葛洲坝枢纽泄水过流面检修方法 8100字.docx

葛洲坝枢纽泄水过流面检修方法 8100字 摘要：葛洲坝枢纽泄水过流面包括泄水闸、冲沙闸的闸孔侧墙与底板以及消力池护坦板，机组进水口以及蜗壳与尾水管，排沙底孔、排沙洞、排漂孔进水口以及流道等这些建筑物的混凝土泄水过流面常年在水流的冲蚀下受到磨损，需要周期性检修葛洲坝枢纽泄水过流面采用了多种检修办法和混凝土修补技术，修补效果良好关键词：葛洲坝枢纽、流面、磨损、检修办法、修补效果1概述长江葛洲坝水利枢纽是以通航、发电为主要效益的大型径流式水利项目，也是三峡水利枢纽的反调节水库和航运梯级，由泄水闸，电站厂房和船闸等建筑物组成，包含的两座河床式电站总装机容量2715mw每年汛期，上游洪水带有大量泥沙过坝，入库洪水年平均含沙量1.2kg/m3，年均输沙量达5.3亿t枢纽泄水建筑物经过汛期排洪、排沙和发电过流，过水面均受到不同程度的磨损，需要周期性检查和修补葛洲坝枢纽泄水过流面包括泄水闸、冲沙闸的闸孔侧墙与底板以及消力池护坦板，机组进水口以及蜗壳与尾水管，排沙底孔、排沙洞、排漂孔进水口以及流道等其中，二江泄水闸是主要泄水建筑物，每年过流时间长达5～6个月，大江泄洪冲沙闸过流时间长的也有一个多月此外，为了减轻泥沙对发电机组的磨损，电站排沙底孔及排沙洞每年汛期交替排沙运行。

这些泄水建筑物，汛期泄洪时间长、过流流速大(泄水、冲沙闸室流速达10～22m/s)、过流含沙量也较高，在枢纽运行初期以及三峡项目施工期，大量的围堰填料和项目弃渣在洪水水流挟持下通过葛洲坝枢纽，因此过水面的磨蚀程度根本上与水流含沙量和过流时间的长短相关一般情况下，每隔5～6年要对泄水建筑物过流面进行一次全面检修2混凝土过流面检修办法葛洲坝枢纽二江泄水闸为27孔开敞式平底闸，闸孔净宽12m，闸底板长65m，闸室后接长180m的一级消力池护坦，护坦内设有二道纵向隔墙，使护坦分成左、中、右3个区，闸孔底板以及消力池护坦板常年淹没水下二江泄水闸作为主要泄水排沙建筑物，每隔5年需要对全部闸孔及护坦板水平段轮修一遍检修办法采用专用项目船、浮式检修门、压气排水式沉柜、水下电视等检修设备以及潜水检修等2.1项目船葛电1#项目船专用于二江泄水闸过流面检修它设有供水、供电、供气系统和修补材料储存拌和系统，备有25t起重吊车，可以在作业区内自航移动项目船体两侧设有升降式桩脚稳定船体，船甲板和船舷可以吊装、携带、移动和停靠浮式检修门、压气排水式沉柜、潜水设备等该项目船实际上是多功能水上检修平台2.2浮式检修门专用于二江泄水闸单孔闸室检修的0#、1#、2#浮式检修门，采用门舱内充水沉底、排水上浮移位操作方式，按需要分别就位于边墩、缝墩或中墩闸孔的下游口门处挡水。

0#、1#浮式检修门挡水作业高度2.5～6m，2#浮式检修门挡水作业高度2.4～4.6m浮式检修门就位于闸孔下游口门后，由浮式检修门两侧及底侧橡胶止水，借助闸孔弧门拉力定位，使水封贴紧闸墩止水钢板和底板，由检修门水泵向门舱充水和抽干闸室余水闸室余水抽干后，松开弧门拉力，浮式检修门在自重和水头压力作用下顶紧闸墩起到挡水作用，到达闸室检修无水作业条件2.3压气排水式沉柜压气排水式沉柜适用于水深2.5～12.5m的水下平面或坡度1∶12的斜面混凝土底板检修，实际上常用于护坦板水平段底板检修它由盾首、浮箱、通道、平盾底和斜盾底、配重块以及供水、供电、供风设施等部件组成沉柜底部为开敞式，根据检修部位以及水深条件分别装配不同长度的通道和底仓压气排水式沉柜压气挤水，充气压力略大于检修区水压，形成检修舱无水空间，以便检修舱内罩底板混凝土面沉柜转位时，通过浮箱排水增大沉柜自浮力，使盾底稍微抬离混凝土底板，由检修仓内人力或外力推移压气排水式沉柜在消力池护坦水平段检修水深3～5m，检修舱气压小于0.05mpa沉柜检修舱覆罩面积为30m2，每年冬季护坦检修约80点次，根本满足二江泄水闸周期性检修和平安运行需要。

但是，压气排水式沉柜已不适用消力池底部及斜坡段的混凝土底板检修目前，正进行新型沉柜计划设计2.4水下电视sxd-ivb水下电视设备是中国船舶重工集团公司研制，采用大屏幕液晶监视器、热升华视频打印机及视频无线传输技术，通过水下摄像机察看、存储和打印水下被检设备或部位的图像，作业深度可到达80m水下摄像机可以悬吊进入水中检查或由潜水员水下手持检查二江泄水闸护坦水下049缝检查和大江电厂机组排沙底孔上游检修门槽底槛混凝土检修采用sxd-ivb水下电视察看和项目检查都取得令人称心的效果2.5潜水检修葛洲坝枢纽挡水前沿水下混凝土结构检修，进水口检修闸门、工作闸门的故障处理，检修门槽水下混凝土检修，消力池护坦板检查修补以及其他水下检修设备难以完成的项目，采取潜水作业潜水员潜入水下，结合水下电视，察看和探摸被检部位破损情况，使用水下不分散混凝土、pbm聚合物混凝土或水下环氧等混凝土修补材料修补作业葛洲坝水工建筑物过流面检修曾使用钢叠梁门挡水、土石大围堰全面检修、rcv-225遥控深潜器等使用钢叠梁门挡水时吊装和挡水堵漏比拟困难，现已不使用1985年底至1986年春，葛洲坝二江泄水闸护坦曾采取了土石大围堰全面检修办法，利用大江项目围堰撤除的弃料，在二江泄水闸护坦周边筑起长600多米、高10多米的土石围堰，使围堰内形成约17万m2的无水检修区域，到达全面检查消力池护坦的运行和磨损情况，彻底修复缺陷的效果。

土石大围堰检修通常情况下不采用此外，水工建筑物水下检查使用过rcv-225遥控深潜器rcv-225遥控深潜器是从美国引进的水下检测设备，它包括潜水摄像器、收发操纵架、控制台、监视器等设备，具有体积小、使用操作灵便特点深潜器自带的水下照明和摄像机可以提供清水中10米以内的清晰图像，可以对水下检查的物体进行测量、照相、录像，其水下检测深度范围为几米至数百米rcv-225遥控深潜器使用条件也受到一些环境限制，示例：浑水中的检测效果差，检测水域流速要小于1.25m/s,被检测物体外表不能覆盖有淤泥等沉淀物，潜水摄像器在动水中入水或水中转向控制欠灵活，该设备实际检修项目中已不使用3混凝土过流面修补办法3.1修补规范3.1.1混凝土面磨损修补(1)磨损深度小于1cm，混凝土小骨料有磨蚀、中骨料少量出露、但外表砂浆层大局部未冲蚀的一般不修补2)磨损深度1～3cm，混凝土外表砂浆层及小骨料大局部磨蚀、中骨料局部出露，根据磨损面的形状和大小采用环氧砂浆或铸石砂浆等修补材料修补3)磨损深度大于3cm，混凝土中骨料大局部出露、磨损面起伏不平、有冲沟槽，应采取外表处理和结构加固措施，采用高强度混凝土或铸石砂浆等修补材料修补。

水下修补材料采用水下不分散混凝土、pbm聚合物混凝土或水下环氧混凝土等3.1.2混凝土分缝磨损修补(1)分缝面磨损深度小于1cm的不处理2)分缝面磨损深度大于1cm的作部分修补处理，分缝面磨损深度大于2cm以及周边混凝土面已有较大面积磨损的须作基面修补及分缝面还原修补3.1.3橡胶带隔离伸缩缝的磨损修补(1)伸缩缝上橡胶带磨损深度小于1cm的一般不修补2)伸缩缝上橡胶带磨损深度大于1cm的，须进行缝面还原修补以及橡胶带填补修整以上磨损面修补时，修补面应压实、抹光，修补面与周边混凝土基面要平顺连接，修补面升跌坎不得大于0.5cm，对超过0.5cm的升跌坎宜修补成1∶20的缓坡3.2主要修补材料和修补办法(1)高强度抗冲耐磨混凝土高强度抗冲耐磨混凝土采用525#纯熟大坝水泥、河砂、0.5～2cm的骨料、水、外加fdn减水剂拌和而成，混凝土标号可达c50以上，有较好的抗冲磨能力，主要用于冲蚀磨损深度大于5cm、磨损面积较大的混凝土过流面的修补2)水泥铸石砂浆水泥铸石砂浆采用525#纯熟大坝水泥、辉绿岩铸石砂、水、外加一定量减水剂，拌制后堆放一段时间后再使用的干硬性水泥砂浆，具有很好的抗冲磨能力，主要用于磨损深度2～5cm、磨损面积较大的过流底板面或磨损深度大于5cm的部分坑槽修补。

在闸室抽干、修补大面积底板磨损面时，采用水泥铸石砂浆修补其水泥、砂、铸石的配合比为1∶1∶2，并掺入适量缓凝减水剂在沉柜内作底板修补或低洼磨损面修补时采用水泥铸石砂浆修补，为了加快砂浆初凝，避免渗水影响，铸石砂浆中可参加2%重量比的sh外掺剂3)环氧砂浆由环氧树脂、稀释剂、增韧剂、固化剂、偶联剂以及石英砂、铸石砂、金刚砂或河砂等惰性填料(根据修补部位选用)配制而成环氧砂浆与混凝土面有很高的粘结强度和优良的抗冲耐磨性能，主要用于流速较大的过流面修补示例：泄水闸、冲沙闸闸室的侧墙和底板，闸门槽及底槛，机组蜗壳以及尾水管过流面上的部分冲坑、沟槽或分缝磨损可采用环氧砂浆修补环氧砂浆配方见表14)水下环氧混凝土水下环氧混凝土由hk963水下环氧树脂，配以干净河沙、碎石制成根本配方(重量比)：hk963a400kg、hk963b100kg、中粗沙450kg、碎石450kg、增韧剂25kg，水下环氧混凝土设计抗压强度大于40mpa5)pbm聚合物混凝土pbm聚合物混凝土由pbm-a、pbm-b聚酯树脂、促进剂和引发剂与骨料拌和制成根本配方(重量比)：pbm(a+b)17%、中粗沙40%、碎石33%、促进剂0.25%、引发剂0.25%，pbm聚合物混凝土抗压强度大于40mpa。

葛洲坝枢纽过流面检修项目已屡次使用pbm聚合物混凝土(砂浆)，实用说明：pbm聚合物混凝土具有在常温下或水中快速固化、自流平，固化后抗压抗折强度高、粘结力强、抗冲耐磨性能好等、特别适用于水下或潮湿状态下的混凝土面修补6)环氧橡皮粉胶泥环氧橡皮粉胶泥由环氧树脂、稀释剂、固化剂、偶联剂、增塑剂、弹性和惰性填料拌制而成，是一种弹性好、强度也比拟高的柔性材料，主要用于混凝土的伸缩软缝修补环氧橡皮粉胶泥配方见表24过流破损面形成原因、修补工艺及修补效果4.1过流面破坏形态及原因4.1.1均匀型磨损泄水闸、冲沙闸的闸室底板及侧墙底部、消力池护坦底板等这些混凝土过流面在洪水推移质和挟沙水流的长期冲磨下，通常的破坏形态是均匀磨损，磨损结果使混凝土的中、粗骨料出露，或修补面(主要是铸石砂浆修补层)的均匀磨损剥离，磨损面上有零星的水流向沟槽运行检修说明：泄水闸、冲沙闸过流面400#抗冲耐磨混凝土有良好的抗破损性能，铸石砂浆修补层抗冲耐磨性能也很好，这些过流面在水流冲磨下，通常形成均匀磨损4.1.2沟槽型磨损剥蚀沟槽型磨损剥蚀主要发生在消力池护坦板水平段、斜坡段浇筑分块缝及伸缩缝上，在弧门侧止水及底止水破损射流处，新老混凝土接触面或不同的修补材料界面上也会发生。

沟槽型磨损剥蚀使沿缝沿界面冲磨成v型槽，槽深可达数十毫米4.1.3成块状剥离在修补过的过流面上，因修补材料与老混凝土面结合不牢，在过流水冲击下，修补材料沿结合面成块状剥离主要原因是修补材料选择不当，材料配制不适宜，特别是修补界面工艺处理质量问题所致4.1.4冲坑状破损冲坑状破损主要发生在机组排沙底孔上游检修闸门底槛前后大江机组排沙底孔每年汛期开启排沙，近几年水下检查时发现，极大多数排沙底孔检修闸门底槛和周边混凝土底板有冲坑，坑深有达数十厘米的，局部底槛钢板磨损排沙底孔进水口流速4～5m/s，不属于高速水流区，底槛前沿2m处设置有纵向(与坝轴线平行)的底板软缝，但软缝根本上完好冲坑状破损的原因主要有下列几点：(1)大江电站排砂底孔进口检修门底槛冲坑的出现与机组发电、进水口旋流冲磨有关2022年1月，20#机左排砂底孔进。