一、工程概述
高壩洲水電站位于湖北宜都市境內(nèi)，是清江干流開發(fā)三個梯級中最下游的一個梯級電站，上距隔河巖水電站50 km，下距河口12 km.樞紐主要建筑物有電站建筑物、擋泄水建筑物、消能建筑物及垂直升船機(jī)。大壩為砼重力壩，壩高57m，壩頂▽83.00m，壩頂全長439.5m，共分23個壩段，其中9～11壩段為深孔泄流壩段。電站廠房安裝三臺發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量84MW，總裝機(jī)252MW，年平均發(fā)電量8.98億Kwh.高壩洲水電站正常蓄水位▽80.00m，死水位▽78.00m，水庫總庫容4.863億m3，調(diào)節(jié)庫容0.537億m3.壩址區(qū)出露的主要巖層為白云巖、泥質(zhì)白云巖及灰?guī)r。壩基巖體中斷層、層間剪切帶經(jīng)過灌漿處理后，防滲及固結(jié)效果較好。
該工程于1996年10月開工，1999年6月通過初期蓄水驗(yàn)收，水庫蓄水至▽61.0M左右；2000年三月，除在建的升船機(jī)工程以外，樞紐工程基本完成；2000年4月，通過蓄水前驗(yàn)收；2000年4月30日，水庫正式下閘蓄水。
2001年初，發(fā)現(xiàn)大壩10-11壩段與11-12壩段閘墩墩尾橫縫漏水。建設(shè)單位對此很重視，多次召集設(shè)計監(jiān)理和施工單位人員察看現(xiàn)場，討論研究檢查處理方案、聘請國家電力公司華東勘測設(shè)計研究院材料研究所專家進(jìn)行技術(shù)咨詢，并組織有關(guān)人員考察了遼寧參窩水庫大壩橫縫滲漏處理方案。
二、大壩滲漏處理方案的探討與確定
1、滲漏檢查與原因分析2001年3月，根據(jù)會議討論意見，設(shè)計布置了四個Φ75mm斜穿縫面的檢查孔，其中檢1#、檢3#在壩頂▽83m，檢2#、檢4#在墩尾？62m平臺。五月又做了大量的補(bǔ)充檢查及嵌縫工作，并在頂壩▽83m增布檢5#～檢8#4個檢查孔。嵌縫檢查。
通過大量的檢查工作，初步分析判斷：
①閘室砼無明顯砼裂縫；
②壩體廊道內(nèi)檢查，固結(jié)、帷幕防滲效果較好，排水孔出水量較小，小于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，壩體砼與基巖膠接是好的。通過基巖層面和裂隙向橫縫滲漏的可能性不大。
③根據(jù)檢測資料分析，橫縫漏水的原因，極有可能是壩體橫縫兩道止水片局部破損，導(dǎo)致止水失效或兩道止水片附近砼澆筑不密實(shí)而發(fā)生繞滲。
2、處理方案的提出與選擇通過兩個多月的檢查摸索和原因分析，提出了以下五種處理方案：
①斜穿縫面鉆孔化灌方案：該方案是對有外漏的部位進(jìn)行鑿槽貼橡皮，用環(huán)氧嵌縫阻漿；利用已有的斜穿縫面的檢查孔作為灌漿孔，并在壩頂▽83M和墩尾▽62M平臺增布斜穿縫面且高程不同的灌漿孔灌DH-814聚氨酯快速堵漏膠。該方案的優(yōu)點(diǎn)是采用化學(xué)灌漿工藝，操作簡便；缺點(diǎn)是全縫面灌注，壩體橫縫可能失去伸縮作用；堵漏效果不一定可靠；還可能由于灌漿壓力，導(dǎo)致閘墩結(jié)構(gòu)的破壞。
②騎縫化學(xué)阻滲塞方案：首先在壩頂止水片下游近處鉆垂直騎縫孔，利用已有的嵌縫措施阻水，降低縫面滲流速度，用速凝化灌材料注入騎縫鉆孔中，形成阻滲塞止水。該方案優(yōu)點(diǎn)是只灌鉆孔，施工工藝簡單；減少通過縫面流失的漿量，處理造價低；缺點(diǎn)是鉆孔精度要求較高，一旦發(fā)生偏離，則難以保證阻水效果。
③上游橫縫水下灌漿：利用水下施工技術(shù)，在上游面橫縫鑿槽嵌縫，粘貼一層防滲材料，并埋設(shè)灌漿管，對止水片到上游面的橫縫區(qū)域灌化學(xué)材料，形成一道新的止水帶，聯(lián)合阻止庫水進(jìn)入橫縫。該方案直接有效，有較強(qiáng)的針對性，缺點(diǎn)是：上游面鑿槽粘貼，必須清挖直至基巖，水下施工工作量大；工藝復(fù)雜；水下作業(yè)質(zhì)量難以保證；處理成本較高；且本工程上游面至止水片距離較長，灌漿工作量大。
④泥青灌注樁止水：泥青灌注止水法，簡單地說就是先將瀝青改性加熱至200o～230oC使之成為流動狀態(tài)，用一雙層保溫管將熱瀝青送至孔內(nèi)，形成止水瀝青柱。該方法直觀、堵漏效果好。缺點(diǎn)：操作工藝復(fù)雜，尤其是在水溫較低的動水條件下，難以保證孔內(nèi)溫度不低于170℃；其次是施工安全問題突出；三是隨著熱瀝青液面上升，保溫管不斷上提，拆卸困難；會產(chǎn)生段與段之間不連續(xù)現(xiàn)象；四是處理造價高。
⑤放空水庫，鑿槽嵌縫止水法：該方法是放空水庫，在橫縫處清淤，對全縫鑿槽、嵌縫、表面粘貼防滲材料。優(yōu)點(diǎn)是堵漏止水可靠，缺點(diǎn)是減少發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失大，處理造價高。
開始處理時，按第一方案，在10-11壩段橫縫實(shí)施，并已鉆了部分灌漿孔，同時研究第二方案。隨著檢查工作的深入，建設(shè)公司分析研究了國內(nèi)外相關(guān)工程實(shí)例和資料，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度反復(fù)比較論證，最后停止第一方案施工，改用第二方案，即騎縫化學(xué)阻滲塞方案。
采用化學(xué)阻滲塞方案，首先應(yīng)確定騎縫位置及孔徑。高壩洲水電站大壩每道橫縫均設(shè)有兩道止水片，兩道止水片之間的距離為0.4m或0.6m.鉆孔位置選擇有兩種，一是選在兩道止水片之間，考慮到止水片安裝出現(xiàn)偏差或鉆孔偏斜，則會對止水片造成進(jìn)一步破損，且由于止水片在垂直面呈折線布置，鉆孔無法深入基巖，故被放棄；二是選在止水片下游近處，不會傷及止水片。其次是確定孔徑，孔徑過小，由于砼施工中橫縫出現(xiàn)左右偏移，不能保證鉆孔騎縫效果和阻滲塞的有效厚度；孔徑過大，會增大造價。經(jīng)分析，確定在止水片下游0.5m和2.0m處的橫縫上布置φ219mm垂直騎縫鉆孔.為保證鉆孔高精度的孔斜率，選定湖南中南巖土工程有限公司。該隊伍正是在三峽工程中負(fù)責(zé)倒垂孔施工的，具有倒垂孔施工經(jīng)驗(yàn)。
高壩洲水電站位于湖北宜都市境內(nèi)，是清江干流開發(fā)三個梯級中最下游的一個梯級電站，上距隔河巖水電站50 km，下距河口12 km.樞紐主要建筑物有電站建筑物、擋泄水建筑物、消能建筑物及垂直升船機(jī)。大壩為砼重力壩，壩高57m，壩頂▽83.00m，壩頂全長439.5m，共分23個壩段，其中9～11壩段為深孔泄流壩段。電站廠房安裝三臺發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量84MW，總裝機(jī)252MW，年平均發(fā)電量8.98億Kwh.高壩洲水電站正常蓄水位▽80.00m，死水位▽78.00m，水庫總庫容4.863億m3，調(diào)節(jié)庫容0.537億m3.壩址區(qū)出露的主要巖層為白云巖、泥質(zhì)白云巖及灰?guī)r。壩基巖體中斷層、層間剪切帶經(jīng)過灌漿處理后，防滲及固結(jié)效果較好。
該工程于1996年10月開工，1999年6月通過初期蓄水驗(yàn)收，水庫蓄水至▽61.0M左右；2000年三月，除在建的升船機(jī)工程以外，樞紐工程基本完成；2000年4月，通過蓄水前驗(yàn)收；2000年4月30日，水庫正式下閘蓄水。
2001年初，發(fā)現(xiàn)大壩10-11壩段與11-12壩段閘墩墩尾橫縫漏水。建設(shè)單位對此很重視，多次召集設(shè)計監(jiān)理和施工單位人員察看現(xiàn)場，討論研究檢查處理方案、聘請國家電力公司華東勘測設(shè)計研究院材料研究所專家進(jìn)行技術(shù)咨詢，并組織有關(guān)人員考察了遼寧參窩水庫大壩橫縫滲漏處理方案。
二、大壩滲漏處理方案的探討與確定
1、滲漏檢查與原因分析2001年3月，根據(jù)會議討論意見，設(shè)計布置了四個Φ75mm斜穿縫面的檢查孔，其中檢1#、檢3#在壩頂▽83m，檢2#、檢4#在墩尾？62m平臺。五月又做了大量的補(bǔ)充檢查及嵌縫工作，并在頂壩▽83m增布檢5#～檢8#4個檢查孔。嵌縫檢查。
通過大量的檢查工作，初步分析判斷：
①閘室砼無明顯砼裂縫；
②壩體廊道內(nèi)檢查，固結(jié)、帷幕防滲效果較好，排水孔出水量較小，小于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，壩體砼與基巖膠接是好的。通過基巖層面和裂隙向橫縫滲漏的可能性不大。
③根據(jù)檢測資料分析，橫縫漏水的原因，極有可能是壩體橫縫兩道止水片局部破損，導(dǎo)致止水失效或兩道止水片附近砼澆筑不密實(shí)而發(fā)生繞滲。
2、處理方案的提出與選擇通過兩個多月的檢查摸索和原因分析，提出了以下五種處理方案：
①斜穿縫面鉆孔化灌方案：該方案是對有外漏的部位進(jìn)行鑿槽貼橡皮，用環(huán)氧嵌縫阻漿；利用已有的斜穿縫面的檢查孔作為灌漿孔，并在壩頂▽83M和墩尾▽62M平臺增布斜穿縫面且高程不同的灌漿孔灌DH-814聚氨酯快速堵漏膠。該方案的優(yōu)點(diǎn)是采用化學(xué)灌漿工藝，操作簡便；缺點(diǎn)是全縫面灌注，壩體橫縫可能失去伸縮作用；堵漏效果不一定可靠；還可能由于灌漿壓力，導(dǎo)致閘墩結(jié)構(gòu)的破壞。
②騎縫化學(xué)阻滲塞方案：首先在壩頂止水片下游近處鉆垂直騎縫孔，利用已有的嵌縫措施阻水，降低縫面滲流速度，用速凝化灌材料注入騎縫鉆孔中，形成阻滲塞止水。該方案優(yōu)點(diǎn)是只灌鉆孔，施工工藝簡單；減少通過縫面流失的漿量，處理造價低；缺點(diǎn)是鉆孔精度要求較高，一旦發(fā)生偏離，則難以保證阻水效果。
③上游橫縫水下灌漿：利用水下施工技術(shù)，在上游面橫縫鑿槽嵌縫，粘貼一層防滲材料，并埋設(shè)灌漿管，對止水片到上游面的橫縫區(qū)域灌化學(xué)材料，形成一道新的止水帶，聯(lián)合阻止庫水進(jìn)入橫縫。該方案直接有效，有較強(qiáng)的針對性，缺點(diǎn)是：上游面鑿槽粘貼，必須清挖直至基巖，水下施工工作量大；工藝復(fù)雜；水下作業(yè)質(zhì)量難以保證；處理成本較高；且本工程上游面至止水片距離較長，灌漿工作量大。
④泥青灌注樁止水：泥青灌注止水法，簡單地說就是先將瀝青改性加熱至200o～230oC使之成為流動狀態(tài)，用一雙層保溫管將熱瀝青送至孔內(nèi)，形成止水瀝青柱。該方法直觀、堵漏效果好。缺點(diǎn)：操作工藝復(fù)雜，尤其是在水溫較低的動水條件下，難以保證孔內(nèi)溫度不低于170℃；其次是施工安全問題突出；三是隨著熱瀝青液面上升，保溫管不斷上提，拆卸困難；會產(chǎn)生段與段之間不連續(xù)現(xiàn)象；四是處理造價高。
⑤放空水庫，鑿槽嵌縫止水法：該方法是放空水庫，在橫縫處清淤，對全縫鑿槽、嵌縫、表面粘貼防滲材料。優(yōu)點(diǎn)是堵漏止水可靠，缺點(diǎn)是減少發(fā)電經(jīng)濟(jì)損失大，處理造價高。
開始處理時，按第一方案，在10-11壩段橫縫實(shí)施，并已鉆了部分灌漿孔，同時研究第二方案。隨著檢查工作的深入，建設(shè)公司分析研究了國內(nèi)外相關(guān)工程實(shí)例和資料，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度反復(fù)比較論證，最后停止第一方案施工，改用第二方案，即騎縫化學(xué)阻滲塞方案。
采用化學(xué)阻滲塞方案，首先應(yīng)確定騎縫位置及孔徑。高壩洲水電站大壩每道橫縫均設(shè)有兩道止水片，兩道止水片之間的距離為0.4m或0.6m.鉆孔位置選擇有兩種，一是選在兩道止水片之間，考慮到止水片安裝出現(xiàn)偏差或鉆孔偏斜，則會對止水片造成進(jìn)一步破損，且由于止水片在垂直面呈折線布置，鉆孔無法深入基巖，故被放棄；二是選在止水片下游近處，不會傷及止水片。其次是確定孔徑，孔徑過小，由于砼施工中橫縫出現(xiàn)左右偏移，不能保證鉆孔騎縫效果和阻滲塞的有效厚度；孔徑過大，會增大造價。經(jīng)分析，確定在止水片下游0.5m和2.0m處的橫縫上布置φ219mm垂直騎縫鉆孔.為保證鉆孔高精度的孔斜率，選定湖南中南巖土工程有限公司。該隊伍正是在三峽工程中負(fù)責(zé)倒垂孔施工的，具有倒垂孔施工經(jīng)驗(yàn)。