中小型水電工程導(dǎo)流隧洞堵頭封堵措施探討

陳萬軍

摘 要 通過介紹牛都水電站導(dǎo)流洞堵頭施工的研究，探討堵頭施工的有效策略，對(duì)同類型的工程有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 水電站；導(dǎo)流洞；堵頭施工；借鑒意義

中圖分類號(hào)：TV554 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0067-02

1 工程概述

牛都水電站位于貴州省正安縣土坪鎮(zhèn)境內(nèi)，為芙蓉江干流梯級(jí)開發(fā)的第三級(jí)，壩址以上流域面積165 km2，多年平均流量34.2 m3/s，水庫正常蓄水位608.4 m，相應(yīng)庫容2780萬m3/s，裝機(jī)容量20 MW，年平均發(fā)電量0.7億kWh。

導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)臨時(shí)封堵預(yù)制混凝土疊梁門，軸線樁號(hào)0+151.50～0+166.50段設(shè)長15 m的永久封堵混凝土堵頭。導(dǎo)流隧洞斷面型式采用城門洞型，隧洞開挖凈高7.53 m，底寬7 m，側(cè)高5.43 m，頂拱半徑3.46 m，頂拱中心角120。

2 導(dǎo)流洞下閘封堵經(jīng)過

導(dǎo)流洞下閘封堵施工計(jì)劃將在下閘驗(yàn)收完成后進(jìn)行。施工程序如下：

施工準(zhǔn)備→進(jìn)口疊梁閘門下閘及砼澆筑→導(dǎo)流洞出口圍堰外側(cè)排水→引水鋼管埋設(shè)和粘土圍堰施工→堵頭砼施工→固結(jié)灌漿施工→回填及接縫灌漿施工→帷幕灌漿施工。

自2012年12月31日成功實(shí)現(xiàn)下閘蓄水后，隨即開始堵頭施工的準(zhǔn)備工作，于2013年1月13日完成堵頭的混凝土澆筑，1月25日全面完成所有的設(shè)計(jì)任務(wù)。

3 導(dǎo)流隧洞堵頭施工方案

根據(jù)堵頭設(shè)計(jì)要求，結(jié)合工程實(shí)際，自2012年10月23日開始，多次開展了導(dǎo)流洞下閘封堵施工方案的專題討論會(huì)，參與人員有項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及施工單位相關(guān)人員等。其中，結(jié)合工程施工實(shí)際，進(jìn)一步完善了封堵施工措施。原計(jì)劃永久堵頭按兩段澆筑施工，第一段長度6.0 m，第二段長度9.0 m，要求在第一段堵體的回填及接觸灌漿施工完畢后再進(jìn)行第二段堵體澆筑，大體積混凝土溫度控制采用降混凝土低入倉溫度和在堵頭混凝土澆筑中埋設(shè)適量的冷卻水管。經(jīng)充分論證和協(xié)商，對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化，取消進(jìn)口排氣孔、冷卻水管、接觸灌漿及第一段固結(jié)灌漿施工等。

4 堵頭封堵施工主要技術(shù)措施

4.1 永久堵頭施工臨時(shí)圍堰

洞內(nèi)永久堵頭上、下游側(cè)的臨時(shí)圍堰主要攔截和引排進(jìn)口疊梁門和洞身山體圍巖的滲水。圍堰采用粘土編織袋堆筑，堰體之間設(shè)250 mm的排水管。導(dǎo)流隧洞堵頭部位屬灰?guī)r，巖石完整，洞身未襯砌。擋水圍堰高度暫按2.0 m考慮，梯形斷面，頂寬1.0 m，兩側(cè)坡比1：1.0。粘土編織袋在土料場(chǎng)取料，人工裝袋后采用自卸汽車運(yùn)輸至導(dǎo)流隧洞出口堆放，施工時(shí)采用自卸汽車或裝載機(jī)運(yùn)至堵頭前由人工進(jìn)行圍堰填筑，圍堰粘土編織袋備料約50 m3。為防止下游河水倒灌進(jìn)入導(dǎo)流隧洞，導(dǎo)流隧洞出口采用土石棄碴填筑臨時(shí)圍堰，圍堰高度高于河床常水位且滿足進(jìn)出洞交通要求即可，土石碴填筑約100 m3。

4.2 模板施工

導(dǎo)流洞堵頭砼澆筑模板約100 m2，上游側(cè)采用鋼管搭建支撐排架管，由于導(dǎo)流洞封堵后堵頭上游側(cè)模板無法拆除，故上游面模板、支撐排架不作拆除。堵頭模板采用木模板拼裝，鋼管架支撐，斜拉錨固和對(duì)拉方式固定，外部采用排架支撐，內(nèi)側(cè)固定在洞身底板的插筋上。下游模板在砼齡期達(dá)到規(guī)范要求后對(duì)模板進(jìn)行拆除。

4.3 砼拌合、入倉及運(yùn)輸

為加快堵頭施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在壩左岸615.5 m高程布置兩個(gè)270 mm直徑的孔直達(dá)堵頭頂部，大大的減少了混凝土運(yùn)輸距離和時(shí)間，有力的降低了混凝土運(yùn)輸?shù)牟话踩驍?shù)，砼均采用左岸大壩砼拌合樓拌制，罐車運(yùn)輸至孔口處入倉。

4.4 封堵砼澆筑

1）封堵堵頭砼采用二級(jí)配28d齡期的C20常態(tài)砼，砼澆筑工程量約730 m3。

2）砼澆筑鋪料間隔時(shí)間最長不得超過4 h，兩班制施工，因分段、停電或其他原因造成倉內(nèi)砼初凝按施工縫處理?；炷翝仓謱雍穸?0 cm左右，用插入式振搗器振搗密實(shí)。

3）砼澆筑主要采用插入軟軸式電動(dòng)振搗器進(jìn)行振搗，對(duì)不易振搗的部位采用人工插釬進(jìn)行振搗。在振搗過程中應(yīng)注意防止模板位移，并對(duì)排水管周圍的砼應(yīng)加強(qiáng)振搗。根據(jù)水工砼施工規(guī)范，振搗時(shí)間以砼不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開始泛漿時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)。

4）將第一段堵體的回填及接觸灌漿施工完畢后再進(jìn)行第二段堵體澆筑，在第二段堵頭砼澆筑前，必須將第一段堵頭砼表面進(jìn)行鑿毛及沖洗處理，并在接縫部位設(shè)置止?jié){片，止?jié){片必須表面光滑清潔，不留孔洞。

5）施工縫處理：本工程導(dǎo)流洞封堵體總長15 m，根據(jù)規(guī)范要求，堵頭不設(shè)橫縫，施工中分段澆筑，分段的接縫按施工縫處理。施工縫采用人工鑿毛后采用壓力水沖洗，沖洗應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為沖去乳皮和灰漿，直到砼表面積水由渾變清為止。

4.5 固結(jié)灌漿施工

本工程導(dǎo)流洞封堵段洞身未襯砌，封堵前對(duì)堵頭段洞身圍巖松散巖石進(jìn)行清除，并對(duì)堵頭段洞身圍巖進(jìn)行固結(jié)灌漿，灌漿進(jìn)尺約360 m，固結(jié)灌漿孔深3.5 m～4.0 m，孔徑50 mm，間距2.0 m，排距3.0 m，灌漿壓力根據(jù)工程類比或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，正常情況下孔口壓力為0.7 MPa～1.5 MPa，但不得引起圍巖變形。

1）鉆孔：導(dǎo)流洞內(nèi)為無蓋重固結(jié)灌漿，鉆孔采用YT-28手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑為Ф50 mm，固結(jié)灌漿按1個(gè)次序進(jìn)行鑿孔，每孔深入基巖不低于3.5 m，要求鉆孔時(shí)垂直于巖面。

2）固結(jié)灌漿：采用一次灌注；灌漿水灰比根據(jù)試驗(yàn)確定，正常情況可采用1：1、0.8：1、0.5：1三個(gè)比級(jí)。灌漿主要參數(shù)，固結(jié)灌漿孔孔徑按50 mm考慮。灌漿孔按梅花型布設(shè)，間距2.0 m，排距3.0 m，灌漿壓力根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，在規(guī)定的壓力下，灌漿孔段注入率不大于0.4 L/min時(shí)，延續(xù)30 min即可結(jié)束。

4.6 回填灌漿施工

導(dǎo)流洞封堵完畢后對(duì)頂拱與圍巖間進(jìn)行回填灌漿，混凝土達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行回填灌漿施工。灌漿管預(yù)埋至下游堵頭外側(cè)，待堵頭砼達(dá)到規(guī)范要求后進(jìn)行灌漿施工。堵頭段回填灌漿約130 m2。灌漿孔口壓力按0.3 Mpa～0.5 Mpa考慮，實(shí)際壓力可根據(jù)堵頭砼強(qiáng)度及圍巖條件進(jìn)行調(diào)整。

1）施工工藝：鉆孔→灌漿→封孔→質(zhì)量檢查。

2）回填灌漿施工：回填灌漿孔采用手風(fēng)鉆鉆孔，開孔孔徑為ф50 mm，孔深保證進(jìn)入巖石10 cm?；靥罟酀{采用純壓式灌漿，保證連續(xù)進(jìn)行，結(jié)束條件為在規(guī)定壓力下灌漿孔停止吸漿后延續(xù)灌注5 min，即結(jié)束灌漿。灌漿孔灌漿完畢后，按規(guī)定使用干硬性水泥砂漿將鉆孔封填密實(shí)，保證孔口壓抹齊平。

3）對(duì)于洞室襯砌時(shí)頂部預(yù)留的孔洞，灌漿時(shí)用木塞塞死，待回填灌漿結(jié)束，水泥漿具有一定強(qiáng)度后，將木塞取下，用干硬性水泥砂漿封堵。

4）回填灌漿質(zhì)量檢查：在該區(qū)段回填灌漿結(jié)束后7d進(jìn)行，檢查孔數(shù)量為灌漿孔總數(shù)量的5%，采用鉆孔注漿法，向孔內(nèi)注入2：1的漿液，壓力為灌漿壓力，標(biāo)準(zhǔn)為初始注入量不超過10 L，即認(rèn)為合格。

4.7 帷幕灌漿施工

36～39#帷幕灌漿孔穿過導(dǎo)流洞深入洞底，位置穿過封堵段，設(shè)計(jì)要求在導(dǎo)流洞堵頭砼施工完成后再進(jìn)行施工。施工方法在此不再敘述。

5 施工質(zhì)量

本水電站導(dǎo)流洞堵頭施工，歷時(shí)25日完成。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查與堵頭儀埋資料分析，堵頭施工質(zhì)量基本滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到水電站運(yùn)行的要求。

6 結(jié)束語

貴州芙蓉江牛都水電站導(dǎo)流洞下閘蓄水和堵頭施工，通過大量的優(yōu)化和采取相應(yīng)的技術(shù)措施，歷時(shí)25天圓滿完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)，工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過一年來的運(yùn)行，沒有異?，F(xiàn)象，在同類型工程中具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]趙興旺，張麗春.淺談小灣水電站導(dǎo)流洞堵頭灌漿施工[J].科技信息，2011（15）.endprint