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1、金安桥水电站厂房蜗壳接触灌浆施工技术陈学永 姜炜峰 许 伟（中国葛洲坝集团有限公司西南分公司，云南 昆明 650228 ）关键词：蜗壳；接触灌浆；施工技术；金安桥水电站摘 要：金安桥水电站厂房蜗壳接触灌浆采用了预埋灌浆系统方法，预埋灌浆系统由循环式管路、出浆盒、排气管和止浆片等组成。本文将蜗壳接触灌浆这一施工技术进行了分析阐述，探讨接触灌浆施工的特点与难点，为今后类似工程的施工积累了经验。Construction Technique for Contact Grouting in the Volute of the Jinanqiao Hydro-electric Power HouseChe
2、n Xueyong, Jiang Weifeng, Xu Wei(Southwest Branch Company, China Gezhouba Group Corporation limited, Kunming, Yunnan 650228)Keywords:Keywords: volute；contact grouting；construction technique；Jinanqiao hydro-electric power stationAbstract:Abstract: The method of advanced-burial-grouting-system has bee
3、n used during the progress of the construction for contact grouting in the volute of the Jinanqiao Hydro-electric Power House. This specific system contains circle pipe, grout discharged box, gas discharged pipe, grout flow prevention slice, etc. The technique, including the characteristic and diffi
4、cult points, for contact grouting in the volute has been analyzed, explained and discuss in this text, and the experience in this area has been added to the similar works to be constructed in the future.1 工程特性1.1 工程概况金安桥水电站工程位于云南省丽江市境内的金沙江中游河段上，是金沙江中游河段规划的第五级电站。工程枢纽主要由碾压混凝土重力坝、右岸溢流表孔及消力池、右岸泄洪冲沙底孔、左岸
5、冲沙底孔、坝后厂房及交通洞等永久建筑物及导流隧洞、围堰等临时建筑物组成，坝高 160m。主厂房为坝后地面厂房，体型尺寸为 215m34m79.2m（长宽高，外轮廓） ，从左至右依次布置安装间、主机段及副安装间，下游副厂房布置在下游尾水管上方。厂房内装机 4 台，单机容量 600MW，总装机容量 2400MW。机组安装高程 1285.00m，发电机层高程 1303.30m，机组间距 34m。1.2 设计要求蜗壳混凝土全部为二期浇筑。混凝土的硬化干缩会致使混凝土与蜗壳钢板之间产生缝隙，为此需对缝隙进行接触灌浆，以充填缝隙，增加黏着力，加强接触面间的密实性。本工程接触灌浆范围为高程 EL.1291.
6、950m 以下的蜗壳下半部，灌浆布置分为、三个区域，三个区域同步灌浆。蜗壳接触灌浆采用预埋灌浆系统。在蜗壳接触灌浆施工时，灌区上部有不少于 3m 厚混凝土压重，且灌区两侧混凝土龄期达到 6 个月以上。灌浆机房的位置距灌浆部位最大距离不超过 50m，为便于回浆，机房设置高程接近灌区的底层或底层上下 2m 范围内。施工时段选择在低温季节施工。1.3 主要工程量主厂房单台机组蜗壳接触灌浆分、三个灌区, 其中区灌浆面积为 89.429，区灌浆面积为 257.716，区灌浆面积为 175.375，三个灌区灌浆面积共计522.520。根据设计图纸，单台机组共计布置 93 个出浆盒。平均每个出浆盒担负灌浆面
7、积 5.62。2 施工材料和浆液2.1 水泥接触灌浆采用普通硅酸盐水泥，强度等级为 42.5 级，细度为通过 80m 方孔筛的筛余量不大于 5%1。2.2 水灌浆用水符合混凝土拌合用水标准JGJ63-20062的规定，拌制浆液用水的温度不超过 20，若水温超过 20时采取降温措施。2.3 外加剂灌浆浆液中掺入高效减水剂，减水剂质量符合水工混凝土外加剂技术规程DL/T5100-19993的规定。2.4 灌浆设备和机具高速搅拌机的搅拌转速不小于 1200r/min。灌浆泵的额定工作压力大于最大灌浆压力的 1.5 倍，压力波动范围小于灌浆压力的 20%，排浆量满足灌浆最大注入率。记录仪采用3 参数灌
8、浆自动记录仪。灌浆机房布置在 EL.1292.00m 水轮机层平台上。进浆管、回浆管、排气管、配浆管均采用 38mm（外径）高密度聚乙烯管，出浆盒采用厚 =1.2mm 镀锌铁皮，止浆片为厚 =1.0mm 的镀锌铁片，出浆支管采用 38mm 硬塑料管。灌浆管路的连接采用钢管三通 32mm32mm 和四通 32mm32mm 接头。2.5 灌浆浆液接触灌浆用浆液，采用纯水泥浆液，水灰比分为 1：1、0.8：1、0.6：1 三个比级。部分浆液中掺入由江苏博特新材料有限公司生产的 JM-缓凝高效减水剂，浆液使用高速搅拌机搅拌时间不少于 30s。浆液温度保持在 540。浆液性能试验报告见表 1.表 1 接
9、触灌浆浆液性能试验报告凝结时间(h:min)结石抗压强度(MPa) 水灰比JM-减水剂(%)浆液密度(g/cm3)流动性(s)2h 析水率(%)结石率(%)结石密度(kg/m3)初凝终凝7d28d90d180d1:11.511721.277.2172311:1812:359.118.422.126.80.8:11.581916.479.1174211:3412:2311.924.227.533.40.6:10.61.73273.589.0182421:3527:2319.229.535.840.93 施工工艺流程蜗壳接触灌浆施工工艺流程如图 1 所示。灌浆管路和部件预埋蜗壳混凝土浇筑混凝土龄期
10、等待蜗壳及座环底部回填灌浆I 灌区灌浆灌区灌浆灌区灌浆排浆密度、压力是否达到要求关闭各排气管、停机、关闭进、回浆管闭浆各灌区是否达到结束标准准备工作灌区通水检查及缝面浸泡、冲洗室内浆液性能试验各灌区灌前预习性压水检查变形监测仪器安装变形监测否否是是质量检查及缺陷处理灌浆结束继续灌浆图 1 接触灌浆施工工艺流程图 4 施工方法4.1 施工准备结合现场实际放样资料，灌浆管路及各部件均在场外加工，并对其进行编号。编号内容包括：灌区编号，灌浆管类型编号，同类灌浆管的连接顺序编号，并填写标签牌，用胶布粘贴在该灌浆管或部件上。所有的部件加工完成后，逐件清点检查，合格后运送现场安装。各部件的安装均在蜗壳腰线
11、以下的结构钢筋安装完成后进行。安装时按拟定的编号，分区安装。保证部件稳定、牢固。4.2 灌浆埋件安装（1）灌浆管路的连接：灌浆管间的连接采用钢管三通 32mm32mm 和四通 32mm32mm 接头，接头均采用 32mm 的钢管。灌浆管路的固定采用扎丝与蜗壳钢筋绑扎固定，并在混凝土浇筑时注意保护。（2）出浆盒与出浆支管的安装 座环底部的排气口伸至座环下蝶边底部，其余排气口采用出浆盒的结构形式。配浆管上的出浆盒按梅花形布置，排气管上的出浆盒间隔布置，出浆盒四周紧贴蜗壳钢衬,与蜗壳固定方式为胶布粘贴固定。出浆盒与出浆支管采取套接方式。（3）止浆片的安装止浆片成型宽度为 12cm，搭接长度为 15c
12、m，紧贴在蜗壳钢衬上。根据图纸要求，止浆片安装在蜗壳腰线下部，并在三个区域交界处连接，蜗壳钢管进口处和蜗壳末端的底部止浆片闭合，严防蜗壳上半圆进浆。（4）灌浆管的引出灌区内管路安装完成后，分清每根灌浆管的类别，编上所属灌区及管号，引到EL.1292.00m 水轮机层工作面，管路出口与混凝土交接处，采用 32mm 的钢管套接。钢管深入混凝土 30cm50cm，外露 30cm50cm。 4.3 座环底部回填灌浆由于座环底部结构的特殊性，在混凝土浇筑时，混凝土有可能填筑不密，空隙较大，因此，在蜗壳接触灌浆前，对这个部位先进行回填灌浆。4.4 灌区通水检查本工程在蜗壳二期混凝土浇筑至发电机层高程130
13、3.30m，且灌区两侧混凝土龄期达到6个月以上，混凝土内部温度及其变形基本稳定、缝面充分张开后，即进行接触灌浆施工，并在灌前先进行通水检查。为查明灌浆管路、缝面、排气管是否通畅，是否有串层、邻区串通以及外露等情况，灌浆前对所有灌区进行通水检查和冲洗。配置三台灌浆泵分别对三个灌区同步通水。通水前先查明蜗壳座环底部预留的回填灌浆孔是否全部封堵，灌区的外侧有无异常情况，检查无误后才进行下道工序施工。(1) 单开式通水检查分别在进浆管、回浆管和排气管上安装阀门，并在各进浆管、回浆管上安装压力表。从任一管口进水，其余管口均敞开。在进水管口达设计压力时，测量进水管口的进水量，进水量畅通标准为大于50L/m
14、in。过后，关闭全部敞开的管口；再依次打开，测量每个管口的出水量，单开出水量畅通标准为大于25L/min。若管口出水量小于25L/min，则从该管口进水，测定其余管口出水量和压力，以便查清管道和缝面情况。(2) 封闭式通水检查根据单开式通水检查结果，选一通畅的进浆管口进水，其余管口关闭，在排气管口达到设计压力时，测定各管口的关闭压力；并观察各外漏部位，灌区封闭标准为稳定漏水量小于10L/min，串层漏水量及串块漏水量分别小于5L/min4。通水过程中，同时控制好通水压力和作好变形监测。通水压力为灌浆压力的80%，蜗壳钢衬变形值小于0.15mm。4.5 缝面充水浸泡及冲洗在接触灌浆前，对缝面进行
15、充水浸泡，浸泡时间不少于24h，然后用风水轮换冲洗各管道及缝面，直至排水管回清水。由进浆管压风，在排气管口用量杯取水样，检查水质，当水质清洁无悬浮物或沉淀物，即开始灌浆。如缝面有污染的情况，则加长充水浸泡及冲洗时间。4.6 各灌区灌前预习性压水检查采用灌浆压力压水，选定与缝面排气管较畅通的进浆管和回浆管循环路线；核实接触灌浆缝面容积、各管口单开出水量及压力、漏水量等数值；同时核实灌浆机具运行可靠性，预测灌浆过程中可能发生的问题，确定灌区是否具备开灌条件。4.7 灌浆施工厂房蜗壳接触灌浆共分三个灌区，灌浆同步进行。水灰比分为 1：1、0.8：1、0.6：1三个比级，开始用 1：1 水灰比，排气管
16、出浆后即转入 0.8：1，当出浆浓度接近进浆浓度或灌入一定量浆液后，改用最浓级浆液灌注，直至结束。接触灌浆压力为 0.1MPa0.2MPa，同时，接触灌浆的压力大小，结合变形监测与排气管的出浆状况等因素进行调整、变换考虑。在严密监视钢衬变形值不超过允许值的前提下，如果排气管能始终出浆，装在排气管孔口上的压力表始终反应灵敏，则用此压力作为灌浆压力。灌浆开始时，将排气管上的阀门全部敞开，等返出的浆液稠度与进浆接近时再予关闭；每变稠一级浆液都要打开和关闭一次；在灌浆结束之前，要不时地打开和关闭，以尽量多地排出空气、水分和稀浆。对排掉的浆液量和稠度予以测记，以求准确计算出注入的灰量。即使灌浆系统十分通畅，也不能使注浆率太大和使压力升的太快，而是以1525L/min 进行控制。这样有利于从底部的进浆沿缝面均
