桑郎水电站导流洞封堵施工关键技术

李新华，张仕海

(云南省水利水电工程有限公司，云南?昆明?650000)

1 工程概况

桑郎水库位于贵州省黔西南布依族苗族自治州望谟县桑郎镇上游4 km的“V”型峡谷河段。工程集发电、灌溉和供水于一体，装机容量12 600 kW，灌溉面积1.9万亩(1亩=666.67 m2)；水库正常蓄水位505 m，总库容1 480万m3。

大坝导流洞位于坝体右岸，断面为城门洞型，闸室衬砌采用C20钢筋混凝土，洞长243.70 m，进口底板高程441.00 m，出口底板高程435.30 m。导流洞进口段设置叠梁闸室(桩号D0-006.80～D0-000.00)，闸槽为2道，上游闸槽采用木叠梁安放，下游闸槽预制C30混凝土叠梁，上下游闸槽中间采用棉絮夹黏土填充体。导流洞封堵主要由进口闸室段的叠梁封堵止水、洞中(桩号D0+082.00～D0+102.00)坝体帷幕线位置永久混凝土堵头封堵组成。

通过阅读和总结有关文献资料[1_8]，常规水电站在修建时为不影响河流正常过流，采用了导流洞的方案；而在蓄水前需选段对导流洞进行封堵，若导流洞封堵段施工处理不当时，势必对工程蓄水产生不利影响；因此，在蓄水前进行有效的导流洞封堵施工是十分必要的。

2 导流洞施工方案准备

一是施工道路布置：料场交通洞作为进出导流洞的主干路，导流洞封堵施工所有机械设备及材料均由该道路进入施工区域，同时作为导流洞封堵后人员、设备撤离道路。导流洞出口沿用原施工道路，可满足施工机械及材料运输。

二是施工用电准备：在导流洞进出口各布置2台3.5 kW的镝灯，夜晚进行大面积照明，洞内道路采用300 W节能灯照明，每10 m设置1盏。电源从坝顶右岸配电房旁变压器通接出。

三是施工供水、通风准备：在导流洞下游出口位置安装1台潜水泵，以满足用水要求；利用1台9 m3电动空压机供风，以满足通风要求。

3 导流洞封堵施工关键技术

3.1 施工程序

据施工进度安排，电站计划于2019年2月15日—2019年3月10日导流洞下闸蓄水，同时进行导流洞封堵。

导流洞封堵工程分为以下步骤进行：第一步导流洞进口段叠梁闸室安装叠梁和封堵；第二步导流洞洞内排水；第三步导流洞喷混凝土清理(见图1)。

3.2 进口段叠梁闸室安装叠梁和封堵技术

导流洞进口段设置叠梁闸室(桩号D0-006.80～D0+000.00)，闸槽为2道，上游闸槽槽身5.0 m×0.6 m×5.5 m(长×宽×高)，下游闸槽槽身5.0 m×1.2 m×5.5 m(长×宽×高)；上游闸槽采用木叠梁安放，下游闸槽采用C30混凝土预制叠梁，上下游闸槽中间采用棉絮夹黏土填充体。

叠梁采用CAT—320D挖掘机吊装，人工配合安装。闸槽中间采用黏土夹棉絮填充，用夯实机人工分层夯实，夯实层厚与叠梁高度保持一致；先安放叠梁，后填粘土夹棉絮，黏土与叠梁同步上升。

3.3 堵头混凝土施工流程

(1)施工程序

堵头混凝土施工程序如下所示(见图2)。

(2)施工方法

①洞内排水方法：在导流洞封堵段上游设置高1.0 m的挡水围堰，同时在洞身两侧设置临时排水沟。

②基础面清理：按照设计图纸要求和规范将堵头段洞周松动岩石、表面浮渣、岩屑全部清除，使用高压水清除干净。

③模板安装：安装模板前，将模板表面的杂物等清理干净，为确保模板加固稳定，必要时进行拉条进行加密处理。

④锚杆制安：锚杆主要为堵头段砂浆锚杆φ25，L=5.0 m，梅花型布置，@1.5 m×1.5 m，外漏0.1 m，在钢筋加工厂进行加工，5 t汽车运输至现场安装。

⑤预埋钢管导向管及冷却水管埋设：预埋固结灌浆导向管，设计图中显示在D0+082.00～D0+085.20位置两环倾角的固结灌浆孔。由于两环位置较近，直接造孔，容易将混凝土凿裂，堵头混凝土质量无法保证。如用PVC导向管，混凝土浇筑过程中容易将PVC管破坏，致使导向管失效，后续钻孔方位无法控制。考虑到每个孔深为6 m以上(包括混凝土)，为保证灌浆质量，灌浆孔导向管拟采用φ80钢管，确保后续基岩的灌浆质量。

⑥混凝土浇筑：堵头混凝土浇筑分3层浇筑，浇筑前，仓内冲洗干净且排干积水，并保持干净和湿润。

3.4 灌浆施工关键技术

导流洞堵头混凝土施工时，在桩号D0+082.00～D0+102.00段拱顶120°埋设φ60 mm回填灌浆管，孔排距2 m，两侧孔为进浆孔，回填灌浆压力初拟为0.3 MPa；堵头段两侧及基础段φ75 mm固结灌浆管，初拟灌浆压力2.0 MPa。其余固结灌浆沿堵头段拱顶布置，灌浆孔深入围岩4 m，环向间距为2 m，梅花形布孔，固结灌浆采用全孔一次灌浆，初拟灌浆压力2.0 MPa。

3.4.1 回填灌浆关键施工技术

主要流程：回填灌浆钻孔→回填灌浆埋管→回填灌浆→封孔。

其中，回填灌浆预埋管采用φ60 mm镀锌钢管，灌浆孔每隔3 m设置，并在顶部设置回填灌浆排气管，具体布置详见堵头段回填灌浆埋管横断面图(见图3)。

3.4.2 固结灌浆关键施工技术

根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T 5148—2012)第7.3.6条规定，Ⅱ、Ⅲ级围岩环间可不分序。另外，根据《招标文件——水文气象工程地质》显示，下库导流洞洞身段为Ⅱ、Ⅲ级围岩。因此，在堵头混凝土浇筑前埋设φ75 mm固结灌浆导向管，导向管为φ75 mm钢管。待堵头混凝土浇筑完成且回填灌浆施工完毕后，再进行固结灌浆施工。

(1)固结灌浆钻孔采用XY—2，孔径59 mm，开孔孔位与设计孔位的偏差不得大于10 cm。

(2)冲洗压水要点：考虑到固结灌浆压力为2 MPa，冲洗水压力按灌浆压力80 %控制。

(3)导向管：灌浆引管采用φ80的钢管。

(4)灌浆要点：固结灌浆采用循环式灌浆法。固结灌浆原则上一泵灌一孔，当相互串浆时，采用3个孔并联灌注，并控制灌浆压力。灌浆机具采用3SNS型和WB160/10灌浆泵，JZ—400搅拌机，CFP 1012型灌浆自动记录仪配套使用。灌浆浆液的变换应遵守由稀到浓的原则，逐级改变。开灌水灰比采用2∶1，灌浆压力为2 MPa。固结灌浆在规定压力下注入率不大于1.0 L/min后，继续灌注30 min可结束灌浆。

(5)灌浆要求及过程处理：一是固结灌浆应在该部位的回填灌浆结束7 d后方可进行。二是发现冒浆漏浆，应根据实际情况采用嵌缝、限流等方法进行处理。三是当长期强度不满足结束标准时，应报请监理人员共同分析研究处理措施。

(6)封孔处理：固结灌浆采用了全孔灌浆法封孔。

4 效益评价

本项目位于贵州省望谟县，工程完工后，可以保证望谟县用水安全和防洪安全，为望谟县的经济建设做出重要贡献，产生显著的社会效益、生态效益和防洪效益。

4.1 社会效益

党中央国务院提出要落实碳达峰、碳中和的“双碳政策”，将有许多重大方针政策会向水电清洁能源建设进行有利倾斜，这将是流域水电开发和清洁能源建设的一个非常有利的历史机遇。作为国民经济基础产业之一的水利事业，将进一步得优先的发展，其中关系到千千万万群众切身利益的防洪问题，无疑会在这个机遇中得到妥善安排。防洪项目实施后，安全保障加大，有利于保持良好的社会环境和秩序。完善了防洪工程的预警预报系统，提高了工程的现代化管理水平。

4.2 生态效益

本工程的实施，打通了行洪通道，避免因防洪工程失事而危及下游灌区人民的生产和生活安全。同时，工程的实施可减少河道维修费用，减轻工程区人民负担，促进工程区社会经济的发展，这将对尽快提高当地群众的生活水平、生活质量起到非常积极的作用。本工程通过对桑郎水电站工程区生态环境进行治理，很大程度上改善了水质。工程增加生态护岸长度，扩大水面面积，项目的实施大幅改善了望谟县的水生态环境。

4.3 防洪效益

本工程建成后的防洪效益主要体现在以下几方面：一是减免的农、林、牧、副等各业的损失。二是减免的国家、集体和个人房屋、设施、物资等财产损失。三是减免的交通输电、输水中断等损失。四是减免的防汛、抢险费用。防洪工程实施后，流域内防洪体系将基本建成，有力保障流域经济社会的持续健康发展。本工程实施后，可以提高河道泄洪能力，保障望谟县居民的生命财产安全，改善城镇建设条件，避免人员伤亡，减轻人民心理压力，稳定社会局面，减免洪水灾害造成的直接经济损失，推动地区经济的持续发展，具有重大的防洪效益。

5 结 语

针对贵州桑郎水电站导流洞封堵关键施工技术进行研究，通过导流洞施工方案准备，全面介绍了导流洞封堵的施工关键技术。鉴于导流洞封堵施工的隐蔽性与特殊性，若封堵段在蓄水以后发生渗漏等问题，后续补救具有较大局限性；建议在导流洞封堵过程中，严格按照技术流程进行施工，并加密渗流、渗压观测频次，及时收集和分析导流洞堵头运行资料，为大坝按期下闸蓄水和正常运行保驾护航。