一种高寒地区冬季导流洞多戗堤截流的施工方法与流程

本发明属于水利工程施工技术领域，尤其涉及一种高寒地区冬季导流洞多戗堤截流的施工方法。

背景技术：

水工隧洞内截流，一般是设置闸门槽，通过下闸来实现截流。但是在水电施工中，经常会发生闸门底坎、门槽等部位因某种原因遭受破坏，导致闸门不能正常下闸，漏水量很大，影响后续工程施工，如导流洞封堵等，尤其在高寒地区的冬季，一旦发生此类问题会无法短时间内修复和控制。

如中国专利申请号为：cn201710270872.3的专利公布了一种水电站主河床截流施工方法，包括依次进行的截流前准备和截流施工两个阶段，具体步骤如下：首先进行截流前技术准备工作和截流材料准备工作；准备工作完成后进行截流施工，截流施工依次包括截流道路修建，围堰预进占施工，截流戗堤龙口段合龙，粘土斜墙闭气，围堰施工。采用该施工方法，可使施工有次序、有组织的顺利进行，提高工程进度，降低施工的难度，缩短工期，避免人力和物力的浪费，备料资源也达到优化配置。其采用围堰的方式截流，容易受特定的环境条件影响，并且稳定性不强。

又如中国专利申请号为：cn201110099546.3的专利公布了一种型钢框笼抛石截流施工方法，涉及龙口截流方法。该发明提供一种在超大龙口快速抛石截流的施工方法。该发明采用型钢框笼，其特征是所述型钢框笼底口15×12m，上口10×12m，预定高度7.5m，在确保型钢框笼安放完毕后顶标高统一的原则下，分别确定每个型钢框笼的个体高度，然后按预定安放位置进行型钢框笼的编号，根据每个安放位置确定的型钢框笼的高度尺寸配备型钢框笼；型钢框笼由全回转浮吊按照安放时间段和安放顺序安放，单只型钢框笼安放完毕即在型钢框笼内抛投压载块石并在该型钢框笼两侧抛石稳固保护，相邻型钢框笼用钢缆进行绑扎连接；龙口段全线型钢框笼安放完毕后，龙口段全线分层进行型钢框笼内抛石，实现快速抛石平堵截流。但是该方法需要对抛石的直径及排布做详细布置，并且该方法容易受水流床面高低的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高寒地区冬季导流洞多戗堤截流的施工方法，防止发生闸门底坎、门槽等部位因某种原因遭受破坏，导致闸门不能正常下闸，影响后续工程施工的问题。

所述导流洞多戗堤截流的施工方法，包括如下步骤：

步骤1，下闸闸门，形成第二道戗堤：

步骤1.1，设置导流系统：

步骤1.1.1，测量放线确定导流明渠的开口线，用液压破碎锤将冻土层破除，按照确定的边坡对导流明渠由中间向两侧进行开挖，在导流明渠首部保留10m不挖除；

步骤1.1.2，对导流明渠采用反铲削坡，坡度为1:1；

步骤1.1.3，采用爆破方式拆除导流支洞封堵段，采用楔形槽开挖方式开挖导流支洞，每次进尺2.5～3m；

步骤1.1.4，将导流明渠首部保留段挖出，开通导流明渠；

步骤1.2，下闸前的设备施工：

步骤1.2.1，设置操作平台，沿闸门井的4个角，设置4个直梯，直梯距门槽水面1m；每隔3米将用插筋将直梯固定在闸门井的混凝土面上；在直梯的底部采用钢管将四个直梯横纵相连形成检查操作平台的骨架，然后在骨架上敷设50mm厚的马道板，形成操作平台；

步骤1.2.2，保温系统布设，在操作平台上安装炭盆，并采用保温被将导流洞闸门槽上下游封闭，控制闸门井内温度为10度；

步骤1.2.3，门槽、底坎检查，在操作平台上采用直径48mm的钢管从门槽的一侧穿到另一侧，按照纵向与横向30cm的间距排查底坎的损坏情况，并绘图记录；

步骤1.2.4，门槽修复，对门槽破损处采用混凝土进行修补；

步骤1.2.5，清理门槽下闸通道，拆除闸门两侧的操作平台；

步骤1.3，下闸闸门：

步骤1.3.1，下闸，将闸门吊起，对准闸门槽轴线以1m/min匀速下落至底部；

步骤1.3.2，排查漏水点，闸门下闸后，检查闸门、底坎及侧面漏水部位；

步骤2，填筑第一道戗堤：

步骤2.1，将导流洞附近的导流明渠预留段采用反铲挖除，将河流中大部分水导流至导流明渠；

步骤2.2，测量放线，测量放线并在导流洞进口混凝土墙上标出第一道戗堤的位置；

步骤2.3，第一道戗堤填筑，采用进占法填筑第一道戗堤，将填料倒入导流洞口水中，采用反铲铺平夯实水上部分填料，整平第一道戗堤的顶面，第一道戗堤顶面的尺寸参数为：高度3.5m，顶宽4.5m，长度6m，第一道戗堤上下游坡度均为1：1.5；

步骤2.4，加固第一道戗堤坡面，采用沙袋护坡，袋口采用铁丝绑扎，按照1:1.5坡度在第一道戗堤坡面码放；

步骤2.5，第一道戗堤闭气，在上游坡面，配合反铲采用棉被堵漏；

步骤3，浇筑闸门门前水下混凝土层：

步骤3.1，混凝土导管、集料斗加工及安装：

步骤3.1.1，制作混凝土导管，将直径为219mm，壁厚为3.5mm的钢管裁截并制作成为若干长度为0.5m、0.6m及1.0m的混凝土导管；

步骤3.1.2，制作集料斗，采用4mm厚的钢板制作斗容为1m³的集料斗，集料斗底部钢管侧面留口设置插板；

步骤3.1.3，搭设提升架及承重平台，在导流洞闸门井口，采用型钢搭设混凝土下料钢管提升架及混凝土集料斗承重平台；

步骤3.1.4，安装混凝土导管，将混凝土导管通过法兰自上而下依次连接，并将顶端第一节混凝土导管安装在承重架上，混凝土导管底部距导流洞底板0.5m；

步骤3.2，浇筑水下混凝土层：

步骤3.2.1，设置集料斗，将混凝土集料斗安装在承重架上，并将集料斗底部的管子插入混凝土导管内；

步骤3.2.2，将皮球软塞放置至集料斗的底部混凝土导管处，将混凝土卸入集料斗内；

步骤3.2.3，将集料斗底部钢管的插板抽出，集料斗内的混凝土压迫软塞，与软塞同步下落至闸门前的水中，软塞上浮，浇筑水下混凝土；重复操作，连续浇筑至水下混凝土层露出水面；

步骤4，抛投闸门后袋装水泥，形成第三道戗堤：

步骤4.1，准备袋装水泥：

根据下游水位及导流洞宽度，按照1.5倍富余系数准备袋装水泥；

步骤4.2，抛投袋装水泥：

备存袋装水泥，将袋装水泥吊至闸门顶部；在砂粒堆积层前，向闸门漏水点抛投袋装水泥至高度露出闸门下游水面1.5m，上游紧贴闸门，下游呈1:0.8的坡度，顶部宽50cm，形成一个直角梯形的袋装水泥挡水体；

步骤5，浇筑空腔混凝土层，在水下混凝土层的水面线处支立3015模板，直径48mm的钢管做围囹，模板拉杆固定在闸门槽插筋上，对水下混凝土层露出水面部分的表面进行浇筑前处理，浇筑混凝土，直至封闭模板、导流洞洞脸结构混凝土层水下混凝土层之间的空腔，形成空腔混凝土层；

步骤6，自上而下拆除混凝土导管及承重架。

进一步地，步骤1.2.1中，直梯带有后背防护圈，后背防护圈间距50cm；直梯底部与钢管的连接采用十字卡扣；

进一步地，步骤1.3.1中，下闸的同时在轨道上灌浇润滑液。

进一步地，步骤2.1中，导流明渠预留段长为10m，宽为8m。

进一步地，步骤2.4中，沙袋内装沙量为袋容量的一半并按施工要求进行抛填。

进一步地，步骤3.2.3中，控制混凝土导管底口埋入已浇筑的混凝内部大于0.5m，小于1.5m；当混凝土导管底口埋入已浇筑的混凝内部达到1.5m时，移开集料斗，将顶端第一节混凝土导管移除，将第二节以下混凝土导管上移并固定于承重架上，复位集料斗并重新浇筑。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述导流洞多戗堤截流的施工方法通过设置三道戗体，采用水力坡降的原理，三道戗体截流减小了闸门前后的水位差，为闸门前水下混凝土截流闭气减少了流失量，最终完成截流闭气施工。

2.本发明所述导流洞多戗堤截流的施工方法，适用于严寒地区闸门及门槽损坏，抢险性质的施工，不需要重新按设计要求制作闸门，采用简易闸门，摆脱了严寒气候对工程的影响，施工方法简单，施工时间短，经济。

附图说明

图1为本发明所述导流洞多戗堤截流的结构示意图。

图中，1-第一道戗堤、2-第二道戗堤、3-第三道戗堤、4-水下混凝土层、5-闸门井、6-模板、7-空腔混凝土层、8-河床、9-砂粒堆积层、10-导流洞洞脸结构混凝土层、11-闸井后渐变段顶拱结构混凝土层、12-闸井后胸墙结构混凝土层。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，所述导流洞多戗堤截流的施工方法，包括如下步骤：

步骤1，下闸闸门，形成第二道戗堤2：

步骤1.1，设置导流系统：

步骤1.1.1，测量放线确定导流明渠的开口线，用液压破碎锤将冻土层破除，按照确定的边坡对导流明渠由中间向两侧进行开挖，在导流明渠首部保留10m不挖除；

步骤1.1.2，对导流明渠采用反铲削坡，坡度为1:1；

步骤1.1.3，采用爆破方式拆除导流支洞封堵段，采用楔形槽开挖方式开挖导流支洞，每次进尺2.5～3m；

步骤1.1.4，将导流明渠首部保留段挖出，开通导流明渠；

步骤1.2，下闸前的设备施工：

步骤1.2.1，设置操作平台(图中未示出)，沿闸门井5的4个角，设置4个直梯(图中未示出)，直梯距门槽水面1m；每隔3米将用插筋将直梯固定在闸门井5的混凝土面上；在直梯的底部采用钢管将四个直梯横纵相连形成检查操作平台的骨架，然后在骨架上敷设50mm厚的马道板，形成操作平台；

步骤1.2.2，保温系统布设，在操作平台上安装炭盆，并采用保温被将导流洞闸门槽上下游封闭，控制闸门井5内温度为10度；

步骤1.2.3，门槽(图中未示出)、底坎(图中未示出)检查，在操作平台上采用直径48mm的钢管从门槽的一侧穿到另一侧，按照纵向与横向30cm的间距排查底坎的损坏情况，并绘图记录；

步骤1.2.4，门槽修复，对门槽破损处采用混凝土进行修补；

步骤1.2.5，清理门槽下闸通道，拆除闸门两侧的操作平台；

步骤1.3，下闸闸门：

步骤1.3.1，下闸，将闸门吊起，对准闸门槽轴线以1m/min匀速下落至底部，形成第二道戗堤2；

步骤1.3.2，排查漏水点，闸门下闸后，检查闸门、底坎及侧面漏水部位；

步骤2，填筑第一道戗堤1：

步骤2.1，将导流洞附近的导流明渠预留段采用反铲挖除，将河流中大部分水导流至导流明渠；

步骤2.2，测量放线并在导流洞进口混凝土墙上标出第一道戗堤1的位置；

步骤2.3，第一道戗堤1填筑，采用进占法填筑第一道戗堤1，将填料倒入导流洞口水中，采用反铲铺平夯实水上部分填料，整平第一道戗堤1的顶面，第一道戗堤1的尺寸参数为：高度3.5m，顶宽4.5m，长度6m，第一道戗堤1上下游坡度均为1：1.5；

步骤2.4，加固第一道戗堤1坡面，采用沙袋护坡，袋口采用铁丝绑扎，按照1:1.5坡度在第一道戗堤1坡面码放；

步骤2.5，第一道戗堤1闭气，在上游坡面，配合反铲采用棉被堵漏；

步骤3，浇筑闸门前水下混凝土层4：

步骤3.1，混凝土导管(图中未示出)、集料斗(图中未示出)加工及安装：

步骤3.1.1，制作混凝土导管，将直径为219mm，壁厚为3.5mm的钢管裁截并制作成为若干长度为0.5m、0.6m及1.0m的混凝土导管；

步骤3.1.2，制作集料斗，采用4mm厚的钢板制作斗容为1m³的集料斗，集料斗底部钢管侧面留口设置插板；

步骤3.1.3，搭设提升架及承重平台，在导流洞闸门井5口，采用型钢搭设混凝土下料钢管提升架及混凝土集料斗承重平台；

步骤3.1.4，安装混凝土导管，将混凝土导管通过法兰自上而下依次连接，并将顶端第一节混凝土导管安装在承重架上，混凝土导管底部距导流洞底板0.5m；

步骤3.2，浇筑水下混凝土层4：

步骤3.2.1，设置集料斗，将混凝土集料斗安装在承重架上，并将集料斗底部的管子插入混凝土导管内；

步骤3.2.2，将皮球软塞放置至集料斗的底部混凝土导管处，将混凝土卸入集料斗内；

步骤3.2.3，将集料斗底部钢管的插板抽出，集料斗内的混凝土压迫软塞，与软塞同步下落至闸门前的水中，软塞上浮，浇筑水下混凝土；重复操作，连续浇筑至水下混凝土层露出水面；

步骤4，抛投闸门后袋装水泥，形成第三道戗堤3：

步骤4.1，准备袋装水泥：

根据下游水位及导流洞宽度，按照1.5倍富余系数准备袋装水泥；

步骤4.2，抛投袋装水泥：

备存袋装水泥，将袋装水泥吊至闸门顶部；在砂粒堆积层9前，向闸门漏水点抛投袋装水泥至高度露出闸门下游水面1.5m，上游紧贴闸门，下游呈1:0.8的坡度，顶部宽50cm，形成一个直角梯形的袋装水泥挡水体；

步骤5，浇筑空腔混凝土层7，在水下混凝土层的水面线处支立3015模板6，直径48mm的钢管做围囹，模板6拉杆固定在闸门槽插筋上，对水下混凝土层4露出水面部分的表面进行浇筑前处理，浇筑混凝土，直至封闭模板5、导流洞洞脸结构混凝土层10水下混凝土层4之间的空腔，形成空腔混凝土层7；

步骤6，自上而下拆除混凝土导管及承重架。

进一步地，步骤1.2.1中，直梯带有后背防护圈，后背防护圈间距50cm；直梯底部与钢管的连接采用十字卡扣；

进一步地，步骤1.3.1中，下闸的同时在轨道上灌浇润滑液。

进一步地，步骤2.1中，导流明渠预留段长为10m，宽为8m。

进一步地，步骤2.4中，沙袋内装沙量为袋容量的一半并按施工要求进行抛填。

进一步地，步骤3.2.3中，控制混凝土导管底口埋入已浇筑的混凝内部大于0.5m，小于1.5m；当混凝土导管底口埋入已浇筑的混凝内部达到1.5m时，移开集料斗，将顶端第一节混凝土导管移除，将第二节以下混凝土导管上移并固定于承重架上，复位集料斗并重新浇筑。

该发明的原理

导流洞洞口的漏水通过第一道戗堤1时，由于水力坡降的原因，第一道戗堤1后的水位线比第一道戗堤1前的水位线降低了，闸门(相当于第二道戗堤2)前的水位(也就是第一道戗堤1后的水位)与第三道戗堤3前的水位形成一定的高差。通过三道戗堤，逐步降低水位，降低闸门前与闸门后的截流落差，使得闸门底部的漏水势能减小，睡得动能减小，使水下混凝土层顺利地堵塞了闸门处漏水，完成封堵，形成隧洞截流。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。