某大型电站导流洞堵头灌浆廊道渗水应急治理技术

聂文俊 鱼小波

中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁沈阳 110179

1 工程及险情过程简述

乌东德右岸地下电站土建及金属结构安装工程设计有3条导流隧洞，即3#导流洞、4#导流洞、5#导流洞，3#、4#导流洞净断面16.5×24m，5#导流洞净断面12×16m。

右岸3#、4#导流隧洞A类堵头与大坝共同承受坝前库水压力，位于导流隧洞与大坝帷幕线相交范围，3#导流洞A类堵头长度75m，分两段浇筑，分段长度35m、40m。4#导流洞A类堵头长度95m，分三段浇筑，分段长度分别为35m、30m、30m。3#、4#导流隧洞封堵段设置灌浆廊道，廊道净断面尺寸3×3.5m，封堵设置接缝灌浆、接触灌浆、排水孔引管高压灌浆及顶拱回填灌浆，灌浆均引管至灌浆廊道。

2020年1月15日库区蓄水到EL846高程时，3#、4#导流洞入水出现明满流交替现象，3#、4#导流隧洞A类堵头灌浆廊道内灌浆管及顶拱排水孔出现成股水流，3#导流洞最大渗水量约1433L/min，4#导流洞最大渗水量约987L/min。

2 险情原因分析

根据3#、4#导流洞A类堵头灌浆廊道内灌浆管及顶拱排水孔水流流态，结合封堵部位建筑物平面布置与结构型式，分析发生险情的主要有：

（1）导流洞堵头上游段围岩揭露均为Ⅳ类、Ⅴ类，洞身穿越多个岩体断层，缓倾结构面、裂隙、揉皱发育，局部溶蚀风化加剧，地质条件差。

（2）导流洞工作面移交滞后，导致第一段混凝土施工完成后未达后续施工条件时（固结兼接触灌浆），已开始挡水，形成灌浆廊道内灌浆管及顶拱排水孔渗水险情。

（3）导流洞超期服役，经过长时间的水流冲刷及外水压力，致使原本地质条件差的部位形成渗漏通道；根据现场渗漏点分布情况，其集中于防渗帷幕线上游[1]。

3 抢险应急治理措施

出现险情后，参建各方经过评估廊道涌水险情成因分析、发展趋势，提出采取“低层至高层、下游向上游，循环灌注”的方式进行施工，在3#-5#导流洞帷幕线新增一排帷幕灌浆孔，渗水孔采取引管排水，待封堵完成后进行灌浆处理。方案确定后，施工单位紧急调配人员、材料及设备进行实施，对突发情况第一时间进行了解决，保障了堵漏灌浆顺利实施及效果。主要施工过程为：

（1）由于堵头灌浆采用引管方式，其引管埋设为“四孔一组”的循环管路形式引管至灌浆廊道内，并用防水漆标记在每个管口，做好了记录：进浆管涂成红色，回浆管涂成蓝色，确保了每个过程都能按照→底部灌浆孔灌浆→封孔→中部灌浆孔灌浆→封孔→顶部灌浆孔灌浆→封孔→下一循环的顺序进行[2]。

（2）灌浆自下而上、由低到高逐排循环式进行灌注，其水灰比为0.5:1；浆液从进浆管注入，将回浆管敞开，用以浆赶水方式将管道内残留水排出管外，直至回浆管的浆液浓度达到0.5：1，关闭回浆阀门，在规定灌浆压力下灌浆孔停止吸浆后，持续灌注10-15min关闭进浆阀门结束灌浆；进行至少24小时闭浆，过程中，若回浆管出浆不畅或灌浆管路堵塞时，在顺灌结束后，立即对回浆管进行倒灌。

（3）单组灌浆孔灌浆时，按注入率不大于20L/min控制。同一段、同一时间灌注的引管灌浆孔不得多于两组，且距离不小于10m。过程中保持灌浆压力波动范围控制在1MPa值左右（±l0%以内），保证灌浆压力稳定，排浆量满足灌浆最大注入率要求。

（4）相邻组灌浆过程中发现有串浆现象，依据情况同时进行灌注，每间隔10min打开一次出管口进行放浆，避免发生管路堵塞，若发生管路堵塞，在限值内提高进浆压力疏通管路，若无效，换管进浆疏通。

4 几点认识

（1）在导流洞堵头渗水流态明显异于设计后，应对封堵结构、原混凝土衬砌及洞身所处岩体情况的安全稳定进行深入分析，并有针对性地进行排水疏导与封堵灌浆施工，避免现场不当施工扰动造成越抢越险的被动局面。

（2）乌东德水电站3#、4#导流洞渗水应急处置的成功应对，得益于下闸蓄水期间，施工方对于突发的渗漏、坍塌等安全隐患，规划了整套事故处理流程，对蓄水相关工程项目的质量、安全开展了拉网式、地毯式的检查。蓄水阶段安排专人每天不间断对各风险点进行巡查。提前储备了聚氨酯，堵漏剂、水泥及潜水泵、救生衣等应急物资及设备，配备了专业应急抢险专业队伍，参建各方建立了24小时互通机制。在3#、4#导流洞A类堵头灌浆廊道出现渗水后，30分钟内发现上报，专业人员2小时分析险情成因、制定措施，4小时启动灌堵施工，72小时扼制险情。将安全事故损失降到最低，并以最快的速度得到解决[3]。

（3）乌东德电站导流建筑物是临时工程，从导流建筑物级别、使用年限考虑，导流洞超期过流通水一年半，长期水流冲刷对原混凝土衬砌面形成部分损伤。一般情况下，应在施工期内进行修复施工，封堵前对原设计结构及岩体形态进行全面排查；因此，类似工程导流建筑物封堵施工的安全与经济最优结合是我们在施工阶段应重点研究的课题。如能在水力模型试验、设计和施工阶段作好相应预控工作，并遵循导流洞过流客观规律，进行科学的分析研判，将能有效防范此类事故发生。