丁 磊
(新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司石河子分公司,新疆 石河子832000)
肯斯瓦特水利樞紐工程位于昌吉州瑪納斯縣和塔城地區(qū)沙灣縣界河——瑪納斯河中游的肯斯瓦特河段,樞紐區(qū)東距烏魯木齊市192km;北距瑪納斯縣城及瑪納斯火電廠60km,距石河子市70km;地理坐標為東經(jīng)85°57′,北緯43°58′;天山公路貫穿樞紐區(qū),壩址與312國道,北疆鐵路均有四級公路相連,交通十分便利。
瑪納斯河肯斯瓦特水利樞紐工程由攔河壩、右岸溢洪道、泄洪洞、發(fā)電引水系統(tǒng)及電站廠房等主要建筑物組成。水庫正常蓄水位990m,最大壩高129.40m,總庫容1.88億m3,控制灌溉面積21.09萬hm2,電站裝機容量100MW,設計年發(fā)電量2.723億kW·h,根據(jù)SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》和GB50201—94《防洪標準》的規(guī)定,本樞紐為大(2)型Ⅱ等工程。
肯斯瓦特水利樞紐工程的任務是在設計水平年2020年滿足流域防洪、灌溉供水和水力發(fā)電的綜合要求。
肯斯瓦特水庫計劃于2014年9月15日下閘蓄水,在水位蓄至泄洪洞之前,由導流洞封堵作為供水建筑物,承擔生態(tài)基流的下泄任務;當水位蓄至泄洪洞之后,由泄洪洞承擔向下游下泄生態(tài)基流的任務,此時由于泄洪洞在供水,因此導流洞暫不封堵;當水位蓄至發(fā)電洞之后,由發(fā)電洞作為供水建筑物,此時泄洪洞不再過水,可擇機對導流洞進行封堵。
導流洞第1次封堵前未對閘門槽及閘底板埋件進行摸底調查,就安排了封堵日期,導流洞第1次封堵日期為2014年12月14日,該工程位于天山北麓,冬季氣溫較低,當日氣溫為零下15 ℃,待導流洞的閘門下落至閘底板,對閘門槽內及閘門前傾倒爐渣,初期蓄水時,閘門基本不滲漏;待閘前水位上升了9m時,出現(xiàn)大量漏水,并伴有射流現(xiàn)象,初步分析有漏水通道,本次封堵不成功。該閘門在設計之初,選用啟閉機時就考慮到若下閘不成功,需要提起閘門時所需的啟閉力,因此選取了較大啟閉力的啟閉機,在吊起閘門時,由于閘門槽內充滿了爐渣,增大了摩擦力,啟閉機基本達到了滿負荷才把封堵閘門吊出門槽,并擇期進行第2次封堵。
待閘前水位下降至正常水位,下至閘井檢修平臺,閘槽內基本已結冰,冰層厚3cm,閘門槽埋件表面覆蓋冰層。
由于第1次封堵的不成功,在第2次下閘封堵前,組織專家對該工程的封堵方案進行論證,對具體工作進行了布置。
據(jù)現(xiàn)場觀察,閘門門葉完整,閘門側止水與底止水交接處有撕裂現(xiàn)象,側止水P型橡皮頭處撕裂,需要更換部分閘門的側止水,并做好止水接頭處的防滲措施[2]。該處撕裂是由于閘門槽內有異物,下閘時閘門自重下壓導致止水橡皮撕裂,因此在下閘蓄水前必須對閘門槽埋件表面進行清理;閘門側止水部分錨固螺栓缺失,缺失部分的止水橡皮墊板被側向水壓力擠壓變形,現(xiàn)場觀察該部位有編制袋卡在止水橡皮下,但止水墊板完好,只需把墊板重新壓入止水橡皮下并補齊錨固螺栓即可[3]。
在第1次封堵時,在閘門下游的觀察發(fā)現(xiàn),閘門底板漏水嚴重,施工單位利用扎鋼筋法,對閘門前的底板(閘前水深1m),分段進行測量水位,經(jīng)測量,在閘底板下發(fā)現(xiàn)一個寬30cm,深20cm的凹槽,確定該處為第1次下閘蓄水的主要漏水點,并作為下閘封堵的重點區(qū)域。該凹槽初步判斷導流洞底板的預埋鋼板被大粒徑的石塊砸破,并經(jīng)過4年的汛期,該處被進一步侵蝕,形成一個凹槽。修補具體措施為:
(1)利用棉被的柔性進行封堵,在棉被內裝砂礫石,并綁扎為柱狀,在下閘前綁在閘門背面,待閘門一旦落到位,迅速放下棉被捆綁物,進行封堵;同時向閘門槽及閘門前進行快速傾倒爐渣,并向閘門前拋填袋裝混凝土 (袋裝混凝土提前裝入新買的結實的編織袋內,以防拋填時袋裝混凝土散裂)。
(2)在閘門下游面板上焊接套筒式鋼管,即:在閘門上焊接一節(jié)短鋼管,直徑準100mm的鋼管,長度10cm,在該鋼管內放置一根準80mm的較細鋼管,可在較粗鋼管內自由活動,在較細鋼管尾部橫向焊接一根鋼筋,防止較細鋼管滑落,該鋼管可隨著底板的高低自行調節(jié)鋼管長度,該鋼管原理類似于篩子,可把下閘時上游通過漏水通道移動至下游的大型塊狀物進行攔截,主要是為了攔截棉被等柔性堵水材料。鋼管橫向間距為20cm,沿閘門底部的止水固定槽鋼均勻布置。
為確保能夠下閘時一次成功,待閘門下閘后觀察3d(閘前水位上漲9m),若閘門基本不漏水或滲漏量很少時,才允許導流洞內進行堵頭施工,且堵頭施工要求快速進行。
2014年12月26 日,導流洞進行了第2次封堵,按照以上的封堵方案進行下閘蓄水,下閘完成后當天,觀察導流洞出口處水量很少,由導流洞出口進入至閘門下游處,閘門基本不漏水;3d后再次進入導流洞內觀察閘門只有局部滲水,滲漏點為底部止水處,位置為下閘前確定底板的滲漏通道,但在下游觀察,該處底板完好,滲水量為3L/s,達到了封堵的目的,本次導流洞封堵成功。
在水利工程施工中,下閘蓄水前,很重要的一道程序就是導流洞封堵下閘蓄水,由于導流洞封堵風險較大,可補救的措施不多,因此在導流洞封堵前,要對具體的封堵方案進行論證,盡量準備充足,這樣可以避免造成2次封堵。
[1]SL252—2000,水利水電工程等級劃分及洪水標準[S].
[2]GB50201—94,防洪標準[S].
[3]劉細龍,陳福榮.閘門與啟閉設備[M].北京:中國水利水電出版社,2003.
[4]SL74—2013,水利水電工程鋼閘門設計規(guī)范[S].
[5]蔡春源.機械零件設計手冊[K].北京:冶金工業(yè)出版社,1995.
[6]新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司.新疆肯斯瓦特水利樞紐初步設計報告[R].
[7]崔曉微,張連春,孟紅.五花山水庫施工導流洞封堵的相關問題分析[J].黑龍江水利科技,2006(3).