万家口子水电站导流洞小洞径大流量渗漏水封堵技术

叶纯信

摘 要：万家口子水电站工程拦河大坝下闸蓄水后，针对导流洞出现大量渗漏水的险情，以及面对工程地质条件复杂、导流洞断面狭小、施工作业面十分受限的恶劣环境，采取“钢板门+型钢叠梁门+排水蝶阀钢管+砼临时堵头+砼永久堵头”等多种强有力的联合技术措施、方案，以最大限度地将洞内渗漏水彻底封堵，确保拦河大坝的蓄水安全。

关键词：导流洞 小洞径 大流量 渗漏水封堵技术

中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（a）-00-04

1 滲漏水封堵施工背景

1.1 导流洞工程概况

云南万家口子水电站导流洞位于大坝及河道左侧，2004年10月开工，2005年3月全线贯通，2008年5月具备过水条件，2009年10月工程截流后投入运行。

导流洞全长956.07m，截面类型为城门拱型，进口高程▽1300.1，出口高程为▽1297.1。其中进口段（截面尺寸4.5m×6m）30m长、出口段15m长（截面尺寸7.7m×8.79m）、永久堵头段原设计长22m（截面尺寸4.5m×6m）均采用全断面混凝土衬砌。其他部位尚有各种规格截面尺寸的支护段、不支护段与喷锚段。除进出口段小部分Ⅳ类围岩外（施工开挖时已经采用临时支护措施），其余大部分以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，稳定性较好，经多次计算复核，在导流洞封堵设计限定水位下，导流洞整体结构稳定（见图1）。

1.2 下闸蓄水论证、验收

2016年12月16日，经国家大坝安全中心、中国水科总院以及工程建设各方（发包人、承包人、监理人、设计单位等）等有关专家的论证、验收，通过了本工程的《大坝蓄水安全鉴定》《大坝下闸蓄水验收报告》，同意万家口子水电站大坝下闸蓄水，初步蓄水至冲砂中孔底部▽1365.0。

1.3 下闸蓄水与导流洞渗漏情况

2017年02月09日中午12点30分左右，大坝左岸导流洞进口闸门顺利下放，大坝下闸蓄水成功。

2017年02月10日上午10点，大坝上游库区水位为▽1319.20，导流洞出口流量仅为0.2m3/s。但随着大坝上游库区水位的升高，导流洞的渗流量逐步加大，最大渗流出现在2017年03月16日上午9点左右，上游库区水位▽1366.37 ，导流洞出口渗流量为15.0m3/s，洞内平均水深高达2.2m，平均流速达1.5m/s以上。

通过现场查看和地质分析，参战各方一致认为在导流洞洞口下游侧左岸边坡岩体中因地质原因存在着漏水通道。

2 导流洞渗水封堵技术

2.1 总体技术措施方案

导流洞进口段采用“土石抛投+钻孔封堵灌浆”措施，以减缓渗水压力，有效控制导流洞洞内渗漏水流量，降低洞内施工风险，保障洞内施工人员、材料及机械设备的安全。

导流洞堵头段采用“钢板门+型钢叠梁门+2×φ800mm排水蝶阀钢管+砼临时堵头+永久堵头”的强行堵漏方案，拟将渗漏水阻挡在左坝肩以上的水库库区内。

其中临时堵头布置在导0+384.5～导0+408.5桩号位置，全长24m，分两段施工，上游侧第一段10.25m，下游侧第二段13.75m。

整个导流洞渗水封堵方案的技术核心在临时堵头第一段，其主要技术精华为“进洞通道与排水管安装操作平台搭设→排水管下放安装→管间、管头尾缝隙堵塞→堵头砼浇筑→堵头灌浆→蝶阀关闭”。

第二段临时堵头主要措施方法“水泥袋围堰→二次引管→抽水泵抽排→预留空腔→堵头砼浇筑→关闭蝶阀→回填灌浆”，作为第一段堵头蝶阀关闭后仍可能存在渗漏水的后续应对方案。

2.2 技术工艺、方法

2.2.1 土石抛投、钻孔封堵灌浆

除在大坝上游左侧▽1384.8高程马道及▽1367m高程坝轴线搭设4个钻孔平台进行钻孔、勘查漏水通道并进行抢险灌浆堵漏外，另在上游已探明的渗漏水区域进行复合土工膜水下铺设及定点投料堵漏作业，同时进行大面积泥夹石碴抛投覆盖施工。在一定程度上可减缓下游渗漏水的渗漏，为封堵施工创造了有利的条件。

2.2.2 钢板闸门

大坝中孔过流后，导流洞渗水量保持相对稳定。经计算，堵头上游洞身水位在排水钢管蝶阀关闭8min左右就雍高至顶部，与上游水库连通，随即蝶阀将承受近70m的水头。假如无法在8min内将蝶阀完全关闭，双排8根导流管的所有蝶阀将很难或由于承受高水头而无法进行关闭，在大流量、短时间内人工进行水下12个蝶阀的关闭不安全且可行性不高。

应对办法：下放叠梁门前在上游排水管端头设置一钢板闸门，通过滑轮引用φ80钢管套住钢丝绳，一直穿到浇筑区的下游，浇筑完毕后需要关闭蝶阀时，切断钢丝绳，钢板闸门便垂直下放，以拦截大部分水流，降低排水管出口水流流速，便于人员进行蝶阀关闭（见图2）。

2.2.3 型钢叠梁门

临时堵头的起始位置在导0+384.5，处在楔形体堵头段的前端，在该位置设立工钢叠梁门。叠梁门由多根Ⅰ32工字钢组成，横摆叠放在上排导流管的顶部直至洞顶，与外侧5根Ⅰ32工钢立杆焊牢串成整体，叠梁门可挡65m水头，主要用于防范导流洞上游因水压过大，导致岩体被击穿而出现大渗流，危及堵头工区施工人员的安全（见图3）。

2.2.4 临时堵头

（1）第一段临时堵头。

①通道与操作平台。

洞内水深达1.5～3m，从洞外至洞内搭设全断面脚手架。通道从洞出口处导0+956.07桩号一直搭设至堵头上游区导0+315桩号。导0+397.5～导0+382.5（15m）为导流管安装操作平台，搭设该部成三层的脚手架施工平台，脚手架工作平台横纵方向均设置剪刀撑。

②排水管安装。