葛洲壩大江電廠排砂底孔進口沖坑處理

1、葛洲壩大江電廠排砂底孔進口沖坑處理摘要：葛洲壩大江電廠排砂底孔在2000年潛水檢查時發(fā)現(xiàn)其進水口檢修門底檻有大小不等的沖坑，局部鋼筋網(wǎng)沖蝕外露，為此，使用了PB聚合物混凝土和963水下環(huán)氧混凝土簡易法鋪填沖坑和專業(yè)化修復(fù)沖坑。沖坑修復(fù)后經(jīng)過數(shù)次運行后的潛水檢查，到達了一定效果。本文介紹了葛洲壩大江電廠排砂底孔進口沖坑形成原因的分析、修補技術(shù)方案、修補材料的選用以及修補效果。關(guān)鍵詞：葛洲壩排砂底孔沖坑處理修補材料1概述葛洲壩水利樞紐是以通航、發(fā)電為主要效益的大型水利工程，是三峽水利樞紐的反調(diào)節(jié)水庫和航運梯級。長江年入庫水量4500億3,年均輸沙量達5.3億t。為了減少電廠前沿的淤積和泥沙過機，在

2、大江電廠機組進水口下部設(shè)置了14個排沙底孔。葛洲壩大江電廠排砂底孔1987年投入運行，根據(jù)洪水入庫情況，各排砂底孔每年分別開啟運行數(shù)10天。2001年，在大江電廠排砂底孔進口檢修門槽潛水檢查時，發(fā)現(xiàn)底檻鋼板兩側(cè)混凝土都有沖蝕，底檻中部區(qū)有大小不等的沖坑，沖坑發(fā)生在底檻二期混凝土區(qū)，多數(shù)沖坑大骨料和鋼筋出露沖坑統(tǒng)計見表1。為此，葛洲壩電廠委托國家電力公司華東勘測設(shè)計研究院進展了葛洲壩大江電廠排砂底孔進口檢修門底檻沖坑處理設(shè)計。江蘇省海洋工程總公司承包了底檻沖坑處理工程。2沖坑形成原因分析大江電廠排砂底孔位于機組進水口下端，進口底板高程29.2，與機組進水口底板高程差約11.5。排砂底孔進水喇叭口

3、尺寸8.557.1高寬，漸變到流道尺寸為55，計算水頭18.6下的單孔排沙流量為2022/s，平均流速3.34.73/s。流道斷面向下游漸變?yōu)?.35.5，流道出口段平均流速可達15.83/s。電廠機組進水前沿的淤積和泥沙主要是沙質(zhì)推移質(zhì)和卵石推移質(zhì)。排砂底孔通常在汛期入庫流量大于250003/s期間開啟沖沙，每年排沙12次。根據(jù)電廠運行和水下檢查情況，排砂底孔進口檢修門底檻沖坑形成的原因可能有以下幾點：1大江電廠排砂底孔進口檢修門底檻沖坑的出現(xiàn)與機組發(fā)電、進水口旋流沖磨有關(guān)。2022年1月，20#左排砂底孔進口在相鄰機組停機情況下，潛水檢查和水下攝影顯示：進口底板面無淤積，沖坑內(nèi)充填有卵石推

4、移質(zhì)，裸露的底板混凝土面上卵石似盤旋狀，沖坑顯然受到挾石水流的沖磨。2排砂底孔開啟沖沙，挾沙卵石水流通過進口底板磨損區(qū)，水流發(fā)生紊亂，推移質(zhì)撞擊磨損面，加速了沖坑的形成和開展。3沖坑主要發(fā)生在進口底檻二期混凝土區(qū)，底檻鋼板上下游兩側(cè)邊緣與底板混凝土的接縫以及底檻二期混凝土區(qū)似是薄弱區(qū)，容易產(chǎn)生沖蝕磨損。4大江電廠前沿是沙卵石聚集區(qū)，排砂底孔是聚集區(qū)沙卵石推移質(zhì)的出庫通道，受挾沙卵石水流磨損的機率多。葛洲壩上游30k處三峽水利樞紐的施工，大江截流前后大量棄渣入庫葛洲壩，也加大了排砂底孔進口底檻沖坑的形成可能性。5排砂底孔進口沖坑形成區(qū)的流速約4/s，排砂底孔流道內(nèi)流速可達515/s，但是，經(jīng)過十

5、幾年運行，歷次抽查排砂底孔流道過流面，其混凝土沖磨痕跡細微，流道混凝土過流面根本完好。排砂底孔流道內(nèi)水流順暢、流態(tài)穩(wěn)定，歷年累計開啟運行僅數(shù)千小時；而排砂底孔進口底檻處水流紊亂，排砂底孔未開啟時，進口底檻也受到機組發(fā)電水流的影響。例如，2001年3月，13#左、13#右排砂底孔進口檢修門底檻沖坑經(jīng)過PB聚合物混凝土鋪填沖坑的簡易修補后，在2001、2002年汛期，該兩孔并未開啟沖沙，但是在2022年4月的水下檢查時發(fā)現(xiàn)該兩孔水下檢查前均開啟沖淤20分鐘，該兩孔進口沖坑修補面已全部沖失。這些現(xiàn)象說明：排砂底孔進口混凝土過流面磨損和沖坑的形成與排砂底孔開啟運行關(guān)系并不親密相關(guān)。3沖坑簡易處理200

6、1年2月，葛洲壩電廠在根本查清了大江電廠排砂底孔進口檢修門底檻沖坑情況后，為了不影響當(dāng)年的排砂底孔沖沙，由電廠潛水員施工，對其中坑深小于30的15個排砂底孔進口沖坑進展了簡易修補，主要采用PB聚合物砂漿和963水下環(huán)氧砂漿修補材料水下無筋回填沖坑。3.1修補方式及材料開啟排砂底孔沖淤20分鐘，排去進口淤積物。潛水員探摸沖坑，估測面積和深度，確定鋪填沖坑的修補量。潛水員清理修補面(用鋼刷及清水刷洗)，水下接料，破料袋將修補材料注入沖坑，用戴手套的手拍打修補料，整平修補面；重復(fù)接料，注料，拍打，直至沖坑填滿。修補材料：PB聚合物鑄石砂漿及少量PB聚合物混凝土共計14t,963水下環(huán)氧砂漿1t。3.

7、2修補效果2002年初，簡易無筋鋪填修補的15個排砂底孔進口沖坑，其中大局部排砂底孔經(jīng)歷了2001年、2002年汛期開啟運行的考驗。結(jié)合其他坑深大于30的14個排砂底孔進口沖坑處理工程，江蘇省海洋工程總公司分別在2002年2月3月對8#右、19#左、21#左、21#右排砂底孔進口沖坑無筋回填的修補效果進展了檢測，在2022年2月4月對14#左及13#、15#、16#、17#、18#左右排砂底孔進口沖坑無筋回填修補效果進展了檢測。檢測情況見表2。表2的檢測結(jié)果說明：無筋回填修補的15個排砂底孔進口沖坑，經(jīng)過汛期12次沖沙使用后，沖坑修補面5處已全部沖失，5處大局部沖失，5處根本上完好，此外，檢查

8、發(fā)現(xiàn)局部沖坑修補面邊緣發(fā)生新的沖槽淺坑。這說明，無筋回填沖坑的簡易修補起不到?jīng)_坑修復(fù)效果和保護底檻的目的。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4沖坑處理設(shè)計及專業(yè)公司施工沖坑處理設(shè)計委托國家電力公司華東勘測設(shè)計研究院進展，江蘇省海洋工程總公司承包了沖坑施工處理工程，對葛洲壩大江電廠8#左、19#右以及9#、10#、11#、12#、14#、20#的左右排砂底孔進口檢修門底檻共14處沖坑進展修補處理。水下處理方案及工程施行情況如下：(1)水下檢查，分為排砂底孔進口底檻普查和沖坑測量。沖坑測量采用網(wǎng)格法，由潛水員在水下結(jié)合水下攝像，以3030間隔對沖坑情況進展測量定位，確定沖坑位置及修補部位所需要的工程量。(2)

9、采用回彈儀對沖坑區(qū)底板進展原混凝土強度檢測。(3)確定基坑開挖邊線和挖鑿處理。采用液壓切割、鎬鏟設(shè)備進展基坑邊界10深的直立面切鑿和坑內(nèi)修鑿。(5)高壓水清洗基坑面，根據(jù)設(shè)計澆筑材料基坑分區(qū)、分倉，模板分片插設(shè)、相臨搭接，分倉一般不多于3個。(6)澆筑水下環(huán)氧混凝土或PB聚合物混凝土。根據(jù)基坑分倉澆筑用量,配合比試配，配料和拌料、袋裝料、傳遞到水下作業(yè)面,潛水員接料后破料袋將澆筑材料注入基坑、鋪平抹光，直至與原底板混凝土面銜接平整，去除底檻鋼板面殘留的澆筑料。沖坑修補期間，作業(yè)區(qū)布置水下燈陣，水下攝像監(jiān)控，監(jiān)理管理單位工序簽證。主要澆筑材料采用國家電力公司華東勘測設(shè)計研究院科研實驗廠消費HK9

10、63水下環(huán)氧樹脂和PB聚合物，澆筑量283。水下環(huán)氧混凝土由HK963水下環(huán)氧樹脂，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)計抗壓強度大于40Pa。PB聚合物混凝土由PB-A、PB-B聚酯樹脂、促進劑和引發(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%、促進劑0.25%、引發(fā)劑0.25%，PB聚合物混凝土抗壓強度大于40Pa。葛洲壩電廠已使用PB聚合物混凝土砂漿多年，實用說明PB聚合物混凝土具有在常溫下或水中快速固化、自流平，固化后抗壓抗折強度高、粘

11、結(jié)力強、抗沖耐磨性能好、特別適用于水下或潮濕狀態(tài)下的混凝土修補等。4沖坑處理效果葛洲壩大江電廠排砂底孔進口檢修門底檻沖坑處理工程由于需要大江電廠停機配合，前后經(jīng)歷了兩個非汛期施工，2022年4月底開工。為了做好葛洲壩大壩第二輪平安定期檢查準(zhǔn)備，葛洲壩電廠委托青島太平洋海洋工程進展葛洲壩壩前進水口水下檢查。其中，在2022年12月2022年1月抽查了14#右、20#左排砂底孔進口檢修門底檻及沖坑處理后使用效果。江蘇省海洋工程總公司按照沖坑處理設(shè)計及水下處理方案，在2022年2月對14#右排砂底孔進口檢修門底檻沖坑進展了修補，在2002年2月對20#左排砂底孔進口檢修門底檻沖坑由進展了修補。14#

12、右排砂底孔進口沖坑修補后，2022年7月開啟運行了200小時。2022年12月水下檢查：14#右排砂底孔進口檢修門底檻完好，沖坑修補面未發(fā)現(xiàn)沖失現(xiàn)象。說明沖坑修補效果良好。20#左排砂底孔進口沖坑修補后，2002年6月、2022年7月分別開啟運行了130小時、200小時。2022年1月水下檢查發(fā)現(xiàn)：修補面大局部沖失，坑底殘留有局部2002年2月修補的錨筋頭、鋼筋片網(wǎng)和PB聚合物混凝土；當(dāng)時修補時完好的底檻鋼板中段5長扭曲變形，200寬、16厚的鋼板磨蝕最窄處僅剩80，底檻鋼板下的工字鋼也已磨損和變形。20#左排砂底孔進口檢修門底檻沖坑修補面被沖失，在某種程度上反映了修補施工質(zhì)量問題。據(jù)理解：沖

13、坑修補施工時，由于停機配合和規(guī)定工期緊，基坑開挖邊線切割直立面及修鑿深度小于6；除了坑底深度大于15區(qū)域，沖坑周邊約占沖坑開挖線內(nèi)面積五分之三未采取設(shè)置錨筋和鋼筋網(wǎng)片；澆筑水下環(huán)氧混凝土或PB聚合物混凝土前，高壓水清洗基面也不徹底。此外，管理單位對修補質(zhì)量未做水下驗收。由于電廠機組發(fā)電、檢查條件限制，除了14#右、20#左在一年后檢查了修補效果外，8#左、14#左、19#右、20#右以及9#、10#、11#、12#、的左右排砂底孔進口檢修門底檻沖坑修補面未能施行檢查，其修補效果待查。5結(jié)語(1)葛洲壩大江電廠排砂底孔進口在機組進水等影響下、水流紊亂，底檻過流面受到?jīng)_蝕磨損，容易形成沖坑。(2)采取PB聚合物砂漿和963水下環(huán)氧砂漿澆筑材料簡易無筋鋪填沖坑，起不到修補效果。沖坑修補應(yīng)采用有筋修補，專業(yè)公司施工。(3)沖坑修補確定適宜開挖線、基坑直立面切邊深度宜大于10，基坑宜修鑿成深度大于10的漏斗狀，坑內(nèi)應(yīng)