楊瑒

(國網(wǎng)新源控股有限公司回龍分公司，河南 南陽 473000)

回龍抽水蓄能電站上庫防滲設(shè)計(jì)

楊瑒

(國網(wǎng)新源控股有限公司回龍分公司，河南 南陽 473000)

回龍抽水蓄能電站上庫庫盆采用混凝土面板和掛網(wǎng)噴混凝土面層兩種組合的全封閉防滲措施，水庫蓄水后滲漏量較大，采取了聚氯乙烯(PVC)噴涂+砂漿保護(hù)方案。電站運(yùn)行多年后，PVC防水層嚴(yán)重老化，防滲效果逐漸下降，經(jīng)過多次試驗(yàn)論證，最終確定了以高強(qiáng)水泥砂漿作基層，再噴涂單組分聚脲的防滲方案。

抽水蓄能電站；防滲；單組分聚脲

1 回龍抽水蓄能電站概況

回龍抽水蓄能電站位于河南省南陽市南召縣城東北16 km岳莊，樞紐由上水庫、下庫、引水發(fā)電系統(tǒng)及地下廠房等組成，工程總裝機(jī)容量為120 MW。工程于2005年投產(chǎn)運(yùn)行，受物價(jià)上漲、不可預(yù)見地質(zhì)問題處理等因素影響，工程總投資約5.3億元。

上庫工程包括主壩、副壩、引水發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)出水口、庫盆等建筑物，總庫容為118萬m3(設(shè)計(jì)正常蓄水位以下)。主壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程900.0 m，最大壩高54.0 m，正常蓄水位899.0 m，正常低水位885.0 m，死水位876.4 m。

庫盆總面積約10萬m2，根據(jù)地質(zhì)條件，采用混凝土面板和掛網(wǎng)噴混凝土面層兩種組合的全封閉防滲方案，鋼筋混凝土面板約5.5萬m2，厚0.20 m，噴混凝土約4.5萬m2，厚0.15 m。為減小因水位驟降產(chǎn)生的揚(yáng)壓力對防滲體的影響，并將庫盆滲水匯至壩下重新抽回庫內(nèi)加以利用，在鋼筋混凝土防滲板下設(shè)置無砂混凝土排水層，整個(gè)庫區(qū)均布置軟式透水管排水管網(wǎng)，網(wǎng)格狀布置，間、排距為15 m，噴混凝土區(qū)的排水支管周圍采用無砂混凝土包裹。

2 前期庫盆防滲問題及應(yīng)對措施

1992—1994年工程可行性研究階段，受工程勘察精度制約，認(rèn)為上庫庫盆封閉條件較好，僅主壩壩肩及左岸單薄山梁存在庫岸滲漏問題，僅對主、副壩壩肩及單薄山梁庫岸進(jìn)行垂直帷幕防滲處理。防滲分析效果很好處理，工程造價(jià)很低。

1999—2000年補(bǔ)充可研和技術(shù)設(shè)計(jì)階段，又補(bǔ)充進(jìn)行了大量地質(zhì)工作，發(fā)現(xiàn)庫盆L36，L37，L49，L51等節(jié)理密集帶不僅貫穿庫盆，且為高傾角張性斷裂構(gòu)造，切割深度很深，延伸長度很長，強(qiáng)透水帶寬度地表為1～5 m，430.0 m高程以下仍有1～2 m。原防滲方案日滲漏量將達(dá)到1.5萬m3以上，遠(yuǎn)不能滿足工程要求。黃委會(huì)設(shè)計(jì)院聯(lián)合清華大學(xué)對庫盆防滲方案進(jìn)行了專題研究，擬定了多種處理方案，經(jīng)分析計(jì)算，必須對全庫盆進(jìn)行防滲處理。

借鑒國內(nèi)外類似工程防滲經(jīng)驗(yàn)：防滲效果最好的瀝青混凝土防滲方案需要增加投資約2億元；全部鋼筋混凝土面板方案，防滲效果基本有保證，增加工程投資約5 000萬元；鋼筋混凝土面板與噴混凝土組合方案，有一定風(fēng)險(xiǎn)，需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，增加工程投資約3 000萬元；全部噴混凝土方案，風(fēng)險(xiǎn)較大，增加工程投資約1 000萬元。按照總概算投資，最終采用組合方案，確定噴混凝土面積約為4.5萬m2，對噴混凝土工藝進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)并提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求。

上水庫從2004年6月開始蓄水，在857.0 m高程以下防滲板區(qū)滲漏量較小，為97.55 m3/d；在858.5 m高程，滲漏量增大至189.41 m3/d；水位到達(dá)870.2 m時(shí)，滲漏量達(dá)到1 800.00 m3/d； 2005年3月21日水位達(dá)到885.0 m左右時(shí)，滲漏量達(dá)到10 000.00 m3/d以上。

根據(jù)滲漏規(guī)律并結(jié)合施工情況，認(rèn)為滲漏水主要是由防滲體缺陷導(dǎo)致的，防滲體缺陷包括噴混凝土裹砂、噴混凝土裂縫、混凝土不密實(shí)等，由于缺陷部位無法查明，必須進(jìn)行大面積處理。研究了聚氯乙烯(PVC)噴涂、聚合物砂漿抹面、環(huán)氧膠泥抹面、聚脲噴涂等處理方案，最終確定采用最為經(jīng)濟(jì)的PVC噴涂+砂漿保護(hù)方案，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)使用壽命10年。

2005年6月對庫盆進(jìn)行了防滲處理，死水位876.4 m以上全部噴混凝土區(qū)及部分鋼筋混凝土面板可能存在缺陷的區(qū)域，采用PVC改性防水材料封閉，外掛鋼絲網(wǎng)及防水砂漿進(jìn)行保護(hù)。處理后滲漏量降至2 000 m3/d以下，暫時(shí)滿足工程正常運(yùn)行要求。

電站自2005年運(yùn)行至今，PVC防水層已基本達(dá)到使用年限。由于上庫日運(yùn)行水頭變幅較大，長期水力作用及凍融破壞致使砂漿保護(hù)層出現(xiàn)不同程度的空鼓、剝落等情況，尤其是上部，PVC防水層嚴(yán)重老化，防滲效果逐漸下降，加之基層局部施工缺陷形成的集中滲漏通道不斷擴(kuò)大，截至2014年12月，庫區(qū)的最大滲漏量達(dá)到了2 980 m3/d。因此，必須對上庫庫盆進(jìn)行防滲處理。

3 近期全面處理方案及措施

2015年5月，回龍抽水蓄能電站委托北京中水科水電科技開發(fā)有限公司對上庫庫盆滲漏處理方案進(jìn)行專題研究，并于2015年11月對專題報(bào)告進(jìn)行了驗(yàn)收。專題報(bào)告推薦對水下部分僅封堵集中漏水通道，采取水下作業(yè)的方式；水位變幅區(qū)以上提出了3種處理措施供選擇，包括噴涂雙組分聚脲材料、涂刷改性瀝青瑪蹄脂和噴涂速凝液體橡膠材料，推薦采用噴涂速凝液體橡膠材料；另對，還需對所有裂縫進(jìn)行封閉處理。

2016年9月，借機(jī)組大修機(jī)會(huì)放空上庫，對庫盆進(jìn)行全面、徹底的防滲處理。北京中水科水電科技開發(fā)有限公司在前期工作的基礎(chǔ)上提出了上水庫庫盆防滲處理方案可行性研究報(bào)告，推薦對全庫盆進(jìn)行防滲處理。首先清除表面砂漿防護(hù)層，盡量清除原PVC涂層，再噴涂3.0 mm厚橡膠涂層作為防滲體，最后噴涂0.5 mm厚耐候型天冬聚脲作為橡膠涂層的防護(hù)層。

2016年10月，回龍抽水蓄能電站組織召開了上庫庫盆滲漏處理專家會(huì)。專家建議在清除砂漿防護(hù)層后，依據(jù)原PVC涂層的老化程度和清除難度，在噴涂聚脲和恢復(fù)PVC兩種方案中選擇其一。會(huì)議確定進(jìn)行現(xiàn)場清除工藝試驗(yàn)、高強(qiáng)砂漿基層施工工藝試驗(yàn)和聚脲噴涂試驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)情況，上部PVC老化嚴(yán)重部位很容易清理干凈，下部PVC仍有一定黏性，氣溫較高時(shí)清理難度較大，但也可以清理干凈。3 cm厚高強(qiáng)砂漿分2次施工，與基礎(chǔ)黏結(jié)狀態(tài)良好。單組分聚脲噴涂效果很好。

最終確定的防滲處理方案為聚脲噴涂。首先全部清除原PVC防水層、砂漿防護(hù)層以及松動(dòng)、裹渣、空鼓等基底噴混凝土和面板混凝土缺陷；然后對存在的集中漏水通道和明顯缺陷進(jìn)行修補(bǔ)處理；分2次批抹高強(qiáng)水泥砂漿作基層；最后噴涂單組分聚脲為防滲體。

4 結(jié)束語

上庫滲水問題一直是回龍抽水蓄能電站生產(chǎn)經(jīng)營中的一大難題，因此，利用新材料、新技術(shù)和新方法擇機(jī)對回龍抽水蓄能電站上庫滲漏問題進(jìn)行徹底處理是必要的。

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1674-1951(2017)12-0042-02

2017-09-14；

2017-11-04

(本文責(zé)編：劉芳)

楊瑒(1981—)，女，河南南陽人，工程師，從事計(jì)算機(jī)方面的工作(E-mail:wys50@sina.com)。