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一、壩下涵洞封堵措施

壩下病害涵洞的存在，將嚴重危及大壩安全，我省對壩內(nèi)陶瓷涵管、磚石方管視為存在滲流穩(wěn)定安全問題，必須予以報廢或更新改造。對壩下涵洞封堵處理之前，應對老涵洞進行全面察勘，根據(jù)老涵洞洞身材質(zhì)、尺寸大小、滲漏情況、破壞程度等分析原因所在，結(jié)合大壩的加固情況及施工條件設計切實可行的封堵措施。根據(jù)壩的類型不同，通常采用的方法也不一樣，介紹涵洞封堵灌漿一些經(jīng)驗及斜墻土壩和心墻土壩的封堵方案。

1．斜墻土壩或均質(zhì)土壩的封堵措施

對斜墻土壩或均質(zhì)土壩涵洞，沿老涵洞進口開挖至基巖，澆筑細石砼堵頭和砼截流墻，并采用粘土分層填筑并碾壓，采用截斷滲流通道的方式封堵壩下涵洞，其主要工序如下：在壩前坡開挖截斷放水涵洞5~15m；對開挖基坑后的放水涵洞（設砼堵頭段）四周管壁灌水泥漿；涵洞內(nèi)澆筑5~20m（壩軸線上游部位）砼堵頭，再在放水涵洞頭（基坑下游面）澆筑砼截流墻；預埋灌漿管，對設砼堵頭的放水涵洞段進行回填灌漿；基坑粘土填筑（可配置復合土工膜）及保護層鋪設，涵洞下游段做為排水設施保留，出口1.5~3m范圍增設排水措施。

2．粘土心墻壩的封堵措施

心墻土壩在大壩上游坡開挖，截斷壩下涵洞，采用砼封堵，堵頭的長度根據(jù)實際要求確定，一般取5m為宜，出口采用砼封堵，長度可取2m，對中間洞段采用水泥砂漿或水泥粘土砂漿進行填充，對斷面比較大的涵洞，條件允許情況下，可采用人工填筑（砌筑）片石、卵石，再進行灌漿，可減少灌漿工程量。在封堵段內(nèi)沿涵洞頂部安裝多根灌漿管、排氣排水管。待砂漿凝固收縮以后，在出口位置鉆孔，再在涵洞出口灌水泥漿，直到漿液從涵洞進口流出并封死出口鉆孔，待進口不進漿為止（反復補充灌漿，一般以補充灌漿3次為宜）。心墻上游側(cè)采用沖抓套井回填粘土防滲墻或倒掛井防滲墻來截斷老涵洞。涵洞下游段做為排水設施保留，出口1.5~3m范圍增設排水措施。

3．涵洞封堵灌漿

土料應經(jīng)過試驗采用合格的粘土加工而成（最好是廠家提供的粘土粉），砂選用堅硬、潔凈的河砂，含泥量和有機質(zhì)含量不大于3%。洞壁接觸部位采用的為純水泥漿，水泥標號為R42.5以上。灌漿一般要求采用多缸活塞式灌漿泵。純水泥漿、水泥砂漿、水泥粘土砂漿配合比漿液濃度應由稀到濃，純水可按逐級加濃，當吸漿量大時，保持灌漿壓力不變，可適當調(diào)整泥漿濃度。水泥砂漿灌漿漿液的濃度應由稀到濃，第一次漿液漿液水泥砂重量比可取，第二次漿液水泥砂重量比可取并可根據(jù)實際情況調(diào)整。水泥粘土砂漿應做配合比試驗，常用的水泥、粘土、砂、水的配合比第一次取第二次取灌漿壓力洞壁接觸灌漿壓力根據(jù)防滲設計要求確定，小型水庫一般初定為0.1~0.3MPa，具體可根據(jù)施工的實際情況進行調(diào)整。小型水庫壩下涵洞回填灌漿壓力第一次初定在20KPa~40KPa，第二次可控制在50KPa~100KPa，一般要求灌漿壓力不大于100KPa。灌漿接觸灌漿施工時，灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時且灌漿時間已達30min，應改變一級水灰比?；靥罟酀{施工時，當灌漿壓力保持不變，灌漿時間已達30min，不再吸漿，可結(jié)束灌漿。在灌漿過程中，灌漿壓力突然發(fā)生變化或者注入率突然改變時，應立即查明原因，并采取及時進行處理。

二、壩下涵洞封堵措施

涵洞封堵后，需新建放水設施代替原涵洞放水，根據(jù)實際情況，選用虹吸管、輸水隧洞、輸水水平洞等。虹吸管對于壩高不大的水庫（一般15m內(nèi)），老涵洞封堵后，新建虹吸管。虹吸管是一種壓力輸水管道，在管內(nèi)造成真空，使作用在上游水面的大氣壓強和虹吸管內(nèi)壓強之間產(chǎn)生壓力差，實際中，一般要求虹吸管上、下游水頭差要3m以上（有條件的地方宜適當大一點），管頂?shù)陌惭b高度一般控制在7.0m以內(nèi)（水頭差較大時，液體容易產(chǎn)生汽化，破壞水流的連續(xù)性，運行一段時間會斷流）；虹吸管的優(yōu)點是能跨越大壩，減少土石方開挖。虹吸管管材宜采用PE管和鋼管（小口徑采用PE管較多，大口徑一般為鍍鋅鋼管）。工作時，通過進水口對虹吸管進行充水（排氣管排氣）后，打開出口閥門，虹吸管開始放水，如真空不被破壞，出口水流平順、飽滿，運行的情況就比較好，就能夠替換壩下涵洞放水。通常虹吸管的管道沿壩坡鋪設，在相應位置設置支墩及鎮(zhèn)墩；出水口設置閘閥，調(diào)節(jié)控制流量；駝峰上游端設置充水和排氣管并設控制室控制。在運行中虹吸管管道常會有空氣進入，空氣在管道駝峰處積聚，破環(huán)管頂真空，影響虹吸管流態(tài)和流量，當空氣積聚到一定程度，壓力差小于上下游水位差，就會斷流，故常在虹吸管駝峰處設置一個真空液氣交換箱，真空液氣交換箱的功能是把跑入管道中的空氣與箱中的水體進行交換，這樣可以保證虹吸管的正常運行輸水隧洞輸水隧洞代替壩下涵洞，能從根本上消除壩下涵洞帶來的種種安全隱患，但施工時間長，水庫需要放空，且投資較大，隧洞采用炸藥爆破，施工管理等較麻煩。新開隧洞常采用常規(guī)城門洞型，洞徑為滿足施工需要，常取寬1.8m，高2.0m左右，洞線一般布置在大壩兩岸山體中，進口布置插板式閘門及啟閉設施。隧洞進出口需離壩頭、溢洪道均需有一定的安全距離。輸水隧洞由于進口布置在庫區(qū)內(nèi)，進口頂部受水壓影響，對進口段設計一般要求襯砌并做灌漿處理，防止?jié)B透破環(huán)引發(fā)洞頂塌陷造成險情輸水水平洞水平洞是近幾年在加固工程中采用的，實踐證明，水平洞在小型水庫加固中可代替放水隧洞。水平洞除了隧洞的優(yōu)點外，施工方便且工期快，投資較省，無須炸藥，對山體的擾動小。缺點是水平洞由于工藝要求，基本不能轉(zhuǎn)彎（最大轉(zhuǎn)彎角度6°），受地形條件限制，此外，水平洞成洞洞徑小，對放水量要求大的水庫不適合采用（一般洞徑1.0m以內(nèi)），且隨洞徑增大投資增加較大。水平洞成洞后，一般內(nèi)襯管道，管壁采用回填灌漿充填密實。進水口設插板門和啟閉設施，出口設閥門控制。施工時，先對水平洞進出口進行明挖，確定洞軸線，然后鉆一個導向孔，待導向孔貫通后，再在導向鉆頭后換上螺旋擴孔鉆頭進行反向擴孔，根據(jù)需要洞徑大小選擇不同直徑的螺旋擴孔鉆頭，同時將待鋪管線回拉入鉆孔內(nèi)，當全部鉆桿被拖回時，鋪管工作同時也就完成。拉管時應將擴孔器接在鉆桿上，然后通過單動接頭連接到管子的拉頭上，單動接頭可防止管線與擴孔器一回轉(zhuǎn)，保證管線能夠平滑地回拖成功。

三、結(jié)論語

以上兩種涵洞封堵宜結(jié)合大壩加固，根據(jù)不同的實際情況略有不同。此外，涵洞封堵工程量雖小，但工序多，難度高，是小型水庫加固中的重點和難點。

作者：何遠通單位：臺州市水利水電勘測設計院