現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法

現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法適用范圍

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》適于中小型水利水電工程導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵施工，宜在枯水期進(jìn)行。應(yīng)用該工法時(shí)應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)展情況、施工期水文情況等資料計(jì)算現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門結(jié)構(gòu)、施工擋水導(dǎo)流鋼閘門及閘門內(nèi)導(dǎo)流孔尺寸，合理確定封堵時(shí)間。

截至2009年，水電站梯級(jí)開發(fā)的情況較多，在應(yīng)用該工法時(shí)應(yīng)考慮上游水庫(kù)發(fā)電或泄洪對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵施工的不利影響。

現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法工藝原理

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》核心技術(shù)為導(dǎo)流洞進(jìn)水口不斷流封堵施工技術(shù)，它可在主體建筑物具備蓄水、過流條件前，提前進(jìn)行導(dǎo)流洞進(jìn)水口的封堵施工，能有效縮短導(dǎo)流洞封堵工程的直線工期。首先采用小型施工擋水導(dǎo)流鋼閘門控制水流，將大斷面的導(dǎo)流洞封堵變成小斷面的施工鋼閘門內(nèi)的導(dǎo)流孔封堵，解決了不斷流也能干地施工問題，降低了封堵施工難度。通過一個(gè)帶導(dǎo)流孔的小型施工鋼閘門實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流洞口不斷流封堵，然后采用干地施工方式澆筑鋼筋混凝土閘門，鋼筋混凝土閘門達(dá)到強(qiáng)度之后即可在工程封堵條件具備時(shí)關(guān)閉導(dǎo)流孔閘門，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)導(dǎo)流洞進(jìn)水口的封堵，之后可按設(shè)計(jì)進(jìn)行導(dǎo)流洞內(nèi)堵頭施工。

現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法施工工藝

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》的施工工藝流程及操作要點(diǎn)敘述如下：

• 工藝流程

導(dǎo)流洞進(jìn)水口建筑物設(shè)計(jì)、施工→導(dǎo)流洞過水-現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門設(shè)計(jì)，施工擋水導(dǎo)流鋼閘門設(shè)計(jì)制作→施工擋水導(dǎo)流鋼閘門下閘→導(dǎo)流孔閘門吊裝→現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門施工→關(guān)閉導(dǎo)流孔閘門（大壩蓄水）→鋼筋混凝土閘門導(dǎo)流孔封堵→導(dǎo)流洞內(nèi)堵頭段施工。

• 操作要點(diǎn)

一、現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.門槽設(shè)計(jì)：在洞口兩側(cè)邊墩處設(shè)兩道門槽，上游門槽為施工擋水導(dǎo)流鋼閘門槽，有門槽埋件；下游門槽為現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門槽，無(wú)門槽埋件，需按現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)埋鋼筋等。門槽尺寸、位置應(yīng)通過計(jì)算確定，錦潭水電站施工鋼閘門槽寬50厘米，現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門槽寬150厘米。

2.閘門設(shè)計(jì)：共設(shè)置3道閘門，其中下游為封堵導(dǎo)流洞口現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門，中間為施工擋水導(dǎo)流鋼閘門，上游為關(guān)閉導(dǎo)流孔的小鋼閘門，閘門結(jié)構(gòu)應(yīng)通過計(jì)算確定。

3.不斷流封堵導(dǎo)流孔設(shè)計(jì)：在施工擋水導(dǎo)流鋼閘門內(nèi)設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)流孔（也可設(shè)置一個(gè)），孔內(nèi)安裝通到鋼筋混凝土閘門下游側(cè)的導(dǎo)流管，下閘后由導(dǎo)流管過流。導(dǎo)流孔數(shù)、管尺寸根據(jù)施工時(shí)段水文情況計(jì)算確定。

4.啟閉結(jié)構(gòu)：在現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門頂部設(shè)置導(dǎo)流孔鋼閘門啟閉支架，通過滑輪組控制導(dǎo)流孔閘門開啟和關(guān)閉。

導(dǎo)流洞進(jìn)水口鋼筋混凝土封堵閘門結(jié)構(gòu)布置參圖1。

二、小型施工導(dǎo)流鋼閘門下閘實(shí)現(xiàn)不斷流封堵

在工地金結(jié)廠按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工擋水導(dǎo)流鋼閘門、導(dǎo)流孔封堵閘門、導(dǎo)流管制作。在導(dǎo)流洞進(jìn)口結(jié)構(gòu)及門槽埋件施工完成后，可利用8噸汽車吊等起重設(shè)備適時(shí)將施工導(dǎo)流鋼閘門吊裝到上游門槽內(nèi)。首先由人工將施工鋼閘門槽和底坎清理干凈，由8噸汽車吊將帶有導(dǎo)流孔的施工鋼閘門吊入門槽內(nèi)擋水，人工隨之對(duì)門槽內(nèi)止水封條進(jìn)行加力，保證閘門擋水防滲效果，然后將導(dǎo)流管安裝到閘門導(dǎo)流孔內(nèi)，上漲河水通過施工鋼閘門內(nèi)導(dǎo)流管流到鋼筋混凝土閘門下游側(cè)，使鋼筋混凝土閘門施工能在干地施工。

施工鋼閘門下閘時(shí)機(jī)應(yīng)根據(jù)工程總體進(jìn)度情況和工區(qū)河流水情確定，一般可選擇在下閘蓄水節(jié)點(diǎn)或?qū)Я鞫催M(jìn)水口計(jì)劃封堵日期前2到3個(gè)月進(jìn)行。

三、導(dǎo)流孔閘門吊裝

用8噸汽車吊將導(dǎo)流孔閘門吊裝到施工鋼閘門上，并在進(jìn)水口左右邊墩頂面上放一根16槽鋼，用鋼絲繩將導(dǎo)流管封堵閘門吊至開啟位置固定，不影響導(dǎo)流孔過流。

四、鋼筋混凝土閘門澆筑

施工導(dǎo)流鋼閘門安裝完成，導(dǎo)流管過流后，在鋼筋混凝土閘門門槽下游用袋裝黏土等修筑一小圍堰，抽干施工導(dǎo)流鋼閘門和小圍堰間的積水，用干地方式進(jìn)行鋼筋混凝土閘門結(jié)構(gòu)模板、鋼筋、混凝土澆筑施工。人工在鋼筋混凝土閘門槽內(nèi)首先進(jìn)行底坎、兩側(cè)門槽縫面鑿毛處理，然后依次進(jìn)行立模、閘門鋼筋安裝、縫面沖洗?；炷翝仓r(shí)用ф100、ф50插入式振搗器平倉(cāng)、振搗，達(dá)到設(shè)計(jì)高程后由人工抹面。澆至頂部時(shí)預(yù)埋導(dǎo)流孔鋼閘門啟閉支架埋件及滑輪組埋件，收倉(cāng)后做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

五、關(guān)閉導(dǎo)流孔閘門

在現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門混凝土到達(dá)70%以上設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，可開始頂部啟閉支架及滑輪組安裝工作，安裝完成后將固定導(dǎo)流孔閘門的鋼絲繩換到導(dǎo)鏈滑輪吊鉤上，調(diào)整好閘門封堵開啟位置。在閘門混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且工程具備初期蓄水條件時(shí)，在現(xiàn)澆混凝土閘門頂部人工操作導(dǎo)鏈滑輪組，使導(dǎo)流孔鋼閘門向下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉導(dǎo)流孔。

六、鋼筋混凝土閘門導(dǎo)流孔封堵

當(dāng)施工鋼閘門的導(dǎo)流孔封堵后，由人工在現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門下游側(cè)將導(dǎo)流孔出口處割斷的受力鋼筋焊接好，再用混凝土封堵導(dǎo)流孔，從而完成現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工。

七、導(dǎo)流洞堵頭施工

現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口后，可按設(shè)計(jì)要求適時(shí)進(jìn)行下游導(dǎo)流洞洞內(nèi)堵頭施工。

• 勞動(dòng)力組織

勞動(dòng)力組織見表1。

參考資料：

• 主要材料

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》采用施工導(dǎo)流鋼閘門進(jìn)行不斷流封堵，施工鋼閘門結(jié)構(gòu)根據(jù)開始不斷流封堵至水庫(kù)下閘蓄水期間工區(qū)水文情況、上游圍堰高程等計(jì)算確定，保證鋼筋混凝土閘門施工期間導(dǎo)流洞進(jìn)水口不漫過施工剛閘門，導(dǎo)流孔的過流能力應(yīng)保證上游圍堰不過流。

無(wú)其他需特別說明的材料。

• 主要設(shè)備與施工機(jī)具

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》采用的主要機(jī)具設(shè)備見表2。

參考資料：

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》的工法特點(diǎn)是：

1.傳統(tǒng)水利水電工程導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵多采用鋼閘門、預(yù)制疊梁等方式，存在施工時(shí)間長(zhǎng)，工程量大，施工難度較大，工藝要求較高，成本高等問題。在封堵時(shí)間上受制于擋水、泄洪等主體建筑物進(jìn)度，一般要主體建筑物具備蓄水、過流條件后才能開始封堵施工。該工法采用的是不斷流封堵方式，可在主體工程具備下閘條件前提前進(jìn)行導(dǎo)流洞進(jìn)口封堵施工，不需要設(shè)置大型鋼閘門、啟閉機(jī)鋼筋混凝土排架、大型啟閉機(jī)等結(jié)構(gòu)，施工難度顯著降低。

2.與傳統(tǒng)施工方法比，該工法采用不斷流封堵施工技術(shù)，可減少導(dǎo)流洞進(jìn)水口建筑物結(jié)構(gòu)工程量，可減少導(dǎo)流洞施工強(qiáng)度，縮短施工工期，對(duì)環(huán)境的破壞也較小。用現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口，施工工藝簡(jiǎn)單，施工成本較低，且可提前開始導(dǎo)流洞進(jìn)口封堵施工，縮短工程直線工期2個(gè)月。

廣東錦潭水電站是一個(gè)以發(fā)電為主，兼顧下游地區(qū)的灌溉和防洪的綜合利用工程。設(shè)計(jì)總庫(kù)容2.49億立方米，最大壩高123.3米，裝機(jī)容量2.7萬(wàn)千瓦。工程右岸導(dǎo)流洞進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為襯砌混凝土，后斷面形狀為下方上圓形，寬5.8米，高6.5米，導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵采用鋼閘門封堵方式，內(nèi)設(shè)一扇重86.7噸平板鋼閘門，35米高啟閉機(jī)排架，頂部設(shè)1臺(tái)起重能力90噸、自重30噸的固定卷?yè)P(yáng)機(jī)。

在工程開工后因現(xiàn)場(chǎng)條件變化，在大壩基坑開挖前3個(gè)多月的時(shí)間只能完成右岸導(dǎo)流洞的開挖、洞內(nèi)進(jìn)出口段混凝土襯砌施工，無(wú)法在汛期前完成進(jìn)水口啟閉機(jī)排架混凝土澆筑、閘門和固定卷?yè)P(yáng)機(jī)的制作安裝等項(xiàng)目施工。在導(dǎo)流洞過水后，大壩基坑開挖，現(xiàn)場(chǎng)通往導(dǎo)流洞進(jìn)水口的施工道路將被挖斷，不能進(jìn)水口施工。在大壩纜機(jī)形成后繼續(xù)進(jìn)水口施工，存在閘門轉(zhuǎn)運(yùn)和起吊施工困難，施工費(fèi)用高等問題。為此葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司組織開展了導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵施工技術(shù)研究，以滿足工程進(jìn)度和導(dǎo)流洞封堵要求。通過反復(fù)研究和方案比較，提出了用現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工的方案，取代用大型鋼閘門、啟閉機(jī)排架、啟閉機(jī)組成的傳統(tǒng)的進(jìn)水口封堵方案，并取得了成功。

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

• 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

1.現(xiàn)澆混凝土閘門施工質(zhì)量執(zhí)行《水利水電工程質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》、《水工混凝土施工規(guī)范》。

2.施工鋼閘門制安執(zhí)行《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》。

3.導(dǎo)流洞進(jìn)水口及門槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆混凝土閘門設(shè)計(jì)執(zhí)行《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《水利水電工程進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》。

• 質(zhì)量保證措施

1.控制好施工導(dǎo)流鋼閘門門槽及埋件的施工質(zhì)量，在閘門吊裝前安排人工清理門槽及底坎面，以利施工鋼閘門吊裝作業(yè)，并保證不斷流封堵效果。

2.現(xiàn)澆混凝土閘門模板安裝、鋼筋制安、混凝土澆筑等施工過程中應(yīng)注意對(duì)導(dǎo)流管的保護(hù)，做好臨時(shí)支撐，防止碰撞移位或破壞。

3.導(dǎo)流孔閘門在安裝前應(yīng)在場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼和啟閉試驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)和制作質(zhì)量和關(guān)閉時(shí)的密閉性，保證安裝后能正常使用。

4.現(xiàn)澆混凝土閘門澆筑前，應(yīng)對(duì)其門槽及設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的導(dǎo)流洞底板和側(cè)墻混凝土面應(yīng)進(jìn)行打毛處理。

• 經(jīng)濟(jì)效益

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》在廣東錦潭水電站工程施工中產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，與投標(biāo)時(shí)所用傳統(tǒng)的鋼閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口方案相比，可節(jié)省施工成本224萬(wàn)余元。

傳統(tǒng)鋼閘門封堵方案所需費(fèi)用如下：

1）86.7噸鋼閘門制安，636699元；

2）50噸閘門安裝埋件制安，358864元；

3）—臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)采購(gòu)安裝，455419元；

4）C20混凝土澆筑2103立方米，531008元；

5）鋼筋制安174噸，588388元；

合計(jì)Σ=2570378元。

該工法進(jìn)行導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵，所需費(fèi)用如下：

1）施工擋水導(dǎo)流鋼閘門、導(dǎo)流孔封堵閘門制安5.1噸，37453元；

2）閘門C30混凝土澆筑167立方米，71977元；

3）進(jìn)水口底板，邊墩C20混凝土澆筑344立方米，86860元；

4）鋼筋制安31.9噸，108683元；

5）漿砌石擋墻215立方米，22059元；

合計(jì)Σ=327032元。

節(jié)省投資總額為：2570378元一327032元=2243346元。

• 社會(huì)效益

1）應(yīng)用《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》可縮短直線工期2到3個(gè)月，節(jié)省施工固定成本，并可為工程帶來(lái)提前發(fā)電效益，如廣東錦潭水電站提前2月發(fā)電，產(chǎn)生效益600多萬(wàn)元。

2）應(yīng)用該工法進(jìn)行導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵，不需要大型封堵閘門的上部結(jié)構(gòu)，不但施工工程量較少，難度較低，且對(duì)環(huán)境的破壞較小。

3）該工法使用的導(dǎo)流洞進(jìn)水口現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門不斷流封堵技術(shù)，提出了一個(gè)全新的導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵觀念和方法。

注：施工費(fèi)用以2009-2010年施工材料價(jià)格計(jì)算

采用《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：

1.遵守國(guó)家、地方安全法律法規(guī)及行業(yè)施工安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。成立現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理機(jī)構(gòu)，明確各級(jí)人員的職責(zé)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制。

2.施工前編制導(dǎo)流洞進(jìn)水口不斷流封堵施工專項(xiàng)安全技術(shù)措施，并向各級(jí)施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。

3.應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注施工鋼閘門吊裝作業(yè)，門槽清理、止水加力等水下作業(yè)的施工安全。

4.在施工鋼閘門吊裝、導(dǎo)流孔閘門安裝及關(guān)閉等過程中應(yīng)做好高處作業(yè)的安全控制。

5.現(xiàn)澆鋼筋混凝土閘門施工倉(cāng)內(nèi)及夜間作業(yè)時(shí)應(yīng)有足夠的照明。施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：

錦潭水電站工程位于廣東省英德市境內(nèi)，樞紐主要建筑物由混凝土大壩、引水隧洞、發(fā)電廠房組成，是一個(gè)以發(fā)電為主，兼顧下游地區(qū)的灌溉和防洪的綜合利用工程。設(shè)計(jì)總庫(kù)容2.49億立方米，最大壩高123.3米，裝機(jī)容量2.7萬(wàn)千瓦。工程右岸導(dǎo)流洞進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為襯砌混凝土后斷面形狀為下方上圓形，寬5.8米，高6.5米，導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵采用鋼閘門封堵方式，內(nèi)設(shè)一扇重86.7噸平板鋼閘門，35米高啟閉機(jī)排架頂部設(shè)1臺(tái)起重能力80噸，自重30噸固定卷?yè)P(yáng)機(jī)。

工程開工時(shí)間2003年8月8日，完工時(shí)間為2006年5月，在廣東錦譚水電站工程施工中，項(xiàng)目技術(shù)人員開展了導(dǎo)流洞進(jìn)水口不斷流封堵施工技術(shù)研究，從2003年9月立項(xiàng)到2006年2月實(shí)施，歷時(shí)近3年，通過不斷的研究和實(shí)踐，確定了導(dǎo)流洞進(jìn)水口現(xiàn)澆鋼筋混凝土封堵閘門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方案，并在工程應(yīng)用中形成了該施工工法。應(yīng)用該工法施工的廣東錦譚水電站導(dǎo)流洞工程，封堵后的導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵嚴(yán)實(shí)，沒有出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，施工質(zhì)量到達(dá)封堵設(shè)計(jì)要求。節(jié)省施工成本220多萬(wàn)元，提前了工程總體工期2個(gè)月。

在錦潭水電站導(dǎo)流洞工程實(shí)踐中，施工擋水導(dǎo)流鋼閘門按照2006年1月進(jìn)行導(dǎo)流洞進(jìn)水口封堵施工，相應(yīng)1月份枯水期平均流量，選擇閘門高度。按照水庫(kù)壩址2月份最大月平均流量23.4立方米/秒，選擇施工閘門導(dǎo)流孔斷面尺寸。進(jìn)水口底板，左右側(cè)邊墩、上游右側(cè)漿砌石擋墻，左右側(cè)邊墩在洞口處設(shè)兩道門槽等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工，經(jīng)受了2年時(shí)間汛期20年一遇洪水的檢驗(yàn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量好。

《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對(duì)導(dǎo)流洞進(jìn)水口不斷流封堵施工中施工燃油、潤(rùn)滑油、工程材料、設(shè)備、生產(chǎn)生活垃圾及廢棄物的控制和治理，隨時(shí)接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。

2.將施工場(chǎng)地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場(chǎng)地整潔文明。

2011年9月，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2011]154號(hào)，《現(xiàn)澆混凝土閘門封堵導(dǎo)流洞進(jìn)水口施工工法》被評(píng)定為2009-2010年度國(guó)家二級(jí)工法。 2100433B

導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法適用范圍

《導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法》適用于各種導(dǎo)流洞封堵混凝土工程及類似于封堵混凝土施工項(xiàng)目。

導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法工藝原理

《導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法》的工藝原理敘述如下：

針對(duì)導(dǎo)流洞封堵混凝土工程施工特點(diǎn)，如工程量大、工期緊、任務(wù)重，且施工質(zhì)量要求高等，因此，如何控制混凝土施工的工序連接、分層、溫度、收縮、止水等是關(guān)鍵問題。根據(jù)施工進(jìn)度及設(shè)計(jì)要求，下閘后及時(shí)進(jìn)行洞內(nèi)排水，合理的分段、分塊進(jìn)行倉(cāng)號(hào)準(zhǔn)備，原襯砌混凝土面鑿毛處理、錨桿施工、鋼筋安裝、蛇形冷卻管、GBW止水條安裝、模板組立等工序施工；采用低水化熱、外摻MgO補(bǔ)償收縮型混凝土進(jìn)行澆筑，合理的入倉(cāng)方式，有效的解決了封堵混凝土施工中溫度、收縮控制的難題；拆模后及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)和通水冷卻，有效控制混凝土的溫度；最后進(jìn)行回填灌漿施工。

導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法施工工藝

《導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法》的施工工藝流程及操作要點(diǎn)敘述如下：

• 工藝流程

施工工藝流程見圖1。

• 操作要點(diǎn)

一、施工組織設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙文件要求，編制導(dǎo)流洞封堵施工組織設(shè)計(jì)，按施工組織要求，做好施工前的各項(xiàng)工作準(zhǔn)備，主要是混凝土配合比設(shè)計(jì)、設(shè)備、材料、人員等準(zhǔn)備到位。

二、洞內(nèi)排水

導(dǎo)流洞進(jìn)口閘門下閘，導(dǎo)流洞出口采用填筑圍堰擋水（P=10%）.圍堰高程根據(jù)當(dāng)年長(zhǎng)期水情預(yù)報(bào)確定，對(duì)堵頭段上游的滲水采取堵排方法∶在堵頭段上游2.0米的地方修筑黏土心墻黏土麻袋圍堰，前期通過抽排方式，在小圍堰內(nèi)布置2臺(tái)水泵時(shí)行抽排。后期當(dāng)混凝土澆筑到廊道時(shí)，撤掉水泵，上游的滲水通過在堵頭段預(yù)埋鋼管引至廊道內(nèi)排至堵頭下游側(cè)，鋼管的大小根據(jù)上游來(lái)水量決定。排水鋼管結(jié)構(gòu)為∶將鋼管進(jìn)水口打磨光滑，端頭上安一帶螺桿的活塞。在排水期，活塞由螺桿控制，活塞不封閉排水口（圖2）。

三、原導(dǎo)流洞襯砌混凝土面處理

在堵頭段集水排干后，對(duì)原導(dǎo)流洞襯砌混凝土面鑿毛處理。先底板后邊頂拱，底板直接進(jìn)行人工鑿毛，邊頂拱采用搭設(shè)鋼管腳手架，人工進(jìn)行鑿毛，鑿毛深度1.5厘米。

四、測(cè)量放線

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)分段、分層、止水、錨桿、鋼筋、模板、灌漿廊道進(jìn)行準(zhǔn)確放線，確定位置，并采用紅油漆標(biāo)示于原襯砌混凝土面上。

五、混凝土澆筑分段分層

1.分段∶導(dǎo)流洞封堵分成三段進(jìn)行澆筑，上游段為堵頭段灌漿廊道以上部分，長(zhǎng)10米，下游段為堵頭段平直部分，中間段根據(jù)長(zhǎng)度定為一段（圖3）；

2.分層∶澆筑分層按設(shè)計(jì)要求，基礎(chǔ)約束層澆筑厚度為1.5米，灌漿廊道兩側(cè)澆筑層厚度為3米，其余部位不超過2米。分層澆筑見圖4。

六、錨桿施工堵頭段錨桿布置型式為梅花形全斷面布設(shè)；先搭設(shè)滿堂腳手架，測(cè)量放點(diǎn)。采用手風(fēng)鉆鉆孔，邊墻錨桿采用注漿機(jī)注漿，砂漿配合比為水泥∶砂∶水=1∶1.2∶0.44。頂拱錨桿采用快硬性水泥卷錨桿（藥卷直徑一般小于孔徑4~6毫米），人工安裝錨桿。

七、鋼筋安裝

堵頭段上游段（長(zhǎng)10米）布置雙層鋼筋，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在鋼筋加工廠進(jìn)行鋼筋加工，運(yùn)至工作面進(jìn)行安裝，安裝中必須保證其規(guī)格、數(shù)量、間距、接頭質(zhì)量、保護(hù)層厚度等設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

八、冷卻水管安裝

澆筑混凝土之前，在每層混凝土中間預(yù)埋ф25蛇形冷卻管（鍍鋅鋼管），灌漿廊道部位冷卻管按間距1.0米布置（具體見圖5），除灌漿廊道部位外其他部位冷卻水管按間距1.4米布置（具體見圖6），鋪設(shè)層數(shù)與混凝土分層相同，冷卻水管的進(jìn)、出口端直接與灌漿廊道外供水管連接。

九、施工縫處理及止水安裝

1.分段施工縫

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，分段間留施工縫，縫面采用人工鑿毛，鑿毛深度1.5厘米，在距分塊邊緣50厘米處布置GBW止水條，止水條規(guī)格為30毫米×20毫米，環(huán)行布置，止水條搭接長(zhǎng)度為5厘米，同時(shí)在第一段與第二段間分縫垂直面上布置插筋，梅花形布置ф25@100×100厘米，L=200厘米，各伸入縫兩側(cè)混凝土中100厘米。

2.層間施工縫

用人工進(jìn)行鑿毛，高壓水進(jìn)行沖洗，鑿毛深度1.5厘米。

3.堵頭段上下游距分縫位置75厘米處分別設(shè)置一道GBW止水條，止水條規(guī)格為30毫米×20毫米，環(huán)行布置，技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)先用人工將原混凝土面清洗干凈，待貼面干燥后再用人工貼上，止水條搭接長(zhǎng)度為5厘米。

十、模板制作及安裝

模板種類有兩種；半懸臂模板、廊道頂拱模板，采用P3015鋼模板和P1015鋼模板組合而成（具體見圖7、圖8）。

1.半懸臂模板

半懸臂模板用于每段混凝土澆筑上下端施工縫及灌漿廊邊墻部位。其縱橫向圍楞均用ф48毫米鋼管焊接而成，兩鋼管間凈距為16毫米，以便于拉筋加固（圖7）。

2.灌漿廊道頂拱模板

廊道頂拱半徑150厘米，頂拱模板骨架用ф48鋼管按設(shè)計(jì)要求冷彎成半圓，弦桿用ф28鋼筋制成，安裝時(shí)每榀間距75厘米布置，先加固好拱架，然后再在其上拼裝P1015鋼模板（圖8）。

十一、混凝土澆筑施工

1.混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土采用低水化熱、補(bǔ)償收縮混凝土，設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)為：C25、W12、F100。優(yōu)化配合比，采用中低熱水泥，摻加粉煤灰、外加劑，減少水泥用量，降低水化熱，同時(shí)，外摻MgO達(dá)到微膨脹效果。為確?；炷恋哪途眯裕ＷC混凝土澆筑的和易性，含氣量要求控制在4%～6%范圍內(nèi)，混凝土倉(cāng)面最大坍落度控制在12~16厘米范圍內(nèi)。

2.混凝土拌合及運(yùn)輸

混凝土拌合采用拌合樓拌制，拌合樓稱料、拌合均由電腦自動(dòng)控制。拌合系統(tǒng)的主要設(shè)備有；HL90-2Q1500型拌合樓一座，自動(dòng)配料間一座，壓風(fēng)送灰系統(tǒng)一套，水泥、粉煤灰貯罐共2個(gè)。

水平運(yùn)輸采用6立方米混凝土攪拌運(yùn)輸車，從拌合樓到澆筑地點(diǎn)；垂直運(yùn)輸采用混凝土泵運(yùn)輸，運(yùn)輸能力根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)而定。

3.混凝土澆筑

1）入倉(cāng)方式

由于導(dǎo)流洞上游已經(jīng)封堵，混凝土料只能從下游工作面泵送入倉(cāng)。現(xiàn)場(chǎng)布置兩臺(tái)混凝土泵車，分別負(fù)責(zé)塊號(hào)左右兩側(cè)的進(jìn)料，保證混凝土澆筑每層均勻上升。

2）鋪料方法

采用兩種∶平鋪法和臺(tái)階法。

①平鋪法

在倉(cāng)號(hào)位面積不大的部位，可采用平鋪法鋪料。卸料時(shí)，兩側(cè)應(yīng)均勻上升，其兩側(cè)高差不超過鋪料層厚50厘米，一般鋪料層厚采用25～50厘米。

②臺(tái)階法

在倉(cāng)號(hào)面積較大的部位，可采用臺(tái)階法鋪料。臺(tái)階法混凝土澆筑程序從塊體短邊一端向另一端鋪料，邊前進(jìn)、邊加高，逐步向前推進(jìn)并形成臺(tái)階，直至澆完整倉(cāng)。其澆筑程序見圖9。

3）平倉(cāng)

平倉(cāng)均采用人工平倉(cāng)配合設(shè)備進(jìn)行，但在靠近止水、模板和鋼筋較密的部位用人工平倉(cāng)，使骨料分布均勻。

4）振搗

根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定，平倉(cāng)后及時(shí)進(jìn)行混凝土振搗，從上游向下游振搗，時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開始泛漿為準(zhǔn)。

5）混凝土鋪料間隔時(shí)間

混凝土鋪料間隔時(shí)間均應(yīng)符合規(guī)范要求。《水工混凝土施工規(guī)范》規(guī)定，用振搗器振搗30秒，振搗棒周圍10厘米內(nèi)仍能泛漿且不留孔洞、混凝土還能重塑時(shí)，仍可繼續(xù)澆筑混凝土。否則，作為"冷縫"按施工縫處理后繼續(xù)澆筑。

十二、拆模及灑水養(yǎng)護(hù)

混凝土拆模后及時(shí)采用人工灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土面濕潤(rùn)為標(biāo)準(zhǔn)。水平施工縫養(yǎng)護(hù)至下一層澆筑止，其余部位養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于21天。

十三、通水冷卻

混凝土內(nèi)部采用養(yǎng)護(hù)散熱。初期冷卻水采用水庫(kù)內(nèi)的普通水，混凝土澆筑時(shí)管內(nèi)水流速控制在0.6米/秒左右，每天改變通水方向一次，使混凝土內(nèi)能均勻降溫，保證冷卻水與混凝土內(nèi)部溫差不超過25℃，混凝土日降溫幅度不超過1℃，初期冷卻時(shí)間通過計(jì)算確定，一般為10~15天，后期冷卻在混凝十內(nèi)部溫升穩(wěn)定后進(jìn)行，考慮先用天然水冷卻，若達(dá)不到灌漿溫度要求時(shí)，再考慮采用冰水冷卻，擬配備1臺(tái)制冷機(jī)，供冷卻水能力為7立方米/小時(shí)。直到混凝土降溫至設(shè)計(jì)要求的灌漿溫度為止?；炷羶?nèi)部溫度測(cè)定，可采用冷卻水管悶水測(cè)溫的方法測(cè)定。

十四、排水管封堵

在堵頭混凝土接觸灌漿完畢，拉緊螺桿，活塞將進(jìn)水口封閉，然后從出水口向排水管內(nèi)灌微膨脹砂漿以封閉密實(shí)，并將出水口用鋼板焊接嚴(yán)密。

十五、冷卻水管封堵

冷卻結(jié)束后通過灌水泥砂漿封堵冷卻水管。

十六、回填灌漿施工

1.施工工藝流程

施工準(zhǔn)備工作→灌漿管埋設(shè)→灌漿管檢査→I序孔灌漿→待凝48小時(shí)以上→II序孔灌漿→待凝7天以后、灌漿質(zhì)量檢查。

2.施工準(zhǔn)備工作

在堵頭段外附近用鋼管腳手架就近搭設(shè)臨時(shí)制漿平臺(tái)，采用集中制漿、長(zhǎng)距離輸漿工藝對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行供漿。

3.灌漿管埋設(shè)

根據(jù)施工圖紙把回填灌漿孔位布置好，孔位偏差控制在20厘米以內(nèi)，用紅油漆標(biāo)注孔位之后。進(jìn)行預(yù)埋施工，為了避免管路堵塞，預(yù)埋管在兩端綁扎塑料薄膜。用ф11/2"鋼管作為進(jìn)漿管，排氣管進(jìn)漿管埋法一致，采用ф3/4”管，事先用電鉆在老混凝土上鉆孔深入襯砌5厘米，鋼管出漿口加工成45°斜向插入孔內(nèi)。埋設(shè)深度將根據(jù)混凝土澆筑分層分塊穿插進(jìn)行，采用接頭進(jìn)行對(duì)接。

一期布置：主要是堵頭段及加襯段回填灌漿施工，用ф11/2"鋼管作為進(jìn)漿管，排氣管進(jìn)漿管埋法一致，采用ф3/4"管，事先用電鉆在老混凝土上鉆孔深入襯砌5厘米，鋼管出漿口加工成45°斜向插入孔內(nèi)。埋設(shè)深度將根據(jù)混凝土澆筑分層分塊穿插進(jìn)行，采用結(jié)頭進(jìn)行對(duì)接。

二期布置：主要是灌漿廊道回填灌漿施工，用ф11/2”鋼管作為進(jìn)漿管，間隔5米，用ф3/4"管接出作為灌漿岔管，灌漿岔管位置事先用電鉆在老混凝土上鉆孔深入襯砌5厘米，岔管出漿口加工成45°斜向插入孔內(nèi)。灌漿主管可固定在澆筑前埋設(shè)的錨桿上。排氣管與進(jìn)漿管埋法一致，采用ф3/4"管，位置比進(jìn)漿管高。

4.灌漿施工

襯砌混凝土達(dá)70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始進(jìn)行灌漿。

1）孔位檢査和鉆孔

預(yù)埋管在灌漿前進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)堵塞，采用巖石電鉆進(jìn)行鉆孔。孔徑不小于38毫米，孔深穿過混凝土進(jìn)入襯砌5毫米。

2）灌漿

①灌漿方法：采用純壓式灌漿法。

②灌漿材料：水泥采用PO.42.5普通硅酸鹽水泥；灌漿用砂應(yīng)為質(zhì)地堅(jiān)硬清潔的天然砂或人工砂，不得含泥團(tuán)和有機(jī)物，粒徑不大于2.5毫米，細(xì)度模數(shù)不大于2.0。灌漿使用的水泥必須符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

③灌漿次序：施工按兩個(gè)次序進(jìn)行，先灌I序孔，拱座2根進(jìn)漿管，后灌II序孔，頂拱進(jìn)漿管，直至結(jié)束。

④漿液水灰比：根據(jù)施工實(shí)際情況I序孔可灌注水灰塵比0.6（或0.5）的水泥漿，II序孔可灌注1和0.6（或0.5）兩個(gè)比級(jí)的水泥漿?？障洞蟮牟课粦?yīng)灌注水泥砂漿或高流態(tài)混凝土，水泥砂漿的摻量不大于水泥重量的200%。

⑤灌漿壓力：采用0.3-0.5兆帕。

⑥封孔：灌漿結(jié)束后，應(yīng)排除鉆孔內(nèi)積水和污物，采用濃漿將全孔封堵密實(shí)和抹平，露出襯砌混凝土表面的管應(yīng)割除。

3）灌漿質(zhì)量檢查

①回填灌漿質(zhì)量檢査應(yīng)在該部位灌漿結(jié)束3天后進(jìn)行。灌漿結(jié)束后，承包人應(yīng)將灌漿記錄和有關(guān)資料提交監(jiān)理人，以便確定檢查孔孔位，檢查孔應(yīng)布置在頂拱中心線脫空較大、串漿孔集中及灌漿情況異常的部位，孔深穿透襯砌深入老混凝土5毫米。每10~15米布置1個(gè)檢查孔，異常部位可適當(dāng)增加。

②采用鉆孔注漿法進(jìn)行回填灌漿質(zhì)量檢查，應(yīng)向孔內(nèi)注入水灰比為2:1的漿液，在規(guī)定壓力下，初始10分鐘內(nèi)注入量不超過10升，即為合格。

③檢查孔鉆孔注漿結(jié)束后，應(yīng)采用水泥砂漿將鉆孔封填密實(shí)，并漿孔口壓抹平整。

• 勞動(dòng)力配置

主要?jiǎng)趧?dòng)力配置見表1。

參考資料：

《導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法》的效益分析是：

導(dǎo)流洞封堵混凝土通過優(yōu)化配合比，降低了水化熱影響，保證了工程質(zhì)量，同時(shí)也節(jié)省了溫控費(fèi)用；另外，由于導(dǎo)流洞封堵混凝土采用了薄分層輔以埋管通水冷卻的方法，解決了導(dǎo)流洞封堵大體積混凝土內(nèi)部均勻散熱的問題，加快了施工進(jìn)度，取得了良好效果。

導(dǎo)流洞封堵混凝土工程是水電站蓄水發(fā)電的重要項(xiàng)目之一，成功與否，將直接影響到電站能否按期蓄水發(fā)電，工程質(zhì)量的好壞也將直接關(guān)系到電站是否能正常蓄水和運(yùn)行。導(dǎo)流洞封堵混凝土工程施工質(zhì)量要求高、工期緊、任務(wù)重，因此，如何保證混凝土施工質(zhì)量及進(jìn)度是導(dǎo)流洞封堵成功的主要因素。根據(jù)江南水利水電工程公司在洪家渡水電站、天生橋一級(jí)水電站、盤石頭水庫(kù)導(dǎo)流洞封堵混凝土施工工藝，總結(jié)出《導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法》。