西干渠放水洞封堵施工技術探究

萬玉輝 河北省水利工程局集團有限公司

1.工程概況

洋河水庫位于河北省秦皇島市撫寧區大灣子村北，壩址位于洋河干流上，總庫容3.86億m3，為大（2）型水利樞紐工程。水庫任務以防洪為主，兼顧城市供水、灌溉及發電等綜合利用。工程等別為Ⅱ等，其主要建筑物主壩、副壩、溢洪道、泄洪洞、發電引水隧洞進水口及西干渠放水洞為2級。由于該水庫需為城市供水、下游灌溉，在西干渠放水洞閘門埋件、閘門更換，洞內修復作業過程中，水庫還需一定高度水位，因此在更換西干渠放水洞進口閘門埋件、閘門安裝、洞內修復過程中制作臨時鋼圍堰將過水洞口進行封堵，保證干場作業。

2.施工方法

2.1 水下探摸

為保證西干渠放水洞封堵順利進行，首先由潛水人員對西干渠放水洞進行水下探摸。通過探摸了解到從檢修閘門至上游進水口處共由三部分組成，從檢修閘門至上游依次為涵洞段、平壓圓管段、漿砌石段。輸水洞總長約70m，其中漿砌石段長約10m；平壓圓管段為混凝土預制結構，長約40m；涵洞段為鋼筋混凝土結構，長約20m。

2.2 洞口封堵形式

根據水下探摸及輸水洞結構情況，本次封堵由兩部分組成，分別為充氣式橡膠封堵氣囊和鋼結構蒙板。封堵裝置需承受一定水壓力，且輸水結構需滿足封堵需要，故將封堵裝置設置在輸水洞承受能力強度最高，且便于封堵操作鋼筋混凝土涵洞段，距進水口約50m。

2.3 封堵前準備工作

2.3.1 水下檢查

水下作業前首先關閉西干渠閘門，檢查有無漏水，漏水量多少，確認西干渠輸水洞范圍內無暗流，滿足水下作業要求后進行后續施工。

2.3.2 洞口堆積物清理

潛水員在水下用鋼制鐵耙將西干渠放水洞輸水洞進口淤積物進行清理，滿足現場封堵需要。

2.3.3 現場準備

西干渠放水洞輸水洞進口處于水庫庫區，根據現場實際情況利用浮船作為操作平臺，利用浮船卷揚啟閉機，人工配合卷揚機對封堵蒙板進行吊裝封堵。

2.4 氣囊安放

檢修閘門、工作閘門關閉后，經檢查無大流量漏水后水下清理西干渠輸水洞內淤積雜物，確保洞內暢通無阻，方便氣囊、封堵蒙板裝置、工器具進出輸水洞。

在輸水洞洞壁固定螺栓，安裝導向牽引繩，牽引繩用于拖拽氣囊及蒙板封堵相關工器具。利用牽引繩將專業訂做的未充氣式橡膠封堵氣囊拖拽至擬封堵蒙板位置下游。

2.5 水下鋼結構蒙板封堵支撐結構

在擬封堵鋼筋混凝土輸水洞位置間隔120°鉆孔安裝Ф20脹錨螺栓，為使得螺栓剪切受力均勻，采用1000×300×10mm鋼板作為擋塊底板，鋼板上鉆孔，脹錨螺栓分別穿過鉆孔并焊接固定在鋼板上。脹錨螺栓分別砸入輸水洞鉆孔位置。在擋塊底板上面分別焊接擋塊立板。

沿洞壁測量出3個支撐擋塊之間的長度，依此數據加工3個120°的環狀擋塊墊板，擋塊墊板用水下濕法焊接固定在支撐擋塊上，3個鋼結構支撐擋塊均布固定在涵洞壁上，使其連接平面垂直于洞壁，并確保其牢固可靠，形成一個環狀結構，在環狀結構背面已經安裝脹錨螺栓輸水洞洞壁上間隔60°分別安裝附加擋塊底板、擋塊立板及脹錨螺栓，使其牢固可靠，作為蒙板封堵支撐結構。鋼結構蒙板使用零件見圖1。

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圖1 鋼結構蒙板零件圖

2.6 鋼結構蒙板安裝

根據輸水洞水下測量得出的環狀結構的外形及尺寸數據加工鋼結構蒙板。利用浮船卷揚啟閉機吊裝蒙板至西干渠輸水洞洞口水中，將蒙板進水口閥門打開，向蒙板內注入水，調整封堵蒙板至中性浮力，利用導向繩將鋼結構蒙板拽入輸水洞封堵位置。封堵蒙板安裝在環狀支撐底座上，并用水下濕法焊接固定牢固，與輸水洞洞壁縫隙用棉胎填充密封，詳見圖2：鋼結構蒙板封堵安裝圖。

圖2 鋼結構蒙板封堵安裝圖

2.7 閘門開啟

西干渠放水洞蒙板封堵完成后，潛水員進行封堵后檢查，檢查封堵是否準確就位。打開進口檢修閘門，再打開工作閘門，第一次開度不大于10cm，觀察進水塔閘門井水位變化情況，若變化極慢，可適當加大出口閘門開度。待洞內水放空后，觀察出口水流情況，初步判定封堵蒙板漏水情況。

2.8 氣囊封堵

蒙板封堵完成后，利用浮船上的空壓機，將橡膠封堵氣囊進行完全充氣，充氣完成后氣囊長3m，直徑2.5m，氣囊完全填充輸水洞。

2.9 封堵檢查和漏水處理

西干渠放水洞封堵完畢后，潛水員進行封堵后的檢查，檢查封堵是否準確就位。查看封堵蒙板有無變形和安裝過程有無碰損等情況。封堵完成后，對輸水洞洞內觀察兩天，封堵滿足要求后進行后續洞內施工作業，潛水員常駐施工現場，發現漏水后及時進行處理。

3.封堵作業的安全保證

3.1 作業前安全保證措施

（1）作業前進行安全交底，對所有作業人員進行安全教育。辨識可能出現的危險源，形成危險源辨識清單。

（2）根據作業特點制定并落實安全防范措施。

（3）對所有設備器材進行檢視，保證處于良好狀態。

3.2 潛水作業安全保證措施

（2）每天作業前，現場負責人對安全生產提出要求，召開班前會，進行安全技術交底，在每天的潛水作業中進行檢查記錄，發現問題及時糾正。

（3）潛水員聽從指揮、服從安排，未經許可，不得擅自下水。

（4）潛水作業前，潛水員對分管的器材、設備認真檢查；確認無誤后，方可著裝，絕不帶問題下水。

（5）潛水員在水下作業時，經常向水面匯報水下情況，如遇險情，立即向水面報告，并沉著、果斷、正確地采取自救措施，同時，潛水監督迅速組織水面人員實施救援。

（6）潛水監督和領隊對違章作業、不利于安全行為立即制止。

（7）根據天氣情況和水庫情況及時調整水下作業計劃，作業現場應不超過5 級風、4 級涌浪（2.4米），流速不超過1.5節。

（8）潛水員入水速度以自身適應能力進行。

（9）潛水員在能見度不良水下進行作業時，用手摸索慢慢前進，以免被硬物撞傷。

（10）潛水員在出水時呼吸自然，切勿屏氣。潛水員出水速度以每分鐘6～8米為宜。潛水員上升出水時，一手高舉過頭頂，以免頭部碰傷。

4.結語

水庫除險加固工程中的放水洞封堵施工，因為在水庫保持一定高度水位、不放空水庫的情況下作業，所以必須保證封堵的效果，保證無漏水、無滲漏。本工程的封堵方案作為專項方案進行了專家論證，在保證萬無一失的情況下實施，于2020年10月份順利完成放水洞封堵，保證了后續洞內閘門、埋件更換，洞內修復作業等施工，封堵效果和施工質量滿足合同要求。