水轮机减压装置的工作原理(堵漏公司对水库发电洞渗漏如何处理？)

Posted 2023-05-30

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水轮机减压装置的工作原理(堵漏公司对水库发电洞渗漏如何处理？)

1.概况

某水库坝后截水墙基础开挖时，发现左岸山体接近后坝坡坡脚处有一股较大水流从左岸山体岩溶裂隙中流出。岩溶裂隙出口高程256.0m，出口处断面约2㎡，向里收缩至约80cm，后断面变小无法进人探测。岩溶裂隙走向，出口处与发电洞轴线垂直，向内逐渐与发电洞轴线平行且向下游延伸，经测算，渗漏流量约0.15m³/s。另外，在距此漏水点向下游30m处有一施工支洞，该支洞系发电洞施工支洞，施工结束后，洞内用混凝土封堵，并作了灌浆处理，但洞顶处仍有一股水流射出，估测流量约为0.05m³/s。两股水流合计流量约为0.2m³/s，但尚难确定两处水流是否相连。

为查清漏水原因及通道，水库管理处组织有关技术人员对发电隧洞作了漏水连通试验。发电洞为龙抬头式发电、放空两用洞，主洞长490m，圆形断面，内径5m，洞壁为1m厚钢筋混凝土衬砌。主洞出口处安装有一扇堵门，发电支洞在堵门上游30m处。试验时关闭发电洞进水口闸门，电厂水轮机导叶全开排水减压。当洞内水压力减小后观察到漏水量开始减小，持续5~6min后就完全断流。30min后水轮机导叶关闭，进水口闸门全开后坝后两出水点又开始出水，10min后漏水量恢复原状。根据连通试验可初步判断漏水是从发电洞渗漏的。

为进一步查清洞内漏水点，关闭发电洞进口闸门，打开发电洞堵门进洞查找漏水点。在发电洞内先后发现有两股较大的水流流向洞内，总出水量约相当于洞外出水的1/10。经量测，两处漏水点分别位于桩号0+330、0+361处洞顶位置。其中，0+330处为混凝土破坏所致，混凝土破坏面积长约1m，宽0.5m，深8~10m，并露出内层钢筋；0+361处漏水点为原预留回填灌浆管未封闭。两处洞顶高程分别为254.0m和253.8m，均低于洞外出水口高程。分析向洞内反向流水原因，可能是洞壁外尚有较大的未回填的空腔与溶洞相通，空腔和溶洞内积有从洞中漏出的水，当洞内无水时反向流入洞内。除两处有较大水流的漏水点外，在0+330桩号以前还发现有几个未封堵好的灌浆管口，但都基本上无水流出。

查阅发电洞原灌浆资料得知，此段在进行洞壁混凝土衬砌后的回填灌浆时，曾在一个灌浆孔内一次连续灌注水泥达100多t而无回浆，后因水泥耗用太多而停止灌浆。据此分析得出以下结论：该段洞壁外有山岩空腔与山体溶洞相连通，而原在对发电洞进行回填灌浆时没有完全将空腔和溶洞封填灌满而形成漏水通道。

2.施工方案的选择

共有三种方案：（1）从与发电主洞平行、且洞底高于发电洞顶1m以上的泄洪洞内向发电洞顶钻孔灌浆，钻孔深度需达10m以上。优点是灌浆机械可布置在泄洪洞内，灌浆距离近，施工方便，缺点为钻孔较深，钻孔准确位置难于控制；（2）在发电洞内对漏水点进行封堵处理后，从洞外漏水出口处向里灌浆，优点是施工方便，工期短，影响发电时间少，但难于保证堵漏效果；（3）在发电洞内架设施工栈桥，将灌浆机置放洞口外，用长距离高压灌浆管直接接到洞内漏水点处由内向外灌浆。灌浆效果优于（1）、（2）两种方案，但需200m以上的高压灌浆管，且搭设施工栈桥全延长工期，工作量也很大。为保证灌浆施工质量，确保一次堵漏成功，最后选定第三种方案进行施工。

3.堵漏灌浆施工

施工方案确定后，由于发电引水主洞为内径5m的圆形断面，且洞内尚有近1m³/s的闸门漏水，给施工带来一定困难。我们采取了以下施工步骤：

（1）首先搭设洞内施工栈桥栈桥高于洞内水流水面50cm，从主隧洞出口搭至桩号0+330处的第一个漏水点，全长180m。

（2）对洞内0+330处被破坏的混凝土用高标号砂浆进行修补处理，对洞内其它未封堵好的原预留灌浆管进行了通气试验，检查各灌浆管的串通情况。同时，对山体外的溶洞出水口用石渣充填和浆砌封堵，并在上下层分别埋高排气管和灌浆管。

（3）待0+330处修补的砂浆达到一定强度后，在原破坏附近用风钻向上打孔，孔深以穿过隧洞混凝土衬砌壁后并深入到基岩一定深度为标准，接通高压管进行灌浆。灌浆压力及水灰比见表1。采取连续灌浆、一次灌好的方式进行。待该处灌好后将灌浆管移至0+361处接到原顶埋灌浆管口上直接灌浆。在对洞内进行灌浆时，每班都安排专人对山体外的两个漏水点和洞内其它几个原灌浆管进行跟踪监视观察，发现有漏浆现象及时用棉纱等封堵处理。当洞内各点灌浆结束后，移至洞外在溶洞封填处再进行由外向里的灌浆。在向溶洞内灌浆时，适当掺进了部分砂子，灰砂比为1：0.5。

（4）待全部灌浆工作基本结束后，我们对洞内灌过浆的重点洞段，即0+330~0+361段钻检查孔进行检查，并进行压浆试验，各孔吸浆量基本为0。对洞内其它几个未封堵好的灌浆管口，也都进行了先灌浆、再封堵的处理。

4.效果评价

本次堵漏灌浆施工历时15天，快速、高效、优质地完成了堵漏任务。共灌注水泥290t，完工后对发电洞内进行充水检查，原来的两个漏水点都是干涸的，达到了滴水不漏的效果。整个堵漏灌浆施工历时短、速度快、效果好，实现了确保一次堵漏成功的目标。

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