段為20m,進水口3#5#壩段為25m,6#楔形體壩段為6m,7#沖沙底孔壩段為24m, 8#9#溢流表孔壩段為34m,10#溢流表孔壩段為24m,11#儲門槽壩段為26m,右岸12#13#非溢流壩段分別為24m、33m。由于8#9#溢流壩段較寬為34m,為防止在這些壩體上游側混凝土中產生劈頭裂縫,因此分別在8#、9#壩段上游側的壩段中部設置3m長的短橫縫,稱之為假縫。為提高壩體的整體性,以適應壩基由于巖性軟而產生的不均勻變形,壩段之間的橫縫在碾壓混凝土部位均采用不連續誘導縫。不連續誘導縫的切縫原則為:在厚度方向上每碾壓30cm切縫深度20cm,但在上下游方向上切縫不完全切穿,只切75%(即3/4,相當于整個縫面有50%是連通的(即成縫面積只有50%)。

橫縫內上游面設二道紫銅止水片,一道橡膠止水帶,第一道止水片距壩軸線1.0m,止水片之間間距0.75m。橫縫下游面止水片的設置高程按下游校核水位控制做到478.50m高程即可, 非溢流壩段橫縫下游面設一道紫銅止水片,溢流表孔壩段橫縫沿溢流表面以下60cm處設置一道紫銅止水片,距紫銅止水片75cm處再設置一道橡膠止水片。止水片與壩基銜接處下鑿止水坑,止水片嵌埋入建基面下50cm,組成封閉止水系統。

b.縱縫

由于采用碾壓混凝土通倉薄層連續填筑的施工方式,因此只在下游溢流面反弧段末端壩橫0+093.445m處設一縱縫,與下游消力池分開。

縱縫內設置兩道紫銅止水片與壩基相接,形成封閉止水。

2.3.2壩體混凝土

a.壩體防滲結構

居甫渡壩體采用二級配富膠凝碾壓混凝土作為主防滲結構。除局部不便碾壓的部位(或壩段)采用常態混凝土防滲,其余大壩上游面均為二級配富膠凝碾壓混凝土防滲,大壩碾壓混凝土表面還設置0.8m厚的變態混凝土加強防滲。此外還在上游壩面470m高程以下設置一層φ18@20×20cm的鋼筋網,加強高水頭作用下上游壩面的防裂作用,限制裂縫的發展。上游二級配碾壓混凝土水平寬度根據作用水頭不同采用311m不等,以其下游邊界距壩體排水孔幕的距離不小于0.3m控制,由此確保排水孔幕的排水降壓效果。為進一步加強上游防滲結構的可靠性,在大壩的上游面,涂刷一層水泥基滲透結晶型防水材料。此涂料能夠在混凝土中形成不溶于水的的結晶體,自動填補混凝土中的毛細孔道以及因混凝土本身因干縮所產生的表面裂縫,從而使混凝土致密、防水以提高混凝土自身抗裂及防滲能力。壩體下游面的防滲按下游校核水位控制,以高程478.50m為界分成兩部分。高程478.50m以下也采用變態混凝土與二級配富膠凝碾壓混凝土組合防滲,高程478.50m 以上采用壩體三級配碾壓混凝土自身防滲,其表面0.50m范圍內根據壩體外觀要求可采用變態混凝土。

b.壩體混凝土分區

為了充分發揮碾壓混凝土筑壩大倉面碾壓和快速施工的特點和優勢,壩內廊道布置以盡可能簡化和減少施工干擾為原則,結合兩岸灌漿廊道及兩岸壩基較陡而分層布置灌漿、交通及觀測廊道,分別在431.50m、480.00m高程布置兩層水平廊道,根據廊道的使用功能,整個壩體內部廊道系統有基礎灌漿排水廊道、基礎排水廊道和交通觀測廊道等組成。

①基礎灌漿廊道

由于壩體設計要考慮封閉抽排,壩基上、下游及橫向均設灌漿帷幕及排水幕,相應的在這些部位必須設置基礎灌漿排水廊道,上游基礎灌漿排水廊道設于壩內上游側底部,廊道上游側距壩軸線3.5m,斷面形式為方圓形,尺寸為3m´4m(´)。壩基下游及橫向基礎灌漿排水廊道斷面形式為方圓形,尺寸為2.5m´3m(´);A灌漿廊道主要布置在431.50m高程上。

②基礎排水廊道

由于壩體設計為封閉抽排, 在河床部位必須設置縱橫交錯的基礎排水廊道,以便有效地排除壩基滲水,減小壩基揚壓力、提高壩的抗滑穩定安全度。橫向(上、下游方向)排水廊道有2條,縱向(沿壩軸線方向)排水廊道有1條;A排水廊道斷面形式均為方圓形,尺寸為2.5m´3m(´);A排水廊道主要布置在431.50m高程上。

③壩內交通檢查廊道

壩內交通檢查廊道為壩內觀測、檢查、壩體排水和交通而設,同時兼顧施工時縱、橫接觸灌漿及壩內冷卻排水。這些廊道分別布置在431.50m、480.00m高程上。此外,還分別在2#、6#、13#壩段的508.00 m、478.50m、510.00m高程設橫向交通或排風廊道與壩外連通,其中6#壩段478.50m高程的橫向廊道兼做對外交通廊道。壩內交通檢查廊道的斷面形式均為方圓形,尺寸為2.5m´3m(´)。

2.3.4壩體排水

壩體排水是為了攔截滲透水、減少壩體滲透壓力的措施。壩體排水孔設置在上游二級配碾壓混凝土的下游側,自左岸到右岸形成一壩體排水幕。壩體排水孔采用鉆孔而成,內徑為110mm,間距3.0m。各層壩體排水管在不同高程位置均引至相應高程的壩體廊道內。

三、滲水情況

大壩自蓄水運行以來,上游灌漿排水廊道6號壩段453.0m高程觀測間、433.0m高程9a壩段觀測間正倒垂孔孔內漏水,導致垂線坐標儀無法觀測,觀測間底板積水嚴重;431.5m高程下游灌漿排水廊道廊道壁(廊道頂拱為預制砼拱圈)滲水,底板有積水;3號壩段488m高程廊道墻壁有滲水;478.5m高程壩后交通廊道入口進水口壩段砼滲水,該滲水與引水洞有關聯,充水發電期間有滲水,機組檢修放空期間干燥;右岸10壩段453m、480m高程觀測間傳遞系統孔漏水。

廠房靠下游側混凝土墻體墻面滲水,導致墻面污染。3號機蝸殼廊道廠房沉降縫滲水。

 

四、我公司在本項目承擔的工作內容

1)大壩觀測間漏水部位鉆孔;

2)鉆孔灌漿處理;

3)廊道內混凝土裂縫滲水處理;

4)廠房內墻面滲水處理及墻面恢復裝修;

5)工程臨建(包含風、水、電、臨時道路等一切臨建設施設備);

6)其他有關的工作。

 


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