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白云山水库输水隧洞漏水原因分析及处理

王秋芳

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
TV6 A 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.endprint
科学家2017年16期
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