某大型電站導流洞堵頭灌漿廊道滲水應急治理技術

聶文俊 魚小波

中國水利水電第六工程局有限公司 遼寧沈陽 110179

1 工程及險情過程簡述

烏東德右岸地下電站土建及金屬結構安裝工程設計有3條導流隧洞，即3#導流洞、4#導流洞、5#導流洞，3#、4#導流洞凈斷面16.5×24m，5#導流洞凈斷面12×16m。

右岸3#、4#導流隧洞A類堵頭與大壩共同承受壩前庫水壓力，位于導流隧洞與大壩帷幕線相交范圍，3#導流洞A類堵頭長度75m，分兩段澆筑，分段長度35m、40m。4#導流洞A類堵頭長度95m，分三段澆筑，分段長度分別為35m、30m、30m。3#、4#導流隧洞封堵段設置灌漿廊道，廊道凈斷面尺寸3×3.5m，封堵設置接縫灌漿、接觸灌漿、排水孔引管高壓灌漿及頂拱回填灌漿，灌漿均引管至灌漿廊道。

2020年1月15日庫區蓄水到EL846高程時，3#、4#導流洞入水出現明滿流交替現象，3#、4#導流隧洞A類堵頭灌漿廊道內灌漿管及頂拱排水孔出現成股水流，3#導流洞最大滲水量約1433L/min，4#導流洞最大滲水量約987L/min。

2 險情原因分析

根據3#、4#導流洞A類堵頭灌漿廊道內灌漿管及頂拱排水孔水流流態，結合封堵部位建筑物平面布置與結構型式，分析發生險情的主要有：

（1）導流洞堵頭上游段圍巖揭露均為Ⅳ類、Ⅴ類，洞身穿越多個巖體斷層，緩傾結構面、裂隙、揉皺發育，局部溶蝕風化加劇，地質條件差。

（2）導流洞工作面移交滯后，導致第一段混凝土施工完成后未達后續施工條件時（固結兼接觸灌漿），已開始擋水，形成灌漿廊道內灌漿管及頂拱排水孔滲水險情。

（3）導流洞超期服役，經過長時間的水流沖刷及外水壓力，致使原本地質條件差的部位形成滲漏通道；根據現場滲漏點分布情況，其集中于防滲帷幕線上游[1]。

3 搶險應急治理措施

出現險情后，參建各方經過評估廊道涌水險情成因分析、發展趨勢，提出采取“低層至高層、下游向上游，循環灌注”的方式進行施工，在3#-5#導流洞帷幕線新增一排帷幕灌漿孔，滲水孔采取引管排水，待封堵完成后進行灌漿處理。方案確定后，施工單位緊急調配人員、材料及設備進行實施，對突發情況第一時間進行了解決，保障了堵漏灌漿順利實施及效果。主要施工過程為：

（1）由于堵頭灌漿采用引管方式，其引管埋設為“四孔一組”的循環管路形式引管至灌漿廊道內，并用防水漆標記在每個管口，做好了記錄：進漿管涂成紅色，回漿管涂成藍色，確保了每個過程都能按照→底部灌漿孔灌漿→封孔→中部灌漿孔灌漿→封孔→頂部灌漿孔灌漿→封孔→下一循環的順序進行[2]。

（2）灌漿自下而上、由低到高逐排循環式進行灌注，其水灰比為0.5:1；漿液從進漿管注入，將回漿管敞開，用以漿趕水方式將管道內殘留水排出管外，直至回漿管的漿液濃度達到0.5：1，關閉回漿閥門，在規定灌漿壓力下灌漿孔停止吸漿后，持續灌注10-15min關閉進漿閥門結束灌漿；進行至少24小時閉漿，過程中，若回漿管出漿不暢或灌漿管路堵塞時，在順灌結束后，立即對回漿管進行倒灌。

（3）單組灌漿孔灌漿時，按注入率不大于20L/min控制。同一段、同一時間灌注的引管灌漿孔不得多于兩組，且距離不小于10m。過程中保持灌漿壓力波動范圍控制在1MPa值左右（±l0%以內），保證灌漿壓力穩定，排漿量滿足灌漿最大注入率要求。

（4）相鄰組灌漿過程中發現有串漿現象，依據情況同時進行灌注，每間隔10min打開一次出管口進行放漿，避免發生管路堵塞，若發生管路堵塞，在限值內提高進漿壓力疏通管路，若無效，換管進漿疏通。

4 幾點認識

（1）在導流洞堵頭滲水流態明顯異于設計后，應對封堵結構、原混凝土襯砌及洞身所處巖體情況的安全穩定進行深入分析，并有針對性地進行排水疏導與封堵灌漿施工，避免現場不當施工擾動造成越搶越險的被動局面。

（2）烏東德水電站3#、4#導流洞滲水應急處置的成功應對，得益于下閘蓄水期間，施工方對于突發的滲漏、坍塌等安全隱患，規劃了整套事故處理流程，對蓄水相關工程項目的質量、安全開展了拉網式、地毯式的檢查。蓄水階段安排專人每天不間斷對各風險點進行巡查。提前儲備了聚氨酯，堵漏劑、水泥及潛水泵、救生衣等應急物資及設備，配備了專業應急搶險專業隊伍，參建各方建立了24小時互通機制。在3#、4#導流洞A類堵頭灌漿廊道出現滲水后，30分鐘內發現上報，專業人員2小時分析險情成因、制定措施，4小時啟動灌堵施工，72小時扼制險情。將安全事故損失降到最低，并以最快的速度得到解決[3]。

（3）烏東德電站導流建筑物是臨時工程，從導流建筑物級別、使用年限考慮，導流洞超期過流通水一年半，長期水流沖刷對原混凝土襯砌面形成部分損傷。一般情況下，應在施工期內進行修復施工，封堵前對原設計結構及巖體形態進行全面排查；因此，類似工程導流建筑物封堵施工的安全與經濟最優結合是我們在施工階段應重點研究的課題。如能在水力模型試驗、設計和施工階段作好相應預控工作，并遵循導流洞過流客觀規律，進行科學的分析研判，將能有效防范此類事故發生。