水库枢纽工程施工导流底孔封堵施工技术探析_吴龙.pdf

为探讨水库枢纽工程施工的导流底孔封堵施工技术，结合洋前坝水库实际情况，分析了导流底孔封堵施工的重点和难点，并提出重难点的解决方法。结果表明，导流底孔封堵施工作为水库枢纽工程施工的主要环节，其施工质量直接关系到后续各道工序能否高效、有序、安全的开展。结合工程实际情况，解决好施工中遇到重难点问题，有利于保证导流底孔封堵施工顺利完成，值得类似工程参考借鉴。关键词：水库枢纽工程；导流；孔底封堵；灌浆中图分类号：TV551.3文献标识码：B0 引 言定南县洋前坝水库工程导流底孔在水库工程施工中既承担着导流的任务，也起着放空水库的作用。其布置在取水口右侧底部，位于坝纵 0-007.80+036.125。导流底孔全长 43.925m，宽、高均为 2.5m,孔底高程为 365.0m，孔顶高程为367.5m。底孔施工任务紧，为保证能够在汛期来临之前完成导流底孔封堵任务，如果采取常规的泵车浇筑，速度慢，而且难以保证混凝土的强度，结合工程自身特点，降低混凝土浇筑后水化热对混凝土强度造成的不良影响，采取了分期浇筑的方法，第一期封堵体混凝土采用平浇法从上游向下游浇筑，第二期封堵段采用平铺法浇筑，以解决混凝土浇筑强度低的问题，而且还有利于水化热散失，降低裂缝出现的概率，更好的控制渗漏问题，促使导流底孔封堵施工有序完成。1 工程概述洋前坝水库地处赣州市定南县岿美山镇，是兼有供水及灌溉功能的中型水库，由主坝、1#副坝、2#副坝及供水工程等构成。主坝位于岿美山镇溪尾村兴隆庙下游约 80m 峡谷河段处，采用 C15 混凝土重力坝，坝顶长 140m，其中左岸非溢流坝长49.5m、取水口坝段长 15.5m、溢流坝长 22m、右岸非溢流坝长 53m。坝顶宽 6.5m（包括上、下游侧各挑出宽 0.75m 人行道），坝顶高程 411.50m，最大坝高 52m。溢流坝段布置在河床的中间部位，长22m，为无闸开敞式，采用 WES 实用堰型，堰顶高程 407.00m，溢流净宽 2（孔）10m=20m，采用挑流消能的型式。在取水口坝段设坝内埋管及取水口，坝身埋管采用直径 1.0m 的钢管，出口与输水管道相连接；取水口采用分层取水的形式，共设6 个进水口，进水口为 DN1000 钢管，进水口启闭采用蝶阀控制。为了保障水库下游河道生态需水和农田灌溉需水，在取水口坝段设置生态和灌溉放水管，采用坝内埋管的形式，埋管为DN300不锈钢管，出口设蝶阀控制。2 导流底孔封堵施工重点和难点分析本工程导流底孔全长43.925m，宽、高均为2.5m,孔底高程为 365.0m，孔顶高程为 367.5m，导流底孔封堵施工工程量大，而且工期比较紧，结合现场实际情况，在封堵施工中存在的重点和难点主要体现在以下 3 个方面：文章编号:1007-7596（2023）05-0001-04收稿日期 2022-03-09作者简介 吴龙（1992-），男，江西吉安人，助理工程师，研究方向为水利水电施工。DOI:10.14122/ki.hskj.2023.05.016 103 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）1）为给导流底孔封堵施工营造一个良好的条件，需要在合适的位置修筑围堰，但工程第一道围堰为石渣填筑围堰，围堰修筑后渗漏难以有效处理，是本工程导流底孔封堵施工的主要难点之一。2）导流底孔封堵施工中，仅仅堵头的长度就达到 41.325m，工程量大，为避开汛期，需要尽快完成封堵任务，这就对堵头混凝土浇筑的速度、质量等提出了更高的要求，如何在保证施工质量的基础上，加快施工速度，为本工程导流底孔封堵施工的重点。3）导流底孔封堵完成后，还需要进行灌浆施工，灌浆量比较大，如何合理布设灌浆管、排气管，并选择合适的灌浆方法，以保证灌浆的密实性，是本工程导流底孔封堵施工的另一个难点1。3 导流底孔封堵施工技术3.1 围堰施工为给导流底孔封堵施工营造一个良好的条件，工程利用坝体上游 50m 处，在水库放空时修筑第一道围堰，作为导流底孔封堵施工的第一道围堰。围堰顶高程 EL368.0m，采用石渣填筑，平均填筑高度约3.5m，顶宽3.5m，长度26m，上下游坡度1:1；石渣填筑工程量约 637m3。第一道围堰由石渣填筑二次，存在严重的渗漏水的问题，无法起到良好的围水的效果。为解决这一问题，还需要在第一道围堰下游距离导流底孔约20m 的位置，再修筑第二道围堰进行拦水，第二道围堰主要是防止河水回流，采用土石结构，围堰总长约 20m，顶宽 5m，围堰顶高程 EL366.0m，平均高度约 3m。迎水面及背水面坡度 1:1.5。为给导流底孔封堵施工营造一个无水的施工条件，还需在第二道围堰下游，大约距离导流底孔5m 的位置开挖一处集水坑，以便将第二道围堰可能产生的渗水全部汇集到集水坑，在集水坑中布设两台潜水泵，将积水抽到第二道围堰上游2。3.2 堵头混凝土浇筑在进行堵头混凝土浇筑前，为提升浇筑效果，需要将导流底孔临时封堵范围内存在的原基础混凝土全部凿除后，对混凝土面用高压水枪进行清洗，使表面清洁，无粉尘等。导流底孔封堵施工中闸门选择了预制 C25 混凝土闸门，为 3.2m2.65m 的钢筋混凝土结构闸门，为提升闸门的封水效果，在闸门上安装规格为P45-123-16mm 型闸门水封，闸门要提前预制，连续蒸汽养护 28d。在进行导流底孔封堵施工中闸门吊放安装到导流底孔底坎之上，并紧贴在导流底孔进口位置。为保证堵头混凝土浇筑的速度、质量，本工程导流底孔封堵混凝土浇筑中分两期进行，由于堵头段的总长度为 41.325m，第一期浇筑长度为 21m，第二期浇筑剩余的 20.325m，选择 C20 混凝土，二级配自密实混凝土3。堵头模板采用钢木组合模板，支撑选择 48mm 钢管支撑，堵头浇筑所用的混凝土在拌和站集中拌和，通过12m3罐车运输到坝顶后，再用地泵入仓，分仓浇筑，人工及时平仓。第一期封堵体混凝土分两层浇筑，首层浇筑高度为 2.0m，第二层浇筑高度为 0.5m，混凝土选择 C20 自密实混凝土。为提升混凝土浇筑速度，采取平浇法从上游向下游浇筑，泵管布置在中线位置，在整个混凝土浇筑中，通过人工将混凝土料堆向下料点两侧赶料，并振捣密实，边向下游浇筑，边拆除泵管接头。待浇筑到导流底孔堵头最后一层时，从顶部左右两侧分别预埋 125mm 的钢管，以作泵管输送混凝土。浇筑时，先由预埋在下游的125mm 的钢管向内输送混凝土，边输送边观察，浇筑完成，及时封堵管口4。接着转为另一根直径为 125mm 的预埋钢管继续向内浇筑，浇筑到泵机不出料，且顶部排气孔有外露浆液后，泵机再保持压力 30min 后结束。选择直径为 125mm 的钢管作为泵管时，需要提前在仓外完成泵管的预拼装，以免钢管长度大，入仓后出现无法拼装的问题，耽误施工进度。此外，为保证混凝土灌注的密实性，可设置3个小孔在进口泵管表面，当混凝土泵送完成，小孔内插入钢筋，以防回流及确保混凝土填充的密实性，提升导流底孔封堵施工质量。在进行第二期封堵段施工中，为加快混凝土施工速度，可采取平铺法进行浇筑，控制每层摊铺厚度在 40cm 左右，当混凝土卸入到仓体之后，可采取直径为 50mm 的插入式振捣器进行充分振捣。当混凝土浇筑到拱顶部位时，需采用泵送压力向仓内打料，尽量充填顶拱各部位，直到无法泵送为止5。另外，在混凝土浇筑的后期，需适当提升混凝土输 104 2023 年 第 5 期 黑 龙 江 水 利 科 技 N o.5.2023 （第 51 卷）H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y （T o t a l N o.51）送压力，输送完成需稳定一段时间。堵头混凝土可采用 12m3 的混凝土罐车地泵入仓，浇筑前，清洁仓内，确保基础面湿润整洁。3.3 灌浆施工针对灌浆量比较大，混凝土密实度难以控制的施工问题，要合理布设灌浆管、排气管，并选择合适的灌浆方法。为解决这一问题，在本工程导流底孔堵头施工中，提前在导流洞孔顶部预埋 2 根DG65 灌浆管，1 根 50 排空管，并在侧墙两边各预埋 1 根 DG65 灌浆管和 1 根 50 排气管。为提升导流底孔堵头封堵的密实性，可采取进行顶拱封堵，再进行后侧墙封堵的灌浆方法6。顶拱灌注配合比为 1:2 的水泥砂浆以及 0.6:1 的水泥浆。先灌注水泥砂浆，并完成初凝之后，再灌注水泥浆。最后对侧墙施工缝进行接缝灌浆，灌浆施工中所用的水泥尽量为 42.5R 普通硅酸盐水泥，并控制灌浆压力在0.20.4MPa 之间。在进行接触灌浆施工中，浆液水灰比可采用1:1和 0.6:1 这两个级别，先灌注比较稀的浆液，再灌注浓浆液，逐步变换，浆液水灰比变换的原则为：开始灌注 1:1 的浆液，待排气槽出浆后即转为灌注 0.6:1 的浆液，灌浆结束的标志在设计压力下灌浆孔停止吸浆后，再持续灌浆 10min 后，即可结束灌浆。4 施工效果分析在案例工程导流底孔堵头施工中，严格控制施工质量，并加强对施工中重难点的分析和把控，在汛期来临之前，完成了导流底孔堵头施工任务，取得了良好的效果。表明在导流底孔封堵采取分两期施工的方法，既能保证施工质量，也可以加快施工速度，而且整个施工过程质量容易控制，可为类似工程施工提供些许参考。5 结 语综上所述，结合定南县洋前坝水库工程实际，分析了导流底孔封堵施工技术的应用要点，分析表明，导流底孔封堵施工具有规模大、影响因素多、工期紧等特点。要尽快完成封堵工作，并保证封堵效果，需要结合水库工程导流底孔的布设情况，明确施工中存在的一些重难点，并采取有效的处理方法。水库工程导流底孔封堵施工分两期进行，一期顶部回填及接触灌浆应在一期封堵混凝土浇筑 15d后进行，侧面接触灌浆在顶部灌浆结束 7d 后进行；二期混凝土回填应在-期侧面接触灌浆结束 7d 后进行，确保了工期及质量，取得了良好的效果，值得类似工程学习和参考。参考文献：1 贺华雄.高拱坝导流底孔闸门轨道一次成型设备应用 J.水利建设与管理，2021，41(12):16-20.2 郑能.云谷水库导流底孔封堵优化方案 J.水利科技,2021(04):48-49，52.3 马龙.天水曲溪工程施工导流方案比选 J.陕西水利,2021(07):206-207，210.4 高俊锋.白鹤滩导流底孔快速施工技术研究 J.建筑技术开发，2020，47(21):48-50.5 孙军哲，武荣成.1 号副坝导流底孔封堵施工技术 J.云南水力发电，2020，36(06):11-17.6 赵胜利.浅谈高拱坝导流底孔下闸及封堵施工 J.四川水力发电,2019，38(01):68-71.