溪洛渡泄洪深孔鋼襯接觸灌漿施工技術(shù)

王森　王海東

摘 要：本文介紹了溪洛渡水電站拱壩泄洪深孔鋼襯接觸灌漿施工預(yù)埋拔管灌漿槽、預(yù)埋接觸灌漿管、錘擊法和聲波測(cè)試法同步檢測(cè)方法等施工新技術(shù)應(yīng)用情況，可供類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：泄洪深孔；鋼襯接觸灌漿；拔管灌漿槽；錘擊法；新技術(shù)運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）09-0088-02

概況

溪洛渡水電站擋水建筑物采用混凝土拋物線雙曲拱壩，壩頂高程610.00m，建基面最低高程為324.50m，最大壩高285.50m，壩頂拱冠厚度14.00m，壩低拱冠厚度60.00m，最大中心角95.58?，頂拱中心線弧長(zhǎng)681.51m，厚高比為0.216，弧高比為2.451。大壩壩身分布有8個(gè)泄洪深孔，流道寬5.2m，長(zhǎng)約50m，過(guò)流面鋼襯斷面為柱形結(jié)構(gòu)，采用不銹鋼復(fù)合鋼板，厚度24mm，鋼襯肋板采用Q345C，厚度20mm，寬度0.2m，橫向加勁肋間距0.5m，縱向加勁肋間距1.75m左右。

1 接觸灌漿施工方式

鋼襯底板以下混凝土澆筑后形成的局部脫空采取接觸灌漿進(jìn)行處理，鋼襯接觸灌漿采用“預(yù)埋拔管灌漿槽+補(bǔ)鉆孔灌漿”相結(jié)合灌漿方法：

1.1 預(yù)埋拔管灌漿槽灌漿方式

是在鋼襯制作時(shí)預(yù)先布置灌漿槽，鋼襯安裝時(shí)設(shè)置拔管，混凝土澆筑完成后進(jìn)行拔管形成灌漿槽后利用灌漿槽進(jìn)行接觸灌漿方式。

1.2 補(bǔ)鉆孔灌漿方式

是在灌漿槽接觸灌漿后，經(jīng)檢查由于接觸灌漿槽覆蓋范圍有限造成部分空腔，需要灌漿部位采用鉆孔接觸灌漿方式。

2 預(yù)埋拔管灌漿槽灌漿施工

2.1 接觸灌漿系統(tǒng)布置

2.1.1 串漿孔設(shè)置

為便于漿液在肋板間流動(dòng)，鋼襯底板及加勁肋形成的每個(gè)封閉區(qū)域設(shè)8個(gè)串漿孔，每邊2個(gè)；鋼襯進(jìn)口處前三排橫肋及出口最后一排橫肋上下游方向不設(shè)串漿孔，左右岸方向兩邊各2個(gè)孔。

2.1.2 灌漿系統(tǒng)安裝

鋼襯底板接觸灌漿系統(tǒng)由灌漿槽、灌漿支管、灌漿并聯(lián)管和灌漿引管組成。

灌漿槽由“外翻邊C型鋼+塑料拔管”形成。外翻邊C型鋼采用定制加工，規(guī)格為30×20×10×2mm，鋼襯加工時(shí)安裝在鋼襯底板上，從左到右穿過(guò)串漿孔緊貼鋼襯底板采取點(diǎn)焊固定，點(diǎn)焊間距1～1.5m，外翻邊C型鋼安裝間距1.0m。拔管根據(jù)灌漿槽長(zhǎng)度、混凝土澆筑分層高度，埋設(shè)高度等尺寸計(jì)算，長(zhǎng)度4.8～6.5m，一個(gè)灌漿槽各端安裝一根拔管，中間位置不得留置空間。安裝方式見(jiàn)圖1。拔管直徑為Ф25mm。拔管在車間加工成型，試驗(yàn)不漏氣后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。

鋼襯底板以下部分采用自密實(shí)混凝土澆筑，為最大限度的填滿鋼襯底部，澆筑分層高度要略高于鋼襯底板高度。安裝拔管前，C型鋼內(nèi)穿入兩根鋼絲，用于將兩根拔管分別從兩端拖至中間位置。為便于拔管順利拔出，在鋼襯兩側(cè)用φ40mm彎管與C型鋼連接將塑料拔管引出混凝土面，高于混凝土面0.3m。

單個(gè)鋼襯底板上下游方向長(zhǎng)約50m，灌漿槽數(shù)量達(dá)50個(gè)，灌漿槽通過(guò)兩側(cè)彎管與主管連接，主管引至大壩下游面，后期通過(guò)主管對(duì)鋼襯底部進(jìn)行接觸灌漿。為提高接觸灌漿效果，從上游往下游設(shè)置3個(gè)灌區(qū)，每個(gè)灌區(qū)兩側(cè)各安裝一套進(jìn)回漿循環(huán)主管。

2.2 接觸灌漿灌前準(zhǔn)備

鋼襯接觸灌漿要求在鋼襯底板部位混凝土二期冷卻結(jié)束后，且宜在低溫時(shí)段進(jìn)行。在接觸灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求條件前7d左右進(jìn)行灌漿系統(tǒng)檢查；檢查內(nèi)容包括：管路通暢情況、鋼襯脫空情況等。

管路通暢情況采取通風(fēng)進(jìn)行檢查，通風(fēng)時(shí)對(duì)所有灌漿管逐根進(jìn)行檢查，通風(fēng)壓力不大于0.05MPa，記錄其他灌漿管返水返風(fēng)情況，將串通情況標(biāo)記清楚。

鋼襯脫空情況采取錘擊法進(jìn)行檢查，用油漆做好現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記并繪制脫空范圍圖。根據(jù)以上檢查結(jié)果制定詳細(xì)的灌漿工藝措施，準(zhǔn)備灌漿。

2.3 接觸灌漿施工

2.3.1 灌漿材料

采用采用0.45：1水灰比的P.O 42.5普通硅酸鹽水泥漿液進(jìn)行灌漿；對(duì)于檢查脫空小于0.5mm的區(qū)域，采用磨細(xì)水泥漿液灌漿磨細(xì)水泥漿液由0.5：1水灰比P.O 42.5普通硅酸鹽水泥漿液經(jīng)3次濕磨制成。為增加漿液流動(dòng)性和可灌性，在漿液中添加0.7%X404高效減水劑。

2.3.2 灌漿順序

按照自低向高順序灌漿，根據(jù)鋼襯底板挑流形狀，1#、8#泄洪深孔按照自下游往上游，2#～7#泄洪深孔按照自上游往下游順序分區(qū)進(jìn)行灌漿。

從灌漿管進(jìn)漿，排氣管排氣及排漿或者是自灌漿管一端進(jìn)漿，另一端排氣和漿，當(dāng)排漿濃度達(dá)到進(jìn)漿濃度后改濃一級(jí)水灰比灌注，直至排漿濃度排除最濃一級(jí)漿液后閉漿，灌漿不吸漿5min結(jié)束灌漿。

2.3.3 灌漿壓力控制

鋼襯底板下灌漿壓力控制在0.1MPa。當(dāng)進(jìn)漿管管口與灌區(qū)底部高差較大時(shí)，灌漿壓力根據(jù)漿液的自重壓力適當(dāng)調(diào)整。灌漿壓力由小到大，逐步升至設(shè)計(jì)壓力；當(dāng)采用上述換算壓力灌漿流量小于30L/min，可在鋼襯變形允許范圍內(nèi)，適當(dāng)提高進(jìn)漿壓力。

灌漿過(guò)程緩慢升壓，并檢測(cè)鋼襯抬動(dòng)變形，發(fā)現(xiàn)抬動(dòng)變形立即降壓直至停止灌漿。

2.3.4 灌漿過(guò)程控制

灌漿時(shí)管口和抬動(dòng)觀測(cè)裝置位置分別安排專人操作，在管口位置通過(guò)調(diào)節(jié)管口球閥控制灌漿壓力和進(jìn)漿流量；開灌后抬動(dòng)觀測(cè)人員實(shí)時(shí)觀測(cè)抬動(dòng)變化，并將抬動(dòng)變形數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通知管口操作人員。

灌漿時(shí)緩慢升壓，當(dāng)鋼襯底板出現(xiàn)抬動(dòng)變形時(shí)，適當(dāng)調(diào)整壓力；當(dāng)抬動(dòng)值接近0.1mm時(shí)，降低灌漿壓力和注入率；當(dāng)抬動(dòng)值接近0.15mm時(shí)，停止灌漿。

灌漿過(guò)程中用錘敲擊震動(dòng)鋼襯，以利于吸漿、排出空氣，錘擊直至回聲沉悶為止。

2.3.5 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

返漿管排出濃漿后，反復(fù)打開和關(guān)閉管口放漿一段時(shí)間，持續(xù)2～3min，以利充分排出空氣。灌漿管閉漿后，在規(guī)定壓力下停止吸漿，延續(xù)灌注5min結(jié)束灌漿。

在規(guī)定壓力下，鋼襯變形超過(guò)0.1mm時(shí)，停止灌漿，10min內(nèi)鋼襯變形不恢復(fù)，則結(jié)束灌漿。

2.3.6 特殊情況處理

為防止鋼襯“鼓包”變形，嚴(yán)格控制灌漿壓力，限制注入率，保持緩慢、均勻灌漿。

深孔鋼襯底板接觸灌漿過(guò)程中，孔身段鋼襯底板上下游末端與混凝土結(jié)合面可能產(chǎn)生漿液外漏。灌漿前，將這些部位清理干凈，并在周邊設(shè)置安全護(hù)欄，灌漿過(guò)程中派專人對(duì)這些部位巡查，發(fā)現(xiàn)外漏及時(shí)用堵漏王進(jìn)行表面封堵。

2.4 灌漿效果分析

鋼襯接觸灌漿前，錘擊檢查反映鋼襯底板以下總脫空面積比例超過(guò)60%，脫空厚度約1cm。預(yù)埋灌漿系統(tǒng)灌漿后，采取錘擊法和聲波檢測(cè)法檢查鋼襯底部混凝土與鋼板之間的脫空面積和脫空厚度，并繪制詳細(xì)的脫空范圍圖。根據(jù)8個(gè)深孔鋼襯檢查結(jié)果統(tǒng)計(jì)，總脫空面積比例減小到10%以下，較灌漿之前得到明顯減小，絕大部分脫空面積在0.5m?以下，最大脫空面積不超過(guò)1.5m?，脫空處多為鋼板加強(qiáng)肋附近，脫空厚度在0～3.0mm。

《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5148-2012）中規(guī)定：面積大于0.5m?的脫空區(qū)宜進(jìn)行灌漿。經(jīng)過(guò)預(yù)埋灌漿系統(tǒng)灌漿后，鋼襯底部混凝土與鋼板面積超過(guò)0.5m?的脫空區(qū)域數(shù)量一般不超過(guò)5個(gè)，后期采取鉆孔灌漿處理。

3 鉆孔灌漿施工

經(jīng)過(guò)預(yù)埋系統(tǒng)灌漿后，鋼襯底部混凝土與鋼板之間脫空面積大于0.5m?的區(qū)域采取鉆孔灌漿處理。根據(jù)脫空范圍圖繪制鉆孔布置圖，每一個(gè)獨(dú)立的脫空區(qū)布孔不少于2個(gè)，最低處和最高處均應(yīng)布孔。

灌漿前應(yīng)用風(fēng)檢查縫隙串通情況，吹出空隙內(nèi)的污物和積水。風(fēng)壓小于灌漿壓力。灌漿壓力必須以控制鋼襯變形不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值為準(zhǔn)，壓力為0.1MPa。鋼襯接觸灌漿漿液水灰比采用0.8：1、0.6：1兩個(gè)比級(jí)，盡量多灌注較濃級(jí)漿液。灌漿自低處孔開始，并在灌漿過(guò)程中敲擊震動(dòng)鋼襯，待各高處孔分別排出濃漿后，依次將其孔口閥門關(guān)閉。同時(shí)應(yīng)記錄各孔排出的漿量和濃度。

在規(guī)定壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注5min，即可結(jié)束。

本工程鋼襯接觸灌漿經(jīng)過(guò)一輪補(bǔ)鉆孔灌漿，灌漿結(jié)束7d后采取錘擊法和聲波檢測(cè)法進(jìn)行檢查，脫空范圍均小于0.5m?，脫空厚度均小于5mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

溪洛渡水電站拱壩泄洪深孔鋼襯采用復(fù)合鋼板制作，不宜在管壁上開設(shè)灌漿孔進(jìn)行接觸灌漿，本工程中創(chuàng)新采用預(yù)埋“拔管灌漿槽”方式進(jìn)行接觸灌漿，首次接觸灌漿能夠大大減少鋼板與混凝土之間的脫空面積，減小脫空厚度，減少后期灌漿補(bǔ)鉆孔數(shù)量；經(jīng)過(guò)預(yù)埋系統(tǒng)灌漿后，二次補(bǔ)鉆孔處理僅需對(duì)局部脫空面積和厚度較大的區(qū)域進(jìn)行處理，補(bǔ)鉆孔數(shù)量少，有效降低了對(duì)鋼襯復(fù)合鋼板的損傷，且經(jīng)過(guò)一次補(bǔ)鉆孔灌漿處理即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

該工程采用的預(yù)埋拔管灌漿槽、預(yù)埋接觸灌漿管、錘擊法和聲波檢測(cè)法同步檢查方法等施工新技術(shù)，大大降低了施工難度，確保了施工質(zhì)量，可作為同類工程設(shè)計(jì)和施工參考。