浅析仁宗海引水隧洞绕渗检查放空及充水操作技术要求

浅析仁宗海引水隧洞绕渗检查放空及充水操作技术要求

林伊邦 熊长青

四川川投田湾河开发有限责任公司 四川成都 610213

摘要：水库大坝的渗流渗压参数是关键技术参数，影响着大坝的安全和周围环境的安全。由于仁宗海大坝一直存在渗漏偏大问题，本文就以仁宗海水库较高水位情况下对仁宗海电站引水隧洞泄放水操作，同时进行仁宗海大坝坝渗水量实时监测，为确保放水及充水过程安全，通过对仁宗海引水隧洞绕渗检查放空及充水操作技术要求的分析，以供国内同类大坝渗流渗压监测比较、借鉴。

关键词：绕渗检查 放空 充水 技术要求

1 工程概况

仁宗海水库电站作为田湾河一库三级梯级开发的龙头水库电站，主要由坝区枢纽、引水系统、厂区枢纽、“引田入环”输水枢纽和送出工程等组成。水库总库容1.12亿m³，具有年调节能力；电站装设2台120MW的6喷嘴水斗式水轮机，最高水头615米。

2 仁宗海引水隧洞绕渗检查原因

自仁宗海水库蓄水以来，大坝一直存在渗漏问题，先后经历了四次灌浆处理，虽取得了一定的成果，但是大坝渗漏问题依然突出，影响着大坝的长期安全稳定运行。为提升大坝安全性，计划将仁宗海引水隧洞内水位降至2876m过程中，验证隧洞引水与坝后渗水量的相关性，实施对大坝坝后渗水量实时监测，也为了准确找到了防渗墙与土工膜连接部位的缺陷位置，为下一步的处理提供了可靠的依据。

3 仁宗海引水隧洞放空技术要求

由于此次引水隧洞放空工作是在水库接近最高水位下进行，本次引水隧洞的放空主要包括一是塔式进水口闸门井蓄水量约590m³及调压室竖井上段（高程2928m至2883m）蓄水量约1910 m³;二是引水隧洞放至2876m，蓄水量约1.7万m³。因引水隧洞较长，沿程未设置放水孔，本次放水引水隧洞只需放至2876m。故放水分三步进行：

3.1闸门井及调压室竖井上段放空

仁宗海电站两台机组停机解列，全关引水隧洞进水口工作闸门，保持引水隧洞进水口检修闸门全开。调整机组喷针开度，泄放调压室竖井上段水体（高程2928.00m至2883.00m，监控系统球阀前端压力约在5.91MPa至5.48MPa），根据渗漏水量适当控制泄放速度，保持水位下降速度1.5m/h，泄放流量约1.03m³/s左右（含渗水），此过程大约30小时左右。

根据《仁宗海水库电站工程设计运行说明书》，放空时闸门井及竖井水位控制按每下降5m，保持3小时的原则，放空时间不少于30小时。因该段主要考虑隧洞内外压平衡，不可骤降，以免对隧洞造成破坏。本次闸门井及竖井水位下降速度控制在1.5m/h左右。闸门井及竖井储水体积通过数学计算得出，对应泄放流量为Q渗+0.03m³/s。

因该阶段流量的变化对水位下降速度的影响非常大，适时调整喷针开度的难度较大，本次从初期到后期喷针开度不断加大过程，由单喷针开度约6%逐步加大至双喷针7.5%。实际执行时，可以采取略快放水一段时间，再减慢直至保障水位不变的方式，保障总体速度。

3.2引水隧洞部分分段放空

当进水口闸门井水体泄放完成后，开始泄放引水隧洞（高程2883.00M至2876.00M）部分水体，利用机组带负荷5MW至10MW左右，泄放流量约3 .0m³/s（控制水位下降约1.5m/h），放水至引水隧洞至2876m高程时（监控系统球阀前端压力约在5.42MPa左右），调整机组喷针开度（根据洞内渗水量），维持在此水位，此过程约需4.7小时左右。

泄放流量=洞内渗水量Q全+1.5 m³/s（由于洞内渗水量随水位下降而增大，可以逐渐加大开度），同时应控制洞内放水速度在1.5m/h。

由于放空引水隧洞时，要求水位下降约1.5m/h，加上该段储水量相对较大，采用机组带负荷的方式进行放空。通过近似计算，每小时放水1.5米约5700方水，折算为流量约1.58m³/s左右，可带负荷P= （Q渗+ 1.58m³/s）/1.97（因水头下降，计算时，可取值大于1.97），因初段及末端水量略小，且渗漏量逐渐加大，故机组带小负荷负荷采取逐渐增加的方式。

数据计算：

对应高程=（球阀前端压力+压力修正值）*103.36+2320.5

其中压力修正值=（初始高程实测-2320.5）/103.36-初始压力实测，103.36m为1MPa压力对应水头。

3.3保持水位在2876米的高程

当水位下降到达2876米的高程后，将机组解列，采用喷针排水模式维持水位。

3.4 放空期间注意事项

严格按照规定控制放水速度：以机组超声波流量计为主监视泄放流量，根据泄放流量，调整机组负荷，控制水位下降速度。引水隧洞的水量与隧洞高程差大致成线性关系，放水初期，值班员应估计好洞内渗水情况，控制水位下降速度。

远控监屏人员应监视球阀前端水压及配水环管水压。每30分钟记录球阀前端水压及配水环管水压、机组超声波流量及负荷，且水压每下降0.1MPa（即水位每下降10m），记录一次。

4 仁宗海引水隧洞充水技术要求

隧洞充水时的水位上升速度应分段控制：2876.00m～2883.00m高程段约3.5m/h，对应充水流量约为5.0 m³/s（无压充水）；2883.00m高程以上（调压室段）约5m/min，对应充水流量约为3.4 m³/s。

4.1引水隧洞充水

仁宗海电站机组停机，将仁宗海水库隧洞进水口工作闸门提至5-10cm对引水隧洞（2876.00m～2883.00m段）充水，充水速度控制在约3.5m/h，应注意闸门振动情况，监视球阀前端压力约在5.42-5.48MPa之间，此过程约2小时。

4.2闸门井及调压室竖井上段充水

当引水水洞充水至2883m时，控制在进水口工作闸门开度5cm内对调压室竖井上段充水，充水速度控制在约5m/min，监视球阀前端压力约在5.48-5.91MPa之间，此过程约10分钟左右。

竖井段充水因水位上升较快，闸门处压差会急剧降低，宜不断加大开度，控制充水速度。在竖井的充水的末端，水位上升不明显时，建议仍点动闸门提升1-2次，确认水位不再继续上升后，再进行闸门全开的操作。

4.3充水期间注意事项

应根据充水时的实际库水位及隧洞内渗水流量，调节进口闸门开度，防止隧洞水位上升过快。充水过程中操作闸门的时候，监视钢丝绳、闸门的提升情况，万一异常，停止操作，如果在水库高水位情况下，工作闸门在小开度充水流量仍大于充水要求时，把工作门和检修门全关，提前检修门充水阀，再利用工作门小开度充水。

充水期间现场安排人员监视球阀控制柜上压力钢管水压，每30分钟记录球阀控制柜上压力钢管水压，判断隧洞水位上升是否过快。

5 结束语

在水库水位较高的情况下，进行放空和充水操作，控制难度高，且一旦失控，对水工建筑的影响大，是一项风险较高的操作。整个放空和充水过程应该按照技术要求进行，严格控制放空流量、充水流量以及隧洞水位控制要求，不能操之过急。在充水结束后，应安排人员对放空段引水隧洞的巡查，以确认未对水工建筑造成破坏。

参考文献

王军，李俊.黄金坪水电站右岸厂区蓄水后渗流渗压监测成果分析[J].四川水力发电，2017，36（05）：92-95.

作者简介：

林伊邦 男 （1983.10-），广西南宁人，工程师，从事水电站运行技术管理，303271830@qq.com

熊长青 男 （1983.10-）， 四川广元人，工程师，从事水电站运行技术管理，274351260@qq.com