角木塘水电站混凝土蜗壳的渗漏控制措施浅谈

2018-03-23

四川水利 2018年6期

(中国水利水电第十四工程局有限公司，昆明，650041)

1 角木塘水电站概况

角木塘水电站位于芙蓉江干流下游河段，地处贵州省遵义市道真仡佬族苗族自治县境内忠信镇联江村放牛坪，为芙蓉江水电梯级开发中的第10级，上衔官庄电站，下接浩口电站。该电站为河床式电站，距上游的官庄水电站约17.7km，距下游的浩口电站约20km，坝址在角木塘大桥下游约2.0km～2.5km的芙蓉江河段上。该电站距道真县城33km，距遵义市234km，距贵阳市384km，道真县距重庆市约230km。坝址以上控制流域集水面积6886km2，占芙蓉江全流域面积(贵州省境内)的87.3%。多年平均流量136m3/s，年径流量42.3亿m3。

角木塘水电站工程水库校核洪水位387.034m，总库容3259万m3，正常蓄水位为383m，相应库容为2332万m3，工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等。工程任务主要是发电，电站装机2台，容量70MW。每台机组采用2条引水道，一共4个进水口，单条引水道长约41.3m，其中进口段长22.5m，引水道采用矩形断面，断面尺寸5.1m×7.3m，压力引水道采用C25钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为1.5m，压力引水道末端接机组蜗壳进水口。厂房为河床式厂房，兼作枢纽挡水建筑物，主、副厂房采用并列式布置，副厂房在上游侧。主厂房平面尺寸为67.0m×25.1m，机组间距17.0m，水轮机安装高程347.64m，其中蜗壳全部采用混凝土浇筑完成，最低高程为343.713m，蜗壳周边距肘管进人廊道最小距离为2.5m。蜗壳外围钢筋密集、机电管路安装复杂，阴角部位多，混凝土入仓困难，振捣难度大，渗漏控制要求高。

2 蜗壳混凝土施工缝处理

2.1 施工缝的留置

蜗壳混凝土一般根据基础环结构及蜗壳断面特点，以及蜗壳周边结构，如进人廊道位置、机电埋件埋设情况、钢筋网铺设情况等进行分层分块，根据实际需要，尽量减少施工缝留置，层块之间分缝缝口必须做到横平竖直，避免在外漏表面形成不规则的接缝，由于角木塘水电站蜗壳全部由混凝土浇筑完成，上、下层垂直施工缝必须分开设置，避免存在通缝，增加渗流通道。

2.2 施工缝的处理

(1)首先必须在先浇块水平、垂直施工缝设置钢板止水，钢板止水采用4mm厚的Q235C钢板，宽度为200mm，先浇块混凝土施工时，保证钢板止水埋入深度100mm，钢板保持顺直，表面清洁，止水接头采用双面焊接，焊缝反复用煤油检查，避免焊接质量不合格，造成后期渗水。

(2)混凝土表面必须凿除泥浆薄膜、松散的骨料和软弱的混凝土层，并用水冲洗干净，且不得有积水，处理完成后必须满足混凝土表面无乳皮，成毛面，微露粗砂。

(3)在先浇混凝土表面铺设一层2cm～3cm厚的薄层M30水泥砂浆，砂浆人工摊铺均匀，无位置遗漏，然后再浇筑新混凝土，一次铺设的砂浆面积应与混凝土浇筑强度相适应，保持新老混凝土结合良好，减少可能存在的渗漏通道。

2.3 机电管路安装

按照设计要求，机电管路安装过程中，必须与钢筋安装、模板安装相互协调，若存在管路穿墙的情况，管路必须焊接密闭牢靠，且必须安装止水板，满面焊接，确保管路周边不漏水。浇筑过程中，妥善保护好机电管路。

3 蜗壳混凝土浇筑及养护

3.1 座环底部回填灌浆

由于座环底部及周边结构的特殊性，在混凝土浇筑时，有可能填筑不密，空隙较大，因此，必须对这个部位先进行回填灌浆。灌浆水灰比分为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。

灌浆过程中若发现浆液外漏，先从外部进行堵漏。若无效再采用灌浆措施，即加浓浆液、降低压力等措施处理，但不得采用间歇灌浆法。

3.2 混凝土入仓

由于角木塘水电站厂房周围边墙浇筑高度较高，蜗壳混凝土浇筑实际施工中全部采用溜槽浇筑。溜槽架采用钢管搭设，为保证溜槽内混凝土顺畅，坡度不小于60°，立杆间距不大于2m，水平杆间距为1.8m，溜槽边设置通道，便于浇筑过程中人员通行，处理混凝土堵塞问题。蜗壳浇筑仓内分溜槽数量必须满足要求，且溜槽口必须挂设溜筒，使卸料口距离仓面在1.5m左右，每个溜槽配备一组混凝土浇筑人员，每一个小组由6人组成，2人卸料摊铺，3人进行振捣，1人溜槽维护，保证混凝土料入仓后没有骨料集中现象。若因混凝土运输等原因，浇筑间歇时间较长，应该及时安排人员清理溜槽上的混凝土，以免影响后续浇筑质量。

3.3 混凝土浇筑

蜗壳混凝土浇筑从蜗壳外侧上游端开始，分段分层浇筑，施工人员在蜗壳内、外侧以外高内低方式同时振捣，确保蜗壳外侧混凝土挤进蜗壳底部和内侧，每层浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密决定。一般分层高度为插入式振动器作用部分长度的1.25倍，不超过50cm。

浇筑混凝土应连续进行，若客观原因造成间歇，其间歇时间应尽量缩短。且应该在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕，间歇超过2h应按施工缝处理，缝面必须重新凿毛处理，并在下次浇筑前重新铺设一层2cm～3cm的砂浆。蜗壳混凝土体积较大，浇筑过程中若发现表面泌水过多，应及时调整水灰比，泌水及时排除。

混凝土振捣采用插入式振动器，操作时做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，边角位置、机电埋件、钢筋密集等位置不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍(一般为300mm～400mm)。振捣上一层时应插入下层混凝土面50mm，以消除两层间的接缝，确保层间结合密实，减少可能存在的渗漏通道。

3.4 混凝土养护

蜗壳混凝土浇筑完成后，及时将表面收平整，待2h～6h混凝土初凝之后，混凝土表面满铺土工布，开始洒水养护。洒水需要安排专人负责，必须保证混凝土充分吸湿，洒水频率以混凝土表面始终湿润为准。

在混凝土强度达到10MPa以前，严禁在表面堆放材料、设备等重物，避免因重力使蜗壳墙面出现裂缝。当混凝土强度达到设计要求及规范后，方可进行模板拆除作业。模板拆除后仍需继续洒水养护，确保混凝土内外温差不大于15℃，养护期间，早中晚定时进行3次温度测量，混凝土养护记录资料及时收集整理，保存完善。

4 聚脲涂刷处理及施工

由于角木塘水电站蜗壳结构全部采用混凝土浇筑完成，为减少局部渗水情况，采用SR100弹性体手工聚脲防护涂料及其配套产品对蜗壳内墙面进行涂刷，达到防渗抗冲效果。

实践证明，混凝土基面质量是决定手工聚脲涂料工程质量的关键因素。混凝土基面的拉拔强度、含水率、表面清洁程度、缺陷数量都直接关系涂层质量和工期，只有在满足要求的基层表面施工手工聚脲涂料，才能保证工程质量。所以，喷涂前必须对蜗壳混凝土基面进行检查，基层经验收合格，方可进行喷涂作业。

4.1 基面清理

(1)清除表面污染：仔细检查清除混凝土表面灰尘、油污、盐析、脱膜剂、水泥浮浆等。清洗的方法包括扫除、低压水洗、洗涤剂清洗和溶剂清洗。如果采用洗涤剂清洗，清洗后必须用清水将残留洗涤剂冲洗干净。表面的油污、盐析、脱膜剂等清除干净后，可避免在打磨或喷砂过程中对混凝土造成再次污染。

(2)打磨、喷砂：对混凝土表面进行打磨或喷砂，除去未清洁掉的水泥浮浆、表面疏松层、毛刺、钢筋头等突出物，同时可以暴露出底下的孔洞以便修补。

(3)深度污染及较厚疏松层的清除：旧混凝土表面疏松层较厚，一般采用机械清理如喷砂处理、高压水冲洗等方法去除。在清除有介质渗透现象的混凝土时，必须将介质渗透厚度完全清除。直至露出清洁、坚固的表面。

(4)裂缝修补：裂纹的修补方法取决于混凝土裂缝的极限宽度，根据国家《混凝土结构加固技术规定》对于混凝土有防渗要求，缝宽在0.1mm以上的裂缝必须进行修补处理。较宽的裂缝可沿着裂缝将混凝土凿成V型槽，然后用专用弹性密封胶SR100手工聚脲将其填平，达到封闭裂缝的目的。

4.2 手工聚脲施工

为了达到最佳的涂层效果，现场要求通风，环境温度不能低于10℃，空气湿度小于80%，材料温度不能低于15℃，温度过低可以对原料进行预热或保温。

4.2.1 底漆涂刷

底漆可封闭混凝土表面的毛细孔，减少施工后涂层缺陷，并可增加手工聚脲涂层与混凝土基材的附着力。

底漆采用SPUA-D300底漆，施工时可以刷涂也可滚涂，涂刷量为8m2/kg～10m2/kg，底漆使用应严格按照其说明书，配比准确，配好后充分搅拌均匀，底漆施工2h～24h，可进行下一步手工聚脲喷涂施工。如果时间间隔超过24h，在施工手工聚脲涂料前一天应重新施工一道封闭底漆，然后再施工手工聚脲涂料。

4.2.2 材料制备

手工聚脲使用前应将物料分别充分搅拌均匀，无沉底，颜色一致。称量必须使用校核过的称量工具按比例准确称取2种材料混合，比例一般取10∶3，但也要根据现场情况与设计要求微调。搅拌配料要求现场完成，每次配料一般5kg，搅拌时间3min，在45min内必须施工完毕，超出时间未完成涂刷的材料按照废料处理，不得继续使用。

4.2.3 手工聚脲施工

聚脲施工采用刷子、刮刀进行涂刷。涂刷间隔最长不能超过24h。材料使用时应根据现场需要，现配现用，以免涂料胶化报废。对于未达到最低厚度要求的涂层按照重涂要求再次刮涂。若有小面积的涂层损坏或缺陷，可通过喷砂或打磨等方法去除损坏和未固化的涂层，打磨范围应由涂层损坏范围向周围扩展5cm～10cm，清洁干净后刷涂层间粘和剂，2h～24h以内采用手工聚脲进行修补。

4.2.4 涂层检测

涂层必须表面光顺，无流挂、无针孔、无起泡、无开裂。聚脲涂层施工完毕7d后可进行附着力检测。按照ASTM D4541标准进行附着力检测，涂层附着力应≥4.0MPa。