藏木水電站鋼襯接觸灌漿施工工法及質(zhì)量控制

李宏義

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，云南昆明 650000)

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藏木水電站鋼襯接觸灌漿施工工法及質(zhì)量控制

李宏義

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，云南昆明 650000)

【摘要】水電站工程中的引水壓力鋼管、蝸殼、肘管、預(yù)埋件、沖砂建筑物等都屬于鋼襯結(jié)構(gòu)。由于混凝土終凝后收縮或鋼襯的存在妨礙混凝土澆筑時(shí)的振搗等因素的影響，鋼襯與混凝土接觸面會(huì)出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。為了確保鋼襯與混凝土聯(lián)合受力與安全運(yùn)行，一般對(duì)脫空區(qū)域采用接觸灌漿的方法進(jìn)行處理。文章對(duì)藏木水電站鋼襯接觸灌漿的施工工法進(jìn)行了簡要介紹。

【關(guān)鍵詞】藏木水電站；鋼襯；接觸灌漿；施工工法；質(zhì)量控制

1工程概況

藏木水電站樞紐布置格局為重力壩+壩后式廠房，由左、右岸擋水壩段、溢流壩段、廠房壩段、沖砂底孔壩段、壩后式地面廠房、消力池和海漫等組成。大壩共分19個(gè)壩段，大壩建基面高程3 198.00 m，最大壩高116 m，壩頂總長度387.50 m。藏木水電站鋼襯外圍混凝土硬結(jié)后，為了使鋼襯結(jié)構(gòu)能更好地與混凝土和基巖共同工作，對(duì)沖砂廊道、引水壓力鋼管水平段、斜直段、上彎段進(jìn)行鋼襯接觸灌漿。各脫空區(qū)域則按照“自下而上”的原則進(jìn)行，即先進(jìn)行較低高程脫空部位施工，而后轉(zhuǎn)向高處脫空部位。根據(jù)接觸灌漿技術(shù)規(guī)范，結(jié)合本工程的具體情況，制定以下鋼襯接觸灌漿施工方案：鋼管脫空檢查(孔位放樣)→鉆孔→鋼管套絲、灌漿管安裝→洗孔→鋼襯接觸灌漿→效果檢查(補(bǔ)灌) →灌漿管拆除及絲堵封堵及電焊。

2施工工法

2.1灌槳前工作

鋼襯接觸灌漿前一項(xiàng)是脫空區(qū)域的確定。藏木水電站鋼襯接觸灌漿脫空區(qū)域確定脫空的深度及范圍。前者主要采用錘擊敲打鋼襯確定，后者則是邊錘擊邊畫出脫空范圍，根據(jù)現(xiàn)場情況繪制成圖，以指導(dǎo)開孔和灌漿施工。

錘擊敲打法操作時(shí)要求鋼襯表面上的堆積物、附著物必須清理干凈，敲打者盡量不要穿軟質(zhì)鞋子，必要時(shí)搭設(shè)鋼管排架以便錘擊敲打者的腳不睬在被錘擊敲打的鋼襯上。所有這些均是保證鋼襯被錘擊敲打發(fā)出的響聲清晰、真實(shí)有效。

2.2鉆孔

每一個(gè)獨(dú)立的脫空區(qū)布孔不應(yīng)少于2個(gè)，最低處和最高處都應(yīng)布孔，孔徑不應(yīng)小于12 mm。鉆孔的布置原則是在滿足規(guī)范要求的前提下，盡量少布和減小孔徑，以減少對(duì)鋼襯的破壞。如脫空區(qū)域相連通，則位于低處的脫空區(qū)域布置灌漿孔；位于高處的脫空區(qū)域布置排氣孔。鉆孔的布設(shè)位置要避開鋼襯的接頭、加勁環(huán)等部位。通過對(duì)脫空面積、脫空深度及脫空區(qū)域串通情況的分析，估算每個(gè)獨(dú)立的脫空區(qū)域的灌漿量，再依據(jù)灌漿量來確定鉆孔的數(shù)量及孔位布置。一般來說，脫空區(qū)域面積較大、脫空深度淺則鉆孔數(shù)量多；反之如果脫空區(qū)域灌區(qū)面積小、脫空深度大則鉆孔數(shù)量少。鉆孔完畢后即在孔內(nèi)攻絲，然后安裝灌漿管、排氣管。對(duì)脫空區(qū)域面積較大的灌區(qū)，尤其是對(duì)脫空深度較淺的大罐區(qū)，除了按照規(guī)范要求布設(shè)灌漿孔和排氣孔外，應(yīng)該布設(shè)1～2個(gè)用于安裝壓力表的鉆孔(一般布置在脫空區(qū)域的中間位置)，以監(jiān)測灌漿時(shí)鋼襯的受力情況。

2.3沖洗

鋼襯接觸灌漿沖洗的目的，一是清除脫空區(qū)域內(nèi)的污物和積水，二是檢查了解脫空區(qū)域的串通情況,三是對(duì)沖洗水加入高錳酸鉀等染色物，記錄注入量，以掌握脫空容積，以便準(zhǔn)備灌漿材料。

藏木水電站鋼襯沖洗遵循先水后風(fēng)的順序。水洗時(shí)水從脫空高處孔注入，脫空低處孔排出污物積水；風(fēng)吹時(shí)風(fēng)從脫空低處孔通入，從脫空高處排出污物積水。水、風(fēng)循環(huán)沖洗直至回水清澈、積水全部清除為止。沖洗時(shí)水和風(fēng)的壓力一般控制在灌漿壓力的80%。沖洗時(shí)觀察脫空區(qū)的串通情況，并將串通情況及時(shí)的在鋼襯標(biāo)記清楚，沖洗完成后與其他檢查成果一起繪制成圖。

2.4灌漿壓力及漿液選定

灌漿壓力及漿液濃度是直接影響灌漿效果的兩個(gè)重要因素。一般情況來講，使用較大的灌漿壓力和濃度較高的漿液其填充脫空的效果比較理想，因?yàn)榇髩毫δ苁節(jié){液充分填充，而濃漿在凝結(jié)后收縮小，能避免出現(xiàn)二次脫空。但是，鋼襯能承受的最大壓力有限，超過此承受力則鋼襯被拱起。而濃漿流動(dòng)性能較差，易引起堵塞，同時(shí)濃漿無法灌入深度較淺的脫空區(qū)域。

漿液濃度取決于脫空深度。藏木水電站對(duì)于脫空區(qū)域全部采用水泥灌漿。水泥采用P42.5級(jí)硅酸鹽水泥。灌漿用水應(yīng)符合(JGJ 63-2006)的規(guī)定，符合拌制水工混凝土用水的要求。拌漿水的溫度不高于40 ℃。

制漿材料稱量誤差應(yīng)小于5%。水泥等固相材料應(yīng)采用重量稱量法，用比重計(jì)測量；水泥漿液做到攪拌均勻，測定漿液密度；純水泥漿液的攪拌時(shí)間，使用高速攪拌機(jī)時(shí)，應(yīng)不少于30 s，從開始制備至用完的時(shí)間宜小于4 h，超過規(guī)定時(shí)間者應(yīng)予以舍棄；漿液溫度應(yīng)保持在5 ℃～40 ℃，低于或超過此標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)視為廢漿；灌漿采用1∶1、0.8∶1、0.6(0.5)∶1三個(gè)比級(jí)的水灰比，以先稀后濃的原則進(jìn)行施灌。對(duì)于漿液在規(guī)定的灌漿壓力下仍無法灌入的區(qū)域，則采用化學(xué)灌漿進(jìn)行灌注。

2.5灌漿

接觸灌漿施工過程中嚴(yán)格遵守“先稀漿后濃漿”和“先小壓力后大壓力”的原則。灌漿自低部位脫空區(qū)的低處孔開始，在灌漿過程中敲擊震動(dòng)鋼襯，待各高處孔分別排出濃漿后一次將其孔口關(guān)閉。灌漿壓力控制由小到大逐級(jí)升壓，在漿液灌入量正常情況下不增加壓力，漿液的輸送保持均勻、連續(xù)。灌入量較大的情況下也不要加大送漿量，防止脫空區(qū)一旦被灌滿而送漿尚在繼續(xù)，引起鋼襯“鼓包”。在灌漿過程中嚴(yán)格控制供漿的連續(xù)性，杜絕灌漿過程中出現(xiàn)中斷，導(dǎo)致進(jìn)漿孔、送漿管堵塞的現(xiàn)象。遇到脫空區(qū)未灌滿而發(fā)生供漿中斷時(shí)，則采用風(fēng)、水輪換沖洗灌區(qū)，將脫空區(qū)內(nèi)已灌進(jìn)的漿液全部清除，以便重新進(jìn)行灌漿。堅(jiān)決杜絕因供漿中斷導(dǎo)致進(jìn)漿孔堵塞進(jìn)行二次布孔的現(xiàn)象。為了防止發(fā)生灌漿突然中斷事故，除了保證水、電供應(yīng)及機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行外，還應(yīng)備足漿材及保持管路暢通。

藏木水電站鋼襯接觸灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：灌漿過程中，達(dá)到設(shè)計(jì)灌漿壓力情況下，出漿孔排出的漿液濃度與灌入的漿液濃度相同，封閉出漿孔及排氣孔后不再吸漿后，繼續(xù)灌注20 min(屏漿時(shí)間)即可結(jié)束。屏漿時(shí)為防止鋼襯拱起，在屏漿過程中對(duì)排氣孔的閥門進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.6特殊情況處理

(1)灌漿過程中發(fā)現(xiàn)漿液外漏，先從外部進(jìn)行堵漏。若無效再采用灌漿措施，如加濃漿液、降低壓力等進(jìn)行處理，但不得采用間歇灌漿法。

(2)灌漿過程中發(fā)現(xiàn)串漿，當(dāng)串漿灌區(qū)已具備灌漿條件時(shí)，可同時(shí)灌漿。否則采用以下措施：若開灌時(shí)間不長，使用清水沖洗灌區(qū)和串區(qū)，直至灌漿區(qū)、串漿區(qū)的排氣管出水潔凈時(shí)為止，待串區(qū)具備灌漿條件后再同時(shí)進(jìn)行灌漿；若灌漿時(shí)間已較長且串漿輕微，可在串區(qū)通入低壓水循環(huán)，直至灌區(qū)灌漿結(jié)束，串區(qū)循環(huán)回水潔凈為止。

(3)灌漿過程中，當(dāng)進(jìn)漿管和備用進(jìn)漿管均發(fā)生堵塞，則先打開所有管口放漿，然后在縫面增開度限值內(nèi)盡量提高進(jìn)漿壓力，疏通進(jìn)漿管路。若無效可換用回漿管進(jìn)行灌注或采取其它措施。

(4)灌漿因故中斷，立即采用清水沖洗管路各灌區(qū)，保持灌漿系統(tǒng)通暢。恢復(fù)灌漿前，再做一次壓水檢查，若發(fā)現(xiàn)灌漿管路不通暢或排氣管單開出水量明顯減少，則采取補(bǔ)救措施。

3施工質(zhì)量控制

3.1灌漿施工前質(zhì)量控制

灌漿采用業(yè)主統(tǒng)一提供的PO42.5水泥。水泥保持新鮮，受潮結(jié)塊的水泥嚴(yán)禁進(jìn)入工作面，并對(duì)工作面使用的水泥進(jìn)行質(zhì)量檢查。制漿用水水質(zhì)滿足拌制水工混凝土用水要求?，F(xiàn)場施工準(zhǔn)備充分，在具備灌漿條件后，由監(jiān)理工程師、質(zhì)檢員簽發(fā)準(zhǔn)灌證后開始灌漿。

3.2灌漿過程質(zhì)量控制

灌漿施工過程由質(zhì)檢員、監(jiān)理工程師旁站監(jiān)督管理。每班均有技術(shù)員現(xiàn)場值班，按施工措施、技術(shù)規(guī)范及監(jiān)理工程師的指令進(jìn)行施工。灌漿孔的孔位、孔徑經(jīng)“三檢制”嚴(yán)格檢查驗(yàn)收合格后，申請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行灌漿施工。

漿液配比：現(xiàn)場配備比重計(jì)，隨時(shí)檢測漿液比重。當(dāng)班技術(shù)員和配漿工人做到每缸都測，質(zhì)檢人員與監(jiān)理工程師隨時(shí)抽查，如不符合要求，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。灌漿壓力由記錄員、技術(shù)員、三檢人員共同控制，使灌漿壓力在設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。

3.3灌漿結(jié)束后質(zhì)量檢查

藏木水電站鋼襯接觸灌漿質(zhì)量檢查要求在灌漿結(jié)束7 d后進(jìn)行。質(zhì)量檢查的內(nèi)容主要有：脫空范圍和脫空深度。檢查方法仍采用敲擊法。檢查脫空范圍并根據(jù)敲擊的聲音，初步判斷脫空范圍和深度，根據(jù)脫空面積、脫空深度的初步判斷結(jié)果，再由業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位四方分析評(píng)定灌漿質(zhì)量及是否進(jìn)行不補(bǔ)灌處理。為盡量提高鋼襯整體強(qiáng)度，藏木水電站鋼襯接觸灌漿對(duì)灌后脫空面積大于0.2 m2的脫空區(qū)域才要求進(jìn)行補(bǔ)灌，并根據(jù)檢查結(jié)果確定補(bǔ)灌措施。

經(jīng)檢查合格后或補(bǔ)灌合格后的脫空區(qū)域，才可以將原埋設(shè)的灌漿管、排氣管取下，清除鉆孔周圍漿液，擰上與鋼襯材料相同的螺桿，在孔口倒角處進(jìn)行焊補(bǔ)處理，用砂輪磨平。

4結(jié)論

經(jīng)過藏木水電站沖砂廊道，左、右沖砂底孔，引水壓力鋼管水平段、斜直段、上彎段進(jìn)行鋼襯接觸灌漿處理，根據(jù)鋼管厚度選用相應(yīng)厚度的絲堵，要求絲堵旋入鋼管內(nèi)約4 mm后，然后滿焊堆焊出來，焊縫高度必須控制在1～3 mm之間，然后采用砂輪打平磨光即可，以防止引水鋼管運(yùn)行過程中出現(xiàn)絲堵脫落和漏水等現(xiàn)象。在該方面積累了不少寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)施后也取得了良好的效果，保證了藏木水電站安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其施工工法簡單方便，耗材少，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、安全性、實(shí)用性和推廣價(jià)值。

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[作者簡介]李宏義(1989～)，男，學(xué)士，主要從事水利水電施工管理工作。

【中圖分類號(hào)】TU712.4

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2015-11-17