一、技術簡介

導流洞是水利樞紐工程的重要水工建築物，工程建成後需對其進行封堵，導流洞永久封堵堵頭的穩定性對水利樞紐工程安全運行至關重要，而導流洞永久封堵堵頭多選擇在圍岩條件好且與大壩防滲帷幕相交洞段，堵頭型式傳統上一般采用擴挖楔形堵頭。為了不破壞岩體及預先施工的大壩主帷幕，本技術采用新型直柱形堵頭代替傳統楔形堵頭，其結構型式與抗剪槽（齒槽）的布置在高水頭作用下的安全性是工程重點關注問題。

為此，采用三維數值模擬的手段，通過選取無齒槽、有齒槽兩種堵頭，對圍岩、堵頭及二者接觸麵的應力、變形、塑性區分布特征及其漸進破壞過程進行分析，並針對堵頭齒槽數量開展敏感性研究，從而獲得堵頭齒槽數量變化對堵頭安全性的影響規律。研究表明直柱形堵頭設置齒槽是必要的，利用齒槽可明顯提高封堵體的安全儲備；不同齒槽數量的堵頭安全係數有所變化，合理選擇齒槽數量和縱向間距，可在滿足規範要求的安全係數情況下，有效節省工程投資。

通過研究，本技術創新性地提出“前寬後窄、前密後疏”的新型直柱形堵頭抗剪槽布置方式，並在烏東德水電站、卡洛特水電站成功應用，確保了堵頭快速實施，提前發揮工程效益，且能充分保證工程安全運行。

二、主要技術指標

（1）齒槽可增強新澆堵頭與原襯砌混凝土的結合質量及其整體性，明顯提高封堵體的安全儲備，有齒槽堵頭相對於無齒槽堵頭能有效提高安全係數，例如烏東德水電站導流洞堵頭安全係數提高約1.28倍。

（2）“前寬後窄、前密後疏”的新型直柱形堵頭抗剪槽布置方式，相對於傳統布置方式明顯簡化，使堵頭受力更合理、現場施工難度明顯降低。該技術在烏東德水電站導流洞成功運用，堵頭由洞周整圈齒槽優化為僅在側牆布置，6道齒槽開口寬度從上遊到下遊分別為3m、3m、2m、2m、1m、1m，開口淨距從上遊到下遊分別為4m、4m、5m、5m、6m。（3）該技術已獲國家級專利4項，對推動導流洞封堵技術的進步和安全性的提高起到重要作用。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

（1）社會經濟效益：

1）本技術可減少楔形擴挖、混凝土回填及固結灌漿工程量，從而節省工程投資，烏東德水電站、卡洛特水電站通過本技術分別節省了堵頭工程投資約241萬元、300萬元。

2）本技術顯著縮短了堵頭施工時間，大幅提高了導流洞堵頭安全性能，可充分保證永久堵頭擋水安全，為工程建設、運行提供了更為安全的基礎保障，其間接效益巨大。以烏東德水電站為例，因導流隧洞堵頭提前擋水蓄水，首批機組發電時間提前了1個月以上，增加發電收入約58568萬元，同時帶來了巨大的環保效益。以卡洛特水電站為例，通過簡化堵頭施工，節省工期約34天，為電站提前蓄水發電創造了有利條件，提前發電獲得發電效益約3000萬元。

（2）應用情況：

1）烏東德水電站應用效果顯著烏東德水電站為Ⅰ等大(一)型工程，裝機容量10200 MW，5條導流洞均采用新型直柱形堵頭代替傳統楔形堵頭，並采用“前寬後窄、前密後疏”的新型直柱形堵頭抗剪槽布置方式。因導流隧洞堵頭提前擋水蓄水，首批機組發電提前1個月以上，增加發電收入約58568萬元。電站投產發電以來，充分發揮了發電、防洪、促進地方經濟社會發展等綜合效益。

2）巴基斯坦卡洛特水電站推廣應用效果顯著卡洛特水電站為Ⅱ等大（2）型工程，總裝機容量720MW，3條導流洞均采用不擴挖直柱堵頭結構，節省了堵頭工程投資、節約了工期，為電站提前蓄水發電創造了有利條件，提前發電獲得發電效益約3000萬元。

（3）適用範圍：本技術可替代目前國內大型水利水電樞紐導流洞使用較多的楔形堵頭，主要應用於高水頭條件下，堵頭長度大、封堵工期緊張的工程，以解決傳統楔形堵頭擴挖作業工序多、爆破破壞圍岩及帷幕完整性、造價高、工期長等問題。推廣本技術，從而達到簡化施工、加快進度的目的，同時通過優化堵頭抗剪槽（齒槽）的布置，保證新型直柱形堵頭擋水安全，提高安全餘度，為工程建設、運行提供更為安全的基礎保障。 

四、技術圖片

圖1    計算模型及齒槽現場施工圖

圖2    烏東德水電站導流布置圖

五、其他

技術持有單位：長江勘測規劃設計研究有限責任公司

技術聯係人：李鵬鵬，13297977851，1034270218@qq.ocm