中小型水電工程導流隧洞堵頭封堵措施探討

陳萬軍

摘 要 通過介紹牛都水電站導流洞堵頭施工的研究，探討堵頭施工的有效策略，對同類型的工程有借鑒意義。

關鍵詞 水電站；導流洞；堵頭施工；借鑒意義

中圖分類號：TV554 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0067-02

1 工程概述

牛都水電站位于貴州省正安縣土坪鎮境內，為芙蓉江干流梯級開發的第三級，壩址以上流域面積165 km2，多年平均流量34.2 m3/s，水庫正常蓄水位608.4 m，相應庫容2780萬m3/s，裝機容量20 MW，年平均發電量0.7億kWh。

導流洞進口設臨時封堵預制混凝土疊梁門，軸線樁號0+151.50～0+166.50段設長15 m的永久封堵混凝土堵頭。導流隧洞斷面型式采用城門洞型，隧洞開挖凈高7.53 m，底寬7 m，側高5.43 m，頂拱半徑3.46 m，頂拱中心角120。

2 導流洞下閘封堵經過

導流洞下閘封堵施工計劃將在下閘驗收完成后進行。施工程序如下：

施工準備→進口疊梁閘門下閘及砼澆筑→導流洞出口圍堰外側排水→引水鋼管埋設和粘土圍堰施工→堵頭砼施工→固結灌漿施工→回填及接縫灌漿施工→帷幕灌漿施工。

自2012年12月31日成功實現下閘蓄水后，隨即開始堵頭施工的準備工作，于2013年1月13日完成堵頭的混凝土澆筑，1月25日全面完成所有的設計任務。

3 導流隧洞堵頭施工方案

根據堵頭設計要求，結合工程實際，自2012年10月23日開始，多次開展了導流洞下閘封堵施工方案的專題討論會，參與人員有項目業主、設計、監理及施工單位相關人員等。其中，結合工程施工實際，進一步完善了封堵施工措施。原計劃永久堵頭按兩段澆筑施工，第一段長度6.0 m，第二段長度9.0 m，要求在第一段堵體的回填及接觸灌漿施工完畢后再進行第二段堵體澆筑，大體積混凝土溫度控制采用降混凝土低入倉溫度和在堵頭混凝土澆筑中埋設適量的冷卻水管。經充分論證和協商，對原設計方案進行了優化，取消進口排氣孔、冷卻水管、接觸灌漿及第一段固結灌漿施工等。

4 堵頭封堵施工主要技術措施

4.1 永久堵頭施工臨時圍堰

洞內永久堵頭上、下游側的臨時圍堰主要攔截和引排進口疊梁門和洞身山體圍巖的滲水。圍堰采用粘土編織袋堆筑，堰體之間設250 mm的排水管。導流隧洞堵頭部位屬灰巖，巖石完整，洞身未襯砌。擋水圍堰高度暫按2.0 m考慮，梯形斷面，頂寬1.0 m，兩側坡比1：1.0。粘土編織袋在土料場取料，人工裝袋后采用自卸汽車運輸至導流隧洞出口堆放，施工時采用自卸汽車或裝載機運至堵頭前由人工進行圍堰填筑，圍堰粘土編織袋備料約50 m3。為防止下游河水倒灌進入導流隧洞，導流隧洞出口采用土石棄碴填筑臨時圍堰，圍堰高度高于河床常水位且滿足進出洞交通要求即可，土石碴填筑約100 m3。

4.2 模板施工

導流洞堵頭砼澆筑模板約100 m2，上游側采用鋼管搭建支撐排架管，由于導流洞封堵后堵頭上游側模板無法拆除，故上游面模板、支撐排架不作拆除。堵頭模板采用木模板拼裝，鋼管架支撐，斜拉錨固和對拉方式固定，外部采用排架支撐，內側固定在洞身底板的插筋上。下游模板在砼齡期達到規范要求后對模板進行拆除。

4.3 砼拌合、入倉及運輸

為加快堵頭施工，根據現場實際情況，在壩左岸615.5 m高程布置兩個270 mm直徑的孔直達堵頭頂部，大大的減少了混凝土運輸距離和時間，有力的降低了混凝土運輸的不安全因數，砼均采用左岸大壩砼拌合樓拌制，罐車運輸至孔口處入倉。

4.4 封堵砼澆筑

1）封堵堵頭砼采用二級配28d齡期的C20常態砼，砼澆筑工程量約730 m3。

2）砼澆筑鋪料間隔時間最長不得超過4 h，兩班制施工，因分段、停電或其他原因造成倉內砼初凝按施工縫處理。混凝土澆筑分層厚度40 cm左右，用插入式振搗器振搗密實。

3）砼澆筑主要采用插入軟軸式電動振搗器進行振搗，對不易振搗的部位采用人工插釬進行振搗。在振搗過程中應注意防止模板位移，并對排水管周圍的砼應加強振搗。根據水工砼施工規范，振搗時間以砼不再顯著下沉、不出現氣泡、開始泛漿時為標準。

4）將第一段堵體的回填及接觸灌漿施工完畢后再進行第二段堵體澆筑，在第二段堵頭砼澆筑前，必須將第一段堵頭砼表面進行鑿毛及沖洗處理，并在接縫部位設置止漿片，止漿片必須表面光滑清潔，不留孔洞。

5）施工縫處理：本工程導流洞封堵體總長15 m，根據規范要求，堵頭不設橫縫，施工中分段澆筑，分段的接縫按施工縫處理。施工縫采用人工鑿毛后采用壓力水沖洗，沖洗應達到的標準為沖去乳皮和灰漿，直到砼表面積水由渾變清為止。

4.5 固結灌漿施工

本工程導流洞封堵段洞身未襯砌，封堵前對堵頭段洞身圍巖松散巖石進行清除，并對堵頭段洞身圍巖進行固結灌漿，灌漿進尺約360 m，固結灌漿孔深3.5 m～4.0 m，孔徑50 mm，間距2.0 m，排距3.0 m，灌漿壓力根據工程類比或現場試驗確定，正常情況下孔口壓力為0.7 MPa～1.5 MPa，但不得引起圍巖變形。

1）鉆孔：導流洞內為無蓋重固結灌漿，鉆孔采用YT-28手風鉆鉆孔，孔徑為Ф50 mm，固結灌漿按1個次序進行鑿孔，每孔深入基巖不低于3.5 m，要求鉆孔時垂直于巖面。

2）固結灌漿：采用一次灌注；灌漿水灰比根據試驗確定，正常情況可采用1：1、0.8：1、0.5：1三個比級。灌漿主要參數，固結灌漿孔孔徑按50 mm考慮。灌漿孔按梅花型布設，間距2.0 m，排距3.0 m，灌漿壓力根據現場試驗確定，在規定的壓力下，灌漿孔段注入率不大于0.4 L/min時，延續30 min即可結束。

4.6 回填灌漿施工

導流洞封堵完畢后對頂拱與圍巖間進行回填灌漿，混凝土達到70%設計強度后進行回填灌漿施工。灌漿管預埋至下游堵頭外側，待堵頭砼達到規范要求后進行灌漿施工。堵頭段回填灌漿約130 m2。灌漿孔口壓力按0.3 Mpa～0.5 Mpa考慮，實際壓力可根據堵頭砼強度及圍巖條件進行調整。

1）施工工藝：鉆孔→灌漿→封孔→質量檢查。

2）回填灌漿施工：回填灌漿孔采用手風鉆鉆孔，開孔孔徑為ф50 mm，孔深保證進入巖石10 cm。回填灌漿采用純壓式灌漿，保證連續進行，結束條件為在規定壓力下灌漿孔停止吸漿后延續灌注5 min，即結束灌漿。灌漿孔灌漿完畢后，按規定使用干硬性水泥砂漿將鉆孔封填密實，保證孔口壓抹齊平。

3）對于洞室襯砌時頂部預留的孔洞，灌漿時用木塞塞死，待回填灌漿結束，水泥漿具有一定強度后，將木塞取下，用干硬性水泥砂漿封堵。

4）回填灌漿質量檢查：在該區段回填灌漿結束后7d進行，檢查孔數量為灌漿孔總數量的5%，采用鉆孔注漿法，向孔內注入2：1的漿液，壓力為灌漿壓力，標準為初始注入量不超過10 L，即認為合格。

4.7 帷幕灌漿施工

36～39#帷幕灌漿孔穿過導流洞深入洞底，位置穿過封堵段，設計要求在導流洞堵頭砼施工完成后再進行施工。施工方法在此不再敘述。

5 施工質量

本水電站導流洞堵頭施工，歷時25日完成。經現場質量檢查與堵頭儀埋資料分析，堵頭施工質量基本滿足設計標準，達到水電站運行的要求。

6 結束語

貴州芙蓉江牛都水電站導流洞下閘蓄水和堵頭施工，通過大量的優化和采取相應的技術措施，歷時25天圓滿完成各項設計任務，工程質量滿足設計要求，經過一年來的運行，沒有異常現象，在同類型工程中具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]趙興旺，張麗春.淺談小灣水電站導流洞堵頭灌漿施工[J].科技信息，2011（15）.endprint