石門水庫(kù)左岸泄洪洞“龍?zhí)ь^”封堵施工實(shí)踐

郭 偉

（中國(guó)水利水電第三工程局有限公司,陜西 西安 710016）

1 序言

陜西省漢中市石門水庫(kù)樞紐位于漢江上游一級(jí)支流褒河峽谷出口以上1.8 km,是以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利工程。初期工程于1969 年9 月開工建設(shè),1983 年建成。2006 年10 月新增左岸泄洪洞,洞涇6.8 m,總體呈現(xiàn)“Z”字形,泄洪洞總長(zhǎng)482.328 m。左岸泄洪洞由進(jìn)水口及斜坡段（樁號(hào)X0+000.000 m～X0+192.949 m）和下游及出口段（樁號(hào)X0+192.949 m～X0+482.328 m）組成。

2018 年11 月對(duì)左岸已有泄洪洞進(jìn)水口及“龍?zhí)ь^”段進(jìn)行改造,改造總長(zhǎng)度約320 m；泄洪洞下游及出口段（樁號(hào)0+192.949 m～0+482.328 m）保持不變。泄洪洞水平段改造后與原有泄洪洞斜坡段形成一個(gè)薄弱三角區(qū),按要求對(duì)薄弱三角區(qū)加固,即對(duì)原泄洪洞“龍?zhí)ь^”斜坡段進(jìn)行永久封堵,起始樁號(hào)：X0+305.43 m～X0+321.03 m,封堵高度15.0 m,封堵段洞徑6.8 m,計(jì)劃工程量1200 m3。

圖1 泄洪洞封堵示意圖

2 泄洪洞封堵實(shí)施方案

（1）根據(jù)已有泄洪洞結(jié)構(gòu)和水平改造段實(shí)際施工情況,為保證原泄洪洞封堵順利進(jìn)行和盡可能不對(duì)泄洪洞水平改造段施工造成影響,形成了原泄洪洞封堵實(shí)施方案,即對(duì)已有泄洪洞堵頭周圍鑿毛、設(shè)置錨桿和基巖固結(jié)灌漿以及灌注C25 微膨脹自密實(shí)混凝土。

（2）泄洪洞水平襯砌混凝土C40 厚度0.8 m 與原泄洪洞封堵實(shí)施同步進(jìn)行。原泄洪洞封堵堵頭周圍鑿毛,設(shè)置錨桿（數(shù)量57 個(gè),間距2.5 m×2.5 m,外露1.2 m）,沒有結(jié)構(gòu)鋼筋。封堵高度15 m,計(jì)劃分7 層,層高分別為0.5 m、1.0 m、1.5 m、3.0 m、3.0 m、3.0 m、3.0 m。每層預(yù)埋φ200 泵管,預(yù)埋管高度均高于層高1 m,最后一層泵管出口處設(shè)置彎管。預(yù)埋泵管時(shí)洞壁預(yù)埋排水盲管或溝及膨脹止水條等材料。

3 已有泄洪洞封堵施工

3.1 已有泄洪洞堵頭鑿毛和設(shè)置錨桿

已有泄洪洞封堵堵頭周圍鑿毛,鑿毛深度1 cm～3 cm。布置插筋Φ25,L=3.0 m,全斷面,排距2.5 m,深入基巖1 m。

（1）施工程序：施工準(zhǔn)備（包括腳手架搭設(shè)、防護(hù)工作平臺(tái)施工）→混凝土鑿毛→錨桿施工。

（2）主要施工方法

1）混凝土鑿毛

a.工藝流程。包括腳手架搭設(shè)→清理工作面→混凝土鑿毛→質(zhì)量檢查→表面沖洗。

b.排架搭設(shè)。對(duì)于泄洪洞彎弧面混凝土鑿毛需搭設(shè)腳手架,鑿除之前沿操作平臺(tái)四周設(shè)置防護(hù)工作平臺(tái),并注意棄渣落入腳手架下部傷及行人。

c.清理工作面。對(duì)混凝土表面的雜物進(jìn)行清理,并初步判定其碳化層厚度。d.碳化層鑿毛。采用風(fēng)鎬鑿除鑿毛,鑿除深度1 cm～3 cm。e.高壓水清洗。鑿毛完畢后用高壓水清洗鑿除表面,將松動(dòng)碎屑及灰塵清除,以利于新老混凝土結(jié)合。

2）砂漿錨桿施工

a.施工程序：布孔→鉆孔→洗孔及檢查→注漿、安插錨桿及固定。

b.由測(cè)量人員放出每一個(gè)錨桿孔的位置,孔位偏差控制不大于10 cm；采用手風(fēng)鉆鉆孔；鉆孔完成后及時(shí)進(jìn)行孔內(nèi)清洗、檢查鉆孔質(zhì)量；錨桿砂漿采用NJ-6 型拌漿機(jī)制漿、JJS-2 B 型攪拌桶和2 SNS 型灌漿泵、通過插入距孔底50 mm～100 mm 的PVC 注漿管注漿,邊注漿邊向外拔管直到注滿為止,注漿完成后立即插桿對(duì)中并在孔口加楔塊固定。

3.2 已有泄洪洞體基巖固結(jié)灌漿

已有泄洪洞封堵段梅花形布置,封堵段上部布置5 排,其中3 排I 序孔,2 排Ⅱ序孔,排距3 m；封堵段下部布置3 排,其中2 排I 序孔,1 排Ⅱ序孔,排距3 m。深入基巖均4 m。

（1）施工程序：物探測(cè)試孔鉆設(shè)、鉆孔灌前測(cè)試→固結(jié)灌漿孔（Ⅰ、Ⅱ序）→鉆孔→壓水試驗(yàn)→灌漿→變形觀測(cè)→固結(jié)灌漿檢查孔→灌后物探測(cè)試→封孔。

（2）工藝流程：測(cè)量放孔位→搭設(shè)施工排架,穩(wěn)固鉆機(jī)→第一段鉆孔→下栓塞→沖洗→壓水試驗(yàn)→灌漿→第二段鉆孔→下栓塞→沖洗→壓水試驗(yàn)→灌漿→壓力封孔。

（3） 施工方法

1）鉆孔：考慮到施工作業(yè)是在排架上完成,固結(jié)灌漿鉆孔主要采用KQZ-100 沖擊回轉(zhuǎn)鉆機(jī),此類設(shè)備輕便、高效；質(zhì)量檢查孔和物探測(cè)試孔等采用XY-2 PC（2 B）回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔。

2）沖孔、壓水試驗(yàn)：對(duì)基巖鉆孔,采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗,沖洗壓力為灌漿壓力的80%,且不超過1.0 MPa,直至孔口回水返清時(shí)為止；固結(jié)灌漿之前,按照監(jiān)理指定的孔位、孔數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)。壓水壓力與沖孔壓力一致,每5 min 測(cè)定一次流量,連續(xù)壓水20 min 即可結(jié)束。

3）灌漿

a.固結(jié)灌漿按分序加密的原則進(jìn)行施工。隧洞的固結(jié)灌漿按環(huán)間分序、環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行,同一環(huán)內(nèi)只允許對(duì)稱的2 個(gè)孔同時(shí)施工。

b.灌漿方法采用分段卡塞、孔內(nèi)純壓式灌漿法。

泄洪洞襯砌段第一段栓塞卡在混凝土內(nèi)（距結(jié)合面以上0.5 m 處）,第二段灌漿塞在已灌段底以上0.5 m 處,以防漏灌。

c.灌漿壓力、漿液水灰比以及漿液變換標(biāo)準(zhǔn),最終將通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)而定。

4）結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和封孔

a.各灌漿段在最大設(shè)計(jì)壓力下,注入率不大于1 L/min,繼續(xù)灌注30 min,灌漿即可結(jié)束。

b.固結(jié)灌漿孔采用“全孔灌漿封孔法”封孔。在最大設(shè)計(jì)壓力下灌漿孔停止吸漿,并繼續(xù)灌注10 min 后即可結(jié)束。

3.3 已有泄洪洞膨脹止水條安裝

已有泄洪洞堵頭鑿毛后進(jìn)行膨脹止水條（PZ-400 制品型止水條）安裝,刻槽深度1 cm～2 cm。外露1/2 的止水條高度,止水長(zhǎng)度在洞外按輪廓尺寸再加50 cm～80 cm 富余量裁剪。膨脹止水條定位后,盡量避免被水浸泡,止水條接頭搭接部位,側(cè)面多用刀片切成斜面,剝?nèi)ゴ罱硬课桓綦x紙,利用制品膨脹止水條本身的可粘性,將制品型膨脹止水條側(cè)面搭接1 cm,用滾筒滾壓制品型膨脹止水條上面,保證止水條粘嚴(yán)密牢固。

3.4 泄洪洞水平段襯砌混凝土施工

（1）模板設(shè)計(jì)

新老泄洪洞相貫連接段長(zhǎng)度約24 m,分為2 段,單段長(zhǎng)12 m。泄洪洞相貫連接段采用定制花架支撐小鋼膜,洞內(nèi)搭設(shè)滿堂腳手架支撐襯砌模板的方式分上中下分三層澆筑。模板加固方式采用內(nèi)撐內(nèi)拉或外撐內(nèi)拉等的形式進(jìn)行,模板圍檁采用φ48 mm 鋼管,拉結(jié)方式采用拉筋（插筋型號(hào)C25,入巖1 m,間排距0.5 m 采用錨固劑錨固,拉桿焊接在插筋上）固定。 支撐結(jié)構(gòu)采用φ48 mm 標(biāo)準(zhǔn)架管搭設(shè)的滿堂支撐架,立桿縱距0.5 m,橫距0.6 m,步距0.6 m。

（2）隧洞襯砌混凝土施工

1）泄洪洞混凝土襯砌C40,通過混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸至施工部位后,由混凝土泵通過進(jìn)料口泵送入倉(cāng),進(jìn)料口同時(shí)兼作振搗窗口,視混凝土上升高度將其逐層關(guān)閉,澆筑時(shí)左右兩側(cè)需同步均衡上升,高差不得超過0.5 m。

2）隧洞軸線以下部分入倉(cāng)速度要慢,減小混凝土浮力；軸線以上部分入倉(cāng)速度要快,加大混凝土壓力,抵消浮力。封底拱時(shí),需加強(qiáng)振搗以保證氣泡排出充分,從一側(cè)下料另一側(cè)引料。

3.5 已有泄洪洞封堵灌注混凝土

（1）泄洪洞水平改造段與已有泄洪洞龍?zhí)ь^斜坡段相貫連接段長(zhǎng)度約24 m,回填總高度15 m,分7 倉(cāng)澆筑,采用C25微膨脹自密實(shí)混凝土,塌落擴(kuò)展度550 mm～655 mm。

（2）施工程序：承重架搭設(shè)→固結(jié)灌漿→錨桿施工→原混凝土面鑿毛→膨脹止水條安裝→襯砌鋼筋完善→模板及倉(cāng)面清洗→襯砌模板安裝→混凝土泵管預(yù)埋→襯砌混凝土澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第一層（0.5 m）澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第二層（1.0 m）澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第三層（1.5 m）澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第四層（3.0 m）澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第五層（3.0 m）澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第六層（3.0 m）澆筑→等強(qiáng)（達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%）→封堵第七層（3.0 m）澆筑。

（3）已有泄洪洞封堵是在泄洪洞水平改造混凝土80 cm襯砌完成并到達(dá)強(qiáng)度的75%后進(jìn)行。

3.6 已有泄洪洞封堵后接縫灌漿

（1）為防止新老混凝土結(jié)合面或預(yù)埋泵管與混凝土結(jié)合面收縮后存在滲水通道,并對(duì)該部位進(jìn)行接縫灌漿以保證封堵體完整密實(shí)。在封堵體周圍新老混凝土結(jié)合部位間隔3 m設(shè)置6 根預(yù)埋管（每根分為進(jìn)漿管和回漿管）,并牢固固定在洞壁上。預(yù)埋管采用φ25 塑料管,單根總長(zhǎng)32 m,露出混凝土外1m,在塑料管上每隔2 m 鉆眼。

（2）灌漿前需對(duì)結(jié)合縫面進(jìn)行沖洗,然后排凈縫內(nèi)積水,方可進(jìn)行灌漿。灌漿采用純水泥漿,漿液水灰比采用2∶1、1∶1、0.5∶1 三個(gè)比級(jí)。一般情況下,開始可灌注水灰比2∶1 的漿液,待回漿管出漿后,可改換水灰比為1∶1 的漿液,當(dāng)回漿管排出的漿液水灰比接近1∶1,可換成水灰比為0.5∶1 的漿液灌注,直至結(jié)束。

（3）制漿站集中制漿,SGB6-10 型泵送至灌漿站,采用SGB6-10 灌漿泵灌注,灌漿壓力0.3 MPa。

（4）結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)排氣管排漿達(dá)到或接近最濃比級(jí)漿液,且管口壓力達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值,注入率不大于0.4 L/min 時(shí),持續(xù)20 min,灌漿即可結(jié)束。

4 結(jié)語

泄洪洞龍?zhí)ь^封堵施工是漢中石門水庫(kù)左岸泄洪洞改造關(guān)鍵施工項(xiàng)目,通過龍?zhí)ь^封堵施工方案的技術(shù)總結(jié)和實(shí)踐,實(shí)踐證明、方案合理,效果較好。石門水庫(kù)左岸泄洪洞龍?zhí)ь^封堵施工更是得到了參建各方以及專項(xiàng)方案論證相關(guān)專家的高度重視,從左岸原泄洪洞龍?zhí)ь^所處位置到具體實(shí)施技術(shù)方案的確定直至完成封堵,凝結(jié)了建設(shè)者不少心血。