等殼水電站導流隧洞封堵施工技術

【摘要】水電站下閘蓄水是水利樞紐工程建設的一個重要里程碑，而導流隧洞封堵施工又是實現這一里程碑的關鍵。文章著重對云南省保山市等殼水電站導流隧洞封堵堵頭的施工進行介紹，對以后類似工程有一定的借鑒作用。

【關鍵詞】導流隧洞； 封堵； 施工技術

1、 概述

云南省保山市龍陵縣等殼水電站位于保山市龍陵和騰沖兩縣界河龍江干流下游河段上，是以發電為主的水電樞紐工程，工程等別為三等，電站裝機容量3×40MW。

等殼水電站導流隧洞布置在左岸，為施工期專用導流隧洞。隧洞進口底板高程968.00m，出口底板高程為965.77m，隧洞總長494.00m，其中洞身段長為446.00m。電站樞紐主體工程于2008年初開工，2011年10月底實現導流隧洞下閘封堵，11月9日電站首臺機組發電。等殼水電站下閘蓄水是等殼水電站工程建設的一個重要里程碑，而實現這一目標的關鍵就是導流隧洞的封堵設計與施工。

2 、封堵設計

2.1 堵頭位置的選定

由于本工程導流隧洞軸線位置地下水位均高于洞頂，相應右岸壩坡帷幕底界高于導流隧洞頂，導流隧洞不存在成為庫盆滲漏通道問題，而導流隧洞全線基本為Ⅳ、Ⅴ類圍巖，對堵頭穩定不利，因此堵頭位置的選取重點結合導流隧洞圍巖類別進行確定。堵頭布置于壩軸線上游的Ⅲ類圍巖洞段。

2.2 堵頭長度的計算

大壩校核洪水位為1021.62m，堵頭段導流隧洞底板高程為967.53m，堵頭承受最大水頭為54.09m。

堵頭長度計算采用抗剪斷強度公式（水利水電施工組織設計手冊公式2-8-240）：

式中：K：安全系數，取3.0；

P：總水壓力，取校核水位54.09m水頭進行計算得35932（KN）；

L：堵頭長度，臨時堵頭作為安全儲備不參與計算（m）；

A：堵頭斷面面積67.9（m2）；

S：斷面周長31.2（m）；

γ：堵頭混凝土容重，采用浮容重24kN/m3；

?：堵頭混凝土與圍巖間的抗剪斷摩擦系數，參照大壩混凝土與壩基，f取值0.8；

λ：抗剪斷面積有效系數，堵頭段頂拱部分取0，側壁取0.6，底板取1.0；

C：堵頭混凝土與圍巖間的抗剪斷凝聚力，參照等殼大壩混凝土與壩基，C取值0.5MPa。

根據上式計算，堵頭計算長度為11.5m。根據已建工程堵頭計算及實際長度取值的比較，兼顧到導流隧洞圍巖的穩定和抗滲性能，采用堵頭長度為21m，其樁號為0+087.00m～0+108.00m。

2.3 堵頭結構

（1）臨時堵頭

臨時堵頭采用C15微膨脹混凝土澆筑，長度為3.0m，在其中埋設DN300鋼管，并在永久堵頭端安裝法蘭，澆筑完成達到70%強度后關閉法蘭，截斷封堵閘門漏水，保證永久堵頭段干燥施工。

（2）永久堵頭

永久堵頭采用C15微膨脹混凝土澆筑，長度為21m。為保證堵頭圍巖的完整性，減小施工爆破對圍巖的擾動，對永久堵頭段圍巖進行全斷面固結灌漿，同時對堵頭段頂拱進行回填灌漿。為滿足灌漿施工，在距永久堵頭上游面4m處布置灌漿廊道，斷面尺寸為3m×4m（寬×高）的方形斷面，中心角120°，廊道長17m，廊道周圍設置構造鋼筋。待灌漿結束后，堵頭未發現漏水現象后對灌漿廊道進行回填澆筑。

3、 封堵施工

3.1 封堵施工總體程序

進水塔閘門下閘→出口臨時圍堰填筑→洞內積水抽排→臨時堵頭段混凝土澆筑并埋設排水管→原有永久堵頭段鑿毛并布置錨桿→永久堵頭混凝土澆筑并預埋回填灌漿管→頂拱回填灌漿→堵頭段固結灌漿→灌漿廊道回填。

3.2 主要施工方法

3.2.1 臨時堵頭段施工

待導流隧洞內積水抽排結束后，進行臨時堵頭段施工并埋設排水鋼管，混凝土通過泵送入倉，以退管方式澆筑，由于工作面狹小，所以須精心組織，加強現場施工管理水平。

（1）混凝土分層

堵頭段C15混凝土澆筑施工，施工時嚴格按照設計要求進行，按照4m分兩層澆筑。

（2）混凝土入倉、鋪料

混凝土澆筑時采用平鋪法鋪料，鋪料厚度30～50cm，振搗器配合人工平倉。

（3）混凝土振搗

混凝土振搗時應按以下要求施工：

① 振搗器插入混凝土的間距，應不超過振搗器作業半徑的1.5倍。

② 振搗器應垂直按順序插入混凝土，間距一致，防止漏振。

③ 振搗時應將振搗器插入下層混凝土5cm左右。

④ 嚴禁振搗器直接碰撞模板，鋼筋及預埋件。

3.2.2 永久堵頭段施工

待臨時堵頭段施工結束后，進行永久堵頭段毛面處理并布置錨桿，待澆筑至頂拱是預埋回填灌漿管路并進行混凝土澆筑。

（1） 施工期排水

堵頭混凝土施工期排水，預埋1根Φ245鋼管作為排水管，伸出堵頭外，進口設濾網，在進口部位4 m處設1球閥，待施工結束后關閉閥門。

（2） 溫度控制

為避免由于混凝土內部溫度過高而產生裂縫影響混凝土質量，在堵頭內布置蛇型冷卻水管，冷卻水管層距0.8 m，間距0.8 m。在混凝土澆筑完畢之后即開始通水冷卻，每天倒換一次進出水口。同時在混凝土內預埋溫度計進行觀測，隨時掌握堵頭內部混凝土溫度變化情況。

（3）混凝土施工方法同3.2.1（2）、（3）條。

3.2.3 灌漿廊道回填

待導流隧洞灌漿結束后，采用C20微膨脹混凝土對灌漿廊道進行回填封堵，混凝土通過泵送入倉，以退管方式澆筑，采用Ф100及φ50軟軸振搗棒人工振搗。

3.2.4 回填灌漿、固結灌漿及接觸灌漿

根據規范要求，回填灌漿在堵頭混凝土強度達到設計強度的70 %以后進行；固結灌漿宜在該部位的回填灌漿結束7d后進行；接觸灌漿在堵頭混凝土齡期滿5個月后進行灌漿。回填、固結及接觸灌漿均采用常規方法施工。

4 、結語

通過等殼水電站導流隧洞封堵施工，我們總結出導流隧洞混凝土封堵成敗的關鍵主要是封堵方案的制定、堵頭的設計、臨時堵頭封堵施工的組織與協調。

參考文獻：

[1]DL/T 5397-2007《水電工程施工組織設計規范》

[2]DL/T 5144-2015《水工混凝土施工規范》

作者簡介： 李華兵（1982），男，工程師，主要從事水工施工技術管理。