巴贡水电站1#导流洞下闸封堵施工方法与应急措施

武夏宁 ，侯晓暾 ，江 燕

1.中国水电建设集团国际工程有限公司，北京 100044 2.中国科学院生态环境研究中心，北京 100101

0 引言

巴贡水电站位于马来西亚东部(加里曼丹岛)的沙捞越州BALUI河上，是马来西亚目前最大的工程项目，号称东南亚的“三峡工程”。水利枢纽总库容440亿m3，电站装机容量2400mW，保证出力1771 mW，年发电量155.17亿kW·h。工程主要由面板堆石坝、左岸引水发电系统、泄洪建筑物和右岸导流建筑物组成。土建工程分为前后两个标段，CW1标为导流洞施工与截流，已于2001年完成；CW2标主要为电站主体土建施工，包括面板堆石坝（高度为205m，目前居世界第二）、进水口、引水隧洞、厂房、溢洪道，由马中水电联营体(简称MCHJV)作为总承包商以EPC模式于2002年中标，截止2009年8月已完成总工程的95%。

为满足巴贡水电站水库蓄水期间下游居民生活和河道生态基本需水，在正式蓄水前一年，先将3个运行的导流洞中的1#导流洞关闭改建，在洞内安装可控制流速针阀和蝶阀，然后在蓄水时启用放水洞并关闭另外两个导流洞。本文主要阐述为改建1#导流洞而实施的下闸封堵过程、施工方法和应急措施，其中包括在下闸前用试探门检查导流洞进口的门槽状况，现场调整平板闸门、应急处理导流洞出口叠梁下放受阻和洞内意外漏水等问题。

1#导流洞进、出口底板高程分别为EL45.5和EL42.5m，隧洞长度为1356.8m，洞内坡降约为0.0023。进口呈喇叭口形用于放置拦污栅，曲线段后的断面呈矩形，高12m、宽14m；在门槽前约19.52m开始，设有2m厚的中墩，将1#导流洞的进口分为两个宽6m的洞道。洞道逐渐缩窄，在门槽处缩为4.75m。门槽内放置平板闸门。在门槽后4m，中墩截止，断面由矩形渐变为直径12m的圆形，圆形隧洞在临近出口时，断面由圆形渐变为矩形。出口门槽为竖直断面，用于沉放混凝土叠梁门。

1 导流洞进口门槽检查

由于导流洞运行长达9年，为确保导流洞进口闸门成功下放，在下闸前，需对门槽埋件和混凝土结构进行全面检查，必要时还需修理和加固。检查设备采用自行设计的门槽探测装置(简称“试探门”)。

1.1 试探门结构和使用

1.1.1 试探门结构

借鉴漫湾水电站试探门的成功经验，本工程的试探门结构型式主框架分上下两节，由箱型边柱、工作舱、箱型横梁、钢滑块、反向滑块及侧向挡动块组成。其中，上部设计为斜形过水面的整体式的工作舱，与两侧箱形边柱体焊接成为一个整体，形成“封闭”稳流水区。

1）试探门总高度9800mm，其中，工作舱高1800mm，上部的厢柱体高8000mm，断面1090mm×900mm。在试探门两侧顶部加焊80mm×50mm的角钢，以限制试探门向两侧游移摆动。

2）厢柱两侧约400mm宽的挡水面设计成斜面以减少水流阻力。

3）在不影响滚轮及支撑件的情况下，在工作舱门槽段下游侧增设300mm×400mm的观测窗，便于潜水员触摸检查下游侧。

4）将工作舱迎、背水面下端约600mm高度的面板设计成铰链、插销固定的可推开形式，用于检查底槛预埋钢板外侧的混凝土状况。

1.1.2 试探门使用

先用门机逐渐空放试探门至底槛，然后再提至导流洞平台。确认两次空放安全后，潜水员进入工作舱，检查门槽的侧向导轨和下游侧二期砼以及底槛的上下游40cm范围内的砼。

2008年1月10日～12日期间，在导流洞进口水位达到57m的情况下，多次尝试空放试探门。因水深流急，摩阻增大，试探门下放呈不连续状态，在离底槛约0.7m处受阻，无法放至底槛。在随后的试探门快速起吊过程中，发生两次卡阻并伴有异常响声，尤其在第二次卡阻时，2400kN的门机钢丝绳发生较强烈振颤。在缓慢提出门槽后，发现试探门受到严重损伤。初步分析是限制试探门摆动的80mm×50mm角钢所考虑的余量不足，以及试探门在门洞部位（此处门槽未布设导轨）失去导向控制，造成箱柱顶部角钢与门洞顶部发生碰撞。为此，对笼式增高段重做，进一步加高加固，使试探门总高达到12 500mm，并在两侧顶部设置导轨槽，即使落至门槽底部也不脱离两侧导轨。在原设计限位角钢部位增设高度120mm的限位导块，使试探门不会在门槽内摆动。重新准备一条钢丝绳。修补加固其他受损部位。

1.2 门槽检查

在试探门重新改造后，空放顺利完成。2008年1月17日～20日，门槽内水深只有6m左右，非常适宜潜水员工作，于是抓紧时机完成上下游侧的不锈钢轨道板、两侧轮轨、底槛及下游混凝土浇筑面的探摸检查。检查发现，除混凝土有少量冲坏外，钢结构总体正常，已具备闸门下闸条件。

2 导流洞进口下闸

2.1 闸门结构

导流洞进口的闸门为平板闸门，每扇门由5节门叶拼装焊接，节间用连接板加销轴连接。闸门橡胶水封在下游侧，依靠上游水压力预压缩。其中，上边缘为“Ω”水封，下边缘为水平水封，并伸出下边缘10mm，两侧为“P”型水封（见图1）。

在现场拼装闸门时，发现闸门滚轮与滑块的相对间隙距离最大值达5.5mm，而设计值只有3mm，减小了2.5mm的橡胶水封预压缩量（而设计的橡胶水封预压缩量只有5mm），严重影响水封止水效果。另外，闸门水封的设计工况是100m以上水头的高水位，而在1#导流洞关闭且另两条导流洞继续过水时，上下游水头差一般不超过12m，无法满足设计工况。为避免发生严重漏水和下闸失败，考虑到在现场调整滚轮极其困难和无法更换水封，采取如下措施：1）在水封与其座板之间增加3～5mm的钢（铜）平垫，以使水封的预压缩量从原来的5mm增加到8～10mm；2）在闸门迎水面上，轮子对应处加焊螺杆、螺母，下闸后由潜水员在水下使用扳手施加外力向下游顶压闸门，使轮子紧贴下游门槽，确保水封形成预压缩工作状态。

图1 进口闸门的滚轮和滑块及两侧的“P”型水封示意图

2.2 闸门下放

由于前期检查的门槽状况良好，1#导流洞进口闸门在2状00况8年良3好月，211日#导顺利流关洞闭进。口经潜闸水门员在在2闸0门08背年后的3检月查2，1水日

封工作良好，只有极少量漏水。可开始下放导流洞出口的叠梁。

3 导流洞出口封堵和洞内排水

3.1 叠梁结构

导流洞出口的闸门为混凝土叠梁，由23块组成，水封安装在每块叠梁的背水面，其中，上边缘无水封，下边缘为水平水封,并伸出叠梁下边缘10mm，与下面的一块叠梁搭接密封，两侧为“P”型水封。

3.2 叠梁下放

采用150t吊车和挂脱自如式自动抓梁下放叠梁，同时洞内开始抽水。由于导流洞出口的水位高、流速大以及回流等原因，门槽内外有大量泥砂淤积，最高达4m以上，叠梁无法放至底槛。在用真空吸泵处理后，叠梁仍不能顺利下放，最后决定在叠梁下方安放55cm高的钢支座，并在支座下部浇筑水下混凝土。在安放钢支座后，叠梁顺利下放，随后在钢支座底部浇筑水下混凝土约65m3。由于门槽底部有不同程度的细砂淤积，水下混凝土的浇筑厚度不等（见图2），但无法确定水下混凝土是否与门槽底槛连接。为防止可能漏水，还进行了少量灌浆。对浇筑的水下混凝土，拟将在拆除时改成挑流坎。

此外，用块石和沙袋包围导流洞出口，并在出口回填土料，形成小围埝，以防止河水回流对叠梁支座底部河沙的冲刷。在门槽内，将由钢筋网铺挂的帆布放置在叠梁的迎水面，加强叠梁门的防渗性。对叠梁块之间的局部漏水，加焊金属板进行封

图2 水下混凝土浇筑粗略分布

3.3 洞内排水

在顺利封堵导流洞进口和出口后，将水泵固定在浮箱上，放至维修竖井内，进行洞内抽水，但经过几日抽水，洞内水位下降不显著。通过分析上、下游闸门漏水量和现有的抽水能力，认为洞内可能存在其它未预知的漏水通道。经核查，在CW1标的竣工图上有一处不明确标注，显示在施工支洞两边分别有6个80mm连通孔。后来从曾参与导流洞施工建设的业主人员获悉，确有6个直径80mm的连通孔未封堵，而且最初封堵导流洞的次序是先封堵2、3#洞，后封堵1#洞，而不是目前的先封堵1#，后封堵2、3#洞。由于6个连通孔可能的漏水量800～900m3/h，为彻底查清可能存在的其他漏水通道，调集现场可利用的全部水泵到出口进行抽水，总排水量达到1450m3/h。随后，水位开始缓慢下降。在洞内水位距洞顶2m后，潜水员坐由汽车内胎和木板做成的简易木筏进洞检查，随着水位的不断下降和多次检查，最终确认1#洞内存在6个与2#洞连通的漏水孔，但发现其桩号、位置、孔径均与图纸标注有很大的出入。因在小船上封堵困难，只能采用木屑和膨胀螺栓对连通孔进行临时封堵，以后仍需采取其他措施进行加固。在临时封堵后，洞内水位很快下降到EL45.6m，浮箱和水泵吸入管到达原浇筑的水下混凝土面，然后调整水泵吸入管向洞内延伸并下降到接近洞底部EL43～EL42.7m，继续抽水。同时，调整一台水泵的出水管由洞外排水改向洞内放水，以将洞内的泥浆搅乱，由其他泵将淤泥排出洞外。在洞内排水基本结束后，浮箱和水泵被作为永久排水系统一直工作到导流洞改建工程完成。抽水工作于2008年5月上旬基本完成。

4 结论

导流洞下闸封堵是一项风险很大的工作，尤其是在其他导流洞继续过流的情况下，封堵更加困难。在下闸封堵过程中，获得几点经验体会：在采用试探门进行门槽探查时，为避免试探门在门洞内被卡阻和受损，试探门应足够高，并且试探门两侧限制块不脱离门槽两侧轨道；对于高水头水封在蓄水初期无法被压紧的情况，可在闸门迎水面的轮子对应位置加焊螺杆、螺母，下闸后由潜水员在水下使用扳手等工具施加外力向下游顶压闸门，压紧轮子，确保水封形成预压缩工作状态；对于出口叠梁门槽外有回流和大量淤积导致叠梁无法下放的情况，在门槽内下放钢支座和在支座底部浇水下混凝土和灌浆，然后将叠梁安放在钢支座上。另外，为减少回流淤积和叠梁的渗水，在门槽外，用块石和粘土形成临时围堰。本次施工的最大问题，就是CW1标原施工承包商未封堵连通孔和业主在CW2招标阶段未及时告知封堵方案变更，给此次下闸封堵施工带来很大的困难和风险，为此也向业主提出交涉，以避免类似事情再次发生。

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[5]中华人民共和国国家标准.水闸橡胶密封件.GB 10706-89204.