石門水庫左岸泄洪洞“龍抬頭”封堵施工實踐

郭 偉

（中國水利水電第三工程局有限公司,陜西 西安 710016）

1 序言

陜西省漢中市石門水庫樞紐位于漢江上游一級支流褒河峽谷出口以上1.8 km,是以灌溉為主、結合發電等綜合利用的大（2）型水利工程。初期工程于1969 年9 月開工建設,1983 年建成。2006 年10 月新增左岸泄洪洞,洞涇6.8 m,總體呈現“Z”字形,泄洪洞總長482.328 m。左岸泄洪洞由進水口及斜坡段（樁號X0+000.000 m～X0+192.949 m）和下游及出口段（樁號X0+192.949 m～X0+482.328 m）組成。

2018 年11 月對左岸已有泄洪洞進水口及“龍抬頭”段進行改造,改造總長度約320 m；泄洪洞下游及出口段（樁號0+192.949 m～0+482.328 m）保持不變。泄洪洞水平段改造后與原有泄洪洞斜坡段形成一個薄弱三角區,按要求對薄弱三角區加固,即對原泄洪洞“龍抬頭”斜坡段進行永久封堵,起始樁號：X0+305.43 m～X0+321.03 m,封堵高度15.0 m,封堵段洞徑6.8 m,計劃工程量1200 m3。

圖1 泄洪洞封堵示意圖

2 泄洪洞封堵實施方案

（1）根據已有泄洪洞結構和水平改造段實際施工情況,為保證原泄洪洞封堵順利進行和盡可能不對泄洪洞水平改造段施工造成影響,形成了原泄洪洞封堵實施方案,即對已有泄洪洞堵頭周圍鑿毛、設置錨桿和基巖固結灌漿以及灌注C25 微膨脹自密實混凝土。

（2）泄洪洞水平襯砌混凝土C40 厚度0.8 m 與原泄洪洞封堵實施同步進行。原泄洪洞封堵堵頭周圍鑿毛,設置錨桿（數量57 個,間距2.5 m×2.5 m,外露1.2 m）,沒有結構鋼筋。封堵高度15 m,計劃分7 層,層高分別為0.5 m、1.0 m、1.5 m、3.0 m、3.0 m、3.0 m、3.0 m。每層預埋φ200 泵管,預埋管高度均高于層高1 m,最后一層泵管出口處設置彎管。預埋泵管時洞壁預埋排水盲管或溝及膨脹止水條等材料。

3 已有泄洪洞封堵施工

3.1 已有泄洪洞堵頭鑿毛和設置錨桿

已有泄洪洞封堵堵頭周圍鑿毛,鑿毛深度1 cm～3 cm。布置插筋Φ25,L=3.0 m,全斷面,排距2.5 m,深入基巖1 m。

（1）施工程序：施工準備（包括腳手架搭設、防護工作平臺施工）→混凝土鑿毛→錨桿施工。

（2）主要施工方法

1）混凝土鑿毛

a.工藝流程。包括腳手架搭設→清理工作面→混凝土鑿毛→質量檢查→表面沖洗。

b.排架搭設。對于泄洪洞彎弧面混凝土鑿毛需搭設腳手架,鑿除之前沿操作平臺四周設置防護工作平臺,并注意棄渣落入腳手架下部傷及行人。

c.清理工作面。對混凝土表面的雜物進行清理,并初步判定其碳化層厚度。d.碳化層鑿毛。采用風鎬鑿除鑿毛,鑿除深度1 cm～3 cm。e.高壓水清洗。鑿毛完畢后用高壓水清洗鑿除表面,將松動碎屑及灰塵清除,以利于新老混凝土結合。

2）砂漿錨桿施工

a.施工程序：布孔→鉆孔→洗孔及檢查→注漿、安插錨桿及固定。

b.由測量人員放出每一個錨桿孔的位置,孔位偏差控制不大于10 cm；采用手風鉆鉆孔；鉆孔完成后及時進行孔內清洗、檢查鉆孔質量；錨桿砂漿采用NJ-6 型拌漿機制漿、JJS-2 B 型攪拌桶和2 SNS 型灌漿泵、通過插入距孔底50 mm～100 mm 的PVC 注漿管注漿,邊注漿邊向外拔管直到注滿為止,注漿完成后立即插桿對中并在孔口加楔塊固定。

3.2 已有泄洪洞體基巖固結灌漿

已有泄洪洞封堵段梅花形布置,封堵段上部布置5 排,其中3 排I 序孔,2 排Ⅱ序孔,排距3 m；封堵段下部布置3 排,其中2 排I 序孔,1 排Ⅱ序孔,排距3 m。深入基巖均4 m。

（1）施工程序：物探測試孔鉆設、鉆孔灌前測試→固結灌漿孔（Ⅰ、Ⅱ序）→鉆孔→壓水試驗→灌漿→變形觀測→固結灌漿檢查孔→灌后物探測試→封孔。

（2）工藝流程：測量放孔位→搭設施工排架,穩固鉆機→第一段鉆孔→下栓塞→沖洗→壓水試驗→灌漿→第二段鉆孔→下栓塞→沖洗→壓水試驗→灌漿→壓力封孔。

（3） 施工方法

1）鉆孔：考慮到施工作業是在排架上完成,固結灌漿鉆孔主要采用KQZ-100 沖擊回轉鉆機,此類設備輕便、高效；質量檢查孔和物探測試孔等采用XY-2 PC（2 B）回轉鉆機鉆孔。

2）沖孔、壓水試驗：對基巖鉆孔,采用風水聯合沖洗,沖洗壓力為灌漿壓力的80%,且不超過1.0 MPa,直至孔口回水返清時為止；固結灌漿之前,按照監理指定的孔位、孔數進行簡易壓水試驗。壓水壓力與沖孔壓力一致,每5 min 測定一次流量,連續壓水20 min 即可結束。

3）灌漿

a.固結灌漿按分序加密的原則進行施工。隧洞的固結灌漿按環間分序、環內加密的原則進行,同一環內只允許對稱的2 個孔同時施工。

b.灌漿方法采用分段卡塞、孔內純壓式灌漿法。

泄洪洞襯砌段第一段栓塞卡在混凝土內（距結合面以上0.5 m 處）,第二段灌漿塞在已灌段底以上0.5 m 處,以防漏灌。

c.灌漿壓力、漿液水灰比以及漿液變換標準,最終將通過現場試驗而定。

4）結束標準和封孔

a.各灌漿段在最大設計壓力下,注入率不大于1 L/min,繼續灌注30 min,灌漿即可結束。

b.固結灌漿孔采用“全孔灌漿封孔法”封孔。在最大設計壓力下灌漿孔停止吸漿,并繼續灌注10 min 后即可結束。

3.3 已有泄洪洞膨脹止水條安裝

已有泄洪洞堵頭鑿毛后進行膨脹止水條（PZ-400 制品型止水條）安裝,刻槽深度1 cm～2 cm。外露1/2 的止水條高度,止水長度在洞外按輪廓尺寸再加50 cm～80 cm 富余量裁剪。膨脹止水條定位后,盡量避免被水浸泡,止水條接頭搭接部位,側面多用刀片切成斜面,剝去搭接部位隔離紙,利用制品膨脹止水條本身的可粘性,將制品型膨脹止水條側面搭接1 cm,用滾筒滾壓制品型膨脹止水條上面,保證止水條粘嚴密牢固。

3.4 泄洪洞水平段襯砌混凝土施工

（1）模板設計

新老泄洪洞相貫連接段長度約24 m,分為2 段,單段長12 m。泄洪洞相貫連接段采用定制花架支撐小鋼膜,洞內搭設滿堂腳手架支撐襯砌模板的方式分上中下分三層澆筑。模板加固方式采用內撐內拉或外撐內拉等的形式進行,模板圍檁采用φ48 mm 鋼管,拉結方式采用拉筋（插筋型號C25,入巖1 m,間排距0.5 m 采用錨固劑錨固,拉桿焊接在插筋上）固定。 支撐結構采用φ48 mm 標準架管搭設的滿堂支撐架,立桿縱距0.5 m,橫距0.6 m,步距0.6 m。

（2）隧洞襯砌混凝土施工

1）泄洪洞混凝土襯砌C40,通過混凝土攪拌運輸車運輸至施工部位后,由混凝土泵通過進料口泵送入倉,進料口同時兼作振搗窗口,視混凝土上升高度將其逐層關閉,澆筑時左右兩側需同步均衡上升,高差不得超過0.5 m。

2）隧洞軸線以下部分入倉速度要慢,減小混凝土浮力；軸線以上部分入倉速度要快,加大混凝土壓力,抵消浮力。封底拱時,需加強振搗以保證氣泡排出充分,從一側下料另一側引料。

3.5 已有泄洪洞封堵灌注混凝土

（1）泄洪洞水平改造段與已有泄洪洞龍抬頭斜坡段相貫連接段長度約24 m,回填總高度15 m,分7 倉澆筑,采用C25微膨脹自密實混凝土,塌落擴展度550 mm～655 mm。

（2）施工程序：承重架搭設→固結灌漿→錨桿施工→原混凝土面鑿毛→膨脹止水條安裝→襯砌鋼筋完善→模板及倉面清洗→襯砌模板安裝→混凝土泵管預埋→襯砌混凝土澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第一層（0.5 m）澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第二層（1.0 m）澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第三層（1.5 m）澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第四層（3.0 m）澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第五層（3.0 m）澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第六層（3.0 m）澆筑→等強（達到設計強度的75%）→封堵第七層（3.0 m）澆筑。

（3）已有泄洪洞封堵是在泄洪洞水平改造混凝土80 cm襯砌完成并到達強度的75%后進行。

3.6 已有泄洪洞封堵后接縫灌漿

（1）為防止新老混凝土結合面或預埋泵管與混凝土結合面收縮后存在滲水通道,并對該部位進行接縫灌漿以保證封堵體完整密實。在封堵體周圍新老混凝土結合部位間隔3 m設置6 根預埋管（每根分為進漿管和回漿管）,并牢固固定在洞壁上。預埋管采用φ25 塑料管,單根總長32 m,露出混凝土外1m,在塑料管上每隔2 m 鉆眼。

（2）灌漿前需對結合縫面進行沖洗,然后排凈縫內積水,方可進行灌漿。灌漿采用純水泥漿,漿液水灰比采用2∶1、1∶1、0.5∶1 三個比級。一般情況下,開始可灌注水灰比2∶1 的漿液,待回漿管出漿后,可改換水灰比為1∶1 的漿液,當回漿管排出的漿液水灰比接近1∶1,可換成水灰比為0.5∶1 的漿液灌注,直至結束。

（3）制漿站集中制漿,SGB6-10 型泵送至灌漿站,采用SGB6-10 灌漿泵灌注,灌漿壓力0.3 MPa。

（4）結束標準：當排氣管排漿達到或接近最濃比級漿液,且管口壓力達到設計規定值,注入率不大于0.4 L/min 時,持續20 min,灌漿即可結束。

4 結語

泄洪洞龍抬頭封堵施工是漢中石門水庫左岸泄洪洞改造關鍵施工項目,通過龍抬頭封堵施工方案的技術總結和實踐,實踐證明、方案合理,效果較好。石門水庫左岸泄洪洞龍抬頭封堵施工更是得到了參建各方以及專項方案論證相關專家的高度重視,從左岸原泄洪洞龍抬頭所處位置到具體實施技術方案的確定直至完成封堵,凝結了建設者不少心血。