大型導(dǎo)流隧洞群下閘封堵風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策

簡崇林 漆祖芳 王英

摘要： 高拱壩通常會(huì)在壩身較低高程處設(shè)置導(dǎo)流底孔，以降低下閘安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)滿足中后期導(dǎo)流和初期蓄水時(shí)下游生態(tài)供水需求。但由于高拱壩壩體底部空間有限，壩身設(shè)置導(dǎo)流底孔易導(dǎo)致壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用大壩直線工期、投資大、初期蓄水泄放生態(tài)流量小甚至下游脫水?dāng)嗔鞯葐栴}。以中國首個(gè)壩身不設(shè)導(dǎo)流底孔的高拱壩——烏東德大壩為例，開展了復(fù)雜地質(zhì)條件下超大型導(dǎo)流隧洞群下閘封堵風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策研究，分別從下閘遇超標(biāo)流量、閘門失穩(wěn)、下閘不到位、地下洞室失穩(wěn)、異常滲漏、洞內(nèi)氣爆、工期延遲等安全風(fēng)險(xiǎn)方面展開具體分析，并研究制定相應(yīng)對(duì)策，保障了烏東德水電站導(dǎo)流隧洞下閘封堵安全。相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施和管理經(jīng)驗(yàn)可為類似工程提供借鑒參考。

關(guān) 鍵 詞： 導(dǎo)流隧洞; 下閘封堵; 導(dǎo)流底孔; 烏東德水電站

中圖法分類號(hào)： ?TV551

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： ?A

DOI： 10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.08.024

0 引 言

高山峽谷地區(qū)修建高拱壩，在施工導(dǎo)流后期，一般多采用在壩身較低高程部位設(shè)置導(dǎo)流底孔（國內(nèi)外高拱壩導(dǎo)流底孔布置情況見表1），以解決導(dǎo)流隧洞下閘蓄水期的下游供水問題，降低導(dǎo)流隧洞動(dòng)水下閘水頭及下閘風(fēng)險(xiǎn)。烏東德水電站處于金沙江高山峽谷地區(qū)，河床狹窄，底部壩體空間有限，在壩身設(shè)置導(dǎo)流底孔，并布置閘門等啟閉設(shè)備及相應(yīng)的附屬結(jié)構(gòu)較為困難，開設(shè)孔洞也不利于壩體結(jié)構(gòu)受力安全且使用時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)性較差。為此，烏東德水電站首創(chuàng)了特高拱壩壩身不設(shè)導(dǎo)流底孔方案，將5號(hào)導(dǎo)流隧洞改建為生態(tài)放水洞，以避免平板閘門高水頭動(dòng)水閉門高風(fēng)險(xiǎn)，并解決了下閘蓄水期下游供水問題，導(dǎo)流隧洞全部下閘后由大壩中孔和泄洪洞聯(lián)合向下游泄流。

第二批導(dǎo)流隧洞下閘后，水庫開始初期蓄水，上游庫水位將連續(xù)抬升，第二批導(dǎo)流隧洞將在上游高水頭條件下進(jìn)行永久堵頭施工，相關(guān)大型地下洞室群的穩(wěn)定安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大，導(dǎo)流隧洞能否順利安全地完成下閘封堵，直接關(guān)系到蓄水發(fā)電目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，這是水電站建設(shè)成敗的最關(guān)鍵一環(huán)。國內(nèi)部分水電站在初期蓄水期曾發(fā)生過閘門失穩(wěn)事故，如新疆吉勒布拉克水電站導(dǎo)流隧洞閘門失穩(wěn)事故緊急疏散近8 000人，金沙江魯?shù)乩娬旧鷳B(tài)放水孔閘門失穩(wěn)事故直接損失約6億元。本文以烏東德水電站為例，分析復(fù)雜地質(zhì)條件下超大規(guī)模導(dǎo)流隧洞群在高水頭條件下下閘封堵的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策，可為同類工程提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1 工程背景

1.1 基本情況

烏東德水電站是金沙江下游四大水電梯級(jí)中的最上游梯級(jí)，壩址位于四川省會(huì)東縣和云南省祿勸縣境內(nèi)。樞紐建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成[18]，如圖1～2所示。擋水建筑物為混凝土雙曲拱壩，水庫正常蓄水位975.0 m，壩頂高程988.0 m，壩高270.0 m。泄洪采用壩身泄洪為主、岸邊泄洪洞為輔的方式，壩身布置5個(gè)表孔和6個(gè)中孔，3條泄洪洞均布置于左岸靠山側(cè)。引水發(fā)電系統(tǒng)采用地下廠房式，左、右兩岸各布置6臺(tái)單機(jī)容量850 MW的水輪機(jī)組，總裝機(jī)容量1 020萬kW。

烏東德導(dǎo)流隧洞均靠山里側(cè)布置，呈“左2右3、4大1小、4低1高”的布置格局，其中左岸1號(hào)、2號(hào)和右岸3號(hào)、4號(hào)導(dǎo)流隧洞為“大低洞”，如圖3所示，過流斷面尺寸為16.5 m×24.0 m，右岸5號(hào)導(dǎo)流隧洞為“小高洞”，過流斷面尺寸為12.0 m×16.0 m，具體參數(shù)如表2所列，5條導(dǎo)流隧洞斷面型式均為城門洞形。右岸5號(hào)高導(dǎo)流隧洞除參與初期導(dǎo)流外，還在導(dǎo)流隧洞下閘封堵期承擔(dān)下游供水任務(wù)[19]。

1.2 水文氣象條件

金沙江流域的徑流主要來源于降水，上游地區(qū)有部分融雪補(bǔ)給。流域內(nèi)暴雨一般出現(xiàn)在6～11月，其中以7～9月居多，中下游在此期間出現(xiàn)暴雨的頻率在80%以上。烏東德水電站壩址處多年平均降水量為825 mm（巧家縣），壩址處年徑流量為1 207億m3，年平均流量3 850 m3/s，壩址徑流設(shè)計(jì)成果如表3所列。洪水設(shè)計(jì)成果及近10 a 10～12月的實(shí)測洪峰流量如表3～5所列。根據(jù)金沙江上游電站運(yùn)行情況可知，烏東德水電站下閘封堵期施工分期洪水主要考慮觀音巖和桐子林水電站調(diào)蓄的影響，最大瞬時(shí)流量設(shè)計(jì)成果如表6所列。

2 導(dǎo)流隧洞下閘程序及下閘時(shí)機(jī)

由于右岸3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口大幅度錯(cuò)開布置，進(jìn)洞點(diǎn)順洞軸線方向相差70.0 m，該部位中隔墩巖體質(zhì)量為Ⅳ1～Ⅳ2級(jí)，邊坡結(jié)構(gòu)以順向坡為主（見圖4），開挖期中隔墩巖體最小厚度為13.77 m，襯砌及支護(hù)完成后中隔墩巖體最小厚度為21.5 m[20]。為提高右岸3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口部位封堵期擋水安全度，創(chuàng)新性地采用了封堵閘門結(jié)合永久堵頭第一段提前擋水的下閘封堵方法[21]，1～5號(hào)導(dǎo)流隧洞群由常規(guī)的同批一次下閘調(diào)整為分批分序下閘，調(diào)整后右岸3號(hào)、4號(hào)導(dǎo)流隧洞封堵門擋水水頭由108.88 m降低至33.00 m。

導(dǎo)流隧洞按照4號(hào)→3號(hào)→1號(hào)→2號(hào)→5號(hào)的順序于2019年11月至2020年1月下旬分批分序下閘。具體安排如下：

① 2019年11月上旬，右岸4號(hào)、3號(hào)導(dǎo)流隧洞依次下閘封堵;② 2020年1月上中旬，在右岸4號(hào)、3號(hào)導(dǎo)流隧洞永久堵頭第一段完工并具備擋水條件后，左岸1號(hào)、2號(hào)導(dǎo)流隧洞依次下閘;③ 2020年1月下旬，水庫水位蓄至890 m，大壩中孔可滿足下泄不小于生態(tài)流量385 m3/s時(shí)，5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘封堵。下閘程序如圖5所示，計(jì)劃封堵時(shí)間如表7所列。

3 導(dǎo)流隧洞下閘封堵安全風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策

3.1 右岸4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘安全風(fēng)險(xiǎn)

3.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

（1） ?超標(biāo)洪水風(fēng)險(xiǎn)。

烏東德水電站導(dǎo)流隧洞斷面大，采用新型不擴(kuò)挖直柱型堵頭形式[22]，堵頭長度最長95 m，最短50 m。需要對(duì)原襯砌混凝土進(jìn)行刻槽、鑿毛，增設(shè)銅止水等施工，且3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)流隧洞永久堵頭第一段需具備擋水條件后才能進(jìn)行1，2號(hào)和5號(hào)導(dǎo)流隧洞的下閘。因此，導(dǎo)流隧洞封堵工期極為緊張，4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞宜盡早下閘。由于10月份還處于汛末，如遇到水位超過846.00 m以上的洪水（4號(hào)、3號(hào)導(dǎo)流隧洞閘門頂高程為846.00 m），江水將倒灌進(jìn)入閘門背后，涌進(jìn)洞內(nèi)，影響堵頭施工。根據(jù)二灘水電站建成后多年統(tǒng)計(jì)成果可知，4號(hào)導(dǎo)流隧洞10月初下閘時(shí)，10月上旬實(shí)測最大洪峰流量為11 300 m3/s，對(duì)應(yīng)上游水位845.85 m，距4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞閘門頂僅0.15 m;3號(hào)導(dǎo)流隧洞10月中旬下閘時(shí)，10月中旬實(shí)測最大洪峰流量為8 365 m3/s，對(duì)應(yīng)上游水位845.11 m，距4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞閘門頂僅0.89 m。

（2） 閘門失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口閘門是利用臨時(shí)檢修門改造而成，設(shè)計(jì)擋水水頭34.00 m，水位為846.00 m，經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核，考慮安全系數(shù)，閘門最大承載力可以抵擋848.00 m水位（1～2號(hào)導(dǎo)流隧洞泄流條件下，上游848.00 m水位對(duì)應(yīng)流量為9 191 m3/s）。若遇到水位超過848.00 m的洪水，進(jìn)口閘門可能失穩(wěn)破壞，江水直接涌入洞內(nèi)，此時(shí)4號(hào)、3號(hào)導(dǎo)流隧洞第一段堵頭正在施工，洞內(nèi)施工作業(yè)人員將面臨巨大安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)由于右下2號(hào)施工支洞作為堵頭施工交通洞已打開，洞內(nèi)涌水也將通過尾水洞灌進(jìn)并淹沒主廠房，后果極為嚴(yán)重。此外3號(hào)、4號(hào)導(dǎo)流隧洞洞內(nèi)需要重新抽排，洞內(nèi)封堵工期將進(jìn)一步壓縮（約15～30 d），后續(xù)堵頭施工工期壓力會(huì)更大，對(duì)2020年度汛安全也將造成影響。

3.1.2 對(duì) 策

（1） 協(xié)調(diào)上游電站控制來水流量，根據(jù)水情預(yù)報(bào)擇機(jī)安排導(dǎo)流隧洞下閘，下閘期間按1 h/次加密發(fā)布水情通告。

（2） 在右岸導(dǎo)流隧洞進(jìn)口加高2 m擋水墻至848.00 m，防止超標(biāo)洪水時(shí)江水進(jìn)入導(dǎo)流隧洞。

（3） 當(dāng)預(yù)報(bào)壩前水位可能超過848 m（9 191 m3/s時(shí)），則采用洞內(nèi)充水平壓方式，防止閘門損壞。

（4） 在右下2號(hào)施工支洞設(shè)置臨時(shí)封堵閘門，當(dāng)采用充水平壓時(shí)，封堵此閘門，確保出現(xiàn)超標(biāo)洪水時(shí)不淹沒地下廠房。

（5） 對(duì)新型直柱型堵頭封堵設(shè)計(jì)和工藝進(jìn)行優(yōu)化，加快4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞第一段堵頭施工進(jìn)度，確保永久堵頭第一段盡早具備擋水條件，降低安全風(fēng)險(xiǎn)影響。

3.2 ?左岸2號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口閘門下閘不到位風(fēng)險(xiǎn)

3.2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

2號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘后，水位迅速抬升，按設(shè)計(jì)原則，3 h內(nèi)應(yīng)確定閘門是否順利下閘到位，以此判定是否需要提起閘門重新下閘。下閘不到位將導(dǎo)致閘門漏水，增加洞內(nèi)抽排量，影響洞內(nèi)施工。此外由于進(jìn)口啟閉機(jī)驅(qū)動(dòng)采用的是臨時(shí)電源，提門過程中也存在操作失靈風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 對(duì) 策

（1） 引入多種精確測量手段，潛水員進(jìn)行水下檢查，準(zhǔn)確及時(shí)判斷閘門是否下閘到位[23]。

（2） 復(fù)核導(dǎo)流隧洞進(jìn)口閘門事故工況提門操作水頭、啟閉力，制定下閘風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，做好電源可靠性保障預(yù)案（如配置備用電源）。

（3） 備足黏土、棉絮、石渣等應(yīng)急物質(zhì)，在閘門下閘不到位時(shí)拋入門前堵塞漏水[24]。

3.3 右岸5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘失敗風(fēng)險(xiǎn)

3.3.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘過程中可能因門槽卡阻或供電、設(shè)備故障引起閘門無法正常下閘，另外下閘時(shí)低線路6-2隧洞和各支洞若發(fā)生較大滲水，也可能導(dǎo)致閘室不能進(jìn)人，無法完成弧形閘門下閘操作。

若5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘失敗，此時(shí)只有5號(hào)導(dǎo)流隧洞過流，其他4條導(dǎo)流隧洞均已淹在水下無法過流（4號(hào)、3號(hào)導(dǎo)流隧洞已完成第一段堵頭，1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口無法提門），5號(hào)導(dǎo)流隧洞將面臨長時(shí)間高速水流過流的考驗(yàn)，若不能及時(shí)封堵，勢必會(huì)造成沖刷性破壞，下閘失敗且不可修復(fù)。

3.3.2 對(duì) 策

（1） 從弧門閘室牽引一套至洞外蓄水位以上的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，并提前做好測試、調(diào)試，確?；￠T下閘順利。

（2） ?在低線路6-2隧洞封堵時(shí)，預(yù)留去往5號(hào)導(dǎo)流隧洞弧門閘室操作的臨時(shí)進(jìn)人通道，增設(shè)封堵鋼門，并配置足夠抽水設(shè)備，及時(shí)排出6-2隧洞滲漏積水。

（3） 在5號(hào)導(dǎo)流隧洞弧門閘室布置監(jiān)控?cái)z像頭，下閘期間24 h不間斷監(jiān)控，若出現(xiàn)高速水流沖刷較為嚴(yán)重情況，立即將進(jìn)口閘門和弧門下閘到底，確保工程安全。

3.4 不良地質(zhì)段洞室失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)

3.4.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

左岸1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口段及其施工支洞與左岸低線路5-3隧洞相交范圍內(nèi)，局部發(fā)育有巖溶;右岸5號(hào)導(dǎo)流隧洞上游段、低線路6-2隧洞巖體質(zhì)量為Ⅳ1～Ⅳ2級(jí)，地質(zhì)條件較差，尤其是6-2隧洞在開挖期間塌方較多，襯砌后仍發(fā)生多次較大圍巖變形，后經(jīng)加固處理變形得到控制。5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘后，1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口段、5號(hào)導(dǎo)流隧洞進(jìn)口與堵頭之間（長約700 m）、低線路6-2隧洞未封堵段水頭為60.00～106.88 m，上述洞室的透水和穩(wěn)定安全風(fēng)險(xiǎn)較大，若失穩(wěn)江水將直接涌入洞內(nèi)，對(duì)導(dǎo)流隧洞封堵造成致命影響。

3.4.2 對(duì) 策

（1） 如圖6所示，應(yīng)用孔洞、地質(zhì)缺陷三維可視化技術(shù)，全面復(fù)核所有相關(guān)洞室地質(zhì)及封堵情況，對(duì)可能存在尚未處理的地質(zhì)缺陷和孔洞進(jìn)行排查，采取相關(guān)工程措施進(jìn)行加強(qiáng)處理。

（2） 在4號(hào)和5號(hào)導(dǎo)流隧洞增加減滲減壓措施（4號(hào)導(dǎo)流隧洞封堵排水孔，5號(hào)導(dǎo)流隧洞增加排水孔），1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)流隧洞增加臨時(shí)擋水坎等。

（3） 導(dǎo)流隧洞下閘封堵期間，加強(qiáng)洞室滲水、圍巖變形情況的巡視、觀測、記錄及信息報(bào)送工作，24 h專人巡查、報(bào)告，以便異常情況及時(shí)處理。

（4） 下閘前完成相關(guān)安全監(jiān)測設(shè)施的布置，采集初始數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握下閘過程中各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)情況。

3.5 異常滲漏風(fēng)險(xiǎn)

3.5.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

（1） 下閘后閘門周邊、閘后洞段若發(fā)生大流量滲、涌水，且洞內(nèi)無法及時(shí)抽水，將對(duì)堵頭施工安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

（2） 下閘后，在高水頭作用力下，江水可能沿襯砌排水孔或施工縫滲出，將危及襯砌結(jié)構(gòu)和上游洞身段圍巖穩(wěn)定安全，從而影響堵頭混凝土施工。

（3） 與下閘蓄水相關(guān)的需封堵的，若孔洞封堵遺漏或封堵質(zhì)量不合格，將帶來不可預(yù)見的重大安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.5.2 對(duì) 策

（1） 在堵頭內(nèi)增設(shè)排水管，加大閘門后滲漏水抽排力度，同時(shí)施工組織設(shè)計(jì)中充分考慮異常滲漏工況，并做好應(yīng)對(duì)措施。

（2） ?在首批導(dǎo)流隧洞下閘后、上游處于低水頭時(shí)，對(duì)堵頭區(qū)域原襯砌排水孔進(jìn)行灌漿封堵，如4號(hào)、3號(hào)導(dǎo)流隧洞堵頭第一段，若封堵后在高水頭時(shí)存在滲水量較大的情況，應(yīng)提高灌漿壓力進(jìn)行減滲灌漿處理。

（3） 梳理出所有與下閘蓄水相關(guān)的孔洞封堵清單，包括施工支洞、勘探平硐、勘探鉆孔、通風(fēng)井等，烏東德下閘蓄水需封堵干線交通洞、施工支洞共117條，勘探平硐共100條，勘探鉆孔共85個(gè)，經(jīng)不同階段多次梳理分析，明確了所屬標(biāo)段及責(zé)任單位，建立銷號(hào)制，并對(duì)孔洞封堵現(xiàn)場實(shí)行24 h監(jiān)理旁站制度，逐一檢查封堵質(zhì)量，確保無一遺漏，質(zhì)量合格。

3.6 導(dǎo)流隧洞內(nèi)產(chǎn)生氣爆風(fēng)險(xiǎn)

3.6.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

左岸1號(hào)、2號(hào)導(dǎo)流隧洞和右岸5號(hào)導(dǎo)流隧洞永久堵頭完工后，隨著水位抬升，導(dǎo)流隧洞滲水增加，擠壓封堵閘門和堵頭洞段空氣，可能產(chǎn)生氣爆風(fēng)險(xiǎn)，影響封堵閘門、導(dǎo)流隧洞及堵頭混凝土結(jié)構(gòu)安全，甚至導(dǎo)致封堵失敗。

3.6.2 對(duì) 策

為順利充水排氣，在左岸泄洪洞進(jìn)口邊坡和右岸導(dǎo)流隧洞進(jìn)口邊坡分別布置通氣孔和充水孔，將通氣孔引至不低于925.00 m高程（見圖7），消除洞內(nèi)氣爆風(fēng)險(xiǎn)。

3.7 施工工期延遲風(fēng)險(xiǎn)

3.7.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

由于烏東德大壩不設(shè)導(dǎo)流底孔，為確保堵頭施工安全，導(dǎo)流隧洞封堵必須在一個(gè)枯水期內(nèi)（2020年汛前）全部完成，同時(shí)由于下閘由同批一次下閘調(diào)整為兩批次下閘后，4號(hào)和3號(hào)導(dǎo)流隧洞第一段堵頭施工需在2020年1月中旬前完成，施工時(shí)間僅有3個(gè)月，1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)堵頭施工需在5月中上旬完成，時(shí)間也僅4個(gè)月，堵頭施工時(shí)間非常緊張。堵頭混凝土施工前，涉及尾水清淤、下閘、抽水等不確定因素，同時(shí)堵頭刻槽、鑿毛施工困難，工效低，施工過程中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將直接影響整個(gè)堵頭施工工期，對(duì)蓄水及發(fā)電均產(chǎn)生直接影響。

3.7.2 對(duì) 策

（1） 提前做好下閘、封堵前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，包括：下閘流程明白卡、技術(shù)方案、工藝試驗(yàn)、資源設(shè)備、作業(yè)隊(duì)伍、應(yīng)急預(yù)案等，認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)交底，以便快速高效組織堵頭混凝土施工，盡早滿足擋水條件。

（2） 提前研究落實(shí)下閘封堵的相關(guān)經(jīng)濟(jì)合同變更處理，增加保證春節(jié)期間連續(xù)施工的專項(xiàng)費(fèi)用。

（3） 配置足夠的抽水設(shè)備，采用“浮船泵站+施工支洞排水孔”的方式抽排水，縮短抽水時(shí)間。

（4） 采用液壓破碎機(jī)大幅提高刻槽、鑿毛效率，將堵頭上游兩道銅止水由埋入式優(yōu)化為“L”形粘貼式，降低施工難度，如圖8所示。

（5） 采用大型布料機(jī)澆筑為主、泵送澆筑為輔的澆筑方式，分層由3 m調(diào)整至6 m，采用低塌落度的低熱混凝土，加密冷卻水管間距，由智能通水系統(tǒng)（見圖9）高效進(jìn)行混凝土溫控;采用預(yù)制灌漿廊道為灌漿創(chuàng)造有利條件。

（6） ?聯(lián)合參建各方成立導(dǎo)流隧洞下閘封堵領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)下閘封堵過程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)研判、決策、處理，為導(dǎo)流隧洞順利下閘封堵提高堅(jiān)強(qiáng)可靠的保障。

4 下閘封堵情況及相關(guān)問題處理

4.1 下閘封堵情況

2019年10月至2020年1月，烏東德水電站按4號(hào)→3號(hào)→1號(hào)→2號(hào)→5號(hào)順序分批完成了導(dǎo)流隧洞下閘封堵，實(shí)現(xiàn)中孔過流，期間右岸3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)流隧洞永久堵頭第一段封堵完成并具備擋水條件。在前期各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施落實(shí)到位后，下閘過程總體順利，下游河道最小下泄流量高達(dá)238 m3/s，滿足環(huán)評(píng)批復(fù)和蓄水計(jì)劃審批要求，是首個(gè)實(shí)現(xiàn)不斷流的電站。

4.2 相關(guān)問題處理

4.2.1 左岸1號(hào)導(dǎo)流隧洞上游段滲水

（1） 通氣孔漏水。

導(dǎo)流隧洞全部下閘后，在水位超過858.00 m時(shí)，導(dǎo)流隧洞上游段布置的通氣孔漏水，流量約350 m3/h。經(jīng)分析，通氣孔漏水來自邊坡卸荷裂縫巖體的涌漏水，未與金沙江連通，滲漏量總體可控，不會(huì)影響襯砌結(jié)構(gòu)和圍巖穩(wěn)定安全。處理措施：對(duì)通氣孔高程850.00 m以上，采取下套管和阻漿塞等措施進(jìn)行回填處理;對(duì)高程850.00 m以下，作為減小襯砌外水壓力的排水措施不封堵。

（2） 小溶洞KW3漏水。

該出水點(diǎn)自2012年5月開挖揭露以來一直存在漏水現(xiàn)象，出水流量約150 m3/h（與蓄水前無變化），總體分析KW3為山體地下水，來源穩(wěn)定，未受江水位上升影響。

處理措施：在導(dǎo)流隧洞永久堵頭下部預(yù)埋排水鋼管（排水能力5 000 m3/h），滿足堵頭施工期排水。

4.2.2 ?右岸3號(hào)、4號(hào)導(dǎo)流隧洞永久堵頭部位滲水

在2號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘后到大壩中孔過流前，因水位上升，3號(hào)、4號(hào)導(dǎo)流隧洞永久堵頭第一段預(yù)埋灌漿管出現(xiàn)不同程度滲水，滲水量分別約為40，24 m3/h，主要集中在永久帷幕線上游，帷幕線下游側(cè)滲水量總體較少。處理措施為：① 利用導(dǎo)流隧洞永久堵頭部位預(yù)埋的接觸兼固結(jié)灌漿孔反灌處理，自下游向上游、自低處向高處分區(qū)灌漿[25];② 后期從高程850.00 m灌漿廊道對(duì)大壩防滲帷幕進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿，強(qiáng)化襯砌與圍巖，堵頭與襯砌之間的防滲效果。

各滲水部位經(jīng)減滲灌漿處理后，滲水明顯減小。綜合現(xiàn)場巡查和安全監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，下閘后地下工程其他洞室滲水較小，未出現(xiàn)異常情況，下閘效果總體良好。

5 結(jié) 論

（1） 烏東德水電站高拱壩不設(shè)導(dǎo)流底孔的方式簡化了壩體結(jié)構(gòu)，有利于大壩結(jié)構(gòu)安全，縮短了大壩直線工期，節(jié)約了工程投資，利用5號(hào)導(dǎo)流隧洞改建弧門控泄，保證了下游供水和生態(tài)流量。

（2） 烏東德水電站第二批下閘導(dǎo)流隧洞在高水頭條件下下閘封堵，存在遇超標(biāo)流量、閘門下不到位、不良地質(zhì)段洞室穩(wěn)定、異常滲漏、洞內(nèi)氣爆、工期延遲等安全風(fēng)險(xiǎn)，尤其是對(duì)地下工程影響最大，需高度重視并研究制定對(duì)策。

（3） 采取回填堵漏、埋管引排、減滲灌漿等措施，能有效控制或減小下閘后水位抬升出現(xiàn)的洞室滲水現(xiàn)象。

（4） 通過提前充分準(zhǔn)備、精準(zhǔn)施策、高效組織、成立領(lǐng)導(dǎo)小組及時(shí)決策、協(xié)調(diào)上游控制來水流量、加密水情預(yù)報(bào)、成立現(xiàn)場24 h巡查工作組、建立信息溝通、報(bào)送和應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制等，2019年10月至2020年1月順利完成了烏東德水電站5條導(dǎo)流隧洞下閘和3號(hào)和4號(hào)導(dǎo)流隧洞第一段永久堵頭封堵，為后續(xù)導(dǎo)流隧洞封堵和蓄水發(fā)電創(chuàng)造了有利條件。

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（編輯：胡旭東）

引用本文：

簡崇林，漆祖芳，王英.大型導(dǎo)流隧洞群下閘封堵風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策：以烏東德水電站為例

[J].人民長江，2021，52（8）：158-165.

Risk analysis and countermeasures for gate closing and plugging of large scale diversion tunnel

groups：case of Wudongde Hydropower Station

JIAN Chonglin1，QI Zufang2，WANG ying3

（ 1.China Three Gorges Projects Development Co.，Ltd.，Chengdu 610000，China; 2.Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，，Wuhan 430010，China; 3.Yangtze Ecology and Environment Co.，Ltd.，Wuhan 430062，China ）

Abstract：

The bottom diversion outlets are usually set for high arch dams at the bottom of the dam body to reduce the safety risk of gate closing，and at the same time to meet the needs of the later diversion and the downstream ecological water supply in initial water storage.However，due to the limited space at the bottom of the high arch dam body，setting the bottom diversion holes in the dam body can easily lead to complex structure stress of the dam body，occupation of the straight time of dam construction，large investment，small ecological flow during initial water storage period and even downstream dehydration and disconnection.Taking the Wudongde dam，the first high arch dam without bottom diversion outlet in China as an example，the risk analysis and countermeasures for gate closing under complex geological conditions were carried out.The specific analysis was carried out from the safety risks of gate facing super flood，gate instability，inadequate gate closing，underground cavern instability，abnormal leakage，gas explosion in the tunnel and time delay.And then the corresponding countermeasures were studied and formulated to ensure the safety of gate closing.Relevant safety risk response measures and management experience can provide reference for similar projects.

Key words：

diversion tunnel;gate closing and plugging;bottom diversion outlet;Wudongde Hydropower Station