DKQ水電站發(fā)電洞施工支洞封堵體設(shè)計

石 英

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊 830000）

DKQ水電站發(fā)電洞施工支洞封堵體設(shè)計

石 英

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊 830000）

DKQ水電站工程位于峽谷山區(qū)，發(fā)電引水隧洞長4.56km，施工期布置了3條施工支洞。主要介紹施工支洞封堵體的設(shè)計及計算方法，經(jīng)運行檢驗，封堵體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，運行良好。

施工支洞；封堵體；計算；結(jié)構(gòu)

1 工程概況

DKQ水電站工程位于和田地區(qū)峽谷山區(qū)內(nèi)。水電站總裝機容量75MW，屬Ⅲ等中型工程。工程由攔河壩、導(dǎo)流兼泄洪沖砂洞、溢洪道、引水發(fā)電系統(tǒng)、電站廠房和生態(tài)電站等組成。攔河壩為澆筑式瀝青混凝土心墻壩，壩頂長214m，壩頂寬8.0m，最大壩高62.6m。發(fā)電引水洞布置在左岸，總長4.735km，其中引水隧洞段長4.56km，上平洞段長4.51km，圓型斷面直徑5.7m，縱坡i=0.005。

為保證施工工期，根據(jù)地形地質(zhì)條件，在發(fā)電洞上平洞段布置3條施工支洞以增加施工工作面。2015年5月對3條施工支洞開始進(jìn)行封堵施工，有2條施工支洞封堵體結(jié)合永久檢修需要預(yù)留了進(jìn)人通道。目前工程已蓄水發(fā)電，運行良好。

2 基本資料

2.1 封堵體級別及特征水位

根據(jù)有關(guān)規(guī)范，隧洞施工支洞的封堵體，應(yīng)與所在隧洞的設(shè)計級別一致。由于本工程發(fā)電引水洞為3級建筑物，因此施工支洞封堵堵頭為3級建筑物。水庫校核洪水位1777.74m；設(shè)計洪水位1776.00m；正常蓄水位1776.00m。

2.2 1#、2#、3#施工支洞位置

1#施工支洞與發(fā)電洞相交位置樁號：發(fā)0+348.045，底板高程1759.1m；2#施工支洞與發(fā)電洞相交位置樁號：發(fā)3+086.007，底板高程1745.4m；3#施工支洞與發(fā)電洞相交位置樁號：發(fā)4+340.601，底板高程1739.2m。

1#施工支洞涌波內(nèi)水壓力17m；2#施工支洞涌波內(nèi)水壓力37m；3#施工支洞涌波內(nèi)水壓力46m。

2.3 設(shè)計參數(shù)

據(jù)施工支洞堵頭段物理力學(xué)試驗資料提供的巖石力學(xué)性質(zhì)建議值表及有關(guān)類似工程的資料，混凝土與巖石抗剪斷摩擦系數(shù)fR取0.7，混凝土與巖石黏聚力CR取0.6MPa。其中2#施工支洞封堵段巖石較破碎，混凝土與巖石黏聚力CR取0.45MPa?；炷寥葜厝?4kN/m3，水容重取10kN/m3。

3 封堵體設(shè)計

3.1 荷載組合

堵體所承受的外荷載主要包括：水壓力、黏聚力、襯砌自重、揚壓力、錨桿抗剪力、涌波內(nèi)水壓力，如表1。

表1 堵體荷載組合

3.2 安全系數(shù)

本工程為結(jié)構(gòu)安全級別Ⅲ級的隧洞支護(hù)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)可取0.9。設(shè)計狀況系數(shù)，對應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況，可分別取用1.0，0.95，0.85；永久作用分項系數(shù)，按DL5077選用；可變作用分項系數(shù)，按DL5077選用；結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.2。作用分項系數(shù)如表2。

表2 作用分項系數(shù)

3.3 堵頭長度

根據(jù)堵頭的運用特點，本工程只進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計算；封堵體基礎(chǔ)面剪磨計算時計入基礎(chǔ)面的摩擦力和除頂部以外的混凝土與圍巖間的黏滯力。本堵頭穩(wěn)定采用DLT5195—2004《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》，按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計。不同工況堵頭長度如表3。

表3 不同工況堵頭長度

4 封堵體布置及標(biāo)準(zhǔn)斷面

4.1 封堵體布置

本工程1#施工支洞完全封堵；2#和3#施工支洞均布置有檢修通道，通過支洞及封堵體的灌漿廊道可以打開檢修門，從而實現(xiàn)對發(fā)電洞的一般檢修，因此2#和3#施工支洞均緊鄰支洞檢修門段，灌漿廊道貫穿堵頭。

1#、2#、3#施工支洞封堵體堵頭緊鄰發(fā)電洞側(cè)壁布置，堵體采用重力式，柱形結(jié)構(gòu)，混凝土指標(biāo)：C20、W8。為方便灌漿，堵體內(nèi)設(shè)城門洞形廊道，寬2.5m，高2.5m。

4.2 堵體長度

1#施工支洞封堵體中心線長10.797m，其中實體段長4.797m，灌漿廊道段長6.0m。

2#施工支洞封堵段長8.5m，檢修門段長4.7m，檢修門段由于與主洞存在一定角度，檢修門段按照一半有效長度考慮，則堵體計算總長10.85m。

3#施工支洞封堵段長8.5m，檢修門段長3.6m，按照一半有效長度考慮，則堵體計算總長10.3m。

2#和3#施工支洞分檢修門段和封堵段兩期澆筑，兩期混凝土接觸面鑿毛處理。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)斷面

1#施工支洞封堵體平面圖如圖1，2#施工支洞封堵體如圖2。3#施工支洞封堵體與2#施工支洞封堵體結(jié)構(gòu)型式基本相同，不再示意。

圖1 1#施工支洞封堵體平面布置

圖2 2#施工支洞封堵體平面布置

5 堵體細(xì)部施工

5.1 回填灌漿

堵頭頂部必須回填灌漿，且應(yīng)在混凝土澆筑完畢后、達(dá)到設(shè)計強度的70%后進(jìn)行。鉆孔進(jìn)入巖石10cm，純水泥漿液通過預(yù)埋的灌漿管施灌，灌漿壓力0.2～0.3MPa。

5.2 接縫、接觸灌漿

堵頭接縫、接觸灌漿包括堵頭與原襯砌混凝土接觸面及堵頭與巖石的接觸面。為保證觀測儀器不受損害，接縫、接觸灌漿均采用預(yù)埋管法施灌。預(yù)埋接觸、接縫灌漿管選用PVC管，進(jìn)、回漿管管徑DN38，升漿管、支管管徑DN25。

接觸和接縫灌漿壓力0.3～0.5MPa。接觸灌漿和接縫灌漿在固結(jié)灌漿完成45d后進(jìn)行，灌漿管出口需設(shè)置灌漿盒。

5.3 固結(jié)灌漿

考慮到堵頭的重要性和受力特點，需對堵頭段圍巖進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，采用鉆孔法施灌。固結(jié)灌漿在堵頭回填灌漿施工完成后進(jìn)行，排距2.5m，伸入基巖不小于4m，灌漿廊道段灌漿壓力1.0～1.2MPa。實體段施工前先進(jìn)行全斷面無蓋重固結(jié)灌漿，灌漿壓力0.25～0.3MPa。

5.4 錨筋

堵頭段底板和邊墻采用25錨筋，梅花型布置，排距1.5m，間距1.5m，錨筋深入巖體內(nèi)長不小于3.5m，深入堵頭混凝土1.0m。

5.5 冷卻水管設(shè)計

1#施工支洞封堵體實體段布設(shè)2層冷卻水管；2#和3#施工支洞檢修門段需要布置冷卻水管，分3層布置冷卻水管。灌漿廊道兩側(cè)邊墻由于厚度不大，冷卻水管從混凝土中部直線通過。

6 結(jié)語

（1）發(fā)電洞施工支洞的封堵體，與發(fā)電洞的級別一致，穩(wěn)定及防滲要求與發(fā)電洞相同。

（2）封堵體采用承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計算，結(jié)果較為合理。

［1］DLT5195—2004，水工隧洞設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］李昂，張光碧，易義紅.黃角樹引水隧洞施工支洞封堵體設(shè)計［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2012（5）：5-7.

［3］陳亞琴，劉超，樊菊平.坪頭水電站引水隧洞施工支洞封堵體的設(shè)計與思考［J］.水電站設(shè)計，2012，28（2）：55-57.

［4］康文龍.導(dǎo)流隧洞封堵體的設(shè)計與實例［J］.理論研究，2009（6）：53-55.

［5］張剛武，王天西，曾凡榮.錦屏二級水電站引水隧洞橫向通道封堵體灌漿施工［J］.四川水利，2015（5）：93-97.

Design of Blocks for Construction of Tunnel in Power Tunnel of DKQ Hydropower Station

SHI Ying
（Xinjiang Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute，Urumqi 830000，China）

DKQ hydropower project is located in the valley of the valley， the water tunnel is 4.56km long， and three construction bridges are arranged during the construction period.This paper mainly introduces the design and calculation method of the retaining hole block.After more than a year of running test， the block body structure is stable， running well.

construction branch；blocking body；calculation；structure

TV672.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-9900（2017）06-0046-03

2017-09-15

石 英（1971-），女（漢族），新疆烏魯木齊人，高級工程師，從事水利水電工程設(shè)計工作，（Tel）13639938868。

尹健婷）