浅析沙牌水电站导流洞堵头设计与施工

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1、。-水利水电施工2010·第5期总第122期沙牌水电站导流洞堵头设计与施工零宋荣礼，谭华文。／(1．中国水利水电第十工程局有限公司；2．中国水利水电第八工程局有限公司)【摘要】导流隧洞堵头施工工序复杂，工期控制亦相当严格。本文导流隧洞堵头承受水压力大，堵头断面设计为截锥形，堵头长度仅为洞径的1．96倍。堵头段的施工从原断面的扩挖、锚筋的施工、观测仪器的安装、混凝土的浇筑、回填灌浆至挡水运行仅34d。在施工过程中为确保高温条件下混凝土顺利泵送和浇筑质量采取了一系统的措施，并以理论计算和实测数据验证了这些措施的有效性．。该研究对水工隧洞堵头的设计和施工具有参考价值，为类似工程提供了宝贵经验。

2、【关键词】导流隧洞堵头设计施工措施温度控制(5)堵头混凝土的抗压强度是安全的，只做抗滑稳定1概述计算。(6)实际存在的地应力、嗣岩高低不平形成的嵌槽抗沙牌水电站为引水式开发，主要建筑物由碾压混凝剪力等作为额外安全储备，不参与计算。土拱坝，右岸1号、2号泄洪洞、引水发电系统和地面厂通过对已运行堵头的观测和分析，这些假定基本上房组成。导流隧洞长380m，城门洞形．断面为6m×满足了堵头的使用要求。近年来，采用有限元对一部分5．25m(高×宽)。堵头承受水压力达87．5m水头。导流大型工程堵头和周围一定范围内的岩体进行分析计算，隧洞封堵是该水电站蓄水的最后一项工程，导流隧洞封也证明了按上述原则

3、和假定设计的堵头是完全能够长期堵后，该水电站即可运行发电。安全运行的。2堵头设计2．2堵头稳定计算导流隧洞堵头稳定计算：水库在正常蓄水位和校2．1堵头设计的原则与假定核洪水位情况下，导流隧洞堵头及堵头区同岩安全由于堵头设计在水工建筑物设计规范中没有相应条稳定。款可循，一般根据工程的具体情况，拟定出堵头的设计2．2．1抗剪断强度公式原则，并做出相应的假定进行计算。多数设计者采用的，一KPArr+S△C原则和假定如下：(1)堵头属永久建筑物，设计和校核标准与相应的水式中P——设计水头的总推力，以87．5m水头计算；工建筑物相似。K——安全系数，规范规定设计工况K一2．5，校(2)堵头应安全可

4、靠，稳定性和防渗性好，堵头应与核工况K一3；大坝的防渗帷幕形成整体。L、A、S——分别为堵头长度、断面面积和断面周长；(3)水压力(必要时计人浮托力)是作用于堵头的唯r一混凝土密度，取r一2．5t／m。；一外荷载。△——抗剪断面积有效系数，取0．7～0．75；(4)堵头是水头荷载沿周界产生静剪力的刚性体，剪_厂一一混凝土与岩石接触面的摩擦系数；应力沿用边均匀分布。C～—混凝土与岩石接触面的抗剪断凝聚力。·96·沙牌水电站导流洞堵头设计与施工—≯22．2各种荷载作用的分项系数公式计算出堵头长度L一15m。堵头位于导流隧涧O+15O～O+L—互KK3P165段，该位置岩性好，为Ⅱ类嗣岩。Kl

5、K4’K22．3结构设计式中K摩擦力的分项系数，取1．3；导流隧洞堵头为永久工程，属三级建筑物，设计洪水K凝聚力的分项系数，取3；标准为5O年重现期洪水，校核洪水标准为500年再现期洪K。水平推力荷载分项系数，取1；水。由于本工程堵头挡水位水头较高，堵头所受荷载大，K混凝土自重分项系数，取0．9。圉此堵头型式采用截锥形以增加堵头抗滑稳定性，扩挖后2．23计算结果堵头最大断面尺寸B×H一7mX7．65m。底饭及边墙布置根据《混凝土重力坝设计规范》(SI319-2005)附录锚筋(~20mm，L一2．6m，梅花形布置，间排距1．5m)，D，Ⅱ类围岩混凝土与岩石接触面抗剪强度指标(f一为解决施

6、工期堵头上游封堵闸¨的渗漏排泄题，在堵头0．75～O．65，C一1．1O～1．30MPa)。并参照已建工程经验底部布置2根~150nml排水管(待堵头同填灌浆后进行封及本工程岩体抗剪断强度指标，取_／一0．7，C一1．15MPa。堵)。导流隧洞设计结构如图1所示。—g／一锚筋一0排水管0l7l纵断面横断面图1导流隧洞堵头结构图(单位：m)2．4设计主要工程量导流隧洞堵头设计工程量见表1。表1导流隧洞堵头设计工程量表序号项目名称单位数量备注1导流隧洞扩挖m0190原导流隧洞段的扩挖2混凝土in3j8OC20，低热微膨胀混凝士3回填灌浆m2894接缝灌浆m22125止浆片376锚筋根77fJ

7、一2．2m．一20ram7排水管jnm6O带逆止阀，2根待排水系统形成后，进行封堵位置的扩挖、锚筋等施工3施工技术措施工作。31．1封堵段的扩挖3．1施工准备封堵混凝土位于导流隧洞O+150~0+165段，该段岩导流隧洞进水口下闸后，在封堵段上游用砂袋做一临性为花岗岩，为Ⅱ类围岩。扩挖采用手风钻钻孔。爆破工时小嗣堰挡渗漏水，并用2根~150n~n排水管将渗水引至程多以建筑物所在位置的最大质点振动速度作为判别爆破堵头下游，作为堵头施工