水库进出口施工与闸门隧道建设

（1）开挖与支护工程。

上水库进/出水口位于闸门井平台下方，高程为1884.00～1900.00m，开挖范围长144m。上水库进/出水口明挖采用自上而下，周边预裂和分层梯段爆破相结合的施工方法。出渣采用反铲装渣、自卸车运输。

两条引水隧洞闸门井上游渐变段与进/出水口之间长79.93m，隧洞为圆形断面，开挖直径为7.40m。该段引水隧洞以Ⅲ类为主，局部Ⅳ、Ⅴ类，隧洞采用喷锚支护，喷射混凝土为C20，厚8cm，锚杆长3m，间排距1.5m×3m梅花形布置。隧洞施工程序为：进/出水口明挖开挖至高程1886.00m后，进行洞挖。开挖采用全断面光面爆破法施工，装载机配合20t自卸汽车出渣。喷混凝土采用干喷法施工，锚杆采用支腿钻造孔。

引水事故闸门井断面为圆形，典型开挖断面尺寸为8.14m（直径），井深约58m（不包含渐变段）。采用反井钻机形成导井配合钻爆扩挖的方法施工，即使用反井钻机开挖施工导井后，再由人工正向钻爆一次扩挖形成溜渣井，最后由人工正向二次扩挖至设计断面。事故闸门井开挖程序为：井口平台和底部平洞形成→反井钻机钻导孔→反井钻机反向钻导井→扩挖溜渣井与临时支护→由上向下扩挖至设计断面及支护。锚杆随开挖面施工，喷混凝土根据岩石状况，一般按10m支护一次，最大距离不超过30m。喷锚支护随开挖面施工。

引水事故闸门井导井采用LM300型反井钻机，根据竖井的中心线精确放样后确定反井钻安装位置，浇筑反井钻C25混凝土机座，机座尺寸4m×3m×0.2m（长×宽×高）。在距钻机约5～10m不影响施工的地方，开挖一容积约8m3的泥浆池，用于导孔钻进时循环排渣和冷却钻头。通过循环流动的洗净液将破碎下来的岩渣带出井外，经沉淀池沉淀下来。在C25混凝土机座达到设计强度后，安装反井钻机，全面检查各部件安装连接正确后，然后启动电机和油泵，运转正常，主、副泵压力表也在指定工作压力范围内，所有无误后进行开孔钻进。开孔钻进时，调整动力头出轴转速为低转速，开孔钻杆选用直径与φ216的导孔钻头相同并且加工精细的稳定钻杆，并配合扶正器慢速开孔钻进，待第3根钻杆时换用普通钻杆继续钻进，始终保持稳定钻杆紧紧贴住孔壁，直至无法继续钻进时，提出所有钻杆，卸下两根特殊稳定钻杆，换上普通的钻杆进行正常的导孔钻进。在竖井中轴线上钻φ216导孔至竖井下部的渐变段平洞，扩挖钻头在竖井底部与平洞交叉段安装，安装完成后开始自下而上反拉扩孔。先慢速上提钻具，直到滚刀开始接触岩石，然后停止上提，开钻时因岩面不平整，滚刀局部接触岩面，钻进时钻机振动大，使用最低转速旋转，并缓慢给进、保证钻头滚刀不受过大的冲击而破坏。刀齿把凸出的岩石破碎掉后，即钻头全部均匀接触岩石，进行正常扩孔钻进。为保证反井钻机和滚刀的使用寿命，一般将系统压力限制在18MPa之内。在扩孔过程中，当岩石硬度较大，适当增加钻压，反之减少钻压。当扩孔钻头距反井钻机座剩余2.5m时，降低钻压慢速钻进，地面基座周围无异常现象，待钻头露出地面后，将扩孔钻头卡固在钢轨上、拆掉反井钻机的前后斜拉杆和各种油管，将主机车从钻架上拆掉，将钻架主机车和一些辅助设备拆下。反向钻进形成1.4m直径的导井，反向钻进导井产生的石渣在下部平洞内用ZLC40装载机装车，15t自卸车出渣。1.4m直径的导井形成后，采用手风钻钻爆法对导井进行正向扩挖，扩挖形成直径为3m的溜渣井，扩挖钻爆产生的石渣由人工清理，通过1.4m导井滑至下部平洞，在下部平洞内用ZLC40装载机装车，15t自卸车出渣。导井扩挖过程中，及时出渣，保证下部顺畅，并控制爆破渣料粒径，防止落渣堵塞导井。施工时在导井口设置安全盖板，以保证施工人员的安全。正向第一次扩挖形成直径3m溜渣井后，采用手风钻钻爆法进行正向第二次扩挖至设计断面，第二次扩挖钻爆产生的石渣由人工清理，通过直径3m溜渣井滑至下部平洞，在下部平洞内用ZLC40装载机装车，15t自卸车出渣。

根据引水系统事故闸门井开挖实际施工进展统计，直径3m溜渣井开挖平均日进尺2.76m，闸门井全断面扩挖平均开挖日进尺1.3m。

（2）混凝土施工。

1）上水库进/出水口。上水库进/出水口结构混凝土主要包括前池底板、边墙混凝土，防涡梁段、调整段、扩散段、方形段、渐变段混凝土、顶部回填抛石混凝土。按照先底板后边墙的顺序进行分层分块浇筑。底板先施工防涡梁底板至渐变段底板，然后再施工前池底板。钢筋在钢筋加工厂加工，现场绑扎。进/出水口混凝土均为多卡大面积钢模板拼装结构，墩头使用定型异型模板，根据每个仓位的设计结构尺寸设计仓位模板。在加工厂制作成型后，用平板运输车运输到现场，利用进/出水口的塔吊吊装。混凝土由上水库施工区混凝土拌和系统供应，混凝土搅拌车运输至现场，泵送入仓。混凝土采用振捣棒进行振捣，钢筋少的位置用φ100的振捣棒，钢筋密集处采用φ70的振捣棒。下料层厚控制在50cm以下，采用台阶法浇筑施工。

2）上水库闸门井渐变段至进/出水口之间引水隧洞。上水库闸门井渐变段至进/出水口之间长79.93m的引水隧洞，其隧洞断面为圆形，衬砌后断面直径为6.0m，衬砌厚度为0.60m，纵坡为6.055%。引水隧洞混凝土衬砌分为两层，底拱仓为隧洞竖直中心线底部左右各50°范围，其余为顶仓，浇筑顺序是由洞外至洞内，先底拱后顶拱。底拱采用拉模，顶拱采用钢模台车，泵送混凝土入仓。底拱混凝土利用插入式软管振捣器振捣，边顶拱主要利用安装在底模和钢模台车上的附着式振捣器振捣密实。

3）上水库闸门井。上水库闸门井混凝土主要包括井座混凝土、井身衬砌混凝土、门槽二期混凝土及上部排架混凝土。闸门井深67.54m（含井座），高程1879.46～1947.00m。闸门井上、下游渐变段均为10m长，上游侧为圆形断面渐变成方形断面后进入闸门井段，从闸门井下游侧开始再由方形断面渐变成圆形断面，渐变段混凝土衬砌厚度为1.5m。井座底板及顶部混凝土衬砌厚度为1.7m，两侧为1.5m，井身衬砌混凝土厚度为0.6m。启闭机排架高13.7m，高程1947.00～1966.65m。闸门井井身衬砌混凝土等级为C25W8F400，井座及渐变段衬砌混凝土等级为C25W8F100，门槽二期混凝土等级为C30W8F400。井座分3层浇筑，即分为底板、边墙和顶拱部分，分层高度分别为2.0m、5.6m、2.0m，井座混凝土施工采用满堂脚手架支撑模板，泵送混凝土入仓。闸门井井身段混凝土采用滑模施工，分4次进行滑升，混凝土采用溜管垂直入仓，即混凝土通过搅拌运输车溜至井口受料斗，经下料钢管、底部缓冲器、竹节筒、滑模平台上溜槽入仓。渐变段分为两仓施工，即底部为一仓、上部为一仓，泵送混凝土入仓。启闭机排架混凝土分3层进行浇筑，从下向上仓号高度依次为6m、6m、1.7m，混凝土采用汽车吊吊罐入仓。(www.xing528.com)

4）混凝土缺陷处理。进/出水口及前池混凝土表面缺陷主要有表面不平整、气泡、麻面、蜂窝、错台、露筋等。上水库进/出水口有31处一般缺陷，表面缺陷主要为麻面、错台、露筋，主要采取以下修复方法：对过流面侧墙漏浆后形成的砂线先清除洗净表面灰浆、污物，待其干燥后用环氧胶泥压实、刮平；错台用砂轮磨为5∶1以上斜面并保证1m范围内不平整度在5mm内；对过流面直径大于5mm的气泡，先扩孔或凿鱼尾槽，然后用钢刷或类凿清除气泡内水泥浆，洗净，干燥后用预缩砂浆压实、刮平；对于架空蜂窝先用凿子将松动和架空的部分凿除，再清洗干净，待其湿润无明水后，用预缩砂浆或环氧砂浆分层填实。

上水库进/出水口前池混凝土施工完毕后，共发生裂缝13条，裂缝表面宽度一般为0.4～0.6mm，裂缝深度一般为3～5cm，最深8cm，裂缝长度一般为7～10m，最长12m，9条裂缝基本垂直于水流方向，4条为顺水流方向。另外在前池边墙发现渗漏点1处。引水隧洞检查发现有2条贯穿裂缝。

闸门井混凝土浇筑完成后，在1号闸门井竖井高程1906.86m的位置出现点渗缺陷，采用钻孔灌浆的方法进行了处理。闸门井二期混凝土浇筑完成后1号和2号闸门井闸室底坎出现空腔，采用钻孔灌浆的方法进行处理，后检查无空腔。

（3）回填灌浆。

上水库进/出水口段引水隧洞布置回填灌浆，灌浆范围为顶拱120°。回填灌浆在隧洞混凝土衬砌达到70%强度后进行施工。一环布置3个灌浆孔，另一环布置两孔。孔深入岩0.1m。按照先Ⅰ序孔、后Ⅱ序孔，由低到高的施工顺序进行灌浆。灌浆采用42.5级普硅水泥，浆液水灰比为0.5∶1或0.6∶1两级，灌浆压力为0.2～0.5MPa。灌浆结束条件为，在设计压力下，当注入率不大于1L/min时，持续10min。灌后采用单孔注浆试验进行质量检查，合格标准为向检查孔内注入水灰比为2∶1的水泥浆，在最大灌浆压力下，初始10min内注入浆量不大于10L。上水库进/出水口段引水隧洞回填灌浆后，检查孔注浆试验成果初始10min最大注浆量为8.5L，小于10L，满足设计要求。

闸门井渐变段回填灌浆压力为0.3～0.5MPa。灌后质量检查单孔注浆试验，初始10min内注入浆量各单元最大为5.5L，小于10L，满足设计要求。

（4）固结灌浆。

进/出水口及闸门井段全断面进行固结灌浆，标准段每环布置7孔，排距3m，上拱固结灌浆孔从回填灌浆孔中施钻。孔深分别为4m，全孔一次性灌注。固结灌浆在回填灌浆后施工，先钻灌Ⅰ序孔、后钻灌Ⅱ序孔，由低到高进行，采用循环式灌浆法。灌浆孔采用手风钻钻进，孔径不小于38mm，孔位偏差不大于10cm，孔深入岩4m。灌浆浆液比级为2∶1、1∶1、0.8∶1和0.5∶14级，以2∶1开灌，逐级变换。灌浆压力为0.5～1.0MPa。灌浆结束条件为：在设计压力下，当注入率不大于1L/min时，持续30min，封孔采用全孔灌浆封孔法。灌浆质量采用压水试验方法进行检查，要求检查孔透水率不大于3Lu。上水库闸门井上游侧渐变段至进/出水口之间1号和2号引水隧洞固结灌浆共计完成基岩灌浆1448m，平均单位注入量为21.28kg/m，布设检查孔20个，共进行压水试验20段，最大透水率2.59Lu。

闸门井竖井、平洞固结灌浆孔每环8个孔，环距3.0m，孔深入岩4.0m，梅花形布置。固结灌浆环间分Ⅰ、Ⅱ序，环内加密；同一环内的灌浆孔可并联灌浆，但孔数不多于3个，孔位保持对称，全孔一次灌浆。灌浆浆液水灰比采用2∶1、1∶1、0.8∶1和0.5∶14级。灌浆压力Ⅰ序孔0.7MPa，Ⅱ序孔1.2MPa。1号和2号闸门井固结灌浆平均单位注入量为38.13kg/m。