立洲水电站导流隧洞下闸预案浅析

王 强

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

立洲水电站导流隧洞下闸预案浅析

王 强

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

导流隧洞作为水利水电工程建设过程中的一项临时建筑工程，在工程挡水、取水口建筑物具备运行条件后一般均需进行永久封堵封闭。而导流隧洞封堵工作的前期准备及封堵的质量、进度及安全均会对后续工程及水利水电工程的按时及安全运行带来直接影响。浅析了导流隧洞封堵前的施工准备工作及施工中的注意事项，可为类似工程提供参考。

导流隧洞；下闸；封堵施工；研究应用；立洲水电站

1 概 述

立洲水电站大坝正常蓄水位高程2 088 m，死水位高程2 068 m，坝顶高程2 092 m。导流隧洞位于大坝左岸，断面型式为城门洞型，过水断面为6 m×7 m，隧洞长309.5 m，进出口高 程 分 别 为1 988 m、1 986 m，底坡i=6.462‰。

导流隧洞闸门采用洞室型布置，闸门井位于导流隧洞0+092.77桩号处，闸门起闭机室扩挖高度为8 m，底板高程2 009 m，在该部位设置了1扇封堵闸门，底坎高程为1 987.37 m，闸门采用平面滑动门，平面尺寸为6 m×7 m，由2 500 kN固定卷扬机进行操作，启闭机布置在高程2 009 m的启闭机排架上，扬程43 m。下闸蓄水后须对导流隧洞进行C20微膨胀混凝土永久封堵(图1)。

图1 导流隧洞剖面图

2 下闸设计的主要技术要求

按照设计技术要求，导流隧洞下闸采用5 a一遇(P=20%)旬流量作为下闸设计标准，相应的平均流量为120 m3/s，提门启闭水头为6 m，启闭机的容量选定为2 500 kN。下闸后应利用多种方法检测闸门开度，同时监测闸门振动状态、下泄流量、流态及水质状态。

3 下闸蓄水的难点、重点及风险分析

(1) 导流隧洞多年运行存在一定的淤积，闸门前导流洞身蓄水能力有限，下闸120 m3/s流量在瞬间会超过设计启闭水头6 m，门前水位急速上升将造成不能一次下闸成功的安全风险。

(2) 由于导流隧洞将经历多年泄洪、水流冲刷、推移质滚动破坏等影响，容易在导流隧洞进水口门槽、底坎产生破坏，影响导流隧洞闸门下闸后的密封性能，特别是在汛期上游河床、岸谷存在大量泥沙、砾石、落石的情况下，急流携带这些推移质对导流隧洞洞壁、底板，特别是对门槽及底坎部位的混凝土结构可能会造成严重的破坏，一旦出现这种状况而贸然下闸，将会对壅水以及已有损坏处加大影响，而一般的封堵无法起到密闭的作用，继而带来的就是下闸蓄水的失败，闸门的提起或二次下闸亦无法进行，从而会加剧水流及底部泥沙对门槽、底坎的进一步破坏，施工风险较大。

(3)导流隧洞在长期的水下浸泡后门槽及底坎后的岩体性能和混凝土尺寸可能会有所变化，而门槽与闸门尺寸稍不吻合将会造成下闸困难。

(4)导流隧洞的金属结构及电气设备是否存在问题？封堵闸门结构形成使用条件后再未进行过试槽试验，其是否能够完全达到初始运行状态成为疑点。

(5)由于导流隧洞进口部位的地形地势条件没有安全的操作场地，且因闸门为中闸室及反向止水，下闸后若存在漏水现象，采用常规的混凝土、砂砾石料、粘土袋、棉被、钢筋等堵漏材料等很难实施，闸门前实施堵漏是施工的难点。

(6) 导流隧洞下闸后，对封堵段及其前后一定范围内原衬砌混凝土与基岩之间是否存在脱空现象必须进行检查，若存在问题应及时进行相应处理。

4 下闸蓄水的施工方案

4.1 下闸前的准备工作

4.1.1 下闸前的基本施工准备

(1)联系上游已运行电站，调节下闸时段的河水流量，尽可能地减小上游来水以对下闸蓄水形成有利条件。同时，下闸前，对导流隧洞出口的下游河道进行清理以降低下游河道水位，对导流隧洞内的水位降低形成有利条件。

(2)由专业潜水员对门槽过流部位再一次进行彻底的摸排，彻底排除有可能阻碍闸门顺利下落的异物。

(3)提前准备好各种闸门及固定卷扬机的检查与修复设备、材料、工器具及下闸期间所需要的一些备品、备件等。

(4)对所有下闸有关人员进行系统的技术、安全交底后方能施工，下闸封堵期间保证通讯畅通。

4.1.2 固定卷扬机质量检查及运行试验

(1)机械部分的检查。

①对固定卷扬机整体结构进行检查，主要检查固定卷扬机的主要受力部件是否有异常变形扭曲、裂纹、破损等情况。

②对固定卷扬机的起升机构及电动机、制动器、减速器等进行检查，确保其安装正确，同时保证该部件的安全可靠运行。

③检查固定卷扬机吊具与闸门连接是否可靠。检查机架、固定卷扬机各部件间的连接情况，各连接螺栓有无缺件和松动。

④检查固定卷扬机各传动轴转动部分是否灵活、有无卡阻现象。

⑤检查固定卷扬机制动部分的的装配质量。

⑥检查推力杆是否有弯曲、杠杆比与弹簧压长比是否符合要求、制动器抱闸的磨损情况、闸瓦间的间隙是否均匀。

⑦检查各润滑点的润滑情况，确保油路通畅，检查减速箱油位是否满足运行要求。

(3)电气部分的检查。

①对电气控制柜以及电缆进行检查恢复。检查电气设备的绝缘电阻，由专业人员校核电气元件的损坏情况及动作的可靠灵敏性。

②对电动机进行干燥处理，完成后对电机、电气控制柜及电气设备做直观检查、绝缘电阻的测试。

③在切断电源的情况下，检查动力回路、控制回路和照明回路电缆接线，其均应正确、整齐、绝缘良好。

④在不带电的情况下，对各操作机构回路进行模拟动作试验，动作应正确可靠。

⑤检查各机构制动器、安全开关和紧急开关工作的可靠性。

(4)固定卷扬机运行试验。

将固定卷扬机在起升机构吊钩允许的范围内进行升降试验，并进行以下项目的检查：

①齿轮在工作时是否发生杂音，制动器是否灵活，对制动器力矩进行适当调整。

②检查起升限位开关或高度指示器到位是否报警、断电。

③固定卷扬机运行过程中其电动机运行应平稳，三相电流应平衡，加速器齿轮润滑应正常。电气设备无异常发热现象，控制器的触头无烧损现象。

④做好固定卷扬机、电气设备与柴油发电机的联调试验，保证其能正常运行。

4.1.3 闸门及附件质量的检查与处理

(1) 严格检查闸门外形尺寸是否存在变形。

(2) 侧轮、滑块装置是否正常工作，如不能正常工作，则应进行调整处理。

(3) 检查水封、滑块、侧轮装置紧固螺栓的锈蚀情况，如果锈蚀情况严重，则应对紧固螺栓进行更换。

(4)如果由于闸门、门槽变形导致下闸后漏水量较大，应使用木楔打入闸门下游滑块，使闸门水封与上游门槽工作面贴紧，从而有效减少漏水量。

4.1.4 门槽安装质量的检查及缺陷处理

(1)彻底检查门槽工作部位是否有焊疤、钢筋头等阻挡闸门下闸的硬物，并对阻挡闸门下闸的焊疤等硬物进行清除。

(2)检查并摸清水下门槽被水流冲刷的情况并复核门槽各部位的相对尺寸，下闸前应短距离(水面以上)试运行一次。

(3)下闸6 h前，清理门槽内部由于导流隧洞过流而存积的石渣、杂物等。

(4)由于门槽工作部分大部分位于水下而无法进行处理，若将门槽水上检测数据和闸门的检测数据相对比，如果门槽的主轨和反轨跨距过小，则应将闸门的滑块拆除，对闸门的滑块座板进行打磨，使主滑块到反向滑块的厚度与门槽尺寸相对应，以保证闸门的顺利下闸且不至于下闸过程中闸门被卡死。

(5)根据门槽测量数据，如果门槽宽度过大，会导致闸门水封的压缩量不够甚至水封与座板不能接触，将会导致闸门下闸后漏水严重。若存在这种情况，应将水封拆除，在水封与座板之间垫5～10 mm厚的橡胶垫，以保证闸门下闸后水封的压缩量在3～5 mm左右，从而保证闸门下闸后的止水效果。

4.2 导流隧洞闸门下闸

(1) 下闸时统一听从下闸总指挥安排，接到下闸命令后立即按照既定程序、操作步骤下闸。

(2)下闸后采用多种方法检测闸门开度，同时监测闸门的振动状态、下泄流量、流态及水质状态。若下泄流量、流态或水质急剧变化，应及时检查其变化原因，必要时立即提门重新下闸。

(3)下闸过程中，密切监控固定卷扬机荷重显示器读数的变化情况，如果荷重显示器显示其重量突然减小，并且减小过大，则说明闸门存在卡阻情况，此时应迅速停止闸门下闸并将闸门提起进行检查，确认荷重显示器重量数据减小的原因并排除隐患后再次进行闸门下闸。

(4)若闸门某个开度振动较大，应通过调整闸门开度进行回避。

4.3 下闸后的检查与处理

(1) 若闸门漏水较小，但洞身结构破坏严重、存在较大安全隐患时可采用在永久堵头前设置临时堵头方案予以处理。

(2) 若闸门漏水严重、洞身结构局部破坏且漏水量较小，采用在闸门后设置临时堵头方案，或在闸门后设置临时堵头、同时对洞身底板破坏部位进行修复的方案。

(3)若闸门漏水较小、洞身衬砌破坏面积较小且漏水量较小，可直接堆筑围堰进行永久堵头施工，期间采用砂袋围堰拦挡渗水、通过预埋钢管排水至堵头下游并将其抽出洞外。

(4)导流隧洞封堵段原施工的衬砌混凝土若有脱空现象，应在封堵前进行灌水泥浆处理。检查主要采用人工观察、敲击、钻孔、压水等方法。

(5)下闸后，随着坝前水位的不断上升，及时检查导流隧洞已衬砌的混凝土是否有鼓包、开裂等现象，防止导流隧洞突然坍塌而造成人员伤亡及设备损坏。

5 结 语

导流隧洞的下闸在水利水电工程中是比较常见的一项施工内容。下闸前，必须切实做好技术准备工作。立洲水电站导流隧洞下闸前，笔者分析了该项目的重点、难点及存在的风险，有针对性的进行了水下探摸，查清了门槽、底坎的实际情况，检查了电气设备等并制定了合适的下闸方案，在下闸前进行了全面的演练，使所有人员熟悉下闸流程，确保了下闸的顺利进行，可为类似工程提供借鉴。

(责任编辑：李燕辉)

2017-02-06

TV7;TV551;TV51

B

1001-2184(2017)02-0017-03

王 强(1981-)，男，山西古县人，项目总工程师，工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作.