某抽水蓄能电站施工支洞堵头渗流情况分析

董腾飞

中国水利水电第三工程局有限公司  陕西西安  710024

摘要：在抽水蓄能电站的导流系统中，支洞封头是一项必不可少的工程，它在导流系统工程中起着举足轻重的作用。通过对某电厂3号工程支洞堵头的使用和维修工作，结合现场堵头检测和渗流、渗压监测数据，全面分析了堵头的防渗效果及变化，对3号施工支洞堵头的安全性进行了评估，为堵头监测设计提供了依据。

关键词：堵头；渗流；渗透压力；防渗效果

1堵头灌浆施工布置

1）施工道路。利用已有的公路进行运输工作。

2）施工用风。该项目的施工风向为12立方米、20立方米的压气机。

3）施工用水。采用原有混凝土浇注时预留的主管，与支管连接，实现给水。

4）施工用电。在原有混凝土浇筑过程中，将预留的主缆线通过分支导线输送到工作面，以保证工程供电。

5）施工照明及通讯。工作面使用1 KW的碘钨灯作为光源。矿井内部的工作面通过内部通信系统进行通信。

6）排污系统。①施工弃碴：从钻孔、石粉制浆站产生的废渣、生活垃圾等应集中装袋，并定期进行清洁，定期将其排出。②废浆和废水治理：固体段在岩体最底部处安设一台自动抽水水泵，注浆施工过程中的废浆、废水及时排放到封头通道段，另一段在堵头外集渣坑内安装一排污泵，将其排入原排水管道。

7）制浆系统和灌浆站的布置。各施工支洞堵头的制浆系统均设于通道外侧。用自制的三脚架上铺设5厘米厚的木板搭建一个简易的水泥平台，用以储存水泥灌浆。

8）钻孔灌浆施工平台布置。灌浆通道因孔径较小而采取了门型架法施工，而实心段则用钢管搭建简易平台进行施工。

2工程概况

抽水蓄能电站属于大型（1）型，由上水库、输水系统、地下厂房、地下水库和开关站构成。在上、下两个库区的进水口之间，有2253.59米的管线，其中：导流洞的长度1149.09米，尾水洞的长度为1104.50米。3号施工支洞位于导流洞前、2号导流洞0+741.641 m桩号，属于 II类工程。在近7年的使用中，该工程支洞卡头处的渗透压力逐步增加。通过对这一区域渗流压力的变化趋势进行分析，可以对设计进行反馈，从而为实际工程提供参考。

3现场检查

3号施工支洞中空段混凝土结构总体状况良好，没有出现明显的混凝土开裂、露筋现象。因其堵头长度大，呈倒坡形，故在堵头中空位置设一堵墙，并在墙内设量水堰，量水堰无明显流水，故判定堵头渗水量小。因中空部分被水淹没，不能对实心部分进行巡察。在以往的巡视中，没有发现任何异常现象。

现场检查见图1。

图1施工支洞堵头后空心段

3渗透压力

渗透压力特征值统计见表1。

表1渗透压力特征值统计

由图表可见：

(1)3号工程支洞3号施0+601段的水头最大为345.70 m （顶部PD3-601-1)，发生于2018年10月7日，该断面整体水头较大，主要是距离2号引水隧洞边墙仅6.6 m。自2014年起，该井的测量数据每年都在增大，大约增加了200米左右，与上库水位相比，其折减系数由0.18上升至0.56，表明在多年的使用中，其堵头的作用已经减弱。

(2)3号工程支洞3#施0+584段最大水头最大值为122.91米；3段0+548段最大水头为17.78米，与上库水位相比，降因子为0。这两个剖面与2号导流洞的边壁间距分别为24.2米、60.2米，3+548段与下游面1.8 m，表明随着与边墙的距离越远，水头的折减就越大，到了60.2 m的范围内，就会减小至0。

（3）从过程线看，3号施0+601断面和3号施0+584断面渗压计有较明显的逐年增长趋势。而从上库水位的变化来看，2014-2019年上库水位测量结果比较平稳，年变幅范围为22.14~24.91 m，没有出现上库水位增加的现象。从衬砌岩体渗透测试结果来看，2014-2019年这一时期没有增加的趋势。通过综合分析，发现3号隧道支洞堵头的水头逐年增大，主要是由于隧道内部水沿堵头与围岩的接触位置逐步增大所致。。

图2施工支洞堵头渗透压力测值过程线

图3上水库水位人工观测测值过程线

5渗流量

绘制2020年3—6月之间3号施工支洞堵头后渗流量变化过程线于图4。由图4可见：3号施工支洞堵头后渗流量基本不变，常年位于0.60～0.67L/s之间。

图4施工支洞堵头渗流量测值过程线

6接触缝变形

试验结果表明，混凝土与围岩间的接触缝量值为-0.33~1.28毫米，而近期的测量范围为-0.05~0.37毫米。各测点的趋势性变化不显著，且与气温之间的关系也不显著。

7结语

本文通过对堵头的监控和现场的检测，发现堵头的封堵效果和变化状况可以直接用渗透计进行实时监控。3号封头的实际工作状态是正常的。

参考文献：

[1]国家能源局大坝安全监察中心.国网新源控股仙游抽水蓄能电站地下厂房及输水系统安全性评价报告[R].2020.

[2]国家能源局大坝安全监察中心.国网新源控股仙游抽水蓄能电站地下厂房及输水系统运行安全检查调研报告[R].2020.

[3]国家能源局大坝安全监察中心.国网新源控股仙游抽水蓄能电站地下厂房及输水系统监测资料分析报告[R].2020.