FUKO管在水電站廠房蝸殼接觸灌漿中的應用

穆國鋒

(中國水利水電第十一工程局有限公司，鄭州 450001)

0 工程概況

布桑加(Busanga)水電站位于剛果(金)南部地區盧阿拉巴(Lualaba)河上，上游建有N’Seke 水電站及Nizilo水電站，是該峽谷河段規劃四個梯級電站的最后一個梯級。大壩為拋物線雙曲碾壓混凝土拱壩，最大壩高141.5m。

發電廠房位于大壩下游約420m的河道左岸，為岸邊式地面廠房，裝機4臺，單機容量60MW，總容量240MW。廠房蝸殼最大直徑2.9m，最小直徑1.1m。

1 FUKO管的構造和工作原理

1.1 FUKO管構造

FUKO管最早從德國引進，FUKO的德語是FUGENKONTAKA的縮寫，意思是接縫。FUKO管作為水泥灌漿使用，Ф38mm，材質為聚氯乙烯，構造如圖。

圖1 FUKO管結構圖

FUKO管為圓形帶肋狀，管道直徑25mm，圓形管道凹處交錯布置有4排出漿孔，孔徑7mm，間距6cm；一條橡膠帶覆蓋整個管道，橡膠帶上縱向分段布置有8條出漿槽，外圍有一層塑料編織網將橡膠帶緊緊裹在管道外；FUKO管柔軟可彎曲，可以連接任意長度來滿足工程需要。

圖2 FUKO管細部結構圖

1.2 工作原理

工作原理：

1)混凝土澆筑

在灌漿管的管體四周上均勻設置多道出漿孔槽和單向開關，可全斷面出漿，當澆注混凝土時，單向開關可防止砂漿堵塞出漿孔。

2)灌漿

漿液在壓力作用下進入管道，從管道上的出漿孔滲出，在壓力作用下，覆蓋在管道上的橡膠帶變形收縮，橡膠帶上的縫隙張開，漿液從橡膠帶上滲出，均勻地注入混凝土結構與基層或鋼襯之間的縫隙中。

灌漿完成后，在外部漿液的壓力作用下，橡膠條上裂隙收縮，壓實在管道周圍緊緊覆蓋住出漿孔，使漿液不能倒灌到管道內。就像是單向開關，只能進不能出，在灌漿結束后可用清水清洗管道，對后期缺陷可重復進行灌漿[1]。

FUKO管工作狀態如圖3所示。

圖3 FUKO管工作狀態圖

2 蝸殼灌漿

2.1 FUKO管的布置

廠房蝸殼由24節瓦片組成，每節瓦片布置一套灌漿系統，FUKO管從蝸殼中心線以下沿著蝸殼外壁布置，延伸到蝸殼與座環相連部位陰角最上部，以保證灌漿范圍能全部覆蓋。

進漿管和回漿管布置在EL740.5m水輪機層內，回漿管和蝸殼間距大于20cm。FUKO管與進漿管、回漿管連接見圖4、圖5和圖6所示。

圖4 FUKO管細部結構圖

圖5 FUKO管布置圖

圖6 FUKO管連接圖

2.2 FUKO管的安裝

蝸殼驗收完成后，在蝸殼下半部外臂上安裝FUKO管，FUKO管柔軟可彎曲，管身的固定采用不銹鋼金屬管道夾(每隔20cm布置一個)，金屬夾片用黏結劑黏在蝸殼上。

管道安裝時要求平順，無扭曲，緊貼在蝸殼外臂上，貼的越緊，灌漿效果越好；要求管道外包橡膠帶無張開，接頭處要連接牢固。

2.3 灌漿工藝

1)灌漿壓力

蝸殼接觸灌漿在蝸殼混凝土全部澆筑完成，并達到28天齡期后進行，最大灌漿壓力0.1MPa，灌漿采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比采用1:1、0.8：1、0.6:1(或0.5:1)三個比級，應盡量多灌注較濃稠漿液。

2)灌漿前沖洗

灌漿前應用壓力風檢查縫隙串通情況，吹除空隙內的污物和積水，風壓必須小于灌漿壓力，采用0.8MPa。

3)灌漿

灌漿采用自動記錄儀，并在孔口安裝壓力表，灌漿應從低處孔開始，在灌漿過程中敲擊震動鋼襯，并應記錄灌入量和濃度，在規定壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續灌注5min即可結束。

在鋼襯內進行抬動變形監測，在灌漿過程中應觀測蝸殼鋼襯的變形，如發現異常應立即降低壓力，并進行相關檢查，檢查正常后方可繼續灌漿。

4)管路清洗、封堵

在灌漿結束后，立即用清水對管路進行沖洗，將管路內水泥漿用真空管吸出，將管路清洗干凈，以備復灌。

5)質量檢查

在灌漿結束7-14d后，對蝸殼進行質量檢查，采用敲擊法，繪制出蝸殼的脫空部位、面積，并標注在蝸殼上；復灌時要嚴格控制灌漿壓力，在灌漿完成后對相應部位進行檢查，直至合格。

6)封孔

在蝸殼全部檢查合格后，對灌漿管進行封堵，采用水灰比05:1的水泥漿封堵密實[2]。

3 灌漿質量評述

蝸殼灌漿完成后，對蝸殼進行了檢查，1#蝸殼脫空部位有5處，最大面積1.2m2，2#蝸殼脫空部位有4處，最大面積0.85m2，3#蝸殼脫空部位6處，最大面積1.1m2，4#蝸殼脫空部位4處，最大面積1.3m2。

根據檢查結果對蝸殼進行了復灌，復灌結束后匯同監理、設計和業主單位對蝸殼灌漿質量進行了檢查，通過敲擊和物探法進行檢查，1#蝸殼空腔部位2處，最大面積0.3m2；2#蝸殼空腔部位3處，最大面積0.25m2；3#蝸殼空氣部位2處，最大面積0.22m2；4#蝸殼空腔部位2處，最大面積0.21m2。脫空點深度在1-3mm，滿足蝸殼接觸灌漿質量要求。

4 結 論

FUKO管作為一種新型接觸灌漿系統，在灌漿管的管體四周上均勻設置多道出漿孔槽和單向開關，可全斷面出漿，當澆注混凝土時，單向開關可防止砂漿堵塞出漿孔。可以進行重復多次灌漿，施工操作簡單，避免了在蝸殼上開孔進行二次灌漿，減少了工序；同時保持了蝸殼的整體性。在蝸殼接觸灌漿、壓力鋼管接觸灌漿、大壩壩基基面接觸灌漿中采取此技術具有明顯的優勢，目前國內已經有廠家可以生產，可以大力推廣。