輸水隧洞及放空洞封堵施工工藝

（福建省水利水電工程局有限公司）

輸水隧洞及放空洞封堵施工工藝

□張懿周（福建省水利水電工程局有限公司）

水利水電工程中輸水隧洞或放空洞的封堵施工是水庫除險加固工程常見工序，其施工方案的選擇結合項目的具體情況有多種多樣，其質量的好壞也與方案的選擇有密切關系。文章結合具體實施案例主要介紹了婺源縣段莘水庫除險加固工程中輸水隧洞及放空洞封堵施工中的施工方案的選擇、工藝流程、實施及保護措施等,為類似的工程施工積累了相關經驗,具有一定的參考價值。

水利工程；輸水隧洞；放空洞；封堵

0 引言

輸水隧洞是山區水庫重要建筑物，當運行幾十年后存在安全隱患需封堵，不同工程實際情況，封堵的施工方案選擇也要因地制宜，同時應該是高效、快捷、高質量的施工工藝。

1 工程概況

段莘水庫位于饒河水系樂安河主支流段莘水上游，大壩位于段莘鄉，距婺源縣城45 km，距杭瑞高速公路9.60 km，地理位置為東經117°50′，北緯29°28′。壩址以上控制流域面積79 km2，總庫容5 640萬m3，發電裝機總容量1 880 kW。工程于1970年11月動工興建，1973年基本完成，是一座具防洪、灌溉、發電、養殖等綜合利用的中型水庫。水庫樞紐工程等別為Ⅲ等，永久性主要建筑物為3級，永久性次要建筑物4級，臨時性建筑物為5級。水庫正常蓄水位為290 m（黃海高程，下同），相應庫容4 140萬m3；死水位為278 m，相應庫容894萬m3；設計洪水標準為100 a一遇，設計洪水位為292.83 m，相應庫容5 240萬m3；校核洪水標準為1 000 a一遇，校核洪水位為293.85 m，相應庫容5 640萬m3。段莘水庫現樞紐建筑物主要由大壩、溢洪道、輸水隧洞（兼放空）組成，輸水隧洞位于大壩左岸山體。

2 涵洞封堵施工方案簡述

2.1 壩體上游圍堰布置

在導流底孔封堵時，在壩體上游20 m處修筑一道圍堰，作為隧洞底孔封堵時的第一道圍堰；考慮到第一道圍堰由于底部填筑有大量的石渣，將有部分滲水，再在第一道圍堰下游距導流底孔10 m處修筑第二道圍堰攔水，該圍堰寬2 m、高度同兩邊淤泥高度。

2.2 集水坑及排水設施布置

為確保進行隧洞封堵時澆筑的泵送混凝土能在無水下施工，計劃在第二道圍堰下游、距放空支洞進口5 m處開挖一集水坑，將第二道圍堰可能產生的滲水匯集到該集水坑，而后布置二臺潛水泵將積水抽至第二道圍堰上游。

2.3 封堵施工計劃

老隧洞封堵施工混凝土澆筑總量為475 m3，放空支洞進口封堵長度42m，發電支洞封堵長度從樁號0-039.2至0+060、0+ 115.60至0+120.60共計104.20 m，采用C20混凝土封堵，洞頂120°范圍內設四根回填灌漿花管，一根回漿管，對洞頂進行回填灌漿。從樁號0+060至0+115.60及放空支洞尾水渠采用砂卵石填筑。

整條隧洞的封堵施工具有線路長、施工難度大、技術要求高、安全風險大等特點，必須計劃周密、準備充分、協調一致，才能確保施工的安全、質量和進度。因管道過水時間較長，且經過洪水沖刷，應檢查管內有無被破壞而滲水現象，若管內有滲水點應先進行堵漏，不能完全堵住的做好引排，防止導流管封堵后不能完全閉氣而滲水。測算河流流量和圍堰蓄水量，計算出圍堰漫水時間，以便周密的計劃混凝土澆筑的安全時間。

3 封堵方案實施

3.1 放空支洞的封堵施工

涵洞的封堵首先對放空支洞段進行施工。此段涵管封堵的關鍵是抓速度，搶時間，必須周密計劃，有序進行，其實施的成敗決定了整個封堵方案實施的成敗。本段封堵成功后將為發電支洞的封堵提供可靠的施工條件。

該段開始封堵前，先安排人工進去在放空支洞與發電洞交接處的四周用電鉆鉆20 mm直徑的孔，便于插鋼筋固定模板，模板使用直徑1 m的圓形木模，安裝并用插筋兩邊固定牢靠，再在后面做一道砌石擋墻撐牢。準備工作完成后，進行混凝土澆筑。混凝土采用泵送商品混凝土。圍堰后擋水可能出現的滲水及時用水泵集中抽排。

3.2 發電支洞樁號0-039.20至0-002的混凝土封堵施工

放空洞封堵完成后，開始進行發電支洞樁號0-039.20至0-002段的封堵。該段封堵是整個導流涵管封堵的重中之重，因考慮到上游水位在封堵時候上漲，必須做到完全止水，不能有絲毫滲漏。

該段施工的關鍵是確保混凝土與管壁充分結合，調整混凝土塌落度（18～20）達到免振搗的要求，保證混凝土能夠自然密實。回填灌漿充填飽滿、密實，達到抗滲要求。

該段封堵按涵洞封堵結構要求進行施工，在該封堵段的兩端砌筑漿砌石擋墻作為堵頭，混凝土輸送泵管的混凝土出口處距倉面≤2 m。靠管壁頂預埋回填灌漿拔管，回填灌漿在每倉封堵混凝土澆筑完成7 d后進行，回填灌漿采用0.6：1（水：水泥）純水泥漿液灌注，壓力為0.50 MPa。回填灌漿結束后再以相同的工藝對下一段進行封堵施工。

3.3 發電支洞樁號0-002至0+060的混凝土封堵

此段施工時已不再有庫內水位上升的威脅，有充足的時間精心施工，確保萬無一失。對于該段的封堵施工主要是對涵管進行充填飽滿，以抵抗大壩壩體自重的壓力作用。

此段施工按設計要求分為10 m一段進行，每段使用圓形木模分隔，模板使用在涵管四周鉆孔插筋支撐牢固，模板頂預留混凝土輸送管入口和回填灌漿管。混凝土澆筑完成后模板無需拆除。因發電涵洞向下游方向有坡降，混凝土輸送管距上游面模板應≤3 m。

3.4 圍堰的拆除

老涵洞的封堵完成后，應立即進行上游臨時圍堰的拆除。圍堰拆除時，應在水位上升的安全時間內，最大限度的對圍堰進行開挖。開挖時，從圍堰左岸坡處將圍堰開挖出適當深的缺口，利用度汛壩體的斜墻至圍堰之間的庫容調節，圍堰內的水位可下降2 m左右。圍堰開挖按從左岸至右岸的順序進行，邊挖邊退，出渣使用自卸車從右岸施工道路運至下游棄渣場。開挖完成后機械從右岸施工道路退出。圍堰開挖必須在水位上升至安全的高度時完成，機械設備迅速撤離。

4 封堵實施保護措施

4.1 施工質量應急措施

在導流涵管封堵施工的過程中，因線路長、管徑小，施工作業受到影響的因素較多，嚴重時甚至可導致混凝土澆筑施工無法正常進行，如機械故障、安全隱患、天氣突變等。因此，必須有應急預案，做到有備無患，使涵管封堵圓滿完成。

應急措施主要是針對心墻至進水口段的封堵。此段混凝土澆筑過程中，若出現意外情況使混凝土澆筑工作無法繼續，排除故障所需時間較長時，應立即拆除輸送泵管（若時間緊迫也可不拆），使用自制的小滑車將已預備好的碎石運至管內從里往外回填。碎石運輸入管時，涵管內只能容納一臺小滑車出入，管內可派2人在艙面卸載碎石和鋪填飽滿，涵管外由3人負責裝車和輔助運輸。小車進出涵管時，其前后均應用繩索牽引，當碎石運往涵管內時，涵管內的人適當的拉住小車前的繩子，牽引小車的方向。因小車進入涵管時是下坡，外面的人應拽住小車后的繩子，避免小車滑行太快，保證安全。碎石卸載后，涵管外的人利用繩子將小車拽出涵管，繼續裝運。用于牽引小車前后的繩子必須長于小車的行程3 m以上。當碎石回填至管口時，將管口用漿砌塊石封閉，并預埋回填灌漿管，做回填灌漿處理，保證涵管封堵閉氣。回填的碎石應有良好的級配，既能滿足回填灌漿漿液的擴散和充填，又不能使空隙率太大，增加回填灌漿的工程量。在處理意外情況的過程中，可用準備的水泵從圍堰內將水抽到新發電隧洞進口處排走，以減緩水位上升速度，為老涵洞封堵贏取充分的時間。

4.2 安全應急措施

此次施工存在的危險源主要有兩點，一是，涵洞內施工環境缺氧，二是，封堵涵洞時圍堰漫水或決堤。管內缺氧可用鼓風機通風，通風管應直接到達施工面進行不間斷的送風，保證管內空氣的流通，且應有備用的醫用氧氣，便于發生缺氧事故時急救。圍堰漫水或決堤，可用準備好的土袋，將水堵住，并迅速撤離涵管內的作業人員。涵管內出現險情時，管內的人員使用報警器向管外報警，管外的人接到報警后馬上實施搶救。管外發生險情時，使用信號燈向管內報警，管內的人員接到報警后迅速撤離。

5 結語

該項目整個輸水隧洞的封堵分3個大段進行，分別為放空支洞進口的混凝土封堵、發電支洞樁號0-039.20至0-002的混凝土封堵，樁號0-002至0+060的混凝土封堵。該項目最終圓滿結束，很多經驗值得借鑒，如做好充分的準備工作，具備封堵條件后，認真關注天氣預報，確認往后3 d之內無降雨的跡象后，才能開始封堵，避免封堵過程中發生降雨而導致河流流量增大，圍堰庫內水位快速上升使封堵工作無法進行。

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［3］劉濤，曹海，夏世法.高水頭導流洞封堵段設計及施工要點［J］.水利水電技術，2011（3）.

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編輯：劉長垠邢博輝

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2017-03-15