萬家口子水電站導(dǎo)流洞小洞徑大流量滲漏水封堵技術(shù)

葉純信

摘 要：萬家口子水電站工程攔河大壩下閘蓄水后，針對導(dǎo)流洞出現(xiàn)大量滲漏水的險情，以及面對工程地質(zhì)條件復(fù)雜、導(dǎo)流洞斷面狹小、施工作業(yè)面十分受限的惡劣環(huán)境，采取“鋼板門+型鋼疊梁門+排水蝶閥鋼管+砼臨時堵頭+砼永久堵頭”等多種強有力的聯(lián)合技術(shù)措施、方案，以最大限度地將洞內(nèi)滲漏水徹底封堵，確保攔河大壩的蓄水安全。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)流洞 小洞徑 大流量 滲漏水封堵技術(shù)

中圖分類號：TV52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（a）-00-04

1 滲漏水封堵施工背景

1.1 導(dǎo)流洞工程概況

云南萬家口子水電站導(dǎo)流洞位于大壩及河道左側(cè)，2004年10月開工，2005年3月全線貫通，2008年5月具備過水條件，2009年10月工程截流后投入運行。

導(dǎo)流洞全長956.07m，截面類型為城門拱型，進口高程▽1300.1，出口高程為▽1297.1。其中進口段（截面尺寸4.5m×6m）30m長、出口段15m長（截面尺寸7.7m×8.79m）、永久堵頭段原設(shè)計長22m（截面尺寸4.5m×6m）均采用全斷面混凝土襯砌。其他部位尚有各種規(guī)格截面尺寸的支護段、不支護段與噴錨段。除進出口段小部分Ⅳ類圍巖外（施工開挖時已經(jīng)采用臨時支護措施），其余大部分以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主，穩(wěn)定性較好，經(jīng)多次計算復(fù)核，在導(dǎo)流洞封堵設(shè)計限定水位下，導(dǎo)流洞整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（見圖1）。

1.2 下閘蓄水論證、驗收

2016年12月16日，經(jīng)國家大壩安全中心、中國水科總院以及工程建設(shè)各方（發(fā)包人、承包人、監(jiān)理人、設(shè)計單位等）等有關(guān)專家的論證、驗收，通過了本工程的《大壩蓄水安全鑒定》《大壩下閘蓄水驗收報告》，同意萬家口子水電站大壩下閘蓄水，初步蓄水至沖砂中孔底部▽1365.0。

1.3 下閘蓄水與導(dǎo)流洞滲漏情況

2017年02月09日中午12點30分左右，大壩左岸導(dǎo)流洞進口閘門順利下放，大壩下閘蓄水成功。

2017年02月10日上午10點，大壩上游庫區(qū)水位為▽1319.20，導(dǎo)流洞出口流量僅為0.2m3/s。但隨著大壩上游庫區(qū)水位的升高，導(dǎo)流洞的滲流量逐步加大，最大滲流出現(xiàn)在2017年03月16日上午9點左右，上游庫區(qū)水位▽1366.37 ，導(dǎo)流洞出口滲流量為15.0m3/s，洞內(nèi)平均水深高達2.2m，平均流速達1.5m/s以上。

通過現(xiàn)場查看和地質(zhì)分析，參戰(zhàn)各方一致認為在導(dǎo)流洞洞口下游側(cè)左岸邊坡巖體中因地質(zhì)原因存在著漏水通道。

2 導(dǎo)流洞滲水封堵技術(shù)

2.1 總體技術(shù)措施方案

導(dǎo)流洞進口段采用“土石拋投+鉆孔封堵灌漿”措施，以減緩滲水壓力，有效控制導(dǎo)流洞洞內(nèi)滲漏水流量，降低洞內(nèi)施工風(fēng)險，保障洞內(nèi)施工人員、材料及機械設(shè)備的安全。

導(dǎo)流洞堵頭段采用“鋼板門+型鋼疊梁門+2×φ800mm排水蝶閥鋼管+砼臨時堵頭+永久堵頭”的強行堵漏方案，擬將滲漏水阻擋在左壩肩以上的水庫庫區(qū)內(nèi)。

其中臨時堵頭布置在導(dǎo)0+384.5～導(dǎo)0+408.5樁號位置，全長24m，分兩段施工，上游側(cè)第一段10.25m，下游側(cè)第二段13.75m。

整個導(dǎo)流洞滲水封堵方案的技術(shù)核心在臨時堵頭第一段，其主要技術(shù)精華為“進洞通道與排水管安裝操作平臺搭設(shè)→排水管下放安裝→管間、管頭尾縫隙堵塞→堵頭砼澆筑→堵頭灌漿→蝶閥關(guān)閉”。

第二段臨時堵頭主要措施方法“水泥袋圍堰→二次引管→抽水泵抽排→預(yù)留空腔→堵頭砼澆筑→關(guān)閉蝶閥→回填灌漿”，作為第一段堵頭蝶閥關(guān)閉后仍可能存在滲漏水的后續(xù)應(yīng)對方案。

2.2 技術(shù)工藝、方法

2.2.1 土石拋投、鉆孔封堵灌漿

除在大壩上游左側(cè)▽1384.8高程馬道及▽1367m高程壩軸線搭設(shè)4個鉆孔平臺進行鉆孔、勘查漏水通道并進行搶險灌漿堵漏外，另在上游已探明的滲漏水區(qū)域進行復(fù)合土工膜水下鋪設(shè)及定點投料堵漏作業(yè)，同時進行大面積泥夾石碴拋投覆蓋施工。在一定程度上可減緩下游滲漏水的滲漏，為封堵施工創(chuàng)造了有利的條件。

2.2.2 鋼板閘門

大壩中孔過流后，導(dǎo)流洞滲水量保持相對穩(wěn)定。經(jīng)計算，堵頭上游洞身水位在排水鋼管蝶閥關(guān)閉8min左右就雍高至頂部，與上游水庫連通，隨即蝶閥將承受近70m的水頭。假如無法在8min內(nèi)將蝶閥完全關(guān)閉，雙排8根導(dǎo)流管的所有蝶閥將很難或由于承受高水頭而無法進行關(guān)閉，在大流量、短時間內(nèi)人工進行水下12個蝶閥的關(guān)閉不安全且可行性不高。

應(yīng)對辦法：下放疊梁門前在上游排水管端頭設(shè)置一鋼板閘門，通過滑輪引用φ80鋼管套住鋼絲繩，一直穿到澆筑區(qū)的下游，澆筑完畢后需要關(guān)閉蝶閥時，切斷鋼絲繩，鋼板閘門便垂直下放，以攔截大部分水流，降低排水管出口水流流速，便于人員進行蝶閥關(guān)閉（見圖2）。

2.2.3 型鋼疊梁門

臨時堵頭的起始位置在導(dǎo)0+384.5，處在楔形體堵頭段的前端，在該位置設(shè)立工鋼疊梁門。疊梁門由多根Ⅰ32工字鋼組成，橫擺疊放在上排導(dǎo)流管的頂部直至洞頂，與外側(cè)5根Ⅰ32工鋼立桿焊牢串成整體，疊梁門可擋65m水頭，主要用于防范導(dǎo)流洞上游因水壓過大，導(dǎo)致巖體被擊穿而出現(xiàn)大滲流，危及堵頭工區(qū)施工人員的安全（見圖3）。

2.2.4 臨時堵頭

（1）第一段臨時堵頭。

①通道與操作平臺。

洞內(nèi)水深達1.5～3m，從洞外至洞內(nèi)搭設(shè)全斷面腳手架。通道從洞出口處導(dǎo)0+956.07樁號一直搭設(shè)至堵頭上游區(qū)導(dǎo)0+315樁號。導(dǎo)0+397.5～導(dǎo)0+382.5（15m）為導(dǎo)流管安裝操作平臺，搭設(shè)該部成三層的腳手架施工平臺，腳手架工作平臺橫縱方向均設(shè)置剪刀撐。

②排水管安裝。