水利工程水库施工导流底孔封堵施工技术研究

引言

在水库施工期间，导流底孔担负着施工期泄水的任务，导流底孔封堵质量的好坏直接影响水库蓄水安全和工程的整体稳定。特别是高水头，大流量及复杂的地质条件，底孔封堵的施工面临止水控制难度大和结构稳定需求高的挑战。传统的封堵方法大多效率低下，止水不严，急需采用新的结构工艺和智能化手段来达到工艺优化和施工提效目的。文章将结合 4 项典型施工技术进行系统的研究，并对其关键应用点和优化策略进行梳理。

1.水利工程水库施工导流底孔封堵施工要求

导流底孔堵水施工需要严格按照结构稳定性，止水严密性和时序可控性等系统要求进行。首先封堵结构要有足够的抗冲刷强度和抗水压力能力以保证高水头大流速下结构不会破坏。其次，封堵体要达到全断面不渗漏的止水效果，要求止水带，界面密封层和周围结构结合紧密，消除应力集中和缝隙渗透现象。另外，施工须满足施工期流量调控和蓄水转序时间窗，并具有施工速度快，定位准确，固结可靠等特点。同时要兼顾后期水库运行期结构耐久性和安全监测需要，以保证封堵体在相当长的时间内处于稳定状态。

2.水利工程水库施工导流底孔封堵施工技术应用

2.1 钢筋混凝土定型模板快速就位封堵工艺

针对导流底孔封堵工程，钢筋混凝土定型模板快速就位技术精准程度高，呈现出可重复性良好的特质，作为施工的关键要点，该生产流程率先在工厂内把标准化的钢筋混凝土模板块预制出来，每块尺寸皆被限定于2.0m×1.5m ,厚度最低为 25cm ,又于其内部设置了 Φ20 的纵横钢筋网和纵向槽钢定位部件。模板四侧面安装了凹凸式对接榫槽与金属锁闭件，以保证结构在安装的时候闭合度误差在 :±2mm 以内，凭借液压定位架在底孔导流轴线处搭建模板副，而后借助轨道推送装置缓缓移送至预先设定的位置，处于水下施工工况之际，采用不锈钢插销和定向扣件对模板间进行固定，灌注双组分环氧封闭浆，对接缝缝隙进行填充以增强结构整体性。模板内部灌注时采用的C80 自密实混凝土，用的是高流动的配合比，为提升密实度和抗渗性能，额外掺入了 3% 膨胀剂和 0.5% 减水剂，待施工完毕，我们运用超声波穿透成像技术，对模板封堵体做了无损检查方面的工作，确认封堵密实度在 98% 以上水平，且把接缝所产生的渗压控制在 0.02MPa 范围以内，此种工艺方法明显的优点为可执行标准化施工流程，由此在现场组装进程里节省逾 30% 的时间，尤其契合水压较高、施工周期有限的工程建设项目。

2.2 底孔预埋导轨式止水结构精准锁定技术

由可胀型止水塞和金属轨槽共同组合成预埋导轨式止水系统，轨槽预先采用焊接或锚固手段固定在底孔内壁钢筋骨架内，轨道采用了Q355 耐蚀钢材，其矩形断面尺寸为 50mm×30mm ，以保障与混凝土能构建起紧密结合，轨道安装的误差处于 ±1.5mm 的区间内，纵向平整度误差比无误差时的水平更低。止水体使用三层结构复合橡胶材料，而中间层采用的则是PU骨架,外层采用EPDM耐老化层，长度按照仓段做布置，各节长度不超出 1.5m ，止水塞借助液压传动装置实现定向推动，待初步定位工作完成，借助双侧楔形胀紧槽推动膨胀腔体朝外部延伸，以此达成接口周边区域的密封压紧，接触压力可实现 0.15MPa的大小,且压实率突破了 95% 。工程施工完毕后，在进行轨道灌水测试阶段，采用光纤应变传感器检测轨道变形的数值，检测到其变形数值不逾 0.3mm ,且结构的渗水量同样小于 0.005L/m² ·h这一数值,该数值显著低于传统接口止水设计的对应数值，该工艺极大提升了接口的封闭性能，有效杜绝了常见节点的渗漏隐患，且具备良好的维护替换条件，在封堵节点多且止水密封需求极高的项目上，存在显著的推广应用价值。

2.3 多级分仓与反压灌浆协同充填封堵方法

在封堵工程时面临着不均质地基及高渗透性地层，采用多级分仓以及反压灌浆手段，能对浆液分布进行有效控制，进而改善填充均匀状况，其工艺对底孔空间分割出下部，由中部和上部构成的 3 个灌浆单元，每段灌浆单元以高密度聚乙烯复合板材作为隔仓体而形成，厚度达30 厘米；采用压注性发泡止水条对边缘进行密封，承压强度要维持在 0.6MPa 以上水平。涉及灌浆材料的分层定制事宜：底部采用水玻璃与氯化钙经化学反应而得的化学浆，固化过程维持 15 分钟时长，同时让粘度维持在 10-20mPa ·s这个范围；中间层采用了丙烯酸酯类的体系，又添加了 0.1% 阻凝剂用以调整反应的速率；上层采用微膨胀效果的水泥基灌浆料，2 小时是浆液稳定时间的恰当选择。灌浆按照从下往上的顺序依次开展，各层分别针对灌注压力和体积实施控制，压力梯度值介于 0.8–1.6MPa这个范围，单仓灌注量精准度达 0.2m³ ，利用智能注浆泵控制浆液的流动走向，又接收布置于孔内的渗压计、位移计实时反馈数据，以实现注浆参数自动调节。施工完成的阶段，经反射波速仪检测封堵体的密实度，突破了 96% 这一数值，而检测界面渗漏的结果显示，其最大渗流量不逾 0.01L/h ,灌浆均匀性方面表现十分突出，此技术符合孔道不规则的应用条件，结构界面的状况繁复，存在较高封堵强度需求的情形，有效克服了单次大体积灌注引发的浆液分离和充填不平稳问题。

2.4 智能监测驱动下的封堵结构动态调控机制

常规封堵结构在建成后通常会出现“盲区效应”,不能实时了解结构内部应力演变和渗漏状态。针对这一难点，在封堵结构上引入多点智能监测系统进行动态感知和主动调控。该监测系统包括光纤应变传感器，微渗压传感器，位移计和温度传感模块，其安装部位包括模板钢筋骨架，封堵体的中心和上，下游的接触边界。该系统的采集频率设置为 0.1Hz, 并且每一次的采样数据都会立刻传送到现场的边缘计算终端。该终端还配备了基于LSTM的结构应力趋势预测算法，以便对传感数据进行实时的拟合和突变点的识别。当任意一个节点的应力增量高于 0.05MPa或者位移速率大于0.1mm ·h时，触发调控系统发出警报。此时自动补偿装置启动，通过布设在模板后的微型注浆管道（管径 8mm ），按程序注入 0.3L以内的高分散纳米硅胶浆体，填补潜在空隙区域并释放局部应力集中。经过 3 个月的系统运行评估，我们发现应力的波动范围减少了 40% ，异常的渗流情况已经降低到原来的1/3,而结构的反应仍然保持稳定。这项技术成功地构建了一个“感知--反应--修复”的闭环控制系统，为高风险的水工结构提供了一个长期安全运行的智能解决方案。

结束语

导流底孔有效堵塞是水库蓄水阶段转序成功的关键控制点，导流底孔技术可靠性的高低直接决定了水库运行初期运行的安全性和稳定性。文中总结出的 4 项封堵施工技术不仅反映出结构工艺上的系统优化而且考虑到智能化监测和调控机制上的整合运用，全面展示现代水利工程施工中技术集成和适应性管理的研究进展。今后，底孔封堵施工还需要在材料性能优化，封堵工艺模块化和监测反馈智能化等方面进一步深入，才能满足不同水文地质条件更加复杂项目的技术挑战。

参考文献

[1]钟碧中. 水利工程水库施工导流底孔封堵施工技术研究[J]. 云南水力发电, 2025, 41 (05): 90-93.

[2]许玉梅, 黄荣佳, 蒋小健. 新疆SETH水库导流底孔封堵设计与施工[J]. 浙江水利水电学院学报, 2023, 35 (06): 45-48.

[3]吴龙. 水库枢纽工程施工导流底孔封堵施工技术探析[J]. 黑龙江水利科技, 2023, 51 (05): 102-104.