朱隈水库第一输水洞的防渗加固

王德生（庄河市朱隈水库灌区管理局，辽宁大连116402）



朱隈水库第一输水洞的防渗加固

王德生
（庄河市朱隈水库灌区管理局，辽宁大连116402）

［摘 要］文章主要针对朱隈水库第一输水洞的渗漏问题，提出合理有效的加固处理措施。采用对输水洞混凝土方涵内衬钢管，并灌浆填塞方涵与钢管之间空隙的方法，解决了输水洞洞身的渗漏问题，工程实施后可为类似输水洞渗漏处理提供了经验和参考。

［关键词］防渗加固；内衬钢管；灌浆处理；施工方案；朱隈水库

1 工程概况

朱隈水库位于辽东半岛南端，大连庄河市境内，坝址坐落于庄河西支流上的太平岭乡大赵村。水库属大（2）型水库，主要用于防洪、灌溉、工业和城市供水，兼顾养鱼等。坝址以上流域面积260.1 km2，河道长27.61 km，河道平均比降0.468%。

朱隈水库1958年3月动工兴建，同年7月竣工。水库枢纽工程主要由主坝、副坝（一、二、三副坝）、溢洪道、输水洞（第一、二输水洞）组成。

第一输水洞位于主坝左侧，最大泄量为14.2 m3/s，其主要任务是承担农业供水和城市供水。为坝内钢筋混凝土有压方涵，洞长127.0 m，比降为1%，洞身尺寸为1.5 m×1.5 m，洞壁厚0.3 m，进口底高程为31.45 m。闸门的孔口尺寸为1.8 m×1.6 m。设有检修木质门、工作钢闸门各一扇，螺杆式启闭机启闭，启门力为15 t。动水启闭，设计水头12.66 m。

2 问题的提出

第一输水洞早在1993年水库除险加固时，因洞壁有5处漏水孔洞而被列入除险加固项目中.由于各种原因当时该项目未能实施，后来采用高标号水泥砂浆堵洞的方法进行了防渗处理，但效果不佳。通过近十多年对主坝靠近输水洞侧的测压管水位观测中发现：每当第一输水洞放水时，这3个观测孔内的水位就上升，输水洞停水时观测孔内的水位就下降。2008年12月份又发现洞壁在输水洞末端有漏水现象，造成大量结冰。初步分析推测，可能是现在输水洞常年在压力水的作用下，水从洞身裂缝处渗漏造成的。

为确定输水洞渗漏原因，在输水洞停供水后，进入输水洞内实地查勘，发现洞壁存在10余处较大漏水孔洞，且部分漏点呈射水状，渗漏量较大，较小孔洞若干处。据此可得出结论，第一输水洞洞身渗漏的主要原因为洞壁上存在诸多漏水孔洞。

3 处理方案的选择

经洞身混凝土强度检测结论及专家讨论研究认为：水库第一输水洞混凝土洞身整体质量较好，只存在部分渗漏点，加固方案仍应以洞身堵漏为首选。据此，结合工程自身实际情况，提出以下两个方案进行比选：

方案一：对洞身的渗漏点进行化学灌浆封堵，灌浆材料采用水溶性聚氨酯或丙烯酸盐+超细水你组合浆液，洞身表面采用厚度为1～2 cm的丙烯酸共聚乳液砂浆涂刷。

方案二：采用输水洞内衬DN1 400钢管，在钢管与原衬砌混凝土之间进行灌浆处理，使两者结合为一体。

两方案最根本的不同在于最终的处理效果：方案一施工简单，但处理后的效果难以保证；方案二施工较为复杂，但解决了渗漏问题，消除了安全隐患，可保证工程安全运行。因此，从工程运行安全考虑，最终采用内衬钢管方案进行加固处理。

4 推荐方案设计与施工

现要求输水洞过流量为10.5 m3/s，输水洞长126.4 m，原输水洞断面为1.5 m×1.5 m，选用材质Q235，直径1.4 m的钢管，厚14mm，钢管单根长12 m，经计算满足工程供水及安全运行要求。

由于输水洞在平面布置上设有一个平面转弯，且原隧洞断面与钢管外壁空间最小仅为5 cm，因此该方案最大的技术问题在于如何进行施工。具体为钢管就位、钢管环缝焊接，钢管外部灌浆三大难题，对上述问题分别进行了认真研究后，拟定如下施工方法：

1）钢管就位。钢管弯段前直管段长分别约为24，40 m，而弯管上部土石覆盖厚度约10 m，钢管施工前先将弯管段上覆土石及原衬砌混凝土挖除，作为钢管安装推进场地。在输水洞底部放置型号为hdb（50mm×4.5mm×37mm）的槽钢两道，间距为28.2 cm，内放50mm钢球，使之刚好与钢管相切，同一轨道两钢球的距离为1.5 m。钢管在洞口就位后，依次推入隧洞内，经计算，钢管弯段前长 24 m的钢管总重约11 800 kg，摩擦系数0.15，所需推力为1 770 kg，采用在进口混凝土衬砌部位埋设滑轮将牵引钢绳转向后，由位于安装场地上或进水口的绞盘拉入洞内。钢管弯段后的40 m长的钢管可分别由安装场合隧洞出口推进，每侧仅推进20 m长即可。

2）环缝焊接。钢管内径仅为1.4 m，若在钢管就位后在其内部进行环缝焊接，管内空间极为狭窄，作业困难且焊接质量难以保证；若在钢管就位后在其外部进行环缝焊接，其外部空间仅为5 cm，无法实施焊接，因此钢管在隧洞内就位后进行环缝焊接基本不可行。

经分析，决定在安装推进场地进行环缝焊接，采用外坡口形式，待上节钢管推进大部分后，进行与下节钢管的对接，并焊接环缝，这样既可避免洞内焊接，又能保证施工质量。

3）钢管外部灌浆。外部灌浆的主要目的为固定钢管，使其与原隧洞衬砌混凝土结合为一整体，同时也避免外水通过钢管与原混凝土之间的缝隙对钢管产生较大的外水压力，并无结构要求，因此灌浆材料采用M20微膨胀水泥砂浆，为了提高浆液的和易性、分散性和扩散能力，浆液中可掺入适量的塑化剂或加气剂，具体配比根据现场试验确定。采用预埋纵向注浆管及排气管，灌浆泵灌浆的施工方法，灌浆压力0.2 MPa。

全部施工顺序为弯管段上覆土石及原衬砌混凝土挖除→弯段上下游钢管安装→洞内钢管灌浆→弯段钢管安装及外部混凝土施工→弯段部位回填至原状。

5 结语

朱隈水库第一输水洞经过采用洞身内衬钢管并灌浆填塞洞壁与管壁之间的空隙的处理方法，较好地解决了输水洞洞身渗漏的问题，可以保证工程安全运行。目前正在进行施工前的准备工作和设计的细化，加固处理实施成功后，将为其他类似工程提供了经验。

［中图分类号］TV698.2+3

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）06－0026－02

[收稿日期]2016-03-27