西干渠放水洞封堵施工技术探究

万玉辉 河北省水利工程局集团有限公司

1.工程概况

洋河水库位于河北省秦皇岛市抚宁区大湾子村北，坝址位于洋河干流上，总库容3.86亿m³，为大（2）型水利枢纽工程。水库任务以防洪为主，兼顾城市供水、灌溉及发电等综合利用。工程等别为Ⅱ等，其主要建筑物主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞、发电引水隧洞进水口及西干渠放水洞为2级。由于该水库需为城市供水、下游灌溉，在西干渠放水洞闸门埋件、闸门更换，洞内修复作业过程中，水库还需一定高度水位，因此在更换西干渠放水洞进口闸门埋件、闸门安装、洞内修复过程中制作临时钢围堰将过水洞口进行封堵，保证干场作业。

2.施工方法

2.1 水下探摸

为保证西干渠放水洞封堵顺利进行，首先由潜水人员对西干渠放水洞进行水下探摸。通过探摸了解到从检修闸门至上游进水口处共由三部分组成，从检修闸门至上游依次为涵洞段、平压圆管段、浆砌石段。输水洞总长约70m，其中浆砌石段长约10m；平压圆管段为混凝土预制结构，长约40m；涵洞段为钢筋混凝土结构，长约20m。

2.2 洞口封堵形式

根据水下探摸及输水洞结构情况，本次封堵由两部分组成，分别为充气式橡胶封堵气囊和钢结构蒙板。封堵装置需承受一定水压力，且输水结构需满足封堵需要，故将封堵装置设置在输水洞承受能力强度最高，且便于封堵操作钢筋混凝土涵洞段，距进水口约50m。

2.3 封堵前准备工作

2.3.1 水下检查

水下作业前首先关闭西干渠闸门，检查有无漏水，漏水量多少，确认西干渠输水洞范围内无暗流，满足水下作业要求后进行后续施工。

2.3.2 洞口堆积物清理

潜水员在水下用钢制铁耙将西干渠放水洞输水洞进口淤积物进行清理，满足现场封堵需要。

2.3.3 现场准备

西干渠放水洞输水洞进口处于水库库区，根据现场实际情况利用浮船作为操作平台，利用浮船卷扬启闭机，人工配合卷扬机对封堵蒙板进行吊装封堵。

2.4 气囊安放

检修闸门、工作闸门关闭后，经检查无大流量漏水后水下清理西干渠输水洞内淤积杂物，确保洞内畅通无阻，方便气囊、封堵蒙板装置、工器具进出输水洞。

在输水洞洞壁固定螺栓，安装导向牵引绳，牵引绳用于拖拽气囊及蒙板封堵相关工器具。利用牵引绳将专业订做的未充气式橡胶封堵气囊拖拽至拟封堵蒙板位置下游。

2.5 水下钢结构蒙板封堵支撑结构

在拟封堵钢筋混凝土输水洞位置间隔120°钻孔安装Ф20胀锚螺栓，为使得螺栓剪切受力均匀，采用1000×300×10mm钢板作为挡块底板，钢板上钻孔，胀锚螺栓分别穿过钻孔并焊接固定在钢板上。胀锚螺栓分别砸入输水洞钻孔位置。在挡块底板上面分别焊接挡块立板。

沿洞壁测量出3个支撑挡块之间的长度，依此数据加工3个120°的环状挡块垫板，挡块垫板用水下湿法焊接固定在支撑挡块上，3个钢结构支撑挡块均布固定在涵洞壁上，使其连接平面垂直于洞壁，并确保其牢固可靠，形成一个环状结构，在环状结构背面已经安装胀锚螺栓输水洞洞壁上间隔60°分别安装附加挡块底板、挡块立板及胀锚螺栓，使其牢固可靠，作为蒙板封堵支撑结构。钢结构蒙板使用零件见图1。

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图1 钢结构蒙板零件图

2.6 钢结构蒙板安装

根据输水洞水下测量得出的环状结构的外形及尺寸数据加工钢结构蒙板。利用浮船卷扬启闭机吊装蒙板至西干渠输水洞洞口水中，将蒙板进水口阀门打开，向蒙板内注入水，调整封堵蒙板至中性浮力，利用导向绳将钢结构蒙板拽入输水洞封堵位置。封堵蒙板安装在环状支撑底座上，并用水下湿法焊接固定牢固，与输水洞洞壁缝隙用棉胎填充密封，详见图2：钢结构蒙板封堵安装图。

图2 钢结构蒙板封堵安装图

2.7 闸门开启

西干渠放水洞蒙板封堵完成后，潜水员进行封堵后检查，检查封堵是否准确就位。打开进口检修闸门，再打开工作闸门，第一次开度不大于10cm，观察进水塔闸门井水位变化情况，若变化极慢，可适当加大出口闸门开度。待洞内水放空后，观察出口水流情况，初步判定封堵蒙板漏水情况。

2.8 气囊封堵

蒙板封堵完成后，利用浮船上的空压机，将橡胶封堵气囊进行完全充气，充气完成后气囊长3m，直径2.5m，气囊完全填充输水洞。

2.9 封堵检查和漏水处理

西干渠放水洞封堵完毕后，潜水员进行封堵后的检查，检查封堵是否准确就位。查看封堵蒙板有无变形和安装过程有无碰损等情况。封堵完成后，对输水洞洞内观察两天，封堵满足要求后进行后续洞内施工作业，潜水员常驻施工现场，发现漏水后及时进行处理。

3.封堵作业的安全保证

3.1 作业前安全保证措施

（1）作业前进行安全交底，对所有作业人员进行安全教育。辨识可能出现的危险源，形成危险源辨识清单。

（2）根据作业特点制定并落实安全防范措施。

（3）对所有设备器材进行检视，保证处于良好状态。

3.2 潜水作业安全保证措施

（2）每天作业前，现场负责人对安全生产提出要求，召开班前会，进行安全技术交底，在每天的潜水作业中进行检查记录，发现问题及时纠正。

（3）潜水员听从指挥、服从安排，未经许可，不得擅自下水。

（4）潜水作业前，潜水员对分管的器材、设备认真检查；确认无误后，方可着装，绝不带问题下水。

（5）潜水员在水下作业时，经常向水面汇报水下情况，如遇险情，立即向水面报告，并沉着、果断、正确地采取自救措施，同时，潜水监督迅速组织水面人员实施救援。

（6）潜水监督和领队对违章作业、不利于安全行为立即制止。

（7）根据天气情况和水库情况及时调整水下作业计划，作业现场应不超过5 级风、4 级涌浪（2.4米），流速不超过1.5节。

（8）潜水员入水速度以自身适应能力进行。

（9）潜水员在能见度不良水下进行作业时，用手摸索慢慢前进，以免被硬物撞伤。

（10）潜水员在出水时呼吸自然，切勿屏气。潜水员出水速度以每分钟6～8米为宜。潜水员上升出水时，一手高举过头顶，以免头部碰伤。

4.结语

水库除险加固工程中的放水洞封堵施工，因为在水库保持一定高度水位、不放空水库的情况下作业，所以必须保证封堵的效果，保证无漏水、无渗漏。本工程的封堵方案作为专项方案进行了专家论证，在保证万无一失的情况下实施，于2020年10月份顺利完成放水洞封堵，保证了后续洞内闸门、埋件更换，洞内修复作业等施工，封堵效果和施工质量满足合同要求。