浅谈红鱼洞水库工程临时生态放水系统的封堵

张陶

【摘要】红鱼洞水库工程大坝施工采用全年围堰，导流洞导流。在导流洞下闸蓄水，水位上涨至永久生态放水管进口水位以上（死水位600m）向下游提供生态流量前，通过导流洞底部预埋的临时生态放水管向下游提供生态流量。之后，对临时生态放水管进行封堵，封堵在高水位进行施工，为保证封堵质量，在临时放水管进口和出口分别增加了液压控制阀（水力控制阀）和调流阀，以保证后期封堵效果和控制下泄流量。在实际封堵施工中，液压控制阀在高水头（50.9m）时仍可实现关闭操作，且止水效果良好，灌浆封堵也取得了良好的效果。本工程所采用的方法，解决了水下封堵生态流量管路的难题，具有借鉴意义。

关键词 :临时生态放水管路系统 ; 灌浆封堵;液压控制阀。

前言

随着我国水利建设的迅速发展，水库水电工程对河流生态环境的不利影响也日益凸显，特别是水库蓄水和运行使坝下河段减水、脱水甚至干涸，一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生产、生活。为保护河流生态环境，推动水资源科学、合理、有序开发和可持续利用，必须下泄一定的生态流量及采取相应的生态流量泄放保障措施。为减小红鱼洞水库工程建设引起下游河道减水对水生生态环境的影响，红鱼洞水库工程设置有永久生态放水管路系统和临时生态放水管路系统，对下游不间断的进行生态补水。

1 工程概况

南江县红鱼洞水库及灌区工程是一座以灌溉、防洪、城乡生活及工业供水等综合利用的水利工程，是国家172项重大水利工程之一。水库坝址位于南江县桥亭乡境内的南江河红鱼洞河段，灌区分布在巴中市南江县及巴州区境内。水库死水位600m，正常蓄水位650m，设计洪水位650.5m，校核洪水位652.11m，总库容1.6777亿m³，兴利库容1.3094亿m³，防洪库容0.197亿m³。南江右总干渠渠首设计引用流量为18.17m³/s，生态环境用水流量0.724m³/s，灌溉面积为40.96万亩。红鱼洞水库枢纽由拦河大坝，左岸泄洪隧洞（兼导流洞）、临时生态放水设施，右岸溢洪道、引水隧洞和永久生态放水设施等水工建筑物组成。

2 生态放水管路系统设计

为满足下游生态环境用水需求，南江县红鱼洞水库及灌区工程分别设置右岸永久生态放水管系统和左岸临时生态放水管路系统，对下游进行不间断补水。

右岸永久生态放水钢管设主、副2套系统，在闸室底板取水，高程598.0m。主管设置在工作弧门前，以取表层水；副管设置在平板闸门前，以保证工作弧门检修期间不断流。在2套生态放水管末端各设置1套锥形阀，生态供水经调流阀消能后进入渠首张家岭隧洞，设计流量0.724m³/s。

左岸设置1套临时生态放水管路系统，在左岸导流洞底板预埋临时生态放水管，生态放水管进口位于导流隧洞右侧底板以下，管路中心高程564.0m，沿隧洞底板侧平行洞轴线进行布置，其后沿导流隧洞施工支洞引水至下游河道。导流洞底板临时生态放水管采用DN600钢管，壁厚10mm，进口中心高程564.0m，出口中心高程560.3m。为满足下泄生态流量和消能要求，在生态放水管末端设1只流量控制阀。临时生态放水管布置图及液压系统图见图1、图2。

图1 导流洞预埋临时生态放水管布置图 图2 液压控制阀系统图

3 封堵方案拟定

在水库下闸蓄水前通过临时生态管路系统向下游泄放生态流量，当库水位达到永久生态放水管高程，下游的生态放水通过永久生态放水管路系统下泄，此时需要对临时生态放水管进行灌浆封堵。若在生态放水管出口进行封堵，封堵后生态放水管内永久充水，其水位与坝前水位一致，对导流泄洪洞结构存在不利影响，因此需要在生态放水管进口进行封堵，并通过预埋灌浆管向放水管灌注浓浆。为确保灌浆封堵质量，提出以下3个处理方案。①在下闸蓄水前，将放水管进口采用钢板焊接封闭，并进行管内灌浆封堵。采用水泵从库内抽水方式向下游提供的生态流量。②下闸蓄水后水下作业，采用法兰连接封闭进口后，管内灌浆封堵。③管道进口增设液压控制阀（水力控制阀），下闸后，通过液压操作，关闭阀门，切断水流，在不受水库水位影响条件下进行管内灌浆封堵。

方案一：下闸蓄水前，先将临时生态放水管封堵。下闸蓄水期间通过临时浮船泵站从库内提水到取水洞进口，满足下泄流量0.724m³/s，出水水位653.50m，最大扬程60m。采用浮船泵站抽水跨过大坝泄放生态流量，技术可行，风险性相对较小，但其设备投资和运行成本高，不推荐此方案。

方案二：下闸蓄水至死水位600m后，采用水下作业对管道进行封堵，用法兰结构对管道进口进行封闭，之后再进行灌浆封堵。此方案需要在水下至少36m进行操作，水下施工难度大，存在安全隐患，不具备操作性，不推荐此方案。

方案三：放水管进口增加液压控制阀，通过操作在闸房的液压泵，关闭液压控制阀，切断水流，在不受水库水位影响条件下进行管内灌浆封堵。此方案要求液压系统操作可靠，能在液压控制阀在水下运行1年的情况下可靠关闭。

经比较，推荐方案三作为实施方案。

4 实施方案

为了给临时生态放水管封堵灌浆创造更好的条件，确保封堵质量，在生态放水管起始端设置1只DN600，PN1.6MPa水压操作的液压控制阀，控制阀淹没在水下36m处，液压操作泵布置于653.40m高程处的闸坝操作间。在泄放生态流量期间，为保证液压控制阀在水下一直开启，在液压操作泵出口设置1台蓄水罐，蓄水罐出口设置1根总管，总管接2根液压操作管连接至阀门上腔和下腔。2根液压操作管上设置有2只手动阀门，用于操作液压控制阀的开关。在控制阀前端设置钢丝网防护罩，防止异物造成阀门卡阻。为控制下泄生态流量以及对生态流量进行消能，在生态放水管末端设置1台DN600，PN=1.6Mpa电动活塞阀作为流量控制阀。见照片1。

照片1 安装完成的进口液压阀、653.40m导流洞闸顶平台阀门启闭操作机构

5 临时生态放水管封堵

2021年1月26日红鱼洞水库下闸蓄水，2022年1月16日临时生态放水管进行灌浆封堵，于19日完成封堵。在临时生态管路系统运行1年的时间内，液压控制阀一直保持正常开启，未出现卡阻现象。

封堵临时生态放水管时，先后关闭临时生态供水管进口液压控制阀，并采取灌浆封堵放水管。放水管进口液压控制阀关闭时库水位为614.9m，操作水头达50.9m，仍可实现切断水流，管内基本保持无水状态。灌浆封堵完成后，管末基本无渗漏，取得了预期的封堵效果。

6 总结

目前，红鱼洞工程所采取的封堵临时生态流量管路的方法在实际使用中，达到了预期的效果。临时生态放水管采用液压操作关闭控制阀的封堵方案设计简单，操作方便，切实可靠，具有借鉴意义。

参考文献：《四川水利》|2017年第0z1期|95-96,101|；小井沟水利工程临时生态放水管设计； 高星吉，四川省水利水电勘测设计研究院 。