马来西亚巴贡电站导流洞改建工程施工研究

王艳杰，江 河

（中国水电七局有限公司，成都 611730）

1 工程概况

BAKUN水电站已建的3条导流洞平行布置于河床右岸，于2000年竣工并投入使用。由河床右岸往里分别为1号、2号及3号导流隧洞，其长度分别为：L1=1 356.77 m、L2=1 433.65 m及L3=1 524.63 m。导流隧洞衬砌后断面尺寸均为D=12.0 m，导流洞间岩壁厚21.6 m。巴贡电站水库蓄水期间要保证向下游河道提供生产、生活和生态供水，设计最小供水流量为150 m3/s，因此1#导流洞在水库蓄水前需改建成放水孔，放水孔在1#导流洞0+537.987～0+572.638处改建而成。改建后的放水孔结构段总长度为34.65 m。放水孔由压力钢管段、蝶阀段、锥阀段、消能室防冲段组成。

2 施工条件

洞内施工场地狭小，而放水孔金结施工技术要求高，所需施工工期较长。在改建施工中，应考虑以下问题：洞衬混凝土拆除及隧洞扩挖爆破振动控制。由于放水孔改建时2#、3#导流洞照常过流，而1#、2#洞间岩壁厚为21.6 m，因此洞衬混凝土拆除及隧洞扩挖应采用控制爆破技术，以减小爆破施工对围岩及2#导流洞衬砌混凝土的不利影响;金结运输;由于隧洞内空间狭小，因此弧门、平板门及闸门启闭机设备的运输、就位及安装时，受空间限制施工较为困难;放水孔平板门、弧门止水材料选择及施工。平板门及弧门最高挡水头182 m，闸门的水封施工要求高，并且必须保证万无一失。

3 施工工艺

3.1 进出口下闸

为确保进出口闸门顺利下闸和减少漏水量，在下闸前进行水下探查，主要检查内容包括：门槽预埋件、门槽混凝土、门槽底坎、门槽尺寸，经检查仅底坎混凝土有5～10 cm冲坑，但不影响下闸。

进口钢闸门下闸较顺利，但是当进口下闸后出口就形成了回水区域，使河水中大量泥沙淤积在出口门槽内，采用自制真空吸砂管在潜水员配合下清理门槽内的淤积泥沙，但是潜水员水下检查清理后的门槽很快又被泥沙淤积，始终存在40～50 cm厚的淤沙。

针对上述情况又采用在叠梁最底部安放3个55 cm高的钢支座，然后在支座上安放4根叠梁，叠梁下游面与上游面分别采用小钢模压沙袋和试槽架铺层板作模板，潜水员在水下将其加固后，采用混凝土泵直接向水下叠梁上游面浇筑c45/20混凝土。混凝土浇筑完后潜水员检查水下混凝土与叠梁接上，满足叠梁下闸条件，余下的18根叠梁很快顺利安装完成。

3.2 初期排水堵漏

3.2.1 叠梁堵漏

针对叠梁不同部位采用以下办法堵漏：

1）封堵叠梁底部漏水通道：在叠梁下游侧约2 m处设钢模板，采用混凝土泵直接向水下浇筑C45/20混凝土，混凝土浇筑完后，经潜水员检查：水下混凝土与叠梁接上，门槽左右两侧及中间部位，混凝土高度均为2.5个叠梁高度。并在叠梁下游面铺防水布，抛填黄土。

2）侧水封堵漏：在叠梁下游滑块与门槽处塞填棉絮。

3）底水封堵漏：在叠梁的角钢上面每隔40 cm焊接1块70 mm×65 mm×5 mm的角钢，该角钢上焊接一个Φ16 mm螺栓，然后在错位的底水封上固定一根Φ20 mm圆钢，用Φ16 mm螺栓顶在圆钢上旋紧，使得底水封贴近叠梁上的角钢，从而起到止水的作用。

3.2.2 排水孔封堵

排水孔的封堵采取向孔内打木楔再排水孔的四周洞壁上打膨胀螺栓锚钢板把木楔往孔内压的方式进行封堵。

3.3 1#导流洞混凝土拆除爆破

3.3.1 控制爆破

3.3.1.1 最大单响药量控制

由于1#、2#导流洞最小距离约为21.6 m，而且1#导流洞改建时2#、3#导流洞仍在过流，因此改建段原混凝土拆除需用控制爆破。根据业主要求，爆破振动速度控制指标为3 cm/s，根据交通洞爆破实测资料，爆破设计最大单响按12 kg控制。

3.3.1.2 PPV测试频率

爆破作业时，在现场指定位置采用DSUM-4C PPV型爆破振动测试仪进行PPV测试，根据测试结果对爆破参数进行调整。PPV测试频率为每2排炮测试调整一次爆破参数。

3.3.2 衬砌混凝土拆除

3.3.2.1 分上下台阶开挖

针对本洞断面大超挖严重的特点，采取分两期开挖，即上下台阶开挖（Ⅰ期、Ⅱ期），先在底部垫厚4 m的石渣，拆除Ⅰ期。Ⅰ期拆除完后把底部垫的渣清完再拆除Ⅱ期。

3.3.2.2 两端头预裂爆破

为保护改建段上下游未拆除部分混凝土，减小爆破震动和创造爆破自由面，在原衬砌混凝土施工缝部位进行预裂爆破。

3.3.2.3 分区开挖

预裂爆破后，为减少每排炮的总装药量，采取分区开挖。先开挖顶部，分5区拆除完成后，再开挖底部，也分5区。每区布孔装药原则为最大单响药量范围内，多打孔，少装药，避免大块体与残留混凝土现象产生。开挖分区图见图1。

顶部二区开挖时采用垂直洞轴线造孔，结果表明造孔难度大时间长、孔深不好控制、爆破后顶拱上悬有大块残留混凝土。在三区开挖时采取在已开挖出的环形断面上平行于洞轴线造6 m深水平孔进行爆破，结果表明造孔方便快捷，爆破后无残留效果较好。

3.3.2.4 爆破网络控制

为控制段单响药量采用孔内、孔外、排间复式微差进行控制爆破。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土分层分块

改建段混凝土施工分为5个浇筑区，其中第Ⅰ区混凝土分为5层，为加大层与层间抗滑采取台阶式分层，第Ⅱ区和第Ⅲ区分别分为4层和3层施工。分层分块图见图2。

3.4.2 改建段模板施工

上游面喇叭口弧形模板是在加工厂定做的定型木模板现场组装，用圆弧钢筋加固。

闸室折线段与曲面模板，用T20钢筋加工成与设计曲面尺寸相同的弧形肋，然后采用P1015组合钢模板沿弧形肋拼装成型，采用满堂脚手架支撑和内拉杆联合支撑，并设置可调支撑进行调节加固。

3.4.3 混凝土浇筑

3.4.3.1 混凝土入仓

混凝土采用5 m3罐车运输，分别在交通洞和1#导流洞内设置2台HB60型混凝土泵，泵管借用脚手架施工平台作支撑直接进入仓号内。特殊部位的混凝土入仓，如钢结构两侧、阀室的两侧边墙部分必须采用对称均匀送料入仓。特殊部位的混凝土入仓设置辅助溜槽或溜筒完成。

3.4.3.2 混凝土平仓振捣

混凝土的平仓均采用人工进行，浇筑铺料厚度为30～50 cm。在仓内根据浇筑情况经常移动泵管和用振捣器与铁锹赶料，避免骨料堆叠。

3.4.3.3 混凝土冷却与施工缝面处理及养护

在改建段堵头I区5层混凝土中布置7层Φ25 mm黑铁管冷却水管。考虑到混凝土的内部温度降温进度关系到改建施工的进度，在混凝土冷却期间，需每天对进、出水温度进行跟踪监测，并进行记录、分析。同时，对混凝土料采取适当加大粉煤灰的含量，降低单位水泥用量;控制混凝土入仓温度。施工缝进行冲毛处理，分缝设置横向铜止水。养护采用人工洒水。

3.4.4 埋件及监测仪器施工

在浇筑混凝土之前，用全站仪进行埋件的定位及安装。为监测混凝土施工期和蓄水期的温度、应力等情况，在混凝土中埋设和安装了4支岩石应变计，12支温度计、9支测缝计和1个读数盒。在消能室末端还设置一套视频摄像系统，以便观察运行期消能室后面的消能、射流等情况。

3.5 灌浆施工

3.5.1 埋管布置

改建段灌浆主要为钢衬等结构接触灌浆和混凝土回填灌浆。预埋灌浆管采用硬质塑料管，主管直径为38 mm，支管直径为25 mm间距为2 m，钢衬及消能室上已开好灌浆丝堵孔，灌浆管需伸入岩体15 cm。

3.5.2 接触、回填灌浆

在混凝土冷却完毕后，先对冷却水管进行回填灌浆封堵，灌浆压力0.4 MPa，浆液配比0.45∶1。灌浆分两个阶段进行：第一阶段先灌堵头上游端两排孔，以封闭上游端堵头与边墙间的接触面;第二阶段由两边墙从低到高进行其他管路的灌浆;浆液配比0.5∶1。当灌浆压力达到0.4 MPa时且流量为零时，再恒压保持2 min即可结束灌浆。

图1 导流洞改建段原开挖实测剖面与爆破分区图

图2 改建段剖面图、混凝土分层分块图

4 结语

巴贡工程的放水孔改建水力学问题非常突出。在改建的同时相邻的2#、3#导流洞仍在过流，再加上放水孔施工结构复杂、施工空间狭小、施工困难、工期紧张等，造成放水孔施工是一个技术难度极大，风险极高的工程。巴贡工程放水孔的顺利施工为今后相类似项目的施工提供宝贵的经验。

[1]郭进平.新编爆破工程实用技术大全[M].北京：光明日报出版社，2002.

[2]余永祯.建筑施工手册[R].北京：中国建筑工业出版社，2003.

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