一、技术简介

导流洞是水利枢纽工程的重要水工建筑物，工程建成后需对其进行封堵，导流洞永久封堵堵头的稳定性对水利枢纽工程安全运行至关重要，而导流洞永久封堵堵头多选择在围岩条件好且与大坝防渗帷幕相交洞段，堵头型式传统上一般采用扩挖楔形堵头。为了不破坏岩体及预先施工的大坝主帷幕，本技术采用新型直柱形堵头代替传统楔形堵头，其结构型式与抗剪槽（齿槽）的布置在高水头作用下的安全性是工程重点关注问题。

为此，采用三维数值模拟的手段，通过选取无齿槽、有齿槽两种堵头，对围岩、堵头及二者接触面的应力、变形、塑性区分布特征及其渐进破坏过程进行分析，并针对堵头齿槽数量开展敏感性研究，从而获得堵头齿槽数量变化对堵头安全性的影响规律。研究表明直柱形堵头设置齿槽是必要的，利用齿槽可明显提高封堵体的安全储备；不同齿槽数量的堵头安全系数有所变化，合理选择齿槽数量和纵向间距，可在满足规范要求的安全系数情况下，有效节省工程投资。

通过研究，本技术创新性地提出“前宽后窄、前密后疏”的新型直柱形堵头抗剪槽布置方式，并在乌东德水电站、卡洛特水电站成功应用，确保了堵头快速实施，提前发挥工程效益，且能充分保证工程安全运行。

二、主要技术指标

（1）齿槽可增强新浇堵头与原衬砌混凝土的结合质量及其整体性，明显提高封堵体的安全储备，有齿槽堵头相对于无齿槽堵头能有效提高安全系数，例如乌东德水电站导流洞堵头安全系数提高约1.28倍。

（2）“前宽后窄、前密后疏”的新型直柱形堵头抗剪槽布置方式，相对于传统布置方式明显简化，使堵头受力更合理、现场施工难度明显降低。该技术在乌东德水电站导流洞成功运用，堵头由洞周整圈齿槽优化为仅在侧墙布置，6道齿槽开口宽度从上游到下游分别为3m、3m、2m、2m、1m、1m，开口净距从上游到下游分别为4m、4m、5m、5m、6m。（3）该技术已获国家级专利4项，对推动导流洞封堵技术的进步和安全性的提高起到重要作用。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

（1）社会经济效益：

1）本技术可减少楔形扩挖、混凝土回填及固结灌浆工程量，从而节省工程投资，乌东德水电站、卡洛特水电站通过本技术分别节省了堵头工程投资约241万元、300万元。

2）本技术显著缩短了堵头施工时间，大幅提高了导流洞堵头安全性能，可充分保证永久堵头挡水安全，为工程建设、运行提供了更为安全的基础保障，其间接效益巨大。以乌东德水电站为例，因导流隧洞堵头提前挡水蓄水，首批机组发电时间提前了1个月以上，增加发电收入约58568万元，同时带来了巨大的环保效益。以卡洛特水电站为例，通过简化堵头施工，节省工期约34天，为电站提前蓄水发电创造了有利条件，提前发电获得发电效益约3000万元。

（2）应用情况：

1）乌东德水电站应用效果显著乌东德水电站为Ⅰ等大(一)型工程，装机容量10200 MW，5条导流洞均采用新型直柱形堵头代替传统楔形堵头，并采用“前宽后窄、前密后疏”的新型直柱形堵头抗剪槽布置方式。因导流隧洞堵头提前挡水蓄水，首批机组发电提前1个月以上，增加发电收入约58568万元。电站投产发电以来，充分发挥了发电、防洪、促进地方经济社会发展等综合效益。

2）巴基斯坦卡洛特水电站推广应用效果显著卡洛特水电站为Ⅱ等大（2）型工程，总装机容量720MW，3条导流洞均采用不扩挖直柱堵头结构，节省了堵头工程投资、节约了工期，为电站提前蓄水发电创造了有利条件，提前发电获得发电效益约3000万元。

（3）适用范围：本技术可替代目前国内大型水利水电枢纽导流洞使用较多的楔形堵头，主要应用于高水头条件下，堵头长度大、封堵工期紧张的工程，以解决传统楔形堵头扩挖作业工序多、爆破破坏围岩及帷幕完整性、造价高、工期长等问题。推广本技术，从而达到简化施工、加快进度的目的，同时通过优化堵头抗剪槽（齿槽）的布置，保证新型直柱形堵头挡水安全，提高安全余度，为工程建设、运行提供更为安全的基础保障。 

四、技术图片

图1    计算模型及齿槽现场施工图

图2    乌东德水电站导流布置图

五、其他

技术持有单位：长江勘测规划设计研究有限责任公司

技术联系人：李鹏鹏，13297977851，1034270218@qq.ocm