淺談坪頭水電站3#泄洪閘下游護坦表層磨損及修復

摘要：坪頭水電站已經連續安全穩定發電運行了7個年頭，本文描述了坪頭水電站首部樞紐的工程概況以及工程運行中3#泄洪閘下游護坦斜坡段表層經過多年的河流沖刷產生的磨損情況，并針對該磨損情況進行修復工作的部分施工工藝。

關鍵詞：坪頭水電站；3#泄洪閘；修復

1、前言

1.1工程概況

美姑河流域屬金沙江左岸的一級支流，發源于大涼山南麓，干流全長170km，落差2983m，屬典型的山區河流。汛期美姑河流域的來水特點為：多泥沙、暴漲暴落。坪頭水電站位于四川省涼山州美姑、昭覺、雷波三縣交界處，是美姑河干流“一庫五級”規劃開發的最末一級梯級電站，電站為單一發電工程，無灌溉、防洪等綜合利用要求。電站裝機容量為3×60MW，多年平均發電量為8.61億kW.h，水庫正常蓄水位為913.00m，總庫容為62萬，調節庫容9.77萬 （扣除淤積），具有日調節性能。坪頭水電站具有高水頭，洪水來的快去的也快，河流中夾雜的泥沙含量大等特點。閘址處懸移質多年平均年輸沙量為284萬t，輸沙量年際變化大，最大年輸沙量767萬t（1983年），為最小年輸沙量117萬t（1978年）的6.56倍。多年平均含沙量為1.86kg/，多年汛期平均含沙量為2.49kg/，含沙量年內分配極不均勻，絕大部分集中在汛期（5-9月）。沙峰與洪峰對應，最大日平均含沙量98.0kg/，實測最大含沙量330kg/ 。

1.2泄洪建筑物簡介

坪頭水電站的閘首與上游已建的柳洪水電站尾水相銜接，首部樞紐主要建筑物由左岸向右岸依次為取水口、左岸擋水壩段、沖沙閘、1#、2#、3#泄洪閘、右岸擋水壩段，閘下游設護坦、海漫等消能建筑物。一孔沖沙閘和三孔泄洪閘組成攔河壩，三孔泄洪閘的長寬規格一致，其長寬分別為45m和50.5m，建基面高程為876.5m，前齒槽建基面高程為880m。為適應基礎變形，將沖沙閘和1#、2#、3#泄洪閘均單獨分設閘段。泄洪閘閘室上游設置鋼筋混凝土水平鋪蓋，長為20.00m、厚度為1.5m。泄洪閘閘室下游設長為88.00m的鋼筋混凝土護坦，護坦包括斜坡段和平段，斜坡段長度為20.00m，泄洪閘段坡度為1：4，護坦底板高程為882.00m；護坦厚度按抗沖、抗浮穩定要求計算確定為3.00m，護坦末端防沖齒槽深入基巖2.00m。護坦下設縱橫向反濾排水軟管，管外用反濾土工布包裹；護坦下游設20.00m長的鋼筋混凝土柔性海漫，護坦與海漫邊墻頂高程為895.00m。為了防止泥沙沉積在護坦上，沖沙閘與泄洪閘下游設置隔墻，長度到護坦末端，墻頂高程為895.00m，寬度為3.00m。同時，為防止泄洪閘閘間下泄水流碰撞形成的水翅，在護坦斜坡段上設置隔墻，長度為23.6m，首端高度為895.00m。

2、3#泄洪閘護坦運行概況

3#泄洪閘自2007年5月15日首次參與施工期泄洪以來，至今已經歷11個汛期的泄洪過流的考驗，多年高含沙量的入庫過壩懸移質泥沙和推移質造成了其閘室下游護坦混凝土表層出現了一定程度的磨損破壞，右側邊墻底部磨損深度略深。另外閘室末端緊靠右岸邊墻位置兩塊底板襯護鋼板被掀掉。導致運行期間護坦需要進行不同程度的檢修，另外為了避免護坦進一步破壞甚至影響主體建筑物的安全，護坦都需要進行檢修。

3、針對3#泄洪閘護坦采取的修復方案

美姑河流域枯水期的來水流量較小，也避開了雨季對施工難度的影響，坪頭水電站首部樞紐利的三孔泄洪閘和一孔沖沙閘全關后，閘壩下游護坦處于河道水面以上。結合這一特點，在枯水期上游來水較小的時段，關閉沖沙閘和三孔泄洪閘工作閘門，采取措施避免上游漏水或排除漏水的措施，對3#泄洪閘護坦斜坡段的表層磨損采用抗沖耐磨材料進行修復處理，將斜坡段表面修復至磨損前厚度。

4、施工工藝和質量要求

（1）基面雜物清除

在確定修補范圍后，采用人工或機械的方法對需要修補的部位用鋼絲刷清除混凝土表面的污物、結構松動體、鈣化的結晶體等影響修補材料與基層粘結的各種附著物，再沖洗處理后的表面至露出新鮮混凝土毛面，并保持基面清潔。

（2）裸露銹蝕鋼筋表面處理

用鋼絲刷或鋼絲球對出露鋼筋表面的鐵銹進行清除，并用聚合物防銹膠泥對裸露鋼筋進行涂刷。

（3）基面濕潤

對于處理完的混凝土面，用噴水霧的方式將基面充分濕潤至飽和面干狀態。

（4）砂漿澆筑施工

澆筑施工應從閘壩下游方向進行。施工期間，適宜的自然溫度在15-30度為宜。大面積施工時，宜采用分塊施工法，每一施工塊寬度約為3-5m，施工塊間預留8-10mm的間隔縫，間隔縫用木條進行分隔，分隔條待修補混凝土凝固24小時后取出，用PU260聚氨酯密封膠進行填縫。施工前，先在施工塊的邊緣固定厚度標尺，然后將攪拌好的的修補砂漿填筑到預先隔好的施工分塊內，提漿收面后，表面要求密實、平整，不得有明顯的搭接痕跡、下墜、裂紋、氣泡、麻面等現象出現。為確保更好的密實度，可采用壓實抹光機進行壓實抹光。

（5）養護

在砂漿填筑壓實抹平并初凝之后，用噴水霧的養護方式或掛草簾的方式進行養護，養護時間為72小時。

5、結語

工程投產運行后，建議進行定期的水下檢測巡視，對護坦出現的局部破壞盡量及時采用可靠方便的方法進行水下修復，盡量避免或推遲出現大型修復的情況。經過多年的檢測和修復實踐后，應進一步摸索明確適合本工程的檢修周期及檢修手段。

若出現大型修復的必要，應多方面尋求當時的新技術新方法，以優化簡化大型檢修方案。

參考文獻：

[1] 陳東升，田啟文，尹葵霞 坪頭水電站樞紐總體布置及設計特點 《水電站設計》.2012年6月第28卷第2期 33-39

[2] 王小波 張榮貴 桐子林水電站河床段泄洪閘護坦檢修方案研究 《中國西部科技》.2015年11月第14卷第11期總第316期 83-87

作者簡介：唐仙容（1985-），女，四川安岳人，一級建造師，助理工程師，主要從事工程項目管理工作。endprint