立洲水電站導(dǎo)流隧洞下閘預(yù)案淺析

王 強(qiáng)

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

立洲水電站導(dǎo)流隧洞下閘預(yù)案淺析

王 強(qiáng)

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

導(dǎo)流隧洞作為水利水電工程建設(shè)過程中的一項(xiàng)臨時(shí)建筑工程，在工程擋水、取水口建筑物具備運(yùn)行條件后一般均需進(jìn)行永久封堵封閉。而導(dǎo)流隧洞封堵工作的前期準(zhǔn)備及封堵的質(zhì)量、進(jìn)度及安全均會對后續(xù)工程及水利水電工程的按時(shí)及安全運(yùn)行帶來直接影響。淺析了導(dǎo)流隧洞封堵前的施工準(zhǔn)備工作及施工中的注意事項(xiàng)，可為類似工程提供參考。

導(dǎo)流隧洞；下閘；封堵施工；研究應(yīng)用；立洲水電站

1 概 述

立洲水電站大壩正常蓄水位高程2 088 m，死水位高程2 068 m，壩頂高程2 092 m。導(dǎo)流隧洞位于大壩左岸，斷面型式為城門洞型，過水?dāng)嗝鏋? m×7 m，隧洞長309.5 m，進(jìn)出口高 程 分 別 為1 988 m、1 986 m，底坡i=6.462‰。

導(dǎo)流隧洞閘門采用洞室型布置，閘門井位于導(dǎo)流隧洞0+092.77樁號處，閘門起閉機(jī)室擴(kuò)挖高度為8 m，底板高程2 009 m，在該部位設(shè)置了1扇封堵閘門，底坎高程為1 987.37 m，閘門采用平面滑動門，平面尺寸為6 m×7 m，由2 500 kN固定卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行操作，啟閉機(jī)布置在高程2 009 m的啟閉機(jī)排架上，揚(yáng)程43 m。下閘蓄水后須對導(dǎo)流隧洞進(jìn)行C20微膨脹混凝土永久封堵(圖1)。

圖1 導(dǎo)流隧洞剖面圖

2 下閘設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求

按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求，導(dǎo)流隧洞下閘采用5 a一遇(P=20%)旬流量作為下閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的平均流量為120 m3/s，提門啟閉水頭為6 m，啟閉機(jī)的容量選定為2 500 kN。下閘后應(yīng)利用多種方法檢測閘門開度，同時(shí)監(jiān)測閘門振動狀態(tài)、下泄流量、流態(tài)及水質(zhì)狀態(tài)。

3 下閘蓄水的難點(diǎn)、重點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)分析

(1) 導(dǎo)流隧洞多年運(yùn)行存在一定的淤積，閘門前導(dǎo)流洞身蓄水能力有限，下閘120 m3/s流量在瞬間會超過設(shè)計(jì)啟閉水頭6 m，門前水位急速上升將造成不能一次下閘成功的安全風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 由于導(dǎo)流隧洞將經(jīng)歷多年泄洪、水流沖刷、推移質(zhì)滾動破壞等影響，容易在導(dǎo)流隧洞進(jìn)水口門槽、底坎產(chǎn)生破壞，影響導(dǎo)流隧洞閘門下閘后的密封性能，特別是在汛期上游河床、岸谷存在大量泥沙、礫石、落石的情況下，急流攜帶這些推移質(zhì)對導(dǎo)流隧洞洞壁、底板，特別是對門槽及底坎部位的混凝土結(jié)構(gòu)可能會造成嚴(yán)重的破壞，一旦出現(xiàn)這種狀況而貿(mào)然下閘，將會對壅水以及已有損壞處加大影響，而一般的封堵無法起到密閉的作用，繼而帶來的就是下閘蓄水的失敗，閘門的提起或二次下閘亦無法進(jìn)行，從而會加劇水流及底部泥沙對門槽、底坎的進(jìn)一步破壞，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

(3)導(dǎo)流隧洞在長期的水下浸泡后門槽及底坎后的巖體性能和混凝土尺寸可能會有所變化，而門槽與閘門尺寸稍不吻合將會造成下閘困難。

(4)導(dǎo)流隧洞的金屬結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備是否存在問題？封堵閘門結(jié)構(gòu)形成使用條件后再未進(jìn)行過試槽試驗(yàn)，其是否能夠完全達(dá)到初始運(yùn)行狀態(tài)成為疑點(diǎn)。

(5)由于導(dǎo)流隧洞進(jìn)口部位的地形地勢條件沒有安全的操作場地，且因閘門為中閘室及反向止水，下閘后若存在漏水現(xiàn)象，采用常規(guī)的混凝土、砂礫石料、粘土袋、棉被、鋼筋等堵漏材料等很難實(shí)施，閘門前實(shí)施堵漏是施工的難點(diǎn)。

(6) 導(dǎo)流隧洞下閘后，對封堵段及其前后一定范圍內(nèi)原襯砌混凝土與基巖之間是否存在脫空現(xiàn)象必須進(jìn)行檢查，若存在問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理。

4 下閘蓄水的施工方案

4.1 下閘前的準(zhǔn)備工作

4.1.1 下閘前的基本施工準(zhǔn)備

(1)聯(lián)系上游已運(yùn)行電站，調(diào)節(jié)下閘時(shí)段的河水流量，盡可能地減小上游來水以對下閘蓄水形成有利條件。同時(shí)，下閘前，對導(dǎo)流隧洞出口的下游河道進(jìn)行清理以降低下游河道水位，對導(dǎo)流隧洞內(nèi)的水位降低形成有利條件。

(2)由專業(yè)潛水員對門槽過流部位再一次進(jìn)行徹底的摸排，徹底排除有可能阻礙閘門順利下落的異物。

(3)提前準(zhǔn)備好各種閘門及固定卷揚(yáng)機(jī)的檢查與修復(fù)設(shè)備、材料、工器具及下閘期間所需要的一些備品、備件等。

(4)對所有下閘有關(guān)人員進(jìn)行系統(tǒng)的技術(shù)、安全交底后方能施工，下閘封堵期間保證通訊暢通。

4.1.2 固定卷揚(yáng)機(jī)質(zhì)量檢查及運(yùn)行試驗(yàn)

(1)機(jī)械部分的檢查。

①對固定卷揚(yáng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，主要檢查固定卷揚(yáng)機(jī)的主要受力部件是否有異常變形扭曲、裂紋、破損等情況。

②對固定卷揚(yáng)機(jī)的起升機(jī)構(gòu)及電動機(jī)、制動器、減速器等進(jìn)行檢查，確保其安裝正確，同時(shí)保證該部件的安全可靠運(yùn)行。

③檢查固定卷揚(yáng)機(jī)吊具與閘門連接是否可靠。檢查機(jī)架、固定卷揚(yáng)機(jī)各部件間的連接情況，各連接螺栓有無缺件和松動。

④檢查固定卷揚(yáng)機(jī)各傳動軸轉(zhuǎn)動部分是否靈活、有無卡阻現(xiàn)象。

⑤檢查固定卷揚(yáng)機(jī)制動部分的的裝配質(zhì)量。

⑥檢查推力桿是否有彎曲、杠桿比與彈簧壓長比是否符合要求、制動器抱閘的磨損情況、閘瓦間的間隙是否均勻。

⑦檢查各潤滑點(diǎn)的潤滑情況，確保油路通暢，檢查減速箱油位是否滿足運(yùn)行要求。

(3)電氣部分的檢查。

①對電氣控制柜以及電纜進(jìn)行檢查恢復(fù)。檢查電氣設(shè)備的絕緣電阻，由專業(yè)人員校核電氣元件的損壞情況及動作的可靠靈敏性。

②對電動機(jī)進(jìn)行干燥處理，完成后對電機(jī)、電氣控制柜及電氣設(shè)備做直觀檢查、絕緣電阻的測試。

③在切斷電源的情況下，檢查動力回路、控制回路和照明回路電纜接線，其均應(yīng)正確、整齊、絕緣良好。

④在不帶電的情況下，對各操作機(jī)構(gòu)回路進(jìn)行模擬動作試驗(yàn)，動作應(yīng)正確可靠。

⑤檢查各機(jī)構(gòu)制動器、安全開關(guān)和緊急開關(guān)工作的可靠性。

(4)固定卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)。

將固定卷揚(yáng)機(jī)在起升機(jī)構(gòu)吊鉤允許的范圍內(nèi)進(jìn)行升降試驗(yàn)，并進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢查：

①齒輪在工作時(shí)是否發(fā)生雜音，制動器是否靈活，對制動器力矩進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

②檢查起升限位開關(guān)或高度指示器到位是否報(bào)警、斷電。

③固定卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行過程中其電動機(jī)運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)，三相電流應(yīng)平衡，加速器齒輪潤滑應(yīng)正常。電氣設(shè)備無異常發(fā)熱現(xiàn)象，控制器的觸頭無燒損現(xiàn)象。

④做好固定卷揚(yáng)機(jī)、電氣設(shè)備與柴油發(fā)電機(jī)的聯(lián)調(diào)試驗(yàn)，保證其能正常運(yùn)行。

4.1.3 閘門及附件質(zhì)量的檢查與處理

(1) 嚴(yán)格檢查閘門外形尺寸是否存在變形。

(2) 側(cè)輪、滑塊裝置是否正常工作，如不能正常工作，則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整處理。

(3) 檢查水封、滑塊、側(cè)輪裝置緊固螺栓的銹蝕情況，如果銹蝕情況嚴(yán)重，則應(yīng)對緊固螺栓進(jìn)行更換。

(4)如果由于閘門、門槽變形導(dǎo)致下閘后漏水量較大，應(yīng)使用木楔打入閘門下游滑塊，使閘門水封與上游門槽工作面貼緊，從而有效減少漏水量。

4.1.4 門槽安裝質(zhì)量的檢查及缺陷處理

(1)徹底檢查門槽工作部位是否有焊疤、鋼筋頭等阻擋閘門下閘的硬物，并對阻擋閘門下閘的焊疤等硬物進(jìn)行清除。

(2)檢查并摸清水下門槽被水流沖刷的情況并復(fù)核門槽各部位的相對尺寸，下閘前應(yīng)短距離(水面以上)試運(yùn)行一次。

(3)下閘6 h前，清理門槽內(nèi)部由于導(dǎo)流隧洞過流而存積的石渣、雜物等。

(4)由于門槽工作部分大部分位于水下而無法進(jìn)行處理，若將門槽水上檢測數(shù)據(jù)和閘門的檢測數(shù)據(jù)相對比，如果門槽的主軌和反軌跨距過小，則應(yīng)將閘門的滑塊拆除，對閘門的滑塊座板進(jìn)行打磨，使主滑塊到反向滑塊的厚度與門槽尺寸相對應(yīng)，以保證閘門的順利下閘且不至于下閘過程中閘門被卡死。

(5)根據(jù)門槽測量數(shù)據(jù)，如果門槽寬度過大，會導(dǎo)致閘門水封的壓縮量不夠甚至水封與座板不能接觸，將會導(dǎo)致閘門下閘后漏水嚴(yán)重。若存在這種情況，應(yīng)將水封拆除，在水封與座板之間墊5～10 mm厚的橡膠墊，以保證閘門下閘后水封的壓縮量在3～5 mm左右，從而保證閘門下閘后的止水效果。

4.2 導(dǎo)流隧洞閘門下閘

(1) 下閘時(shí)統(tǒng)一聽從下閘總指揮安排，接到下閘命令后立即按照既定程序、操作步驟下閘。

(2)下閘后采用多種方法檢測閘門開度，同時(shí)監(jiān)測閘門的振動狀態(tài)、下泄流量、流態(tài)及水質(zhì)狀態(tài)。若下泄流量、流態(tài)或水質(zhì)急劇變化，應(yīng)及時(shí)檢查其變化原因，必要時(shí)立即提門重新下閘。

(3)下閘過程中，密切監(jiān)控固定卷揚(yáng)機(jī)荷重顯示器讀數(shù)的變化情況，如果荷重顯示器顯示其重量突然減小，并且減小過大，則說明閘門存在卡阻情況，此時(shí)應(yīng)迅速停止閘門下閘并將閘門提起進(jìn)行檢查，確認(rèn)荷重顯示器重量數(shù)據(jù)減小的原因并排除隱患后再次進(jìn)行閘門下閘。

(4)若閘門某個(gè)開度振動較大，應(yīng)通過調(diào)整閘門開度進(jìn)行回避。

4.3 下閘后的檢查與處理

(1) 若閘門漏水較小，但洞身結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、存在較大安全隱患時(shí)可采用在永久堵頭前設(shè)置臨時(shí)堵頭方案予以處理。

(2) 若閘門漏水嚴(yán)重、洞身結(jié)構(gòu)局部破壞且漏水量較小，采用在閘門后設(shè)置臨時(shí)堵頭方案，或在閘門后設(shè)置臨時(shí)堵頭、同時(shí)對洞身底板破壞部位進(jìn)行修復(fù)的方案。

(3)若閘門漏水較小、洞身襯砌破壞面積較小且漏水量較小，可直接堆筑圍堰進(jìn)行永久堵頭施工，期間采用砂袋圍堰攔擋滲水、通過預(yù)埋鋼管排水至堵頭下游并將其抽出洞外。

(4)導(dǎo)流隧洞封堵段原施工的襯砌混凝土若有脫空現(xiàn)象，應(yīng)在封堵前進(jìn)行灌水泥漿處理。檢查主要采用人工觀察、敲擊、鉆孔、壓水等方法。

(5)下閘后，隨著壩前水位的不斷上升，及時(shí)檢查導(dǎo)流隧洞已襯砌的混凝土是否有鼓包、開裂等現(xiàn)象，防止導(dǎo)流隧洞突然坍塌而造成人員傷亡及設(shè)備損壞。

5 結(jié) 語

導(dǎo)流隧洞的下閘在水利水電工程中是比較常見的一項(xiàng)施工內(nèi)容。下閘前，必須切實(shí)做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。立洲水電站導(dǎo)流隧洞下閘前，筆者分析了該項(xiàng)目的重點(diǎn)、難點(diǎn)及存在的風(fēng)險(xiǎn)，有針對性的進(jìn)行了水下探摸，查清了門槽、底坎的實(shí)際情況，檢查了電氣設(shè)備等并制定了合適的下閘方案，在下閘前進(jìn)行了全面的演練，使所有人員熟悉下閘流程，確保了下閘的順利進(jìn)行，可為類似工程提供借鑒。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-02-06

TV7;TV551;TV51

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1001-2184(2017)02-0017-03

王 強(qiáng)(1981-)，男，山西古縣人，項(xiàng)目總工程師，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.