探讨涵洞的施工方法及封堵措施

前言：本站为你精心整理了探讨涵洞的施工方法及封堵措施范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

一、坝下涵洞封堵措施

坝下病害涵洞的存在，将严重危及大坝安全，我省对坝内陶瓷涵管、砖石方管视为存在渗流稳定安全问题，必须予以报废或更新改造。对坝下涵洞封堵处理之前，应对老涵洞进行全面察勘，根据老涵洞洞身材质、尺寸大小、渗漏情况、破坏程度等分析原因所在，结合大坝的加固情况及施工条件设计切实可行的封堵措施。根据坝的类型不同，通常采用的方法也不一样，介绍涵洞封堵灌浆一些经验及斜墙土坝和心墙土坝的封堵方案。

1．斜墙土坝或均质土坝的封堵措施

对斜墙土坝或均质土坝涵洞，沿老涵洞进口开挖至基岩，浇筑细石砼堵头和砼截流墙，并采用粘土分层填筑并碾压，采用截断渗流通道的方式封堵坝下涵洞，其主要工序如下：在坝前坡开挖截断放水涵洞5~15m；对开挖基坑后的放水涵洞（设砼堵头段）四周管壁灌水泥浆；涵洞内浇筑5~20m（坝轴线上游部位）砼堵头，再在放水涵洞头（基坑下游面）浇筑砼截流墙；预埋灌浆管，对设砼堵头的放水涵洞段进行回填灌浆；基坑粘土填筑（可配置复合土工膜）及保护层铺设，涵洞下游段做为排水设施保留，出口1.5~3m范围增设排水措施。

2．粘土心墙坝的封堵措施

心墙土坝在大坝上游坡开挖，截断坝下涵洞，采用砼封堵，堵头的长度根据实际要求确定，一般取5m为宜，出口采用砼封堵，长度可取2m，对中间洞段采用水泥砂浆或水泥粘土砂浆进行填充，对断面比较大的涵洞，条件允许情况下，可采用人工填筑（砌筑）片石、卵石，再进行灌浆，可减少灌浆工程量。在封堵段内沿涵洞顶部安装多根灌浆管、排气排水管。待砂浆凝固收缩以后，在出口位置钻孔，再在涵洞出口灌水泥浆，直到浆液从涵洞进口流出并封死出口钻孔，待进口不进浆为止（反复补充灌浆，一般以补充灌浆3次为宜）。心墙上游侧采用冲抓套井回填粘土防渗墙或倒挂井防渗墙来截断老涵洞。涵洞下游段做为排水设施保留，出口1.5~3m范围增设排水措施。

3．涵洞封堵灌浆

土料应经过试验采用合格的粘土加工而成（最好是厂家提供的粘土粉），砂选用坚硬、洁净的河砂，含泥量和有机质含量不大于3%。洞壁接触部位采用的为纯水泥浆，水泥标号为R42.5以上。灌浆一般要求采用多缸活塞式灌浆泵。纯水泥浆、水泥砂浆、水泥粘土砂浆配合比浆液浓度应由稀到浓，纯水可按逐级加浓，当吸浆量大时，保持灌浆压力不变，可适当调整泥浆浓度。水泥砂浆灌浆浆液的浓度应由稀到浓，第一次浆液浆液水泥砂重量比可取，第二次浆液水泥砂重量比可取并可根据实际情况调整。水泥粘土砂浆应做配合比试验，常用的水泥、粘土、砂、水的配合比第一次取第二次取灌浆压力洞壁接触灌浆压力根据防渗设计要求确定，小型水库一般初定为0.1~0.3MPa，具体可根据施工的实际情况进行调整。小型水库坝下涵洞回填灌浆压力第一次初定在20KPa~40KPa，第二次可控制在50KPa~100KPa，一般要求灌浆压力不大于100KPa。灌浆接触灌浆施工时，灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时且灌浆时间已达30min，应改变一级水灰比。回填灌浆施工时，当灌浆压力保持不变，灌浆时间已达30min，不再吸浆，可结束灌浆。在灌浆过程中，灌浆压力突然发生变化或者注入率突然改变时，应立即查明原因，并采取及时进行处理。

二、坝下涵洞封堵措施

涵洞封堵后，需新建放水设施代替原涵洞放水，根据实际情况，选用虹吸管、输水隧洞、输水水平洞等。虹吸管对于坝高不大的水库（一般15m内），老涵洞封堵后，新建虹吸管。虹吸管是一种压力输水管道，在管内造成真空，使作用在上游水面的大气压强和虹吸管内压强之间产生压力差，实际中，一般要求虹吸管上、下游水头差要3m以上（有条件的地方宜适当大一点），管顶的安装高度一般控制在7.0m以内（水头差较大时，液体容易产生汽化，破坏水流的连续性，运行一段时间会断流）；虹吸管的优点是能跨越大坝，减少土石方开挖。虹吸管管材宜采用PE管和钢管（小口径采用PE管较多，大口径一般为镀锌钢管）。工作时，通过进水口对虹吸管进行充水（排气管排气）后，打开出口阀门，虹吸管开始放水，如真空不被破坏，出口水流平顺、饱满，运行的情况就比较好，就能够替换坝下涵洞放水。通常虹吸管的管道沿坝坡铺设，在相应位置设置支墩及镇墩；出水口设置闸阀，调节控制流量；驼峰上游端设置充水和排气管并设控制室控制。在运行中虹吸管管道常会有空气进入，空气在管道驼峰处积聚，破环管顶真空，影响虹吸管流态和流量，当空气积聚到一定程度，压力差小于上下游水位差，就会断流，故常在虹吸管驼峰处设置一个真空液气交换箱，真空液气交换箱的功能是把跑入管道中的空气与箱中的水体进行交换，这样可以保证虹吸管的正常运行输水隧洞输水隧洞代替坝下涵洞，能从根本上消除坝下涵洞带来的种种安全隐患，但施工时间长，水库需要放空，且投资较大，隧洞采用炸药爆破，施工管理等较麻烦。新开隧洞常采用常规城门洞型，洞径为满足施工需要，常取宽1.8m，高2.0m左右，洞线一般布置在大坝两岸山体中，进口布置插板式闸门及启闭设施。隧洞进出口需离坝头、溢洪道均需有一定的安全距离。输水隧洞由于进口布置在库区内，进口顶部受水压影响，对进口段设计一般要求衬砌并做灌浆处理，防止渗透破环引发洞顶塌陷造成险情输水水平洞水平洞是近几年在加固工程中采用的，实践证明，水平洞在小型水库加固中可代替放水隧洞。水平洞除了隧洞的优点外，施工方便且工期快，投资较省，无须炸药，对山体的扰动小。缺点是水平洞由于工艺要求，基本不能转弯（最大转弯角度6°），受地形条件限制，此外，水平洞成洞洞径小，对放水量要求大的水库不适合采用（一般洞径1.0m以内），且随洞径增大投资增加较大。水平洞成洞后，一般内衬管道，管壁采用回填灌浆充填密实。进水口设插板门和启闭设施，出口设阀门控制。施工时，先对水平洞进出口进行明挖，确定洞轴线，然后钻一个导向孔，待导向孔贯通后，再在导向钻头后换上螺旋扩孔钻头进行反向扩孔，根据需要洞径大小选择不同直径的螺旋扩孔钻头，同时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成。拉管时应将扩孔器接在钻杆上，然后通过单动接头连接到管子的拉头上，单动接头可防止管线与扩孔器一回转，保证管线能够平滑地回拖成功。

三、结论语

以上两种涵洞封堵宜结合大坝加固，根据不同的实际情况略有不同。此外，涵洞封堵工程量虽小，但工序多，难度高，是小型水库加固中的重点和难点。

作者：何远通单位：台州市水利水电勘测设计院