[發明專利]水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術

無效

• 申請號: 200910102785.2
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101654907A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 羅朝文;李定忠;王琳瑞;曾凡順;顧建;張曉安;魏永華;胡大云;李群生
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第九工程局有限公司
• 主分類號: E02B3/16
• 分類號: E02B3/16;E02D15/00;E21B7/18
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所
• 代理人: 陳忠俊

技術領域

本發明屬于水利水電工程技術領域，具體涉及高壓水頭下水工洞室內出現的大流量高速射流進行有效封堵灌漿的施工技術。

背景技術

水利水電工程施工過程中，在各工程關鍵線路中的洞室開挖爆破施工過程中，會出現地下水位快速涌高、水頭壓力抬升過快等工程工況，經常突發滲水、涌水情況，同時伴生有塌方、塌陷、大面積滲水、大流量高速射流等工況，處理難度極大，屬于高危險作業，對施工中關鍵線路施工進度和施工人員設備安全造成極大影響，對其進行處理的時間將直接影響到關鍵線路節點工期及后續工程節點工期的實現。同時，對其處理的施工質量將直接影響主要建筑物的運行安全，其處理效果也將直接影響到后續工程的時間安排以及因采取各種措施進行處理的直接經濟費用。

在以前發生的突發性出水工況，大多數均為水頭壓力較小、滲水點面不集中、流量不大、流速較小，常規處理措施比較成熟，可用處理辦法較多，一般采用引排堵結合的原則進行處理，即對水流進行一定程度的引排后，強澆混凝土，以混凝土為蓋重，待達到一定強度后再對其進行灌漿處理。但對于高壓水頭、大流量、高速射流工況，由于其成因復雜，同時伴生各種復雜工況，可能涉及多部位、多工種、多成因，處理方法極為復雜但又相對有限，目前為止，國際國內尚無極為有效的處理手段。一旦發生此類工況，若處理措施不當，必將導致整個工程進度嚴重滯后，處理工期延長，處理費用增大，會造成極大直接或間接經濟損失。

光照水電站是北盤江干流的龍頭梯級電站。電站裝機容量1040MW(4×260MW)，水庫正常蓄水位EL.745m，死水位EL.691m，總庫容32.45億m³，死庫容10.98億m³，光照水電站導流洞過流斷面為11.5m×16m(寬×高)的城門洞型，洞長804.863m，進、出口高程分別為EL.583m及EL.581.5m。導流洞永久堵頭位于樁號k0+270～k0+300段，長30m，采用雙楔形結構，堵頭按I級建筑物設計。

電站下閘蓄水后，當大壩上游庫區水位上升至EL.650.2m時，導流洞永久堵頭拱頂突發縫隙大流量高速射流透水，射流高程約EL.599m，射流水平挑距24m，計算流速22m/s，泄水量約1.08m³/s，水流呈霧化狀，出水縫面長度約6m。透水同時，在導流洞上部右岸EL.612m灌漿隧洞底板有明顯冒氣現象。大部分專家提出了將庫水放掉將水位降低后進行封堵處理的方案，從安全上考慮，該方案是最可靠的處理方案，但由此將造成的直接經濟損失會超過2億元，間接損失也非常巨大。為了減少這些損失，則必須在130m高水頭條件下進行封堵，這是一道世界水電工程施工中未曾遇到的難題。

在此之前已經對透水常規處理中，主要采取模袋灌漿為主、臨時平壓堵頭為輔的處理方案。

常規前期處理措施中，共計耗去前期常規處理費用150萬元。完成鉆孔27個，基巖鉆孔1651.8m，投入各種規格模袋18個，灌入漿量63.452m³，拋投封堵級配料24.5m³，拋投封堵卵石9.02m³，拋投麻棒486段，拋投封堵橡膠球4949個(φ40mm～φ70mm)，漏水縫面擋水板封堵2塊。前期處理措施即是采用常規處理方法，結果說明，用常規方法無法完成對這種130m高水頭下導流洞永久堵頭的高速射流透水事故的處理，常規方法僅能在一定時間內控制漏水，滲水不迅速擴展。最終未能從根本上止漏，水流流量變化不大，僅水流流向及流速發生一定改變。

為此，申請人研發了“130m高水頭下大流量高速射流封堵”施工技術方案，在右岸EL.612m灌漿廊道鉆孔至導流洞頂部空腔進行封堵灌漿取得了成功。

發明內容

本發明的目的，通過對以往的多次處理突發涌水、滲水工況處理失敗和成功的原因進行分析，依托光照水電站130m高水頭下導流洞永久堵頭的高速射流透水處理過程展開技術攻關，提出安全可行的封堵技術方案，指導施工，達到永久堵水的目的，在這此成功工作的基礎上，總結技術方案，形成了對130m高壓水頭以下，一套完整、安全封堵技術方案。

本發明水電站高壓水頭下大流量高速射流封堵灌漿技術，其技術方案是這樣的，