韋光林

(安順市水利水電勘測設計院，貴州 安順561000)

1 工程概況

導流洞1#、2#施工支洞均為城門洞型，底寬7 m，1#施工支洞洞高由6.85 m變化至14.17 m，2#施工支洞洞高由6.85 m變化至14.81 m。導流洞1#施工支洞全長106.39 m，進洞點高程EL621.277，與主洞0+99.68 樁號相交，洞身段進行中下層開挖時，支洞隨主洞降坡，從1#支洞0 +65 樁號開始以15.7%的坡度降坡，與主洞交接處支洞洞底高程為EL613.296。

導流洞2#施工支洞全長109.6 m，進洞點高程EL620.022，與主洞0 +665 樁號相交，降坡開挖從2#支0 + 59 樁號開始，坡度 15.7%，坡底高程EL612.127。

導流隧洞1#、2#施工支洞封堵工程主要施工內容有:1#、2#支洞內基巖面清理、混凝土澆筑及回填灌漿等，主要工程量詳見表1。

2 施工布置

1#、2#施工支洞封堵的施工道路可利用導流洞工程施工中所形成的道路。混凝土等材料經道路直接到達兩施工面。

施工用風由導流洞施工中在1#、2#支洞口已經形成的壓風站供應;施工用水由導流洞施工中在1#、2#支洞口已經形成的水池供應;施工用電沿用導流洞工程已形成的施工用電設備和線路，施工期間各協(xié)作部門均以對講機作為主要通訊設備，以移動電話作為輔助通訊工具。

兩條施工支洞封堵體均采用全斷面澆筑法，一次澆筑完成。待基巖面清理、回填灌漿管預埋施工完成后進行堵頭模架立，堵頭模板采用散裝小鋼模板拼接成形，頂拱、邊角等不規(guī)則部位采用木模板立模［1］。

表1 導流隧洞1#、2#施工支洞封堵主要工程量匯總表

3 水工隧洞堵頭設計

3.1 施工支洞封堵體長度計算

根據(jù)某水電站大壩、溢洪道招標文件中各階段導流、度汛標準，導流洞泄流階段由導流隧洞泄流，壩體臨時斷面擋水，導流標準為200 a一遇的全年洪水，相應的設計流量為3 940 m3/s。

根據(jù)招標文件中相關水文資料可得3 940 m3/s流量對應的導流洞內1#支洞處水位為EL626，2#支洞處水位為EL625。兩支洞與主洞交接處支洞洞底高程分別為EL613、EL612，由此可知此階段兩支洞的作用水頭均為13 m。

由《水工隧洞設計規(guī)范》(SL279—2002)可知，計算公式為:

式中:L 為封堵長度，m;P 為堵頭迎水面承受的總水壓，N;［τ］為容許剪應力，取0.2 ～0.3 MPa;A 為堵頭剪切面周長，m［2］。

將數(shù)據(jù)代入，計算得L ≥9.83 m?？紤]到1#支洞在導流洞主洞封堵后仍受壓，2#支洞不受壓，兩施工支洞封堵體長度仍取原設計值，即1#施工支洞封堵長度15 m，2#施工支洞封堵長度10 m。

3.2 導流隧洞堵頭穩(wěn)定計算

水庫在正常蓄水位和校核洪水位情況下，導流隧洞堵頭及堵頭區(qū)圍巖安全穩(wěn)定，根據(jù)《水利水電工程施工組織設計手冊》，抗剪斷強度，計算公式為:

式中:P 為設計水頭的總推力，以87.5 m水頭計算;K 為安全系數(shù)，規(guī)范規(guī)定設計工況K =2.5，校核工況K =3;L、A、S 為堵頭長度、斷面面積和斷面周長;r為混凝土容重，取r =2.5 t/m3;λ 為抗剪斷面積有效系數(shù)，取0.7 ～0.75;f 為混凝土與巖石接觸面的摩擦系數(shù);C 為混凝土與巖石接觸面的抗剪斷凝聚力。各種荷載作用［3－5］。

式中:K1為摩擦力的分項系數(shù)，取1.3;K2為凝聚力的分項系數(shù)，取3;K3為水平推力荷載分項系數(shù)，取1;K4為混凝土自重分項系數(shù)，取0.9。

根據(jù)《混凝土重力壩設計規(guī)范》(SL319—2005)附錄D，II 類圍巖混凝土與巖石接觸面抗剪強度指標(f=0.75 ～0.65，C=1.10 ～1.30Mpa)。并參照已建工程經驗及本工程巖體抗剪斷強度指標，取f =0.7，C =1.15 MPa。計算出堵頭長度L =15 m。堵頭位于導流隧洞0 +150 ～0 +165 m段，該位置巖性好，為II 類圍巖。

3.3 結構設計

導流隧洞堵頭為永久工程，屬三級建筑物，設計洪水標準為50 a，校核洪水標準為500 a［6］。由于本工程堵頭擋水位水頭較高，堵頭所受荷載大，因此堵頭型式采用截錐形以增加堵頭抗滑穩(wěn)定性，擴挖后堵頭最大斷面尺寸B×H =7 m×7.65 m。底板及邊墻布置錨筋(Φ20，L =2.6m，梅花型布置，間排距1.5 m)，為解決施工期堵頭上游封堵閘門的滲漏排泄問題，在堵頭底部布置2 根Φ150 排水管(待堵頭回填灌漿后進行封堵)［7］。導流隧洞設計結構如圖1 所示。

圖1 導流隧洞設計結構

4 導流隧洞封堵施工

主要包括6個方面的內容:

4.1 布置插筋

在導流隧洞中布置Φ25 插筋，長度為2.0 m，間距2.0 m，深入基巖0.5 m，共計10 排，20 根，采用M3O 微膨脹水泥砂漿，基礎面清理時先以反鏟對底層虛渣進行清理，用自卸汽車經過施工支洞洞口運輸?shù)街付ǖ攸c［8］。

4.2 鋼筋制作安裝

1#、2#支洞封堵分堵頭A 和堵頭B，中間設施工縫，以確保工程質量。

其中1#支洞封堵堵頭A 無鋼筋采用C25 混凝土回填，2#支洞封堵堵頭A 兩側分別為1.5 m和2 m單層鋼筋混凝土澆筑、靠近主洞段有6.5 m進入孔及鋼襯結構。

4.3 立模

支洞封堵的模板主要為堵頭模板，使用3015 鋼模板，模板采用內拉外撐的方法加固，拉條采用φ14螺紋鋼，倉外用雙排腳手架支撐加固。

在倉位驗收合格后，開始立模板，主要用小模板，底部與周邊縫隙用木模封堵，拉桿間距0.8 m，焊縫長度至少10 cm，要滿焊，部分拉桿要與堵頭錨筋焊接牢固。

4.4 埋件安裝

堵頭A 和堵頭B 中間施工縫設止水銅片，止水銅片應平整，表面的浮皮、銹污、油漬均應清除干凈，如有砂眼、釘孔、裂紋應予補焊。為保證支洞封堵密實，倉號澆筑前在支洞頂部設回填灌漿管路。灌漿管以焊接形式固定在錨筋上，使灌漿管固定牢固，保證在施工過程中灌漿管不發(fā)生移位，管口伸出倉號外5 cm。混凝土澆筑過程中，對灌漿管路進行保護，確保管路暢通。

4.5 混凝土澆筑

混凝土澆筑過程中，如發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)坍落度過大、過小、泌水嚴重等異常情況時及時處理?；炷翝仓３诌B續(xù)性，如因故中止且超過試驗允許間歇時間，則按工作縫處理，即已澆的混凝土強度達到1.5 MPa ～2.5 MPa后，把已澆混凝土面處理成毛面，清洗干凈排除積水，才能再進行混凝土的澆筑。

4.6 灌漿

回填灌漿質量檢查在該部位灌漿結束7 d后進行?；靥罟酀{質量檢查的孔數(shù)為灌漿孔數(shù)的5%。質量檢查采用鉆孔注漿法，應向孔內注入水灰比2:1的水泥漿，在設計壓力下初始10 min內注入量≤10 L即為合格。

固結灌漿在回填灌漿結束7 d后進行，1#支洞封堵堵頭A 布置固結灌漿8 孔，圓錐形布置，入巖350 cm，1#、2#支洞堵頭A 布置固結灌漿8 孔，圓錐形布置，入巖400 cm，灌漿廊道固結灌漿每環(huán)8 孔，梅花型布置，排距200 cm，入巖300 cm。

壓水試驗檢查的檢查孔在該部位灌漿回填結束7 d后就可進行，檢查孔的數(shù)量不宜少于灌漿孔總數(shù)的5%。灌漿壓力:1#支洞為1.5 MPa，1#及2#施工支洞固結灌漿壓力為2.0 MPa。

5 結 語

該導流隧洞堵頭根據(jù)近兩年多時間的監(jiān)測資料分析和運行結果看，尚未出現(xiàn)裂縫，堵頭四周無一點漏水現(xiàn)象，堵頭下游面混凝土表面也無一點滲水現(xiàn)象，堵頭運行正常。該導流隧洞封堵混凝土在工期要求十分嚴格下獲得了成功。這一成功經驗為今后的水電工程隧洞堵頭設計和施工起到很好的借鑒作用。

［1］楊靜安，羅林. 水工隧洞封堵堵頭體型結構設計研究［J］.南水北調與水利科技，2009，07(01):104 －106.

［2］甘文喜. 水工隧洞堵頭設計探討［J］. 人民長江，2001，32(05):34 －36.

［3］林正偉，何江達，陳建康. 水工隧洞堵頭用常規(guī)方法與有限元計算的差異［J］. 四川水力發(fā)電，2003，22(02):80 －83.

［4］楊靜安，伍鶴皋. 大型導流隧洞堵頭結構與穩(wěn)定分析［J］.水電能源科學，2007，25(01):94－97.

［5］蘇凱，伍鶴皋，向功興，等. 有限元強度折減法在導流隧洞堵頭穩(wěn)定性分析中的應用［J］. 水利水電技術，2008，39(01):43 －46.

［6］孫維華. 中小型水工隧洞設計與施工優(yōu)化［J］. 甘肅水利水電技術，2006，42(04):382 －384.

［7］宋榮禮，譚華文. 沙牌水電站導流洞堵頭設計與施工［J］.水利水電施工，2010(05):96 －99.

［8］龍崗. 淺談中小型水工隧洞的設計［J］. 甘肅農業(yè)，2006(06):361.