长河坝水电站初期导流洞封堵施工

长河坝水电站初期导流洞封堵施工组织 王亚威/中国水利水电第五工程局有限公司

【摘 要】 长河坝水电站初期导流洞封堵施工面临洞口回水深、洞内渗漏量大、洞内道路填筑方量大、距离远、施工环境恶劣、工期紧强度高等诸多难题。本工程充分利用洞外地形提前拆除边墙及桥墩，创造了1#和2#导流洞同时进洞施工条件，并采用进洞道路填筑与抽水强排并用、加高洞内临时围堰、新增临时排水钢管以及科学合理调配等措施进行封堵施工，既保证了封堵实体质量，又大大缩短了施工工期，为大坝提前蓄水提供了保障。

【关键词】 长河坝初期导流洞封堵渗漏量大工期紧

1 工程概述

1.1 工程概况

长河坝水电站初期导流洞有两条，分别为1#导流洞和2#导流洞，均位于大坝右岸，在施工期承担导流作用。两条导流洞均为城门洞型断面，圆心角120°，断面最大尺寸为16×16.5m，封堵部位断面尺寸为12m×14.65m，进口高程为1482m，出口高程1475m。1#导流洞全长1061.08m，纵坡坡度6.60‰；2#导流洞全长1235.41m，纵坡坡度5.66‰（见表1）。

表1 初期导流洞堵头布置特性表

项目 进口 临时堵头起点

临时堵头终点

（永久堵头起点）

永久堵头终点 出口

1#洞桩号 0+000.00 0+530.00 0+555.00 0+615.00 1+061.08 1#洞底板高程

（m）

1482 1477.9 1477.7 1477.3 1475.0 2#洞桩号 0+000.00 0+710.50 0+735.50 0+795.50 1+235.41 2#洞底板高程

（m）

1482 1477.5 1477.3 1477.0 1475.0 1#导流洞堵头位于右岸帷幕灌浆轴线处，2#导流洞堵头通过将帷幕轴线下移后布置在帷幕轴线处。堵头的封堵位置见图1。

图1 封堵堵头平面布置示意（单位：m）

1.2 施工难点

在2015~2016年枯水期初期导流洞检修施工中，洞内基本无渗水，且单洞过流情况下，出口水位基本为下游黄金坪电站库水位（约1476m），比导流洞出口底板高程（1475m）高出1m左右。

初期导流洞于2016年10月26日下闸成功，相比检修施工，本次封堵施工工况复杂，施工难点多。

（1）受中导洞过流及下游库水位影响，初导洞出口水位高

1#和2#导流洞下闸成功后，其出口水位为1475.4m，仅比导流洞出口底板（高程1475m）高出0.4m。但是，27日凌晨2点，位于初导洞下游500m处的中期导流洞过水后，受回水影响，初期导流洞出口水位上升至1479.8m，洞口水深高达4.8m，给快速进洞施工带来极大困难。

（2）洞内渗漏量大

技术员通过乘坐浮船进洞勘察发现，1#、2#导流洞洞内临时堵头上游大部分排水孔向外呈水柱形有压排水。经现场测算，1#导流洞堵头上游渗漏量达2.1m³/s，2#导流洞堵头上游渗漏量达1.2m³/s，给封堵施工带来了极大困难。

（3）洞口围堰道路及进洞道路填筑方量大、距离远

初期导流洞出口部位受水流多年冲刷，淘刷严重，形成了大范围的冲坑，最大深度达15m，填筑方量达28万m³；1#和2#导流洞堵头位置分别距离洞口500m和520m，进洞道路长且窄，给洞内道路填筑、材料运输、临建布设等施工带来了极大困难。

（4）施工环境恶劣

大多数施工作业为水上或空中作业，如前期材料运输、排水钢管架设、模板架设等均为水上作业，而架管搭设、泵管安装、止水刻槽及安装等均为高空作业；施工空间小，烟尘多，噪声大。

（5）工期紧、任务重

为满足提前发电目标，下闸后需在20天内完成临时堵头浇筑、30天内完成永久堵头第一段第2层（累计高度6m）浇筑、50天内完成永久堵头第一段第四层（累计高度12.5m）以及永久堵头第二段第2层（累计高度6m）浇筑等目标，且须进行底板拆除、边墙凿毛、止水刻槽等施工。

2 施工组织

面对施工工况改变带来的洞出口水位高、洞内渗漏量大、施工环境恶劣、工期紧等难题，本工程充分利用洞外地形提前拆除边墙及桥墩，创造了1#和2#导流洞同时进洞施工条件，并采用进洞道路填筑与抽水强排并用、加高洞内临时围堰、新增临时排水钢管以及科学合理调配等措施进行封堵施工，既保证了封堵实体质量，又大大缩短了施工工期，为大坝提前蓄水提供了保障。

2.1 道路填筑

初期导流洞道路填筑包括1#、2#导流洞洞内道路填筑和洞口围堰道路填筑。

（1）就近储备填筑料

初期导流洞出口部位受水流长期冲刷形成了大范围的冲坑，深度约15m，致使洞口围堰填筑工程量大大增加。而料场距离洞口较远，将很大程度上影响导流洞封堵直线工期。为此，本工程在大坝下游围堰平台备存17万方填筑料。

（2）提前拆除边墙及桥墩

在初导洞下闸前，通过对初导洞洞口地形勘察分析，决定分别对1#导流洞左岸侧边墙及桥墩、2#导流洞右岸侧边墙及桥墩进行提前爆破拆除至1477m高程，并对其施工道路提前进行降面处理，争取第一时间分别从1#导流洞左岸边墙及2#导流洞右岸边墙处直接开始进行导流洞出口的围堰填筑，以实现提前进洞、缩短工期的目的。

（3）2#导流洞封闭施工

初期导流洞下闸后，位于右岸的中期导流洞将在24小时内过流，从而阻断从右岸到2#

导流洞的施工道路，进而影响2#导流洞的施工进度。为保证2#导流洞不受中导洞过流影响而实现快速施工，在右岸安全区内预备填筑料以及机械设备，并利用浮船从大坝下游围堰运送施工人员往返右岸，进行短期封闭施工。

（4）填筑施工

下闸成功后，初期导流洞出口水位为1475.4m，仅比导流洞出口底板（高程1475m）高出0.4m，施工按照原定方案分别对1#和2#快速进洞道路进行降面处理，同时进行围堰道路的填筑。

27日凌晨2点，中期导流洞过水，其回水导致初期导流洞出口水位上升至1479.8m，高出导流洞出口底板4.8m，原定降路方案失效，分别将1#和2#快速进洞道路加高至1480.5m，并逐步向洞内单侧平起填筑（1#洞道路布置在左岸侧，2#洞道路布置在右岸侧），并在洞口道路填筑一侧形成闭气。

洞内道路填筑路面宽度7~8m，洞外围堰填筑路面宽度约12m，高程均为1480.5m。2.2 洞口抽水强排

2016年10月28日，洞内道路填筑150m后，发现道路端头水位有所抬高，道路填筑高程随之增高；且此时，因洞内填筑道路变长，自卸汽车和推土机交叉作业影响变大，填筑效率明显降低，直接影响施工进度。因此，考虑兼用洞口抽水强排的措施降低洞内水位，从而创造堵头施工环境，减少填筑量，保证施工进度。

（1）洞口抽水强排可行性分析

洞内水位降至堵头底板高程（1477.3m）以下后，可近似认为堵头范围及其上游段水流为明渠均匀流。利用明渠均匀流基本公式和渗漏量即可得出这种工况下堵头范围内的理论正常水深，其计算结果见表2。

表2 堵头范围内的理论正常水深计算表

部位

已知条件结果

断面流量(m³/s) 渠身宽度(m) 底板坡度粗糙系数正常水深(m)

1#洞堵头区域 2.1 12 6.60‰0.015 0.128 2#洞堵头区域 1.2 12 5.66‰ 0.015 0.096

备注：计算部位视为均匀流，计算正常水深为堵头中间区域水深。

从上述计算可知，进行抽水强排后，1#、2#导流洞堵头范围内水深仅有10~13cm，便于洞内临时围堰和排水钢管施工。

（2）洞口抽水强排措施

根据导流洞渗漏情况，分别在1#、2#导流洞洞口布置总排量8040m³/h的9台水泵和总