葛洲壩樞紐泄水過(guò)流面檢修方法

1、葛洲壩樞紐泄水過(guò)流面檢修方法摘要：葛洲壩樞紐泄水過(guò)流面包括泄水閘、沖沙閘的閘孔側(cè)墻與底板以及消力池護(hù)坦板，機(jī)組進(jìn)水口以及蝸殼與尾水管，排沙底孔、排沙洞、排漂孔進(jìn)水口以及流道等。這些建筑物的混凝土泄水過(guò)流面常年在水流的沖蝕下受到磨損，需要周期性檢修。葛洲壩樞紐泄水過(guò)流面采用了多種檢修方法和混凝土修補(bǔ)技術(shù)，修補(bǔ)效果良好。關(guān)鍵詞：葛洲壩樞紐流面磨損檢修方法修補(bǔ)效果1概述長(zhǎng)江葛洲壩水利樞紐是以通航、發(fā)電為主要效益的大型徑流式水利工程，也是三峽水利樞紐的反調(diào)節(jié)水庫(kù)和航運(yùn)梯級(jí)，由泄水閘，電站廠(chǎng)房和船閘等建筑物組成，包含的兩座河床式電站總裝機(jī)容量2715。每年汛期，上游洪水帶有大量泥沙過(guò)壩，入庫(kù)洪水年平均含

2、沙量1.2kg/3，年均輸沙量達(dá)5.3億t。樞紐泄水建筑物經(jīng)過(guò)汛期排洪、排沙和發(fā)電過(guò)流，過(guò)水面均受到不同程度的磨損，需要周期性檢查和修補(bǔ)。葛洲壩樞紐泄水過(guò)流面包括泄水閘、沖沙閘的閘孔側(cè)墻與底板以及消力池護(hù)坦板，機(jī)組進(jìn)水口以及蝸殼與尾水管，排沙底孔、排沙洞、排漂孔進(jìn)水口以及流道等。其中，二江泄水閘是主要泄水建筑物，每年過(guò)流時(shí)間長(zhǎng)達(dá)56個(gè)月，大江泄洪沖沙閘過(guò)流時(shí)間長(zhǎng)的也有一個(gè)多月。此外，為了減輕泥沙對(duì)發(fā)電機(jī)組的磨損，電站排沙底孔及排沙洞每年汛期交替排沙運(yùn)行。這些泄水建筑物，汛期泄洪時(shí)間長(zhǎng)、過(guò)流流速大泄水、沖沙閘室流速達(dá)1022/s、過(guò)流含沙量也較高，在樞紐運(yùn)行初期以及三峽工程施工期，大量的圍堰填料

3、和工程棄渣在洪水水流挾持下通過(guò)葛洲壩樞紐，因此過(guò)水面的磨蝕程度根本上與水流含沙量和過(guò)流時(shí)間的長(zhǎng)短相關(guān)。一般情況下，每隔56年要對(duì)泄水建筑物過(guò)流面進(jìn)展一次全面檢修。2混凝土過(guò)流面檢修方法葛洲壩樞紐二江泄水閘為27孔開(kāi)敞式平底閘，閘孔凈寬12，閘底板長(zhǎng)65，閘室后接長(zhǎng)180的一級(jí)消力池護(hù)坦，護(hù)坦內(nèi)設(shè)有二道縱向隔墻，使護(hù)坦分成左、中、右3個(gè)區(qū)，閘孔底板以及消力池護(hù)坦板常年吞沒(méi)水下。二江泄水閘作為主要泄水排沙建筑物，每隔5年需要對(duì)全部閘孔及護(hù)坦板程度段輪修一遍。檢修方法采用專(zhuān)用工程船、浮式檢修門(mén)、壓氣排水式沉柜、水下電視等檢修設(shè)備以及潛水檢修等。2.1工程船葛電1#工程船專(zhuān)用于二江泄水閘過(guò)流面檢修。它

4、設(shè)有供水、供電、供氣系統(tǒng)和修補(bǔ)材料儲(chǔ)存拌和系統(tǒng)，備有25t起重吊車(chē)，可以在作業(yè)區(qū)內(nèi)自航挪動(dòng)。工程船體兩側(cè)設(shè)有升降式樁腳穩(wěn)定船體，船甲板和船舷可以吊裝、攜帶、挪動(dòng)和?？扛∈綑z修門(mén)、壓氣排水式沉柜、潛水設(shè)備等。該工程船實(shí)際上是多功能水上檢修平臺(tái)。2.2浮式檢修門(mén)專(zhuān)用于二江泄水閘單孔閘室檢修的0#、1#、2#浮式檢修門(mén)，采用門(mén)艙內(nèi)充水沉底、排水上浮移位操作方式，按需要分別就位于邊墩、縫墩或中墩閘孔的下游口門(mén)處擋水。0#、1#浮式檢修門(mén)擋水作業(yè)高度2.56，2#浮式檢修門(mén)擋水作業(yè)高度2.44.6。浮式檢修門(mén)就位于閘孔下游口門(mén)后，由浮式檢修門(mén)兩側(cè)及底側(cè)橡膠止水，借助閘孔弧門(mén)拉力定位，使水封貼緊閘墩止水鋼

5、板和底板，由檢修門(mén)水泵向門(mén)艙充水和抽干閘室余水。閘室余水抽干后，松開(kāi)弧門(mén)拉力，浮式檢修門(mén)在自重和水頭壓力作用下頂緊閘墩起到擋水作用，到達(dá)閘室檢修無(wú)水作業(yè)條件。2.3壓氣排水式沉柜壓氣排水式沉柜適用于水深2.512.5的水下平面或坡度112的斜面混凝土底板檢修，實(shí)際上常用于護(hù)坦板程度段底板檢修。它由盾首、浮箱、通道、平盾底和斜盾底、配重塊以及供水、供電、供風(fēng)設(shè)施等部件組成。沉柜底部為開(kāi)敞式，根據(jù)檢修部位以及水深條件分別裝配不同長(zhǎng)度的通道和底倉(cāng)。壓氣排水式沉柜壓氣擠水，充氣壓力略大于檢修區(qū)水壓，形成檢修艙無(wú)水空間，以便檢修艙內(nèi)罩底板混凝土面。沉柜轉(zhuǎn)位時(shí)，通過(guò)浮箱排水增大沉柜自浮力，使盾底略微抬離混

6、凝土底板，由檢修倉(cāng)內(nèi)人力或外力推移。壓氣排水式沉柜在消力池護(hù)坦程度段檢修水深35，檢修艙氣壓小于0.05Pa。沉柜檢修艙覆罩面積為302，每年冬季護(hù)坦檢修約80點(diǎn)次，根本滿(mǎn)足二江泄水閘周期性檢修和平安運(yùn)行需要。但是，壓氣排水式沉柜已不適用消力池底部及斜坡段的混凝土底板檢修。目前，正進(jìn)展新型沉柜方案設(shè)計(jì)。2.4水下電視SXD-IVB水下電視設(shè)備是中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司研制，采用大屏幕液晶監(jiān)視器、熱升華視頻打印機(jī)及視頻無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，通過(guò)水下攝像機(jī)觀(guān)察、存儲(chǔ)和打印水下被檢設(shè)備或部位的圖像，作業(yè)深度可到達(dá)80。水下攝像機(jī)可以懸吊進(jìn)入水中檢查或由潛水員水下手持檢查。二江泄水閘護(hù)坦水下049縫檢查和大江電廠(chǎng)

7、機(jī)組排沙底孔上游檢修門(mén)槽底檻混凝土檢修采用SXD-IVB水下電視觀(guān)察和工程檢查都獲得令人滿(mǎn)意的效果。2.5潛水檢修葛洲壩樞紐擋水前沿水下混凝土構(gòu)造檢修，進(jìn)水口檢修閘門(mén)、工作閘門(mén)的故障處理，檢修門(mén)槽水下混凝土檢修，消力池護(hù)坦板檢查修補(bǔ)以及其他水下檢修設(shè)備難以完成的工程，采取潛水作業(yè)。潛水員潛入水下，結(jié)合水下電視，觀(guān)察和探摸被檢部位破損情況，使用水下不分散混凝土、PB聚合物混凝土或水下環(huán)氧等混凝土修補(bǔ)材料修補(bǔ)作業(yè)。葛洲壩水工建筑物過(guò)流面檢修曾使用鋼疊梁門(mén)擋水、土石大圍堰全面檢修、RV-225遙控深潛器等。使用鋼疊梁門(mén)擋水時(shí)吊裝和擋水堵漏比擬困難，現(xiàn)已不使用。1985年底至1986年春，葛洲壩二江泄

8、水閘護(hù)坦曾采取了土石大圍堰全面檢修方法，利用大江工程圍堰撤除的棄料，在二江泄水閘護(hù)坦周邊筑起長(zhǎng)600多米、高10多米的土石圍堰，使圍堰內(nèi)形成約17萬(wàn)2的無(wú)水檢修區(qū)域，到達(dá)全面檢查消力池護(hù)坦的運(yùn)行和磨損情況，徹底修復(fù)缺陷的效果。土石大圍堰檢修通常情況下不采用。此外，水工建筑物水下檢查使用過(guò)RV-225遙控深潛器。RV-225遙控深潛器是從美國(guó)引進(jìn)的水下檢測(cè)設(shè)備，它包括潛水?dāng)z像器、收發(fā)操縱架、控制臺(tái)、監(jiān)視器等設(shè)備，具有體積孝使用操作靈便特點(diǎn)。深潛器自帶的水下照明和攝像機(jī)可以提供清水中10米以?xún)?nèi)的明晰圖像，可以對(duì)水下檢查的物體進(jìn)展測(cè)量、照相、錄像，其水下檢測(cè)深度范圍為幾米至數(shù)百米。RV-225遙控深

9、潛器使用條件也受到一些環(huán)境限制，例如：渾水中的檢測(cè)效果差，檢測(cè)水域流速要小于1.25/s,被檢測(cè)物體外表不能覆蓋有淤泥等沉淀物，潛水?dāng)z像器在動(dòng)水中入水或水中轉(zhuǎn)向控制欠靈敏，該設(shè)備實(shí)際檢修工程中已不使用。3混凝土過(guò)流面修補(bǔ)方法3.1修補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)3.1.1混凝土面磨損修補(bǔ)1磨損深度小于1，混凝土小骨料有磨蝕、中骨料少量出露、但外表砂漿層大部分未沖蝕的一般不修補(bǔ)。2磨損深度13，混凝土外表砂漿層及小骨料大部分磨蝕、中骨料部分出露，根據(jù)磨損面的形狀和大小采用環(huán)氧砂漿或鑄石砂漿等修補(bǔ)材料修補(bǔ)。3磨損深度大于3，混凝土中骨料大部分出露、磨損面起伏不平、有沖溝槽，應(yīng)采取外表處理和構(gòu)造加固措施，采用高強(qiáng)度混凝土或

10、鑄石砂漿等修補(bǔ)材料修補(bǔ)。水下修補(bǔ)材料采用水下不分散混凝土、PB聚合物混凝土或水下環(huán)氧混凝土等。3.1.2混凝土分縫磨損修補(bǔ)1分縫面磨損深度小于1的不處理。2分縫面磨損深度大于1的作部分修補(bǔ)處理，分縫面磨損深度大于2以及周邊混凝土面已有較大面積磨損的須作基面修補(bǔ)及分縫面復(fù)原修補(bǔ)。3.1.3橡膠帶隔離伸縮縫的磨損修補(bǔ)1伸縮縫上橡膠帶磨損深度小于1的一般不修補(bǔ)。2伸縮縫上橡膠帶磨損深度大于1的，須進(jìn)展縫面復(fù)原修補(bǔ)以及橡膠帶填補(bǔ)修整。以上磨損面修補(bǔ)時(shí)，修補(bǔ)面應(yīng)壓實(shí)、抹光，修補(bǔ)面與周邊混凝土基面要平順連接，修補(bǔ)面升跌坎不得大于0.5，對(duì)超過(guò)0.5的升跌坎宜修補(bǔ)成120的緩坡。3.2主要修補(bǔ)材料和修補(bǔ)方法

11、1高強(qiáng)度抗沖耐磨混凝土高強(qiáng)度抗沖耐磨混凝土采用525#純熟大壩水泥、河砂、0.52的骨料、水、外加FDN減水劑拌和而成，混凝土標(biāo)號(hào)可達(dá)50以上，有較好的抗沖磨才能，主要用于沖蝕磨損深度大于5、磨損面積較大的混凝土過(guò)流面的修補(bǔ)。2水泥鑄石砂漿水泥鑄石砂漿采用525#純熟大壩水泥、輝綠巖鑄石砂、水、外加一定量減水劑，拌制后堆放一段時(shí)間后再使用的干硬性水泥砂漿，具有很好的抗沖磨才能，主要用于磨損深度25、磨損面積較大的過(guò)流底板面或磨損深度大于5的部分坑槽修補(bǔ)。在閘室抽干、修補(bǔ)大面積底板磨損面時(shí)，采用水泥鑄石砂漿修補(bǔ)其水泥、砂、鑄石的配合比為112，并摻入適量緩凝減水劑。在沉柜內(nèi)作底板修補(bǔ)或低洼磨損面

12、修補(bǔ)時(shí)采用水泥鑄石砂漿修補(bǔ)，為了加快砂漿初凝，防止?jié)B水影響，鑄石砂漿中可參加2%重量比的SH外摻劑。3環(huán)氧砂漿由環(huán)氧樹(shù)脂、稀釋劑、增韌劑、固化劑、偶聯(lián)劑以及石英砂、鑄石砂、金剛砂或河砂等惰性填料根據(jù)修補(bǔ)部位選用配制而成。環(huán)氧砂漿與混凝土面有很高的粘結(jié)強(qiáng)度和優(yōu)良的抗沖耐磨性能，主要用于流速較大的過(guò)流面修補(bǔ)。例如：泄水閘、沖沙閘閘室的側(cè)墻和底板，閘門(mén)槽及底檻，機(jī)組蝸殼以及尾水管過(guò)流面上的部分沖坑、溝槽或分縫磨損可采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)。環(huán)氧砂漿配方見(jiàn)表1。4水下環(huán)氧混凝土水下環(huán)氧混凝土由HK963水下環(huán)氧樹(shù)脂，配以干凈河沙、碎石制成。根本配方重量比：HK963A400kg、HK963B100kg、中粗沙450kg、碎石450kg、增韌劑25kg，水下環(huán)氧混凝土設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度大于40Pa。5PB聚合物混凝土PB聚合物混凝土由PB-A、PB-B聚酯樹(shù)脂、促進(jìn)劑和引發(fā)劑與骨料拌和制成。根本配方重量比：PB(AB)17%、中粗沙40%、碎石33%、促進(jìn)劑0.25%、引發(fā)劑0.25%，PB聚合物混凝土抗壓強(qiáng)度大于40Pa。葛洲壩樞