某水库除险加固工程导流洞的封堵设计与施工

　　一、概述
　　
　　某水库是一座以灌溉为主、结合发电的综合利用工程。水库于 1972 年建成，投入使用三十多年来，对社会发展发挥了积极作用。限于当时的设计、施工、技术、资金等因素，随着使用年限的增加，水库的病险情况日益严重，水库为三类坝（险情最重要的一类），于 2005 年进行除险加固。水库加固扩建完成后，水库总库容 1,671 万 m3,电站装机容量1,800kw.

　　某水库除险加固工程导流洞（放空）洞为“龙抬头”形式。导流洞 0+000~0+010 及 0+173.611~0+183.611 段为 5m×5m 的城门洞型，其余段（0+010~0+173.611）为4m×4m 的城门洞型，进口底高程 202.5m,出口高程为200.0m,洞身长约 184m,上游段 105.64m 为临时过流段，下游 78.36m 为放空洞利用段，桩号为 0+105.251 处与放空洞“龙抬头”段连接。导流洞工程于 2005 年 4 月开工，根据施工安排分两期开挖，于 2005 年 10 月顺利实现导流。2006 年 4 月大坝加固砼浇筑至 220m 高程，达到下闸蓄水条件，2006 年 5 月初实现导流洞封堵，水库下闸蓄水。某水库下闸阶段蓄水是某水库除险加固工程建设的一个重要的里程碑，而实现这一目标的关键是导流洞的封堵设计与施工。

　　二、封堵施工
　　
　　1.封堵时段与封堵流量
　　根据某水库承担下游农田灌溉的任务及工程蓄水前施工完成情况，将导流洞封堵时间定于 5 月初，此时的 10 年一遇月平均流量为 215m3/s.

　　2.封堵施工
　　（1）封堵施工方法
　　某水库始建于 60 年代，至今已有 40 余年时间，库区的淤泥淤积严重，其淤泥极厚，且导流洞砼衬砌 及门槽相关图纸于 2005 年 10 月 19 日提供，由于贯通（10 月 13 日贯通）后，即通水导流、导流洞衬砌工作未能进行，目前导流洞内淤积高度达到 1.5~2.0m,如疏通其工作量大，离封堵时间短，时间紧迫，则无法满足封堵时间要求。因此计划导流洞封堵采用埋设导流钢管过流方案。在导流洞一期封堵前，已利用拦河坝老坝体发电洞进行过流，在拦河坝砼加固浇筑施工时，已预埋了 12m 长 ф800 钢管，进口高程为 197.6,出口高程为 197,拟用于解决导流洞一期封堵时围堰修筑后，库区部分过流的需要。导流洞封堵具体方式为：对原 5×5m城门洞型 0+000~0+005 段进行缩小，缩小后预留 Φ1600钢管导流。待具备封堵条件时，对导流钢管进行封堵，随后进行 0+005~0+011 段砼回填。从而完成封堵工作。封堵准备工作分二步进行。第一步工作，在 0-000~0-003 位置砌筑草袋围堰，围堰砌筑同时埋设 Φ1600 钢管，钢管长度15m,埋设位置为 0-004~0+011,草袋围堰形成后，库区过流经埋设钢管通过。对导流洞洞壁及底板清理后，第一期进行 0-000.5~0-005 段砼回填。回填浇筑分二次进行，第一次为▽202~▽205.2m,该段砼回填已于3月7日完成。▽205.2~▽207m 部分浇筑考虑近期临近汛期，天气状况变化较大，同时考虑砼龄期等因素，届时会同业主、监理视实际 情 况 确 定 回 填 时 间 . 在 此 期 间 视 过 流 情 况 对0+005~0+011 段进行底板清理，条件许可，及早按设计进行底板、边墙及顶拱浇筑。第二步工作，提前做好拍门、闷头以备用。待具备封堵条件时对导流洞钢管进行封堵，同时在封堵前，在导流洞出口布置 350 型拌和机一台及封堵回填所需的砂石骨料。

　　（2）施工布置
　　1）临时道路布置。0+000~0+005m 段，砼由大坝拌和系统拌制，用缆机吊运至河床将料卸入铲车斗中，再由铲车经大坝围堰及施工道路，直接运送至仓内，0+005~0+011段封堵：导流洞出口处至工作面铺路，道路铺筑利用炸药库周边砂砾料，采用挖机装车，二辆自卸车运输，50 铲车铺筑。

　　2）砼生产、运输系统。导流洞 0+000~0+005 段砼生产采用大坝拌和系统。砼运输由大坝生产缆机吊运至坝前；后采用自卸农用车运输至仓面就近蓄料罐，用人力双轮车入仓。0+005~0+011 段回填砼由导流洞出口生产、输入，在砂石料堆料场就近布置 350 型搅拌机一台生产砼。
　　
　　3）导流洞进口截流。（1）围堰设计。导流钢管安装就位后，为使水流全部从导流钢管过流，并将此段用砼回填。故需在导流钢管进口端修筑一道围堰。考虑下游施工时间较长，主围堰为宽 60cm,高 2.0m,采用 C20 砼浇筑。上游子围堰为黏土草袋填筑。（2）围堰施工。子围堰施工用的黏土料，由于围堰的方量不大，可以从大流进口下游的山坡就近由人工直接挖取并装袋。采用双轮车搬运至洞口施工面填筑，将水导入钢管。砼围堰方量为 0.6*2*4=4.8m3,由大坝拌和系统拌制，缆机吊运至基坑右岸，再由人工挑运至仓面浇筑。下游围堰，采用黏土草袋由人工采用草包围填。

　　4）模板施工。立模工作分二步进行，第一步立模高度为3.3m,立模位置为 0+005~0+010.4m,长度 5m.待砼浇筑至该高度后随着加高至拱顶。2.2.2.4 导流洞施工期排水。上、下游围堰形成后，中间回填砼区积水及渗水采用 1 台 2寸潜水泵抽排。

　　（3）封堵施工
　　1）拍门、闷头制作。对拍门及闷头制作严格按照金属结构加工的要求进行，采用现场加工、焊接，并加强焊缝质量管理，进行探伤检测。【图1】

　　
　　2）封堵程序
　　3）混凝土施工【图2.3】

　　
　　①总体安排。堵头混凝土分两段进行施工，第一段为0+000m~0+005m,第二段 0+005m~0+011m.第一段混凝土浇筑分两层进行，第一层浇筑高度为 3~3.2m,导流洞洞宽为 b=5.0m,第一段浇筑长为 4.3m.第一层浇筑方量为 v=60.2m3,第二层浇筑方量为 v=28m3.第二施工段为0+005~0+011m,分三次浇筑底板浇筑高度为 0.7m,v1=21m3,v2=36m3,v3=30 m3,封堵段砼 v=56m3.（详见图 3）②基础面处理。先将仓内积水用水泵排除，导流洞底板积碴较厚，而且曾经挖机、铲车、5t 汽车等重型机械反复碾压，积碴密实，比较坚硬。故采用风镐配合人工清碴。基础面清洗干净、无积水、无积碴杂物达到要求，砼施工缝表面需进行冲毛，并冲洗干净。

　　③砼运输、入仓。0+000~0+005m 段，砼由大坝拌和系统拌制，用缆机吊运至河床将料卸入铲车斗中，再由铲车经大坝围堰及施工道路，直接运送至仓内，浇筑块高程 3. 3m以下采用 50 铲车直接入仓；该高程以上浇筑时，在模板下游而搭设宽 2~3m 平台，砼堆放至平台上，由人工锹入。0+005~0+011m 段，由铲车运送至 0+000~0+005 段砼面再由人工锹入仓内。采用 50 铲车进仓，运输距离 350m.

　　④砼浇筑分层。0+000~0+005m 段砼浇筑分两层进行，0+005~0+011 段分 3 层进行浇筑。（详见上图）⑤模板施工。立模工作分二步进行，第一步立模高度为3. 3m,立模位置为 0+005~0+011m,长度 5m.待砼浇筑至该高度后随着加高至拱顶。模板采用 300*1500mm 的标准钢模板，10*12cm 方木支撑，模板表面内侧涂刷脱模剂。

　　⑥砼浇筑。导流洞封堵混凝土采用大坝 C25 四级配膨胀砼，掺加膨胀剂，仓面通过验收后，先在基础面铺厚度 2~3cm的砂浆，砂浆铺筑均匀。砼浇筑采用平铺式，浇筑厚度为50cm.砼入仓后由人工平仓、第一层采用直径 100 的高频振捣器振捣，第二层及第三层采用 50 插入式振捣器振捣，振捣工严格按有关规范进行操作，确保振捣密实。

　　4）回填及固结钻灌。导流洞封堵砼灌浆包括回填灌浆、固结灌浆。导流洞 0+000~0+005 段底板浇筑完成后，对底板部位固结孔进行钻灌，侧墙及顶部采用造孔预埋至下游进行。0+005~0+011 段砼回填前先进行造孔、预埋管引向下游。

　　5）人员组合。封堵工作分上、下游二个作业面拍门关闭，下游闷头封堵，上游作业面拍门关闭由项目经理带队、总施工员等五人负责；下游闷头封堵由项目副经理、项目总工等八人负责；施工用电电工、电气工程师负责；混凝土拌和、运输由相关技术人员负责。

　　五、结束语
　　
　　通过某水库除险加固工程导流洞封堵施工，我们总结出导流洞混凝土封堵成败的关键是封堵方案的制定、封堵门的下闸、临时封堵的组织与协调。

　　参考文献
　　
　　[1] 彭茂林等。水工结构缺陷一般加固技术（4）[M].北京：水利水电出版社，2007,9.
　　[2] 匡林生。水工导流及围堰[M].北京：水利电力出版社，1993,6.