山口水庫大壩導(dǎo)流管封堵處理

□魏東坡（河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司）

□任天翊（三門峽市山口水庫建設(shè)管理處）

□黃玉景（三門峽市水利局）

1.工程概況

山口水庫位于陜縣張茅鄉(xiāng)山口村峽谷河段，壩址距三門峽市區(qū)約20km，距山口村約2.7km，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧供水、防洪、生態(tài)旅游等綜合利用的?。?）型水庫。

大壩為土質(zhì)防滲體分區(qū)壩，壩頂高程662.50m，最大壩高42.50m，壩頂長度153m，壩頂寬度6.00m，上游壩坡由上到下坡比依次為1∶2.5、1∶2.75，下游壩坡坡比為1:2。

導(dǎo)流管布置于大壩右岸，總長215.2m，進(jìn)口底高程623.0 m，縱坡1.1%，其中穿壩體段為0+061～0+263。導(dǎo)流管采用承插式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制管，內(nèi)徑1.4m，承壓能力0.6MPa，連接采用柔性連接，轉(zhuǎn)彎部位0+167～0+177采用現(xiàn)澆混凝土。導(dǎo)流管外包C25混凝土，沿線設(shè)3道截滲環(huán)，進(jìn)口設(shè)鑄鐵閘門。

2.封堵處理

2.1 原設(shè)計(jì)封堵方案

導(dǎo)流管首部設(shè)混凝土門槽，封堵時沉放鑄鐵閘門截?cái)嗨鳎l門為臨時擋水之用，沉放后不再提起。

封堵位置分2段：進(jìn)口閘門后10.45m（樁號0+001.55～0+012）和截水槽現(xiàn)澆段10m（樁號0+167～0+177）。

封堵體采用C20W6混凝土，適量添加膨脹劑。封堵前對接觸段進(jìn)行鑿毛，然后布設(shè)錨筋，錨筋長40cm，外露20cm，排距3m，錨筋方向與管壁垂直。

封堵段頂部中心角120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，回填灌漿孔2孔、3孔交替布置，排距2m；回填灌漿在封堵混凝土澆筑至少14d后，待封堵混凝土溫度穩(wěn)定和收縮基本完成后進(jìn)行，分兩序進(jìn)行，灌漿壓力0.3～0.5MPa，在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注10min即可結(jié)束；回填灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束至少7d后進(jìn)行，檢查孔應(yīng)布置在脫空較大、串漿孔集中以及灌漿情況異常的部位，其數(shù)量不少于灌漿孔總數(shù)的5%；回填灌漿施工應(yīng)自較低的一端開始，向較高的一端推進(jìn)。

2.2 施工過程及主要施工方法

2010年8月3日開始開挖導(dǎo)流管基礎(chǔ)，8月31日至9月5日澆筑導(dǎo)流管支墩，9月3日至9月13日安裝導(dǎo)流管，9月13日開始澆筑導(dǎo)流管外包混凝土，9月29日完成導(dǎo)流管外包混凝土下部澆筑等工作。導(dǎo)流管具備過水條件，9月30日試通水，10月16日完成了導(dǎo)流管上部外包混凝土澆筑。2010年10月18日開始填筑大壩，2011年7月14日完工。

2.2.1 導(dǎo)流管基礎(chǔ)開挖

基礎(chǔ)石方開挖采用光面爆破，預(yù)留0.5m作為保護(hù)層開挖，采用挖掘機(jī)帶振動破碎器、挖掘機(jī)配合人工清理。

2.2.2 導(dǎo)流管安裝

導(dǎo)流管混凝土基礎(chǔ)采用分步驟澆筑方案。首先在每根導(dǎo)流管下澆筑出兩個支墩，待導(dǎo)流管安裝完畢后，再結(jié)合澆筑外包混凝土的時機(jī)填補(bǔ)支墩之間空隙。

導(dǎo)流管為承插式預(yù)應(yīng)力管，采用柔性連接，由下游向上游排管，承口在上游，接口在下游。安裝采用自行式汽車起重機(jī)吊裝，人工配合10t倒鏈安裝。

承插管鋪設(shè)好后進(jìn)行外包混凝土澆筑，其中樁號0+087～0+237段采用鋼筋混凝土，其余段為素混凝土。穿壩段每10m設(shè)伸縮縫和橡膠止水，外包混凝土在樁號0+107、0+137、0+171處設(shè)三道混凝土截水環(huán)。

2.2.3 導(dǎo)流管封堵

閘門后3m長封堵方案：對導(dǎo)流管內(nèi)壁鑿毛，按圖設(shè)錨筋；在導(dǎo)流管頂開“天窗”（尺寸50cm×60cm），以便混凝土入倉及人工振搗；在臨時閘門沉放截水后，立即于閘門后3m位置固定模板，隨即開始澆筑混凝土至導(dǎo)流管頂部并超出天窗一定高度。

3.出現(xiàn)的問題及解決方案

3.1 出現(xiàn)的問題

2012年1月，導(dǎo)流管閘門后3m先行封堵完成，該段暴露于壩坡外，為進(jìn)口方變圓漸變段，封堵采用開“天窗”澆筑混凝土方式，施工質(zhì)量較易保證，封堵效果良好。春節(jié)后3月下旬，準(zhǔn)備按原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行封堵時，管內(nèi)發(fā)現(xiàn)水流，經(jīng)檢查，導(dǎo)流管截水槽前未封堵段有幾處裂縫，其中主要裂縫有3條，水流曾線狀噴射，其余幾處不太明顯，僅管壁濕潤。

3.2 問題初探及解決方案

工程導(dǎo)流管埋于壩下，其重要性與大壩相當(dāng)，因此考慮按大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；導(dǎo)流管采用承插式預(yù)應(yīng)力管，柔性連接，基礎(chǔ)均坐落于安山玢巖上，并外包C25鋼筋混凝土加強(qiáng)以加大安全系數(shù)；導(dǎo)流管封堵選擇在非汛期進(jìn)行，封堵期設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇非汛期洪水；封堵體按永久建筑物設(shè)計(jì)，堵頭長度、堵頭結(jié)構(gòu)、安全系數(shù)及防滲等級均滿足相關(guān)規(guī)范要求。綜上，原封堵設(shè)計(jì)符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

問題的出現(xiàn)說明設(shè)計(jì)在施工過程中有欠考慮因素，設(shè)計(jì)意圖沒有完全貫徹到實(shí)際中。一方面設(shè)計(jì)時沒有充分考慮到施工中可能存在風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素，偏于理想化；另一方面，施工時未能充分理解設(shè)計(jì)意圖，致使施工方案不甚合理。

發(fā)現(xiàn)問題后，建設(shè)管理單位高度重視，迅速成立了由參見各方組成的專題調(diào)查組，在自查與互查的基礎(chǔ)上，掌握了第一手資料，并于4月初邀請省內(nèi)知名專家現(xiàn)場研討，會后根據(jù)實(shí)際情況將原封堵方案調(diào)整為：導(dǎo)流管封堵前先對滲流點(diǎn)進(jìn)行灌漿處理，范圍自出滲點(diǎn)向上、下游各延伸2m，灌漿孔在管頂、管肩45°、管腰處布設(shè)，排距0.5m，排間錯開布孔，導(dǎo)流管封堵范圍調(diào)整為自樁號0+181（截水槽現(xiàn)澆段后4m）以上全段封堵。

具體施工方案為：首先采用高壓堵漏灌注機(jī)處理管壁裂縫，基本消除滲漏點(diǎn)后再進(jìn)行封堵施工。封堵前在洞頂預(yù)先埋設(shè)3套回填灌漿管路，然后采用泵送商品混凝土封堵施工，每次封堵段20～30m。封堵混凝土澆筑完成后14d開始進(jìn)行回填灌漿，回填灌漿分二序進(jìn)行，灌漿壓力0.3～0.5MPa，在規(guī)定壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注10min即可結(jié)束。

工程封堵方案按補(bǔ)救措施調(diào)整后完成至今再未見滲水，效果良好。

4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

4.1 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

導(dǎo)流管作為臨時建筑物，工程量相對較小，其重要性往往被忽視，但穿壩體導(dǎo)流管封堵體應(yīng)屬永久建筑物，其重要性與大壩相當(dāng)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不易低于大壩，因其具有隱蔽性，必須高度重視。

4.2 質(zhì)量控制

工程導(dǎo)流管出現(xiàn)的問題不排除個別成品導(dǎo)流管質(zhì)量有瑕疵，系主觀認(rèn)為導(dǎo)流管有內(nèi)部封堵、外部包混凝土的雙重保險(xiǎn)，重視程度不夠，存在僥幸心理。須知導(dǎo)流管及其封堵為重要隱蔽工程，一旦出現(xiàn)問題后患無窮，后期處理也極其困難，因此，從設(shè)計(jì)到施工，每個環(huán)節(jié)都需高度重視，尤其是施工過程中要加強(qiáng)材料檢驗(yàn)與施工過程控制，嚴(yán)把質(zhì)量觀。

4.3 封堵設(shè)計(jì)

導(dǎo)流管的封堵實(shí)際由2部分組成：進(jìn)口臨時封堵閘門和封堵體。封堵閘門用于臨時擋水，適當(dāng)位置設(shè)置的混凝土堵頭永久承受來自蓄水后庫水位的上升所形成的水壓力，兩者配合確保水庫內(nèi)的蓄水不滲漏到下游。

為確保大壩安全，對位于穿壩范圍內(nèi)的導(dǎo)流管是否需進(jìn)行全段封堵不但要根據(jù)大壩的結(jié)構(gòu)型式和應(yīng)力傳遞要求確定，更需要充分考慮施工風(fēng)險(xiǎn)與材料的不確定性因素，易做保守設(shè)計(jì)。

4.4 施工方案

施工方案是貫徹設(shè)計(jì)意圖的重要環(huán)節(jié)，其是否合理直接關(guān)系到工程建設(shè)的成敗，本工程以下施工方案值得商榷，施工時需慎重處理：

導(dǎo)流管外包混凝土下部采用先澆支墩再回填澆筑的施工方案，支墩間混凝土不易振搗密實(shí)，施工質(zhì)量不易保證，從而可能改變原設(shè)計(jì)導(dǎo)流管支持方式變?yōu)榉止?jié)簡支的支持方式。

導(dǎo)流管靠山體側(cè)回填土石方作業(yè)空間有限，壓實(shí)不易密實(shí)，而另一側(cè)壩體土壓實(shí)采用重型碾壓設(shè)備，壓實(shí)度較高，從而形成側(cè)向土壓力。

導(dǎo)流管個別段外包混凝土齡期不足時即開始壩體土石方填筑，加之重型碾壓設(shè)備的影響，對外包混凝土造成了先期傷害，外包混凝土加強(qiáng)作用已不復(fù)存在。

4.5 跟蹤監(jiān)測

施工期要加強(qiáng)監(jiān)測，力爭在第一時間發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整設(shè)計(jì)或施工方案，早發(fā)現(xiàn)早補(bǔ)救，將問題消滅在萌芽狀態(tài)。