天福廟水庫二級(jí)電站壓力管道的滲漏修補(bǔ)

趙　彬

(宜昌市黃柏河流域管理局，湖北　宜昌　443000)

天福廟水庫二級(jí)電站壓力管道的滲漏修補(bǔ)

趙彬

(宜昌市黃柏河流域管理局，湖北宜昌443000)

摘要：天福廟水庫二級(jí)電站壓力管道進(jìn)水口采用虹吸式鋼管，主壓力管道為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，管道內(nèi)壁蜂窩麻面及施工冷縫滲水嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，修補(bǔ)過程中采用了化學(xué)灌漿與丙乳砂漿相結(jié)合的施工工藝；修補(bǔ)后，經(jīng)充水試驗(yàn)，鋼筋混凝土壓力管道表面無明流滲漏點(diǎn)，證明這種修補(bǔ)工藝起到了很好的補(bǔ)強(qiáng)效果。圖3幅。

關(guān)鍵詞：水電站；壓力管道；滲漏；修補(bǔ)

1概述

天福廟水庫位于黃柏河?xùn)|支中上游的湖北省遠(yuǎn)安縣嫘祖鎮(zhèn)境內(nèi)，是黃柏河梯級(jí)開發(fā)的骨干工程之一，距宜昌市城區(qū)80 km，1974年12月動(dòng)工興建，1978年元月投入運(yùn)行。天福廟水庫二級(jí)電站于1980年建成投產(chǎn)，至今已運(yùn)行35 a。電站主要由引水渠道、前池、壓力管道、廠房等組成。壓力管道進(jìn)水口采用虹吸式，裝有真空破壞閥，其駝峰材質(zhì)為鋼材，主壓力管道為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，管徑1.8 m，管厚0.5 m,長度61.75 m，支管材質(zhì)為鋼材，管徑1.2 m，設(shè)計(jì)水頭為27.7 m，設(shè)計(jì)流量為10.0 m3/s，裝機(jī)容量3×800 kW+1×400 kW。

2壓力管道存在的問題

多年來，壓力管道在正常發(fā)電過程中就發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土管道表面有多處明流滲水點(diǎn)，而且滲漏量較大。今年電站利用機(jī)組設(shè)備擴(kuò)容增效的機(jī)會(huì)拆開蝶閥，進(jìn)入壓力管道內(nèi)進(jìn)行了系統(tǒng)的檢查，發(fā)現(xiàn)壓力管道內(nèi)壁多處有反滲漏現(xiàn)象，存在以下一些問題：鋼筋混凝土管道內(nèi)壁蜂窩麻面較多滲水嚴(yán)重，局部有射流現(xiàn)象；鋼筋混凝土管與壓力鋼管接縫漏水嚴(yán)重；鋼筋混凝土管施工環(huán)縫部位漏水嚴(yán)重；進(jìn)水口旁通閥出口周圍的鋼板已拉裂，存在漏水通道。

3滲漏修補(bǔ)方案

3.1蜂窩麻面修補(bǔ)

施工工藝：基面處理→漏水化灌→噴涂底膠→環(huán)氧樹脂砂漿或者丙乳砂漿抹面。

先用切割機(jī)將修補(bǔ)位置邊界切割規(guī)整，用電鎬對(duì)蜂窩麻面進(jìn)行鑿除(深度不超過5 cm)，清除表面的薄弱層、松散顆粒；再在漏水部位用聚氨酯灌漿材料進(jìn)行局部化學(xué)灌漿處理；再用高壓水槍進(jìn)行沖洗后用噴燈烘干，待干燥后在基面上刷1道底膠；最后用環(huán)氧樹脂砂漿或者丙乳砂漿進(jìn)行修補(bǔ)密實(shí)平順。

3.2鋼筋混凝土管與鋼管接縫修補(bǔ)

施工工藝：打灌漿孔→化學(xué)灌將→環(huán)氧樹脂膠封孔。

沿接縫(距縫5 cm)用電鉆打灌漿孔，孔距10 cm，孔深15 cm，孔徑φ10 mm；用聚氨酯灌漿材料對(duì)接縫進(jìn)行整體化學(xué)灌漿處理；最后用環(huán)氧樹脂膠泥對(duì)灌漿孔進(jìn)行封堵。

3.3鋼筋混凝土管施工環(huán)縫修補(bǔ)

施工工藝：基面處理→漏水化灌→噴涂底膠→環(huán)氧樹脂砂漿或者丙乳砂漿找平→粘貼橡膠止水和固定鋼板網(wǎng)→環(huán)氧樹脂砂漿或者丙乳砂漿抹面。

先用切割機(jī)沿環(huán)縫兩側(cè)將邊界切割規(guī)整，用電鎬將環(huán)縫兩側(cè)的混凝土鑿成嵌槽；再沿環(huán)縫用電鉆打灌漿孔，用聚氨酯灌漿材料進(jìn)行化學(xué)灌漿處理；再對(duì)基面進(jìn)行沖洗，待干燥后在基面上刷1道底膠；再用環(huán)氧樹脂砂漿或者丙乳砂漿找平；然后用扁鐵將鋼板網(wǎng)和橡膠止水帶一同固定；最后用環(huán)氧樹脂砂漿或者丙乳砂漿進(jìn)行修補(bǔ)密實(shí)平順(見圖1)。

圖1　壓力管道滲漏示意

3.4鋼板焊縫修補(bǔ)

施工工藝：表面清理→裂縫補(bǔ)焊→防腐處理。

先用角磨機(jī)對(duì)鋼板表面進(jìn)行除銹處理，檢查表面裂縫位置，再對(duì)裂縫進(jìn)行補(bǔ)焊修補(bǔ)，最后對(duì)焊縫及整個(gè)金屬部分用瀝青漆進(jìn)行防腐處理。

4修補(bǔ)材料

4.1環(huán)氧樹脂砂漿

環(huán)氧樹脂砂漿采用非溶化型環(huán)氧樹脂(EP E—44)和650低分子聚酰胺樹脂固化劑加填料石英砂混合后施工，配合比為1∶1∶0.5。環(huán)氧樹脂砂漿強(qiáng)度高，能抵抗多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，但施工環(huán)境要求高，基面處理必須無銹蝕、油污、灰塵、滲水等，施工時(shí)還要加熱，要控制固化時(shí)間，成本大。

4.2丙乳砂漿

丙乳砂漿是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的簡稱，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿。丙乳砂漿配合比：灰砂比1∶1；灰乳比1∶0.3；水灰比40%左右。水泥采用32.5R普通硅酸鹽水泥；砂子為粒徑小于2.5mm的石英砂。丙乳砂漿具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、防水、滲透、耐磨、耐老化等性能，配制拌和簡單，易操作和控制施工質(zhì)量；并適合潮濕面粘結(jié)，與基礎(chǔ)混凝土溫度適應(yīng)性好，成本低。

4.3化學(xué)灌漿材料

化學(xué)灌漿材料選用水溶性聚氨酯灌漿材料，是由聚氨酯預(yù)聚體與添加劑(溶劑、催化劑、緩凝劑、表面活性劑、增塑劑等)組成的化學(xué)漿液。這種材料特點(diǎn)是親水性好、包水量大，漿液遇水后自行分散、乳化、發(fā)泡，立即進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成不透水的彈性膠狀固結(jié)體，有良好的止水性、延伸性、彈性及抗?jié)B性、耐低溫性等，在水中永久保持原形，適用于潮濕裂縫的灌漿堵漏。

5修補(bǔ)的技術(shù)要求

修補(bǔ)前先對(duì)環(huán)氧樹脂砂漿和丙乳砂漿進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂砂漿在水平面施工時(shí)比較容易，但在進(jìn)行壓力管側(cè)面和頂面施工時(shí)，環(huán)氧砂漿稀了粘不上，稠了又抹不動(dòng)，施工難度太大；而丙乳砂漿施工與普通水泥砂漿相似，施工工藝簡單方便，強(qiáng)度也滿足要求。經(jīng)過比較，電站鋼筋混凝土壓力管道環(huán)縫、蜂窩麻面采用丙乳砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，灌漿孔用環(huán)氧樹脂膠泥修補(bǔ)。下面主要介紹鋼筋混凝土管施工環(huán)縫滲漏的修補(bǔ)技術(shù)要求(見圖2)。

5.1基面處理

先用切割機(jī)沿混凝土施工環(huán)縫兩側(cè)(各15 cm)將邊界切割規(guī)整；用電鎬將環(huán)縫兩側(cè)的混凝土鑿成嵌槽，槽寬30 cm，深5 cm；再沿環(huán)縫用電鉆打灌漿孔，孔距10 cm，孔深15 cm，孔徑φ10 mm；埋入高壓灌漿嘴及止水針頭，用聚氨酯灌漿材料進(jìn)行化學(xué)灌漿處理，直到環(huán)縫無滲水為止；再用手持切割機(jī)將灌漿嘴及針頭切割掉，清除表面的薄弱層、松散顆粒；然后用高壓水槍對(duì)基面進(jìn)行沖洗后用噴燈烘干，使原混凝土表面處于面干飽和狀態(tài)。

圖2環(huán)縫化灌示意

5.2基面找平

為增加與原混凝土面的粘結(jié)力，先在基面上用丙乳凈漿打底，丙乳凈漿的配比按丙乳∶水泥=1∶2配制，涂刷時(shí)要求薄而均勻，丙乳凈漿涂刷后靜停10 min左右后再分層抹壓丙乳砂漿進(jìn)行找平，每層厚度控制在5 mm左右，找平厚度控制在2 cm以內(nèi)。要求材料必須稱量正確，拌制時(shí)先將水泥和砂干拌均勻，再加入水和丙乳，充分拌和均勻，每次拌制的丙乳砂漿數(shù)量不宜過多，丙乳砂漿層要密實(shí)，表面平整光滑。

5.3安裝止水帶

為了防止施工環(huán)縫的變形漏水，安裝1層30 cm寬的651型中埋式橡膠止水帶，安裝時(shí)先在找平層上涂上環(huán)氧樹脂膠泥增加粘結(jié)力，便于止水帶的安裝，再用膨脹螺絲將扁鐵、金屬板網(wǎng)(孔徑4 cm×6 cm)及橡膠止水帶一同固定；金屬板網(wǎng)有兩個(gè)作用：一是固定橡膠止水帶，二是增加丙乳砂漿的粘結(jié)力。特別要注意的是找平層表面必須干燥、無灰塵才能涂刷環(huán)氧樹脂膠泥。

5.4丙乳砂漿抹面

用高壓氣槍將止水帶表面的灰塵吹干凈，最后用丙乳砂漿分層進(jìn)行修補(bǔ)密實(shí)平順。修補(bǔ)的施工方法與找平層施工方法一致。特別注意：施工刮抹只能向同一方向刮抹，不要來回多次刮抹，手觸涂層不粘手時(shí)方可進(jìn)行下一層施工，上一遍刮抹方向和下一遍刮抹方向呈“十”字交叉的垂直方向施工，丙乳砂漿鋪到位后，用力壓實(shí)并隨即出面，注意向同一個(gè)方向抹平，不需第二次收光(見圖3)。

圖3環(huán)縫修補(bǔ)示意

5.5丙乳砂漿養(yǎng)護(hù)

丙乳砂漿抹面待表面略干后，采用農(nóng)用噴霧器進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)24 h后再用毛刷在面層刷1道丙乳凈漿，要求涂均、密封，待凈漿凝固后繼續(xù)噴霧養(yǎng)護(hù)，使砂漿面層始終保持潮濕狀態(tài)7 d以上。

6結(jié)語

天福廟二級(jí)電站壓力管道的設(shè)計(jì)水頭雖然不是很高，但水流速度快、沖刷力強(qiáng)，鋼筋混凝土壓力管道滲漏嚴(yán)重。在修補(bǔ)過程中采用了化學(xué)灌漿與丙乳砂漿相結(jié)合的施工工藝，化學(xué)灌漿堵漏效果好，使基面干燥，便于丙乳砂漿的施工。丙乳砂漿又是一種成熟的修補(bǔ)材料，具有優(yōu)異的粘結(jié)、防水、耐磨、耐老化等性能。修補(bǔ)后，經(jīng)充水試驗(yàn)，鋼筋混凝土壓力管道表面無明流滲漏點(diǎn)，證明這種修補(bǔ)工藝起到了很好的補(bǔ)強(qiáng)效果。當(dāng)然，由于壓力管道已運(yùn)行了30多年，通過修補(bǔ)做到滴水不漏是不可能的，建議今后有條件的情況下將鋼筋混凝土管道換成壓力鋼管。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯吳昊

收稿日期：2016-01-14

作者簡介：趙彬(1973-)，男，工程師，主要從事水利水電工程管理工作。E_mail：tfmzb@126.com