ＬＯＷ ＣＡＲＢＯＮ ＷｏＲＬＤ ２０１３，ｌｉ 能源・水利 探讨地下厂房洞室群的防渗排水设计 杨 曼（中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳５５００８１） 【摘 要】地下厂房洞室群的防渗排水设计是地下厂房建设和使用的关键。首先，就地下厂房的优越性和分类进行简要的概括，并阐述了防渗 排水设计的意义和遵循的基本原则；结合笔者经验，探讨了地下厂房洞室群的防渗排水设计设计方案：同时，提出了洞室群防渗和排水控制的 加强措施；最后，根据运行效果分析，提出了几点关于洞室群防渗排水的建议。 【关键词】地下厂房；洞室群；防渗排水设计 【中图分类号】ＴＶ２２３．４ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）２２—０１８３—０２ 引商 随着社会的发展和科技的进步，水电站地下厂房的建设 也逐渐的发展起来，并取得了一定的成就Ⅲ。地下厂房布置型 式的选择，要结合水电站水能规划、当地的地形、地质、交通运 输、出线条件、施工和运行条件，经过技术经济比较确定。然 而．地下厂房洞室群的防渗排水设计是地下厂房建设和使用 的关键。它不仅决定了地下厂房建设和施工质量．而且与人们 和设备的安全是息息相关的．从而直接影响了电站的安全运 行翻。因此，本文就地下厂房的优越性和分类进行了简要的概 述．并阐述了洞室群防渗排水设计的意义和遵循的基本原则： 最后．探讨了该工程的防渗排水设计方案和控制措施以及运 行质量和效果。以期为地下厂房的防渗排水设计提供有力的 理论支持，从而促进地下厂房的可持续发展。 １地下厂房的优越性与分类 １．１优越性 地下厂房的优越性表现在：①在山岩不稳定地区，地下厂 房和压力管道可避免山坡崩坍的危害，并且具有良好的人防 条件，还可能降低建筑物的工程造价。②在严寒、酷热或多雨 地区，厂房的施工和运行可不受气候的影响。同时，还有利于 保持地面景观。（ 在深峡谷、大泄量的河道内，采用地下厂房 有利于水工枢纽的总体布置。 １．２分类 １．２．１首部式地下厂房 厂房位于电站引水系统的首部。这种布置方式的特点是 有压引水隧洞较短，尾水隧洞较长，造价相对便宜。压力管道 以单元供水方式向水轮机供水，可不设下端阀门．因而可以降 低造价。但这种地下厂房靠近水库，需注意处理水库渗水对厂 房的影响。由于厂房的交通、出线及通风一般采用竖井．因而 水电站水头过大时．采用首部式地下厂房会使厂房埋藏于地 下过深，从而增加了交通、出线及通风等洞井的费用，也给施 工和运行带来困难 １．２．２尾部式地下厂房 厂房位于引水系统的尾部。具有较长的引水隧洞和较短 的尾水隧洞，一般均设有上游调压室。尾部厂房靠近地表，尾 水洞短，厂房的交通、出线及通风等辅助洞室的布置及施工运 行比较方便，因而采用较多。 １．２－３中部式地下厂房 厂房位于引水系统的中部。同时具有较长的上游引水道 和下游尾水道，当引水道和尾水道均为有压时需要同时建引 水调压室及尾水调压室。当水电站引水系统中部的地质地形 条件适宜，对外联系如运输、出线以及施工场地布置方便时． 可采用中部式地下厂房。 ２防渗排水设计的意义和基本原则 ２．１意义 科学合理的地下厂房设计能极大程度的阻断断层和间隙 之间的地下水进入厂房，使地下厂房的工作环境保持干燥：同 时，可以避免或减少渗漏水给洞室围岩带来的腐蚀性和厂房 内电气设备的不利影响。这不仅关系到输水系统的正常运作 和工作人员的人生财产安全，也是整个电力输送工程的保障。 ２．２基本原则 合理控制防渗排水和引排围岩地下水应遵循科学的原 则。把防渗排水设计和挡水段防渗排水帷幕结合起来．主要采 用先防渗后排水原则，并辅以隔、堵、排及其组合措施。 ３洞室群防渗排水设计方案 ３．１洞室群工程特点 地下厂房工程的开关站出线场和控制楼一般布置在地面 外。而主厂房、主变室、尾水调压室及其他洞室均布置在地下． 厂区枢纽布置有首部式、中部式和尾部式。同时，地下厂房洞 室群位于输水系统的中部，深埋于地下，且距大坝防渗帷幕较 近。因此，渗水量较大，防渗排水工程教复杂。 ３．２防渗排水设计方案 一般地，在洞室四周设排水廊道和排水帷幕，使得围岩 地下水的渗漏途径截断：同时。在厂区的边墙和顶拱设置暗 排水设施，以保证厂区室内环境的干燥程度和机器设备的正 常使用 ３．２．１主坝防渗帷幕及排水设计 枢纽大坝高１５４ｍ，其地质为壤土．河床坝设置一道１．５ｍ 的混凝土防渗墙。同时，沿着大坝轴线建设一层１．５ｍ的灌浆 帷幕。水电站蓄水后，随着渗水量的增加，再根据实际情况加 深帷幕，另设置一道主排水幕。其排水廊道高２ｍ左右，顶层 和底线高约２００ｍ左右，排水孔距３ｍ。在排水帷幕和防渗帷幕 的双重作用下，不仅大大的削减了大坝的渗漏量．也为厂房的 排水提供了方便 ３．２．２厂外排水 沿地下厂房四周排设两道排水廊道．并上下打排水孔．形 成封闭的排水帷幕，起到有效拦截地下水的作用。同时，厂房 的一些排水管与边墙排水沟相连，且排水沟设置为具有５‰ 能源・水利 Ｌ０Ｗ ｃＡＲＢ０Ｎ ＷｏＲＬＤ ２Ｏｊ３，ｉ ｉ 的坡度，使得近处的地漏排向距离最近的尾水洞。 工后再进行无压盖裸岩灌浆措施，即通过建基面裂隙封闭措 厂房混凝土中预埋的钢管道与排水廊道排水孔相接．在 施，以保证固结灌浆压力。同时，还要根据水利情况判断水质， 交通洞衬砌混凝土的钢管把水引向排水廊道的排水孔．汇总 尽可能的增大排水孔的管径和数量．并经常进行排水管的检 修和维护。对于排水压力过大的地下厂房洞室群．其排水应尽 后由排水廊道排水管直接排除厂外。 ３．２．３厂内排水 量使用排水帷幕和廊道，从而最大程度的减轻排水压力。 厂内排水主要是排出岩石裂隙间的水以及一般用水 在 四周顶拱铺设５０ｒａｍ的系统排水管ｆ孔深３ｍ．间排距４ｍ左 右），采用ＰＶＣ管将地下水引导至洞室底板排水沟．尽量使用 ３＿４运行效果分析及建议 ３．４．１运行效果分析 通过防渗排水设计和加强控制措施后．围岩渗流量在运 垂直孔，以保证水流能往厂房最底层流动。边墙排水管设置各 作前后呈现一定幅度变化，并随水位涨落有一定的变化，且渗 洞室相互串通的排水沟．并且具有一定的坡度．以利于顺利排 漏量都在防渗排水合理控制范围之内。排水廊道较多，排水帷 水。同时，在主变洞室的边墙和顶拱设置排水孔。主要是为了 幕和排管孔幕铺设得当，从而使得地下厂房前后未出现较大 解决渗水和防潮，通过铺设管道和廊道等排水网络。最终渗入 的雍水、堵塞等现象。排水帷幕极大的削减了来自厂房四周岩 集水井。再由泵抽至厂外 体渗透水流的入渗水头．再有垂直型和坡度型排水管孔的排 ３－３防渗排水控制加强措施 水降压和截渗作用，有效降低了厂房地下水头，使地下厂房及 ３．３．１防渗加强措施 主变洞等重要洞室处于干燥环境。为机器设备工作提供了安 （１）厂房底板渗漏水防治 全运行条件，达到了预期渗控效果。 通过工程措施避免混凝土施工质量缺陷，减少因施工质 ３＿４＿２建议 量引起的渗漏问题。根据混凝土构件的厚度、深度、强度、钢筋 对于地下水丰富的地下厂房防渗排水设计．应对地下渗 的密度、气温高低、运送距离、砂石粒径、水泥品种、泵送方式 水量进行反演分析，从而进一步确定地下厂房的渗水量。在正 等因素进行试配比选后确定一种和易性保水性可泵性好．不 常运作后，工作人员应对排水设备进行日常检查和维护，使得 易产生离析的级配，可有效减少麻面蜂窝等缺陷。在选材上， 排水系统处于良好的工作状态．最大化的发挥其功用。在实际 选择低水化热的水泥品种．并添加超细矿粉等外加剂减少水 操作时，应严格按照规定章程来操作设备，并认真作好洞室群 泥用量，降低水化热，减少混凝土开裂。同时可添加抗裂纤维， 的监测工作，定时分析围岩稳定性状况。 抗裂纤维宜选用９～１２ｍｍ长的聚丙烯纤维．抗拉强度较高且 在防渗排水设计时，当渗漏和检修排水具备自流排水条 易于搅拌均匀，使用中需防被调包而掺用其它纤维。或少掺甚 件，应优先考虑自排。此外，设计人员应重视水情和雨情的测 至不掺。掺用较高比例的高性能膨胀剂和聚丙烯抗裂纤维．按 量和分析，并作好洞室群渗流测量工作，结合两者趋势才能作 不同的工况要求进行盖薄膜盖麻袋或浇水养护。减少混凝土 好防渗排水设计。 表面开裂。 ４结束语 （２）结构裂缝渗漏水防治 不管地形地质条件多复杂，通过排水廊道和排水管孔的 地下厂房抗拨桩的抗拨力不足时。除应及时回填土外．基 科学合理布置、设施的频繁检修、维护，都能最大化的确保防 坑外降水措施暂不停，尤其要有突降大雨时的应急排水措施 渗排水系统的正常化，并为运行人员和机器设备提供干燥的 （基坑外安装一定数量的自动水泵，紧急情况下自动往地下室 环境 内抽水）。基础底板如有管井暂不能封堵。同时，如果主楼与裙 房的桩基不在同一持力层，则应设沉降缝或变形缝断开．防止 参考文献 不均匀沉降产生的结构拉裂。 【１］郭建设．广东抽水蓄能电站地下洞室防渗排水控制体系研究叫．广 （３）止水带渗漏水防治 东水利水电，２ｏ１３．４：４－６． 铜板止水带采用双面搭接满焊．橡胶止水带搭接要采用 ［２］刘延刚．西龙池抽水蓄能电站地下洞室防渗排水问题［Ｊ１．地质与勘 热胶，不能用氯丁胶，因氯丁胶不耐水。中埋式橡胶止水带安 测，２０１０，３６（１）：４２￣４５． 装时两侧的固定钢筋要夹紧止水带．钢筋弯转处要顶紧止水 带中间的空心圈，使浇混凝土时不易偏位。 收稿日期：２０１３—１０—１８ （４）预留管洞口和穿墙螺杆处渗漏水防治 作者简介：杨曼（１９８０一），女，汉族，本科，工程师，主要从事水 外墙板上预留管洞口必须采用止水铜套管．穿墙管道安 利水电工程设计河道治理等工作。 装后，管道与套管间需用干硬性纯水泥加麻丝分数次填塞密 实；管道外侧周边需防水加强。外墙模板拆除后需凿除外侧垫 模，同时外侧垫模琢除后需用防水砂浆分二次粉平。外侧垫模 凿除后粉平处需用防水补强 ３－３．２排水加强控制 排水孔幕一般为地下厂房渗控的关键 在喷混凝土边坡 上设置排水孔．并作好坡面排水和边墙排水是改善地下厂房 排水系统的重要措施 对于排水管堵塞：施工人员应在开挖完
