向家壩水電站地下廠房蝸殼和壓力鋼管灌漿工藝

殷 國 權

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 611730)

1 前 言

向家壩水電站發電廠房分設于右岸地下和左岸壩后，各裝機4臺，單機容量為800MW。右岸引水發電系統由“引水系統、廠房系統、尾水系統、排沙系統”等工程組成。地下廠房裝機單機容量800MW和壓力鋼管直徑14.4m兩項指標同列已建和在建水電站之最。向家壩水電站是我國西部大開發、西電東送的標志性工程。

2 蝸殼和壓力鋼管灌漿控制標準

在水利水電工程混凝土施工中，由于多種原因在混凝土結構與巖石基面或與金屬結構面間產生縫隙，從而影響了混凝土和金屬結構的穩定性和正常運行使用。通常是通過后期回填和接觸灌漿工藝來解決此問題。

2.1蝸殼灌漿控制標準(見表1)

2.2壓力鋼管灌漿控制標準(見表2)

表1 蝸殼灌漿控制標準

表2 壓力鋼管灌漿控制標準

圖1 蝸殼陰角可重復回填灌漿埋管示意

3 蝸殼和壓力鋼管灌漿施工工藝

右岸地下廠房蝸殼灌漿分為蝸殼陰角部位回填灌漿和蝸殼底部鋼襯接觸灌漿。 蝸殼陰角部位采用可重復回填灌漿管；蝸殼底部采用可重復接觸灌漿管和預埋拔管。施工前采購具有合格的可重復回填灌漿管、接觸灌漿管，采購并加工預埋充氣管、灌漿主管、支撐固定裝置。充氣管要具備一定的膨脹性、耐壓性、收縮性，按照設計的埋管長度加工成封閉的管路，安裝充氣閥門，在埋設前要進行24h的充氣密封性檢查。

回填、接觸灌漿施工工藝流程為：施工準備→灌漿管預埋→混凝土澆筑等待→拔管→回填、接觸灌漿→灌漿待強→回填、接觸灌漿質量檢查。

3.1埋管

3.1.1 蝸殼陰角埋管

(1)在蝸殼混凝土澆筑備倉的過程中進行回填灌漿埋管，埋管采用φ38mm可重復灌漿管，用專用固定卡緊貼固定在蝸殼外管壁。在可重復灌漿管兩側端部用φ25mmPVC管相接，一根作為進漿引管，另一根作為回漿管。灌漿管、排氣管安裝完成后在管口做好保護并作出醒目標記(見圖1)。

(2)在灌漿管路預埋過程中與鋼筋、泵管、蝸殼鋼支墩等發生干擾時，在不改變灌漿系統管路布置的前提下，可根據現場實際情況作適當調整。

(3)在混凝土澆筑過程中派專人盯倉保護，確保管路不受損壞；灌漿前對灌漿管進行檢查，確保管路暢通。

3.1.2 蝸殼底部埋管

蝸殼底部沿中心線外側布置拔管， 內側2m范圍蛇形布置可重復接觸灌漿管。

(1)拔管布置：蝸殼底部拔管按圖2所示布置，以蝸殼底部最低軸線中心線處布置一根DN32mmPVC管作進漿管，在DN32mmPVC管上布置三通與拔管連接，拔管的間距為2m。

(2)拔管及DN32mmPVC灌漿主管均用1英寸鋼管或硬質PVC管對剖后制作的托架固定，用φ8mm鋼筋焊接在蝸殼底部環行鋼筋網上。托架間距不宜太大，安裝時需保持拔管順直，緊貼蝸殼底部鋼板。拔管安裝完成后，管口用木塞保護，并作好標識。

(3)管路安裝完成后，對拔管管路通氣，經自檢合格后方可報請驗收，驗收后對管路進行保護。混凝土開倉前再對管路進行一次檢查，檢查拔管是否有脫落、漏氣。混凝土澆筑過程中安排專人進行看護，發現問題及時處理。拔管的拔出時間按混凝土的初凝時間控制，在底部混凝土初凝后(約6～8h，由現場試驗確定)即可進行拔管作業。拔管應緩慢均勻地拔出，拔出后用壓力風檢查管路的通暢情況，并將里面的微雜物吹出。

(4)蝸殼沿中心線內側2m范圍蛇形布置可重復接觸灌漿管，間距2m,埋管方法同蝸殼陰角埋管。

圖2 蝸殼底部接觸灌漿埋管及拔管布置示意

3.1.3 壓力鋼管埋管

回填灌漿埋管。在高強鋼內襯段混凝土澆筑備倉的過程中進行回填灌漿埋管，灌漿埋管采用φ38mm可重復回填灌漿管。直管采用金屬夾緊貼固定在基巖面上，在可重復灌漿管兩側端部用φ20mmPVC管相接，一根作為進漿管，另一根作為回漿管。在頂拱基巖面最高點增設排氣管，排氣管采用φ25mmPVC主管，支管為φ20mmPVC管，支管深入孔深10cm的基巖鉆孔中8cm。頂拱基巖面最高點增設的排氣管在回填灌漿結束后將排氣管吹通，作為回填灌漿質量檢查管使用。灌漿管、回漿管、排氣管安裝完成后做好保護并作出醒目標記，防止混淆。在混凝土澆筑過程中派專人盯倉，確保管路不受損壞。灌漿前對灌漿管進行檢查，確保管路暢通。

接觸灌漿直管。在高強鋼內襯段混凝土澆筑備倉的過程中進行接觸灌漿埋管，埋管采用φ38mm可重復灌漿管，灌漿埋管從鋼管加勁環上的φ100mm半圓孔穿過，用專用固定卡緊貼固定在鋼管外管壁。在可重復灌漿管兩側端部用φ20mmPVC管相接，一根作為進漿引管，另一根為回漿、排氣管，灌漿管、排氣管安裝完成后在管口做好保護并作醒目標記。在混凝土澆筑過程中派專人盯倉，確保管路不受損壞。灌漿前對灌漿管進行檢查，確保管路暢通。接觸灌漿埋管見圖3、4。

3.2灌漿施工

3.2.1 灌漿工藝

回填灌漿由低處孔向高處孔灌，分兩個次序進行：先灌一序1、3管，再灌2管；注入水泥漿水灰比為0.5∶1，灌漿壓力為0.1MPa。當排氣孔返出濃漿(與進漿比重基本一致)后用木塞由低到高依次堵上，達到設計壓力后，灌漿孔停止吸漿并繼續灌注10min即可結束灌漿；停止灌漿后，將可重復灌漿管內的漿液用大流量無壓力水(或水壓小于灌漿力)沖洗干凈，以備下次灌漿(每次注漿完畢之后立即清理，可進行多次重復灌漿)。當可重復灌漿管無法再灌入漿液后，要嘗試從最高點排氣孔進行倒灌漿。

圖3 引水隧洞高強鋼內襯段接觸灌漿管路示意

圖4 C-C剖面

地下廠房蝸殼底部接觸灌漿由低處孔向高處孔灌，先對外側的拔管進行灌漿，再對內側的可重復灌漿管進行灌漿。拔管灌漿時，自灌漿主管注入水灰比為0.5∶1的水泥漿，灌漿壓力為0.1MPa，拔管孔口返濃漿后依次用木塞封堵，封堵后灌漿壓力達到設計壓力0.1MPa后，灌漿孔停止吸漿并繼續灌注5min即可結束灌漿。可重復灌漿方法與蝸殼陰角部位回填灌漿方法相同。

3.2.2 灌漿成果(見表3)

4 結 論

(1)新工藝為全斷面線狀出漿，灌漿管既是回漿管也是排氣管；而傳統出漿盒工藝，出漿盒為出漿點，需分別埋設進漿管、回漿管和排氣管。傳統工藝采用的材料材質為剛性材料，不具有新工藝所用材料柔韌性的優越性。

(2)傳統工藝剛性材料在蝸殼和壓力鋼管狹小空間內安裝難度更大，混凝土澆筑時也較易損壞。通常除了要求澆筑入倉、振搗等工藝精細化外，還要求埋設備用管路。

(3)新工藝具有可重復灌漿特性。

(4)新工藝所用產品為廠家生產標準化成套產品，較之傳統工藝簡單、可靠性強。而通常越簡單、標準化程度越高的工藝越可靠，也更體現人性化。

表3 灌漿成果