一种导流洞封堵施工方法与流程

1.本发明属于水利水电建设施工技术领域，尤其属于引水发电工程中的 开关站防护技术领域，涉及一种导流洞封堵施工方法。


背景技术：

2.水利工程中导流洞封堵设计与施工是水利工程的重点，导流洞封堵的 施工质量关系着整个水利工程的安全及施工进度。而且导流洞封堵工作能 否顺利、及时地完成，对整个后期的工程进度和工程能否及时发挥效益有 着极其重要的意义。
3.导流洞封堵包括准备工作、清淤抽水、挡水围堰、混凝土浇筑、混凝 土温控等工作。一般采用分仓分段，普通硅酸盐水泥或中热水泥混凝土封 堵，该方法浇筑时间长、温控时间长、常常导致灌浆时间相应推后。
4.传统施工方案采用普通硅酸盐水泥或中热水泥混凝土，泵车或者泵送 入仓，分段分仓浇筑，经混凝土温控，混凝土强度达到要求后，才能进行 相应灌浆施工。其施工方式存在以下缺点：堵头尺寸一般较长，需要分仓 分段浇筑，混凝土浇筑后强度和温度达到要求所需时间较长。采用普通硅 酸盐水泥或中热水泥混凝土，水泥水化热较高，28天绝热温升将达到51℃ 左右，在采用制冷混凝土，铺设冷却水管通水冷却降温的基础上，一般混 凝土内部最高温度将达到45℃左右，不利于温控防裂，降温至15～16℃具 备灌浆条件，一般也需要50～60天时间，也导致后续灌浆施工十分紧张。 按照传统施工方案进行导流洞封堵，工期较长，可能导致蓄水时间推后。


技术实现要素：

5.针对以上现有技术的不足，本发明公开了一种导流洞封堵施工方法。 本发明采用低热水泥混凝土、通长不分段的整体封堵施工方法，在混凝土 浇筑和温控施工中缩短工期，为灌浆施工、下闸蓄水等提供了更好的时间 保障。
6.本发明通过以下技术方案实现：
7.本发明导流洞封堵施工方法中导流洞堵头封堵浇筑施工采用低热混凝 土、导流洞堵头通长不分段整体浇筑固结完成封堵。
8.本发明导流洞封堵施工方法，包括以下步骤：导流洞封堵准备，出口 混凝土围堰浇筑和上游挡水坎浇筑，排水，导流洞堵头浇筑，混凝土温控； 其中：导流洞堵头浇筑采用低热混凝土，通长不分段整体浇筑固结完成封 堵。
9.本发明施工方法中，导流洞堵头浇筑采用c25w12f100二级配泵送低热 混凝土，坍落度160～180mm；导流洞堵头通长不分段，导流洞堵头分三仓 浇筑完成。
10.本发明施工方法中：混凝土温控采用在导流洞堵头中预埋冷却水管通 水冷却，冷却水管按照1.0m
×
1.0m间排距进行布置；冷却水管布置于基础 面上部0.5m，当浇筑层厚大于1.0m时坯层设置上下间隔1.0m的冷却水管 层；控制方法包括：
11.导流洞堵头第一浇筑仓混凝土下料后开始一期通水，冷却水管进口水 温10～12
℃，冷前3天通水流量控制在1.5～2.0m3/h，4～7天通水流量控 制在1.2～1.8m3/h，最大降温速率不大于1℃/d，连续通水7天后通水流量 控制在1.0～1.5m3/h，控制最大降温速率不大于0.8℃/d，通水时间不少于 21天或混凝土平均温度降至25～27℃时结束一期通水；
12.导流洞堵头第一至第二浇筑仓进行中期通水，一期冷却结束后10天开 始，冷却水管入口处水温10～12℃，通水流量1.0～1.2m3/h，控制最大降 温速率不大于0.5℃/d，混凝土温度需降至19℃；
13.导流洞堵头最后一仓混凝土采用连续通水，冷却水管进口水温为同时 间段内其他部位的冷却水管进口水温；
14.导流洞堵头温度每天测量两次，过程中及时调整水温流量以控制温度， 直至温度达标。
15.本发明施工方法中导流洞封堵准备包括：导流洞下闸，洞内排查，洞 口土石围堰施工，洞内初期抽排水；其中：洞内排查包括对闸门渗水、洞 壁渗水、衬砌混凝土完整性进行排查，无危险因素后进行后续施工；洞口 土石围堰施工包括在导流洞出口布置挡水土石围堰，并对挡水土石围堰进 行灌浆防渗处理。
16.本发明施工方法中出口混凝土围堰浇筑和上游挡水坎浇筑同时进行， 其中：上游挡水坎位于导流洞封堵体上游侧，断面为梯形，在导流洞底板 及边墙凿毛后，采用c25二级配泵送混凝土浇筑固结；出口混凝土围堰浇 筑是土石围堰保护下，在浇筑前，对出口混凝土围堰部位底板、边墙凿毛 并施工插筋后，采用c25w6f50二级配泵送浇筑固结。
17.本发明施工方法中排水包括出口土石围堰形成后的初期集中排水和封 堵施工期的经常性排水；其中：
18.出口土石围堰形成后的初期集中排水，出口土石围堰和防渗施工完成 后，开始导流洞集中排水，采取强排措施，在导流洞出口土石围堰顶部布 置泵站，泵站采用多台离心式清水泵和潜水泵，排水管经过导流洞出口土 石围堰排入围堰外；
19.封堵施工期的经常性排水，后期经常性排水包含渗水和施工废水排水； 沿导流洞堵头混凝土上游挡水坎中部布置排水钢管，延伸至混凝土围堰上 游侧水泵坑；在混凝土围堰上游侧设置水泵坑，沉淀后采用一台潜水泵进 行封堵施工期间的经常性排水。
20.本发明施工方法采用通长不分段的方式进行导流洞封堵，较传统方式 分仓分段浇筑，节约了工期，为后续施工创造了条件。本发明采用低热水 泥混凝土进行导流洞封堵段浇筑，低热水泥混凝土内部最高温度比中热水 泥在同等条件下低8～10℃，降温速率及目标温度等温控指标更易达到，混 凝土质量得以保证。
附图说明
21.图1是本发明实施例导流洞封堵施工流程。
具体实施方式
22.下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发 明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技 术均没有超出本发明保护的范围。
23.结合附图。
24.下面以某沟水电站导流隧洞施工为例对本发明进行说明。某沟水电站 导流隧洞为4级建筑物，共2条，布置于坝址右岸，为满足下闸蓄水的要 求，需要对1#、2#导流洞进行封堵，封堵混凝土采用c25w12f100二级配泵 送低热水泥混凝土。导流隧洞堵头采用混凝土重力式，堵头直接修建在混 凝土衬砌上(开挖面为瓶塞形)，1#、2#导流隧洞堵头长度均为40m。根据 建筑物防渗布置及围岩条件，堵头位于导流隧洞洞身的中部。堵头内设置 灌浆廊道，长30m，为城门洞形，顶拱中心角180
°
，宽
×
高为2.5m
×
3.0m。 采用低热水泥混凝土、通长40m不分段的方式进行封堵。
25.总体方案如下：
26.当2#导流洞下闸时，1#导流洞正在过流，为保证进洞和干地施工，先 下闸的2#导流洞进洞封堵前，需要做洞口临时土石围堰和施工通道。1#导 流洞下闸后，由坝体挡水，拱坝蓄水期间下游河道只过生态流量，基本为 干地施工，沿2#导流洞出口土石围堰修建临时道路后，进行1#导流洞出口 土石围堰的施工。
27.2#导流洞下闸后，在进行2#导流洞洞口的土石围堰的施工过程中，同 时进行3#施工支洞封堵段的挖除施工。土石围堰形成后及时进行围堰花管 静压灌浆防渗墙施工，之后在出口围堰安装水泵进行导流洞内集水初期抽 排，完成后进行导流洞出口混凝土围堰浇筑施工，同时进行堵头前挡水坎、 进洞的道路垫渣、永久堵头前的原衬砌混凝土底板、边墙的凿除和凿毛、 排水管路安装、模板安装、预埋件安装等施工，上述工作完成后进行2#导 流洞永久堵头混凝土浇筑温控及灌浆施工。
28.1#导流洞下闸后，由坝体挡水，生态泄放孔过流，拱坝蓄水期间下游 河道过流量较小，1#导流洞出口土石围堰形成后，迅速进行围堰花管静压 灌浆防渗墙施工，之后在出口围堰安装水泵进行导流洞内集水初期抽排， 完成后进行导流洞出口混凝土围堰浇筑施工，其余施工项目及程序同2#导 流洞施工。具体施工流程如下图1。
29.本发明施工方法在实施例某沟施工中应用，堵头浇筑完成后，各方面 性能达标，混凝土质量得以保证。
30.实施例应用证明：导流隧洞封堵施工采用低热水泥混凝土，能够优化 混凝土分段、分层等分仓结构，加快混凝土浇筑进度，较传统方案节约了1～ 1.5个月工期，有利于工期保证；采用低热水泥混凝土内部最高温度比中热 水泥在同等条件下低8～10℃，缩短了混凝土降温过程时间，较传统方案节 约10～15天工期，有利于混凝土温度控制，温控各项指标满足设计要求； 同时其各项性能指标能够满足工程规范及设计技术要求，混凝土质量也得 以保证。
31.详细实施方案与步骤如下：
32.(1)导流洞下闸后，对闸门渗水、洞壁渗水、衬砌混凝土完整性等情 况进行排查，无危险因素后进行后续施工。
33.(2)为满足导流洞封堵干地施工要求，按照挡水标准在1#、2#导流 洞出口布置挡水土石围堰，土石围堰渣料采用围堰拆除渣料或下游河道治 理渣料，按照围堰顶部宽度7m，围堰两侧坡比按照1:1.5～2进行填筑。并 进行灌浆防渗处理。
34.(3)初期抽水完成后，在土石围堰保护下，按照挡水标准(考虑安全 超高)修建汛期混凝土围堰，围堰混凝土浇筑前，对该部位底板、边墙凿 毛并施工插筋后，采用c25w6f50二级配泵送浇筑。
35.(4)导流洞下闸后洞内抽排水包括：出口土石围堰形成后的初期集中 排水和封堵施工期的经常性排水。
36.1)出口土石围堰形成后的初期集中排水
37.出口土石围堰和防渗施工完成后，开始导流洞集中排水，以便及早开 始导流洞堵头封堵后续施工。为加快抽水进度，需采取强排措施。在导流 洞出口土石围堰顶部布置泵站，泵站采用2台离心式清水泵和2台潜水泵， 备用4台潜水泵。排水管经过导流洞出口土石围堰排入雅砻江内。
38.2)封堵施工期的经常性排水
39.后期经常性排水主要包含渗水和施工废水。沿导流洞堵头混凝土上游 挡水坎中部布置φ500排水钢管，延伸至混凝土围堰上游侧水泵坑。在混凝 土围堰上游侧设置水泵坑，沉淀后采用1台潜水泵进行封堵施工期间的经 常性排水。为防止导流洞封堵期间上游渗水急剧增大，在出口混凝土围堰 上游侧浇筑承重平台，放置2台离心式清水泵。
40.(5)洞内积水排干后采用装载机配合人工进行洞内淤泥清理工作，用 25t自卸汽车运输至渣场。
41.(6)同时进行挡水坎浇筑施工，挡水坎位于导流洞永久堵头混凝土上 游侧，断面为梯形断面，高度为1.75m，顶部宽度为0.5m，底部宽度为1.38m。 导流洞底板及边墙凿毛后，采用c25二级配泵送混凝土浇筑。
42.(7)同时开始混凝土凿除及凿毛工作，原预埋有止水铜片的堵头前 22.86m范围衬砌混凝土扣除，为确保现场施工进度，采用预裂爆破进行混 凝土凿除，利用可移动门洞式操作平台进行钻孔；采用人工进行混凝土凿 毛，利用固定门洞式操作平台进行施工。下游堵头段边顶拱衬砌混凝土表 面，采用凿毛处理，凿毛采用破碎锤或搭设简易操作架人工电镐凿毛。
43.(8)基岩面清理完成后，按照设计图纸进行钢筋及架立筋施工，因混 凝土为通长(40m)浇筑，冷却水管布置固定需采用架立筋，1#、2#导流洞封 堵段留有灌浆廊道和蝶阀井，廊道尺寸为2.5m
×
3m(宽
×
高)，灌浆廊道周 边设有纵、横向钢筋，周围横向钢筋为c28@20cm，通长纵向钢筋c20@20cm， 灌浆廊道上游面端部纵、横向钢筋均为c28@20cm；蝶阀井尺寸为1.5m
×ꢀ
1.25m(长
×
宽)，周围纵、横向钢筋均为c16@20cm。钢筋保护层厚度为5cm， 廊道钢筋的锚固段与止水有冲突时，钢筋锚固适当转弯布置。
44.(9)1#、2#导流洞封堵施工预埋件，预埋件按设计图纸要求事先加工 完成，并按照设计图纸于开仓之前完成布置。主要为冷却水管、温度计、 预埋灌浆管、预埋导向钢管、止浆铜片及排水钢管等。
45.(10)1#、2#导流洞封堵混凝土模板，采用p1015、p6015组合钢模板 进行拼装，局部狭窄部分采用覆膜面板进行填补。通过φ16拉杆内拉、c32 钢筋内撑的方式进行固定；地锚插筋采用c25钢筋，锚入长度50cm，外露 20cm；模板背部竖向围檩采用φ48.3mm
×
3.6mm的钢管或5cm
×
10cm方木， 间距75cm，水平围檩采用φ48.3mm
×
3.6mm的钢管，并利用蝴蝶扣进行固 定。灌浆廊道采用定型模板。
46.(11)1#、2#导流洞封堵混凝土主要c25w12f100二级配泵送混凝土(水 泥采用低热水泥)，通长浇筑，1#、2#导流洞封堵混凝土长度均为40m，在 采用同一厂家的低热水泥情况下，混凝土采用一段封堵完成，分3仓进行 浇筑，下一仓浇筑需待上一仓强度达到并立模凿
毛后进行，第一仓高度为 6.5m(收仓面为灌浆廊道底板高程)，第二仓分层高度为4.5m(收仓面为灌 浆廊道顶部高程1.5m)，第三仓分层高度为5m(浇筑至导流洞顶部，最后 一层采用自密实混凝土浇筑)。
47.封堵混凝土采用c25w12f100二级配泵送混凝土，采用低热水泥，坍落 度160～180mm。混凝土从拌和楼供料，采用混凝土罐车运输至工作面混凝 土泵处，直接卸料至混凝土泵(封堵段顶部最后一层采用自密实混凝土泵 送入仓)内，再由泵管运输至混凝土浇筑仓内，人工φ70软轴或100型插 入式振动器振捣密实。
48.(12)导流洞封堵施工冷却供水：1台hypcpw650冷水机组(125m3) 布置于2#导流洞内，从系统供水管上直接接取，于工作面设水包供水，1 台ycae130grme50-ob冷水机组作为备用。
49.1)导流洞封堵混凝土堵头采用预埋hdpe冷却水管的方式进行通水冷 却，冷却水管采用大坝混凝土浇筑a40mm冷却水管，壁厚3mm，按照1.0m
ꢀ×
1.0m间排距进行布置。第一仓、第二仓和第三仓分别设置5支、4支和4 支温度计。
50.2)冷却水管蛇形布置，单根水管长不宜大于300m。冷却水管铺在基 础面上部0.5m，当浇筑层厚大于1.0m时坯层中增设冷却水管。
51.3)混凝土下料后开始一期通水，蛇形管进口参考水温10℃～12℃， 一冷前3天通水流量控制在1.5m3/h～2.0m3/h，4～7天通水流量控制在 1.2m3/h～1.8m3/h，最大降温速率不大于1℃/d，连续通水7天后通水流量 控制在1.0m3/h～1.5m3/h，控制最大降温速率不大于0.8℃/d，通水时间不 少于21天或混凝土平均温度降至25℃～27℃时结束一期通水。若温度难以 降至25℃～27℃时，延长一期通水时间。
52.4)堵头段第一至第二浇筑仓进行中期通水冷却。一期冷却结束后10 天开始，蛇形管入口处水温10℃～12℃，通水流量1.0m3/h～1.2m3/h，控 制最大降温速率不大于0.5℃/d。中期冷却温度控制标准：混凝土温度降至 19℃左右为止。
53.5)堵头混凝土最后一仓混凝土采用连续通水方式，蛇形管进口水温宜 参考同时间段内其他部位的蛇形管进口水温控制。一期通水结束后，开始 对整个堵头混凝土进行二期通水，二冷蛇形管进口参考水温宜按10℃～ 12℃控制，通水流量控制在1.0m3/h～1.5m3/h，最大降温速率不大于0.4℃ /d，混凝土平均温度降至15℃～16℃结束二期通水。
54.6)温度一天测量两次，过程中及时调整水温流量以控制温度，直至温 度达标。
55.(13)混凝土浇筑完毕后应及时养护。一般应在混凝土浇筑完毕后 12h～18h及时采取洒水或喷雾等措施进行养护，连续养护时间不得少于 28d。混凝土表面采用湿养护方法在养护期间连续不断地进行养护，以保持 混凝土表面湿润，直至上层混凝土开始浇筑。养护用水应清洁，水中不应 含有污染混凝土表面的任何杂质。
56.(14)1#、2#导流洞封堵段灌浆工作完成后，将蝶阀井内的蝶阀关闭， 将蝶阀下游侧φ500排水钢管切断，采用c25一级配自密实混凝土对φ500 排水钢管进行封堵。排水钢管封堵完成后，对蝶阀井进行混凝土封堵施工， 采用c25w12f100二级配泵送混凝土。