郭 伟

（中国水利水电第三工程局有限公司,陕西 西安 710016）

1 序言

陕西省汉中市石门水库枢纽位于汉江上游一级支流褒河峡谷出口以上1.8 km,是以灌溉为主、结合发电等综合利用的大（2）型水利工程。初期工程于1969 年9 月开工建设,1983 年建成。2006 年10 月新增左岸泄洪洞,洞泾6.8 m,总体呈现“Z”字形,泄洪洞总长482.328 m。左岸泄洪洞由进水口及斜坡段（桩号X0+000.000 m～X0+192.949 m）和下游及出口段（桩号X0+192.949 m～X0+482.328 m）组成。

2018 年11 月对左岸已有泄洪洞进水口及“龙抬头”段进行改造,改造总长度约320 m；泄洪洞下游及出口段（桩号0+192.949 m～0+482.328 m）保持不变。泄洪洞水平段改造后与原有泄洪洞斜坡段形成一个薄弱三角区,按要求对薄弱三角区加固,即对原泄洪洞“龙抬头”斜坡段进行永久封堵,起始桩号：X0+305.43 m～X0+321.03 m,封堵高度15.0 m,封堵段洞径6.8 m,计划工程量1200 m3。

图1 泄洪洞封堵示意图

2 泄洪洞封堵实施方案

（1）根据已有泄洪洞结构和水平改造段实际施工情况,为保证原泄洪洞封堵顺利进行和尽可能不对泄洪洞水平改造段施工造成影响,形成了原泄洪洞封堵实施方案,即对已有泄洪洞堵头周围凿毛、设置锚杆和基岩固结灌浆以及灌注C25 微膨胀自密实混凝土。

（2）泄洪洞水平衬砌混凝土C40 厚度0.8 m 与原泄洪洞封堵实施同步进行。原泄洪洞封堵堵头周围凿毛,设置锚杆（数量57 个,间距2.5 m×2.5 m,外露1.2 m）,没有结构钢筋。封堵高度15 m,计划分7 层,层高分别为0.5 m、1.0 m、1.5 m、3.0 m、3.0 m、3.0 m、3.0 m。每层预埋φ200 泵管,预埋管高度均高于层高1 m,最后一层泵管出口处设置弯管。预埋泵管时洞壁预埋排水盲管或沟及膨胀止水条等材料。

3 已有泄洪洞封堵施工

3.1 已有泄洪洞堵头凿毛和设置锚杆

已有泄洪洞封堵堵头周围凿毛,凿毛深度1 cm～3 cm。布置插筋Φ25,L=3.0 m,全断面,排距2.5 m,深入基岩1 m。

（1）施工程序：施工准备（包括脚手架搭设、防护工作平台施工）→混凝土凿毛→锚杆施工。

（2）主要施工方法

1）混凝土凿毛

a.工艺流程。包括脚手架搭设→清理工作面→混凝土凿毛→质量检查→表面冲洗。

b.排架搭设。对于泄洪洞弯弧面混凝土凿毛需搭设脚手架,凿除之前沿操作平台四周设置防护工作平台,并注意弃渣落入脚手架下部伤及行人。

c.清理工作面。对混凝土表面的杂物进行清理,并初步判定其碳化层厚度。d.碳化层凿毛。采用风镐凿除凿毛,凿除深度1 cm～3 cm。e.高压水清洗。凿毛完毕后用高压水清洗凿除表面,将松动碎屑及灰尘清除,以利于新老混凝土结合。

2）砂浆锚杆施工

a.施工程序：布孔→钻孔→洗孔及检查→注浆、安插锚杆及固定。

b.由测量人员放出每一个锚杆孔的位置,孔位偏差控制不大于10 cm；采用手风钻钻孔；钻孔完成后及时进行孔内清洗、检查钻孔质量；锚杆砂浆采用NJ-6 型拌浆机制浆、JJS-2 B 型搅拌桶和2 SNS 型灌浆泵、通过插入距孔底50 mm～100 mm 的PVC 注浆管注浆,边注浆边向外拔管直到注满为止,注浆完成后立即插杆对中并在孔口加楔块固定。

3.2 已有泄洪洞体基岩固结灌浆

已有泄洪洞封堵段梅花形布置,封堵段上部布置5 排,其中3 排I 序孔,2 排Ⅱ序孔,排距3 m；封堵段下部布置3 排,其中2 排I 序孔,1 排Ⅱ序孔,排距3 m。深入基岩均4 m。

（1）施工程序：物探测试孔钻设、钻孔灌前测试→固结灌浆孔（Ⅰ、Ⅱ序）→钻孔→压水试验→灌浆→变形观测→固结灌浆检查孔→灌后物探测试→封孔。

（2）工艺流程：测量放孔位→搭设施工排架,稳固钻机→第一段钻孔→下栓塞→冲洗→压水试验→灌浆→第二段钻孔→下栓塞→冲洗→压水试验→灌浆→压力封孔。

（3） 施工方法

1）钻孔：考虑到施工作业是在排架上完成,固结灌浆钻孔主要采用KQZ-100 冲击回转钻机,此类设备轻便、高效；质量检查孔和物探测试孔等采用XY-2 PC（2 B）回转钻机钻孔。

2）冲孔、压水试验：对基岩钻孔,采用风水联合冲洗,冲洗压力为灌浆压力的80%,且不超过1.0 MPa,直至孔口回水返清时为止；固结灌浆之前,按照监理指定的孔位、孔数进行简易压水试验。压水压力与冲孔压力一致,每5 min 测定一次流量,连续压水20 min 即可结束。

3）灌浆

a.固结灌浆按分序加密的原则进行施工。隧洞的固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行,同一环内只允许对称的2 个孔同时施工。

b.灌浆方法采用分段卡塞、孔内纯压式灌浆法。

泄洪洞衬砌段第一段栓塞卡在混凝土内（距结合面以上0.5 m 处）,第二段灌浆塞在已灌段底以上0.5 m 处,以防漏灌。

c.灌浆压力、浆液水灰比以及浆液变换标准,最终将通过现场试验而定。

4）结束标准和封孔

a.各灌浆段在最大设计压力下,注入率不大于1 L/min,继续灌注30 min,灌浆即可结束。

b.固结灌浆孔采用“全孔灌浆封孔法”封孔。在最大设计压力下灌浆孔停止吸浆,并继续灌注10 min 后即可结束。

3.3 已有泄洪洞膨胀止水条安装

已有泄洪洞堵头凿毛后进行膨胀止水条（PZ-400 制品型止水条）安装,刻槽深度1 cm～2 cm。外露1/2 的止水条高度,止水长度在洞外按轮廓尺寸再加50 cm～80 cm 富余量裁剪。膨胀止水条定位后,尽量避免被水浸泡,止水条接头搭接部位,侧面多用刀片切成斜面,剥去搭接部位隔离纸,利用制品膨胀止水条本身的可粘性,将制品型膨胀止水条侧面搭接1 cm,用滚筒滚压制品型膨胀止水条上面,保证止水条粘严密牢固。

3.4 泄洪洞水平段衬砌混凝土施工

（1）模板设计

新老泄洪洞相贯连接段长度约24 m,分为2 段,单段长12 m。泄洪洞相贯连接段采用定制花架支撑小钢膜,洞内搭设满堂脚手架支撑衬砌模板的方式分上中下分三层浇筑。模板加固方式采用内撑内拉或外撑内拉等的形式进行,模板围檩采用φ48 mm 钢管,拉结方式采用拉筋（插筋型号C25,入岩1 m,间排距0.5 m 采用锚固剂锚固,拉杆焊接在插筋上）固定。 支撑结构采用φ48 mm 标准架管搭设的满堂支撑架,立杆纵距0.5 m,横距0.6 m,步距0.6 m。

（2）隧洞衬砌混凝土施工

1）泄洪洞混凝土衬砌C40,通过混凝土搅拌运输车运输至施工部位后,由混凝土泵通过进料口泵送入仓,进料口同时兼作振捣窗口,视混凝土上升高度将其逐层关闭,浇筑时左右两侧需同步均衡上升,高差不得超过0.5 m。

2）隧洞轴线以下部分入仓速度要慢,减小混凝土浮力；轴线以上部分入仓速度要快,加大混凝土压力,抵消浮力。封底拱时,需加强振捣以保证气泡排出充分,从一侧下料另一侧引料。

3.5 已有泄洪洞封堵灌注混凝土

（1）泄洪洞水平改造段与已有泄洪洞龙抬头斜坡段相贯连接段长度约24 m,回填总高度15 m,分7 仓浇筑,采用C25微膨胀自密实混凝土,塌落扩展度550 mm～655 mm。

（2）施工程序：承重架搭设→固结灌浆→锚杆施工→原混凝土面凿毛→膨胀止水条安装→衬砌钢筋完善→模板及仓面清洗→衬砌模板安装→混凝土泵管预埋→衬砌混凝土浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第一层（0.5 m）浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第二层（1.0 m）浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第三层（1.5 m）浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第四层（3.0 m）浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第五层（3.0 m）浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第六层（3.0 m）浇筑→等强（达到设计强度的75%）→封堵第七层（3.0 m）浇筑。

（3）已有泄洪洞封堵是在泄洪洞水平改造混凝土80 cm衬砌完成并到达强度的75%后进行。

3.6 已有泄洪洞封堵后接缝灌浆

（1）为防止新老混凝土结合面或预埋泵管与混凝土结合面收缩后存在渗水通道,并对该部位进行接缝灌浆以保证封堵体完整密实。在封堵体周围新老混凝土结合部位间隔3 m设置6 根预埋管（每根分为进浆管和回浆管）,并牢固固定在洞壁上。预埋管采用φ25 塑料管,单根总长32 m,露出混凝土外1m,在塑料管上每隔2 m 钻眼。

（2）灌浆前需对结合缝面进行冲洗,然后排净缝内积水,方可进行灌浆。灌浆采用纯水泥浆,浆液水灰比采用2∶1、1∶1、0.5∶1 三个比级。一般情况下,开始可灌注水灰比2∶1 的浆液,待回浆管出浆后,可改换水灰比为1∶1 的浆液,当回浆管排出的浆液水灰比接近1∶1,可换成水灰比为0.5∶1 的浆液灌注,直至结束。

（3）制浆站集中制浆,SGB6-10 型泵送至灌浆站,采用SGB6-10 灌浆泵灌注,灌浆压力0.3 MPa。

（4）结束标准：当排气管排浆达到或接近最浓比级浆液,且管口压力达到设计规定值,注入率不大于0.4 L/min 时,持续20 min,灌浆即可结束。

4 结语

泄洪洞龙抬头封堵施工是汉中石门水库左岸泄洪洞改造关键施工项目,通过龙抬头封堵施工方案的技术总结和实践,实践证明、方案合理,效果较好。石门水库左岸泄洪洞龙抬头封堵施工更是得到了参建各方以及专项方案论证相关专家的高度重视,从左岸原泄洪洞龙抬头所处位置到具体实施技术方案的确定直至完成封堵,凝结了建设者不少心血。