浅谈占化水电站管型座及尾水钢衬接触灌浆施工技术措施

浅谈占化水电站管型座及尾水钢衬接触灌浆施工技术措施

赵国兴

赵国兴广东水电二局股份有限公司

Turnonaccountsforhydropowerstationtubularseatandtailshuichengsteelliningcontactgroutingconstructiontechnicalmeasures

ZhaoGuoXingguangdonghydropowertwoinningsofajointstocklimitedcompany

摘要：越南占化水电站在管型座及尾水钢衬接触灌浆施工中，应用了水泥浆填充灌浆方法，取得了较好的效果。主要对该技术的实施要点及效果进行介绍，供同类工程借鉴和探讨。

关键词：管型座；钢衬；接触灌浆；占化水电站

Abstract:Vietnamaccountedforhydropowerinthetube-typeseatandtailwatersteellinercontactgroutingappliedgroutfillgroutingmethod,andachievedgoodresults.Mainpointsandtheeffectoftheimplementationofthistechnologyareintroduced,

Keywords:tubepedestal;steelliner;accountingofHydropowerStation

占化水电站位于越南宣光省占化县安立乡板瓦村，是越南锦江干流规划四个梯级水电站中的最后一个梯级，与上一梯级宣光水电站相距约20km。项目区域的地理位置大约为：北纬：22012’20”到22017’06”；东经：105019’46”到105022’23”。工程正常蓄水位47.2m，装机容量48MW，主要任务是发电。

枢纽建筑物主要由拦河坝、河床式发电厂房及开关站等组成。枢纽从左至右依次为左岸接头重力坝、厂房安装间坝段、厂房主机间坝段、泄水闸坝段及右岸闸检室坝段，主体工程混凝土总量约17.51万m3。

1、引言

管型座及尾水钢衬位置，由于混凝土终凝后收缩或钢衬妨碍混凝土浇筑时振捣等因素的影响，钢衬与混凝土接触面或多或少会出现脱空。为了确保钢衬混凝土联合受力与安全运行，一般对脱空均采用接触灌浆方法进行处理。

钢衬接触灌浆常常采用在钢衬上预留孔、钻孔或在钢衬与混凝土接触面预埋管，用水泥浆液进行填充。这种方法最大的优点是成本低、经济效益明显，因而为大多数工程所用。但也有部分工程因为钢衬结构安全运行需要，不得不采用价格高昂的化学灌浆方法，本工程主要采用水泥浆液进行填充。

2、灌前工作

2.1脱空参数的确定

钢衬接触灌浆灌前第一项工作是脱空参数的确定，占化电站钢衬脱空参数主要包含以下两个内容，一是脱空深度的确定，二是脱空范围的确定。前者主要采用捶击敲打法，即用锤子敲打钢衬确定，后者则是边捶击边用粉笔圈画出脱空范围，现场立即绘制成图，以指导开孔和灌浆施工。捶击敲打时如响声为“咚咚咚”，则该处钢衬脱空较严重；如响声为“嗒嗒嗒”，则该处存在脱空，但深度不深；如响声为“当当当”，则该处钢衬与混凝土接触良好。在钻孔阶段，再利用钻孔以卷尺测量脱空深度进行校正。

捶击敲打操作时，清理干净钢衬表面上的堆物、附浆等，敲打者尽量不穿软质鞋子，必要时搭架钢管以使捶击敲打者不踩在被捶击敲打的钢衬上。所有这些均是占化水电站为保证钢衬被捶击敲打时响声清楚、真实所采取的有效措施。

2.2钻孔埋嘴

（1）钻孔时应根据《规范》要求，每一个独立的脱空区布孔不应小于2个，最高和最低处都应布孔。如果同一个脱空区跨过了钢衬的加劲环，需按两个脱空区计。

（2）在钢衬上钻灌浆孔采用磁座电钻，孔径不宜小于12mm，钻孔钻穿钢板后进入砼2cm，每孔要测记钢衬与砼之间的空隙尺寸，画出平面分布图，同时对个灌浆孔进行编号分组，并在孔边做出明显的标志，然后用大于钻孔直径1~2mm，长度约为10cm的无缝钢管插于孔内做为灌浆嘴。

2.3材料的选择

（1）水泥：采用普通硅酸盐水泥。要求水泥标号不低于42.5；所用水泥的细度宜为通过80µm方孔筛的筛余量不大于5%；硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于390min。所用水泥的出厂日期不得超过3个月。

（2）浆液：采用水泥砂浆液，掺砂量不宜大于水泥重量的200%。浆液水灰比使用0.8:1、0.5:1两个水灰比，依吸浆情况逐级变浓灌注，必要时应加入减水剂，应尽量多灌注较浓级浆液。

3、灌前冲洗－串通检查

钢衬接触灌浆冲洗的目的有三：一是清除脱空区内的污物积水，二是检查了解掌握脱空区的串通情况，三是在冲洗水中加入高锰酸钾等将水染色，计量注入量，以掌握脱空容积，以便准备充足的灌浆材料。占化电站钢衬底部冲洗时遵循先水洗后风吹的顺序。水洗时，水从脱空高处孔注入，脱空低处孔排除污物积水；风吹时，风从脱空低处孔通入，从脱空高处排出污物积水。水、风循环冲洗各两次，直至回水清洁、积水全部清除为止。冲洗时使用的风水压力一般控制在灌浆压力的80％。冲洗时观察脱空区的串通情况，并将串通情况及时地在钢衬上标记清楚，冲洗完毕后与其他检查成果一起绘制成图。

4、灌浆压力及浆液选定

灌浆压力和浆液浓度是直接影响灌浆效果的两个重要因素。从主观方面来说，使用较大的灌浆压力和浓度较高的浆液其填充脱空的效果较理想，因为压力大能使浆液填充充分，而浓浆结石后收缩比小，能避免出现二次脱空。但是，钢衬能承受的最大压力有限，超过则钢衬被拱起。而浓浆流动性能较差，易引起堵塞，同时浓浆无法流入深度较浅的脱空区。占化电站根据不同部位钢衬承受能力和脱空面积大小，设计规定管型座和尾水钢衬灌浆压力不大于0.1MPa，对于无法使用较大灌浆压力的大面积脱空，为保证浆液的有效充填，采用了多台灌浆泵及一台泵接多个灌浆管头，并延长屏浆时间，以保证灌浆质量。对于所有的灌浆区域，均保留钢衬的内支撑，以达到使用较大灌浆压力的目的。

5、灌浆

灌浆泵与灌浆孔口处必须装有压力表，一般使用压力应在压力表最大标准的1/4~3/4之间。压力表在使用前应检查其准确性，其误差不应大于5%

接触灌浆施工过程中，严格遵循先稀浆后浓浆和先小压力后大压力的原则。对于面积较大的脱空灌区，至少安装一个千分表。除在脱空区域内，其他未脱空但距灌区较近的部位也安装了千分表，用以监测钢衬在施灌过程中的变形情况。压力表和千分表都派有专人观测，并每隔2min向送浆人员读报一次数值。灌浆自低部位脱空区的低处孔开始，灌浆过程中敲击震动钢衬，待各高处孔分别排出浓浆后一次将其孔口关闭。灌浆压力控制由小到大逐级升压，在浆液灌入量正常情况下不增加压力，浆液的输送保持均匀连续，即使在吃浆量较大的情况下也不过分加大送浆量，防止脱空区一旦被灌满而送浆尚在继续，引起钢衬“鼓包”。灌浆过程中严格控制供浆的连续性，杜绝灌浆过程出现中断，导致进浆孔、送浆管堵塞的现象。脱空区未灌满而发生供浆中断时，则采用风水冲洗灌区，将脱空区内已灌进的浆液全部清除，以便重新灌浆，坚决杜绝因供浆中断导致进浆孔堵塞进行二次布孔的情况。防止发生灌浆突然中断事故，除了保证水电供应及机械设备正常运行外，还需制备足够的浆材及保持管路畅通。

占化电站钢衬接触灌浆停灌标准：在设计给定的灌浆压力下，出浆孔排出的浆液浓度与灌入的浆液浓度相同，封闭排浆孔不再吸浆后，延续灌浆20min（屏浆时间）即可结束。屏浆时为防止钢衬拱起，对排气管的阀门进行适当调整。

6、质量检查及效果

质量检查主要内容：脱空范围和脱空深度。检查主要采用捶击敲打法通过检查，对脱空面积大于0.5m2的区域要求再次补灌。根据质量检查情况，在二次补灌后，未现有脱空面积大于0.5m2的区域，灌浆质量良好。

7、封孔

经工程验收合格后，灌浆孔孔口车倒角，孔内开螺纹，扭上螺杆，其中螺杆的表面比钢衬的表面凹进5mm，然后电焊，孔口打磨平整。需确保焊接质量（必要时采取超声波探测检查），以免日后水流进入冲刷衬砌混凝土。）