一种抽水蓄能电站上库防渗引排封堵系统及其施工方法与流程

本发明涉及水电站防渗处理领域，尤其涉及一种抽水蓄能电站上库防渗引排封堵系统及其施工方法。

背景技术：

我国的水电资源在过去的几十年里得到了大力的开发利用，兴建了一大批的常规水电站和抽水蓄能电站，如三峡水电站、葛洲坝水电站、官地水电站、锦屏水电站、惠州抽水蓄能电站、十三陵抽水蓄能电站等。但是，随着水电站运营年限的增加，许多水库水坝都出现了渗漏、裂缝等险情，使得水库水坝成为病险水库水坝，影响其综合功能的有效发挥，同时也威胁着下游安全。为了保证水库整体结构的稳定性和安全性，做好水库大坝的防渗加固处理工作，显得非常重要，因此，需要对其进行防渗加固处理。目前我国的抽水蓄能电站建设、运行、维护已经进入高峰时期，库盆、挡水坝、廊道每隔1-2年均需要进行检查、维修，每年检修期都会发现库盆或廊道内出现不同程度渗漏现象。一旦出现以上类似问题，需要及时进行防渗处理，随着施工技术水平的不断提高，水库大坝防渗加固技术种类日益丰富。从国内外水电站防渗处理工程案例来看，水库水坝防渗形式大体分为3种，分别是垂直防渗形式、表面防渗形式、两种或以上组合的综合防渗形式，根据水库水坝具体的渗漏情况，针对性选取特定的防渗处理形式，以达到防渗加固的目的。

以南阳回龙抽水蓄能电站为例，前期防渗处理采用传统的改性沥青玛蹄脂+聚合物砂浆防渗体系，但经过南阳回龙上水库8年的运行，发现其防渗寿命短，施工不便利，对水质清洁度有较大影响。中国专利（专利申请号为201910006324.9）公开了一种抽水蓄能电站上库防渗方法，采用在钢筋混凝土面板表面和喷混凝土面板表面涂抹界面剂，待界面剂固化后喷涂双组份聚脲涂层的方法，但该防渗方法虽然能够达到一定的防渗效果，但在反向水压渗水区如果山体内的水不能及时排出，在水库上水运行后会因下雨导致坝体内部有水不能排出而使聚脲涂层出现脱落，因此有效并及时排出坝体内部的水是确保坝体防渗涂层寿命增长的必要手段。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种抽水蓄能电站上库防渗引排封堵系统及其施工方法，该引排封堵系统设计巧妙，结构合理，在反向水压渗水区根据渗水量的大小采取封堵或引排方式进行防渗，防渗效果好，施工操作方便，实用性强。

本发明是采用以下措施来实现的：一种抽水蓄能电站坝体上库引排封堵系统，包括引排封堵系统，所述引排封堵系统包括坝体上在渗水量小于5l/d的区域设置的槽体，所述槽体内填充有封堵层，所述封堵层的体积与槽体内的空间相匹配，所述槽体的上表面和封堵层的上表面为同一平面，所述槽体和封堵层的上表面设置砂浆层；所述引排封堵系统还包括坝体上在渗水量不小于5l/d的区域设置有防渗孔，所述防渗孔的开口端的方向为顺坡方向，所述防渗孔内设置有排水管，所述排水管上伸入防渗孔内的壁上均匀设置有排水孔，所述排水孔的外围和排水管伸入防渗孔内的开口端处均设置有过滤层，所述排水管伸出防渗孔的部分上端开口处设置有单向逆止阀，所述防渗孔外侧周围从下到上依次设置有底漆层、环氧砂浆层和聚脲层。

优选的，所述排水管的直径与防渗孔相匹配，所述防渗孔周围设置的环氧砂浆层厚度为2.5-3.5cm，所述聚脲层的厚度为1.5-2.5mm。

优选的，所述防渗孔的开口处设置为锥形孔，锥形孔的高度为5-10mm，所述锥形孔内位于排水管外围部分填充有高强砂浆层，所述高强砂浆层的上表面和锥形孔外围的上表面为同一平面。

优选的，所述防渗孔的深度为1-1.5米，所述排水管伸出防渗孔的长度为10-20cm。

优选的，所述排水孔分布在排水管下端0-50cm范围内，相邻排水孔间距为5mm，所述排水孔的直径为3-6mm。

优选的，所述过滤层为土工布，所述排水孔的外围和排水管伸入防渗孔内的开口端处的土工布为一体式，所述土工布的上端通过绳体困扎在排水管的外部。

一种抽水蓄能电站坝体防渗引排封堵系统的施工方法，包括以下步骤：

（1）渗水量检查：对坝体上渗水区域的渗水量进行检查，将渗水量小于5l/d的区域和渗水量不小于5l/d的区域进行标注；

（2）封堵：对渗水量小于5l/d的区域进行凿槽，将凿槽后的槽体内回填堵漏剂进行封堵，使槽体的上表面与堵漏剂上表面位于同一水平面，在槽体周围刮涂环氧砂浆层或环氧腻子层；

（3）引排：对渗水量不小于5l/d的区域打1-1.5米深的防渗孔，防渗孔的开口端为倒锥形孔，在防渗孔内安装排水管，排水管伸出防渗孔的长度为10-20cm,排水管下端圆周设置排水孔，排水管底部和排水孔外侧包裹土工布进行过滤，排水管的管口安装有旋启式单向逆止阀，将倒锥形孔与排水管之间的空隙内填充高强砂浆，使防渗孔的表面与周围坝体为同一平面，在防渗孔的周围滚涂底漆层，在底漆层的上端刮涂2.5-3.5cm厚的环氧砂浆层，在环氧砂浆层的上端喷涂1.5-2.5mm厚的聚脲层。

优选的，步骤（3）中所述防渗孔的深度为1.2米，排水管的长度为1米，排水管的下端80cm伸入防渗孔内。

优选的，步骤（3）中所述排水孔分布在排水管下端0-50cm范围内，相邻排水孔间距为5mm，所述排水孔的直径为3-6mm，所述排水孔的外围和排水管伸入防渗孔内的开口端处的土工布为一体式，所述土工布的上端通过绳体困扎在排水管的外部。

优选的，步骤（3）中所述底漆层的厚度为1-3mm，底漆层的上端刮涂3cm厚的环氧砂浆层，在环氧砂浆层的上端喷涂2mm厚的聚脲层。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种抽水蓄能电站上库防渗引排封堵系统及其施工方法，该引排封堵系统设计巧妙，结构合理，在反向水压渗水区根据渗水量的大小采取封堵或引排方式进行防渗处理，在渗水量小的区域采用开槽封堵方式进行防渗，在渗水量大的区域采用打防渗孔，安装排水管，在排水管底部设置排水孔，排水孔外侧设置过滤层，避免山体内的杂质进入排水管堵塞管体，排水管伸出防渗孔的端部设置单向逆止阀，避免库盆内的水流入山体，排水管的出口端方向顺水流朝下，便于山体内的水流出，防渗孔周围刮涂环氧砂浆和聚脲层，使防渗效果较好，同时避免聚脲层脱空，实用性强。

附图说明

图1为渗水量小于5l/d区域的封堵截面结构示意图。

图2为渗水量不小于5l/d区域的引排施工的截面结构示意图。

图3为排水管的主视结构示意图。

图中：1-坝体，2-槽体，3-封堵层，4-砂浆层，5-防渗孔，6-排水管，7-排水孔，8-单向逆止阀，9-锥形孔，10-高强砂浆层，11-底漆层，12-环氧砂浆层，13-聚脲层，14-过滤层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：一种抽水蓄能电站上库防渗引排封堵系统，包括引排封堵系统，抽水蓄能电站的上库盆四周山体存在严重裂隙带，山体水沿着这些裂隙带汇入库盆脱空等缺陷处。当库盆脱空处汇集水量达到一定规模后，该区域水压力就会增大，对库盆防渗层产生一定反向水压力，集水会沿着库盆内薄弱部位渗漏出来。这些渗漏点数量较多，且分布比较零散，以喷混凝土区数量居多。大量渗水点的存在，一方面给后期双组份聚脲喷涂施工留下隐患，另一方面，当反向水压超过聚脲涂层黏结强度后，就会导致聚脲涂层发生大面积脱落，影响了聚脲涂层的使用寿命和耐久性。

本发明公开了一种抽水蓄能电站上库防渗引排封堵系统，如图1所示，包括引排封堵系统，引排封堵系统包括上水库坝体1上在渗水量小于5l/d的区域设置的槽体2，槽体2内填充有封堵层3，封堵层3的体积与槽体2内的空间相匹配，槽体2的上表面和封堵层3的上表面为同一平面，槽体2和封堵层3的上表面设置砂浆层4，封堵层3是采用堵漏剂进行封堵，避免出现渗漏现象，封堵之后为了避免封堵层3与槽体2之间存在间隙，砂浆层4能够对缝隙进行填堵。由于渗水量较小，采用封堵方式即可满足防渗要求。

如图2-3所示，引排封堵系统还包括坝体1上在渗水量不小于5l/d的区域设置有防渗孔5，防渗孔5的开口端的方向为顺坡方向，防渗孔5与坝体1坝面的锐角角度为30-60度，便于水快速进入防渗孔5内，防渗孔5内设置有排水管6，防渗孔5的深度为1-1.5米，优选为1.2米，排水管6伸出防渗孔5的长度为10-20cm。排水管6的直径与防渗孔5相匹配，使排水管6恰好伸入防渗孔5内，排水管6上伸入防渗孔5内的壁上均匀设置有排水孔7，排水孔7分布在排水管6下端0-50cm范围内，相邻排水孔7间距为5mm，排水孔7在排水管6的圆周方向均匀分布，排水孔7的直径为3-6mm，排水孔7使坝体1内的水能够通过排水孔7进入排水管6内。排水孔7的外围和排水管6伸入防渗孔5内的开口端处均设置有过滤层14，过滤层14为土工布，排水孔7的外围和排水管6伸入防渗孔5内的开口端处的土工布为一体式，土工布的上端通过绳体困扎在排水管6的外部，由于山体内的水有时会携带小石块或杂质一起流入，为避免排水孔7和排水管6出现堵塞，采用土工布对水进行过滤，使进入排水管6的水杂质较少。排水管6伸出防渗孔5的部分上端开口处设置有单向逆止阀8，单向逆止阀8为旋启式单向逆止阀，该逆止阀是从市场上购买所得，在此不再详细介绍其具体结构，单向逆止阀8的作用是使排水管6的水能够流入上库库盆，而库盆内的水不能反向进入排水管6内，从而便于山体内部的水排出，防渗孔5的开口处设置为锥形孔9，锥形孔9的高度为5-10mm，锥形孔9内位于排水管6外围部分填充有高强砂浆层10，高强砂浆层10能够使排水管6与防渗孔5之间的缝隙进行封堵，避免排水管6在防渗孔5内安装不牢固，使排水管6在防渗孔5内不出现松动，高强砂浆层10的上表面和锥形孔9外围的上表面为同一平面。防渗孔5外侧周围从下到上依次设置有底漆层11、环氧砂浆层12和聚脲层13。防渗孔5周围设置的环氧砂浆层12厚度为2.5-3.5cm，聚脲层13的厚度为1.5-2.5mm。底漆层11使坝体基面可粘结力较强，环氧砂浆层12起到抗冲磨作用，聚脲层13起到防渗作用，由于山体内的水在反向压力的作用下能够及时从排水管6排出，避免因为山体内水无法排出而使聚脲层13出现脱空现象。

一种抽水蓄能电站坝体防渗引排封堵系统的施工方法，包括以下步骤：

（1）渗水量检查：对坝体上渗水区域的渗水量进行检查，将渗水量小于5l/d（升每天）的区域和渗水量不小于5l/d的区域进行标注；

（2）封堵：对渗水量小于5l/d的区域进行凿槽，将凿槽后的槽体内回填堵漏剂进行封堵，使槽体的上表面与堵漏剂上表面位于同一水平面，在槽体周围刮涂环氧砂浆层或环氧腻子层，使渗水处得到较好的封堵，防渗效果好。

（3）引排：对渗水量不小于5l/d的区域打1-1.5米深的防渗孔，优选1.2米，防渗孔的开口端为倒锥形孔，防渗孔的开口端的方向为顺坡方向，防渗孔与坝体坝面的锐角角度为30-60度，便于水快速进入防渗孔内，在防渗孔内安装排水管，排水管伸出防渗孔的长度为10-20cm,优选排水管的长度为1米，排水管的下端80cm伸入防渗孔内。排水管下端圆周设置排水孔，排水管底部和排水孔外侧包裹土工布进行过滤，所述排水孔分布在排水管下端0-50cm范围内，相邻排水孔间距为5mm，所述排水孔的直径为3-6mm，所述排水孔的外围和排水管伸入防渗孔内的开口端处的土工布为一体式，所述土工布的上端通过绳体困扎在排水管的外部，土工布起到过滤作用，避免水中的杂质或小石块堵塞排水孔和排水管。排水管的管口安装有旋启式单向逆止阀，当反向水压较大时，山体积水就会从排水管流向库盆内，而库盆内的水则不会进入排水管内引起库盆渗漏，将倒锥形孔与排水管之间的空隙内填充高强砂浆，使防渗孔的表面与周围坝体为同一平面，避免排水管与防渗孔之间存在间隙，在防渗孔的周围滚涂底漆层，在底漆层的上端刮涂2.5-3.5cm厚的环氧砂浆层，在环氧砂浆层的上端喷涂1.5-2.5mm厚的聚脲层。最佳方案为底漆层的厚度为1-3mm，底漆层的上端刮涂3cm厚的环氧砂浆层，在环氧砂浆层的上端喷涂mm厚的聚脲层。底漆层使坝体基面可粘结力较强，环氧砂浆层起到抗冲磨作用，聚脲层起到防渗作用，由于山体内的水在反向压力的作用下能够及时从排水管排出，避免因为山体内水无法排出而使聚脲层出现脱空现象，从而使防渗效果较好。