丰满水电站重建工程高水头地下洞室群封堵设计.pdf

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1、水利水电技术第47卷2016年第6期丰满水电站重建工程高水头地下洞室群封堵设计冯吉新1，王福运1，史有富1，刘亚莲2，王程鹏2(1．中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021；2．丰满大坝重建工程建设局，吉林吉林132108)关键词：高水头；人工洞室群；水下封堵；doi：10．13928／j．enki．wrahe．2016．06．023中图分类号：TV65(234)文献标识码：B1工程概况丰满水电站重建工程丰满水电站全面治理(重建)工程是按恢复电站原任务和功能，在原丰满大坝下游120m处新建一座大坝，

2、并利用原丰满三期工程。工程以发电为主，兼有防洪、灌溉、城市及工业供水、养殖和旅游等综合利用。电站枢纽建筑物主要由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪系统、左岸泄洪兼导流洞、坝后式引水发电系统、过鱼设施及利用的原三期电站组成。左岸泄洪兼导流洞前期作为导流泄水建筑物使用，工程施工期结束后，作为永久泄洪洞使用，具体平面位置详见图l。2问题的提出丰满水电站全面治理(重建)工程泄洪兼导流洞进口明挖施工过程中，发现原丰满泄洪洞岩塞爆破1：2模型试验洞位于泄洪兼导流洞进口明挖开挖区内，该模型试验洞由岩塞口、集渣坑、1。施工支洞、236．

3、3m、226．2m高程施工导洞、药室施工导洞等组成，236．3m、226．2m高程导洞起点与l’施工支洞相接，终点均与爆破试验洞岩塞口相接，具体平面位置详见图2。由于该试验洞及其施工导洞、施工支洞与丰满水库库水相通，库水能够通过该试验洞及其施工导洞进入泄洪兼导流洞进口明挖基坑内，造成泄洪兼导流洞进口明挖段处于库水位以下，无法正常干地施工。为保证明渠干地施工，需对该试验洞及其施工导洞、施工支洞进行封堵处理，截断水流通道。由于岩塞爆破1：2模型试验洞群位于水下30mWaterResourcesandHydropowe

4、rEngineeringV01．47No．6文章编号：1000-0860(2016)06—0093—04深处，洞群布置复杂，且多洞室均相互连通，同时集渣坑的洞室空腔体积大，这些条件给封堵带来巨大的困难。如对所有洞室都进行封堵，将造成工程量巨大，且大部分封堵体会在泄洪兼导流洞进口明挖过程中被挖掉，只有在开挖区以外局部封堵段才有作用，造成不必要的浪费。如何对深水下洞室群进行局部封堵是本工程设计的重点、难点。由于岩塞爆破1：2模型试验洞洞群布置复杂，封堵体在洞内的成型情况也难于观测、控制，如何对封堵体的成型尺寸进行有效

5、控制，这也是本项目设计的重点、难点。目前国内尚未有类似项目成功实施的先例，本项目受工程施工工期的制约，需要封堵实施方案具备快速、简便易行，且封堵效果好等特点。结合原丰满泄洪放空洞岩塞爆破1：2模型试验洞洞室群的封堵，对地下高水头洞室群封堵技术进行专题设计，研究出一种能够快速、简便易行、可实施性强、技术可行、经济合理的地下高水头洞室群封堵技术。3国内外同类技术研究概况近30年来，国内外不少科研、设计和施工单位对水下灌注混凝土的材料、级配、性能及施工方法进行了广泛研究和实践。水下浇筑混凝土在坝面混凝土修补、混凝土防渗

6、墙、孑L洞混凝土回填、护岸等水利水电工程中，正越来越广泛地被应用。但对于水头高于30m、且多洞室连通的洞群水下封堵项目，尤其在洞群布置及断面尺寸尚不十分明确，并且需要对局部洞段进行封堵等的施工条件下，尚未有施工先例和可借鉴的经验。收稿日期：2016—04—27作者简介：冯吉新(1973一)，男，高级工程师。冯吉新，等∥丰满水电站重建工程高水头地下洞室群封堵设计图1丰满水电站全面治理(重建)工程泄洪兼导流洞布置示意一一●⋯一一一，图2原丰满泄洪洞岩塞爆破1：2模型试验洞平面布置示意(高程单位：[13)4封堵设计针对

7、上述封堵的难点和特点，本次设计的总体思路考虑采用地面施工方案，在地面上通过钻孑L或钻竖井，将需要封堵的洞段与地面连通，进行局部封堵体施工的设计思路。结合本工程的实施条件，考虑将封堵工程分两阶段实施，第一阶段结合施工平台、冬季施工的条件，考虑在岩塞口先行筑岛填筑，为后续封堵施工作业提供施工工作平台，筑岛填筑采用常规水下土石抛填施工，这里不在赘述。第二阶段采用水下混凝土进行局部封堵体施工。在封堵完成后，对封堵段进行固结加强灌浆，减少渗水量，确保进口明渠开挖施工正常进行。4．1水下混凝土局部封堵方案设计为了避免工程量过

8、大，考虑将局部封堵体结构分成两部分。(1)两端为临时封堵体，先行实施，使其起到施工临时模板的作用。(2)中部为永久封堵体，满足封堵体稳定要求，达到封堵的目的和要求。首先在地面钻孔或钻竖井，与洞群封堵段洞体相接，形成施工通道，便于沉放导管。然后进行临时封堵体的水下浇筑施工，临时封堵体形成后兼做施工临时模板使用。最后在临时封堵体的保护下，采用常规导管法水下混凝土浇筑施工方式，