水城县金狮子水电站导流隧洞的封堵方法

水城县金狮子水电站导流隧洞的封堵方法

摘要：水城县金狮子( 二级)水电站大坝导流洞由于业主特殊原因，进口未设计进行闸室施工，只对进口段15m底板和垂直段边墙浇筑了砼。对此，难以用常规方法封堵，本文介绍采用翻板闸门一次性封堵进口，洞内浇筑砼堵头的封堵施工方案对这种断面、流量、流速、压差均较大的导流洞进行有效封堵的技术方法。关键词：导流洞封堵；翻板钢闸门施工；埋管引流

一、前言

(一)基本概况

金狮子(二级)水电站位于六盘水市水城县比德乡岔河村，坝址处在长江流域乌江水系的三岔河中游段的狮子口峡谷出口，控制流域面积2436 km，大坝为砼拱坝，最大坝高6 9.8 m，坝顶高程1442.8 m。工程的主要功能为发电，电站装机2X10MW。水电站枢纽主要由大坝、右岸引水隧洞、压力管道、发电厂房及开关站等建筑物组成。工程建设总工期2 年，总投资1．1亿元。

工程施工中采用右岸山体内的导流洞方案进行导流，根据设计图纸，导流洞进口设闸门槽，但由于工程进时间较紧，无法施工闸门槽，只对进口2 0 m浇筑了底板和侧墙砼，便进行了大坝截流。大坝导流洞断面为5X6米，城门洞型，洞长313.18米，进口底板高程为13 90.0 m，出口底板高程为1388.00 m，设计坡比为i=6.5 ‰，拟定进口作临时堵头，在大坝坝肩洞身段作永久堵头。

(二)水文情况

坝址以上控制流域面积为2436km，平均流量为39.3 m／S，枯水期最大流量152 m／s 、最小流量8.5 3 m ／s 。

( 三)水库特征水位及相应库容：

1 、导流洞设计进口底板高程为1390.00 m，库容为0万立方米；

2、导流洞进口涧顶高程为1396.00m，库容为2万立方米

3、冲砂孔底板高程为1405 m，库容为20万立方米

4、大坝正常高水位为1440m，库容为l137万立方米导流洞断面较大、流量、流速、压差均较大的导流洞，封堵十分棘手，已成为整个工程施工中的一大技术难题。为此，承担施工的金狮子水电站项目处成立了专题小组，经反复研究论证，最终采用将洞进口断面缩小，用翻板钢闸门作临时堵头，坝肩洞身段作埋管

引流，浇筑砼、回填灌浆等特殊方法进行封堵并获成功，该方法实用于工期较紧的中小型导流洞封堵。现拟成文，作引玉砖。

二、导流洞封堵方案选择

本工程导流洞进口底部高程为1390.00 m，冲砂中孔底板高程为1405 m，高差为15 m。大坝两坝肩基本为垂直，两岸成标准“u”型河谷。导流洞距大坝上游1 0 0m，挂口段周围岩石较为破碎。从坝址河谷形态和地形地质条件，专题小组经多次讨论研究，提出以下三种封堵方案进行比较选优：

( 一)按设计修路、浇筑闸室砼作临时堵头方案(简称方案1 ) 常规封堵方案：清除导流洞进口堆碴，在进口利用预留的闸门槽下叠梁，从出口进料进行封堵。

( 二)放炮炸山，堆体灌浆封堵方案( 简称方案二)

在导流洞进口以上10m位置选择一合适位置，在上面用潜孔钻打孔，一次性爆破，废渣封堵导流洞进口。用灌浆将其漏水基本阻住，然后在封堵段埋管引流漏水，浇筑堵头段砼。

( 三)利用翻板钢闸门做洞口封堵的方案(简称方案三)

在原有导流洞进口的顶板浇筑砼，使导流洞进口的断面尽量缩小，(使进口断面变为：3X5 m ) 。然后在导流洞进口一旁制作翻板钢闸门。待钢闸门制好后拖至导流洞进口安装。并在钢闸门四周设置橡胶止水带，橡胶止水带的位置与浇筑的地板和顶板位置相同。等时机成熟时翻板钢闸门落下做临时堵头，随后浇筑堵头段砼完成封堵。

( 四)方案选优

方案一的优点是按设计施工技术成熟，但致命弱点是闸门井需浇筑大方量砼和修一条通向导流洞进口的公路，其工程量大、难度高、费用高、耗时长。

方案二是采用放炮炸山，堆体灌浆封堵方案，该方案存在以下问题：①在洞顶钻孔爆破时，需选择适当位置，开采出大小均匀的石料，难度较大；②由于堵住导流洞进口的石料块体大小不均匀，密实度较差，在进行固结灌浆时难度较大且费用较高；③施工爆破将严熏影响坝基已作防渗处理和固结灌浆体的效果；方案三主要优点是钢闸门的制作和导流洞洞口顶板砼浇筑可同时作业，施工速度快，耗时短、费用低，但是无前人经验供借鉴，且存在下述问题：①先前浇筑的底板砼坎在水下，加之河水一直有废渣冲在门坎，对此无法将其清理干净，在翻板闸门下落时无法保证闸门橡胶止水带与事先预埋的角钢贴紧，造成洞前封

堵后，漏水量较大，无法对永久进行封堵；②由于下游4km 处有阳长火电厂，需从该河中引水，翻板钢闸门下闸后，蓄到冲砂中孔溢水需要36小时，阳长电站将无水用，针对此事在翻板钢闸门上设两根150出水管。制作钢闸门和施工作业时难度较大。

专题小组经反复讨论论证，认为方案三在时间性、经济性、安全性和可操作性等方面均优于其余方案，并认为只要技术措施配套，其堵体质量是有保证的，存在的问题是能设法解决的。

三、施工情况

(一)进口临时堵头

根据选择的方案：采用一次性翻板钢闸门对导流洞进口封堵作为临时封堵措施，所需一次性钢闸门是不考虑以后闸门启闭的，如图一所示，具体施工方案如下：

1、导流洞洞口周边进行防渗处理根据现场实际情况，为防止堵头封堵后从进口周边岩石缝隙处渗漏，减小洞内封堵难度，在洞口下游3 0米，1 41 0高程以下采用30 CM 厚混凝土进行表面覆盖，并在进口下游15米范围内布设灌浆孔防渗。

2、导流洞进口下游侧15米内进行加固处理；由于进口洞轴线与岸坡岩石斜交，如图：

在进口下游侧2 5 米范围内岩体较薄弱，为防止该处在蓄水后被击穿，在此处从河床顺山体浇一混凝土墙，以达到加固效果。

3、进口混凝土施工进口闸门处斜长6.4米，洞高6米，为降低闸门施工难度，决定减小闸门断面，即将洞顶压低，由于进口只进行了边墙衬砌，在进行顶拱衬砌时，根据现有河床水位是1.3米左右，拟定预留闸孔高度为3米，其余上空用混凝土将其封住，如图三所示：

在洞口上部混凝土适当部位预埋活动铰以及吊环(具体数量见闸门设计)。洞顶混凝土衬砌长度与现有两边墙齐平，该部分混凝土计划在上游围堰拌制，用人工运输方式进行浇筑。

4、闸门制作由于该闸门估计重约10吨，根据地形条件在上游围堰上进行现场制作，然后利用进口预埋吊环采用特殊方式将其运至进口处，利用手动葫芦将其吊至预设部位，最后在闸门上安装止水条( 此条应加厚) 。

5、下闸当进口准备工作完成，大坝完成蓄水验收工作，利用手动葫芦将事先拉的钢

丝绳变成单独一根，用准备好的设备将闸门解脱，然后利用闸门的自重翻下。在下闸时翻板闸门上的两根

150出水管闸阀关闭。同时，在闸门进口附近准备部分麻袋，一旦闸门落下后，则利用仅有的时间快速向闸门迎水面丢砂袋，达到增强防渗处理的效果。

6、导流洞临时闸门封堵效果在下闸后导流洞出口基本无漏水现象，针对下游阳长电站的用水情况，派专人从导流洞出口进人到进口对闸门的封闭效果检查及出水管闸阀的打开。检查发现在进口0+20.00 m 位置底板出现一溶洞漏水点( 导流洞施工时未对导流洞洞身进行处理) ，闸门封闭效果良好。

漏水情况分析

根据现有的实际情况，出口水位高过底板高程，及河水将会从出口倒灌进洞内，造成永久堵头施工困难，需采取部分施工措施，具体如下：

1、利用挖掘机将出口河床进行清理，尽量将水位降低，同时将主河流赶至出口对岸；

2、在出口计划修建一临时导流墙，将河床水流集中从左岸过流，防止河水倒流。

3、搭建栈桥进洞进行永久段封堵施工。

( 三)洞内永久段封堵

由于洞内条件限制，为加快进度，采用泵送混凝土进行施工，混凝土泵布设在导流洞出口附近，利用原有浇筑大坝的拌和系统进行混凝土拌制，汽车运输至混凝土泵处，然后利用泵将混凝土送至工作面，洞内封堵具体步骤为：

图四

根据设计要求找到封堵段位置，总长35米，采用4段进行封堵，第一段封堵长度拟定为8米(其余封堵段根据设计要求拟定) 。首先在进口第一段设计外设一浆砌石临时围堰，将进口渗水引至预埋管内，并将临时围堰砌至洞顶，以达到作为进口段模板作用，然后完成第一封堵段周边固结钻孔并预埋管道，将预埋管道引至第一段外，当下游侧模板( 该处模板可作好架子，边施工边架模)完成后立即进行混凝土回填施工，最后从洞顶预埋出回填灌浆管，待混凝土强度达到7天后，立即进行回填灌浆和固结灌浆，当达到设计效果后用闸阀将预留管道封闭，立即进行第二段施工，重复立模、钻孔、灌浆等工作，直至完成设计浇筑段。

四．效果检查

(一)直观评价，在第一段永久堵头浇筑完后，预埋管闸阀关闭，导流洞出口的水流全部消失，在第一段堵头

的砼顶部少量水漏出，待整个堵头浇筑完成后检查无漏水。证明封堵效果较好。

(二)资料综合评价

1、在进行回填灌浆和固结灌浆检查时，共埋管36个，其中第一段12个，第二段9个孔，第三段8个孔，第四段7个孔。总回填灌浆面积215m 。在作压水试验，试验结果为1.6LU<3 LU，说明导流洞堵体渗漏值小于设计值。

2、通过大坝灌浆平洞帷幕钻孔取芯观察，砂、石、水泥所形成的结石相当坚硬，最高强度28. MPa，最低达2 5. MP a，平均强度达2 6. MPa，均大干设计要求的25 MPa，效果建好。

以上检查结果表明导流洞的封堵是成功的。

五结束语

施工导流贯穿整个工程施工的全过程，从某种意义上讲可以说是一个水电工程建设的灵魂，其封堵方案的选择涉及到地形地质条件、工程枢纽布置及水文条件等。水城县金狮子(二级)中小型水电站工程在建设中往往会遇到各种不同的、不可预见的自然或人为因素造成的施工问题。本文论述在导流洞进口因某种情况未按设计施工时，采取缩小封堵断面，采用

翻板钢闸门封堵导流洞进口的临时堵头。因此，封堵过程中，但最终取得成功。由此认为：

( 一)采用翻板钢闸门作导流洞进口临时封堵方法在规模适中、流速快、流量大的导流洞，具有投资、易操作、工期短、便于抓住最佳施工时机等优点。

( 二)此项技术可推广应用于中小型水利工程、矿坑抢险等方面。其经济意义及社会意义都

是较显著的。