萬家口子水電站導流洞小洞徑大流量滲漏水封堵技術

葉純信

摘 要：萬家口子水電站工程攔河大壩下閘蓄水后，針對導流洞出現大量滲漏水的險情，以及面對工程地質條件復雜、導流洞斷面狹小、施工作業面十分受限的惡劣環境，采取“鋼板門+型鋼疊梁門+排水蝶閥鋼管+砼臨時堵頭+砼永久堵頭”等多種強有力的聯合技術措施、方案，以最大限度地將洞內滲漏水徹底封堵，確保攔河大壩的蓄水安全。

關鍵詞：導流洞 小洞徑 大流量 滲漏水封堵技術

中圖分類號：TV52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（a）-00-04

1 滲漏水封堵施工背景

1.1 導流洞工程概況

云南萬家口子水電站導流洞位于大壩及河道左側，2004年10月開工，2005年3月全線貫通，2008年5月具備過水條件，2009年10月工程截流后投入運行。

導流洞全長956.07m，截面類型為城門拱型，進口高程▽1300.1，出口高程為▽1297.1。其中進口段（截面尺寸4.5m×6m）30m長、出口段15m長（截面尺寸7.7m×8.79m）、永久堵頭段原設計長22m（截面尺寸4.5m×6m）均采用全斷面混凝土襯砌。其他部位尚有各種規格截面尺寸的支護段、不支護段與噴錨段。除進出口段小部分Ⅳ類圍巖外（施工開挖時已經采用臨時支護措施），其余大部分以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主，穩定性較好，經多次計算復核，在導流洞封堵設計限定水位下，導流洞整體結構穩定（見圖1）。

1.2 下閘蓄水論證、驗收

2016年12月16日，經國家大壩安全中心、中國水科總院以及工程建設各方（發包人、承包人、監理人、設計單位等）等有關專家的論證、驗收，通過了本工程的《大壩蓄水安全鑒定》《大壩下閘蓄水驗收報告》，同意萬家口子水電站大壩下閘蓄水，初步蓄水至沖砂中孔底部▽1365.0。

1.3 下閘蓄水與導流洞滲漏情況

2017年02月09日中午12點30分左右，大壩左岸導流洞進口閘門順利下放，大壩下閘蓄水成功。

2017年02月10日上午10點，大壩上游庫區水位為▽1319.20，導流洞出口流量僅為0.2m3/s。但隨著大壩上游庫區水位的升高，導流洞的滲流量逐步加大，最大滲流出現在2017年03月16日上午9點左右，上游庫區水位▽1366.37 ，導流洞出口滲流量為15.0m3/s，洞內平均水深高達2.2m，平均流速達1.5m/s以上。

通過現場查看和地質分析，參戰各方一致認為在導流洞洞口下游側左岸邊坡巖體中因地質原因存在著漏水通道。

2 導流洞滲水封堵技術

2.1 總體技術措施方案

導流洞進口段采用“土石拋投+鉆孔封堵灌漿”措施，以減緩滲水壓力，有效控制導流洞洞內滲漏水流量，降低洞內施工風險，保障洞內施工人員、材料及機械設備的安全。

導流洞堵頭段采用“鋼板門+型鋼疊梁門+2×φ800mm排水蝶閥鋼管+砼臨時堵頭+永久堵頭”的強行堵漏方案，擬將滲漏水阻擋在左壩肩以上的水庫庫區內。

其中臨時堵頭布置在導0+384.5～導0+408.5樁號位置，全長24m，分兩段施工，上游側第一段10.25m，下游側第二段13.75m。

整個導流洞滲水封堵方案的技術核心在臨時堵頭第一段，其主要技術精華為“進洞通道與排水管安裝操作平臺搭設→排水管下放安裝→管間、管頭尾縫隙堵塞→堵頭砼澆筑→堵頭灌漿→蝶閥關閉”。

第二段臨時堵頭主要措施方法“水泥袋圍堰→二次引管→抽水泵抽排→預留空腔→堵頭砼澆筑→關閉蝶閥→回填灌漿”，作為第一段堵頭蝶閥關閉后仍可能存在滲漏水的后續應對方案。

2.2 技術工藝、方法

2.2.1 土石拋投、鉆孔封堵灌漿

除在大壩上游左側▽1384.8高程馬道及▽1367m高程壩軸線搭設4個鉆孔平臺進行鉆孔、勘查漏水通道并進行搶險灌漿堵漏外，另在上游已探明的滲漏水區域進行復合土工膜水下鋪設及定點投料堵漏作業，同時進行大面積泥夾石碴拋投覆蓋施工。在一定程度上可減緩下游滲漏水的滲漏，為封堵施工創造了有利的條件。

2.2.2 鋼板閘門

大壩中孔過流后，導流洞滲水量保持相對穩定。經計算，堵頭上游洞身水位在排水鋼管蝶閥關閉8min左右就雍高至頂部，與上游水庫連通，隨即蝶閥將承受近70m的水頭。假如無法在8min內將蝶閥完全關閉，雙排8根導流管的所有蝶閥將很難或由于承受高水頭而無法進行關閉，在大流量、短時間內人工進行水下12個蝶閥的關閉不安全且可行性不高。

應對辦法：下放疊梁門前在上游排水管端頭設置一鋼板閘門，通過滑輪引用φ80鋼管套住鋼絲繩，一直穿到澆筑區的下游，澆筑完畢后需要關閉蝶閥時，切斷鋼絲繩，鋼板閘門便垂直下放，以攔截大部分水流，降低排水管出口水流流速，便于人員進行蝶閥關閉（見圖2）。

2.2.3 型鋼疊梁門

臨時堵頭的起始位置在導0+384.5，處在楔形體堵頭段的前端，在該位置設立工鋼疊梁門。疊梁門由多根Ⅰ32工字鋼組成，橫擺疊放在上排導流管的頂部直至洞頂，與外側5根Ⅰ32工鋼立桿焊牢串成整體，疊梁門可擋65m水頭，主要用于防范導流洞上游因水壓過大，導致巖體被擊穿而出現大滲流，危及堵頭工區施工人員的安全（見圖3）。

2.2.4 臨時堵頭

（1）第一段臨時堵頭。

①通道與操作平臺。

洞內水深達1.5～3m，從洞外至洞內搭設全斷面腳手架。通道從洞出口處導0+956.07樁號一直搭設至堵頭上游區導0+315樁號。導0+397.5～導0+382.5（15m）為導流管安裝操作平臺，搭設該部成三層的腳手架施工平臺，腳手架工作平臺橫縱方向均設置剪刀撐。

②排水管安裝。