王 強(qiáng)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

立洲水電站導(dǎo)流隧洞下閘預(yù)案淺析

王 強(qiáng)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

導(dǎo)流隧洞作為水利水電工程建設(shè)過(guò)程中的一項(xiàng)臨時(shí)建筑工程，在工程擋水、取水口建筑物具備運(yùn)行條件后一般均需進(jìn)行永久封堵封閉。而導(dǎo)流隧洞封堵工作的前期準(zhǔn)備及封堵的質(zhì)量、進(jìn)度及安全均會(huì)對(duì)后續(xù)工程及水利水電工程的按時(shí)及安全運(yùn)行帶來(lái)直接影響。淺析了導(dǎo)流隧洞封堵前的施工準(zhǔn)備工作及施工中的注意事項(xiàng)，可為類似工程提供參考。

導(dǎo)流隧洞；下閘；封堵施工；研究應(yīng)用；立洲水電站

1 概 述

立洲水電站大壩正常蓄水位高程2 088 m，死水位高程2 068 m，壩頂高程2 092 m。導(dǎo)流隧洞位于大壩左岸，斷面型式為城門洞型，過(guò)水?dāng)嗝鏋? m×7 m，隧洞長(zhǎng)309.5 m，進(jìn)出口高 程 分 別 為1 988 m、1 986 m，底坡i=6.462‰。

導(dǎo)流隧洞閘門采用洞室型布置，閘門井位于導(dǎo)流隧洞0+092.77樁號(hào)處，閘門起閉機(jī)室擴(kuò)挖高度為8 m，底板高程2 009 m，在該部位設(shè)置了1扇封堵閘門，底坎高程為1 987.37 m，閘門采用平面滑動(dòng)門，平面尺寸為6 m×7 m，由2 500 kN固定卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行操作，啟閉機(jī)布置在高程2 009 m的啟閉機(jī)排架上，揚(yáng)程43 m。下閘蓄水后須對(duì)導(dǎo)流隧洞進(jìn)行C20微膨脹混凝土永久封堵(圖1)。

圖1 導(dǎo)流隧洞剖面圖

2 下閘設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求

按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求，導(dǎo)流隧洞下閘采用5 a一遇(P=20%)旬流量作為下閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的平均流量為120 m3/s，提門啟閉水頭為6 m，啟閉機(jī)的容量選定為2 500 kN。下閘后應(yīng)利用多種方法檢測(cè)閘門開(kāi)度，同時(shí)監(jiān)測(cè)閘門振動(dòng)狀態(tài)、下泄流量、流態(tài)及水質(zhì)狀態(tài)。

3 下閘蓄水的難點(diǎn)、重點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)分析

(1) 導(dǎo)流隧洞多年運(yùn)行存在一定的淤積，閘門前導(dǎo)流洞身蓄水能力有限，下閘120 m3/s流量在瞬間會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)啟閉水頭6 m，門前水位急速上升將造成不能一次下閘成功的安全風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 由于導(dǎo)流隧洞將經(jīng)歷多年泄洪、水流沖刷、推移質(zhì)滾動(dòng)破壞等影響，容易在導(dǎo)流隧洞進(jìn)水口門槽、底坎產(chǎn)生破壞，影響導(dǎo)流隧洞閘門下閘后的密封性能，特別是在汛期上游河床、岸谷存在大量泥沙、礫石、落石的情況下，急流攜帶這些推移質(zhì)對(duì)導(dǎo)流隧洞洞壁、底板，特別是對(duì)門槽及底坎部位的混凝土結(jié)構(gòu)可能會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，一旦出現(xiàn)這種狀況而貿(mào)然下閘，將會(huì)對(duì)壅水以及已有損壞處加大影響，而一般的封堵無(wú)法起到密閉的作用，繼而帶來(lái)的就是下閘蓄水的失敗，閘門的提起或二次下閘亦無(wú)法進(jìn)行，從而會(huì)加劇水流及底部泥沙對(duì)門槽、底坎的進(jìn)一步破壞，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

(3)導(dǎo)流隧洞在長(zhǎng)期的水下浸泡后門槽及底坎后的巖體性能和混凝土尺寸可能會(huì)有所變化，而門槽與閘門尺寸稍不吻合將會(huì)造成下閘困難。

(4)導(dǎo)流隧洞的金屬結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備是否存在問(wèn)題？封堵閘門結(jié)構(gòu)形成使用條件后再未進(jìn)行過(guò)試槽試驗(yàn)，其是否能夠完全達(dá)到初始運(yùn)行狀態(tài)成為疑點(diǎn)。

(5)由于導(dǎo)流隧洞進(jìn)口部位的地形地勢(shì)條件沒(méi)有安全的操作場(chǎng)地，且因閘門為中閘室及反向止水，下閘后若存在漏水現(xiàn)象，采用常規(guī)的混凝土、砂礫石料、粘土袋、棉被、鋼筋等堵漏材料等很難實(shí)施，閘門前實(shí)施堵漏是施工的難點(diǎn)。

(6) 導(dǎo)流隧洞下閘后，對(duì)封堵段及其前后一定范圍內(nèi)原襯砌混凝土與基巖之間是否存在脫空現(xiàn)象必須進(jìn)行檢查，若存在問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理。

4 下閘蓄水的施工方案

4.1 下閘前的準(zhǔn)備工作

4.1.1 下閘前的基本施工準(zhǔn)備

(1)聯(lián)系上游已運(yùn)行電站，調(diào)節(jié)下閘時(shí)段的河水流量，盡可能地減小上游來(lái)水以對(duì)下閘蓄水形成有利條件。同時(shí)，下閘前，對(duì)導(dǎo)流隧洞出口的下游河道進(jìn)行清理以降低下游河道水位，對(duì)導(dǎo)流隧洞內(nèi)的水位降低形成有利條件。

(2)由專業(yè)潛水員對(duì)門槽過(guò)流部位再一次進(jìn)行徹底的摸排，徹底排除有可能阻礙閘門順利下落的異物。

(3)提前準(zhǔn)備好各種閘門及固定卷?yè)P(yáng)機(jī)的檢查與修復(fù)設(shè)備、材料、工器具及下閘期間所需要的一些備品、備件等。

(4)對(duì)所有下閘有關(guān)人員進(jìn)行系統(tǒng)的技術(shù)、安全交底后方能施工，下閘封堵期間保證通訊暢通。

4.1.2 固定卷?yè)P(yáng)機(jī)質(zhì)量檢查及運(yùn)行試驗(yàn)

(1)機(jī)械部分的檢查。

①對(duì)固定卷?yè)P(yáng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，主要檢查固定卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要受力部件是否有異常變形扭曲、裂紋、破損等情況。

②對(duì)固定卷?yè)P(yáng)機(jī)的起升機(jī)構(gòu)及電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器等進(jìn)行檢查，確保其安裝正確，同時(shí)保證該部件的安全可靠運(yùn)行。

③檢查固定卷?yè)P(yáng)機(jī)吊具與閘門連接是否可靠。檢查機(jī)架、固定卷?yè)P(yáng)機(jī)各部件間的連接情況，各連接螺栓有無(wú)缺件和松動(dòng)。

④檢查固定卷?yè)P(yáng)機(jī)各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)部分是否靈活、有無(wú)卡阻現(xiàn)象。

⑤檢查固定卷?yè)P(yáng)機(jī)制動(dòng)部分的的裝配質(zhì)量。

⑥檢查推力桿是否有彎曲、杠桿比與彈簧壓長(zhǎng)比是否符合要求、制動(dòng)器抱閘的磨損情況、閘瓦間的間隙是否均勻。

⑦檢查各潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑情況，確保油路通暢，檢查減速箱油位是否滿足運(yùn)行要求。

(3)電氣部分的檢查。

①對(duì)電氣控制柜以及電纜進(jìn)行檢查恢復(fù)。檢查電氣設(shè)備的絕緣電阻，由專業(yè)人員校核電氣元件的損壞情況及動(dòng)作的可靠靈敏性。

②對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行干燥處理，完成后對(duì)電機(jī)、電氣控制柜及電氣設(shè)備做直觀檢查、絕緣電阻的測(cè)試。

③在切斷電源的情況下，檢查動(dòng)力回路、控制回路和照明回路電纜接線，其均應(yīng)正確、整齊、絕緣良好。

④在不帶電的情況下，對(duì)各操作機(jī)構(gòu)回路進(jìn)行模擬動(dòng)作試驗(yàn)，動(dòng)作應(yīng)正確可靠。

⑤檢查各機(jī)構(gòu)制動(dòng)器、安全開(kāi)關(guān)和緊急開(kāi)關(guān)工作的可靠性。

(4)固定卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)。

將固定卷?yè)P(yáng)機(jī)在起升機(jī)構(gòu)吊鉤允許的范圍內(nèi)進(jìn)行升降試驗(yàn)，并進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢查：

①齒輪在工作時(shí)是否發(fā)生雜音，制動(dòng)器是否靈活，對(duì)制動(dòng)器力矩進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

②檢查起升限位開(kāi)關(guān)或高度指示器到位是否報(bào)警、斷電。

③固定卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中其電動(dòng)機(jī)運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)，三相電流應(yīng)平衡，加速器齒輪潤(rùn)滑應(yīng)正常。電氣設(shè)備無(wú)異常發(fā)熱現(xiàn)象，控制器的觸頭無(wú)燒損現(xiàn)象。

④做好固定卷?yè)P(yáng)機(jī)、電氣設(shè)備與柴油發(fā)電機(jī)的聯(lián)調(diào)試驗(yàn)，保證其能正常運(yùn)行。

4.1.3 閘門及附件質(zhì)量的檢查與處理

(1) 嚴(yán)格檢查閘門外形尺寸是否存在變形。

(2) 側(cè)輪、滑塊裝置是否正常工作，如不能正常工作，則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整處理。

(3) 檢查水封、滑塊、側(cè)輪裝置緊固螺栓的銹蝕情況，如果銹蝕情況嚴(yán)重，則應(yīng)對(duì)緊固螺栓進(jìn)行更換。

(4)如果由于閘門、門槽變形導(dǎo)致下閘后漏水量較大，應(yīng)使用木楔打入閘門下游滑塊，使閘門水封與上游門槽工作面貼緊，從而有效減少漏水量。

4.1.4 門槽安裝質(zhì)量的檢查及缺陷處理

(1)徹底檢查門槽工作部位是否有焊疤、鋼筋頭等阻擋閘門下閘的硬物，并對(duì)阻擋閘門下閘的焊疤等硬物進(jìn)行清除。

(2)檢查并摸清水下門槽被水流沖刷的情況并復(fù)核門槽各部位的相對(duì)尺寸，下閘前應(yīng)短距離(水面以上)試運(yùn)行一次。

(3)下閘6 h前，清理門槽內(nèi)部由于導(dǎo)流隧洞過(guò)流而存積的石渣、雜物等。

(4)由于門槽工作部分大部分位于水下而無(wú)法進(jìn)行處理，若將門槽水上檢測(cè)數(shù)據(jù)和閘門的檢測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比，如果門槽的主軌和反軌跨距過(guò)小，則應(yīng)將閘門的滑塊拆除，對(duì)閘門的滑塊座板進(jìn)行打磨，使主滑塊到反向滑塊的厚度與門槽尺寸相對(duì)應(yīng)，以保證閘門的順利下閘且不至于下閘過(guò)程中閘門被卡死。

(5)根據(jù)門槽測(cè)量數(shù)據(jù)，如果門槽寬度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致閘門水封的壓縮量不夠甚至水封與座板不能接觸，將會(huì)導(dǎo)致閘門下閘后漏水嚴(yán)重。若存在這種情況，應(yīng)將水封拆除，在水封與座板之間墊5～10 mm厚的橡膠墊，以保證閘門下閘后水封的壓縮量在3～5 mm左右，從而保證閘門下閘后的止水效果。

4.2 導(dǎo)流隧洞閘門下閘

(1) 下閘時(shí)統(tǒng)一聽(tīng)從下閘總指揮安排，接到下閘命令后立即按照既定程序、操作步驟下閘。

(2)下閘后采用多種方法檢測(cè)閘門開(kāi)度，同時(shí)監(jiān)測(cè)閘門的振動(dòng)狀態(tài)、下泄流量、流態(tài)及水質(zhì)狀態(tài)。若下泄流量、流態(tài)或水質(zhì)急劇變化，應(yīng)及時(shí)檢查其變化原因，必要時(shí)立即提門重新下閘。

(3)下閘過(guò)程中，密切監(jiān)控固定卷?yè)P(yáng)機(jī)荷重顯示器讀數(shù)的變化情況，如果荷重顯示器顯示其重量突然減小，并且減小過(guò)大，則說(shuō)明閘門存在卡阻情況，此時(shí)應(yīng)迅速停止閘門下閘并將閘門提起進(jìn)行檢查，確認(rèn)荷重顯示器重量數(shù)據(jù)減小的原因并排除隱患后再次進(jìn)行閘門下閘。

(4)若閘門某個(gè)開(kāi)度振動(dòng)較大，應(yīng)通過(guò)調(diào)整閘門開(kāi)度進(jìn)行回避。

4.3 下閘后的檢查與處理

(1) 若閘門漏水較小，但洞身結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、存在較大安全隱患時(shí)可采用在永久堵頭前設(shè)置臨時(shí)堵頭方案予以處理。

(2) 若閘門漏水嚴(yán)重、洞身結(jié)構(gòu)局部破壞且漏水量較小，采用在閘門后設(shè)置臨時(shí)堵頭方案，或在閘門后設(shè)置臨時(shí)堵頭、同時(shí)對(duì)洞身底板破壞部位進(jìn)行修復(fù)的方案。

(3)若閘門漏水較小、洞身襯砌破壞面積較小且漏水量較小，可直接堆筑圍堰進(jìn)行永久堵頭施工，期間采用砂袋圍堰攔擋滲水、通過(guò)預(yù)埋鋼管排水至堵頭下游并將其抽出洞外。

(4)導(dǎo)流隧洞封堵段原施工的襯砌混凝土若有脫空現(xiàn)象，應(yīng)在封堵前進(jìn)行灌水泥漿處理。檢查主要采用人工觀察、敲擊、鉆孔、壓水等方法。

(5)下閘后，隨著壩前水位的不斷上升，及時(shí)檢查導(dǎo)流隧洞已襯砌的混凝土是否有鼓包、開(kāi)裂等現(xiàn)象，防止導(dǎo)流隧洞突然坍塌而造成人員傷亡及設(shè)備損壞。

5 結(jié) 語(yǔ)

導(dǎo)流隧洞的下閘在水利水電工程中是比較常見(jiàn)的一項(xiàng)施工內(nèi)容。下閘前，必須切實(shí)做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。立洲水電站導(dǎo)流隧洞下閘前，筆者分析了該項(xiàng)目的重點(diǎn)、難點(diǎn)及存在的風(fēng)險(xiǎn)，有針對(duì)性的進(jìn)行了水下探摸，查清了門槽、底坎的實(shí)際情況，檢查了電氣設(shè)備等并制定了合適的下閘方案，在下閘前進(jìn)行了全面的演練，使所有人員熟悉下閘流程，確保了下閘的順利進(jìn)行，可為類似工程提供借鑒。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-02-06

TV7;TV551;TV51

B

1001-2184(2017)02-0017-03

王 強(qiáng)(1981-)，男，山西古縣人，項(xiàng)目總工程師，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.