水利工程中導流洞封堵設計與施工技術

趙本來

摘要：文章結合我國貴州地區某水利工程，首先論述了該水利樞紐工程的狀況，然后從設計條件、導流洞堵頭長度的計算、導流洞堵頭的細部設計分析了導流洞的設計過程，最后從施工材料的準備、導流洞堵頭的施工流程等角度探討了導流洞堵頭的施工技術，以期促進我國水利工程中導流洞封堵設計與施工技術的不斷發展。

關鍵詞：實例分析；水利工程；導流洞；封堵設計；施工技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV551 文章編號：1009-2374（2015）16-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.059

目前，在水利工程建設中，導流洞的封堵是重要的組成部分，不僅對整個水利工程的施工效率起到重要作用，也會間接影響到水電站的發電情況。所以，在建設水利工程的過程中，必須重視導流洞的封堵工作，提高水利工程的施工質量。對于導流洞的封堵，需要對導流洞的進口、洞內堵塞體等部分進行設計。為此，本文結合貴州地區某水利樞紐工程，通過實例來開展導流洞封堵設計與施工技術分析，以期為相關工程設計與施工提供一定的參考。

1 水利樞紐工程概況

1.1 水利樞紐工程的主要信息

該水利工程包括攔河面板壩、泄洪洞、發電洞、電站以及溢洪道等五個部分。該水利工程水庫正常時候的水位大約為560m。該工程為小型Ⅱ等建筑等級，導流洞的總長度為604m，通過“龍抬頭”的方式來結合泄洪洞。隧洞的斷面形式采取城門洞形，洞身的高度為6.7m，寬度為6m。

1.2 工程的支洞布置

依據導流洞的洞線特征，該水利工程考慮到地形、施工周期等方面條件后，選取導流洞的洞線左側位置來進行施工支洞的布設，樁號為0+264。施工支洞的總長度為106.88m，洞身的高為5.5m，寬為7.7m。

2 導流洞的封堵設計過程

2.1 設計條件

設計條件主要包括三個方面，具體來說：

2.1.1 地質條件。對于導流洞封堵洞身的巖性，一般為泥質砂巖，呈現出厚層狀和塊狀構造。Ⅳ類圍巖是主要的洞身巖體，成洞條件不強。

2.1.2 設計基礎。依據該水利樞紐工程基本狀況，該導流建筑物在級別上為Ⅳ級，并在庫盤（還是庫盆）內進行支洞的施工，因此可以執行導流洞的設計

標準。

2.1.3 堵頭型式。堵頭型式分為柱型、瓶塞型、截錐形、拱型等四種。為了保證工期進度，并降低施工成本，本次工程選用了柱型堵頭，如圖1所示：

2.2 導流洞堵頭的長度計算

式中：抗滑穩定安全系數用K表示，通常安全系數K不能小于3，校核工況的K也不能低于2.5；抗剪斷摩擦系數用f表示，在計算中f值取0.8；A是堵頭斷面的面積；p則是混凝土浮容重；S為堵頭的斷面周長；C表示抗剪斷凝聚力，在該工程中，C值為300kn/m2。

2.2.2 設計載荷組合。依據以上信息，可以設計出兩種載荷：一種是基本載荷組合，主要是正常蓄水位情況下水的推力和堵體的自身重量；另一種是特殊載荷組合。根據式（1），基本載荷組合下K值不低于3，而在特殊載荷下，K值則不低于2.5。

為了滿足工程建設要求，本次設計應當對分別計算以上兩種情況，從而獲得堵頭的長度。依據式（1），可以計算出堵頭水推力的結果和堵頭的自重結果，具體如表1、表2。綜合計算結果，把該施工支洞封堵頭的長度設定成22.0m。

2.3 導流洞堵頭的細部設計

首先，堵頭施工選用強度為C20的混凝土，在砼澆筑施工達到70%強度時，應用回填灌漿的方法來施工；其次，在對堵頭進行灌漿施工中，主要部分為頂部、圍巖固結、接觸等三個方面的灌漿；最后，在施工圍巖固結灌漿中，鋼管直徑為5cm，埋設過程中，外露的管口長度不低于15cm。此外，入倉和澆筑溫度都應超過15℃。

3 導流洞堵頭的施工技術

3.1 準備施工的材料

根據工程情況，該工程施工需要以下材料：強度標號為C20的砼；總共600m2左右的固結灌漿、回填灌漿、接縫灌漿；在預埋固結灌漿中，總管長度在90～100m；而在預埋回填灌漿中，總的管長為30m左右，以上管材都是5cm的聚錄乙烯管。

3.2 導流洞堵頭的施工流程

3.2.1 澆筑堵頭砼分為兩個階段：第一期的任務是對全洞以及周邊砼予以澆筑，第二期施工為澆筑廊道段的砼。在完成導流洞封堵施工后，需要對洞壁的浮土進行清除，然后造孔、埋管。在第一期砼結構與設計強度相符合進行灌漿施工，最后是對廊道砼進行

澆筑。

3.2.2 安裝模板。選用組合模板對支洞砼進行澆筑，澆筑中選取單排架來支持組合鋼模架，利用剪刀撐進行搭設，然后連接支洞周圍的鋼拱支架。同時，通過地面打地錨來連接外架，借助于對拉桿來連通導流洞封堵鋼模臺車，等到砼的澆筑施工完成后才拆解鋼模

臺車。

3.2.3 布置灌漿管。在明確布孔地點之后，需要在布孔位置鑿出孔道，深度在50cm左右，然后焊接灌漿管的前端，確保焊接形狀是圓臺形，圓臺面積等同于孔道面積，而圓臺小圓尺寸則與灌漿管的直徑相符合。選用厚度為0.33m的鐵皮作為材質。在孔成形后，把灌漿塞固定到孔部底處20cm深的區域。在錨固劑硬化后，在外面刷上砂漿，厚度為2～3cm。最后，在合適位置固定預埋灌漿管的后端模塊，并進行焊接處理。

4 結語

綜上所述，本文結合貴州地區某水利樞紐工程，通過實例來開展導流洞封堵設計與施工技術分析，以期為相關工程設計與施工提供一定的參考。總而言之，導流洞封堵設計與施工應當立足于施工區域的地質條件，嚴格執行有關設計標準，并對堵頭的長度進行計算，最后進行澆筑堵頭砼、安裝模板以及布置灌漿管等施工。

參考文獻

[1] 梁小紅.試論水利樞紐工程導流洞封堵體設計與施工措施[J].內蒙古水利，2011，10（5）.

[2] 徐進漢.水利工程中導流洞封堵體設計方法及施工技術的探討[J].內蒙古水利，2012，6（10）.

（責任編輯：陳 倩）