清河水库右岸泄洪洞进水口封堵施工

2016-03-12曹玉敏

东北水利水电 2016年4期

关键词：泄洪洞土工膜潜水员

曹玉敏

%（辽宁省清河水库管理局，辽宁铁岭112003）

清河水库右岸泄洪洞进水口封堵施工

曹玉敏

%（辽宁省清河水库管理局，辽宁铁岭112003）

清河水库右岸泄洪洞的输水隧洞经多年运行，洞体存在严重裂缝、渗漏、剥蚀及钢筋外漏腐蚀等现象，需对其进行加固改造，洞身改造的首要条件是将进水口洞口进行封堵。进水口封堵是工程合同优先安排的项目，是为后续泄洪洞洞身加固的顺利实施创造条件，关系到洞身施工时的安全，因此洞口封堵的质量十分关键和必要，必须足够重视。文中主要论述了进水口封堵的全过程，大大缩短了工期，保证了质量,节约了资金，降低了造价，为整个工程项目的顺利完工奠定了良好的基础。

泄洪洞；钢筋网；进水口；封堵；清河水库

1 概述

清河水库右岸泄洪洞的输水隧洞经多年运行，洞体存在严重裂缝、渗漏、剥蚀及钢筋外漏腐蚀等现象，需对其进行加固改造。洞身改造的首要条件是将进水口洞口进行封堵，其次在进行凿除原隧洞衬砌混凝土保护层至钢筋裸露，全断面涂抹环氧砂浆。进水口封堵是工程合同优先安排的项目，是为后续泄洪洞洞身加固的顺利实施创造条件，关系到洞身施工时的安全，因此洞口封堵的质量十分关键和必要，必须足够重视。右岸泄洪洞进口底高程108.00 m，洞口呈圆形，洞径4.0 m，洞口位于闸前70 m处。

洞前前期封堵的粘土部分已被冲走，形成漏斗状孔洞与洞内联通，洞口底部由于冲刷、悬空，混凝土已断裂、下沉、倾斜进洞内，断裂掉落的混凝土卡在距洞口11 m处的2根原衬砌施工时遗留的工字钢上，混凝土中间有裂缝。潜水员从高位进水口进入闸室，发现原洞壁衬砌混凝土平整、圆顺，没有太大的起伏差；闸门至洞口方向50 m处底部有淤积物20～30 cm厚，主要是淤泥、石渣，靠近洞口20 m处1.8～2.0 m厚，最厚在洞口处；洞内侧有前期封堵时使用的模板、木方、架子管、预埋塑料管；洞内与洞外相通，两人可通过。水库水位降至115.00 m，潜水员水下探查：洞口四周均有40 cm（宽）×20 cm（深）承插口状混凝土外檐，洞顶混凝土厚约0.8 m，洞口在山体外侧探出来一个三角形混凝土平台，南侧有混凝土挡墙，北侧上部离开山体3.7 m（底部与山体齐平），洞口靠近山体侧全部采用混凝土护坡，防护高程116.44～108.0 m（右侧到108.0 m高程与洞底齐平），洞内石渣2.2 m厚，主要为洞外回填的石渣和粘土进入洞内。

2 洞口封堵

根据洞口和库水位低水位期短的实际情况、利于后期拆除等因素，水下封堵施工专业技术人员采用混凝土堵头的方案进行加固。洞口架立准20@200×200钢筋网，潜水员码砌粘土袋并铺设土工膜的施工方案进行封堵。

2.1 围堰防渗加固

根据前期排水情况，所修围堰有严重渗水部位，为减少围堰渗水量，在围堰迎水面铺设一道土工膜，土工膜覆盖整个围堰，采用人工配合机动船铺设到水面上，然后沉入水里，由潜水员入水检查是否铺设到位。土工膜四周由潜水员采用粘土袋压实，然后采用长臂反铲在土工膜表面覆盖一层20 cm厚的粘土，再覆盖1 m厚石渣，使土工膜与围堰贴合紧密，有利于土工膜发挥防渗作用。

2.2 洞口清理

采用排放结合的方式将围堰内的水位降至最低，排水采用4台8口寸离心泵和1台8口寸潜水泵进行围堰内基坑排水，放水利用原有的闸门向下游排水，以加快排水速度，为反铲清理创造条件。水位降低后具备作业条件时，采用液压反铲开始进行洞前石渣清理，将洞前石渣彻底清理干净，常规反铲作业够不着的部位采用长臂液压反铲进行清理，清理完成后由潜水员进入水下进行检查，确保清理彻底后开始封堵。

2.3 钢筋网制作

采用准20螺纹钢加工成间距200 mm×200 mm的圆形钢筋网，钢筋网四周另加一根钢筋加工成环状，与钢筋网焊接在一起；钢筋网四周绑扎60 cm宽的土工布，以利于洞口四周防渗。考虑到潜水员水下安装、操作方便，将钢筋网分成上下两部分（两片）。为确保钢筋网的刚度，在钢筋网垂直方向上等分9份，在承插口内（紧贴钢筋网外侧）放置8根轨道钢（12 kg/m）,下半部3根，上半部4根，中间接口部位1根,钢筋网和轨道钢采用8号铁线捆绑，在每个钢筋网格内（20 cm宽）绑扎一道，钢筋网中间接口部位采用300×200H钢代替轨道钢，以增强钢筋网接口强度，钢筋网和H钢联接采用准16全扣钢螺杆加工成的“U”型卡环和δ10 mm厚钢板加工成的夹板加螺栓联接；同时在洞口外侧设置5道轨道钢加强筋，轨道钢长5.4 m，轨道钢与钢筋网联接采用准20螺纹钢加工成的钩子一头钩在钢筋网水平钢筋上，一头钩在轨道钢上，使钢筋网和轨道钢形成一体一起受力。

2.4 钢筋网及联接加固件安装

将制作好的钢筋网运至洞口处围堰上，采用反铲将钢筋网吊运至基坑内的浮船上，人工配合安装在浮船上的1 t吊机将钢筋网放入水下，拉动浮船使钢筋网到达洞口上方位置。人工采用2根扶绳配合吊机将钢筋网放入至洞口底部，潜水员在水下安装就位后，采用拉绳将钢筋网顶端固定到洞内，防止钢筋网在施工过程中向洞口外侧倾覆，确保施工安全。钢筋网安装分2次进行，先安装下半部，待粘土袋码砌至洞口中间位置时，再安装上半部钢筋网，并采用工字钢将上下两片钢筋网联接到一起。联接加固件安装随粘土袋码砌进行，码砌到一定高程按施工图纸安装轨道钢，自下而上逐层安装直至封顶

2.5粘土袋码砌和土工膜铺设

钢筋网安装就位后，在钢筋网前码砌3排粘土袋，宽约1.5 m。粘土袋由人工在粘土备料场装填、封口，采用装载机运至施工现场围堰上，人工二次倒运至反铲上，由反铲倒运至浮船上，然后采用人工配合浮船上的吊机每次2袋将粘土袋调运至水下洞口处，再由潜水员在水下进行码砌。码砌的过程中同时按照施工图纸要求安装联接加固件，码砌时每码砌4层粘土袋向码砌完的粘土袋内钉入准20螺纹钢制作的60 cm长的钢钎，码砌到2.5 m高时向粘土墙内钉入2.5 m长的准20螺纹钢钎，间距0.7 m。目的是将码砌的粘土袋联接到一起形成一道整体粘土墙，同时为防止码砌的粘土袋倾覆，每隔2层粘土袋采用准20螺纹钢加工成的钩子将外层粘土袋和钢筋网联接到一起。当粘土袋码砌至洞口2/3高度时，开始在已码砌的粘土袋外侧铺设土工膜。土工膜在现场加工、粘结好，土工膜长14 m，宽9 m，除了将洞口5.5 m宽混凝土台全部覆盖外，在洞口左侧沿混凝土挡墙展开铺设1.5 m，在洞口右侧沿山体斜坡展开铺设2.0 m，底部在108.0 m高程水平铺设3.0 m，顶部将三角形混凝土平台全部覆盖，同时该部位单独铺设1块6 m×6 m土工膜，从而将整个洞口全部包裹在土工膜内，然后在土工膜外侧（垂直方向）和顶部（水平方向）码砌2层粘土袋。土工膜铺设分2次进行，第一次铺设到洞口2/3高度，并将余下的土工膜卷在一起用绳子捆好，放在已码砌完的粘土袋上，同时用绳子固定在浮船上；第二次待内侧粘土袋码砌到顶后直接覆盖到洞顶，填压土工膜的粘土袋由潜水员水下码砌施工。填压土工膜的粘土袋码砌完成后，在粘土袋上部再覆盖1层8 m×9 m的土工膜，将所有粘土袋包裹在内，然后在洞顶三角形混凝土平台上填压一层粘土袋，下部固定在已码砌完成的粘土袋上游，最后回填粘土。

土工膜铺设和粘土袋码砌完成后，提起闸门开始放水，观察闸门井水流情况，同时监测闸室处水位、出口水流及库水位变化情况，检查封堵效果。待所有粘土袋全部码砌完成，且经检验封堵成功后，将此次清理的洞前4 m范围内全部用粘土回填并压实，4 m范围外部分采用石渣回填。为了确保封堵安全，在洞口外部封堵结束后，在洞内洞口处做一道C20混凝土堵头，混凝土堵头内布设准20@200×200 (下游位置)，钢筋保护层厚度8 cm，靠近钢筋网处钻设2排准25锚筋（L=1.4 m），排距50 cm，每排13个孔，孔深1.0 m（40D），2排孔错开布置，钢筋网和锚筋焊接在一起。混凝土浇筑前将洞四周封堵范围内原混凝土凿毛，然后钻设锚筋孔（准42），锚筋尾部加工成燕尾槽，采用同材质钢筋楔子锚固，孔内灌注锚固剂，通过这些措施增强新旧混凝土之间的摩阻系数和黏结力。在洞口山体外侧三角形混凝土上方采用地质钻机钻设1个准150孔，用于混凝土入仓下料，混凝土采用商品混凝土C20，人工采用手持式准30软轴振捣器振捣,模板支立采用木模支立、木方加固。