色爾古電站地下廠房蝶閥廊道滲漏分析及處理
針對色爾古電站地下廠房不同部位采取有效的處理措施，消除因地震產生裂縫的安全隱患，使廠房內不存在滲漏現象，改善生產環境，促進電站的安全文明生產，取得良好的經濟和社會效益。
1、工程背景
色爾古水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州黑水縣境內，是黑水河水電梯級開發的第四級，為單一發電工程。電站采用引水式開發，開發任務為發電，兼顧下游環境生態用水。
色爾古電站閘址位于龍壩溝溝口下游約3km的黑水河干流上，閘址以上集水面積5785km2。通過右岸長約10km的引水隧洞引水，廠址在赤不蘇溝溝口以上約300m的左岸，集水面積765km2，廠房樞紐為地下廠房，尾水緊接黑水河水電梯級開發的第五級電站一柳坪水電站的庫區。
色爾古水電站正常蓄水位為1873m，利用水頭93m，引用流量213m3/s，電站裝有3臺水輪發電機組，總裝機容量150MW。正常蓄水位以下庫容404.5萬m3，具日調節特性。
2、滲漏表現及原因分析
色爾古地下廠房在進入機組啟動試運行后，發現蝶閥層內有裂縫滲漏現象，影響著廠房的安全運行和安全生產環境。進行機組充水運轉試驗時，經過連續的觀察，發現蝶閥層上游墻在機組試運轉后滲水明顯增大且呈有壓狀。為了防止上游墻內滲水壓力過大而破壞墻體混凝土，必須盡快減小滲水壓力，將墻體與山體巖石之間的滲水排出。通過查看，根據現場滲水情況并結合原施工情況，發現色爾古水電站廠房蝶閥層的裂縫和滲漏水主要表現在三個方面。
1)原來結構伸縮縫、墻角縫因伸縮變形，地震拉裂使原防水結構失效。蝶閥層原設計的預留伸縮縫，墻角處混凝土澆筑的不同方位形成的結構縫，原施工中設置的防水結構可能在混凝土澆筑時受混凝土擠壓已變形，加上地震的影響及結構本身的伸縮變形，使原防水結構不能迎合其反復變形，形成裂縫，引水洞水源及山體地下水沿裂縫滲出，在廠房蝶閥層內墻面上形成滲水。
2)壓力鋼管周邊等金屬構件鑲入處因震動和熱脹冷縮形成裂隙。在蝶閥層內，壓力鋼管周邊因發電機組的劇烈震動使壓力鋼管與周邊的混凝土墻產生微小的裂縫，山體水和引水洞內壓力水沿此薄弱處滲出，在內墻與空氣接觸，巖溶物質鈣化，
堆積在壓力鋼管周邊，內墻的其他金屬構件嵌入物同樣因熱脹冷縮變形，與周邊混凝土墻形成微小的裂縫，原設計中在這些部位沒有進行防滲處理，因而內墻的滲水便沿此薄弱處滲出，形成新的滲漏現象。
3)墻面和地面漫滲水現象嚴重，蝶閥層的內墻到處潮濕且有明顯滲水流出。經過各方專家的多次專題會議分析認為，在柳坪水電站庫區蓄水后，赤不蘇河道內正常蓄水位為EL1780.0，即色爾古水電站廠房尾水高程為EL.1780.0，而該水位高于廠房的蝶閥廊道，因此蝶閥廊道上游側邊墻貼坡混凝土出現滲水，且滲水量較大，對通行及設備運行環境產生不利影響。初步分析原因如下：主要是受2012年“5.12”汶川大地震影響，地下廠房巖體原有裂隙擴大后河道內的外水滲入廠房；蝶閥廊道邊墻貼坡混凝土因其厚度較薄(僅厚0.7m)，同樣受“5.12汶川大地震”和余震影響，薄壁混凝土隨巖體變形、破壞，產生較多的細小裂縫，地下滲水通過裂縫滲入到蝶閥廊道內。
3、裂縫處理原理
水電站地下廠房因長期處在地下水的侵蝕之中，原混凝土澆筑過程中可能存在的微細裂縫等薄弱處，滲水點難免存在；而混凝土墻的微小沉降變化，新舊混凝土澆筑接合部位會形成微小裂縫而產生滲水，墻體預留的結構縫、伸縮縫，可能局部存在施工疏忽或防水結構老化而形成滲水源很難確定，雨、水、地表水的直接滲入，地下水、水庫水的澆滲都有可能在薄弱處滲出。因此，處理廠房內的滲漏現象，必須解決：①不能使用防水材料隔離滲水源與建筑物方法，防滲只能背水面施工。②有地下水的長期侵蝕，防滲只能帶水作業，防水材料要具有親水性。③滲水系壓力水，防水結構必須抵抗靜水壓力，補強滲水薄弱處。④滲水處反復伸縮變形，防水結構必須能抵抗伸縮變形。
根據處理水電站廠房滲漏長期積累的經驗和色爾古水電站內墻面滲漏的實際情況，擬采用“表層設置防水結構封堵、深層注漿密實補強，增強整體抗滲能力”的處理方法。首先對表面進行開鑿處理，找出滲水點，滲水裂縫和滲水結構縫，分別設置防水結構，使用抗滲能力強的剛性防水材料和能迎合伸縮變形的柔性材料，對滲水處進行堵水處理，保證防水結構能長久發揮堵水作用，同時根據滲漏狀況，設置深層注漿孔，使注漿堵水材料在深層密實微細裂縫等薄弱處，形成整體抗滲體，避免出現新的澆滲現象，保證廠房內墻無明顯滲水。而對地震產生的裂縫，它既是滲水的直接通道，又是廠房建筑物的潛在隱患，因而既要在表層直接封堵滲水通道，又要在深層密實充填固結，消除安全隱患，達到加固建筑物基礎的目的。因此必須對裂縫進行密實灌漿，充填裂縫，使之形成穩定整體。
4、滲漏處理措施
治理好廠房蝶閥層因地震加劇的滲漏現象，有利于電站的安全文明生產，改善生產環境，消除安全生產隱患。色爾古水電站引進專業的滲水處理隊伍進行處理，參照處理類似水電站廠房裂縫滲漏的經驗與成果，結合該電站的具體狀況，采取點面結合，綜合治理的方法，對地震形成的裂縫進行深層補強密實，表層抗滲封堵；對伸縮縫、滲水裂縫重新設置防水結構，使薄弱處形成整體抗滲層，達到深層阻斷滲水，表層抗議滲美觀的目的。消除因地震產生裂縫的安全隱患，使廠房內不存在滲漏現象，達到美觀整潔的目的。
經過仔細研究分析，針對蝶閥廊道的滲漏，先采用增設排水孔引排的方式，在上游墻墻面鉆孔并鑿槽埋管引排，然后按照查明的滲漏點進行化學灌漿處理。
4.1、蝶閥廊道滲漏處理方案
蝶閥廊道的滲漏處理涉及到將來電站的安全運行，處理較為復雜。經過分析，按以下方式布在蝶閥廊道設排水孔：在上游墻墻面布置 Φ50排水孔，孔距2m，排距2m，孔深5m，孔向以垂直墻面水平上仰10°。孔內安裝Φ40PVC花管至孔口，孔外安裝Φ40PVC管接孔內花管，外接管垂直引至蝶閥廊道底板內側排水溝。孔位布置見圖1；排水管安裝布置見圖2。
圖1 排水孔布置示意圖(單位：cm)
圖2 排水管布置圖(單位：cm)
4.1.1、蝶閥廊道排水孔施工措施
首先，采用YT28手風鉆鉆孔，孔徑50mm，除遇鋼筋適當調整孔位外，孔位偏差不>10cm。排水孔完成后，安裝排水花管。利用Φ40的PVC管制成花式排水管，在排水孔鉆成后將花管插入孔內并在孔口用砂漿固定。之后，在蝶閥層上游墻面沿排水孔垂直線鑿槽，槽寬10cm，深10cm。利用膨脹螺栓和管箍將Φ40的PVC管固定在管槽內，每層排水花管伸入到垂直管內，接口處用密封膠封實。垂直排水管出水口布置在底板排水溝內，形成垂直排水管。
排水管安裝完畢，經檢查無漏水后采用砂漿填槽并抹面。最后按上游墻裝修標準進行墻裝修。
4.1.2、蝶閥廊道滲水處理化學灌漿措施
由于3臺機組均已發電，因此在進行蝶在蝶閥廊道墻面滲水時將分為三段，即按各機組分段逐一進行。為了確保滲水處理效果，擬先對上游墻面進行處理，然后再處理兩側和下游墻面。
施工平臺根據分段布置，在底板上搭設滿堂紅腳手架，在1#機附近布置有檢修水泵房，腳手架須從其底部(EL.1769.7)開始搭設。架子每層鋪設跳板并用鐵絲捆扎牢固。在蝶閥、儀器、儀表、配電柜等設備附近須搭設防護棚并覆蓋安全網或防護擋板。
施工用風、水、電采取就近布置的原則，在水輪機層布置一臺4立方的移動式電動空壓機供風；施工用電從發電機層總控制柜接入，然后再用電纜接至工作面；由于處理滲水施工用水量較小，必要時可用水桶從交通洞外盛水運入蝶閥層。
1)廠房內墻潮濕面處理方法。將潮濕表面表層鑿毛，清理脫落雜特，沖洗衣干凈后，找出滲水點及滲水裂縫，對其進行裂縫伸縮縫防滲補強處理。刮涂防水寶砂漿，使之與墻體表面基本平整。表層涂刷防水寶漿液，使之平滑。墻面涂刷油漆，恢復原墻休顏色。
2)普遍裂縫、滲水點抗滲處理方法。清理滲水裂縫周邊鈣化及脫落雜物，找出滲水點、滲水裂縫。沿滲水點、滲水裂縫開鑿20cm´20cm規則槽，使滲水集中到槽底部。將開鑿槽沖洗干凈備用。在槽底部埋設漿管，用防水寶砂漿抹平，并每隔1m引出注漿孔。
待抹平的防水寶砂漿達到強度，在曹內鑲嵌BW交止水條，然后在上砼面用膨脹螺釘安裝橡膠止水板。用防水寶砂漿回填至原面，形成抗滲體。待抗滲體凝固穩定后，用單缸注漿沿預埋的注漿管壓力注入HW聚胺脂。根據漿液注入情況控制好注漿壓力，使漿液密實深層裂縫。
最后，用防水寶砂漿堵住漿孔，對周邊用防水寶砂漿進行整體抗滲面施工。
3)伸縮縫、金屬構件縫抗滲處理。沿裂縫開鑿20´20cm規則槽，在槽底部每隔1m設置鉆孔位置。設定鉆孔位置后，垂直于砼面鉆孔，孔徑3-5cm，孔深1-2m，根據裂縫位置、裂縫大小確定。
將注漿孔用注漿管引出砼面，同時沿槽底部裂縫處布設水平化學注漿管，用防水寶砂漿平整固定。在槽底部沿裂縫擠壓BW止水條，用防水寶砂漿平整并固定BW止水條。用膨脹螺釘安裝橡膠止水板。用防水寶砂漿回填至原面，形成整體抗滲體。
待抗滲體穩定后，用單缸注漿把泵沿預設的注漿管進行化學注漿，密實深層裂縫。根據漿液注入情況控制好注漿壓力，使漿液密實到深層裂縫。沿注漿孔壓力注入水泥漿，對裂縫進行固結注漿，控制注漿壓力，使深層裂縫基本密實。最后，用防水寶砂漿封堵注漿孔，對槽周邊刮涂防水寶砂漿，使之平整連接。
5、結語
色爾谷水電站蝶閥層滲水處理全部完成，總共處理工期不到2個月。同年底，色爾古水電站通過各項省級驗收，順利達標投產。經過4年多的運行，地下廠房未發現任何滲漏破壞，電站安全可靠。滲漏處理圓滿的達到了預期目標，取得了良好的工程效益。
該處理方案技術合理、經濟節約、計算全部直接費用、間接費用，取得良好的經濟效益；解決色爾古地下廠房的滲漏問題，保障了電站的安全，更重要的是確保了下游當地居民的生命財產安全，取得了優異的社會效益。
