古勒电站导流洞封堵设计及施工

　　摘要：古勒电站由于提前发电的需要，导致导流洞在承担较大水头压力下进行封堵，给堵头设计和施工带来很大的困难。建设单位经过详实的计算，精心的施工组织，终于克服困难，顺利完成施工任务，为企业赢得了荣誉，也为类似工程施工提供了而一个有益的参考。
　　关键词：导流洞，封堵，设计，施工，经验
　　1.工程概况
　　古勒电站位于云南省普勒县境内的普厅河皈朝镇至古勒乡河段内，是普厅河干流梯级规划的第六个电站。电站距普勒县城90km，首部枢纽距普勒县古勒乡5.6km。该工程为可调节式引水发电工程，装机容量2×20MW。枢纽由混凝土重力坝及其附属建筑物取水口、引水隧洞、调压井、压力钢管、地面厂房及升压站等建筑物组成。
　　电站混凝土重力坝坝轴线总长115.5m，坝顶高程398.0m，坝底高程288.0m，最大坝高110m。
　　由于提前发电的需要，在导流洞封堵混凝土还没有施工的情况下库区水位已抬高20m，结果发现在导流洞进口闸门下游侧的导流洞底板混凝土被破坏，形成渗漏通道，导流洞内水流达到2~2.5m3/s，洞内水流加大导致流速急剧加大。封堵方案需重新设计计算并需要在主汛期来临之前迅速完成施工。
　　2.施工设计
　　原计划导流洞分二段进行封堵，每段长度10m，但由于库区水位抬高，洞内水流流速加大，并封堵时期在临近汛期，极有可能随时发生洪水，造成安全事故，为了加快导流洞封堵速度，必需进行导流洞最小封堵长度计算，尽量压缩导流洞第一段的封堵施工时间。导流洞第一段的封堵长度成为本次封堵成功与否的关键性问题。
　　导流洞封堵长度计算：Lmin=KP/（wγf+λC）
　　其中：Lmin—堵头最小封堵长度
　　K—安全系数，1.1-1.3
　　P—水头推力，要化成单位为t。水头的推力为1/2*r（h1+h2）*S（水压力面积），这样算下来是KN，除以9.8以后为t。r=9.8。
　　γ—混凝土容重，2.25t/m3
　　w—导流洞面积
　　f—摩擦系数，一般为0.6-0.65
　　λ—导流洞孔洞周长
　　C—混凝土与岩石（或混凝土）接触面的粘结力，一般5-20t/m2。
　　由于本工程导流洞封堵存在诸多不稳定因素，所以取各参数最大进行计算，取安全系数K=1.3，摩擦系数f=0.6，粘结力C=5t/m2，经过计算Lmin=5.6m，长度小于设计长度，也满足水头压力要求，最终取Lmin=6m进行施工。
　　3.主要难点及对策
　　导流洞内水流流量已经加大，排水问题极为突出，原设计的二根D=20cm钢管已经无法满足排水要求，需要重新进行计算和设计。
　　根据计算采用4根D=50cm直径钢管并排布置（每根钢管之间预留距离0.3m，钢管底部采用预制混凝土块进行支撑，混凝土块高10cm）进行排水，每根钢管长度都达到12m，钢管直接穿过上游围堰和下游围堰，覆盖第一封堵段，可埋入第二封堵段的长度为3m。每根钢管出口设止水阀，在第一段混凝土浇筑完成以后将止水阀关闭，浇筑第二段混凝土时直接将止水阀埋入混凝土中，相应的第二段混凝土浇筑长度加长3m。这样既保证了第一封堵段的干地施工条件，又使混凝土封堵段达到了后期水头抗压的要求条件。
　　因库区水位抬高，导流洞闸门下游侧底板有破坏，洞内渗水流量增加，封堵段排水管加大增多，故封堵段上下游围堰也必须进行重新计算调整。经过计算采用的排水钢管高度为40cm，垫高10cm，那么上下游围堰必需达到50cm以上才可以挡水，最终确定上游围堰高度80cm，下游围堰高度50cm。
　　由于导流洞内水流流量大、流速急等特点，土石围堰、混凝土围堰、砖砌体围堰等施工起来非常困难，经过经济和工期等多方面对比，最终采用编织袋装粘土进行围堰堆砌。
　　由于洞内水流流速大，人员、设备等进洞非常困难，所以在下游围堰左侧靠近导流洞边墙位置设置了纵向围堰，纵向围堰也采用编织袋装粘土进行围堰堆砌。纵向围堰高度50cm，宽度2.5m，满足人员和小型设备的进入。
　　由于导流洞封堵位置距离导流洞出口距离为560m，而洞内水流流速大，汽车等运输设备进入洞内非常困难。所以混凝土的浇筑方式，人员、设备的进洞方式等都要从新进行设计。
　　混凝土浇筑采用II级混凝土泵送系统进行导流洞封堵段的混凝土浇筑。拌制混凝土的砂石料等原材料都进行了严格挑选，混凝土配合比进行了多次试验，以杜绝混凝土泵堵管和各类其它情况发生。
　　在第一封堵段施工过程中若发生洪水，那么库区水位将再次上升，导流洞洞内水流量随时都有可能再次加大，如何保证施工人员的安全也是关键性的问题，为此需采取以下措施：导流洞出口水流直接排往与河床相连的冲沟内，为了防止万一发生人员被水流冲出导流洞后进入冲沟内的问题，在冲沟起点的水流突变的位置设置3道安全网；在导流洞第一封堵段下游侧每隔30m位置设置安全平台，平台高度2.5m，直接在导流洞右边墙上布置锚筋固顶，与导流洞底部采用钢筋爬梯相连；派人员24小时监控上游库区水流情况；与当地防洪和水位监测部门保持联系，与当地政府部门、医疗部门等保持联系，掌控可能发生的一切情况。
　　4.导流洞封堵工程施工
　　4.1主要施工布置
　　（1）混凝土生产系统
　　利用在重力坝左侧建立的拌和楼拌制混凝土，自卸汽车运输混凝土到导流洞洞口布置的I级混凝土泵输送泵内，输送泵供混凝土料至洞内的II级混凝土泵内，II级混凝土泵供料至浇筑点。
　　（2）风、水、电的布置
　　风的布置：利用移动式3m3柴油空压机供风。
　　水的布置：主要利用上游渗水，一台7.5KW潜水泵加压至使用点。
　　电的布置：洞内用电设备采用电缆线路沿隧洞侧壁上部敷设。照明线路为32V低压线路。
　　4.2混凝土施工
　　（1）锚筋施工
　　锚筋等施工在洞内上下游围堰形成、洞内水流从布置的钢管进行过流以后、第一封堵段形成干燥工作面的情况下进行。
　　（2）新老混凝土面凿毛处理
　　新老混凝土面凿毛全部采用风镐、人工等方式进行，凿毛面得麻面程度达到90%以上。
　　（3）埋件制安
　　所有预埋件包括止水、排水设施等均按设计和施工规范要求进行埋设，混凝土浇筑前按“三检制”程序进行检查验收，并经监理工程师签证认可后，方进行下道工序施工。
　　（4）混凝土模板施工
　　第一封堵段的混凝土模板全部采用小型钢模板，在下游侧预留多处混凝土泵管入口，封堵段内部架设简易钢管操作平台。由于封堵以后上游侧的模板无法拆除，所以上游侧的模板将直接作为上游侧混凝土面的保护层面。
　　（5）混凝土浇筑
　　本部位的混凝土工程施工主要是导流洞封堵段的混凝土浇筑施工，工程量约为617.4m3，其中锚杆54根，固结灌浆55m，回填灌浆67m2。
　　采用两台HB30混凝土泵接力进行混凝土浇筑。一台布置在导流洞出口平台上，一台布置在洞内离浇筑点150米处。混凝土运输采用自卸汽车。
　　4.3施工质量管理
　　（1）坚持特殊工程持证上岗制度，如电焊工、钻机工、灌浆工等必须由有上岗证的人员施工。
　　（2）建立质量责任终身制制度。
　　（3）拌制混凝土时，严格按照现场试验室签发的混凝土配料单（经监理单位批准）进行配料，并按《水工混凝土试验规程》，在出机口和浇筑仓内进行混凝土取样试验，任何人不得随意更改混凝土配合比。
　　（4）混凝土施工严格执行质量三检制。拌和楼只有在接到有开仓证明后才能开机搅拌混凝土、开始一条龙生产，严禁私自不经允许开机。
　　（5）混凝土浇筑过程中执行严格的旁站监督制，由专职质量检查员对混凝土生产特别是混凝土的现场平仓振捣进行严密的监控。
　　4.4安全生产保证措施
　　（1）施工人员进入施工现场必须戴安全帽，严禁穿高跟鞋、拖鞋等进入施工现场。
　　（2）施工中的用电设施架设、安装、维护必须由专职电工实施，并符合有关要求。
　　（3）施工区域内设置足够的照明系统，在凡可能漏电伤人的电器设施及建筑物均应设接地装置或漏电保护装置，并定期派专业人员进行检查。
　　（4）施工过程中，安全生产措施不落实不施工，安全员必须持证上岗，实行安全生产一票否决制，并实行严格的安全生产奖惩制度。
　　（5）洞内施工区搭设安全自救平台。
　　（6）洞内设交通车一台（采用装载机）。
　　（7）保证洞内与洞外联系畅通，配对讲机2组。
　　（8）专人负责洞内上游水位观测，及时向施工区通报水位变化。
　　5.结束语
　　古勒电站由于提前发电的需要，给导流洞封堵带来了很大的施工难度。设计复核计算和科学合理的施工方案、精心细致的组织施工成为关键问题。我们经过大量细致的工作，终于按期顺利完成了任务，给工程划上了完美的句号。也可为类似工程施工提供了可行的参考。
　　参考文献
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　　[5].《水利水电工程施工技术》，中国水利水电出版社，钟汉华
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