【某水库导流洞封堵设计实施研究】 导流洞封堵施工方案

　　摘 要:本文基于笔者多年从事水利工程设计的相关工作经验,结合某水库的工程案例,以水库导流洞封堵设计为研究对象,论文首先探讨了工程概况,进而分析了导流洞地质条件,在此基础上,探讨了封堵设计思路,全文是笔者结合工程案例的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
　　关键词:水库 导流洞 封堵 设计
　　中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0061-01
　　1 工程概况
　　某水库工程任务以防洪、灌溉为主,结合供水、发电。坝址位于陶寺村上游约50m处,距金华城区35km,距汤溪镇8km,厂址位于坝址下游约500m处。九峰水库由拦河坝、溢洪道、发电引水建筑物、发电厂、升压站等组成。拦河坝型式为混凝土面板堆石坝,最大坝高66.5m,坝顶长380m。溢洪道由进水渠、闸室段、泄槽段组成,布置于右岸,溢流堰顶高程139m,设3孔6m泄洪闸。发电引水建筑物由进水口、引水隧洞、调压井、岔支管等组成,布置在右岸,进水口距右坝头约120m。进水口为竖井式,底高程为100.5m,引水隧洞为圆形有压隧洞,开挖洞径3.7m,混凝土衬后洞径为3.0m。发电厂装机容量为2×3200kW。导流隧洞为6m×7m城门洞型,导流洞进口距坝轴线120m,底高程91m,出口距坝轴线约180m,底高程86.5m,直线穿越右岸山体,洞身长338m,进口段明渠长34m,出口段明渠长76m。
　　2 导流洞地质条件
　　洞身围岩为侏罗系上统西山头组第四段(J3x4)流纹质晶屑熔结凝灰岩,浅灰紫～黄绿色,风化后呈灰黄～灰白色,块状构造,新鲜岩石致密、坚硬。山坡覆盖第四系坡积(el—dlQ4)粉质粘土夹碎块石层,厚1m～4m,主要分布于出口的山坡。出口地段河谷分布第四系全新统冲洪积(al-plQ4)砂砾卵石层,厚2.0m～7.0m,砾石呈次滚圆状,粒径以2cm～15cm为主,表部见薄层中细砂,主要分布于进出口高程以下的漫滩。隧洞沿线无区域性断裂通过,主要节理发育有3组:N25°W,SW＜80°;N55°E,NW＜15°和N45°E,SE＜24°。节理以闭合为主,表部局部张开,延伸长。
　　3 下闸封堵设计流量
　　水库P=20％、10％时的月平均流量如下(见表1)。
　　封堵设计流量按8月份P=20％时的月平均流量5.4m3/s考虑。九峰水库导流洞从2003年底开工,于2004年5月份完工验收通过,按设计要求导流洞上、下游均已清理疏通,具备过流条件。水库枢纽土建工程于2003年10月份招标,后由于移民政策处理难度较大,一直到2004年底大坝才进行基坑开挖。施工期间由于坝区移民工作难度大,拦河坝在2005年至2006年6月期间施工进度受到影响。2006年6月复工,并在2006年10月中旬河床截流,在2007年、2008年、2009年施工期间通过导流洞实现了安全度汛,在2010年8月下旬下闸封堵。
　　4 封堵设计
　　根据施工总进度计划,本工程下闸蓄水选择在2010年8月底进行,下闸封堵设计流量为5.4m3/s(8月份P=20％时的月平均流量)。封堵分为临时封堵和永久封堵。其中临时封堵段采用“导流洞埋设钢管拍门”(以下简称拍门)方式封堵。临时封堵段位于导流隧洞的进口段(桩号导0-013～0-007m),其长度为6m。临时封堵段导流采用在导流洞中心埋设钢管(圆管,直径为2·0m)导流,对导流洞进口段(桩号导0-013～0-007m)进行突击封堵,在完成进口段临时封堵混凝土后,再采用“拍门”对临时导流钢管进行截流及混凝土回填,然后在导流洞进口段顶拱上部120°范围内进行回填灌浆。
　　根据所在市地区水文分析,8月份月平均流量约5.4m3/s,在非汛期4月份初,根据天气情况统计分析,一般情况下导流洞过流水深约30cm～50cm,过流面积约1.8m2～3.0m2。在临时导流期间,控制涌高水位不超过钢管管顶(经水力计算分析,其过流能力约为7.5m3/s),钢管过流面积不小于现有过水断面积;拟采用的钢管直径为2.0m(断面积为3.14m2),长度为8.5m。导流钢管由专业生产厂家生产安装,运至施工现场,节间通过手工电弧焊焊接。临时封堵段设计按121m水位考虑(按8月份P=20％时的月平均流量5.4m3/s,考虑30d的蓄水量),设计水头为30m。在临时封堵段施工期间,加强关注天气预报,选连续晴天突击施工。
　　永久封堵段布置在导流隧洞桩号导0+073.5～0+083.5m段。永久封堵段设计按校核洪水位147.78m水位考虑,设计水头为56.8m。在完成进口段混凝土封堵后,再对永久封堵段(桩号导0+073.5～0+083.5m)进行封堵施工。永久封堵段(桩号导0+073.5～0+083.5m)全断面回填C20混凝土,在顶拱上部120°范围内进行回填灌浆(如图1)。
　　(1)封堵体设计。
　　导流洞封堵分为临时封堵和永久封堵。临时封堵段位于导流隧洞的进口段(桩号导0-013～0-007m);永久封堵段布置在导流隧洞桩号导0+073.5～0+083.5m段。经计算,临时封堵段Lmin=1.45m,临时封堵段长度采用6m,布置在导流隧洞进口段(桩号导0-013～0-007m)。经计算,永久封堵段Lmin=2.9m,永久封堵段长度采用10m,布置在导流隧洞桩号导0+073.5～0+083.5m段。临时封堵段和永久封堵段均在顶拱上部120°范围内进行回填灌浆,回填灌浆采用预埋回填灌浆管。回填灌浆待混凝土强度达70％后进行,灌浆压力0.3MPa,灌浆采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
　　(2)放水管设计。
　　由于导流洞封堵蓄水后,在封堵初期将使下游河道产生断流,严重影响下游河道两岸的生活用水及下游河道的生态用水。经综合分析,采取在导流洞封堵体内埋设1根放水钢管(圆管,直径50cm)来进行放水,不使河道断流;并分别在导流洞桩号导0-006m、导0+084.5m安装蝶阀来进行控制。
　　参考文献
　　[1] 陈海珍.官地水电站左右岸导流洞进出口围堰对比分析[J].科技资讯,2011(8).
　　[2] 张保胜.山西省柏叶口水库泄洪发电洞工程地质条件解析[J].科技创新导报,2010(27).