丹江大壩廠房壩段取水口封堵施工技術(shù)

熊劉斌

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，四川成都 610091)

1 工程概述

丹江大壩初期工程壩前空調(diào)系統(tǒng)取水口已運(yùn)行了40多年，由于壩前沒有檢修閘門，一直無法檢修，出現(xiàn)了閘閥室內(nèi)閘閥關(guān)閉不嚴(yán)、漏水量大、閘門無法開啟等問題。截至2011年5月，壩前空調(diào)系統(tǒng)取水口已停用3年，閘閥銹蝕非常嚴(yán)重，已無法開閉。能否成功進(jìn)行取水口封堵關(guān)系到大壩的運(yùn)行安全，業(yè)主和運(yùn)行管理單位對此非常重視。

2 施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

(1)要重點(diǎn)查清取水口的具體位置、實(shí)際結(jié)構(gòu)、銹蝕和附著物情況、取水口周圍表面混凝土情況、取水口內(nèi)部情況。

(2)在進(jìn)行取水口檢查和封堵時(shí)，與取水口相鄰的機(jī)組均需停機(jī)配合，最多時(shí)需要3臺機(jī)組停機(jī)配合，協(xié)調(diào)難度大。

(3)要認(rèn)真研究和提出切實(shí)可行的封堵施工方案，確保萬無一失。

3 施工程序

3.1 總體施工程序

25#壩段兩個(gè)取水口封堵→28#壩段取水口封堵→29#壩段取水口封堵→閘門室封閉混凝土澆筑。

3.2 具體施工程序

(1)25#壩段兩個(gè)取水口封堵施工程序?yàn)?水下檢查探摸→研究施工方案→水下清理與切割→制定詳細(xì)施工方案→水下鉆孔→水下植筋→水下安裝封堵裝置→水下安裝灌漿排氣管路→堵漏處理→閘室內(nèi)主閥、支閥、支管等的拆除和安裝封堵法蘭、灌漿閥及灌漿管路→取水管路沖洗→灌漿及排氣管路拆除→閘室內(nèi)混凝土澆筑。

(2)28#和29#壩段壩段兩個(gè)取水口封堵施工程序?yàn)?水下檢查探摸→水下清理與切割→制定詳細(xì)施工方案→水下安裝封堵裝置→水下安裝灌漿排氣管路→閘室內(nèi)主閥、支閥、支管等的拆除和安裝封堵法蘭、灌漿閥及灌漿管路→取水管路沖洗→灌漿及排氣管路拆除→閘室內(nèi)混凝土澆筑。

4 取水口封堵必須具備的條件

為保證25#壩段、28#壩段、29#壩段取水口封堵施工安全順利進(jìn)行，按照水下作業(yè)的基本要求，在進(jìn)行取水口檢查、水下封堵施工時(shí)應(yīng)具備的基本條件見表1、2。另外，水下施工應(yīng)選在枯水期水位較低時(shí)進(jìn)行。封堵前，電廠內(nèi)的通風(fēng)冷卻水系統(tǒng)改造完成，取水口閥門關(guān)閉。

5 施工方法

5.1 施工前的準(zhǔn)備工作

5.1.1 水下檢查

為徹底了解取水口的具體位置、管口結(jié)構(gòu)型式、管徑、鋼管銹蝕情況、取水口周圍混凝土狀況，進(jìn)行了水下檢查，檢查結(jié)果如下:

25#壩段電廠空調(diào)系統(tǒng)取水口(一)管口高程為110 m，取水口中心位置距25#～26#壩段橫縫1.9 m，取水口為喇叭形，取水口攔污柵為方鋼形式，喇叭形直徑為700 mm。

25#壩段電廠空調(diào)系統(tǒng)取水口(二)管口高程為115 m，取水口中心位置距25#～26#壩段橫縫1.2 m，取水管與上游面混凝土接觸部位頂部表面有混凝土，混凝土上下游長度約350 mm，左右側(cè)寬度約400 mm，高度約100 mm。

28#壩段取水口管口直徑為250 mm，凸出混凝土壩體約500 mm，然后向下凹進(jìn)約90°彎曲，彎曲長度約3 m，管口下部為喇叭形取水口攔污柵，攔污柵為方鋼形式，方鋼為10 mm ×10 mm，方鋼間距約20 mm。

表1 25#壩段取水口封堵施工應(yīng)具備的條件表

表2 28#和29#壩段取水口封堵施工應(yīng)具備的條件表

四個(gè)取水口管口周邊與壩體混凝土接觸較好，檢查范圍內(nèi)管口周邊混凝土未發(fā)現(xiàn)裂縫，管口表面銹蝕比較嚴(yán)重。

5.1.2 施工準(zhǔn)備

(1)取水口閘門室現(xiàn)場檢查，包括閘閥的工作狀態(tài)、銹蝕情況、管路走向、內(nèi)部供電和照明情況、從壩頂至閘門室的可行通道、通道是否通暢、通道尺寸、閘門能否順利關(guān)閉、是否具備封堵條件等，為后序管路灌漿、混凝土施工等提供第一手資料。

(2)根據(jù)水下檢查結(jié)果和現(xiàn)場檢查情況，制定了封堵施工方案，包括封堵方法、管路灌漿施工方法、閘室混凝土施工等，完成方案報(bào)批工作。

(3)按照批準(zhǔn)后的方案進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化和加工件的加工制作。加工件的制作包括取水口封堵法蘭、閘門室處封堵法蘭、灌漿排氣管路等。

(4)灌漿設(shè)備、機(jī)具、材料的準(zhǔn)備，包括在鋼管上焊接灌漿管和封板等，水下封堵成功后立即進(jìn)行管路水泥灌漿。取水口灌漿設(shè)備、機(jī)具要提前搬運(yùn)至25#壩段壩頂處，通過25#壩段交通豎井將管路接引至相應(yīng)的閘門室。

(5)混凝土澆筑施工準(zhǔn)備。需要考慮好混凝土運(yùn)輸通道、運(yùn)輸方法及入倉振搗方式，

(6)現(xiàn)場照明和設(shè)備用電準(zhǔn)備。

5.2 封堵施工技術(shù)

5.2.1 25#壩段封堵施工技術(shù)

(1)封堵程序。

根據(jù)25#壩段取水口水下檢查結(jié)果確定的封堵程序?yàn)?在確保取水口下閥門關(guān)閉的前提下，首先由潛水員沿混凝土表面將取水口切除，將加工好的封堵裝置通過錨栓固定在混凝土表面上，將排氣管引至水面以上，在確認(rèn)沒有問題的情況下，緩慢小心打開閘門室的閥門排水，如果最終滲流量較大且無法滿足正常灌漿要求時(shí)，要查找原因，進(jìn)行水下檢查和堵漏處理，處理合格后拆除閘門室的閥門和支管，安裝封堵法蘭和排水灌漿閥及灌漿排氣管路，進(jìn)行取水口管路沖洗，最后進(jìn)行管路灌漿和封閉混凝土澆筑。封堵裝置結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 25#壩段封堵裝置結(jié)構(gòu)圖

(2)封堵方法。

①取水口外露部分割除。

②水下施工平臺搭設(shè)，施工平臺采用膨脹螺栓固定。

③鉆孔。首先加工制作一個(gè)鉆模，鉆模上的孔與封堵裝置上的孔配鉆，利用高壓風(fēng)鉆鉆孔，鉆模采用3個(gè)膨脹螺栓固定。

④封堵裝置安裝。在安裝前，將發(fā)泡橡膠板粘貼在封堵法蘭上，用2#M900塔機(jī)吊至水下安裝位置，將喜利得RE500植筋膠注入孔內(nèi)后安插錨栓，帶上螺帽，固化24 h 后上緊螺帽。

⑤排水及堵漏處理。打開閘門室的排水閥排水，當(dāng)漏水量較大時(shí)，應(yīng)查找原因，進(jìn)行水下堵漏處理。

5.2.2 28#和29#壩段封堵施工技術(shù)

(1)封堵程序。

根據(jù)28#和29#壩段取水口水下檢查結(jié)果，結(jié)合25#壩段取水口封堵的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定的封堵程序?yàn)?在確保取水口下閥門關(guān)閉的前提下，首先由潛水員水下切除攔污柵連接法蘭螺栓，將攔污柵法蘭拆除后拿到地面上，根據(jù)法蘭上的連接孔加工制作封堵法蘭，將加工好的封堵法蘭通過螺栓將其固定在取水鋼管法蘭上，將排氣管引至水面以上，在確認(rèn)沒有問題的情況下，緩慢小心地打開閘門室的閥門排水(此時(shí)封堵裝置上的閥門也應(yīng)打開)，閥門宜小開，不能全開，通過在閘門室觀察流量變化和最終滲流量大小即可判斷是否封堵成功，是否滿足灌漿施工要求。最后進(jìn)行管路灌漿和封閉混凝土澆筑。封堵裝置結(jié)構(gòu)見圖2、3。

圖2 28#壩段封堵裝置結(jié)構(gòu)圖

圖3 29#壩段封堵裝置結(jié)構(gòu)圖

(2)封堵方法。

①取水口表面攔污柵連接螺栓拆除。

②拆下攔污柵法蘭。

③根據(jù)攔污柵法蘭加工制作封堵法蘭，與攔污柵法蘭配鉆孔。

④封堵裝置安裝。將加工好的封堵法蘭(包括橡膠墊)進(jìn)行水下安裝，通過連接螺栓連接到取水口的連接法蘭上，將排氣鋼管引至水面并固定。

⑤打開閘門室閘門排水，閘門應(yīng)慢慢打開，當(dāng)確認(rèn)封堵成功后，拆除閘門室的DN250閘閥，將事先加工好的封堵法蘭用螺栓連接到取水鋼管法蘭上，在封堵法蘭上安裝排水灌漿閥。

5.3 管路灌漿施工技術(shù)

(1)灌漿排氣管路安裝。將帶有排氣裝置的鋼管引至水面并固定。

(2)取水口管路沖洗。采用在排氣管路頂部接進(jìn)水水管、從上至下沖洗取水口至閘門室的取水管路。

(3)采用水泥灌漿方法封堵管路。水泥采用P.O42.5水泥，水灰比為0.5∶1，漿液通過管路輸送至施工現(xiàn)場，根據(jù)管路的實(shí)際長度計(jì)算灌漿量，合理準(zhǔn)備灌漿材料和制備漿液。按水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(DL/T5148-2001)和設(shè)計(jì)要求施工。

5.4 閥門室混凝土澆筑

25#壩段閘門室及28#、29#壩段閥門室混凝土用量很少，由我部拌和系統(tǒng)拌制，通過自卸汽車運(yùn)輸混凝土至電梯井附近102 m 高程平臺處的集料盤中，人工轉(zhuǎn)運(yùn)至廊道內(nèi)，在廊道內(nèi)用斗車輔助運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，人工入倉，振搗器振搗。

6 項(xiàng)目實(shí)施情況及效果

6.1 25#壩段取水口封堵的實(shí)施情況

25#壩段壩前兩個(gè)取水口的封堵工作是在不斷探索的過程中完成的。盡管實(shí)施過程中存在一定困難，但最終完成了25#壩段取水口封堵施工。

6.2 28#、29#壩段取水口封堵的實(shí)施情況

根據(jù)25#壩段實(shí)施情況，及時(shí)完善和優(yōu)化了28#、29#壩段取水口的法蘭封堵方案并順利地完成了28#、29#壩段壩前取水口的封堵施工。

6.3 取水口封堵施工效果

在業(yè)主、監(jiān)理、漢江集團(tuán)的大力支持和配合下，經(jīng)過項(xiàng)目部的不懈努力，圓滿完成了25#、28#、29#壩段共四個(gè)取水口的封堵工作，封堵效果非常好，結(jié)果令人滿意。