馬來西亞巴貢電站導流洞改建工程施工研究

王艷杰，江 河

（中國水電七局有限公司，成都 611730）

1 工程概況

BAKUN水電站已建的3條導流洞平行布置于河床右岸，于2000年竣工并投入使用。由河床右岸往里分別為1號、2號及3號導流隧洞，其長度分別為：L1=1 356.77 m、L2=1 433.65 m及L3=1 524.63 m。導流隧洞襯砌后斷面尺寸均為D=12.0 m，導流洞間巖壁厚21.6 m。巴貢電站水庫蓄水期間要保證向下游河道提供生產、生活和生態供水，設計最小供水流量為150 m3/s，因此1#導流洞在水庫蓄水前需改建成放水孔，放水孔在1#導流洞0+537.987～0+572.638處改建而成。改建后的放水孔結構段總長度為34.65 m。放水孔由壓力鋼管段、蝶閥段、錐閥段、消能室防沖段組成。

2 施工條件

洞內施工場地狹小，而放水孔金結施工技術要求高，所需施工工期較長。在改建施工中，應考慮以下問題：洞襯混凝土拆除及隧洞擴挖爆破振動控制。由于放水孔改建時2#、3#導流洞照常過流，而1#、2#洞間巖壁厚為21.6 m，因此洞襯混凝土拆除及隧洞擴挖應采用控制爆破技術，以減小爆破施工對圍巖及2#導流洞襯砌混凝土的不利影響;金結運輸;由于隧洞內空間狹小，因此弧門、平板門及閘門啟閉機設備的運輸、就位及安裝時，受空間限制施工較為困難;放水孔平板門、弧門止水材料選擇及施工。平板門及弧門最高擋水頭182 m，閘門的水封施工要求高，并且必須保證萬無一失。

3 施工工藝

3.1 進出口下閘

為確保進出口閘門順利下閘和減少漏水量，在下閘前進行水下探查，主要檢查內容包括：門槽預埋件、門槽混凝土、門槽底坎、門槽尺寸，經檢查僅底坎混凝土有5～10 cm沖坑，但不影響下閘。

進口鋼閘門下閘較順利，但是當進口下閘后出口就形成了回水區域，使河水中大量泥沙淤積在出口門槽內，采用自制真空吸砂管在潛水員配合下清理門槽內的淤積泥沙，但是潛水員水下檢查清理后的門槽很快又被泥沙淤積，始終存在40～50 cm厚的淤沙。

針對上述情況又采用在疊梁最底部安放3個55 cm高的鋼支座，然后在支座上安放4根疊梁，疊梁下游面與上游面分別采用小鋼模壓沙袋和試槽架鋪層板作模板，潛水員在水下將其加固后，采用混凝土泵直接向水下疊梁上游面澆筑c45/20混凝土。混凝土澆筑完后潛水員檢查水下混凝土與疊梁接上，滿足疊梁下閘條件，余下的18根疊梁很快順利安裝完成。

3.2 初期排水堵漏

3.2.1 疊梁堵漏

針對疊梁不同部位采用以下辦法堵漏：

1）封堵疊梁底部漏水通道：在疊梁下游側約2 m處設鋼模板，采用混凝土泵直接向水下澆筑C45/20混凝土，混凝土澆筑完后，經潛水員檢查：水下混凝土與疊梁接上，門槽左右兩側及中間部位，混凝土高度均為2.5個疊梁高度。并在疊梁下游面鋪防水布，拋填黃土。

2）側水封堵漏：在疊梁下游滑塊與門槽處塞填棉絮。

3）底水封堵漏：在疊梁的角鋼上面每隔40 cm焊接1塊70 mm×65 mm×5 mm的角鋼，該角鋼上焊接一個Φ16 mm螺栓，然后在錯位的底水封上固定一根Φ20 mm圓鋼，用Φ16 mm螺栓頂在圓鋼上旋緊，使得底水封貼近疊梁上的角鋼，從而起到止水的作用。

3.2.2 排水孔封堵

排水孔的封堵采取向孔內打木楔再排水孔的四周洞壁上打膨脹螺栓錨鋼板把木楔往孔內壓的方式進行封堵。

3.3 1#導流洞混凝土拆除爆破

3.3.1 控制爆破

3.3.1.1 最大單響藥量控制

由于1#、2#導流洞最小距離約為21.6 m，而且1#導流洞改建時2#、3#導流洞仍在過流，因此改建段原混凝土拆除需用控制爆破。根據業主要求，爆破振動速度控制指標為3 cm/s，根據交通洞爆破實測資料，爆破設計最大單響按12 kg控制。

3.3.1.2 PPV測試頻率

爆破作業時，在現場指定位置采用DSUM-4C PPV型爆破振動測試儀進行PPV測試，根據測試結果對爆破參數進行調整。PPV測試頻率為每2排炮測試調整一次爆破參數。

3.3.2 襯砌混凝土拆除

3.3.2.1 分上下臺階開挖

針對本洞斷面大超挖嚴重的特點，采取分兩期開挖，即上下臺階開挖（Ⅰ期、Ⅱ期），先在底部墊厚4 m的石渣，拆除Ⅰ期。Ⅰ期拆除完后把底部墊的渣清完再拆除Ⅱ期。

3.3.2.2 兩端頭預裂爆破

為保護改建段上下游未拆除部分混凝土，減小爆破震動和創造爆破自由面，在原襯砌混凝土施工縫部位進行預裂爆破。

3.3.2.3 分區開挖

預裂爆破后，為減少每排炮的總裝藥量，采取分區開挖。先開挖頂部，分5區拆除完成后，再開挖底部，也分5區。每區布孔裝藥原則為最大單響藥量范圍內，多打孔，少裝藥，避免大塊體與殘留混凝土現象產生。開挖分區圖見圖1。

頂部二區開挖時采用垂直洞軸線造孔，結果表明造孔難度大時間長、孔深不好控制、爆破后頂拱上懸有大塊殘留混凝土。在三區開挖時采取在已開挖出的環形斷面上平行于洞軸線造6 m深水平孔進行爆破，結果表明造孔方便快捷，爆破后無殘留效果較好。

3.3.2.4 爆破網絡控制

為控制段單響藥量采用孔內、孔外、排間復式微差進行控制爆破。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土分層分塊

改建段混凝土施工分為5個澆筑區，其中第Ⅰ區混凝土分為5層，為加大層與層間抗滑采取臺階式分層，第Ⅱ區和第Ⅲ區分別分為4層和3層施工。分層分塊圖見圖2。

3.4.2 改建段模板施工

上游面喇叭口弧形模板是在加工廠定做的定型木模板現場組裝，用圓弧鋼筋加固。

閘室折線段與曲面模板，用T20鋼筋加工成與設計曲面尺寸相同的弧形肋，然后采用P1015組合鋼模板沿弧形肋拼裝成型，采用滿堂腳手架支撐和內拉桿聯合支撐，并設置可調支撐進行調節加固。

3.4.3 混凝土澆筑

3.4.3.1 混凝土入倉

混凝土采用5 m3罐車運輸，分別在交通洞和1#導流洞內設置2臺HB60型混凝土泵，泵管借用腳手架施工平臺作支撐直接進入倉號內。特殊部位的混凝土入倉，如鋼結構兩側、閥室的兩側邊墻部分必須采用對稱均勻送料入倉。特殊部位的混凝土入倉設置輔助溜槽或溜筒完成。

3.4.3.2 混凝土平倉振搗

混凝土的平倉均采用人工進行，澆筑鋪料厚度為30～50 cm。在倉內根據澆筑情況經常移動泵管和用振搗器與鐵鍬趕料，避免骨料堆疊。

3.4.3.3 混凝土冷卻與施工縫面處理及養護

在改建段堵頭I區5層混凝土中布置7層Φ25 mm黑鐵管冷卻水管。考慮到混凝土的內部溫度降溫進度關系到改建施工的進度，在混凝土冷卻期間，需每天對進、出水溫度進行跟蹤監測，并進行記錄、分析。同時，對混凝土料采取適當加大粉煤灰的含量，降低單位水泥用量;控制混凝土入倉溫度。施工縫進行沖毛處理，分縫設置橫向銅止水。養護采用人工灑水。

3.4.4 埋件及監測儀器施工

在澆筑混凝土之前，用全站儀進行埋件的定位及安裝。為監測混凝土施工期和蓄水期的溫度、應力等情況，在混凝土中埋設和安裝了4支巖石應變計，12支溫度計、9支測縫計和1個讀數盒。在消能室末端還設置一套視頻攝像系統，以便觀察運行期消能室后面的消能、射流等情況。

3.5 灌漿施工

3.5.1 埋管布置

改建段灌漿主要為鋼襯等結構接觸灌漿和混凝土回填灌漿。預埋灌漿管采用硬質塑料管，主管直徑為38 mm，支管直徑為25 mm間距為2 m，鋼襯及消能室上已開好灌漿絲堵孔，灌漿管需伸入巖體15 cm。

3.5.2 接觸、回填灌漿

在混凝土冷卻完畢后，先對冷卻水管進行回填灌漿封堵，灌漿壓力0.4 MPa，漿液配比0.45∶1。灌漿分兩個階段進行：第一階段先灌堵頭上游端兩排孔，以封閉上游端堵頭與邊墻間的接觸面;第二階段由兩邊墻從低到高進行其他管路的灌漿;漿液配比0.5∶1。當灌漿壓力達到0.4 MPa時且流量為零時，再恒壓保持2 min即可結束灌漿。

圖1 導流洞改建段原開挖實測剖面與爆破分區圖

圖2 改建段剖面圖、混凝土分層分塊圖

4 結語

巴貢工程的放水孔改建水力學問題非常突出。在改建的同時相鄰的2#、3#導流洞仍在過流，再加上放水孔施工結構復雜、施工空間狹小、施工困難、工期緊張等，造成放水孔施工是一個技術難度極大，風險極高的工程。巴貢工程放水孔的順利施工為今后相類似項目的施工提供寶貴的經驗。

[1]郭進平.新編爆破工程實用技術大全[M].北京：光明日報出版社，2002.

[2]余永禎.建筑施工手冊[R].北京：中國建筑工業出版社，2003.

[3]楊光偉.二灘水電站導流洞封堵施工[J].水電站設計，2001，17（3）：29-33.