珊溪水電站引水隧洞下平段施工支洞二期封堵設(shè)計初探

周白逋

（珊溪水力發(fā)電廠，浙江溫州，325304）

1 工程概況

1.1 珊溪水電站工程概況

珊溪水電站位于浙江省溫州市境內(nèi)飛云江干流中游河段。水庫正常蓄水位為142 m，總庫容為18.24億m3，裝機容量為200 MW，年發(fā)電量3.55億kW·h。工程于1996年開工，2001年竣工。

1.2 珊溪水電站工程布置

珊溪水電站由攔河壩、溢洪道、泄洪系統(tǒng)、引水系統(tǒng)、廠房、開關(guān)站和?？酉潘ㄖ锝M成。

攔河壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高132 m，溢洪道位于左壩頭，泄洪洞位于大壩左岸，發(fā)電廠房位于大壩下游右岸?？酉隹谧髠?cè)。

引水發(fā)電系統(tǒng)布置在右壩頭山體內(nèi)，采用兩洞四機布置。引水系統(tǒng)主要建筑物有：進(jìn)水明渠、進(jìn)水口、引水隧洞、鋼筋混凝土岔管、高壓鋼支管等。引水隧洞由上平段、斜井段、下平段組成，隧洞開挖直徑7.8 m。

1.3 本工程情況簡介

珊溪水電站工程建設(shè)過程中，擬后期設(shè)置備用小機組，其方案為從引水隧洞下平段施工支洞封堵體內(nèi)引出鋼管，沿施工支洞安明管鋪設(shè)至小機組廠房。故，施工階段在引水隧洞下平段施工支洞封堵體內(nèi)預(yù)埋了一段引水鋼管，直徑1.9 m，壁厚16 mm，材質(zhì)為16Mn，長度為11 m，延伸至封堵體外側(cè)，端頭采用鋼悶頭封閉。另外還有一條供往珊溪鎮(zhèn)水廠的供水管預(yù)埋在該封堵提內(nèi)。具體布置見圖1、圖2。

1.4 工程現(xiàn)狀

備用小機組方案至今一直沒有實施，且以后備用小機組是否實施目前尚不明確。該施工支洞為倒坡隧洞，洞內(nèi)倒坡段常年積水，平時無法進(jìn)洞檢查，而封堵體預(yù)埋鋼管悶頭則長期處于水下環(huán)境，極有可能會因為環(huán)境潮濕而銹蝕等原因發(fā)生滲漏甚至涌水等事故，嚴(yán)重威脅到開關(guān)站和發(fā)電廠房的運行安全。因此，為了消除原封堵體預(yù)埋鋼管運行期間的安全隱患，開展該封堵段的二期封堵處理是非常有必要的。

圖1 封堵提內(nèi)預(yù)埋鋼管布置圖Fig.1 Arrangement of the steel pipes embedded

圖2 小機組預(yù)留鋼管沿施工支洞縱剖面圖Fig.2 Profile section of the steel pipes along the construction branch tunnel

2 引水隧洞下平段施工支洞二期封堵設(shè)計方案比選

從工程實際情況出發(fā)，主要考慮了四個封堵方案：即實心封堵方案、間隔封堵方案、鋼構(gòu)件除銹防腐處理方案、延長鋼管封堵方案。

2.1 實心封堵方案

實心封堵方案，在封堵體外側(cè)增設(shè)二期封堵段，將預(yù)埋鋼管埋入新的封堵段內(nèi)，并延長供水管路。

該方案可根據(jù)圍巖固結(jié)灌漿的需要采取一段實心封堵或者是實心封堵加廊道的封堵方案，該方案可靠性較高，施工時不影響機組發(fā)電，但由于二期封堵段將鋼悶頭封死，后期再重新利用鋼管設(shè)置小機組難度比較大。具體布置見圖3、圖4。

2.2 間隔封堵方案

間隔封堵方案，同樣增設(shè)封堵體，但新封堵體和老封堵體隔開一段距離，以便將來萬一需要利用預(yù)埋鋼管，則可以挖除二期封堵體混凝土，重新利用預(yù)埋的鋼管。

該方案同樣可以采用全實心封堵或?qū)嵭姆舛录永鹊婪桨?，可靠性較高，施工時不影響機組發(fā)電，且便于一期封堵段預(yù)埋鋼管的再次利用。具體布置見圖5。

圖3 一段實心封堵方案布置示意圖Fig.3 Schematic diagram of solid core plugging

圖4 實心加廊道封堵方案布置示意圖Fig.4 Schematic diagram of solid core combined with gallery plugging

圖5 方案二間隔封堵方案布置示意圖Fig.5 Schematic diagram of interval plugging

2.3 鋼構(gòu)件除銹防腐處理方案

不再增設(shè)二期封堵體，為防止鋼管銹蝕，將鋼管內(nèi)外防腐重新施工一遍，并在管口增設(shè)法蘭或者閥門。

該方案簡單易行，但是可靠性不及前兩種方案，實施后仍然存在預(yù)埋鋼管的銹蝕等風(fēng)險，只不過由于重新做了防腐，安全性會有所改善。且該方案實施時需放空1號引水隧洞，影響兩臺機組發(fā)電。

2.4 延長鋼管并全長封堵處理方案

延伸鋼管抬高出口方案，增設(shè)封堵體，并將鋼管向外延伸，同時抬高高程，使其不浸泡在水中，末端布置閘閥或法蘭。

該方案處理最為徹底，既可保護鋼管，今后也能利用預(yù)埋的鋼管，且使鋼管端頭置于水上，方便檢查及維護，但投資大，工期長，且該方案實施時需放空1號引水隧洞，影響兩臺機組發(fā)電。具體布置見圖6。

圖6 方案四封堵處理方案布置示意圖Fig.6 Schematic diagram of the plugging treatment in scheme 4

3 方案比選

初擬的四個方案各有優(yōu)缺點，相比之下認(rèn)為方案1、方案2、方案4可靠性更高一點，其中方案4改造最徹底，也便于將來再利用鋼管，但是投資也最大。方案3則具有簡單易行的優(yōu)點。方案1和方案2施工時不影響機組發(fā)電。方案3和方案4鋼管焊接施工時需放空1號系統(tǒng)，影響兩臺機組。

從電站永久運行安全的角度考慮，建議選擇方案1或者方案2、方案4。其中如果預(yù)埋鋼管確定不再使用，則建議選擇方案1，將鋼管完全封死。如果鋼管還有繼續(xù)使用的可能，則可以選擇方案2或4。

4 結(jié)語

綜合考慮以上各個方面，方案二的投資較小，可靠性又高，同時能夠兼顧預(yù)埋鋼管再利用的問題，建議采用方案二即間隔封堵方案。又由于該下平段為倒坡，洞內(nèi)常年積滿水，平時無法進(jìn)去檢查，加設(shè)廊道沒有什么意義，且增加施工難度和投資，故推薦方案二間隔實心封堵，不增設(shè)廊道?！?/p>

[1]陳候.導(dǎo)流隧洞封堵設(shè)計[J].水利科技,2004(3):28-30.

[2]甘文喜.水工隧洞堵頭設(shè)計探討[J].人民長江,2001(5):34-36.

[3]吳瑋,陳官權(quán),盧天文,楊勇.木浪河水庫大壩導(dǎo)流隧洞的封堵方法[C].紀(jì)念貴州省水力發(fā)電工程學(xué)會成立20周年論文選集.2005.