榆次區(qū)田家灣水庫輸水洞應(yīng)急處理方案分析

袁宇霞

（晉中市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 山西晉中030600）

1 田家灣水庫輸水洞工程概況

田家灣水庫地處黃河流域汾河水系澗河中游，壩址位于山西省晉中市榆次區(qū)，控制流域面積97 km2，總庫容998.7 萬m3，是一座以防洪為主的?。?）型水庫，為Ⅳ等水利樞紐工程，永久建筑物級(jí)別為4 級(jí)。水庫現(xiàn)狀樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水洞和泄洪洞四部分組成。

輸水洞始建于1958年，坐落在基巖上，基礎(chǔ)條件較好，位于大壩的右端，建壩時(shí)設(shè)計(jì)為無壓洞，總長183 m。進(jìn)水口為臺(tái)階式臥管，穿壩洞身為內(nèi)徑1.0 m 長153 m 砼圓管，后30 m 為底寬1.5 m，高度2 m 的漿砌石門洞型結(jié)構(gòu)。輸水洞進(jìn)口高程926.013 m。

2 輸水洞存在的問題

2020年6月4日，庫水位943.31 m，檢查中發(fā)現(xiàn)輸水洞有滲水現(xiàn)象（圖1），具體為：第4 至5 節(jié)涵管間接縫左下30°處有少量滲水；第7 至8 節(jié)涵管間接縫左下30°處有少量滲水，有細(xì)微土粒析出的痕跡；第9至12 節(jié)各節(jié)涵管接縫頂部有少量滴水；第13 至20 節(jié)各節(jié)涵管接縫頂部有少量滴水；第23 至24 節(jié)各節(jié)涵管接縫頂部有少量滴水；第25 至26 節(jié)涵管間接縫右下30°處有3 mm 滲流口，滲流量預(yù)估0.15 m3/h，水質(zhì)清澈無渾濁；第48 至49 節(jié)各節(jié)涵管接縫頂部有少量滲流。輸水洞后30 m 漿砌石洞身段底板破壞，排水不暢。經(jīng)過1 個(gè)月的監(jiān)測(cè)，輸水洞滲流量為0.141～0.180 m3/h，水流無渾濁。

總之，此次檢查中發(fā)現(xiàn)輸水洞第4 至49 節(jié)之間部分涵管接縫處均出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，為確保安全，對(duì)輸水洞進(jìn)行應(yīng)急處理是必要的。

圖1 局部砼管接縫處滲水圖片

3 輸水洞滲漏處理方案

3.1 回填灌漿處理

3.1.1 處理方案

本設(shè)計(jì)結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)以及輸水洞現(xiàn)狀問題，對(duì)現(xiàn)狀砼管接縫砂漿進(jìn)行清理，用環(huán)氧砂漿重新勾縫處理；對(duì)現(xiàn)狀輸水洞各滲水處2 m 范圍內(nèi)進(jìn)行洞周回填灌漿。圓洞段人工在洞身鉆4 個(gè)灌漿孔，排距1 m，相鄰排錯(cuò)位布置，灌漿孔進(jìn)入壩體土至少30 cm（圖2）。灌漿選用水泥黏土漿，采用小壓力多次數(shù)的施工方法，壓力不小于0.3 MPa。空隙大的部位灌注水泥砂漿或高流態(tài)混凝土，并在施工中密切觀測(cè)洞身變化，隨時(shí)調(diào)整灌漿壓力。

圖2 砼管回填灌漿橫剖圖

3.1.2 回填灌漿施工要求

1）灌漿使用水泥黏土漿液，其中水泥與黏土重量比為0.4∶1，水與干料（水泥與黏土的總量）重量比為0.5∶1。

2）回填灌漿質(zhì)量檢查：單元灌漿結(jié)束7d 后進(jìn)行。檢查孔布置在脫空較大、串漿孔集中以及灌漿情況異常的部位，數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的5%。

3）封孔：灌漿孔灌漿以及檢查孔檢查結(jié)束后，排出鉆孔內(nèi)積水和污物，采用濃漿封堵孔口密實(shí)、齊平。

4）施工參數(shù)

（1）回填灌漿孔孔徑63 mm，注漿管伸出原砼管外30 cm。

（2）初擬回填灌漿壓力0.3 MPa。

（3）Ⅰ序孔灌注0.5∶1 的水泥黏土漿液，Ⅱ序孔灌注1∶1 和0.5∶1 兩個(gè)比級(jí)的漿液。

3.2 輸水洞內(nèi)襯鋼管處理

輸水洞原砼管為建庫時(shí)鋪設(shè)，年代久遠(yuǎn)，本次設(shè)計(jì)洞內(nèi)前153 m 鋪設(shè)DN800 鋼管，壁厚12 mm，全長153 m，進(jìn)口底高程為926.013 m，出口底高程為920.0 m。輸水洞鋼管施工完成后進(jìn)行接觸面充填灌漿，鋼管每施工50 m 時(shí)，鋼管外接觸面進(jìn)行砌墻封堵。

鋼管接觸面灌漿分Ⅰ、Ⅱ序孔，頂部120°范圍內(nèi)設(shè)置5 個(gè)灌漿孔，Ⅰ序孔2 個(gè)、Ⅱ序孔3 個(gè)，排距3 m，相鄰排錯(cuò)位布置，灌漿孔進(jìn)入空腔至少10 cm（圖3）。鋼管頂部每隔25 m 設(shè)置1 個(gè)孔用于排氣、排水，排氣、排水孔進(jìn)入空腔至原砼管壁預(yù)留5 cm 間隙。灌漿結(jié)束后，將洞身鉆孔采用焊接補(bǔ)平，保證表面光滑。

圖3 砼管充填灌漿橫剖圖

充填灌漿施工參數(shù)：

1）灌漿孔孔徑50 mm，注漿管伸出鋼管外10 cm。

2）灌漿壓力0.3 MPa。

3）Ⅰ序孔灌注0.5∶1 的水泥黏土漿液，Ⅱ序孔灌注1∶1 和0.5∶1 兩個(gè)比級(jí)的漿液。

3.3 漿砌石洞身段整修

輸水洞后30 m 為底寬1.5 m，高度2 m 的漿砌石門洞型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)狀底板局部有倒坡出現(xiàn)，致使積水未能有效排出。本次設(shè)計(jì)對(duì)底板倒坡段進(jìn)行整修重建，底板清除部分為20 cm，與輸水洞出口底高程順接。

4 結(jié)語

田家灣水庫輸水洞位于大壩右側(cè)，從大壩上游橫穿右側(cè)壩體至下游，基礎(chǔ)坐落在基巖，由于輸水洞局部滲水，因此，大壩和輸水洞運(yùn)行均存在安全隱患，且省內(nèi)類似工程有過慘痛的教訓(xùn)，為此，為了避免出現(xiàn)安全事故，對(duì)該水庫輸水洞進(jìn)行應(yīng)急處理迫在眉睫。

通過對(duì)輸水洞進(jìn)行應(yīng)急處理，從而徹底解決了輸水洞在運(yùn)行中存在的安全隱患。同時(shí)使水庫防洪涉及范圍（太原飛機(jī)場(chǎng)、山西高校新校區(qū)、山西省綜改示范區(qū)的核心區(qū)域、榆次區(qū)和太原市小店區(qū)的3 鄉(xiāng)23 村共計(jì)約40 余萬人、石太鐵路和南同蒲鐵路6.8 km、太舊高速公路7.6 km、108 國道5.2 km、大面積耕地）的安全得到保障。