瓦托水电站厂房尾水肘管二期混凝土预埋拔管施工技术研究

刘 福 友， 赵 亚， 张 建 祥

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

瓦托水电站位于澜沧江一级支流金河下游河段，是金河水电梯级规划中的第五座电站，坝址位于西藏昌都市卡若区列巴村金河下游约2.5 km、已建金河大坝上游约5 km处。瓦托水电站安装两台、单机容量为21 MW和一台8 MW的混流式水轮发电机组，总装机容量为50 MW。

该厂房肘管底部仓面空间狭小，埋件多，二期混凝土振捣困难，故保证肘管底部二期混凝土的施工质量成为工程的一大难点。同时，钢衬肘管底部因混凝土收缩等原因若存在的脱空区不能及时填补，在发电的高速水流冲击下脱空区的钢衬将会产生较大的震动而影响到钢衬的整体稳定性，加大钢衬的气蚀，甚至引起钢衬的掀动。故厂房钢衬肘管底部的接触灌浆十分必要，且其施工质量的好坏直接影响到电站后期能否正常发电。

2 混凝土施工

瓦托水电站厂房钢衬肘管底部二期回填混凝土设计为C25W6F50二级配混凝土，主要采用泵送和溜槽作为混凝土入仓手段。仓面采用平铺法施工，浇筑层厚不超过50 cm[1]。因肘管底部浇筑时仓面狭小，人员无法下到肘管底部振捣，故在钢衬肘管底部按3 m间排距、矩形布置方式预留了直径为150 mm的振捣孔。二期回填混凝土浇筑时，混凝土的平仓主要采用φ50和φ70插入式振捣器；泵送混凝土的平仓、振捣利用钢衬肘管底部预留的振捣孔从下游至上游分排有序进行；对溢出骨料的钢衬肘管预留振捣孔处采用木板临时封堵，待混凝土初凝后再拆除临时木板封堵体，人工用电镐等工具挖除钢衬肘管内预留振捣孔的混凝土封堵体。

混凝土浇筑过程中，派专人用小锤跟进敲击钢衬肘管，避免出现架空现象。若发现架空时应立即处理。同时，在混凝土浇筑过程中派专人用百分表每隔5～10 cm对钢衬肘管进行抬动监测并对监测数据进行分析。在上抬偏移量超过0.1 mm或垂直水流向超过0.2 mm或顺水流向偏移量超过1 mm时，应停止混凝土浇筑。

3 接触灌浆施工

3.1 施工准备

充气管选用具有一定膨胀性、耐压性、收缩性的φ25塑料软管，按照拟定的埋管长度加工成封闭的管路并安装充气阀门，在埋设前进行24 h充气密封性检查。灌浆主管采用φ32硬塑管；支撑固定装置采用将φ32钢管对半剖开，用φ8圆钢制作的“U”形托架焊接固定在钢衬肘管底部钢衬上，使其紧贴住肘管钢衬底部。

3.2 预埋充气管

待尾水钢衬肘管安装完成后，在其底部埋设充气管。充气管按照串联接通、由低到高、连续灌浆的原则设计。材质为φ25塑料软管的充气管布置为垂直肘管水流方向。预埋充气拔管采用支撑固定装置使其紧贴肘管底部表面，埋管完毕充气检查其密封性，如发现漏气，则需立即修补或更换充气管。

3.3 预埋灌浆主管

灌浆主管采用φ32硬塑管，埋设方式与充气拔管基本相同，系直接将其紧贴安装在钢衬肘管最底部的钢衬表面，与充气管垂直布置并利用钢衬加劲环开孔将所有的充气拔管节点串联起来。

3.4 预埋排气管

待预埋充气管超出接触灌浆范围(钢衬肘管中心线以上)时，将所有的充气管用三通管连接φ25硬塑管引出至混凝土浇筑仓号外，作为排气及回浆管。

3.5 拔出充气管

混凝土浇筑前，对预埋充气管进行充气；混凝土浇筑过程中，由专人监管以防止损坏埋管；混凝土浇筑完成并初凝时(初凝时间根据现场试验确定)，将预埋充气管中的空气放掉，使埋管缩小，然后从埋管引出部位将预埋充气管拔出，形成灌浆通道。

3.6 灌浆管路的连接及通气检查

钢衬肘管底部混凝土浇筑完成后，在各个拔管节点部位将材质为φ32硬塑管的灌浆主管割开，使其与埋设形成的拔管灌浆通道连通，并使用洁净的压缩空气检查拔管的串通情况，且其风压小于灌浆压力。

3.7 接触灌浆施工

钢衬肘管二期回填混凝土浇筑结束60 d后进行接触灌浆施工[2]。接触灌浆采用纯压式灌浆法。灌浆按照从低处向高处、从上游向下游的顺序进行，高处或下游的孔可兼做排气孔。为有效控制钢衬变形，灌浆压力采用0.1 MPa，浆液水灰比采用0.8、0.6两个比级[3]。灌浆自低处开始，并在灌浆过程中敲击震动钢衬，待各高处分别排出浓浆后，依次将孔口阀门关闭，同时记录好各孔排出的浆量和浓度。在规定的压力下，当灌浆孔停止吸浆时，延续灌注5 min接触灌浆即可结束。灌浆完毕，采用丝堵加焊法封孔，焊后用砂轮磨平。

3.8 特殊情况的处理

接触灌浆7 d后，采用敲击检查的方法检查钢衬肘管接触灌浆质量[4]，若有脱空，在钢衬肘管上标识脱空范围并绘制脱空图。根据脱空范围确定开孔位置。

对面积大于0.5 m2的脱空区进行钻孔灌浆。钻孔采用磁座电钻进行，孔径宜为16～20 mm[5]。钻孔完成后，对孔口攻丝，灌浆管不直接与钢衬肘管焊接连接，以减少灌浆管拆除与磨平时对肘管母材造成的不必要损伤。开孔后测记肘管与混凝土之间的空隙大小并做好相关记录。

使用压缩空气检查缝隙串通情况，吹除空隙内的污物和积水，疏通灌浆区域以防堵塞，风压应小于灌浆压力0.1 MPa。在全面掌握各灌区情况后，根据每个灌区可灌情况的不同进行施工：脱空区域深度较深时，可直接灌注浓浆；脱空区域深度较浅时，直接采用稀浆灌注。

4 结 语

瓦托水电站厂房钢衬肘管二期混凝土施工因现场施工部位狭小、施工条件差、各工序频繁交叉施工而造成施工难度大。通过预埋拔管施工技术的成功运用，保证了施工质量和施工安全，钢衬肘管抬动变形情况良好、灌后未发现脱空，所取得的经验可为高寒地区复杂条件下的钢衬肘管二期混凝土施工提供一定的借鉴。

尾水肘管二期混凝土采用预埋拔管施工技术时应合理调整预埋管路的布设位置，不得将预埋管路预埋在钢衬肘管底板预留振捣孔的中间；二期回填混凝土浇筑过程中，应确保混凝土在左、右侧同时下料入仓，以保证肘管底部密实；钢衬肘管抬动监测所用的百分表或千分表应尽量安装在不受浇筑施工干扰的部位，以保证监测数据的连续性和完整性；钢衬肘管由于钢衬上有筋板相隔以及水泥具有干缩的特性，导致肘管接触灌浆难度较大，很难达到钢衬与原浇筑混凝土接触的密实程度。若钢衬肘管在前期混凝土浇筑过程中预留灌浆孔，既可以在前期浇筑过程中作为排气孔使浇筑尽量密实，后期还能为接触灌浆创造一定的条件。