乐清市钟前水库大坝导流涵管封堵处理_傅忠友

乐清市钟前水库大坝导流涵管封堵处理

傅忠友

(乐清局市水利局,浙江　乐清　325600)

摘　要:钟前水库大坝为黏土心墙坝,采用混凝土防渗墙加固方案,在施工过程中意外击穿拦河坝原导流

涵管,造成浆液快速漏失,随即发生塌孔,钻头被埋。为使混凝土防渗墙能顺利施工,必须封堵原导流涵管。原导流涵管在高水头、大深度、位置不明状态下直接封堵,难度极大,经多方案比较后采用大口径钻孔灌浆截断法成功封堵导流涵管,取得了很好的成果。

关键词:导流涵管;灌浆封堵;冲抓钻造孔;钟前水库

中图分类号:U455.49 文献标识码:B 文章编号:1008-701X (2009)06-0082-02

收稿日期:2009-01-25

作者简介:傅忠友(1959-),男,高级工程师,大学本科,主要从事水利工程建设管理工作。

1　工程概况

钟前水库为中型水库,拦河坝坝型为黏土心墙坝,坝顶长度208m ,宽度7.50m ,最大坝高51.45m ,大坝防渗体加固采用低弹模防渗墙。据有关资料介绍:坝下施工导流涵管长250.0m ,内径0.5m ×1.5m ,基础为岩石;其中穿越心墙段长60.0m ,外管壁采用水泥浆砌块石,内管壁用厚10cm 的混凝土衬砌,并设10cm 厚的混凝土半拱盖板。大坝建成后曾对原导流涵管作过多次封堵。导流涵管上游进口段(黏土心墙上游)已被封堵,下游出口段未封堵。本次除险加固要求在混凝土防渗墙施工过程中击穿涵管,封堵并彻底截渗。

2　问题的产生和解决的难点

由于以前资料中导流涵管位置标注不明确,且认为涵洞已封堵完成,施工单位在防渗墙施工过程中意外击穿导流涵管:防渗墙12#槽段3#孔在钻至49.7m 孔深(已进入基岩0.7m )位置时突发漏浆事件,孔内浆液在几秒钟时间内全部漏失,随后发生塌孔现象,钻头被埋。经多方论证,估计是坝下导流涵管盖板被直接打穿,造成迅速漏浆继而引发塌孔。

此涵管的封堵不同于以往普通涵管,存在的难点主要有:①涵管具体位置及埋深不明;②涵管盖板已被打穿一部分,钻头卡在盖板处,钢丝绳已脱落,钻头上提难度较大且费时;③拦河坝坝高约50m ,涵管位置处于河床段,加大了施工难度;④汛期将至,需在短时间内完成封堵。

3　封堵方案的选择

3.1　上游进口明挖封堵法

开挖涵管进口段,在涵管进口处用混凝土全断面封堵,

再用灌浆回填封闭,修复坝体,与坝体形成连续的防渗体,达到防渗之目的。

涵管高程虽可以估算,但此涵管上游进口具体位置不明,估计开挖量会很大,且过量开挖对大坝不利。同时长度较长,洞径较窄,又需要降低库水位才能施工,故此方案不可行。

3.2　分段灌浆封堵法

拦河坝上下游沿涵管轴线方向分成若干段自下而上逐段封堵,用小口径地质钻机直接击穿导流涵管,然后灌注水泥砂浆实行封堵。该方案是封堵导流涵管的常用方法,成功可能性大,但也存在一些不足之处:

(1)涵管具体位置不确定,需用地质钻机找到涵管轴线才能进行钻孔回填。而涵管深度深,尺寸小,钻孔具有盲目性,可能需要多次钻孔才能找准确切位置,时间较长,工期不允许。

(2)拦河坝坝体为堆石坝壳,夹有较多的块石,地质钻机造孔有较大的困难。

在施工过程中曾试过此方法,在防渗墙下游侧沿导流涵管轴线大致位置钻了5个孔,都未找到涵管。在位置难以确定的情况下,无法实行封堵,故此方案也不适用。

3.3　倒挂井封堵法

利用人工挖倒挂井,在坝顶心墙部位的涵管轴线上挖井,至坝下涵管时击穿涵管,人工下井清渣,涵管上下游两端用混凝土封堵,中间用符合质量要求的黏性土分层夯实或直接用混凝土回填,与原防渗体构成连续截水墙。

由于该工程拦河坝高约50m ,人工下井清渣难度太大,且存在较大安全隐患,故此方案也不适用。

3.4　大口径钻孔灌浆封堵法

利用现有的YKC 冲击钻机在涵管轴线紧靠防渗墙侧钻孔,到一定深度后下设ф250mm 钢管(利用现成的浇混凝土用的导管),再改用地质钻机在导管内钻孔并击穿涵管,灌注砂浆来截断封堵。在防渗墙下游处截断导流涵管后,确保防渗墙顺利成槽,最后达到拦河坝截渗的目的。

此方案的优点是在涵管位置不确切的情况下,用大口

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82·第6期　总第166期

2009年11月浙江水利科技Zhejian g Hydrotechnics No .6　Total No .166

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径冲击钻造孔,找到涵管的成功率很高;下设导管并在导管内钻孔,既能固壁,亦能保证地质钻机钻孔的垂直度。

4　封堵方案设计及施工要点

4.1　钻孔位置的确定

确定钻孔的位置是本封堵方案成功的关键之一。经分析可以确认涵管位在12#槽段2#～4#孔之间,为保证钻孔的成功率,选定钻孔位置宜紧贴防渗墙,同时利用涵管出口位置,通过测量,最大限度地减少钻孔的位置偏差,最终把钻孔位置定在防渗墙轴线下游1.0m 对应的4#孔偏3#孔20cm 处。具体位置如图1所示

。

图1　涵管封堵平、剖面图

4.2　施工机械

CZ30冲击钻机1台、300型地质钻机2台(钻头ф219)。

4.3　封堵材料

M10砂浆。

4.4　施工工艺及技术要点

4.4.1　工艺流程

CZ30钻机造孔———下设ф250导管———导管外回填砂浆

———地质钻机钻穿涵管盖板———上游侧打通气孔———灌砂浆封堵。4.4.2　施工过程

开始在既定孔位采用CZ30冲击钻机钻孔,孔径0.8m 。

估计坝下涵管在深48m 左右位置,为避免钻穿涵管造成漏浆坍孔事故,决定钻孔至46m 时停止。然后,在孔内下设ф250导管,导管外壁用砂浆回填10m 厚,同时将导管上口固定,然后采用300型地质钻机(钻具ф219)在导管内钻孔。钻头钻至48.5m 时发现回水消失,判断已钻穿涵管盖板。

紧接着开始对涵管实施砂浆封堵。灌注过程中,砂浆水灰比控制在1∶1～1∶0.5,由稀逐渐到浓,并采用间歇灌注,时间控制在5～20min 范围。因涵管位置难以确定,通气孔没有成功完成,故加工了1根约50cm 长的铁“捣棒”,用绳子系住插入砂浆内,通过捣动导气,保证砂浆的顺利灌入。砂浆在混凝土搅拌站拌和后,直接用混凝土泵送灌入导管。通过6.5h 的灌浆,发现灌浆量明显减少,导管内浆液基本不再下降,而此时已灌注砂浆36m 3;根据涵管内径和砂浆灌注量,估算砂浆在涵管内已流动扩散105m ;经讨论商定,停止灌浆,结束封堵。封堵过程中做好各种记录,派专人观测涵管出口处泌水情况,发现异常及时作出调整。

4.4.4　效果检查

涵管封堵之后,防渗墙12#槽段重新造孔,未出现泥浆漏失现象,顺利成槽,并浇筑防渗墙。

5　结　语

钟前水库导流涵管封堵采用大口径造孔灌浆截断法,效果显著,为下一步工序的展开争取了宝贵的时间,并节约了投资。实践证明此方案的可行性,在未来的工程实际应用中进一步完善后,可作为水库导流涵管封堵的一种有效方法。

(责任编辑　韩继静

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83· 总第166期·浙江水利科技·2009年第6期