某水电工程引水系统渗漏区处理施工技术-技术创新

某水电工程引水系统渗漏区处理施工技术

日期：2015-11-9 14:53:44　来源：互联网　浏览数：
　

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1· 工程概况
    锦屏二级水电站2#调压室工程已完成所有土建及金结安装施工，自2013 年8 月20 日开始2#引水系统的充水试验，在2#引水系统的充水过程中，根据每日的渗流量监测数据发现4#闸门井的渗流量随充水水位上升而不断增加，2013 年8 月25 日，渗流量达25 L/s。为确保充水试验阶段的安全，查明渗漏原因，2013 年8 月26 日，项目部利用闸门后通气孔进入4#闸门井事故闸门，对现场渗漏情况进行了勘察，发现闸门北侧EL． 1 571. 7 m( 距顶面0． 5 m) 高程门槽二期混凝土接缝区出现一处渗水点，其渗水量约12 L/min。同时，在从4#闸门井侧通气孔进入事故闸门区过程中，发现通气孔EL． 1 585. 0 m 高程左右通气孔环向焊缝处有渗水现象( 竖井通气孔直段6． 0m/节) 。
    针对上述充水中存在的渗漏水问题，为确保电站运行安全，项目部立即组织研究和讨论，查阅相关施工资料及记录后，分析其产生的原因如下。
    1) 根据现场勘查视频资料，4#闸门井事故闸门区二期混凝土渗水处为接缝位置，因门槽埋件多而密，造成混凝土浇筑中振捣不够，造成新老混凝土接缝不够紧密，充水后，在水压力下，水从二期混凝土接缝不密实处渗漏。
    2) 根据现场勘查情况及物探( 于2013 年8 月26 日晚现场物探摄像) 情况，其通气孔渗水出露点约为EL． 1 585． 0 m 高程，在查阅施工记录后发现，2012 年5 月29 日，因混凝土供应问题导致滑模滑升至EL． 1 585． 5 m 高程时停仓，该施工缝与渗水处高程极为相近。因此，造成通气孔该处渗水的主要原因为: ① 2#调压室竖井滑模在滑升至EL． 1 585． 5 m 高程后，可能因为靠4#闸门侧通气孔区域的施工缝处理不够理想，造成充水后，因水位不断上升，水头不断增大，4#闸门井水通过为结合紧密的施工缝进入通气孔区域。② 通气孔接长环向焊缝焊接质量未达到设计要求，造成通过施工缝渗入的水从接长焊缝区渗流而出，形成渗水通道。
    针对上述充水中出现的渗漏问题，经详细分析、研究和讨论后，根据相关规程、规范、设计要求，采取以下措施进行相关处理。
    2· 事故闸门区门槽二期混凝土渗漏处理技术
    2． 1 处理工艺流程
    根据现场勘查视频资料，在2#引水系统放空后，进行现场实地勘查，确定渗水的进出口区域，渗水渗入点为闸门流道内的接缝处，则选用化学灌浆方式处理，其处理工艺流程如下: 现场检查→利用出水点压水试验( 检查周围渗漏情况) →造孔→埋管→化学灌浆→灌后压水检查。渗水渗入点为其他混凝土上区域，则在渗入点区域造孔进行固结灌浆，其工艺流程如下: 现场检查→利用出水点压水试验( 检查周围渗漏情况) →造孔→埋管→固结灌浆→灌后压水检查。
    2． 2 主要施工方法
    2． 2． 1 化学灌浆
    为确保二期混凝土接缝紧密，利用出水点及各灌浆布置点埋设灌浆管在灌前进行压水试验，其压水试验压力为0． 3 ～0. 5 MPa，通过灌前压水，进一步检查门楣以下二期混凝土的渗漏情况。同时，为最大限度地降低渗漏风险，对2#调压室3#、4#闸门井门楣以下二期混凝土( 主要为接缝区域) 进行化学灌浆，其主要施工方法如下。
    1) 清洗缝面。对二期混凝土接缝表面进行打磨，打磨宽度15 ～ 20 cm，去除缝面的钙质、析出物及其他杂物，并冲洗干净。
    2) 凿槽。骑缝凿“V”或“U”型槽，槽深3 ～ 5 cm，槽宽3 ～5 cm; 并将槽清洗干净。
    3) 埋管。用快硬水泥封缝，每30 ～ 50 cm 埋设灌浆嘴。
    4) 封缝。表面涂刷环氧底胶，再涂刷2 道增厚环氧涂料，涂刷宽度为15 ～ 20 cm，厚度1 mm。
    5) 灌浆。待封缝材料有一定强度后进行化学灌浆，灌注化学灌浆材料( 主要为LW、HW 水溶性聚氨酯、HK － G － 2 环氧灌浆材料) 。灌浆压力为0． 4 ～ 0． 6 MPa，从最低端向高端进行，待邻孔出浆后，关闭并结扎出浆管，继续压浆; 也可在邻孔出浆后，关闭原灌浆管，移至其他邻孔继续灌浆，一直到整条裂缝都灌满浆液并稳压5 ～ 10 min 为结束标准。
    6) 表面修复处理及压水检查。待浆液固化后，进行灌后压水检查，合格后凿除灌浆管，并用钢丝刷清理缝面两侧，清理完后再在缝面涂刷2 道增厚环氧涂料，涂刷宽度为15 ～ 20 cm，厚度1 mm。
    2． 2． 2 固结灌浆
    利用出水点埋设灌浆管进行压水试验，其压水试验压力为0． 3 ～ 0． 5 MPa，通过灌前压水，检查其他区域的混凝土渗漏情况，并对混凝土渗漏区域进行水泥补强固结灌浆。其灌浆主要参数见表1。

    在2#启闭机平台布置临时灌浆平台，施工风、水、电及灌浆管路均从2#启闭机平台经4#闸门向各施工现场布置，其灌浆施工方法如下。
    灌浆方式采用“纯压式”灌浆法; 采用排间分序，排内加密的原则进行。先施工I 序排( 环) I 序孔，后进行II 序孔; 之后施工II 序排( 环) 的I 序孔，最后进行II 序孔施工。
    灌浆水灰比采用1 ∶ 1、0． 8 ∶ 1、0． 5 ∶ 1三种水灰比，过程中根据吸浆情况变浆，并掺入一定比例的水玻璃、减水剂或速凝剂等。在设计压力下，灌浆孔吸浆量不大于1 L/min 时，继续灌注30 min 结束灌浆。灌浆封孔采用“全孔灌浆封孔法”封孔，全孔灌浆完毕后，采用0． 5 ∶ 1的浓浆进行封孔。灌浆结束水灰比是稀浆，将孔内稀浆置换，改用0． 5 ∶ 1的浆液进行压力封孔，封孔压力2． 5 MPa，灌浆持续时间不应少于30 min。固结灌浆孔口残余部分采用水泥砂浆进行封堵，砂浆强度不小于25 MPa。固结灌浆完成3 d 后进行压水检查，采用单点法压水试验，压水压力为1 MPa 进行，合格标准为: 85%以上试段的透水率不超过1 Lu，其余试段的透水率不超过1． 5 Lu，且不集中。
    3· 通气孔环缝补焊及渗漏处理
    3． 1 补焊及内支撑割除
    根据施工记录及现场实际情况，因前期通气孔安装过程中，接长环向焊缝部分存在漏焊现象，运输固定通气孔的内支撑未割除完毕。在放空检查期间，分别在2 个通气孔顶部布置卷扬吊篮自下而上依次将内支撑割除，并对接长环向焊缝进行检查，对漏焊区域重新补焊。其卷扬机吨位为3 t，圆柱形吊篮采用钢筋制作，直径为1． 1 m，可布置2 人在吊篮内进行相关施工，吊篮四周焊制导向轮，减少运行过程中通气孔的碰撞，已割除的内支撑通过顶部已布置的安全绳从通气孔底部运出。内支撑割除前，需对混凝土施工阶段掉入通气孔内的杂物清理干净，割除及补焊完成后，对割口及焊缝进行防腐处理。
    3． 2 渗漏区域的处理
    根据施工记录及现场实际情况，其通气孔环向焊缝处渗漏主要原因为滑模混凝土施工阶段局部区域的施工缝处理不够理想，且通气孔环向焊缝部分存在漏焊现象，致使充水期间，形成渗水通道。
    针对上述问题，采取从通气孔及4#闸门井两侧同时针对施工缝区域进行灌浆补强的方式处理渗漏问题，具体处理措施如下。
    1) 在通气孔渗漏处理前，先检查接长环向焊缝，对漏焊区进行补焊。
    2) 采用钢板手枪钻在渗漏区( 或混凝土施工缝区域) 通气孔上造孔，孔径1． 0 ～ 2． 5 cm，每个区域布置3 环，每环均匀布置4 个孔，各环之间间距1． 0 m，梅花型布置灌浆孔( 如图1 所示) 。

    3) 利用上述孔采用手执式冲击钻在通气孔周围混凝土中布置灌浆孔，孔径为1． 0 ～ 2． 5 cm，孔深50 cm。
    4) 在4#闸门井底部搭设脚手架至EL． 1 585． 5 m 高程渗漏入口区域，利用通气孔内灌浆孔进行压水试验( 其压水试验压力为0． 3 ～ 0． 5 MPa) ，在4#闸门井里进行观察是否有渗水等情况，对出现渗水量大且范围较大，则先将通气孔侧灌浆孔及环缝封闭，在闸门井相应范围布置固结灌浆孔( 灌浆孔孔深2 m，灌浆压力2． 5 MPa，排距1． 0 m，间距1． 5 m，梅花型布置3 排)进行补强灌浆，然后在通气孔侧进行化学灌浆; 若范围较小，渗水量小，则先将通气孔侧灌浆孔及环缝封闭，在闸门井渗水点位置刻槽进行化学补强灌浆，然后在通气孔侧分序进行渗漏区域或施工缝区域的补强化学灌浆施工。
    5) 灌浆及检查完成后，采用δ = 12 mm 的钢板将通气孔上的灌浆孔焊接封闭，并进行相应防腐处理。其中EL． 1 685． 0 m高程渗水处在本次放空后直接通气孔底部进入，在通气孔内搭设脚手架平台，进行施工，其他区域灌浆则采用通气孔顶部布置的卷扬吊篮及利用4#闸门井事故闸门平台进行施工。
    4·闸门井缺陷检查及处理
    充水放空检查期间，再次利用3#、4#事故闸门进行闸门井内的缺陷检查( 包括二期混凝土) ，对其发现的问题立即进行处理，其处理方式对4#闸门井进行水封更换，对4#闸门井事故水封更换处理完成后进行相关检查处理施工。