奋斗水库工程导流洞封堵设计与施工工序分析

曹 羽，刘景全，阚兴明

(1.穆棱市奋斗水库项目建设管理处，黑龙江 穆棱 157500；2.穆棱市水务局，黑龙江 穆棱 157500；3.穆棱市鑫源水务投资建设有限责任公司，黑龙江 穆棱 157500)

1 工程概况

奋斗水库坝址位于穆棱河干流上游，距穆棱镇东南14.1km，坝址以上流域面积1740km2。工程建设任务是以城镇供水为主，结合防洪，兼顾灌溉和发电等综合利用。水库枢纽工程属于大(2)型水库，按100a一遇洪水设计，1000a一遇洪水校核。主要建筑物包括拦河坝、溢流坝、电站和鱼道等工程。拦河坝采用碾压式混凝土重力坝，坝长406m，最大坝高45.9m，坝顶宽6.5m。溢流坝结构型式为WES堰，3孔总宽30m。总库容1.91亿m3。

2 导流洞封堵体设计

奋斗水库导流建筑物级别为4级，采用单洞方案，全长409m，洞线布置于大坝左岸，导流洞进口位于大坝上游约170m处，由岸塔式进水口、渐变段、洞身段、出口段组成，岸塔式进水口底板高程为EL351.00m，出口底高程为EL350.00m，高度相差1.0m。导流洞下闸后，坝体度汛标准采用50a一遇洪水设计，100a一遇洪水校核。坝体度汛设计水位EL381.36m，校核水位EL383.51m，上述水位均低于坝体设计水位EL383.80m、校核水位EL385.85m，坝体可安全运行。

2.1 封堵体设计标准

根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2017)，奋斗水库导流建筑物级别为4级，施工导流洪水标准为10a一遇洪水。根据工程的枢纽布置、地形、地质条件以及河流特征，拦河坝施工采用一次拦断河床围堰法导流。上、下游围堰拦挡10a一遇的大汛，洪水由导流洞宣泄。

奋斗水库导流洞为临时建筑物，按照临时建筑物设计，导流洞封堵体是本工程永久建筑物的组成部分，因此封堵体按照永久建筑物设计，导流隧洞永久封堵体建筑物级别为2级，设计采用100a一遇洪水标准，校核采用1000a一遇洪水标准。

2.2 导流洞封堵体位置的选择

根据《水工隧洞设计规范》(SL279-2016)，封堵体采用柱形混凝土塞型式，以大坝防渗帷幕为中心线进行布置。封堵体位置所在导流洞围岩为Ⅳ类。以大坝防渗帷幕线从导流洞轴线桩号0+215m处穿过。永久与临时封堵体布置于导流洞桩号0+190-0+236m。

2.3 导流洞封堵体长度确定

根据《水工隧洞设计规范》(SL279-2016)，以及参考以往工程经验，确定导流洞封堵体长度的方法一般有：①按照导流洞径的2-3倍或者更大确定;②根据封堵体上游水头与导流洞洞径的经验公式L=(3-5)H/100，或者L=mHD来计算，其中，L为封堵体长度，H为封堵体上游水头，D为封堵体直径，m为经验系数;③根据极限平衡公式计算;④根据有限元法或者有限差分法等三维数值模拟来确定。本工程比较几种方法，最终确定临时封堵体为16.0m，永久封堵体长度30.0m。

2.4 导流洞封堵体温度控制

由于导流洞封堵体作为永久水工建筑物设计，在导流洞封堵体施工期间严格控制浇筑混凝土温度，避免后期运行期间产生漏水情况。

2.5 封堵体灌浆

奋斗水库导流洞封堵体灌浆包括回填灌浆和帷幕灌浆，永久封堵体在预留的廊道内进行回填灌浆，封堵体顶部范围内回填灌浆，灌浆孔梅花形布置，分Ⅰ、Ⅱ序孔，排距3.0m；灌浆压力初拟0.2MPa，以现场灌浆实验为准。帷幕灌浆采用单排，孔距2.0m，帷幕灌浆排数及孔距可根据施工进一步揭露的地质条件进行调整。

3 封堵体施工

3.1 施工准备工作

在导流洞下游出口处边上平整一块约为10m×20m的场地，作为导流洞封堵需要的设备、机械、材料堆放平台。闸门下闸后对导流洞内支护及原衬砌混凝土进行清理、检查，对导流洞内的回填灌浆及固结灌浆进行重新检测。采用钻孔压水试验对导流洞内支护及原衬砌混凝土进行抽检，如若抽检压水数据不合格，按照设计要求进行回填及固结的加强补灌，并在施工期间实时观察原衬砌混凝土外观情况，确保封堵体施工期间安全。

3.2 混凝土凿毛

导流洞封堵段范围内存在原衬砌混凝土及基础混凝土，为保证堵头及原衬砌混凝土及基础混凝土面结合质量，需对原衬砌及基础混凝土进行凿毛处理。其中临时封堵体凿至全毛，永久封堵体凿至原衬砌混凝土钢筋外露，混凝土凿毛施工先对临时封堵段16m进行凿除，待临时段混凝土浇筑完后再对30m永久封堵段进行凿除。

3.3 锚杆施工

在永久段及临时段封堵体周围埋设锚筋，锚筋环向间距2.63m,环向共布置8根，排距3.0m,共布置16排。封堵体锚筋单根长度为3.0m，入岩2.5m,外漏0.5m，导流洞顶部环向锚杆采用橡胶软塞堵塞后再进行注浆，注浆完毕后进行锚筋安装作业。

3.4模板安装

模板安装前，进行测量放样，依据测量成果进行安装，经复测合格后加固稳定，每次模板安装前先将模板表面的杂物清理干净并涂刷脱模剂。模板安装完成后，为防止浆液从模板缝等位置外漏，模板间隙需进行封堵。由于封堵段混凝土施工要求较高，混凝土泵送压力大，容易造成爆模等事故，必须对模板加固稳定，必要时加密对拉条，保证混凝土施工质量。

3.5 混凝土浇筑

混凝土浇筑方式为地泵进行泵送浇筑，地泵布置于导流洞出口已平整完放置物资设备平台，便于混凝土搅拌车混凝土运输及卸车，地泵混凝土输送管可直接放置地面，方面拆卸，输送管安装必须牢固稳定，防止浇筑过程中脱管或断开。混凝土浇筑采用平层连续上升浇筑，浇筑层厚控制在30-50cm。混凝土的振捣时间以取得良好振捣效果并不发生分离为度，振捣时间≥20s[1]。

3.6 回填和接缝灌浆

灌浆采用与混凝土同等强度等级灰浆进行灌浆，灌浆压力以现场灌浆试验数据为准。灌浆作业连续进行，在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注10min后结束灌浆。灌浆孔灌浆完成后，使用水泥砂浆将钻孔封填密实，空口压抹齐平。灌浆顺序依据规范施工要求：先回填灌浆，再接缝灌浆。

4 结 语

导流洞封堵体施工过程中，各单位各部门按照指挥部统一安排，配备专业人员对大坝主体、廊道、溢流坝段闸门、进水口闸门、厂房内部及下游河道开展巡视工作，使指挥部实时掌握施工过程中，各部位、各设施等运行工况，保证施工安全。并专门成立安全管理办公室，检查督促安全措施的落实，配备专职安全员全程监督，严格按照安全规范要求进行施工作业，以避免施工过程中的安全隐患。