淺說電站樞紐消力池維修的方法

前言：本站為你精心整理了淺說電站樞紐消力池維修的方法范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

1消力池存在的問題及原因分析

1.1消力池現狀及存在的問題

2012年5月，電站管理部門組織人員對樞紐進行騰庫、排水，對消力池進行了全面檢查，發現水流沖蝕現象明顯，消力池池底和邊墻底部表面普遍沖蝕破壞，凹凸不平，根據量測，剝落深度最大達36cm，砼骨料剝落，鋼筋露出。消力池結構為整體式鋼筋砼結構，其中泄沖閘消力池邊墻高12.5m，結構受力很大，一旦表面砼剝離，對鋼筋的受力狀態影響很大，從而影響閘壩的安全。及時地采用合理方案和工藝對消力池進行維修，使維修后的砼結構具有滿足要求的強度和抗沖耐磨性能是對本次維修的最主要要求。

1.2消力池沖蝕破壞的原因分析

電站樞紐在建設期為我國在軟基上建造的最高閘之一，最大達32m，過閘水流最大單寬流量80m3/s，消力池最大流速10.5m/s。其消能問題和消能建筑物設計是樞紐設計的重點和關鍵技術難題，設計方案選擇的底流消能形式經過水工模型實驗的驗證。電站運行將近10年來雖然沒有發生設計和校核標準的洪水，但為了保證進水口門前清，在運行中每年都會集中水流進行排沙作業，加上正常的泄洪，是消力池被磨損的主要原因。另外，下游靠左岸，由于擴散形成渦流，渦流夾雜洪水中攜帶的較大顆粒，是造成砼表面磨損的另一個原因。

2消力池維修方案

本工程中磨損位置主要為平面（消力池底板表面）、立面（邊墻下部）及局部邊角（消力坎頂部），其中平面適合大面積施工，立面及邊角適合小面積修補。參照類似工程經驗，考慮經濟性和施工工藝成熟度，經過多個方案的比較，確定在平面大面積修補中使用高強耐磨砼，在立面及邊角的小面積修補中使用環氧砂漿。電站樞紐消力池最終確定的維修方案為消力池底板表面鋪設抗沖耐磨砼，其中：溢流堰、溢流壩消力池鑿除5cm鋼筋保護層，鋪筑30cm厚抗沖耐磨砼；泄沖閘消力池鑿除10cm鋼筋保護層，鋪筑30cm厚抗沖耐磨砼；消力池側墻底部和消力坎采用環氧砂漿修補。

3維修材料的選擇

考慮到工程的經濟性和材料的適宜性，側墻和消力坎等部位的立面沖蝕坑修補采用環氧砂漿。通過比較國內類似工程實例，本工程使用的環氧砂漿選擇在紫坪鋪泄洪洞砼表層沖坑處理、瀑布溝泄洪洞砼沖坑處理等工程中使用過的、經過實踐檢驗效果良好的、擁有國家專利的新型改性環氧材料NE-Ⅱ型環氧砂漿。NE-Ⅱ型環氧砂漿是以改性環氧樹脂、新型固化劑及其特種添加料等為基料制成的高強度、抗沖耐磨損的新型修補材料，其主要性能指標。NE-Ⅱ型環氧砂漿具有以下特點良好的觸變性能：靜置狀態下材料因三維網格的存在呈不易流動的凝膠態，即使涂抹在頂部或側面等凹槽、坑洞內的材料也不會產生變形、流掛等現象，易于保證施工質量；當受到攪拌、擠壓等作用時，材料的三維結構遭到破壞而呈良好的流動性，易于施工。良好的自流平性：施工中產生的縮孔、掛痕等缺陷在其固化過程中能夠自動彌合，易于保證施工質量。與砼良好的匹配性：具有較低的彈性模量和線膨脹系數，具有良好的柔韌型，能夠提高固化體系的抗沖擊性能，抵御外力引起的變化，不易脆性破壞。無毒、無污染：各項主要毒性成份的含量均遠低于國家標準規定的合格值。施工簡單、適用條件廣泛：材料無需加熱、不粘附施工器具，能夠在干燥面、潮濕面及低溫環境等各種條件下施工。力學性能優良：自身力學性能良好，與砼粘結牢固，不易在粘結面開裂。

4施工工藝

4.1抗沖耐磨砼施工

基礎砼處理將消力池底板表面砼鋼筋保護層全部鑿除，表面鑿毛并沖洗干凈砼基面。鑿除保護層時應注意保護鋼筋網，如發現鑿砼時損壞或原沖刷損壞，應修復，并對銹蝕鋼筋除銹。溢流堰、溢流壩消力池鑿除5cm砼保護層，泄沖閘消力池鑿除10cm砼保護層，如沖坑深度大于保護層厚度，需將沖坑表面鑿毛，沖洗干凈。為了使后鋪抗沖耐磨砼與原消力池砼結合緊密，在消力池中布置插筋。插筋焊接于消力池鋼筋網上，向上伸出0.2m，插筋間距1×1m，梅花狀布置。在破壞較嚴重的位置插筋加密布置，插筋間距0.5m×0.5m。5.1.2C40抗沖耐磨砼鋪筑在溢流堰、溢流壩、泄沖閘消力池底板表面鋪筑30cm厚抗凍F200、抗滲W6的C40抗沖耐磨砼。抗沖耐磨砼鋪筑嚴格按照砼施工規范進行施工，重鋪抗沖耐磨砼分塊按原消力池底板分縫設計，分縫寬度2cm，縫中夾閉孔泡沫板。抗沖耐磨砼鋪筑大樣。

4.2環氧砂漿施工

本工程中，環氧砂漿主要用于修補消力池側墻和消力坎立面沖坑。側墻和消力坎的沖坑處理側墻砼破壞主要表現為消力池底板與左、右邊墻結合部位砼，根據現場檢查，其剝蝕程度不一，需要進行立面處理。下游消力坎受水流沖刷，表面砼骨料及水泥漿剝離、脫落，局部位置有鋼筋露出。對邊墻和消力坎的沖蝕坑處理，首先用電動切割機將修補區域邊界切割規整，再用風鎬或手釬將砼基面松動部分鑿除，深度不足1cm的區域鑿至1cm深，修補區邊緣深度應大于中間深度，形成邊緣齒槽。對于深度小于5cm的沖坑，表面清理干凈后，直接采用環氧砂漿進行回填修補。深度大于5cm的沖坑安裝間距30cm×30cm、孔深50cm，頂端距表面3cm的準16mm環氧樹脂錨桿，如有鋼筋出露的位置，恢復原鋼筋網，再進行環氧砂漿修補。

5結語

該維修工程已于2013年7月完工。在本次處理方案設計有以下設計經驗：設計采用了抗沖耐磨砼結合環氧材料修補方案，其優點是投資適度，既考慮了大面積砼的補強要求，又保證了局部砼修復、保護要求。局部位置砼修補應該選用與砼有良好連接性與相容性的材料，本次選用了適用于磨損環境的改性環氧材料，NE-Ⅱ型環氧砂漿。該材料具有與砼良好的適配性，良好的抗沖磨性能，在眾多工程中得到成功應用。在新老砼之間有結合要求時，應加強其結合面的連接設計，并且砼標號不宜相差過大，以避免由于干縮性不同導致的新老砼脫離。

作者：馮嘯單位：甘肅省水利水電勘測設計研究院