（福建省水利水電工程局有限公司）

輸水隧洞及放空洞封堵施工工藝

□張懿周（福建省水利水電工程局有限公司）

水利水電工程中輸水隧洞或放空洞的封堵施工是水庫除險(xiǎn)加固工程常見工序，其施工方案的選擇結(jié)合項(xiàng)目的具體情況有多種多樣，其質(zhì)量的好壞也與方案的選擇有密切關(guān)系。文章結(jié)合具體實(shí)施案例主要介紹了婺源縣段莘水庫除險(xiǎn)加固工程中輸水隧洞及放空洞封堵施工中的施工方案的選擇、工藝流程、實(shí)施及保護(hù)措施等,為類似的工程施工積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn),具有一定的參考價(jià)值。

水利工程；輸水隧洞；放空洞；封堵

0 引言

輸水隧洞是山區(qū)水庫重要建筑物，當(dāng)運(yùn)行幾十年后存在安全隱患需封堵，不同工程實(shí)際情況，封堵的施工方案選擇也要因地制宜，同時(shí)應(yīng)該是高效、快捷、高質(zhì)量的施工工藝。

1 工程概況

段莘水庫位于饒河水系樂安河主支流段莘水上游，大壩位于段莘鄉(xiāng)，距婺源縣城45 km，距杭瑞高速公路9.60 km，地理位置為東經(jīng)117°50′，北緯29°28′。壩址以上控制流域面積79 km2，總庫容5 640萬m3，發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘? 880 kW。工程于1970年11月動(dòng)工興建，1973年基本完成，是一座具防洪、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫樞紐工程等別為Ⅲ等，永久性主要建筑物為3級，永久性次要建筑物4級，臨時(shí)性建筑物為5級。水庫正常蓄水位為290 m（黃海高程，下同），相應(yīng)庫容4 140萬m3；死水位為278 m，相應(yīng)庫容894萬m3；設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，設(shè)計(jì)洪水位為292.83 m，相應(yīng)庫容5 240萬m3；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1 000 a一遇，校核洪水位為293.85 m，相應(yīng)庫容5 640萬m3。段莘水庫現(xiàn)樞紐建筑物主要由大壩、溢洪道、輸水隧洞（兼放空）組成，輸水隧洞位于大壩左岸山體。

2 涵洞封堵施工方案簡述

2.1 壩體上游圍堰布置

在導(dǎo)流底孔封堵時(shí)，在壩體上游20 m處修筑一道圍堰，作為隧洞底孔封堵時(shí)的第一道圍堰；考慮到第一道圍堰由于底部填筑有大量的石渣，將有部分滲水，再在第一道圍堰下游距導(dǎo)流底孔10 m處修筑第二道圍堰攔水，該圍堰寬2 m、高度同兩邊淤泥高度。

2.2 集水坑及排水設(shè)施布置

為確保進(jìn)行隧洞封堵時(shí)澆筑的泵送混凝土能在無水下施工，計(jì)劃在第二道圍堰下游、距放空支洞進(jìn)口5 m處開挖一集水坑，將第二道圍堰可能產(chǎn)生的滲水匯集到該集水坑，而后布置二臺潛水泵將積水抽至第二道圍堰上游。

2.3 封堵施工計(jì)劃

老隧洞封堵施工混凝土澆筑總量為475 m3，放空支洞進(jìn)口封堵長度42m，發(fā)電支洞封堵長度從樁號0-039.2至0+060、0+ 115.60至0+120.60共計(jì)104.20 m，采用C20混凝土封堵，洞頂120°范圍內(nèi)設(shè)四根回填灌漿花管，一根回漿管，對洞頂進(jìn)行回填灌漿。從樁號0+060至0+115.60及放空支洞尾水渠采用砂卵石填筑。

整條隧洞的封堵施工具有線路長、施工難度大、技術(shù)要求高、安全風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，必須計(jì)劃周密、準(zhǔn)備充分、協(xié)調(diào)一致，才能確保施工的安全、質(zhì)量和進(jìn)度。因管道過水時(shí)間較長，且經(jīng)過洪水沖刷，應(yīng)檢查管內(nèi)有無被破壞而滲水現(xiàn)象，若管內(nèi)有滲水點(diǎn)應(yīng)先進(jìn)行堵漏，不能完全堵住的做好引排，防止導(dǎo)流管封堵后不能完全閉氣而滲水。測算河流流量和圍堰蓄水量，計(jì)算出圍堰漫水時(shí)間，以便周密的計(jì)劃混凝土澆筑的安全時(shí)間。

3 封堵方案實(shí)施

3.1 放空支洞的封堵施工

涵洞的封堵首先對放空支洞段進(jìn)行施工。此段涵管封堵的關(guān)鍵是抓速度，搶時(shí)間，必須周密計(jì)劃，有序進(jìn)行，其實(shí)施的成敗決定了整個(gè)封堵方案實(shí)施的成敗。本段封堵成功后將為發(fā)電支洞的封堵提供可靠的施工條件。

該段開始封堵前，先安排人工進(jìn)去在放空支洞與發(fā)電洞交接處的四周用電鉆鉆20 mm直徑的孔，便于插鋼筋固定模板，模板使用直徑1 m的圓形木模，安裝并用插筋兩邊固定牢靠，再在后面做一道砌石擋墻撐牢。準(zhǔn)備工作完成后，進(jìn)行混凝土澆筑?；炷敛捎帽盟蜕唐坊炷痢吆髶跛赡艹霈F(xiàn)的滲水及時(shí)用水泵集中抽排。

3.2 發(fā)電支洞樁號0-039.20至0-002的混凝土封堵施工

放空洞封堵完成后，開始進(jìn)行發(fā)電支洞樁號0-039.20至0-002段的封堵。該段封堵是整個(gè)導(dǎo)流涵管封堵的重中之重，因考慮到上游水位在封堵時(shí)候上漲，必須做到完全止水，不能有絲毫滲漏。

該段施工的關(guān)鍵是確?；炷僚c管壁充分結(jié)合，調(diào)整混凝土塌落度（18～20）達(dá)到免振搗的要求，保證混凝土能夠自然密實(shí)。回填灌漿充填飽滿、密實(shí)，達(dá)到抗?jié)B要求。

該段封堵按涵洞封堵結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行施工，在該封堵段的兩端砌筑漿砌石擋墻作為堵頭，混凝土輸送泵管的混凝土出口處距倉面≤2 m?？抗鼙陧旑A(yù)埋回填灌漿拔管，回填灌漿在每倉封堵混凝土澆筑完成7 d后進(jìn)行，回填灌漿采用0.6：1（水：水泥）純水泥漿液灌注，壓力為0.50 MPa?；靥罟酀{結(jié)束后再以相同的工藝對下一段進(jìn)行封堵施工。

3.3 發(fā)電支洞樁號0-002至0+060的混凝土封堵

此段施工時(shí)已不再有庫內(nèi)水位上升的威脅，有充足的時(shí)間精心施工，確保萬無一失。對于該段的封堵施工主要是對涵管進(jìn)行充填飽滿，以抵抗大壩壩體自重的壓力作用。

此段施工按設(shè)計(jì)要求分為10 m一段進(jìn)行，每段使用圓形木模分隔，模板使用在涵管四周鉆孔插筋支撐牢固，模板頂預(yù)留混凝土輸送管入口和回填灌漿管?；炷翝仓瓿珊竽０鍩o需拆除。因發(fā)電涵洞向下游方向有坡降，混凝土輸送管距上游面模板應(yīng)≤3 m。

3.4 圍堰的拆除

老涵洞的封堵完成后，應(yīng)立即進(jìn)行上游臨時(shí)圍堰的拆除。圍堰拆除時(shí)，應(yīng)在水位上升的安全時(shí)間內(nèi)，最大限度的對圍堰進(jìn)行開挖。開挖時(shí)，從圍堰左岸坡處將圍堰開挖出適當(dāng)深的缺口，利用度汛壩體的斜墻至圍堰之間的庫容調(diào)節(jié)，圍堰內(nèi)的水位可下降2 m左右。圍堰開挖按從左岸至右岸的順序進(jìn)行，邊挖邊退，出渣使用自卸車從右岸施工道路運(yùn)至下游棄渣場。開挖完成后機(jī)械從右岸施工道路退出。圍堰開挖必須在水位上升至安全的高度時(shí)完成，機(jī)械設(shè)備迅速撤離。

4 封堵實(shí)施保護(hù)措施

4.1 施工質(zhì)量應(yīng)急措施

在導(dǎo)流涵管封堵施工的過程中，因線路長、管徑小，施工作業(yè)受到影響的因素較多，嚴(yán)重時(shí)甚至可導(dǎo)致混凝土澆筑施工無法正常進(jìn)行，如機(jī)械故障、安全隱患、天氣突變等。因此，必須有應(yīng)急預(yù)案，做到有備無患，使涵管封堵圓滿完成。

應(yīng)急措施主要是針對心墻至進(jìn)水口段的封堵。此段混凝土澆筑過程中，若出現(xiàn)意外情況使混凝土澆筑工作無法繼續(xù)，排除故障所需時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)立即拆除輸送泵管（若時(shí)間緊迫也可不拆），使用自制的小滑車將已預(yù)備好的碎石運(yùn)至管內(nèi)從里往外回填。碎石運(yùn)輸入管時(shí)，涵管內(nèi)只能容納一臺小滑車出入，管內(nèi)可派2人在艙面卸載碎石和鋪填飽滿，涵管外由3人負(fù)責(zé)裝車和輔助運(yùn)輸。小車進(jìn)出涵管時(shí)，其前后均應(yīng)用繩索牽引，當(dāng)碎石運(yùn)往涵管內(nèi)時(shí)，涵管內(nèi)的人適當(dāng)?shù)睦⌒≤嚽暗睦K子，牽引小車的方向。因小車進(jìn)入涵管時(shí)是下坡，外面的人應(yīng)拽住小車后的繩子，避免小車滑行太快，保證安全。碎石卸載后，涵管外的人利用繩子將小車拽出涵管，繼續(xù)裝運(yùn)。用于牽引小車前后的繩子必須長于小車的行程3 m以上。當(dāng)碎石回填至管口時(shí)，將管口用漿砌塊石封閉，并預(yù)埋回填灌漿管，做回填灌漿處理，保證涵管封堵閉氣?；靥畹乃槭瘧?yīng)有良好的級配，既能滿足回填灌漿漿液的擴(kuò)散和充填，又不能使空隙率太大，增加回填灌漿的工程量。在處理意外情況的過程中，可用準(zhǔn)備的水泵從圍堰內(nèi)將水抽到新發(fā)電隧洞進(jìn)口處排走，以減緩水位上升速度，為老涵洞封堵贏取充分的時(shí)間。

4.2 安全應(yīng)急措施

此次施工存在的危險(xiǎn)源主要有兩點(diǎn)，一是，涵洞內(nèi)施工環(huán)境缺氧，二是，封堵涵洞時(shí)圍堰漫水或決堤。管內(nèi)缺氧可用鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)，通風(fēng)管應(yīng)直接到達(dá)施工面進(jìn)行不間斷的送風(fēng)，保證管內(nèi)空氣的流通，且應(yīng)有備用的醫(yī)用氧氣，便于發(fā)生缺氧事故時(shí)急救。圍堰漫水或決堤，可用準(zhǔn)備好的土袋，將水堵住，并迅速撤離涵管內(nèi)的作業(yè)人員。涵管內(nèi)出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，管內(nèi)的人員使用報(bào)警器向管外報(bào)警，管外的人接到報(bào)警后馬上實(shí)施搶救。管外發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，使用信號燈向管內(nèi)報(bào)警，管內(nèi)的人員接到報(bào)警后迅速撤離。

5 結(jié)語

該項(xiàng)目整個(gè)輸水隧洞的封堵分3個(gè)大段進(jìn)行，分別為放空支洞進(jìn)口的混凝土封堵、發(fā)電支洞樁號0-039.20至0-002的混凝土封堵，樁號0-002至0+060的混凝土封堵。該項(xiàng)目最終圓滿結(jié)束，很多經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，如做好充分的準(zhǔn)備工作，具備封堵條件后，認(rèn)真關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，確認(rèn)往后3 d之內(nèi)無降雨的跡象后，才能開始封堵，避免封堵過程中發(fā)生降雨而導(dǎo)致河流流量增大，圍堰庫內(nèi)水位快速上升使封堵工作無法進(jìn)行。

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［3］劉濤，曹海，夏世法.高水頭導(dǎo)流洞封堵段設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)［J］.水利水電技術(shù)，2011（3）.

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編輯：劉長垠邢博輝

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2017-03-15