緊水灘大壩導流洞堵頭滲漏處理

邵廣俊，張 巍，楊 聃，朱悅林

（國網浙江省電力有限公司緊水灘水力發電廠，浙江 麗水 323000）

1 工程概況

緊水灘大壩位于浙江省云和縣境內甌江上游大溪支流龍泉溪上，距云和縣城19km，距下游麗水市區66km。導流洞位于大壩右岸（平面布置如1圖所示），導流洞上游側洞口斷面樁號0+000.0，下游側洞口斷面樁號0+458.0。導流洞堵頭平面位置與大壩右壩頭相接，混凝土堵頭段長40m（0+238.0～0+278.0），中間設伸縮縫（0+257.0）。

導流洞斷面寬10m、高16m，底部高程▽93m，頂部高程▽109m。導流洞堵頭段內設灌漿廊道長30m（0+248.0～0+278.0）、寬2.5m、高3.25m，灌漿廊道底板高程102m。灌漿廊道底板伸縮縫（0+257.0）下游1.5m設有閥井，閥井上下游方向長1.5m，左右岸方向寬1.8m，其中廊道1.3m，廊道右側邊墻內0.5m，閥井深8m。

灌漿廊道閥井底部設有排水管及閥門，用于排泄導流洞封堵施工期間上游側閘門與堵頭段之間的積水。由于導流洞堵頭段施工結束后未將閥井回填封堵，因此運行多年后，廊道閥井內排水管破損開始漏水，閥井口處的滲漏量約為200L/s。

2 滲漏處理思路

2015年緊水灘大壩第四次定檢結束后，電廠開始著手準備導流洞堵頭滲漏處理事宜。由于閥井滲水點隱蔽，滲水壓力大流量大，灌漿廊道工作面窄，工程存在諸多不確定因素。僅有的圖紙資料顯示，閥井內排水管有2根，但管徑不詳，閥井位置及尺寸與實際情況也有偏差。同時，現場勘察開展也不順利，閥井排水管滲漏點在井口下方8m處，模板、鋼筋頭等雜物叢生，潛水員下潛時安全無法保證，只能利用水下機器人探測，但在高速水流下無法看清水底情況。電廠工作人員走訪了工程親歷者，說法也不統一，有人說有1根排水管，管徑300mm，排水管下游側出口已封堵（悶蓋焊堵），也有人說有2根排水管，管徑150mm，且未封堵。電廠最終以排水管1根、管徑300mm、閥井下游側排水管出口已封堵為前提確定了設計方案。

方案的主要思路：在創建進洞施工條件后，利用大功率水泵強排，降低閥井內水位，搭設混凝土底模，井壁鑿毛，埋設插筋，澆筑混凝土作蓋重封堵閥井，再利用閥井預留管路灌漿封堵閥井。

2018年具體實施時，考慮到人員在閥井中的危險性較大，井內作業人員存在安全風險。在與設計方溝通后，將混凝土蓋重封堵作為備用方案，主用方案為膜袋法施工，其優點是人員無需下井操作，在灌漿廊道地面鉆孔探尋排水管，下設膜袋，封堵排水管上游側來水。

3 滲漏處理過程

3.1 膜袋法施工

此階段共在閥井上游沒鉆孔9只（DS-1～DS-9），并在鉆到的排水孔（DS-1、DS-4、DS-9孔）孔內下設膜袋。DS-1、DS-4孔取到了排水管鐵片（7.8m鉆至排水管頂部），確定排水管管徑為168mm，而非之前推測的300mm。

在DS-1、4、9號孔下設膜袋（如圖1所示），進行封堵處理。膜袋試驗承壓約1MPa，但在膜袋內灌水泥漿過程中，膜袋或被排水管切口割破，或無法填充排水口斷面，起不到堵塞排水管的目的，故膜袋法施工不可行。

圖1 閥井膜袋施工鉆孔孔位布置示意圖

3.2 沉箱封堵施工

膜袋法施工未見成效，啟用混凝土蓋重封堵方案，利用沉箱封堵技術制作閥井混凝土蓋重封堵閥井，將閥井滲水封堵在蓋重之下。閥井封堵主要施工程序如下：

（1）將井內水位強排至井口下方2m，在2m深處每0.5m設3層Φ25@200雙向鋼筋網（兩端插入墻身各300mm），在最底層（2m深處）雙向鋼筋網上配8mm厚的鋼板兼做混凝土底模。

（2）預埋3根Φ150mm耐壓無縫鋼管用以泄壓排水（2根長3m，1根長6m），與鋼板及中間層鋼筋網焊接固定。

（3）在鋼板上水平方向焊接四根槽鋼，槽鋼結點處焊接4根槽鋼立柱共同構成剛結構支撐體，使荷載最終傳遞至灌漿廊道拱頂大體積混凝土上。

（4）澆筑閥井2m厚混凝土，混凝土頂蓋與其下部閥井形成一個整體混凝土沉箱結構，達到抗壓及限流控水效果，閥井混凝土達到一定凝期后關閉閥井引排管。

閥井口2m厚的混凝土澆筑完成后，預留了3個150mm的管子用以泄壓排水。封在閥井內的2臺水泵（每臺額定流量500m3/h）停止抽水，并逐個關閉閥井口預埋排水管的閥門，以及閥井上游側DS-1、DS-4、DS-9孔的排水管閥門，成功將閥井漏水全部封堵。混凝土沉箱穩定，閥井口處（約▽102m）壓力表壓力值顯示為0.62MPa（上游庫水位▽174m）。

3.3 閥井灌漿

（1）初次灌漿。從DS-1孔和閥井1#孔灌水泥漿（如圖2所示），灌漿壓力0.65MPa。水泥用量125t，但閥井始終留不住漿液。現場分析可能是排水管下游側出口根本未封堵。這種情況下，排水管兩頭都是通暢的，在閥井灌漿，因上游水壓高，灌入的漿液流往下游，灌漿無法生效。

圖2 導流洞堵頭滲漏處理鉆孔平面布置圖（單位：m）

為此，需先切斷閥井下游側的排水管通路，預想沿DS-1、DS-4孔連線在閥井下游側鉆孔找到排水管，再打開閥井排水孔及DS-1、DS-4、DS-9孔的排水孔泄壓，同時啟動閥井潛水泵抽水泄壓，下游側在閥井抽排后的低壓狀態下完成灌漿封堵。

在閥井下游側鉆孔DS-10～DS-23共14只，未找到排水管。但從取芯情況看，下游側底板混凝土有水泥結石充填現象。據此推測排水管下游側出口，因覆蓋有8m厚的堆渣，對灌入的漿液產生堵塞作用，部分漿液能夠殘存在出口處。在此情況下，決定加入遇水膨脹材料，如黃豆、麻絲等，再灌入C-GT1堵水漿材進一步堵塞管道，以達到切斷閥井下游側排水管通路的目的。

C-GT1堵水漿材為新型堵水專用灌漿材料，該材料配置為液態，與水泥按照液固比0.5∶1進行配置，其主要特性是具有優良的抗沖蝕性能、遇水不分散，固化時間在0.25～70min可調，現場調配固化時間為40min，該材料固化后還具有微膨脹性能，初期固化體強度在3.5MPa以上，隨著時間的延長，水泥水化，材料固化體強度隨之提高。

從DS-1、DS-4和閥井2#孔位置灌漿，灌漿壓力為0.65MPa，分8次灌漿，共灌入水泥107t，C-GT1堵水漿材4.8t，黃豆410kg，麻袋20只。

（2）鉆孔DS-24、DS-25。將鉆機移至距閥井下游側井壁1m處鉆孔。鉆DS-24孔鉆到排水管，管內無結石、無涌水；以偏右2°斜孔鉆DS-25孔，鉆到排水管，有結石和滲水，滲水壓力約為0.25MPa，小于閥井處水壓0.62MPa。

這兩個孔打到排水管，說明排水管有2根，其中一根的閥門及管路完好，不漏水，即DS-24孔所鉆到的排水管；另一根漏水，即DS-25孔所鉆到的排水管，但已被所灌材料堵塞。DS-25孔打到的這根排水管，從取芯情況看，結石顏色偏黑，判斷為C-GT1堵水漿材填充物，且管內填充完整，鉆孔內少量滲水應是從混凝土內滲過來的。滲漏排水管在閥井下游側的管路被灌漿封堵，說明閥井灌漿條件已具備。

（3）再次灌漿。從閥井1#孔開始對閥井灌漿，用時13h，共灌入水泥40t。各檢查孔返濃漿后關閉，最終所有管路閥門均不滲水。

4 鉆孔檢查

共計鉆施工檢查孔7個，編號分別為JC-1～JC-7，總進尺47.7m，主要分布于閥井及其上游部位。其中封孔灌漿6個孔，共計灌注水泥量15t。最后一個檢查孔JC-7，取芯水泥結石完整。該孔壓水試驗測得呂榮值q=1.2Lu＜2Lu，滿足要求。

5 總結

（1）緊水灘大壩導流洞堵頭閥井漏水處理取得預期效果，閥井原先200L/s的滲漏水完全封堵。（2）膜袋法封堵在導流洞堵頭閥井滲漏處理中未能成功應用。（3）采用混凝土沉箱結構成功將閥井高壓水封堵。（4）閥井排水管下游測未封堵增加了灌漿處理難度。（5）加入黃豆、麻絲、C-GT1堵水漿材等非常規灌漿材料封堵閥井排水管漏水取得成功。（6）在閥井僅一側連通水庫的條件下水泥灌漿封堵是可行的。