水利枢纽工程导流洞开挖技术与质量控制策略

　　摘要：文章以迈湾水利枢纽工程为例，介绍施工期的导流控制标准，主要围绕围堰和导流明渠施工、导流隧洞封堵、回填灌浆等施工内容展开详细探讨，最终保证工程整体质量。

　　1　项目介绍

　　迈湾水利枢纽工程位于南渡江干流中游河段，是南渡江第二个梯级。其坝址位于澄迈与屯昌两县交界处宝岭附近，上游距已建的松涛水库约55km，下游距河口约142km。本工程枢纽建筑物包括1座主坝、7座副坝和左岸灌区渠首。其中，主坝为重力坝，自左到右依次为左岸挡水坝段、溢流坝段、引水发电进水口坝段、右岸灌区取水口坝段、右岸挡水坝段。左岸灌区渠首布置在大坝上游0.7km处左岸。主坝坝顶总长476m，前端牛腿悬挑5.5m作为坝顶路面，重力坝段坝顶路面高程为113.0m，河床建基面最低高程为38.0m，最大坝高75m。

　　2　施工期导流控制标准

　　2.1　导流标准

　　本工程为大（Ⅱ）型水利枢纽工程，枢纽建筑物混凝土主坝、土石副坝建筑物等级为2级，坝后电站厂房建筑物等级为3级，导流建筑物级别为4级。本工程混凝土主坝建筑物等级为2级，导流建筑物为4级建筑物，相应设计洪水标准为10~20年一遇洪水（土石结构导流建筑物），设计取枯期（12月—翌年5月）10年一遇设计洪水，相应设计流量为Q10%=305m3/s。

　　2.2　导流方式

　　大坝采用一次拦断河床围堰导流方式。即枯期采用上下游枯期围堰挡水，导流隧洞导流，汛期利用临时坝体挡水，导流隧洞和坝段缺口导流。

　　2.3　下游供水要求

　　大坝施工期采用导流隧洞过流，因此施工期河道不断流，仅导流隧洞下闸封堵期需考虑下游临时供水措施。导流隧洞下闸蓄水期在库内放空底孔坝段前搭设临时浮平台，采用水泵从库区抽水至放空底孔进口，再经放空底孔输送至下游；待库水位超过放空底孔进口底高程后，采用闸门控泄生态流量。

　　3　施工围堰和导流明渠

　　3.1　导流隧洞封堵下游枯期围堰

　　导流隧洞封堵下游枯期围堰，挡水时段为2024年5—7月，10年一遇设计洪水，相应设计流量Q10%=1458m3/s，相应上游水位为61.0m，考虑波浪爬高及安全加高，相应围堰顶高程为62.0m。围堰均采用土石结构，堰体及堰基采用粘土心墙防渗，粘土心墙顶宽4.0m，两侧坡比为1:0.2。围堰轴线长度约为40m，堰顶宽度设计为10.0m，堰体迎水侧坡比为1:2.25，背水侧坡比为1:2.0，迎水侧设置0.5m厚石渣防护。主要项目有开挖料填筑、粘土心墙施工、0.5m厚的石渣护坡以及围堰拆除。

　　3.2　石料场开采导流明渠及挡水围堰

　　（1）石料场开采导流明渠设计。按照全年10年一遇设计洪水进行设计，导流明渠轴线长度约为260m，底宽5.0m，底高程80.0～90.0m，顶高程90.0～107.0m，两侧坡比为1:2.0。

　　（2）石料场上游围堰设计。按照全年10年一遇设计洪水进行设计，相应上游水位为94.0m，考虑波浪爬高及安全加高，相应围堰顶高程为95.0m。围堰均采用土石结构，轴线长度约为31m，两侧坡比为v1:3.0。

　　（3）石料场下游围堰设计。按照二汛回水10年一遇设计洪水进行设计，相应水位为90.0m，考虑波浪爬高及安全加高，相应围堰顶高程为91.0m。围堰均采用土石结构，轴线长度共计85m，两侧坡比为1:3.0，堰坡中部设有2.0m宽马道。

　　3.3　导流明渠施工要点

　　（1）明渠开挖。临时道路修建完成后开始石料场开采导流明渠施工，导流明渠采用分层法开挖，整体按照先中间、后两端的顺序进行，明渠开挖采用1.6m3液压反铲直接挖装，由15～20t自卸汽车运输至挡水围堰或指定弃渣场，明渠两侧坡比采用1.0m3液压反铲修整。

　　（2）明渠恢复。料场开采完成后，采用15～20t自卸汽车从渣场运输开挖料将明渠回填至原地貌形态。

　　（3）施工设备配置。按照本工程导流明渠施工项目、工程量以及施工进度计划安排，拟投入明渠工程主要施工设备配置有PC200（1.0m3）液压反铲1台、PC400（1.6m3）液压反铲2台、SD22推土机2台、18t自行式振动碾2台、15t自卸汽车6辆、20t自卸汽车4辆、QY-15潜水泵4台，均与主坝工程共用。

　　4　导流隧洞封堵混凝土施工

　　（1）混凝土拌和及运输。导流洞封堵混凝土由总布置规划的混凝土拌和站集中供应，主要采用6m3混凝土搅拌车进行水平运输，HBT60混凝土泵泵送入仓。

　　（2）缝面处理。混凝土施工前将洞壁原衬砌混凝土表面凿毛，采用压力水冲洗干净。待混凝土初凝后采用压力水对水平施工缝面冲毛处理，冲毛方向与浇筑方向相反。垂直施工缝面采用人工凿毛处理。仓面冲洗采用高压水枪将混凝土面的浮碴冲洗干净，并把仓面内积水排净，通过监理人的检查验收后进行下道工序施工。

　　（3）混凝土浇筑分层。导流洞封堵混凝土长度为30m，根据招标图纸分两段浇筑，每段混凝土分层厚度控制在2.0m左右，计划分3层浇筑到顶，两段共分6层施工。

　　（4）模板安装。两端头封堵模板以P3015组合钢模为主，边角处辅以木模，第一层以钢管外斜撑紧固，其它层以内拉式紧固。灌浆廊道上游端头封堵模板及侧墙模板以P3015组合钢模为主，边角处辅以木模，内拉外撑紧固；灌浆廊道顶拱模板采用钢管拱架配组合钢模形式，支撑系统采用钢管排架支撑。

　　（5）灌浆管、止浆片及冷却水管施工。灌浆管采用HDPE管，出口外露段采用镀锌钢管，按设计图纸要求预埋灌浆管、止浆片，冷却水管采用聚乙烯（PE）塑料管，沿堵头高度方向每隔1.5m布置一层，单根循环长度不超过300m。冷却水管出口设在堵头下游侧。

　　（6）混凝土浇筑。仓面通过监理人验收合格后进行混凝土浇筑，浇筑前保证仓面洁净湿润。浇筑混凝土入仓前，在仓内老混凝土面上均匀铺一层2～3cm厚与混凝土浇筑强度相适应的砂浆，以保证新浇混凝土与老混凝土结合良好。

　　导流洞封堵混凝土采用通仓薄层浇筑方法，6m3混凝土搅拌车运输，HBT60混凝土泵泵送入仓。振捣以手持式高频φ100振捣器为主，局部辅以φ50mm软管振捣器。封拱层施工时，混凝土泵在一定时间内保持特定压力，使混凝土充填密实（由试验确定具体时间），防止出现架空现象。

　　（7）混凝土养护。封堵混凝土表面采用草袋洒水保湿养护，养护时间达到设计规定的龄期要求。

　　5　回填灌浆施工

　　导流洞封堵回填灌浆拟分区段、自下游而上游、采用填压式灌浆法进行，区段长度为封堵体浇筑段长度。为便于回填灌浆施工，在封堵体内预留2m×2.5m的灌浆廊道（第一段不预留），封堵前与监理工程师协商，得到批准后实施。封堵体施工时，按设计要求预埋回填灌浆管路，并将灌浆管路引至预留灌浆廊道内，标识明确、妥善保护。

　　在封堵体浇筑前现场安装回填灌浆管路。第一段（进口侧）封堵体不预留灌浆廊道，管路引至第二段封堵体预留的灌浆廊道内；自第二段起引至各段相应的廊道。根据施工图纸或监理人指示预埋灌浆管路，分进浆管、回浆管、排浆管。对外引的灌浆管路做好标记，以免混淆，并对管口采取保护措施。

　　就近在导流洞出口拌制灌浆浆液，灌浆机具采用2SNS砂浆泵、JJS-2B搅拌桶，配套使用灌浆自动记录仪。灌浆浆液水灰比分别为1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1。回填灌浆采用填压式灌浆法，灌浆顺序依孔序逐孔灌注；某一部位的Ⅰ序孔灌完3d再钻灌Ⅱ序孔。Ⅱ序孔一般脱空值较小，孔间常不连通，为了不产生闭气情况，孔口灌浆钢管采用孔内循环装置，回浆管控制压力0.3MPa，当灌浆压力上升时回浆管放浆几次，放浆达到进浆浓度、孔内不再吸浆、持续5min结束。

　　6　接触灌浆施工

　　（1）灌浆管路。在围岩与混凝土间将预埋PVC管作为灌浆系统管路，分进浆管、回浆管，根据灌浆部位设置2个灌浆回路，各回路出浆管口间距均为4m。对各灌浆管路的预埋位置作好标记，以免混淆。若在混凝土封堵后存在较大的孔洞，需根据监理人指示增设附加进浆管并伸到底部，在上部设置排气孔。

　　（2）灌浆施工。灌浆机具采用SGB-10型灌浆泵、JJS-2B搅拌桶，灌浆自动记录仪配套使用。除非另有指示，灌浆一次连续完成，以免扰动已初凝的浆液。灌浆从低孔向高孔进行。在低位孔无回浆说明已灌到高位孔底，符合要求后方可进行高位孔的灌浆。有浆液从排气孔溢出时应将其盖住，溢出的浆液凝固后立即进行压力灌浆。按施工图纸的要求或监理人的指示确定灌浆压力和浆液水灰比。一序孔可灌注水灰比采用0.6（或0.5）:1的水泥浆，二序孔可灌注1:1和0.6（或0.5）:1两个比级的水泥浆。

　　7　结语

　　在水利枢纽工程建设中，导流隧洞在水流控制方面发挥着重要的作用。在导流洞实际作业中，必须严格根据项目地质条件、施工要求等合理选择开挖、支护方法，落实各道工序，并加强施工参数控制、工序质量检查等工作，切实保证隧洞顺利贯通，为后续施工奠定坚实的基础。

　　作者简介：刘培海（1984-），男，山西太原人，海南省水利电力集团有限公司工程师，研究方向：水利水电工程施工技术管理。

　　参考文献

　　[1]刘宏波.高生水电站导流洞工程项目管理分析[J].工程建设与设计，2020（10）：255-256.

　　（责任编辑：孙兰兰）