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      水庫導流隧洞封堵體設計與施工技術探析
      發布時間:2020-05-06

        摘    要: 針對山西省龍華口水庫導流洞封堵施工,提出了導流洞封堵方案,通過有效的工程施工管理,順利實現工程安全度汛和導流洞封堵,確保本工程在龍華口水庫下閘蓄水驗收前順利施工完成,節約了投資,可為此類工程借鑒使用。

        關鍵詞: 龍華口水庫; 導流洞封堵體設計; 施工措施;

        Abstract: Aiming at the plugging construction of diversion tunnel of Longhuakou Reservoir in Shanxi Province, the plugging scheme of diversion tunnel is put forward. Through effective construction management, the safe flood of the project and the plugging of diversion tunnel are realized smoothly, which ensures that the construction of the project is completed smoothly before the water storage acceptance of the lower sluice of Longhuakou Reservoir, which saves investment and can be used as a reference for this kind of projects.

        Keyword: Longhuakou Reservoir; diversion tunnel plugging body design; construction measures;

        1、 工程概況

        龍華口水庫工程位于盂縣北部,水庫位于龍華河盂縣下社鄉會里村上游約0.5km處。龍華口水庫大壩為碾壓混凝土重力壩,壩頂高程575m,最大壩高66m,正常蓄水位為571.6m,相應庫容2633萬m3,總庫容為3001萬m3,為年調節水庫。

        龍華口水庫于2008年9月開始導流洞施工,2009年5月實現節流,2009年8開始大壩碾壓混凝土澆筑。2010年11月大壩封頂。2017年7月導流洞封堵開始施工,2017年9月下閘蓄水,目前龍華口水庫蓄水水位至547m高程。

        2 、導流隧洞封堵體設計

        龍華口水庫導流洞設置在大壩左側山體中,導流洞進口底板高程為528m,斷面形式為城門洞形,過流斷面尺寸為5m×6m(寬×高),洞身長154m,洞身縱坡1.78%,洞底鋪0.2m厚混凝土底板,洞頂及側墻用素噴混凝土支護,導流洞永久封堵段長15m。
       

      水庫導流隧洞封堵體設計與施工技術探析
       

        2.1 封堵體設計標準

        根據《水利水電工程施工組織設計規范》(SL314-2004),龍華口水庫導流建筑物級別為Ⅴ級,導流設計標準為10~5年一遇洪水。本工程采用全年導流,導流設計標準為10年一遇洪水,洪峰流量214m3/s。

        龍華口水庫導流洞為臨時建筑物,按照臨時建筑物設計,導流洞封堵體是本工程永久建筑物的組成部分,因此封堵體按照永久建筑物設計,其級別和洪水標準與龍華口水庫大壩一致,擋水設計水位為正常蓄水位571.6m,校核洪水位為574.9m,壩址場地地震基本烈度為7度。

        2.2、 導流洞封堵體位置的選擇

        根據《水工隧洞設計規范》(SL279-2002),當導流洞洞線穿過擋水建筑物防滲帷幕線時,封堵體應設置在防滲帷幕線上。本項目導流洞封堵體位于左岸541m高程灌漿洞下方,見圖1。

        圖1 龍華口水庫導流洞封堵體位置圖
      圖1 龍華口水庫導流洞封堵體位置圖

        2.3、 導流洞封堵體長度確定

        根據《水工隧洞設計規范》(SL279-2002),以及參考以往工程經驗,確定導流洞封堵體長度的方法一般有:(1)按照導流洞徑的2~3倍或者更大確定;(2)根據封堵體上游水頭與導流洞洞徑的經驗公式L=(3~5)H/100,或者L=mHD來計算,其中,L為封堵體長度,H為封堵體上游水頭,D為封堵體直徑,m為經驗系數;(3)根據極限平衡公式計算;(4)根據有限元法或者有限差分法等三維數值模擬來確定。本工程比較幾種方法,最終確定龍華口水庫導流洞封堵體長度為15m。

        圖2 龍華口水庫導流洞封堵體設計結構圖
      圖2 龍華口水庫導流洞封堵體設計結構圖

        2.4 、導流洞封堵體溫度控制

        由于導流洞封堵體作為永久水工建筑物設計,在導流洞封堵體施工期間嚴格控制澆筑混凝土溫度,避免后期運行期間產生漏水情況。

        2.5 、封堵體灌漿

        龍華口水庫導流洞封堵體灌漿包括固結灌漿和帷幕灌漿,固結灌漿為梅花形布置,共10排,排距1.5m,每排布置7孔;固結灌漿孔深入基巖4m。在導流洞封堵體頂拱120°范圍內布置回填灌漿,梅花形布置,排距1.5m,回填灌漿孔深入基巖10cm,待堵頭混凝土強度達到70%以上時才能進行回填灌漿施工,回填灌漿結束后7天才能進行固結灌漿施工。回填灌漿壓力采用0.3MPa;固結灌漿壓力采用0.7MPa。回填灌漿、固結灌漿均采用普通硅酸鹽水泥。

        2.6 、封堵體排氣孔

        在導流洞頂部灌漿廊道頂拱布置2排回填灌漿,預埋灌漿盒,引管至廊道外,并預留5cm深排氣槽。在廊道回填混凝土強度達到70%以上時才能進行回填灌漿施工。

        3 、導流洞封堵體與封堵體施工

        根據龍華河水庫工程項目實際建設情況,下閘蓄水時間計劃在2017年9月上旬。因此導流洞封堵需要在下閘蓄水前完成。

        3.1 、導流洞封堵段引水管線的施工

        導流洞封堵前大壩左岸下游側部分農田灌溉用水從導流洞下游側取水,為保證導流洞封堵后大壩左岸下游農田灌溉用水,結合導流洞封堵后下游河道生態需水,在導流洞內設置2根DN325鍍鋅鋼管引水,在導流洞封堵前,先將2根DN325引水鋼管靠近導流洞左岸一側布置,采用法蘭盤將鋼管相連接,導流洞中鋼管總長為75m,每隔10m設置一座支墩。引水管線采用龍抬頭型式出導流洞,在豎向段鋼管上安裝抱箍,同時在貼近導流洞洞臉側巖石鉆孔,安裝錨栓,最后擰緊抱箍螺栓固定豎向段鋼管,引水管線出洞口后再沿自然邊坡向大壩方向鋪設,導流洞頂部引水管線采用鎮墩固定。

        3.2、 導流洞封堵體設計

        龍華口水庫導流洞封堵體根據《水工隧洞設計規范》(SL279-2002)設計,導流洞封堵體長度為15m,由兩段組成,每段長7.5m,第一段起始點樁號為:0+062m,第二段起點樁號為:0+069.5m,封堵體采用C20微膨脹混凝土封堵,在封堵體第一段導流洞中設置6排錨筋,每排7根,梅花形布置,錨筋長度為3m,入巖2m,導流洞中保留1m,最后澆筑在封堵體中,封堵體結構圖見圖2。

        3.3 、導流洞封堵與堵頭施工

        導流洞封堵段起點和終點的樁號分別為:0+062m和0+077m,分兩次封堵,第一次封堵段樁號為:0+062-0+069.5m,第二次封堵段樁號為:0+069.5-0+077m。

        左岸540m高程灌漿洞向下的灌漿帷幕與導流洞中心線相交的樁號為0+079.06m。導流洞封堵全部完工后,應在左岸541m灌漿洞內向下補齊帷幕灌漿。

        樁號0+062m~0+068m洞身底板和側墻開挖出0.5m深的鍵槽,當導流洞進口封堵后,將封堵段基巖清理沖洗干凈并鑿毛,在低溫下分倉進行堵頭混凝土施工。在封堵體進口及混凝土分縫處采用紫銅片止水,瀝青木板嵌縫。

        封堵體采用C20微膨脹混凝土。在堵頭段首、尾各設一道膨脹止漿帶。

        4、 結束語

        盂縣龍華口水庫導流洞封堵于2017年7月開始施工,2017年9月上旬大壩下閘蓄水前投入使用,至今約1年時間,堵頭未發生滲水現象,封堵效果良好,可為類似水庫導流洞封堵提供借鑒的實例。

        參考文獻

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        [5] 鄧盛石.關于水利工程中導流洞封堵設計與施工技術的分析[J].低碳世界,2016(10):46.

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