新建输水隧洞在水库除险加固工程中的应用

新建输水隧洞在水库除险加固工程中的应用

李燕娇

师宗县水务局云南省曲靖市师宗县655700

摘要：近年来，国家和政府都在大力重视民生建设，在农村的农田中灌溉技术使用的非常多，要想使用灌溉技术就需要用到大量的水资源，这就需要修建水利工程，水库是一种常见的水利工程建筑，在夏秋季节降雨量多的季节，为了保证水库的安全，水库除险加固工程定期都要做，但是怎样做好水库除险加固工程工作是水库管理部门需要认真思考的问题。

关键词：输水隧洞；水库除险；加固工程；应用

1、水库除险加固工程概况

大冲水库现有对外输水建筑物为大坝输水涵洞，洞身均为料石支砌。输水涵洞为坝下埋管，位于大坝左坝肩，进口底板高程1849.0m，全长62.4m，为半圆拱涵，断面尺寸为0.8m1.2m（宽高，拱矢高0.4m），输水涵洞进口闸室段设0.8m0.8m平板钢闸门一道，配8T手摇螺杆式启闭机一台。最大出流量2m3/s。

据现场观测：输水涵洞地基承载力较差，砌石体砂浆脱落现象普遍，出现垮塌现象，砌石体结构老化现象明显。存在多个漏水点，渗漏水量与库水位呈正相关系，已出现明显的渗漏异常，渗流性态不安全。

2、输水方案方案的选择

根据输水洞存在的问题，其处理方案有两种选择，其一，对现有洞身进行固结和回填灌浆，其二，封堵原输水涵洞，在主坝左岸新建输水隧洞，出口接主干渠。两个方案的分析比较如下：

（1）运行可靠性方面

方案一：现有输水涵洞属于坝下埋管，洞身已运行了多年，尽管可以对进口采取处理，对洞身进行固结和回填灌浆，但由于输水涵洞断面较小，在运行中无法进行监控，不能从根本上解决问题，安全运行得不到保证。输水涵洞是向下游南、北干渠供水的唯一通道，只要出现任何问题，都无法向渠道供水，下游农田灌溉保证率低。

方案二：新建输水隧洞位于大坝左坝肩，进口底板高程1849.00m，进口设置0.8m×0.8m的事故检修闸门及工作闸门，为无压洞隧洞，断面为直径1.50m×1.80m的城门洞型。新建输水隧洞从根本上解决了原输水涵洞存在的隐患，运行安全可靠。

（2）从水库规模方面：

新建输水隧洞进口底板高程设置在1849.00m，不影响水库现有规模及效益的发挥。

（3）施工条件方面

方案一施工时间长、施工工序多、工艺复杂、干扰大。方案二各建筑可同时施工，所需时间短，施工干扰小。

（4）从工程投资方面，方案二投比方案一投资多30万元。

（5）从运行管理方面

方案一输水涵洞洞身较小，不利于检查维修，运行维修较困难。方案二管理运行维修方便。

经上述综合分析比较，方案二投资较虽然稍大，但从长远看，水库运行安全可靠、管理维修方便，利于水库现有规模及效益的发挥，能彻底根治输水涵管存在的隐患问题，因此设计推荐选用方案二，即封堵原输水涵管，新建输水隧洞。

3、隧洞选线

根据大冲水库坝址地形地质条件，大坝左右坝肩均有建输水隧洞的条件。右坝肩隧洞轴线长约100m，左坝肩隧洞轴线长约75m，而且左坝肩岩层比右坝肩相对完整，隧洞轴线相对较短，但出口段与引水渠道连接较长，通过认真分析比较，从管理、施工条件等多方面考虑，选择在左坝肩进行新开隧洞建设。

4、隧洞布置

输水隧洞的主要任务是保证下游农田灌溉的用水需求。根据大冲水库南、北干渠灌区输水要求，输水隧洞输水设计过水流量为2.0m3/s。

输水隧洞由引水明渠段、有压段、闸门井、无压隧洞段、出口段、分水闸组成，全长111m，具体布置如下：

桩号0+000.00～0-010m为进口引渠段，长10.0m。过水断面为梯形断面，尺寸1.5×2.0m，m=0.5，M7.5浆砌块石衬砌。根据水库调节计算，为充分利用水资源，选定引渠进口底高程为1848.80m，底坡i=0，开挖边坡为1：0.5。

0+000.00～0+013m为有压段，长13m，底板高程1848.80m，断面为城门洞型断面，尺寸1.5×1.8m，C20钢筋砼衬砌，衬砌厚0.3m。进口设置1.5×1.8m的拦污栅。

0+013～0+018.30m为闸井段，井长5.3m、宽5.0m、深11.20m，用C20钢筋砼衬砌，进口底板高程1849.00m，安装工作闸门和事故检修闸门各一道，闸孔尺寸0.8×0.8m，闸门形式为平面定轮焊接钢闸门，均为前止水，闸门采用滚动轴承轮子支撑，动水启闭，为保证闸门动水下门，使用加重块。

0+018.30～0+071.00m为无压隧洞段，长52.7m，其中0+018.30～0+024.30m为渐变段，由底宽0.8m渐变为1.5m；无压隧洞直线段断面型式为城门洞型洞身断面，直墙段净断面1.5×1.05m，拱圈半径0.75m，底坡i=1/200。无压隧洞全断面均采用C20钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为0.3m。为使衬砌与岩石紧密贴合，隧洞顶部进行回填灌浆；回填灌浆范围在顶拱中心角90°～120°以内，且按90°和120°交替排列，孔、排距3m，灌浆压力0.2Mpa，灌浆孔深入围岩5cm以上，钻孔直径38～56mm或留孔（40～60mm）。

0+071.00～0+111m以后为隧洞出口明渠段，底坡为1：500，过水断面为1.5×1.5m，边墙采用M7.5浆砌块石护砌，M10砂浆抹面，底宽0.8米，顶宽0.4米。开挖边坡为1∶0.5。

5、原输水涵洞封堵处理

施工期间，输水涵洞作为唯一的施工导流通道，并利用其向下游供水，输水涵洞的封堵要结合施工导流的工期安排进行，在施工结束后对其进行封堵。

低水位时，在输水涵洞进口位置至坝轴线作混凝土封堵，在坝轴线后用浆砌石将输水涵洞回填至原坝坡坡面。并对输水涵洞进口机房、消力池边墙等设施进行适当拆除。在输水涵洞出口回填浆砌块石时留设排水孔。

6、输水隧洞输水隧洞施工

土石方明挖共计471m3。土方由人工开挖，石方由Y24手风钻钻孔爆破，渣料由自卸汽车运至弃渣场弃渣。洞挖、井挖石方共计985m3。洞挖石方：采用风钻钻孔爆破开挖，人工推胶轮车运至洞口，再由1.0m3装载机装5t自卸车运至弃渣场弃渣。边开挖边进行锚喷临时支护，锚杆沿洞顶拱布置，间排距2.0m，深入围岩1.5m，喷混凝土厚5cm。井挖石方:采用风钻钻孔爆破开挖，钢丝绳电动葫芦提升，胶轮车运输出渣。边开挖边进行锚喷临时支护：锚杆间排距2.0m，深入围岩1.5m，喷混凝土厚5cm。

混凝土浇筑共计516.6m3。砼由搅拌站制备，混凝土泵送入仓，插入式振捣器振捣，组合钢模施工。

回填灌浆由预埋灌浆管分序施灌，灌浆时风钻在预埋管中钻孔，强制式混凝土搅拌机制浆，BW—200型灌浆泵灌浆。

输水隧洞金属结构包括平板铸铁闸门和螺杆式启闭机。施工时由载重汽车自生产厂家经进场道路运输至使用地点。隧洞闸门由人工配合钢丝绳电动葫芦、滑轮组吊运到安装位置；启闭机由钢丝绳电动葫芦吊装就位。

7、结束语

本文根据自己的工作经验详细的介绍了输水隧洞工程在水库除险加固中的选择应用，希望能给水库除险加固工程提供一些有用的参考意见。

参考文献：

[1]云斌,王庆.九大渠水利枢纽溢流堰除险加固工程设计分析[J].内蒙古水利.2016(07)

[2]吕晓薇.宝鸡市钓鱼台水库除险加固坝体防渗方案浅析[J].地下水.2016(05)

[3]黄淑芳,邹恒勇.吉安市城市防洪高塘堤除险加固优化设计[J].甘肃水利水电技术.2016(07)

[4]曾淑娥.水库枢纽工程除险加固的关键措施分析[J].内蒙古水利.2016(09)