瓦托水電站廠房尾水肘管二期混凝土預埋拔管施工技術研究

劉 福 友， 趙 亞， 張 建 祥

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

瓦托水電站位于瀾滄江一級支流金河下游河段，是金河水電梯級規劃中的第五座電站，壩址位于西藏昌都市卡若區列巴村金河下游約2.5 km、已建金河大壩上游約5 km處。瓦托水電站安裝兩臺、單機容量為21 MW和一臺8 MW的混流式水輪發電機組，總裝機容量為50 MW。

該廠房肘管底部倉面空間狹小，埋件多，二期混凝土振搗困難，故保證肘管底部二期混凝土的施工質量成為工程的一大難點。同時，鋼襯肘管底部因混凝土收縮等原因若存在的脫空區不能及時填補，在發電的高速水流沖擊下脫空區的鋼襯將會產生較大的震動而影響到鋼襯的整體穩定性，加大鋼襯的氣蝕，甚至引起鋼襯的掀動。故廠房鋼襯肘管底部的接觸灌漿十分必要，且其施工質量的好壞直接影響到電站后期能否正常發電。

2 混凝土施工

瓦托水電站廠房鋼襯肘管底部二期回填混凝土設計為C25W6F50二級配混凝土，主要采用泵送和溜槽作為混凝土入倉手段。倉面采用平鋪法施工，澆筑層厚不超過50 cm[1]。因肘管底部澆筑時倉面狹小，人員無法下到肘管底部振搗，故在鋼襯肘管底部按3 m間排距、矩形布置方式預留了直徑為150 mm的振搗孔。二期回填混凝土澆筑時，混凝土的平倉主要采用φ50和φ70插入式振搗器；泵送混凝土的平倉、振搗利用鋼襯肘管底部預留的振搗孔從下游至上游分排有序進行；對溢出骨料的鋼襯肘管預留振搗孔處采用木板臨時封堵，待混凝土初凝后再拆除臨時木板封堵體，人工用電鎬等工具挖除鋼襯肘管內預留振搗孔的混凝土封堵體。

混凝土澆筑過程中，派專人用小錘跟進敲擊鋼襯肘管，避免出現架空現象。若發現架空時應立即處理。同時，在混凝土澆筑過程中派專人用百分表每隔5～10 cm對鋼襯肘管進行抬動監測并對監測數據進行分析。在上抬偏移量超過0.1 mm或垂直水流向超過0.2 mm或順水流向偏移量超過1 mm時，應停止混凝土澆筑。

3 接觸灌漿施工

3.1 施工準備

充氣管選用具有一定膨脹性、耐壓性、收縮性的φ25塑料軟管，按照擬定的埋管長度加工成封閉的管路并安裝充氣閥門，在埋設前進行24 h充氣密封性檢查。灌漿主管采用φ32硬塑管；支撐固定裝置采用將φ32鋼管對半剖開，用φ8圓鋼制作的“U”形托架焊接固定在鋼襯肘管底部鋼襯上，使其緊貼住肘管鋼襯底部。

3.2 預埋充氣管

待尾水鋼襯肘管安裝完成后，在其底部埋設充氣管。充氣管按照串聯接通、由低到高、連續灌漿的原則設計。材質為φ25塑料軟管的充氣管布置為垂直肘管水流方向。預埋充氣拔管采用支撐固定裝置使其緊貼肘管底部表面，埋管完畢充氣檢查其密封性，如發現漏氣，則需立即修補或更換充氣管。

3.3 預埋灌漿主管

灌漿主管采用φ32硬塑管，埋設方式與充氣拔管基本相同，系直接將其緊貼安裝在鋼襯肘管最底部的鋼襯表面，與充氣管垂直布置并利用鋼襯加勁環開孔將所有的充氣拔管節點串聯起來。

3.4 預埋排氣管

待預埋充氣管超出接觸灌漿范圍(鋼襯肘管中心線以上)時，將所有的充氣管用三通管連接φ25硬塑管引出至混凝土澆筑倉號外，作為排氣及回漿管。

3.5 拔出充氣管

混凝土澆筑前，對預埋充氣管進行充氣；混凝土澆筑過程中，由專人監管以防止損壞埋管；混凝土澆筑完成并初凝時(初凝時間根據現場試驗確定)，將預埋充氣管中的空氣放掉，使埋管縮小，然后從埋管引出部位將預埋充氣管拔出，形成灌漿通道。

3.6 灌漿管路的連接及通氣檢查

鋼襯肘管底部混凝土澆筑完成后，在各個拔管節點部位將材質為φ32硬塑管的灌漿主管割開，使其與埋設形成的拔管灌漿通道連通，并使用潔凈的壓縮空氣檢查拔管的串通情況，且其風壓小于灌漿壓力。

3.7 接觸灌漿施工

鋼襯肘管二期回填混凝土澆筑結束60 d后進行接觸灌漿施工[2]。接觸灌漿采用純壓式灌漿法。灌漿按照從低處向高處、從上游向下游的順序進行，高處或下游的孔可兼做排氣孔。為有效控制鋼襯變形，灌漿壓力采用0.1 MPa，漿液水灰比采用0.8、0.6兩個比級[3]。灌漿自低處開始，并在灌漿過程中敲擊震動鋼襯，待各高處分別排出濃漿后，依次將孔口閥門關閉，同時記錄好各孔排出的漿量和濃度。在規定的壓力下，當灌漿孔停止吸漿時，延續灌注5 min接觸灌漿即可結束。灌漿完畢，采用絲堵加焊法封孔，焊后用砂輪磨平。

3.8 特殊情況的處理

接觸灌漿7 d后，采用敲擊檢查的方法檢查鋼襯肘管接觸灌漿質量[4]，若有脫空，在鋼襯肘管上標識脫空范圍并繪制脫空圖。根據脫空范圍確定開孔位置。

對面積大于0.5 m2的脫空區進行鉆孔灌漿。鉆孔采用磁座電鉆進行，孔徑宜為16～20 mm[5]。鉆孔完成后，對孔口攻絲，灌漿管不直接與鋼襯肘管焊接連接，以減少灌漿管拆除與磨平時對肘管母材造成的不必要損傷。開孔后測記肘管與混凝土之間的空隙大小并做好相關記錄。

使用壓縮空氣檢查縫隙串通情況，吹除空隙內的污物和積水，疏通灌漿區域以防堵塞，風壓應小于灌漿壓力0.1 MPa。在全面掌握各灌區情況后，根據每個灌區可灌情況的不同進行施工：脫空區域深度較深時，可直接灌注濃漿；脫空區域深度較淺時，直接采用稀漿灌注。

4 結 語

瓦托水電站廠房鋼襯肘管二期混凝土施工因現場施工部位狹小、施工條件差、各工序頻繁交叉施工而造成施工難度大。通過預埋拔管施工技術的成功運用，保證了施工質量和施工安全，鋼襯肘管抬動變形情況良好、灌后未發現脫空，所取得的經驗可為高寒地區復雜條件下的鋼襯肘管二期混凝土施工提供一定的借鑒。

尾水肘管二期混凝土采用預埋拔管施工技術時應合理調整預埋管路的布設位置，不得將預埋管路預埋在鋼襯肘管底板預留振搗孔的中間；二期回填混凝土澆筑過程中，應確?；炷猎谧?、右側同時下料入倉，以保證肘管底部密實；鋼襯肘管抬動監測所用的百分表或千分表應盡量安裝在不受澆筑施工干擾的部位，以保證監測數據的連續性和完整性；鋼襯肘管由于鋼襯上有筋板相隔以及水泥具有干縮的特性，導致肘管接觸灌漿難度較大，很難達到鋼襯與原澆筑混凝土接觸的密實程度。若鋼襯肘管在前期混凝土澆筑過程中預留灌漿孔，既可以在前期澆筑過程中作為排氣孔使澆筑盡量密實，后期還能為接觸灌漿創造一定的條件。