輸水隧洞及放空洞封堵施工工藝

（福建省水利水電工程局有限公司）

輸水隧洞及放空洞封堵施工工藝

□張懿周（福建省水利水電工程局有限公司）

水利水電工程中輸水隧洞或放空洞的封堵施工是水庫除險加固工程常見工序，其施工方案的選擇結(jié)合項目的具體情況有多種多樣，其質(zhì)量的好壞也與方案的選擇有密切關(guān)系。文章結(jié)合具體實施案例主要介紹了婺源縣段莘水庫除險加固工程中輸水隧洞及放空洞封堵施工中的施工方案的選擇、工藝流程、實施及保護(hù)措施等,為類似的工程施工積累了相關(guān)經(jīng)驗,具有一定的參考價值。

水利工程；輸水隧洞；放空洞；封堵

0 引言

輸水隧洞是山區(qū)水庫重要建筑物，當(dāng)運行幾十年后存在安全隱患需封堵，不同工程實際情況，封堵的施工方案選擇也要因地制宜，同時應(yīng)該是高效、快捷、高質(zhì)量的施工工藝。

1 工程概況

段莘水庫位于饒河水系樂安河主支流段莘水上游，大壩位于段莘鄉(xiāng)，距婺源縣城45 km，距杭瑞高速公路9.60 km，地理位置為東經(jīng)117°50′，北緯29°28′。壩址以上控制流域面積79 km2，總庫容5 640萬m3，發(fā)電裝機總?cè)萘? 880 kW。工程于1970年11月動工興建，1973年基本完成，是一座具防洪、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫樞紐工程等別為Ⅲ等，永久性主要建筑物為3級，永久性次要建筑物4級，臨時性建筑物為5級。水庫正常蓄水位為290 m（黃海高程，下同），相應(yīng)庫容4 140萬m3；死水位為278 m，相應(yīng)庫容894萬m3；設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，設(shè)計洪水位為292.83 m，相應(yīng)庫容5 240萬m3；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1 000 a一遇，校核洪水位為293.85 m，相應(yīng)庫容5 640萬m3。段莘水庫現(xiàn)樞紐建筑物主要由大壩、溢洪道、輸水隧洞（兼放空）組成，輸水隧洞位于大壩左岸山體。

2 涵洞封堵施工方案簡述

2.1 壩體上游圍堰布置

在導(dǎo)流底孔封堵時，在壩體上游20 m處修筑一道圍堰，作為隧洞底孔封堵時的第一道圍堰；考慮到第一道圍堰由于底部填筑有大量的石渣，將有部分滲水，再在第一道圍堰下游距導(dǎo)流底孔10 m處修筑第二道圍堰攔水，該圍堰寬2 m、高度同兩邊淤泥高度。

2.2 集水坑及排水設(shè)施布置

為確保進(jìn)行隧洞封堵時澆筑的泵送混凝土能在無水下施工，計劃在第二道圍堰下游、距放空支洞進(jìn)口5 m處開挖一集水坑，將第二道圍堰可能產(chǎn)生的滲水匯集到該集水坑，而后布置二臺潛水泵將積水抽至第二道圍堰上游。

2.3 封堵施工計劃

老隧洞封堵施工混凝土澆筑總量為475 m3，放空支洞進(jìn)口封堵長度42m，發(fā)電支洞封堵長度從樁號0-039.2至0+060、0+ 115.60至0+120.60共計104.20 m，采用C20混凝土封堵，洞頂120°范圍內(nèi)設(shè)四根回填灌漿花管，一根回漿管，對洞頂進(jìn)行回填灌漿。從樁號0+060至0+115.60及放空支洞尾水渠采用砂卵石填筑。

整條隧洞的封堵施工具有線路長、施工難度大、技術(shù)要求高、安全風(fēng)險大等特點，必須計劃周密、準(zhǔn)備充分、協(xié)調(diào)一致，才能確保施工的安全、質(zhì)量和進(jìn)度。因管道過水時間較長，且經(jīng)過洪水沖刷，應(yīng)檢查管內(nèi)有無被破壞而滲水現(xiàn)象，若管內(nèi)有滲水點應(yīng)先進(jìn)行堵漏，不能完全堵住的做好引排，防止導(dǎo)流管封堵后不能完全閉氣而滲水。測算河流流量和圍堰蓄水量，計算出圍堰漫水時間，以便周密的計劃混凝土澆筑的安全時間。

3 封堵方案實施

3.1 放空支洞的封堵施工

涵洞的封堵首先對放空支洞段進(jìn)行施工。此段涵管封堵的關(guān)鍵是抓速度，搶時間，必須周密計劃，有序進(jìn)行，其實施的成敗決定了整個封堵方案實施的成敗。本段封堵成功后將為發(fā)電支洞的封堵提供可靠的施工條件。

該段開始封堵前，先安排人工進(jìn)去在放空支洞與發(fā)電洞交接處的四周用電鉆鉆20 mm直徑的孔，便于插鋼筋固定模板，模板使用直徑1 m的圓形木模，安裝并用插筋兩邊固定牢靠，再在后面做一道砌石擋墻撐牢。準(zhǔn)備工作完成后，進(jìn)行混凝土澆筑?；炷敛捎帽盟蜕唐坊炷?。圍堰后擋水可能出現(xiàn)的滲水及時用水泵集中抽排。

3.2 發(fā)電支洞樁號0-039.20至0-002的混凝土封堵施工

放空洞封堵完成后，開始進(jìn)行發(fā)電支洞樁號0-039.20至0-002段的封堵。該段封堵是整個導(dǎo)流涵管封堵的重中之重，因考慮到上游水位在封堵時候上漲，必須做到完全止水，不能有絲毫滲漏。

該段施工的關(guān)鍵是確?；炷僚c管壁充分結(jié)合，調(diào)整混凝土塌落度（18～20）達(dá)到免振搗的要求，保證混凝土能夠自然密實。回填灌漿充填飽滿、密實，達(dá)到抗?jié)B要求。

該段封堵按涵洞封堵結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行施工，在該封堵段的兩端砌筑漿砌石擋墻作為堵頭，混凝土輸送泵管的混凝土出口處距倉面≤2 m?？抗鼙陧旑A(yù)埋回填灌漿拔管，回填灌漿在每倉封堵混凝土澆筑完成7 d后進(jìn)行，回填灌漿采用0.6：1（水：水泥）純水泥漿液灌注，壓力為0.50 MPa?；靥罟酀{結(jié)束后再以相同的工藝對下一段進(jìn)行封堵施工。

3.3 發(fā)電支洞樁號0-002至0+060的混凝土封堵

此段施工時已不再有庫內(nèi)水位上升的威脅，有充足的時間精心施工，確保萬無一失。對于該段的封堵施工主要是對涵管進(jìn)行充填飽滿，以抵抗大壩壩體自重的壓力作用。

此段施工按設(shè)計要求分為10 m一段進(jìn)行，每段使用圓形木模分隔，模板使用在涵管四周鉆孔插筋支撐牢固，模板頂預(yù)留混凝土輸送管入口和回填灌漿管?；炷翝仓瓿珊竽０鍩o需拆除。因發(fā)電涵洞向下游方向有坡降，混凝土輸送管距上游面模板應(yīng)≤3 m。

3.4 圍堰的拆除

老涵洞的封堵完成后，應(yīng)立即進(jìn)行上游臨時圍堰的拆除。圍堰拆除時，應(yīng)在水位上升的安全時間內(nèi)，最大限度的對圍堰進(jìn)行開挖。開挖時，從圍堰左岸坡處將圍堰開挖出適當(dāng)深的缺口，利用度汛壩體的斜墻至圍堰之間的庫容調(diào)節(jié)，圍堰內(nèi)的水位可下降2 m左右。圍堰開挖按從左岸至右岸的順序進(jìn)行，邊挖邊退，出渣使用自卸車從右岸施工道路運至下游棄渣場。開挖完成后機械從右岸施工道路退出。圍堰開挖必須在水位上升至安全的高度時完成，機械設(shè)備迅速撤離。

4 封堵實施保護(hù)措施

4.1 施工質(zhì)量應(yīng)急措施

在導(dǎo)流涵管封堵施工的過程中，因線路長、管徑小，施工作業(yè)受到影響的因素較多，嚴(yán)重時甚至可導(dǎo)致混凝土澆筑施工無法正常進(jìn)行，如機械故障、安全隱患、天氣突變等。因此，必須有應(yīng)急預(yù)案，做到有備無患，使涵管封堵圓滿完成。

應(yīng)急措施主要是針對心墻至進(jìn)水口段的封堵。此段混凝土澆筑過程中，若出現(xiàn)意外情況使混凝土澆筑工作無法繼續(xù)，排除故障所需時間較長時，應(yīng)立即拆除輸送泵管（若時間緊迫也可不拆），使用自制的小滑車將已預(yù)備好的碎石運至管內(nèi)從里往外回填。碎石運輸入管時，涵管內(nèi)只能容納一臺小滑車出入，管內(nèi)可派2人在艙面卸載碎石和鋪填飽滿，涵管外由3人負(fù)責(zé)裝車和輔助運輸。小車進(jìn)出涵管時，其前后均應(yīng)用繩索牽引，當(dāng)碎石運往涵管內(nèi)時，涵管內(nèi)的人適當(dāng)?shù)睦⌒≤嚽暗睦K子，牽引小車的方向。因小車進(jìn)入涵管時是下坡，外面的人應(yīng)拽住小車后的繩子，避免小車滑行太快，保證安全。碎石卸載后，涵管外的人利用繩子將小車拽出涵管，繼續(xù)裝運。用于牽引小車前后的繩子必須長于小車的行程3 m以上。當(dāng)碎石回填至管口時，將管口用漿砌塊石封閉，并預(yù)埋回填灌漿管，做回填灌漿處理，保證涵管封堵閉氣?；靥畹乃槭瘧?yīng)有良好的級配，既能滿足回填灌漿漿液的擴散和充填，又不能使空隙率太大，增加回填灌漿的工程量。在處理意外情況的過程中，可用準(zhǔn)備的水泵從圍堰內(nèi)將水抽到新發(fā)電隧洞進(jìn)口處排走，以減緩水位上升速度，為老涵洞封堵贏取充分的時間。

4.2 安全應(yīng)急措施

此次施工存在的危險源主要有兩點，一是，涵洞內(nèi)施工環(huán)境缺氧，二是，封堵涵洞時圍堰漫水或決堤。管內(nèi)缺氧可用鼓風(fēng)機通風(fēng)，通風(fēng)管應(yīng)直接到達(dá)施工面進(jìn)行不間斷的送風(fēng)，保證管內(nèi)空氣的流通，且應(yīng)有備用的醫(yī)用氧氣，便于發(fā)生缺氧事故時急救。圍堰漫水或決堤，可用準(zhǔn)備好的土袋，將水堵住，并迅速撤離涵管內(nèi)的作業(yè)人員。涵管內(nèi)出現(xiàn)險情時，管內(nèi)的人員使用報警器向管外報警，管外的人接到報警后馬上實施搶救。管外發(fā)生險情時，使用信號燈向管內(nèi)報警，管內(nèi)的人員接到報警后迅速撤離。

5 結(jié)語

該項目整個輸水隧洞的封堵分3個大段進(jìn)行，分別為放空支洞進(jìn)口的混凝土封堵、發(fā)電支洞樁號0-039.20至0-002的混凝土封堵，樁號0-002至0+060的混凝土封堵。該項目最終圓滿結(jié)束，很多經(jīng)驗值得借鑒，如做好充分的準(zhǔn)備工作，具備封堵條件后，認(rèn)真關(guān)注天氣預(yù)報，確認(rèn)往后3 d之內(nèi)無降雨的跡象后，才能開始封堵，避免封堵過程中發(fā)生降雨而導(dǎo)致河流流量增大，圍堰庫內(nèi)水位快速上升使封堵工作無法進(jìn)行。

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編輯：劉長垠邢博輝

TV551.12

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2017-03-15