基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法技术

本发明专利技术提供了基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，它包括以下步骤：S1：设计导流洞封堵方案，制定以洞内封堵为主，洞外防渗为辅的原则，采用临时堵头再加永久堵头的封堵方案；S2：导流洞临时堵头施工：S21：搭建施工通道及脚手架工作平台；S22：安装挡水钢板闸门；S23：安装叠梁门；S24：制作并安装排水钢管；S25：浇筑临时堵头第一段的混凝土；S26：临时堵头第一段灌浆堵漏及加固处理；S27：关闭蝶阀；S28：浇筑临时堵头第二段的混凝土；S3：永久堵头的施工。通过采用上述的水电站导流洞封堵施工方法，能够有效的保证对导流洞进行封堵，进而保证了大坝的安全。

Sealing method for diversion tunnel of hydropower station based on Karst landform

The invention provides a sealing construction method for a diversion tunnel of a hydropower station based on Karst landform, which comprises the following steps: S1: designing a sealing scheme for the diversion tunnel, formulating the principle of mainly plugging in the tunnel, supplemented by anti-seepage outside the tunnel, adopting a temporary plugging scheme plus a permanent plugging scheme; S2: temporary plugging construction of the diversion tunnel: S21: lapping. Construction passage and scaffold working platform; S22: installation of water-retaining steel plate gate; S23: installation of overlapping beam gate; S24: production and installation of drainage pipe; S25: pouring concrete of temporary plug section 1; S26: temporary plug section 1 grouting plugging and reinforcement treatment; S27: closure of butterfly valve; S28: pouring temporary plug section 2 Concrete; S3: permanent plug construction. By adopting the above-mentioned construction method, the diversion tunnel can be effectively sealed and the safety of the dam can be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法
本专利技术属于水工工程施工
，尤其涉及一种基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法。
技术介绍
万家口子水电站工程坝址位于北盘江干流上游革香河上，是北盘江干流水电开发的第4级，工程规模为大（2）型，以发电为主，主要建筑物有：碾压混凝土拱坝、坝顶溢流表孔、消能水垫塘、坝身冲沙中孔、引水系统、地面厂房及开关站等。水库正常蓄水位高程1450m，大坝坝顶高程1452.50m，最大坝高167.5m，为当前在建最高碾压混凝土双曲拱坝，水库总库容2.793×108m3，电站装机容量为180MW（2×90MW），多年平均发电量7.1亿KW.h。导流洞位于左岸，断面形状为城门洞形，洞径一般为4.5×6.0m（宽×高），堵头段洞径最大5.5×7.2m（宽×高），进口底板高程1300.10m，出口底板高程1297.10m，洞身全长893.10m。导流洞进口闸门2017年2月9日下闸，2月11日导流洞洞身围岩出现渗水，0+080～0+120段出现3处集中涌水点，涌水点位于右边墙和顶拱上，涌水量随着库水位抬高不断增加，3月23日最大流量约14.1m3/s，平均流速约0.895m/s，此后，随着上游库水位的波动，漏水量在13～14.1m3/s之间，洞内水深约3m，出口处水位高程约1300m。导流洞内水深流急，施工面狭窄，堵头封堵存在重大安全施工隐患，同时面临材料运输、临时导排水、混凝土浇筑、堵头结构稳定等诸多施工难题，封堵极为困难。
技术实现思路
面对导流洞封堵安全隐患突出、工期短、施工难度大的严峻形势，在深入分析导流洞整体稳定问题、洞内流量流速变化规律后，制定了以“洞内封堵为主，洞外防渗为辅”的原则，决定采用临时堵头加永久堵头的封堵方案，临时堵头是整个封堵工作中最为关键的一环，重点研究临时堵头施工方案。通过采用上述的水电站导流洞封堵施工方法，能够有效的保证对导流洞进行封堵，进而保证了大坝的安全。为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，它包括以下步骤：S1：设计导流洞封堵方案，制定以洞内封堵为主，洞外防渗为辅的原则，采用临时堵头再加永久堵头的封堵方案；S2：导流洞临时堵头施工：S21：搭建施工通道及脚手架工作平台；S22：安装挡水钢板闸门；S23：安装叠梁门；S24：制作并安装排水钢管；S25：浇筑临时堵头第一段的混凝土；S26：临时堵头第一段灌浆堵漏及加固处理；S27：关闭蝶阀；S28：浇筑临时堵头第二段的混凝土；S3：永久堵头的施工。所述S1中临时堵头段位于桩号0+384.5～0+408.5处，所述永久堵头采用永久帷幕灌浆堵头，其位于桩号在0+408.5～0+438.5处；所述临时堵头的挡水标准按至少100年一遇洪水频率计算，临时挡水最高水位1436.47m，临时堵头由上游挡水钢板闸门、叠梁门、排水钢管和堵头本体构成，临时堵头纵向分为两段施工，包括临时堵头第一段和临时堵头第二段；所述导流洞内涌水流量最大为14.1m3/s，采用排水钢管引排，所述排水钢管分多层布置，上层1排水钢管每根出口设置一个蝶阀，下层排水钢管每根出口设至少两个蝶阀；所述叠梁门的挡水标准按挡最高为70m水头计算，临时挡水最高水位1370m，满足枯水期防洪要求，设置在导0+384.5处，该处为导流洞衬砌段与未衬砌段分界，混凝土衬砌突出成坎，在坎处竖向安装多根工型钢作为立柱，立柱前横向叠焊工型钢，形成密闭工钢墙；在导流洞进口至大坝段岸坡采取抛投覆盖、水下入渗点封堵、导流洞靠江侧帷幕一系列防渗辅助措施。所述S21的具体施工方法为，临时堵头距离导流洞出口550m，施工道路综合考虑设备材料运输、管路敷设及安全撤离通道因素确定；洞内所需设备材料靠人工搬运，人行通道与主要运输通道分开设置；从洞口至临时堵头处搭设满堂钢管支架，左幅作为运输通道，通道高出水面至少50cm，全线铺设钢模板，保证能够采用手推车搬运钢管、型钢等重量较大材料设备；右幅满铺竹踏板，靠边墙宽一定范围内布置供风管、泵管，中间作为人行通道；所述脚手架工作平台布置在导0+379～0+420洞段，搭设三层脚手架施工平台：第一层平台用作排水钢管拼装平台，平台面高出水面至少0.5m，第二层用作混凝土入仓平台，平台面高出第一层平台面至少1.5m，第三层作为加固平台。所述S22的具体施工方法为：S221：安装限位槽钢，在0+383.5处两边墙竖立两根槽钢，作为挡水钢板闸门导轨；S222：安装固定定滑轮，在0+383.5处横梁中间安装一个定滑轮，滑轮钢丝绳用钢管隔离保护，钢管下游出口设一小阀门，钢管穿过临时堵头第一段，下游端固定于右侧边墙；S223：挡水钢板闸门的制作安装，挡水钢板闸门采用钢板型材，在钢板型材的一面做交叉加强肋，钢板型材顶部焊接固定三角形吊架，并与定滑轮的吊钩相连。所述S23的具体施工方法为：先安装门式钢架，在横梁上挂葫芦，中间多根立柱与横向垫管型钢焊接成整体，用葫芦人工配合就位，距水面一定高度处焊叠梁门限位型钢，在限位型钢上方进行叠梁门拼装，叠梁门分上下游两部分制作，两部分各用多根型钢叠放，型钢缝采取满焊；排水钢管就位后，用葫芦先放上游第一部分叠梁门，在水推力和人工辅助下使叠梁门在排水钢管顶部紧贴型钢立柱，焊接加固，再放下游侧第二部分叠梁门，两部分焊接成整体，最后剩余空位用型钢叠至洞顶处。所述S24的具体施工方法为：S241：搭建排水钢管的拼装平台，采用满堂支架，立管根据排水钢管间距精确定位，排架管竖向分三层，排架管与两侧边墙插筋焊接，铺满钢模板，作为排水钢管拼装平台；S242：排水钢管拼装，排水钢管分两层布置，排水钢管拼装时，按照水下设计位置拼装，避免拼装完成后无法进行位置移动，上下层上游端位置为0+383.7，下层管下游端为0+399.1，上层管下游端为0+396.1；排水钢管上下游各设一道止水钢板，法兰连接处焊加强肋；S243：吊装就位，吊装前上中下设三道吊装门架，上部纵向用多根型钢连接，底板横向放三条型钢支撑排水钢管，使得排水钢管底部上下游在一水平线上；S244：排水钢管拼装完毕后，用型钢焊接成整体，用葫芦整体起吊，全部撤掉平台横杆后，将排水钢管整体入水就位。所述S25的具体施工方法为：S251：基础面处理，混凝土浇筑前先进行水面以上衬砌混凝土表面采用电锤人工凿毛处理，保持清洁，无污物、积水或流水；S252：止水及模板安装，上游端利用叠梁门作围堰，排水钢管间间隔及两侧面先用膜袋灌浆封堵，灌浆材料用膏浆，膜袋灌浆压力达到0.3MP后结束灌浆，然后用土工布和棉絮塞缝，下游端模板采用组合钢模板，模板前在排水钢管间间隔安装膜袋，用棉絮塞缝，用土工布铺盖，码放袋装水泥作下游围堰，为了防止混凝土浇筑过程中浆液流失过大，在围堰前填筑级配碎石；S253：灌浆管路预埋，在洞壁周边预埋回填灌浆和接缝灌浆管路，管路采用锚筋固定于洞壁，回填灌浆管沿顶拱轮廓线均匀布置多根，间隔一定距离设置一个支管，支管入岩插入岩体，主管距离顶拱一定距离，采用锚筋固定，底板及上下层排水钢管间三角区预埋接触灌浆管路；S254：混凝土浇筑，基础面、止水及模板、预埋灌浆管检查验收后，进行混凝土浇筑，采用一级配微膨胀泵送混凝土浇筑，水下混凝土利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：S1：设计导流洞封堵方案，制定以洞内封堵为主，洞外防渗为辅的原则，采用临时堵头再加永久堵头的封堵方案；S2：导流洞临时堵头施工：S21：搭建施工通道及脚手架工作平台；S22：安装挡水钢板闸门（1）；S23：安装叠梁门（2）；S24：制作并安装排水钢管（3）；S25：浇筑临时堵头第一段（5）的混凝土；S26：临时堵头第一段（5）灌浆堵漏及加固处理；S27：关闭蝶阀；S28：浇筑临时堵头第二段（5）的混凝土；S3：永久堵头（7）的施工。

【技术特征摘要】
1.基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：S1：设计导流洞封堵方案，制定以洞内封堵为主，洞外防渗为辅的原则，采用临时堵头再加永久堵头的封堵方案；S2：导流洞临时堵头施工：S21：搭建施工通道及脚手架工作平台；S22：安装挡水钢板闸门（1）；S23：安装叠梁门（2）；S24：制作并安装排水钢管（3）；S25：浇筑临时堵头第一段（5）的混凝土；S26：临时堵头第一段（5）灌浆堵漏及加固处理；S27：关闭蝶阀；S28：浇筑临时堵头第二段（5）的混凝土；S3：永久堵头（7）的施工。2.根据权利要求1所述基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，所述S1中临时堵头段位于桩号0+384.5～0+408.5处，所述永久堵头（7）采用永久帷幕灌浆堵头，其位于桩号在0+408.5～0+438.5处；所述临时堵头的挡水标准按至少100年一遇洪水频率计算，临时挡水最高水位1436.47m，临时堵头由上游挡水钢板闸门（1）、叠梁门（2）、排水钢管（3）和堵头本体构成，临时堵头纵向分为两段施工，包括临时堵头第一段（5）和临时堵头第二段（6）；所述导流洞内涌水流量最大为14.1m3/s，采用排水钢管（3）引排，所述排水钢管（3）分多层布置，上层1排水钢管每根出口设置一个蝶阀（16），下层排水钢管每根出口设至少两个蝶阀；所述叠梁门（2）的挡水标准按挡最高为70m水头计算，临时挡水最高水位1370m，满足枯水期防洪要求，设置在导0+384.5处，该处为导流洞衬砌段与未衬砌段分界，混凝土衬砌突出成坎，在坎处竖向安装多根工型钢作为立柱（4），立柱（4）前横向叠焊工型钢，形成密闭工钢墙；在导流洞进口至大坝段岸坡采取抛投覆盖、水下入渗点封堵、导流洞靠江侧帷幕一系列防渗辅助措施。3.根据权利要求1所述基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，所述S21的具体施工方法为，临时堵头距离导流洞出口550m，施工道路综合考虑设备材料运输、管路敷设及安全撤离通道因素确定；洞内所需设备材料靠人工搬运，人行通道与主要运输通道分开设置；从洞口至临时堵头处搭设满堂钢管支架，左幅作为运输通道，通道高出水面至少50cm，全线铺设钢模板，保证能够采用手推车搬运钢管、型钢等重量较大材料设备；右幅满铺竹踏板，靠边墙宽一定范围内布置供风管、泵管，中间作为人行通道；所述脚手架工作平台布置在导0+379～0+420洞段，搭设三层脚手架施工平台：第一层平台用作排水钢管拼装平台，平台面高出水面至少0.5m，第二层用作混凝土入仓平台，平台面高出第一层平台面至少1.5m，第三层作为加固平台。4.根据权利要求1所述基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，所述S22的具体施工方法为：S221：安装限位槽钢（101），在0+383.5处两边墙竖立两根槽钢，作为挡水钢板闸门（1）导轨；S222：安装固定定滑轮（102），在0+383.5处横梁中间安装一个定滑轮（102），滑轮钢丝绳（8）用钢管隔离保护，钢管下游出口设一小阀门，钢管穿过临时堵头第一段（5），下游端固定于右侧边墙；S223：挡水钢板闸门（1）的制作安装，挡水钢板闸门（1）采用钢板型材（103），在钢板型材（103）的一面做交叉加强肋（104），钢板型材（103）顶部焊接固定三角形吊架（105），并与定滑轮（102）的吊钩相连。5.根据权利要求1所述基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，所述S23的具体施工方法为：先安装门式钢架，在横梁上挂葫芦，中间多根立柱与横向垫管型钢焊接成整体，用葫芦人工配合就位，距水面一定高度处焊叠梁门限位型钢，在限位型钢上方进行叠梁门拼装，叠梁门分上下游两部分制作，两部分各用多根型钢叠放，型钢缝采取满焊；排水钢管（3）就位后，用葫芦先放上游第一部分叠梁门，在水推力和人工辅助下使叠梁门在排水钢管（3）顶部紧贴型钢立柱，焊接加固，再放下游侧第二部分叠梁门，两部分焊接成整体，最后剩余空位用型钢叠至洞顶处。6.根据权利要求1所述基于喀斯特地貌的水电站导流洞封堵施工方法，其特征在于，所述S24的具体施工方法为：S241：搭建排水钢管（3）的拼装平台，采用满堂支架，立管根据排水钢管间距精确定位，排架管竖向分三层，排架管与两侧边墙插筋焊接，铺满钢模板，作为排水钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢山，龙利秋，黄树鹏，罗雄兵，班辉，周定强，黄均华，叶纯信，蒙飞花，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广西水电工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45