导流洞临时堵头施工措施
俞鹏王友辉孙远
【摘要】光照水电站位于贵州省关岭县和晴隆县交界的北盘江中游，坝顶全长410m，坝高200.5m，工程自2006年2月11日开始浇筑碾压砼，2007年12月30日开始下闸蓄水，需要马上对导流洞进行临时封堵，本文具体介绍了导流洞临时封堵施工的主要技术措施。
【关键词】光照水电站；坝高200.5m ；导流洞；技术措施。
一.工程概况
光照水电站位于贵州省关岭县和晴隆县交界的北盘江中游，是北盘江干流的龙头梯级电站，地处“六盘水、安顺、黔西南”火电地中心，距省会贵阳直线距离162km，距安顺市直线距离75km，距施工供电电源起点晴隆县直线距离14km，滇黔铁路和320国道公路从附近通过，现已有公路到达工地，交通较为便利。工程以发电为主，其次航运，兼顾灌溉、供水及其他等任务。
工程枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪表孔、放空底孔、右岸引水系统及地面厂房等组成。电站装机容量1040 MW（4×260 MW），保证出力180.2MW，多年平均发电量27.54亿kWh。水库正常蓄水位745m，死水位691m，总库容32.45亿m3，死库容10.98亿m3，为不完全多年调节水库。
光照工程等级为I等大（1）型工程，挡水坝、泄水建筑物、引水发电系统等永久建筑物为1级建筑物。大坝及泄水建筑物按1000年一遇（P=0.1%）洪水设计，按5000年一遇（P=0.02%）洪水校核；引水发电系统按200年一遇（P=0.5%）洪水设计，按1000年一遇（P=0.1%）洪水校核；下游消能防冲按100（P=1%）年一遇洪水设计。临时建筑物为4级，采用P=10%的频率洪水作为导流设计标准。
大坝由河床溢流坝段和两岸挡水坝段组成，坝顶全长410m，其中溢流坝段长（含底孔坝段）91m。最大坝高200.5m，坝顶宽12m，上游坝坡1:0.25，下游坝坡1:0.75，坝底最大宽度159.05m，共分20个坝段。泄水建筑物为坝顶3个开敞式溢流表孔，每孔净宽16m，堰顶高程725m，每孔设有16m×20m弧形工作
闸门，下游出口采用窄缝挑流消能型式，设计最大下泄流量9857 m3/s；一个底孔布置于溢流坝右侧12号坝段，底孔进口底板高程640m，最大泄流量799m3/s，孔口控制尺寸4m×6m，出口采用斜鼻坎挑流消能。
1.1导流洞临时堵头概况
原设计图纸中导流洞临时堵头位于导流洞闸门之后，断面形式为城门型（具体尺寸见图1-1），长度为15.03m（k0+009.97~k0+025.0），临时堵头混凝土采用C15二级配微膨胀常态混凝土。
图1-1：导流洞临时堵头断面示意图
根据《关于增加导流洞临时堵头长度及调整充水、排气措施的通知》（工程设计（更改）通知书（2007）GZ/C2-1-第007号）：“…本工程下闸蓄水安排在汛期，导流洞堵头施工期导流标准采用全年10年一遇洪水。导流标准的提高增加了导流洞上游段的外水水头，且导流洞进口段为强风化飞仙关砂页岩，埋深浅、强度低，为确保堵头施工期导流洞进口段的安全，现将导流洞临时堵头增加15m，即临时堵头末端桩号从k0+025m调整为k0+040m…”。
根据《关于对导流洞临时堵头进行回填灌浆的通知》（工程设计（更改）通知书（2007）GZ/C2-1-第009号）：“由于临时堵头较长，为防止混凝土与导流洞衬砌混凝土脱空，须对临时堵头进行回填灌浆。”
1.2主要工程量
导流洞临时堵头（k0+009.97~k0+025.00）主要工程量为：C15二级配微膨胀常态混凝土：5191m3；回填灌浆：307 m2；土石围堰：470m3。具体工程量见表1-1。
导流洞临时堵头施工主要工程量表表1-1
二.施工布置
2.1施工供电
临时堵头砼振捣、施工照明以及永久堵头施工的电源，拟就近从导流洞2#施工支洞堵头附近500KV·A变压器（江南公司所有）搭火接电。供电线路沿导流洞洞壁（架高2.5m以上）接入施工所需部位。
预计该部分所需用电总功率为100KW。
为保证堵头干地施工，在导流洞出口处填筑一道土石围堰，同时在土石围堰上安装2台水泵抽水。抽水水泵从厂房右侧（靠近河道侧）1000KV·A变压器（十一局所有）搭火接电。预计该部分所需用电总功率为100KW。
2.2施工供水
主要用于仓面冲洗和养护，拟从导流洞2#施工支洞外（右岸600公路旁）引一条Φ110×5主供水管至导流洞临时堵头后。由于导流洞充水、排气措施较所设计方案有所调整，计划将导流洞永久堵头与临时堵头之间的供水管路作为后期排气管路。因此该段管路将采用焊接连接保证密闭不漏水，并用Φ22钢筋支撑高于导流洞洞底50cm布置。
2.3施工通讯
在下闸工作区和导流洞内，由于对讲机信号传输受到屏蔽，需要从2#施工支洞外至导流洞封堵段施工工作面安装一部磁吸式对讲电话(有线)，以保证下闸期间通讯通畅无阻。在导流洞洞内施工中，可以使用对讲机实现局部通讯，对外通讯采用有线通讯。
2.4施工道路
导流洞临时堵头加长段施工路线为：右岸4#拌和楼→厂房围堰子堰（或厂房尾水平台）→右岸600场内公路→导流洞2#施工支洞→临时堵头仓面。
三.施工方法
3.1施工程序
导流洞临时堵头混凝土浇筑工艺流程图见图3-1。
图3-1 混凝土浇筑工艺流程图
3.2施工准备
1．导流洞2#施工支洞堵头拆除及导流洞内排水
由于导流洞2#施工支洞位于临时堵头及永久堵头施工的主要路线上，因此在临时堵头施工前需将2#施工支洞堵头前的积水及淤泥清理干净，并爆破拆除2#施工支洞堵头。堵头爆破拆除主要采用手风钻造孔全断面爆除，爆破采用中间设楔形掏槽孔、周边光面爆破；爆破网络采用非电毫秒雷管微差延时网络起爆方式。
如何保证堵头混凝土的干地施工，是导流洞临时堵头顺利施工的关键。导流洞内来水主要有两部分：1.导流洞钢闸门下闸后的漏水；2.下游河水从导流洞出口倒灌至导流洞。
对于导流洞钢闸门下闸后的漏水，采取将半圆管（Φ100）倒扣点焊在漏水处，将漏水引向左右两侧排水钢管内排走的措施排水。
对于导流洞出口倒灌的河水，采取的措施是：在导流洞出口喇叭口段填筑一道土石围堰，围堰填筑高度为3m，顶宽3m，上游坡为1：2.5，下游坡为1：2，并在围堰堰顶安装两台水泵（一台为75KW，一台备用为22KW）用于抽水。后期将此围堰继续加高至11m，作为永久堵头施工的挡水措施。该围堰所需石碴取自河床左岸及进护坦道路，围堰拆除时将石碴运往右岸蜂窝碴场。
2．基础面处理
对于基础面上的杂物、泥土及松动石块、有害淤泥等均须清除。在混凝土浇筑之前，表面采用高压水或其他方法进行彻底清洗，并排净积水。
清洗后的基础面在混凝土浇筑前保持洁净和湿润。
3．施工缝处理
对已混凝土浇筑分层收仓面，在下一层砼浇筑前必须用高压水枪将老混凝土表面含游离石灰的乳皮清除，并使表层石子半露，形成有利于层间结合的麻面，必要时人工进行凿毛处理。冲毛后，应用压力水冲洗干净，使其表面无碴、无尘，才能浇筑混凝土。
4．模板安装
临时堵头段混凝土模板采用1.830×0.915m胶合板，边角采用散装木模板。将仓面底板上的水和污物清理干净后，在堵漏段下游侧立即立模，立模的同时，将临时排水钢管与左右两侧的引水半圆管密闭连接，并迅速开始混凝土的浇筑。堵头模板的安装可以随混凝土的浇筑同步进行。
模板安装必须按设计图纸测量放样，在基础面打插筋，通过φ12拉条将模板固定，固定前根据测量检测成果进行适当调整，并在安装完成后进行校核；模板内侧须涂刷脱模剂，确保脱模时模板不将砼粘带即破坏砼表面。支架必须支承在稳固的地基上，并有足够的支承面积，以确保稳定。
5．开仓前全面检查
仓面准备就绪，风、水、电及照明布置妥当后，经监理工程师检查、验收合格后，签发开仓证，才允许开仓浇筑。一经开仓则应连续浇筑，避免因中断而出现冷缝。
3.3混凝土浇筑
1．分层、分块
导流洞临时堵头混凝土按照洞0+025.00分为两段施工，每段分6层进行浇筑，洞顶与洞底均为2.0m/层、中间均为3m/层，水平施工缝在EL585.0、EL588.0、EL591.0、EL594.0、EL597.0。先浇筑上游段临时堵头，再浇筑下游段临时堵头加长段。具体分层、分块见图3-2。
0+025.00
0+009.97
0+040.00
EL583.00
EL599.00
图3-2：导流洞临时堵头分仓示意图
2． 混凝土拌和及运输
混凝土生产采用右岸4＃拌和楼（4×3自落式、混凝土生产能力240m 3/h)。 混凝土水平运输采用20t 自卸汽车和部分砼搅拌运输车进行水平运输，混凝土运输路线为：
右岸4#拌和楼→厂房围堰子堰（或厂房尾水平台）→右岸600场内公路→导流洞2#施工支洞→临时堵头仓面。 3． 混凝土入仓
导流洞临时堵头混凝土采用汽车从右岸拌和楼接料经EL600公路运至洞内，为了加快混凝土的浇筑速度，EL591.0以下三层拟采用自卸汽车直接将混凝土运至仓内，然后由PC200挖掘机进行布料，自卸汽车轮胎在入仓前进行人工冲洗，避免轮胎将泥土等杂物带入仓内。第四层至第六层混凝土浇筑采用泵送混凝土入仓，泵机布置在仓块下游位置。混凝土浇筑均采用台阶法浇筑，每层混凝土振捣厚度为30~50cm 。
仓外道路填筑，在第一层混凝土浇筑完毕后将仓外道路用石碴按1：5填至第一层混凝土的分层线高程进行第二层混凝土的浇筑，在第二层混凝土浇筑完毕
后将仓外道路用石碴按1：5填至第二层混凝土的分层线高程进行第三层混凝土的浇筑。
4．混凝土平仓和振捣
导流洞临时堵头加长段混凝土为C15二级配微膨胀常态混凝土，混凝土浇筑采用台阶法，从上游往下游浇筑，台阶高度为50cm，混凝土入仓后由人工平仓、振捣器振捣；混凝土下料时须均匀、平缓，铺层厚度不超过50cm，振捣方式采用梅花型振捣，振捣时间大于等于30S，确保混凝土振捣密实，同时混凝土振捣时防止振捣器振击拉条和模板。
3.4混凝土养护
仓号收盘12小时后及时洒水养护，养护期至少为14天。
3.5特殊情况处理
当因意外中断浇筑，时间尚未超过初凝时间，应加铺至少与混凝土同强度等级的砂浆后方可复仓浇筑，否则应停仓并按施工缝处理。
当因意外中断浇筑时，间隔时间超过混凝土终凝时间时，应按施工冷缝进行凿毛和铺砂浆。
3.6回填灌浆施工
由于临时堵头较长，为防止堵头混凝土与导流洞衬砌混凝土脱空，根据设计要求，须对临时堵头进行回填灌浆。回填灌浆具体要求如下：
1．回填灌浆采用三根Φ100钢管，灌浆管布置见图3-3、图3-4；
0+025.00
0+009.97
0+040.00
导流洞
i=1.869‰
EL583.00
EL599.00
导流洞闸门
0+035.00
1#灌浆管
2#灌浆管
3#灌浆管
临时堵头
A
A
2．回填灌浆在临时堵头混凝土强度达到70%以后进行； 3．回填灌浆浆液水灰比为0.5：1，灌浆压力为0.5MPa ；
4．在设计灌浆压力下，先进行1号灌浆管的灌浆，1号管停止吸浆10min
后，进行2号管灌浆，2号管停止吸浆10min 后，进行3号管灌浆，3号管停止吸浆30min 后，回填灌浆结束；
5．回填灌浆结束时，若灌浆管吸浆量较大，采用水泥砂浆进行灌注；
6．回填灌浆结束后，对灌浆管采用水泥浆进行封孔。
四.施工进度计划安排
根据总进度计划，大坝于2007年12月30日下闸蓄水后即进行导流洞堵头混凝土施工。由于临时堵头工作面小、入仓困难、施工难度大且提早完成施工对永久堵头的施工意义重大，因此计划在下闸后7天内完成全部30m临时堵头的施工。
五.资源配置
5.1施工机械设备配置
主要施工机械设备配置见《主要施工机械设备配置表》（表5-1）。
主要施工机械设备配置表表5-1
5.2劳动力配置计划
劳动力配置计划见《主要施工人员配置表》（表5-2）。
主要施工人员配置表表5-2
六.施工建议
6.1施工建议
1．在浇筑导流洞临时堵头k0+025m以上部分，先浇筑部分临时堵头加长段混凝土作为入仓道路；
2．建议将导流洞永久堵头与临时堵头之间的供水管路作为后期排气管路。该段管路将采用焊接连接以保证密闭不漏水，并用Φ22钢筋支撑高于导流洞洞底50cm布置。
参考文件：
1．《北盘江光照水电站大坝土建工程招标文件——第二卷：技术条款》（合同编号：GZ/C3-2）；2．《北盘江光照水电站大坝土建工程投标文件——第七篇：施工组织设计》（合同编号：GZ/C3-2）；
3．《大坝施工组织设计》（MH工字（2005）039号）；
4．《导流洞封堵结构及灌浆图》（GY305C-0944-612-06-1/7~7/7）；
5．《光照水电站工程导流洞封堵工程设计报告》（贵阳勘测设计研究院）；
6．《水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）；
7．《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2001）；
8．《水工建筑物水泥灌浆技术规范》（DL/T 5148-2001）；
9．《光照水电站工程导流洞下闸及封堵施工组织设计审查会会议纪要》（桂光监纪（2007）048号）；
10．《关于增加导流洞临时堵头长度及调整充水、排气措施的通知》（工程设计（更改）通知书（2007）GZ/C2-1-第007号）；
11．《关于对导流洞临时堵头进行回填灌浆的通知》（工程设计（更改）通知书（2007）GZ/C2-1-第009号）。