巴基斯坦高摩赞大坝工程导流洞封堵施工

第１８卷第６期　２０１２年６月　水利科技与经济　

Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｖ０１．１８　Ｎｏ．６　

Ｊｕｎ．，２０１２　

巴基斯坦高摩赞大坝工程导流洞封堵施工　刘　康　（中国水利水电第七工程局有限公司，成都６１００８１）　

［摘要］　巴基斯坦高摩赞导流洞封堵首先通过对生态用水和闸门渗水的引流实现了封堵段　的干地施工。随后在齿槽开挖之前先对封堵段岩体实施固结灌浆提高岩石的完整性，并充分　利用固结灌浆孔完成锚杆施工以增强堵头的抗剪强度。堵头混凝土分５层完成浇筑，每一层　通过预埋冷却水管实现了对堵头的温度控制。最后对堵头进行回填灌浆与接触灌浆。整个导　流洞封堵施工在汛期成功通过了库区蓄水的检验。　［关键词］　导流洞；封堵；生态用水；齿槽开挖；灌浆；锚杆；温度控制　［中图分类号］ＴＶ５２　［文献标识码］　Ｂ　［文章编号］　１００６—７１７５（２０１２）０６—００９２—０３　

Ｐａｋｉｓｔａｎ　Ｇｏｍａｌ　Ｚａｍ　Ｄａｍ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｐｌｕｇｇｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＬＩＵ　Ｋａｎｇ　（Ｃｈｉｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｅｖｅｎｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００８１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｋｉｓｔａｎ　Ｇｏｍａｌ　Ｚａｍ　ｄａｍ　ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｄｒｙ　ｓｉｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆｌｏｗ＆ｔｈｅ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｗａｔｅｒ　ｆｒｏｍ　ｇａｔｅ．Ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｗａｓ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｂｅｆｏｒｅ　ｔｏｏｔｈ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａ．　ｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｈｏｌｅｓ　ｍａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋ　ｄｏｗｅｌｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｌｕｇ．Ｔｈｅ　ｐｌｕｇ　ｗａｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　５　ｌａｙｅｒｓ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ　ｐｌａｃｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｅａｃｈ　ｌａｙｅｒ　ｈａｄ　ａｃｔｕａｌｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｅｍｂｅｄｅｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｐｉｐｅ．Ｂａｃｋｆｉｌｌ　ａｎｄ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｗａｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌｕｇ　ａｔ　ｌａｓｔ．Ｔｈｅ　ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｕｃｃｅｅｄｅｄ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｉｍｐｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｎ　ｆｌｏｏｄ　ｓｅａｓｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｕｎｎｅｌ；ｐｌｕｇｇｉｎｇ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆｌｏｗ；ｔｏｏｔｈ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｄｏｗｅｌ；ｔｅｍｐｅｒ—　ａｔｔ１ｒｅ　ｒｏｎｔｒｏ１　

１　工程概况　２　导流洞封堵工序分解及工期要求　巴基斯坦高摩赞大坝工程导流洞位于坝基右岸山体　巾，全长４２７　ｍ，其中洞身段长３９０　ｍ，断面为圆形，内径　６．８　ｍ，采用Ｃ２５钢筋混凝土衬砌，纵向坡比０．８％。　２０１１年３月２９日，导流洞下闸蓄水，导流洞的封堵　施工随后展开。导流洞封堵段位于ＤＴ０＋２１０．９５３—０　２４０．４５３　ｍ，长２９．５　１１１，其中ＤＴ０＋２１０．９５３—０＋２３０是Ⅳ　类岩石，长１９　ｎｌ；ＤＴ０＋２３０—０＋２４０．４５３是Ⅲ类岩石，　１０．５　ｍ长。封堵段与大坝帷幕灌浆区域相对应，堵头采用　２１　Ｍｐ混凝土。　为配合水库蓄水目标，本工程导流洞封堵时段适逢　工程所在流域的汛期，这给导流洞封堵的工期及施工带　来了巨大的压力。根据Ｇｏｍａｌ　Ｚａｍ　Ｄａｍ　Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ　Ｐｒｏ—　ｊｅｅｔ（Ｄａｍ＆Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）一一《ＤＥＳＩＧＮ　ＮＯＴＥ　ＦＯＲ　ＤＩＶＥＲＳＩＯＮ　ＴＵＮＮＥＬ　ＰＬＵＧＧＩＮＧ）），在封堵施工实施　之前首先对整个封堵过程中的各个工序进行了分解，并　为之制定紧凑的工期，共计１　１５　ｄ。　洞内、洞外施工道路形成、风水电布置、底板清理　（６　ｄ）一堵头前方生态水管导引、临时跨堵头生态供水软　管架设与挡水墙施工（５　ｄ）一封堵段固结灌浆（１８　ｄ，期间　穿插进行圆形断面范围内锚杆施工）一齿槽开挖（８　ｄ，期　

［收稿日期］２０１２—０２—１３　［作者简介］刘康（１９８５一），男，四川都江堰人，助理工程师，学士，主要从事水利水电工程施工　

一９２—　刘　康：巴基斯坦高摩赞大坝工程导流洞封堵施工　第６期　间穿插进行开挖断面范围内锚杆施工）一堵头混凝土分　仓浇筑（共５仓，平均计划７　ｄ一仓，共３５　ｄ，其中堵头混凝　土一期冷却与跨堵头生态供水ＤＮ　４００　ｍｍ钢管埋设伴随　第一仓混凝土收仓后开始）一堵头混凝土后期冷却　（３５　ｄ，期间同时进行回填灌浆、阀门井回填、接触灌浆与　混凝土强度上升）一排水孑Ｌ施工（７　ｄ）一生态水管封堵　（１　ｄ）。　

３导流洞封堵施工　

３．１　施工准备　导流洞下闸后，首先形成厂房尾水至导流洞洞口的　施工道路，并在毗邻导流洞孔口的下游围堰区域布置供　风、供电设备。然后，将履带式反铲开进导流洞，平整洞内　因长年冲刷受损而部分外露的导流洞底部衬砌钢筋，以　保护机械设备的安全畅行。供电、供风人员利用冲击钻　配合膨胀螺栓在导流洞侧墙上铺设风、电供桥桥架和供　风、供电线路。靠供风、供电管路一侧使用沙袋堆砌宽　１．３　ｍ的人行便道，便道下方为宽度３．５　ｉＴｌ的碎石漫水路　面供设备通行。见图１。　图１　导流洞洞内交通布置图　灌浆系统准备：洞外制浆和送浆系统准备完成（制浆　站布置在洞口围堰上方）。　３．２生态用水引流措施　为保护工程下游河道两岸生态系统以及满足下游居　民的生产、生活用水的需要，需保持流经导流洞的生态用　水供给。　导流洞洞内施工道路形成后，将原洞口闸门上预留　的生态水管延伸至导流洞堵头之前ＤＴ　０＋２０７　ｍ，并安装　一个控制阀门，根据需求调节生态用水流量，在阀门后临　时架设穿越堵头的生态供水管软管以避开固结灌浆设　备。由于闸门不能将水全部封闭，为了控制闸门渗水对　整个封堵施工的影响，在０＋２０３—０＋２０６　ｍ处用黏土装　袋临时堆码出一个高３　ｍ的挡水墙拦截闸门渗水，然后用　潜水泵抽水引至堵头下游。　固结灌浆期间，生态水通过临时生态供水软管排向　堵头下游，堵头齿槽开挖期间视情况关闭生态水。第一　层混凝土浇筑完成后安装穿越堵头的生态供水ＤＮ　４００　ｍｍ钢管，并通过堵头下游侧释放。水库蓄水超过底　孔底板ＥＬ．６８０　ｍ后，生态水直接从底孔流向下游，导流洞　的生态水完全关闭，并通过回填灌浆对供水管进行封堵。　３．３　固结灌浆及锚杆施工　导流｝同堵头所在区域以、Ⅲ、ＩＶ类岩石为主，开挖浇筑　之前首先通过固结灌浆提高岩体的完整性以确保施工过　程中的安全。岩体固结的范围从ＤＴ０＋２１０．９５３—０＋　２４０．４５３　ｍ。　固结灌浆孔详细参数为：灌浆孑Ｌ沿堵头横断面环向　布置，环向夹角３６。，排间交叉，交错角ｌ８。，排距２．０　ｍ，伸　入岩石５．０　ｍ，开挖楔型齿槽部分灌浆深度控制在开挖线　以外。　固结灌浆分序进行，采用“逐步加密法”，分二序孑Ｌ注　浆，第一次序灌奇排数，第二次序灌偶排数。同一排孔由　下而上对称同时灌浆。第二次序孔在第一次序孔灌完待　凝４８　ｈ后进行，灌浆压力０．３～０．５　ＭＰａ。　在固结灌浆期间，楔形齿槽开挖范围以外区域充分　利用固结灌浆孑Ｌ作为封堵段的锚杆孑Ｌ。锚杆采用　ｑｂ２５　ｍｍ，Ｌ：２．０　ｍ，间排距２　ｍ，伸入固结灌浆孔１．２　ｍ，　外露０．８　ｍ，在固结灌浆封孔之前灌入砂浆锚杆。　３．４齿槽开挖质量控制　齿槽开挖是导流洞封堵的一项重点工作：①开挖期　间将影响生态用水供给；②开挖工期较短。开挖段范围　是ＤＴ　０＋２１１．９５３—０＋２３４．７８３　Ｉｎ，长度２２．８３　ＩＹＩ。根据前　期地勘结果，其中ＤＴ　０＋２１０．９５３—０＋２３０　ｍ是Ⅳ类岩　石，长１９　ｍ；ＤＴ　０＋２３０—０＋２４０．４５３　ｍ是Ⅲ类岩石，长　１０．５　ｍ，整个齿槽开挖范围以Ⅳ类岩石为主。开挖分两个　阶段进行，先对导流洞原钢筋混凝土衬砌进行拆除，然后　再进行基岩开挖。　衬砌混凝土拆除，先开挖先出一道宽０．４　ｍ的先行　槽，范围为ＤＴ　０＋２ｌ１．９—０＋２１２．３　ｍ。钻爆参数：采用手　风钻钻孑Ｌ，孑Ｌ深Ｌ＝０．４０～０．７０　ｍ（孑Ｌ深以外层钢筋为　准），孑Ｌ距。：０．４　ｍ，排距ｂ：０．４　ｍ，钻孔方向垂直于作用　面，单孔装药量ｑ＝０．１２　ｋｇ，每排孑Ｌ使用导爆索连接，采用　毫秒微差爆破，ＤＴ　０＋２１２　ｍ先起爆，０＋２ｌ１．６　ｍ后起爆。　然后，利用冲击锤沿着先行槽往堵头下游进行扩挖至ＤＴ　０＋２３４．７８３　ｍ，期间使用氧炔焰对衬砌钢筋进行割除。　齿槽基岩开挖：Ⅳ类岩石区域的石方开挖采用轮式　反铲配合冲击锤的开挖方式进行，Ⅲ类围岩视情况采用　钻爆方式进行。出渣方式：由于洞内空间受限，开挖后的　石渣采用人工配合装载机倒运至洞外，然后再利用自卸　汽车运往弃料场。　３．５　钢筋混凝土堵头施工　导流洞ＤＴ　０＋２１０．９５３—０＋２４０．４５３　ｍ为堵头区域，　长为２９．５　ｒｆｌ，标号采用２８　ｄ强度为２１　ＭＰａ的混凝土，并具　备抗渗性能，人仓稳定不超过２５℃，堵头迎水面和灌浆廊　道周边设置加强钢筋。整个浇筑在垂直方向分为５个仓　号进行，浇筑高度分别为１．７、２、１．９、２、１．９　ｍ，其中结构　包括长２１．５　Ｉｎ断面尺寸为２．０　ｍ×２．０　ｉｎ的灌浆廊道、生　态基流水管阀门井与止水，混凝土总方量１　３００　ｎｌ　，钢筋　工程６．２　ｔ，具体分仓见图２。