瓦托水電站廠房尾水肘管二期混凝土預(yù)埋拔管施工技術(shù)研究

劉 福 友， 趙 亞， 張 建 祥

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

瓦托水電站位于瀾滄江一級(jí)支流金河下游河段，是金河水電梯級(jí)規(guī)劃中的第五座電站，壩址位于西藏昌都市卡若區(qū)列巴村金河下游約2.5 km、已建金河大壩上游約5 km處。瓦托水電站安裝兩臺(tái)、單機(jī)容量為21 MW和一臺(tái)8 MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為50 MW。

該廠房肘管底部倉(cāng)面空間狹小，埋件多，二期混凝土振搗困難，故保證肘管底部二期混凝土的施工質(zhì)量成為工程的一大難點(diǎn)。同時(shí)，鋼襯肘管底部因混凝土收縮等原因若存在的脫空區(qū)不能及時(shí)填補(bǔ)，在發(fā)電的高速水流沖擊下脫空區(qū)的鋼襯將會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)而影響到鋼襯的整體穩(wěn)定性，加大鋼襯的氣蝕，甚至引起鋼襯的掀動(dòng)。故廠房鋼襯肘管底部的接觸灌漿十分必要，且其施工質(zhì)量的好壞直接影響到電站后期能否正常發(fā)電。

2 混凝土施工

瓦托水電站廠房鋼襯肘管底部二期回填混凝土設(shè)計(jì)為C25W6F50二級(jí)配混凝土，主要采用泵送和溜槽作為混凝土入倉(cāng)手段。倉(cāng)面采用平鋪法施工，澆筑層厚不超過(guò)50 cm[1]。因肘管底部澆筑時(shí)倉(cāng)面狹小，人員無(wú)法下到肘管底部振搗，故在鋼襯肘管底部按3 m間排距、矩形布置方式預(yù)留了直徑為150 mm的振搗孔。二期回填混凝土澆筑時(shí)，混凝土的平倉(cāng)主要采用φ50和φ70插入式振搗器；泵送混凝土的平倉(cāng)、振搗利用鋼襯肘管底部預(yù)留的振搗孔從下游至上游分排有序進(jìn)行；對(duì)溢出骨料的鋼襯肘管預(yù)留振搗孔處采用木板臨時(shí)封堵，待混凝土初凝后再拆除臨時(shí)木板封堵體，人工用電鎬等工具挖除鋼襯肘管內(nèi)預(yù)留振搗孔的混凝土封堵體。

混凝土澆筑過(guò)程中，派專人用小錘跟進(jìn)敲擊鋼襯肘管，避免出現(xiàn)架空現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)架空時(shí)應(yīng)立即處理。同時(shí)，在混凝土澆筑過(guò)程中派專人用百分表每隔5～10 cm對(duì)鋼襯肘管進(jìn)行抬動(dòng)監(jiān)測(cè)并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在上抬偏移量超過(guò)0.1 mm或垂直水流向超過(guò)0.2 mm或順?biāo)飨蚱屏砍^(guò)1 mm時(shí)，應(yīng)停止混凝土澆筑。

3 接觸灌漿施工

3.1 施工準(zhǔn)備

充氣管選用具有一定膨脹性、耐壓性、收縮性的φ25塑料軟管，按照擬定的埋管長(zhǎng)度加工成封閉的管路并安裝充氣閥門，在埋設(shè)前進(jìn)行24 h充氣密封性檢查。灌漿主管采用φ32硬塑管；支撐固定裝置采用將φ32鋼管對(duì)半剖開，用φ8圓鋼制作的“U”形托架焊接固定在鋼襯肘管底部鋼襯上，使其緊貼住肘管鋼襯底部。

3.2 預(yù)埋充氣管

待尾水鋼襯肘管安裝完成后，在其底部埋設(shè)充氣管。充氣管按照串聯(lián)接通、由低到高、連續(xù)灌漿的原則設(shè)計(jì)。材質(zhì)為φ25塑料軟管的充氣管布置為垂直肘管水流方向。預(yù)埋充氣拔管采用支撐固定裝置使其緊貼肘管底部表面，埋管完畢充氣檢查其密封性，如發(fā)現(xiàn)漏氣，則需立即修補(bǔ)或更換充氣管。

3.3 預(yù)埋灌漿主管

灌漿主管采用φ32硬塑管，埋設(shè)方式與充氣拔管基本相同，系直接將其緊貼安裝在鋼襯肘管最底部的鋼襯表面，與充氣管垂直布置并利用鋼襯加勁環(huán)開孔將所有的充氣拔管節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)。

3.4 預(yù)埋排氣管

待預(yù)埋充氣管超出接觸灌漿范圍(鋼襯肘管中心線以上)時(shí)，將所有的充氣管用三通管連接φ25硬塑管引出至混凝土澆筑倉(cāng)號(hào)外，作為排氣及回漿管。

3.5 拔出充氣管

混凝土澆筑前，對(duì)預(yù)埋充氣管進(jìn)行充氣；混凝土澆筑過(guò)程中，由專人監(jiān)管以防止損壞埋管；混凝土澆筑完成并初凝時(shí)(初凝時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定)，將預(yù)埋充氣管中的空氣放掉，使埋管縮小，然后從埋管引出部位將預(yù)埋充氣管拔出，形成灌漿通道。

3.6 灌漿管路的連接及通氣檢查

鋼襯肘管底部混凝土澆筑完成后，在各個(gè)拔管節(jié)點(diǎn)部位將材質(zhì)為φ32硬塑管的灌漿主管割開，使其與埋設(shè)形成的拔管灌漿通道連通，并使用潔凈的壓縮空氣檢查拔管的串通情況，且其風(fēng)壓小于灌漿壓力。

3.7 接觸灌漿施工

鋼襯肘管二期回填混凝土澆筑結(jié)束60 d后進(jìn)行接觸灌漿施工[2]。接觸灌漿采用純壓式灌漿法。灌漿按照從低處向高處、從上游向下游的順序進(jìn)行，高處或下游的孔可兼做排氣孔。為有效控制鋼襯變形，灌漿壓力采用0.1 MPa，漿液水灰比采用0.8、0.6兩個(gè)比級(jí)[3]。灌漿自低處開始，并在灌漿過(guò)程中敲擊震動(dòng)鋼襯，待各高處分別排出濃漿后，依次將孔口閥門關(guān)閉，同時(shí)記錄好各孔排出的漿量和濃度。在規(guī)定的壓力下，當(dāng)灌漿孔停止吸漿時(shí)，延續(xù)灌注5 min接觸灌漿即可結(jié)束。灌漿完畢，采用絲堵加焊法封孔，焊后用砂輪磨平。

3.8 特殊情況的處理

接觸灌漿7 d后，采用敲擊檢查的方法檢查鋼襯肘管接觸灌漿質(zhì)量[4]，若有脫空，在鋼襯肘管上標(biāo)識(shí)脫空范圍并繪制脫空?qǐng)D。根據(jù)脫空范圍確定開孔位置。

對(duì)面積大于0.5 m2的脫空區(qū)進(jìn)行鉆孔灌漿。鉆孔采用磁座電鉆進(jìn)行，孔徑宜為16～20 mm[5]。鉆孔完成后，對(duì)孔口攻絲，灌漿管不直接與鋼襯肘管焊接連接，以減少灌漿管拆除與磨平時(shí)對(duì)肘管母材造成的不必要損傷。開孔后測(cè)記肘管與混凝土之間的空隙大小并做好相關(guān)記錄。

使用壓縮空氣檢查縫隙串通情況，吹除空隙內(nèi)的污物和積水，疏通灌漿區(qū)域以防堵塞，風(fēng)壓應(yīng)小于灌漿壓力0.1 MPa。在全面掌握各灌區(qū)情況后，根據(jù)每個(gè)灌區(qū)可灌情況的不同進(jìn)行施工：脫空區(qū)域深度較深時(shí)，可直接灌注濃漿；脫空區(qū)域深度較淺時(shí)，直接采用稀漿灌注。

4 結(jié) 語(yǔ)

瓦托水電站廠房鋼襯肘管二期混凝土施工因現(xiàn)場(chǎng)施工部位狹小、施工條件差、各工序頻繁交叉施工而造成施工難度大。通過(guò)預(yù)埋拔管施工技術(shù)的成功運(yùn)用，保證了施工質(zhì)量和施工安全，鋼襯肘管抬動(dòng)變形情況良好、灌后未發(fā)現(xiàn)脫空，所取得的經(jīng)驗(yàn)可為高寒地區(qū)復(fù)雜條件下的鋼襯肘管二期混凝土施工提供一定的借鑒。

尾水肘管二期混凝土采用預(yù)埋拔管施工技術(shù)時(shí)應(yīng)合理調(diào)整預(yù)埋管路的布設(shè)位置，不得將預(yù)埋管路預(yù)埋在鋼襯肘管底板預(yù)留振搗孔的中間；二期回填混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)確?；炷猎谧?、右側(cè)同時(shí)下料入倉(cāng)，以保證肘管底部密實(shí)；鋼襯肘管抬動(dòng)監(jiān)測(cè)所用的百分表或千分表應(yīng)盡量安裝在不受澆筑施工干擾的部位，以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性；鋼襯肘管由于鋼襯上有筋板相隔以及水泥具有干縮的特性，導(dǎo)致肘管接觸灌漿難度較大，很難達(dá)到鋼襯與原澆筑混凝土接觸的密實(shí)程度。若鋼襯肘管在前期混凝土澆筑過(guò)程中預(yù)留灌漿孔，既可以在前期澆筑過(guò)程中作為排氣孔使?jié)仓M量密實(shí)，后期還能為接觸灌漿創(chuàng)造一定的條件。