摘要：拉托維亞Plavinas電站是Daugava梯級系統的一部分，補救項目設計了它的8號施工縫瀝青水封。本文敘述了整治的必要性及提出的解決方案。

關鍵詞：拉托維亞 Plavinas 水電站 沉降 補救

Plavinas電站位于Daugava河上是D augava梯級開發的主要電站。電站建于1961年到1966年間，如圖1所示由兩部分組成，每部分長約90m，壩座結構位于左右兩側。每個電站廠房分為5個發電單元，總共10個單元，功率約為875MW。電站廠房頂高程設計為75.6ｍ，但建筑物沉降相當大。

在左壩座的左側（從水流方向看）有一個擋土墻連接土石壩。同樣，在右壩座結構的右側有一個擋土墻連接砂質壤土填筑而成的壩。左側擋土墻建于水力沖填土之上，右側擋土墻建于砂質壤土上。這說明了左側擋土墻比右側擋土墻沉降的大的原因。毗連左壩座正好在上游處有一個低標高的擋土墻平行于水流方向，以保護渠道入口。毗連右壩座正好上游處有一個擋土結構也平行于水流方向并保護進水口。

上游護坦澆注在原狀的冰磧物上，在其頂部有一個帶混凝土罩的壤土及沙濾池。向上游14.76m電站廠房基礎板直接建于冰磧物上。在此之后，基礎板和冰磧物之間有一層過濾部分 ，這是此電站一個顯著的特點。也有一個下游護坦，它是建于冰磧物上的一個混凝土池的一部分。下游護坦也起溢洪道消力池的作用。有減壓孔來減小孔隙水壓力，否則會引起護坦隆起 。

由于地基的關系，設計者采用彈性施工縫來允許剛性體間的不同移動。

1.豎直的彈性施工縫

豎直彈性施工縫由兩個剛性的塊體間斷開的間隙組成并以瀝青水封來防止水流入。由于瀝青是一種粘稠的材料，如果不用U型的混凝土塞的話它將外流，瀝青的液體壓力將起作用而使混凝土塞得以固定。在混凝土塞和施工縫混凝土墻之間為10mm厚的含瀝青的氈板條，施工期間將它們粘于混凝土墻側面。專門成型的鋼絲用于施工時保持混凝土塞的位置。

這些水封的瀝青由35%的瀝青及65%的水泥組成。三個豎直彈性施工縫，每個都有一個瀝青水封，橫截面面積為0.56m2，形成護坦廊道的第7號和8號接縫。此外兩個直徑為326m m的豎直鋼管進入8號接縫。這些豎直水封對于補充8號接縫的瀝青損失是必要的，并提供足夠的瀝青防止水滲入此接縫。

加熱瀝青是可能的，為此設計者將三對電極置于每個豎直瀝青水封中并且每對電極在其充填管中。然而水利工程實踐中很少這么做。最初設計的電極很不常用的原因在于存在不能控制瀝青滲漏的危險。因此大壩維護處更喜歡每次只使用一個可移動的加熱電極，并在加新瀝青時放置。瀝青置于一個所需要的基礎上。各個接縫的瀝青滲漏量大致與8號接縫的損失量相當。

2.水平彈性施工縫

水平彈性施工縫和豎直施工縫非常相似，功能基本上也一樣。每個施工縫都 由兩個剛性塊體間的空隙組成并以瀝青水封來防止水流入。但水平施工縫的間隙較小，只有4cm，而豎直施工縫的間隙有16cm。水平接縫的施工如下：一條65×10mm厚的V型瀝青氈置于間隙中央。一個混凝土楔塞置于它的頂部，接著把瀝青澆注到期望的高程。瀝青中有兩對加熱電極用鋼絲固定位置，水利工程實踐中從未用過這些加熱電極。在瀝青上面放置混凝土楔塞并覆蓋一層V型瀝青氈。相鄰的混凝土有一層瀝青涂層并且放置保護性的混凝土罩。接縫每個側面都采用錨固來固定混凝土罩的位置。

３.彈性施工縫系統

3.1通常的止水網格

施工縫內的彈性瀝青水封在某種程度上形成了迂回的相互聯系的管網。一個 瀝青水封位于右側護坦和右側擋土墻（M-1-2）之間；兩個豎直瀝青水封位于右壩座結構和 右側擋土墻（M-1-2）的接頭處；在右側電站廠房壩座和右側擋土結構之間的接頭處有兩個豎直的和兩個水平的瀝青水封；在左電站廠房塊體的連接處有上游和下游豎直瀝青水封及上下水平瀝青水封；在左側電站廠房壩座墻和左側較低擋土墻之間有兩個豎直瀝青水封并且在左側擋土墻和電站廠房左壩座之間有另外一個。如圖2所示在上游護坦和電站廠房基礎之間有兩個水平瀝青水封位于護坦廊道處。上面的一個瀝青水封承抵水庫的水壓力；較低的一個承抵孔隙水壓力。



在右壩座結構中上部的瀝青水封高程為42.9，并將兩個豎直水封連在一起，在它的上方有 一個廊道位于高程43.5處。下面的水平水封高程為26.66，設計目的是為了阻止孔隙水壓力 進入右側電站廠房壩座的下部廊道。如果在1987年不被損壞的話下部水平水封也將把兩個豎直瀝青水封連在一起，從而也將它們和護坦廊道下部的接頭水封相連。

當帶有混凝土支撐的下部的水平瀝青水封鼓起時，破壞就發生了。瀝青入 流使得右壩座結構的左側豎直施工縫中的瀝青標高突然降低，取代瀝青流入下部廊道。豎直水封的上部瀝青不如下部瀝青流得快，這可能是因為它更粘稠，或是因為一個小障礙造成的，在3號施工縫中大約高程38m處形成一個裂口。水流過這個裂口淹沒右壩座結構的下部。

盡管有些困難，但把水止住使其不再流入廊道是可能的。修整過程包括澆注混凝土到左側廊道使其高程升高至40，在豎直施工縫上面加入更多的瀝青并加熱，以及在最初的瀝青水封上游約83cm處放置一個新的圓桶狀的瀝青接頭。

4.8號接頭的狀況8號接頭為一個水平瀝青水封。在護坦廊道做了兩次檢查，盡管似乎狀況不 錯，但有些位置還是有瀝青從接頭上部流出進入護坦廊道。這些瀝青雖然還有些彈性但已老化。沒有水流經此接頭的標志。先前的止漏方式是不成功的，應該停止，因為無法控制的滲漏會使豎直接縫排空，而導致嚴重的后果。然而在以后的討論中可知一定數量的溢流是減小壓力增長所必需的，并可以嫩化水封中的瀝青。對幾種方案進行了研究。圖3所示為現有護坦廊道的狀況。

５.8號接頭的關鍵作用盡管廊道接頭處的入流能在其進入電站廠房前被兩個位于廊道端部的開口阻止，但就護坦減小電站廠房基礎下孔隙水壓力以及清除廊道接頭處小部分水平壓力而言， 8號接頭的牢固性對于電站廠房的滑坡穩定性是最重要的。

可以設想用一種材料填充側廊道及接頭廊道來消除接頭完全破壞的風險， 然而由于存在潛在的不均勻移動，所以這種材料不能用混凝土，必須用一種彈性的如WEBAC4101的材料。如此重要的解決方案目前尚未打算采用。相反打算用一種二線防御，它能調節不均勻沉降。這是因為護坦的監測是使用接頭廊道來完成的，因而保持這種結構的接頭起作用是非常重要的，除非證實不在需要廊道。此外，如果將來發生非常大的不均勻沉降時，這種二線防御可以提供充足的時間來完成向廊道內填充彈性材料。

6.對8號接頭的建議

6.1現狀計算今天的狀況已經發生了一些變化。結構已變形，并仍發生輕微移動。值得一提的是8號接頭開合平均年相差1mm，這意味著6個多月接頭閉合約2mm。這看上去不大，確實如果管道系統在1965年不受損傷的話任何由于這種移動而產生的較小的壓力增長都可以由該結構進行順利調整。

然而豎直接頭現在由于左岸不均勻沉降已部分地被壓縮，并在中心部分堆積。1986年當放置新的瀝青時發現可移動的加熱桿在豎直接頭內深度8m處不能再向下移動。現在障礙位于深度約13m處。（如果可能的話可以鉆穿此障礙以確定）。或者也可以認為部分的壓縮是 由于1987年發生在右岸的事故造成的。2001年莫斯科水利項目研究所撰寫的題為《Plavinas HPP-Study of Pressure in Bitumen of Joint No.8》的報告表明130t/m2的壓力預計變 形為2mm。這比設計值高的多，所以補救措施必須包括壓力釋放裝置

一個更重要的問題為接縫的左右兩側是否接觸。摩擦力和接觸力將予以介紹，它們在初步設計時都沒被預見到，并且強度能力可能不足。補救方案沒有考慮這些摩擦力和接觸力是因為它們不可能通過加固接頭底部而得以有效阻止。因此繼續監測接頭開口，確保開口仍很小是重要的。

6.2推薦的補救措施Electrowatt-Ekono(EWE)和HPI建議的補救措施為使用U型帶夾具的不銹鋼模 板來增加接頭的可靠性。此方案與1965年Rotterdam地下鐵道所用方案相似。兩塊鋼板，開口兩側各一塊，用于加快鋼板擴張。此方案的主要優點是所引起的對護坦廊道的障礙最小，并且提供充足的適應性來進一步調節至少10cm的接頭移動，從而維持最初的設計概念。任何由于接頭閉合移動而引起的瀝青中壓力的增加都可以通過使用壓力釋放裝置（隔3m放置）得以大大緩和。另外需要25mm直徑的錨栓來加固底部巖層，鋼筋儀用于定位和鋼筋分離的錨栓。

７結論可見8號接頭的補救措施是必需的，EWE和HPI推薦使用帶夾具的U型不銹鋼模板的方案，它能節將來發生的不均勻沉降。