藏木水電站鋼襯接觸灌漿施工工法及質量控制

李宏義

(中國葛洲壩集團第六工程有限公司，云南昆明 650000)

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藏木水電站鋼襯接觸灌漿施工工法及質量控制

李宏義

(中國葛洲壩集團第六工程有限公司，云南昆明 650000)

【摘要】水電站工程中的引水壓力鋼管、蝸殼、肘管、預埋件、沖砂建筑物等都屬于鋼襯結構。由于混凝土終凝后收縮或鋼襯的存在妨礙混凝土澆筑時的振搗等因素的影響，鋼襯與混凝土接觸面會出現脫空現象。為了確保鋼襯與混凝土聯合受力與安全運行，一般對脫空區域采用接觸灌漿的方法進行處理。文章對藏木水電站鋼襯接觸灌漿的施工工法進行了簡要介紹。

【關鍵詞】藏木水電站；鋼襯；接觸灌漿；施工工法；質量控制

1工程概況

藏木水電站樞紐布置格局為重力壩+壩后式廠房，由左、右岸擋水壩段、溢流壩段、廠房壩段、沖砂底孔壩段、壩后式地面廠房、消力池和海漫等組成。大壩共分19個壩段，大壩建基面高程3 198.00 m，最大壩高116 m，壩頂總長度387.50 m。藏木水電站鋼襯外圍混凝土硬結后，為了使鋼襯結構能更好地與混凝土和基巖共同工作，對沖砂廊道、引水壓力鋼管水平段、斜直段、上彎段進行鋼襯接觸灌漿。各脫空區域則按照“自下而上”的原則進行，即先進行較低高程脫空部位施工，而后轉向高處脫空部位。根據接觸灌漿技術規范，結合本工程的具體情況，制定以下鋼襯接觸灌漿施工方案：鋼管脫空檢查(孔位放樣)→鉆孔→鋼管套絲、灌漿管安裝→洗孔→鋼襯接觸灌漿→效果檢查(補灌) →灌漿管拆除及絲堵封堵及電焊。

2施工工法

2.1灌槳前工作

鋼襯接觸灌漿前一項是脫空區域的確定。藏木水電站鋼襯接觸灌漿脫空區域確定脫空的深度及范圍。前者主要采用錘擊敲打鋼襯確定，后者則是邊錘擊邊畫出脫空范圍，根據現場情況繪制成圖，以指導開孔和灌漿施工。

錘擊敲打法操作時要求鋼襯表面上的堆積物、附著物必須清理干凈，敲打者盡量不要穿軟質鞋子，必要時搭設鋼管排架以便錘擊敲打者的腳不睬在被錘擊敲打的鋼襯上。所有這些均是保證鋼襯被錘擊敲打發出的響聲清晰、真實有效。

2.2鉆孔

每一個獨立的脫空區布孔不應少于2個，最低處和最高處都應布孔，孔徑不應小于12 mm。鉆孔的布置原則是在滿足規范要求的前提下，盡量少布和減小孔徑，以減少對鋼襯的破壞。如脫空區域相連通，則位于低處的脫空區域布置灌漿孔；位于高處的脫空區域布置排氣孔。鉆孔的布設位置要避開鋼襯的接頭、加勁環等部位。通過對脫空面積、脫空深度及脫空區域串通情況的分析，估算每個獨立的脫空區域的灌漿量，再依據灌漿量來確定鉆孔的數量及孔位布置。一般來說，脫空區域面積較大、脫空深度淺則鉆孔數量多；反之如果脫空區域灌區面積小、脫空深度大則鉆孔數量少。鉆孔完畢后即在孔內攻絲，然后安裝灌漿管、排氣管。對脫空區域面積較大的灌區，尤其是對脫空深度較淺的大罐區，除了按照規范要求布設灌漿孔和排氣孔外，應該布設1～2個用于安裝壓力表的鉆孔(一般布置在脫空區域的中間位置)，以監測灌漿時鋼襯的受力情況。

2.3沖洗

鋼襯接觸灌漿沖洗的目的，一是清除脫空區域內的污物和積水，二是檢查了解脫空區域的串通情況,三是對沖洗水加入高錳酸鉀等染色物，記錄注入量，以掌握脫空容積，以便準備灌漿材料。

藏木水電站鋼襯沖洗遵循先水后風的順序。水洗時水從脫空高處孔注入，脫空低處孔排出污物積水；風吹時風從脫空低處孔通入，從脫空高處排出污物積水。水、風循環沖洗直至回水清澈、積水全部清除為止。沖洗時水和風的壓力一般控制在灌漿壓力的80%。沖洗時觀察脫空區的串通情況，并將串通情況及時的在鋼襯標記清楚，沖洗完成后與其他檢查成果一起繪制成圖。

2.4灌漿壓力及漿液選定

灌漿壓力及漿液濃度是直接影響灌漿效果的兩個重要因素。一般情況來講，使用較大的灌漿壓力和濃度較高的漿液其填充脫空的效果比較理想，因為大壓力能使漿液充分填充，而濃漿在凝結后收縮小，能避免出現二次脫空。但是，鋼襯能承受的最大壓力有限，超過此承受力則鋼襯被拱起。而濃漿流動性能較差，易引起堵塞，同時濃漿無法灌入深度較淺的脫空區域。

漿液濃度取決于脫空深度。藏木水電站對于脫空區域全部采用水泥灌漿。水泥采用P42.5級硅酸鹽水泥。灌漿用水應符合(JGJ 63-2006)的規定，符合拌制水工混凝土用水的要求。拌漿水的溫度不高于40 ℃。

制漿材料稱量誤差應小于5%。水泥等固相材料應采用重量稱量法，用比重計測量；水泥漿液做到攪拌均勻，測定漿液密度；純水泥漿液的攪拌時間，使用高速攪拌機時，應不少于30 s，從開始制備至用完的時間宜小于4 h，超過規定時間者應予以舍棄；漿液溫度應保持在5 ℃～40 ℃，低于或超過此標準的應視為廢漿；灌漿采用1∶1、0.8∶1、0.6(0.5)∶1三個比級的水灰比，以先稀后濃的原則進行施灌。對于漿液在規定的灌漿壓力下仍無法灌入的區域，則采用化學灌漿進行灌注。

2.5灌漿

接觸灌漿施工過程中嚴格遵守“先稀漿后濃漿”和“先小壓力后大壓力”的原則。灌漿自低部位脫空區的低處孔開始，在灌漿過程中敲擊震動鋼襯，待各高處孔分別排出濃漿后一次將其孔口關閉。灌漿壓力控制由小到大逐級升壓，在漿液灌入量正常情況下不增加壓力，漿液的輸送保持均勻、連續。灌入量較大的情況下也不要加大送漿量，防止脫空區一旦被灌滿而送漿尚在繼續，引起鋼襯“鼓包”。在灌漿過程中嚴格控制供漿的連續性，杜絕灌漿過程中出現中斷，導致進漿孔、送漿管堵塞的現象。遇到脫空區未灌滿而發生供漿中斷時，則采用風、水輪換沖洗灌區，將脫空區內已灌進的漿液全部清除，以便重新進行灌漿。堅決杜絕因供漿中斷導致進漿孔堵塞進行二次布孔的現象。為了防止發生灌漿突然中斷事故，除了保證水、電供應及機械設備正常運行外，還應備足漿材及保持管路暢通。

藏木水電站鋼襯接觸灌漿結束標準：灌漿過程中，達到設計灌漿壓力情況下，出漿孔排出的漿液濃度與灌入的漿液濃度相同，封閉出漿孔及排氣孔后不再吸漿后，繼續灌注20 min(屏漿時間)即可結束。屏漿時為防止鋼襯拱起，在屏漿過程中對排氣孔的閥門進行適當調整。

2.6特殊情況處理

(1)灌漿過程中發現漿液外漏，先從外部進行堵漏。若無效再采用灌漿措施，如加濃漿液、降低壓力等進行處理，但不得采用間歇灌漿法。

(2)灌漿過程中發現串漿，當串漿灌區已具備灌漿條件時，可同時灌漿。否則采用以下措施：若開灌時間不長，使用清水沖洗灌區和串區，直至灌漿區、串漿區的排氣管出水潔凈時為止，待串區具備灌漿條件后再同時進行灌漿；若灌漿時間已較長且串漿輕微，可在串區通入低壓水循環，直至灌區灌漿結束，串區循環回水潔凈為止。

(3)灌漿過程中，當進漿管和備用進漿管均發生堵塞，則先打開所有管口放漿，然后在縫面增開度限值內盡量提高進漿壓力，疏通進漿管路。若無效可換用回漿管進行灌注或采取其它措施。

(4)灌漿因故中斷，立即采用清水沖洗管路各灌區，保持灌漿系統通暢。恢復灌漿前，再做一次壓水檢查，若發現灌漿管路不通暢或排氣管單開出水量明顯減少，則采取補救措施。

3施工質量控制

3.1灌漿施工前質量控制

灌漿采用業主統一提供的PO42.5水泥。水泥保持新鮮，受潮結塊的水泥嚴禁進入工作面，并對工作面使用的水泥進行質量檢查。制漿用水水質滿足拌制水工混凝土用水要求。現場施工準備充分，在具備灌漿條件后，由監理工程師、質檢員簽發準灌證后開始灌漿。

3.2灌漿過程質量控制

灌漿施工過程由質檢員、監理工程師旁站監督管理。每班均有技術員現場值班，按施工措施、技術規范及監理工程師的指令進行施工。灌漿孔的孔位、孔徑經“三檢制”嚴格檢查驗收合格后，申請監理工程師驗收，驗收合格后才能進行灌漿施工。

漿液配比：現場配備比重計，隨時檢測漿液比重。當班技術員和配漿工人做到每缸都測，質檢人員與監理工程師隨時抽查，如不符合要求，及時進行調整。灌漿壓力由記錄員、技術員、三檢人員共同控制，使灌漿壓力在設計壓力范圍內進行。

3.3灌漿結束后質量檢查

藏木水電站鋼襯接觸灌漿質量檢查要求在灌漿結束7 d后進行。質量檢查的內容主要有：脫空范圍和脫空深度。檢查方法仍采用敲擊法。檢查脫空范圍并根據敲擊的聲音，初步判斷脫空范圍和深度，根據脫空面積、脫空深度的初步判斷結果，再由業主、設計、監理、施工單位四方分析評定灌漿質量及是否進行不補灌處理。為盡量提高鋼襯整體強度，藏木水電站鋼襯接觸灌漿對灌后脫空面積大于0.2 m2的脫空區域才要求進行補灌，并根據檢查結果確定補灌措施。

經檢查合格后或補灌合格后的脫空區域，才可以將原埋設的灌漿管、排氣管取下，清除鉆孔周圍漿液，擰上與鋼襯材料相同的螺桿，在孔口倒角處進行焊補處理，用砂輪磨平。

4結論

經過藏木水電站沖砂廊道，左、右沖砂底孔，引水壓力鋼管水平段、斜直段、上彎段進行鋼襯接觸灌漿處理，根據鋼管厚度選用相應厚度的絲堵，要求絲堵旋入鋼管內約4 mm后，然后滿焊堆焊出來，焊縫高度必須控制在1～3 mm之間，然后采用砂輪打平磨光即可，以防止引水鋼管運行過程中出現絲堵脫落和漏水等現象。在該方面積累了不少寶貴的經驗，在實施后也取得了良好的效果，保證了藏木水電站安全、經濟運行。其施工工法簡單方便，耗材少，具有良好的經濟性、安全性、實用性和推廣價值。

參考文獻

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[2]胡晶, 李焰. 景洪水電站鋼襯接觸灌漿施工技術[J]. 紅水河, 2009(3):15-17.

[3]汪永貴. 鋼襯接觸灌漿施工工藝與效果[J]. 西部探礦工程, 2001(4).

[作者簡介]李宏義(1989～)，男，學士，主要從事水利水電施工管理工作。

【中圖分類號】TU712.4

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2015-11-17